DE60021319T2

DE60021319T2 - Zusammensetzung zur Luftverbesserung

Info

Publication number: DE60021319T2
Application number: DE60021319T
Authority: DE
Inventors: Arnoud Van Walsum; Richard M. Ocean Boden; Jan-Willem Zacharias Ruizendaal; Michael John Robert White
Original assignee: International Flavors and Fragrances Inc
Current assignee: International Flavors and Fragrances Inc
Priority date: 1999-08-26
Filing date: 2000-08-21
Publication date: 2006-01-05
Anticipated expiration: 2020-08-22
Also published as: US6180595B1; CN1193796C; CN1286123A; DE60021319D1; CA2316541A1; AR025246A1; EP1078640A1; ATE299716T1; US6506723B1; EP1078640B1; ES2241553T3; BR0003919A

Description

Unsere Erfindung betrifft einphasige wässrige tensidfreie ungiftige Luftverbesserungszusammensetzungen und Luftverbesserungsgeräte mit Docht, die solche Zusammensetzungen verwenden.
Herkömmliche flüssige Luftverbesserer umfassen im allgemeinen ein Reservoir, das eine Mischung enthält, die eine echte Lösung, eine kolloidale Lösung oder eine Mikroemulsion eines Duftstoffes mit einem Lösemittel sein kann, in die ein Docht eintaucht, der mit einer Abdünstfläche verbunden ist. Die Duftstoffmischung wandert den Docht hinauf zur Abdünstfläche, von der der Duftstoff verdampft und die umgebende Atmosphäre verbessert. Duftstoffe, die in solchen Luftverbesserern verwendet werden, sind im allgemeinen Öle und sind daher im allgemeinen in Wasser in Abwesenheit irgendwelcher weiteren Agentien unlöslich. Systeme, in denen die Duftstofflösung wässrig basiert ist, enthalten daher immer ein Tensid, das den Duftstoff in Wasser löslich macht. Die Menge an Tensid kann recht hoch sein, zum Beispiel 10–15 Gew.-% oder mehr, bezogen auf die Gesamtzusammensetzung.
Die in solchen Zusammensetzungen verwendeten Tenside sind herkömmliche Tenside, im allgemeinen anionische Tenside, wie etwa Alkylbenzolsulfonate und Laurylsulfate. Nichtionische Tenside sind ebenfalls verwendet worden, aber sie sind teurer und neigen dazu, die Wahrnehmung des Duftstoffduftes zu unterdrücken. Diese Tenside sind alle nicht-flüchtig und sie verdampfen daher nicht von der Abdünstfläche. Die Konzentration an Tensid in der Abdünstfläche nimmt daher allmählich zu und das Vorhandensein von Tensid behindert das Vordringen von Duftstoff im Docht und verhindert auch, daß der Duftstoff abdünstet, wie er sollte.
Die meisten wässrig basierten Systeme enthalten zusätzlich zum Duftstoff und Tensid auch ein Cosolvens. Beispiele für Cosolventien sind Ethanol und Diethylenglykolmonoethylether (DEGMEE). Solche Zusammensetzungen enthalten immer Tensid und leiden daher an denselben Nachteilen, wie oben beschrieben.
Einige flüssige Luftverbesserer enthalten wenig oder kein Wasser und sind somit frei von Tensid. Zum Beispiel ist eine Lösung von Duftstoff in DEGMEE mit der Struktur:
und Wasser als eine einzige Phase stabil, vorausgesetzt, daß die Menge an Wasser gering ist, zum Beispiel unter 20%, wenn die Menge an Duftstoff etwa 10 Gew.-% beträgt. Da diese Zusammensetzungen keine hohen Mengen an Wasser tolerieren können, neigen sie dazu, teuer zu sein.
U.S.-Patent Nr. 3,945,950 beschreibt feste Luftverbessererzusammensetzungen, die an verschiedenen Problemen gegenüber den Luftverbesserern leiden, die flüssige Zusammensetzungen umfassen, mit denen sich unsere Erfindung beschäftigt. Die festen Zusammensetzungen enthalten Duftstoff, einen Diethylenglykolmonoalkylether und ein Geliermittel, das eine oberflächenaktive Fettsäureseife oder ein Metallsalz derselben und eine inerte Flüssigkeit ist. Wasser ist manchmal in den Zusammensetzungen als ein Teil oder die gesamte inerte Flüssigkeit enthalten, aber nur in kleinen Mengen von 4 Gew.-%.
In U.S.-Patent Nr. 4,663,081, erteilt am 5 Mai 1987, ist angegeben, daß Diethylenglykolmonobutylether (DEGMBE) mit der Struktur:
wenn er gelösten Duftstoff enthält, eine überraschend große Menge Wasser verglichen mit anderen Glykolethern enthalten kann und daher kosteneffektiver ist. Es ist in U.S.-Patent Nr. 4,663,081 auch angegeben, daß die Mischung aus DEGMBE und Wasser auch sehr günstige Flüchtigkeitseigenschaften hat und einen günstigen Effekt auf die Abdünstgeschwindigkeit des Duftstoffes hat. Es ist weiter in U.S.-Patent Nr. 4,663,081 angegeben, daß die Zusammensetzung, die den DEGMBE enthält, im allgemeinen zwischen 5 und 30 Gew.-% Duftstoff umfasst; üblicherweise zwischen 5 und 20 Gew.-% Duftstoff und oft 10 Gew.-%. Es ist in U.S.-Patent Nr. 4,663,081 weiter angegeben, daß die Mengen an Duftstoff in Zusammensetzungen, die DEGMBE enthalten, die Menge an Wasser beeinflussen, die in die Lösung eingemischt werden kann, bevor eine Phasentrennung auftritt. Es ist angegeben, daß, wenn zum Beispiel die Konzentration an Duftstoff in der Lösung 10 Gew.-% beträgt, die maximale Menge an Wasser, die in einer einphasigen Lösung eingearbeitet werden kann, etwa 55 Gew.-% beträgt, und für eine Duftstofflösung bei 20% Konzentration beträgt die maximale Menge an Wasser etwa 40 Gew.-%.
Es ist in U.S.-Patent Nr. 4,663,081 weiter angegeben, daß der Duftstoff irgendeiner der herkömmlicherweise in Luftverbesserern verwendeten sein kann und daß „die Identität des Duftstoffes wenig Unterschied für das Verhalten des Lösemittelsystems macht". Es ist weiter in U.S.-Patent Nr. 4,663,081 angegeben:
„Lösungen von Duftstoff in verschiedenen Glykolethern variierender Konzentration wurden mit Wasser beladen, bis Phasentrennung auftrat. Die maximalen Mengen Wasser, die in Systemen mit verschiedenen Duftstoffkonzentrationen für die getesteten Glykolether toleriert wurden, sind in Tabelle 1 dargestellt.
TABELLE 1
Wie man aus der Tabelle sehen kann, kann DEGMBE eine weit größere Menge Wasser bei einer spezifizierten Duftstoffkonzentration tolerieren als jeder der anderen Glykolether."
Für die Zwecke der vorstehenden Tabelle und für die Verwendung in der vorliegenden Anmeldung werden die folgenden Begriffe definiert:
DEGMEE: die Verbindung mit der Struktur:
DEGDME: die Verbindung mit der Struktur:
TPGMME: die Verbindung mit der Struktur:
PGMPE: die Verbindung mit der Struktur:
PGMME: die Verbindung mit der Struktur:
DPGMME: die Verbindung mit der Struktur:
PGMBE: die Verbindung mit der Struktur:
DEGMBE: die Verbindung mit der Struktur:
PGMEE: die Verbindung mit der Struktur:
In Spalte 4, Zeilen 15–17 von U.S.-Patent Nr. 4,663,081 ist ausgeführt:
„Wie man aus der Tabelle sehen kann, kann DEGMBE eine weit größere Menge Wasser in einer spezifizierten Stoffkonzentration tolerieren als jeder der anderen Glykolether."
Angesichts von Toxizitätsproblemen, die mit DEGMBE mit der Struktur:
verbunden sind, ist es deutlich geworden, daß ein Ersatz für das in U.S.-Patent Nr. 4,663,081 dargelegte System benötigt wird.
Es ist eine Aufgabe unserer Erfindung, solche Ersatzmittel bereitzustellen.
PCT-Anmeldung Nr. 97/45516, veröffentlicht am 4. Dezember 1997, offenbart und beansprucht eine phasenstabile flüssige Erfrischungs- und Reinigungszusammensetzung, die:

(a) Butoxypropoxypropanol; oder ein anderes alkoxyliertes Alkoxypropanol-Lösemittel (definiert gemäß einer der Strukturen:
(b) Wasser;
(c) fakultativ eine geringe Menge nicht-ionisches Tensid; und
(d) eine wirksame, phasenstabile Menge einer Verbindung, die ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus Alkylsulfat-Tensid, Alkylethoxysulfat-Tensid und Mischungen derselben besteht.

Die PCT-Anmeldung Nr. 97/45516 lehrt jedoch nicht die in unserer Erfindung gelösten Probleme.
DIE ERFINDUNG
Unsere Erfindung ist auf eine einphasige wässrige tensidfreie Luftverbesserungszusammensetzung gerichtet, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie (a) ungiftig; (b) nicht-mutagen; und (c) umweltfreundlich ist, wobei sie im wesentlichen aus;

(i) 30–70 Gewichtsprozent Wasser;
(ii) 5–20 Gewichtsprozent einer Duftzusammensetzung, wobei wenigstens 60% von deren Zusammensetzung aus einer oder mehreren Substanzen mit einer Clog₁₀P ≤ 2,5 besteht und nicht mehr als 40% jeder der Komponenten der Duftstoffzusammensetzung eine Clog10P im Bereich von 2,5 < Clog10P ≤ 7,5 besitzt;
(iii) 30–60 Gewichtsprozent einer Mischung aus zwei Glykolether-Verbindungen, von denen eine Dipropylenglykolmonomethylether mit der Struktur:
ist und von denen die eine andere Verbindung ist, die gemäß der Struktur definiert ist:
worin R n-Propyl oder n-Butyl ist, besteht.

Der n-Octanol/Wasser-Verteilungskoeffizient eines Duftstoffmaterials, angegeben mit dem Ausdruck „P", ist das Verhältnis zwischen seinen Gleichgewichtskonzentrationen in n-Octanol und in Wasser. Die Duftstoffmaterialien, die in unserer Erfindung verwendet werden, haben einen n-Octanol/Wasser-Verteilungskoeffizienten „P" von zwischen etwa 1 und etwa 10^7,5, wobei wenigstens 60% der Duftstoffkomponenten einen Verteilungskoeffizienten zwischen etwa 1 und etwa 10^2,5 haben. Da die Verteilungskoeffizienten der Duftstoffzusammensetzungen dieser Erfindung Werte von zwischen etwa 1 und 10^7,5 haben, werden sie üblicherweise in der Form ihres Logarithmus zur Basis 10, log₁₀P, angegeben. Somit haben die Duftstoffmaterialien, die in der Praxis unserer Erfindung nützlich sind, einen log₁₀P von zwischen etwa 1 und etwa 7,5, wie oben angegeben, wobei 60% der Komponenten der Duftstoffzusammensetzung einen log₁₀P von zwischen etwa 1 und etwa 2,5 haben, wie oben angegeben.
Die log₁₀P vieler Duftstoffingredientien sind berichtet worden; zum Beispiel enthält die Datenbank Pomona 92, erhältlich von Daylight Chemical Information Systems, Inc. (Daylight CIS), Irvine, Kalifornien, viele, zusammen mit Zitaten der Originalliteratur. Die log₁₀P-Werte werden jedoch geeigneterweise mit dem „CLOGP"-Programm berechnet, wie ebenfalls erhältlich von Daylight CIS. Dieses Programm listet auch experimentelle log₁₀P-Werte auf, wenn sie in der Datenbank Pomona 92 verfügbar sind. Der „berechnete log₁₀P" wird mit dem Fragmentansatz von Hansch und Leo (Comprehensive Medicinal Chemistry, Band 4, C. Hansch, P.G. Sammens, J.B. Taylor und C.A. Ramsden, Herausgeber, Seite 295, Pergamon Press, 1990, hierin durch Bezugnahme mit einbezogen) bestimmt. Der Fragmentansatz beruht auf der chemischen Struktur jeder Komponente des Duftstoffmaterials und zieht die Anzahl und Arten von Atomen, die Atomverbindbarkeit und chemische Bindung in Betracht. Die berechneten log₁₀P-Werte, die die verlässlichsten und am breitesten verwendeten Schätzungen für diese physikochemikalische Eigenschaft sind, werden vorzugsweise statt der experimentellen log₁₀P-Werte bei der Auswahl von Duftstoffmaterialien verwendet, die in der Praxis unserer Erfindung nützlich sind.
Spezifischer sind die Duftstoffmaterialien, die in der Praxis unserer Erfindung nützlich sind, mit einer Clog₁₀P ≤ 2,5, wie folgt:
Für die Zwecke unserer Erfindung werden die Verbindungen, die gemäß der Struktur:
worin R n-Propyl oder n-Butyl ist, definiert sind, mit dem Symbol: [P_nR] dargestellt.
Der Bereich von Gewichtsverhältnissen des Dipropylenglykolmonomethylethers mit der Struktur:
variiert von 1:1 bis zu 5:1.
Das folgende Beispiel veranschaulicht die Erfindung, aber die Erfindung ist nur durch die Ansprüche beschränkt.
BEISPIEL I
Der folgende Duft wird hergestellt:
Bei einem Niveau von 10% wird der resultierende Duft mit den folgenden Materialien vermischt:
BEISPIEL I(A)

(a) 15 Gewichtsteile Propylenglykolbutylether mit der Struktur:
(b) 37,5 Gewichtsteile Dipropylenglykolmethylether mit der Struktur:
(c) 37,5 Gewichtsteile Wasser, wodurch eine klare, einphasige Mischung gebildet wird.

BEISPIEL I(B)

(a) 10 Gewichtsteile Propylenglykolbutylether;
(b) 30 Gewichtsteile Dipropylenglykolmethylether; und
(c) 50 Gewichtsteile Wasser, wodurch eine klare, einphasige Mischung gebildet wird.

BEISPIEL I(C)

(a) 12,5 Gewichtsteile Propylenglykolbutylether;
(b) 35 Gewichtsteile Dipropylenglykolmethylether; und
(c) 42,5 Gewichtsteile Wasser; wodurch eine klare, einphasige Mischung gebildet wird.

BEISPIEL I(D)

(a) 10 Gewichtsteile Propylenglykolbutylether;
(b) 35 Gewichtsteile Dipropylenglykolmethylether; und
(c) 45 Gewichtsteile Wasser, wodurch eine klare, einphasige Mischung gebildet wird.

BEISPIEL I(E)

(a) 10 Gewichtsteile Propylenglykolbutylether;
(b) 45 Gewichtsteile Dipropylenglykolmethylether; und
(c) 35 Gewichtsteile Wasser wodurch eine klare, einphasige Mischung gebildet wird.

BEISPIEL I(F)

(a) 15 Gewichtsteile Propylenglykolbutylether;
(b) 42,5 Gewichtsteile Dipropylenglykolmethylether; und
(c) 32,5 Gewichtsteile Wasser wodurch eine klare, einphasige Mischung gebildet wird.

BEISPIEL I(G)

BEISPIEL I(H)

(a) 15 Gewichtsteile Propylenglykolbutylether;
(b) 10 Gewichtsteile Dipropylenglykolpropylether mit der Struktur:
(c) 65 Gewichtsteile Wasser, wodurch eine klare, einphasige Mischung gebildet wird.

BEISPIEL I(I)

(a) 25 Gewichtsteile Propylenglykolmethylether;
(b) 20 Gewichtsteile Dipropylenglykol-n-propylether; und
(c) 45 Gewichtsteile Wasser, wodurch eine klare, einphasige Mischung gebildet wird.

BEISPIEL I(J)

(a) 20 Gewichtsteile Propylenglykolmethylether;
(b) 15 Gewichtsteile Dipropylenglykol-n-propylether; und
(c) 55 Gewichtsteile Wasser, wodurch eine klare, einphasige Mischung gebildet wird.

BEISPIEL I(K)

(a) 10 Gewichtsteile Propylenglykol-n-butylether;
(b) 35 Gewichtsteile Dipropylenglykolmethylether; und
(c) 45 Gewichtsteile Wasser, wodurch eine klare, einphasige Mischung gebildet wird.

BEISPIEL I(L)

(a) 10 Gewichtsteile Propylenglykol-n-butylether;
(b) 40 Gewichtsteile Dipropylenglykolmethylether; und
(c) 40 Gewichtsteile Wasser, wodurch eine klare, einphasige Mischung gebildet wird.

BEISPIEL I(M)

(a) 10 Gewichtsteile Propylenglykolbutylether;
(b) 40 Gewichtsteile Dipropylenglykolmethylether; und
(c) 40 Gewichtsteile Wasser, wodurch eine klare, einphasige Mischung gebildet wird.

BEISPIEL I(N)

BEISPIEL I(O)

(a) 17,5 Gewichtsteile Propylenglykolbutylether;
(b) 37,5 Gewichtsteile Dipropylenglykolmethylether; und
(c) 35 Gewichtsteile Wasser, wodurch eine klare, einphasige Mischung gebildet wird.

Jede der vorstehenden Mischungen der Beispiele I(A)–I(O) wird separat mit den folgenden Inhaltsstoffen vermischt:
Jede der resultierenden Mischungen wird in einem nicht-elektrischen IFF-Dochtluftverbesserer-Prototyp verwendet. In allen Fällen war, im Gleichgewicht, der Zeitraum der Erschöpfung des Dochtes größer als 45 Tage. Die folgende Tabelle gibt die Zeiträume der Erschöpfung und den abgedünsteten Duftstoff als einen Prozentanteil vom Ursprung für jedes Beispiel an:
Im allgemeinen zeigen die Systeme unserer Erfindung eine riesige Verbesserung gegenüber den Systemen des Standes der Technik; mit den zusätzlichen Merkmalen, daß die Systeme unserer Erfindung ungiftig, nicht-mutagen und umweltfreundlich sind.
Die Luftverbesserergeräte, die im vorliegenden Fall verwendet werden können, sind diejenigen Geräte, die in U.S.-Patent Nr. 4,663,081, erteilt am 5. Mai 1987, angegeben sind, dessen Beschreibung hierin durch Bezugnahme miteinbezogen ist.
Solch ein Luftverbesserergerät umfasst einen Behälter der Luftverbesserungszusammensetzung der vorliegenden Erfindung, eine Abdünstfläche und einen Docht für die Zufuhr der Luftverbesserungszusammensetzung zur Abdünstfläche.
In der vorliegenden Beschreibung bedeutet „umfasst" „schließt ein oder besteht aus" und „umfassend" bedeutet „einschließlich oder bestehend aus".

Claims

Einphasige wässrige tensidfreie Luftverbesserungszusammensetzung, dadurch gekennzeichnet, daß sie (a) ungiftig; (b) nicht-mutagen; und (c) umweltfreundlich ist, wobei sie im wesentlichen aus: (i) 30–70 Gewichtsprozent Wasser; (ii) 5–20 Gewichtsprozent einer Duftzusammensetzung, wobei wenigstens 60% von deren Zusammensetzung aus einer oder mehreren Substanzen mit einer Clog₁₀P < 2,5 besteht und nicht mehr als 40% jeder der Komponenten der Duftstoffzusammensetzung eine Clog₁₀P im Bereich von 2,5 < Clog₁₀P ≤ 7,5 besitzt; und (iii) 30–60 Gewichtsprozent einer Mischung aus zwei Glykolether-Verbindungen, von denen eine der Dipropylenglykolmonomethylether mit der Struktur:
ist und von denen die andere eine Verbindung ist, die gemäß der Struktur definiert ist:
worin R n-Propyl oder n-Butyl ist ([P_nR]), und wobei der Bereich des Gewichtsverhältnisses von Dipropylenglykolmonoethylether : [P_nR] von 1:1 bis zu 5:1 beträgt, besteht.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß R n-Propyl ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß R n-Butyl ist.
Luftverbesserergerät, das die Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 enthält, wobei die Luftverbesserungszusammensetzung in einem Behälter aufgenommen ist, und das weiter eine Abdünstfläche und einen Docht zur Zuführung der Luftverbesserungszusammensetzung zur Abdünstfläche umfasst.
Luftverbesserergerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdünstfläche und der Docht durch Falten eines integralen Streifens aus Cellulosematerial gebildet werden.
Luftverbesserergerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Cellulosematerial Papier ist.
Verfahren zur Herstellung einer Luftverbesserungszusammensetzung nach Anspruch 1, das die Schritte der Mischung der folgenden umfasst: (i) 30–70 Gewichtsprozent Wasser; (ii) 5–20 Gewichtsprozent einer Duftzusammensetzung, wobei wenigstens 60% der Duftzusammensetzung eine oder mehrere Substanzen mit einer Clog₁₀P ≤ 2,5 umfassen und nicht mehr als 40% der Duftzusammensetzung eine oder mehrere Substanzen mit einer Clog₁₀P im Bereich von 2,5 < Clog₁₀P ≤ 7,5 umfassen; und (iii) 30–60 Gewichtsprozent einer Mischung aus zwei Glykolether-Verbindungen, von denen eine der Dipropylenglykolmonomethylether mit der Struktur:
ist und von denen die andere eine Verbindung ist, die gemäß der Struktur definiert ist:
worin R n-Propyl oder n-Butyl ist ([P_nR]), und wobei der Bereich des Gewichtsverhältnisses von Dipropylenglykolmonomethylether : [P_nR] von 1:1 bis zu 5:1 beträgt.