DE60021359T2

DE60021359T2 - Flüssige zusammensetzung mit verbesserter stabilität bei niedrigen temperaturen

Info

Publication number: DE60021359T2
Application number: DE60021359T
Authority: DE
Inventors: Sudhakar Puvvada; Shuman Mitra
Original assignee: Unilever NV
Current assignee: Unilever NV
Priority date: 1999-04-05
Filing date: 2000-03-28
Publication date: 2006-07-13
Anticipated expiration: 2020-03-29
Also published as: EP1165019A1; US6150312A; CN1205905C; KR20010108450A; DE60021359D1; AU4113100A; EP1165019B1; JP2002541080A; ATE299690T1; JP4520047B2; CA2366825A1; WO2000059454A1; KR100658007B1; CN1351486A; CA2366825C

Description

Hintergrund
Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf flüssige Reinigungszusammensetzungen von der Art, wie sie typischerweise in Hautreinigungs- oder Duschgelzusammensetzungen verwendet werden, wobei die Zusammensetzungen „strukturierte" Lamellarphasenzusammensetzungen sind. Solche lamellaren Zusammensetzungen sind durch eine hohe Nullviskosität gekennzeichnet (gut für das Suspendieren und/oder Strukturieren), während sie gleichzeitig ein sehr strukturviskoses Verhalten zeigen, so daß sie sich beim Gießen ohne weiteres dispergieren. Solche Zusammensetzungen besitzen ein „schüttbares", Lotions-artiges Aussehen, das auf erhöhte Feuchthaltung hindeutet.

Hintergrund der Erfindung

Das rheologische Verhalten aller oberflächenaktiver Lösungen, einschließlich flüssiger Reinigungslösungen, hängt stark von der Mikrostruktur der Lösung, das heißt, der Form und der Konzentration von Mizellen oder anderen selbst-organisierter Strukturen in der Lösung ab.

Sind ausreichend oberflächenaktive Mittel zur Bildung von Mizellen vorhanden (Konzentrationen über der kritischen Mizellenkonzentration oder CMC), können sich zum Beispiel sphärische, zylindrische (Strang-ähnliche) oder diskoidale Mizellen bilden. Wenn die Konzentration an oberflächenaktivem Mittel steigt, können sich geordnete Flüssigkristallphasen wie eine lamellare Phase, eine hexagonale Phase oder eine kubische Phase bilden. Die lamellare Phase besteht zum Beispiel aus alternierenden oberflächenaktiven Doppelschichten und Wasserschichten. Diese Schichten sind nicht allgemein flach, sondern gefaltet, um sphärische Zwiebel-artige Submikron-Strukturen zu bilden, die Vesikel oder Liposome genannt werden. Auf der anderen Seite besteht die hexagonale Phase aus langen zylindrischen Mizellen, die in einem hexagonalen Gitter angeordnet sind. Im allgemeinen besteht die Mikrostruktur der meisten Körperpflegeprodukte aus entweder sphärischen Mizellen; Stab-Mizellen oder einer lamellaren Dispersion.

Wie oben angegeben, können Mizellen sphärisch oder Stab-ähnlich sein. Formulierungen, die sphärische Mizellen aufweisen, haben für gewöhnlich eine geringe Viskosität und zeigen ein Newton-Scherverhalten (d. h., die Viskosität bleibt als eine Funktion der Scherrate konstant; somit ist die Lösung, wenn leichtes Gießen des Produktes gewünscht ist, weniger viskos und suspendiert demzufolge auch nicht). In diesen Systemen steigt die Viskosität linear mit der Konzentration an oberflächenaktivem Mittel.

Stab-mizellare Lösungen sind viskoser, weil die Bewegung der längeren Mizellen eingeschränkt ist. Bei einer kritischen Scherrate richten sich die Mizellen aus und die Lösung verhält sich strukturviskos. Die Zugabe von Salzen erhöht die Größe der Stabmizellen, wobei die Nullviskosität steigt (d. h., die Viskosität der Lösung, wenn sie in einer Flasche gelagert wird) was bei der Suspension der Teilchen hilfreich ist, erhöht jedoch ebenso die kritische Scherrate (den Punkt, an dem das Produkt strukturviskos wird, wobei höhere kritische Scherraten bedeuten, daß das Produkt schwieriger zu gießen ist).

Lamellare Dispersionen unterscheiden sich sowohl von sphärischen als auch von Stab-ähnlichen Mizellen, weil sie eine hohe Nullviskosität aufweisen können (aufgrund der enggepackten Anordnung der am Aufbau beteiligten lamellaren Tröpfchen), diese Lösungen sind jedoch sehr strukturviskos (verteilen sich beim Gießen schnell). Das heißt, die Lösungen können bei moderaten Scherraten dünner werden als stabmizellare Lösungen.

Daher besteht bei der Formulierung flüssiger Reinigungszusammensetzungen die Wahl der Verwendung von stabmizellaren Lösungen (deren Nullviskosität, z. B. Suspendierfähigkeit, nicht sehr gut ist und/oder die sehr strukturviskos sind); oder lamellaren Dispersionen (mit einer höheren Nullviskosität, z. B. besseres Suspendieren und die trotzdem sehr strukturviskos sind).

Bei der Herstellung solcher lamellaren Zusammensetzungen müssen jedoch einige Kompromisse gemacht werden. Erstens sind im allgemeinen höhere Mengen an oberflächenaktivem Mittel erforderlich, um die lamellare Phase zu bilden. Daher muß man oftmals hilfsweise oberflächenaktive Mittel und/oder Salze zugeben, die weder wünschenswert noch brauchbar sind. Zweitens werden nur bestimmte oberflächenaktive Mittel diese Phase bilden und daher ist die Wahl der oberflächenaktiven Mittel eingeschränkt.

Kurz gesagt, sind lamellare Zusammensetzungen im allgemeinen wünschenswerter (insbesondere für die Suspension von Erweichungsmittel und zur Bereitstellung von Verbraucherästhetik), jedoch teurer, weil sie im allgemeinen mehr oberflächenaktives Mittel erfordern und hinsichtlich des Bereiches an oberflächenaktiven Mitteln, die verwendet werden können, eingeschränkter sind.

Wenn stabmizellare Lösungen verwendet werden, erfordern diese ebenfalls oftmals die Verwendung von externen strukturverbessernden Mitteln zur Erhöhung der Viskosität und zur Suspension der Teilchen (wiederum, weil sie eine geringere Nullviskosität als Lamellarphasenlösungen haben). Hierfür werden oftmals Carbomere und Tone verwendet. Bei höheren Scherraten (wie bei der Produktdispergerierung, Auftragung des Produktes auf den Körper oder Verreiben mit den Händen), bleibt die Viskosität der Lösung hoch und das Produkt kann faserig und dick sein, da die stabmizellaren Lösungen weniger strukturviskos sind. Produkte mit einer höheren Nullviskosität, die auf einer lamellaren Dispersion basieren, können Erweichungsmittel schneller suspendieren und sind typischerweise cremiger. Jedoch sind auch sie im allgemeinen teurer herzustellen (beispielsweise sind die oberflächenaktiven Mittel, die verwendet werden können, stärker eingeschränkt, und oftmals sind höhere Konzentrationen an oberflächenaktivem Mittel erforderlich).

Im allgemeinen sind Lamellarphasenzusammensetzungen leicht durch ihre charakteristische fokale konische Form und die ölige Streifentextur zu identifizieren, während die hexagonale Phase eine eckige Flügel-artige Textur zeigt. Im Gegensatz dazu sind mizellare Phasen optisch isotrop.

Es sollte selbstverständlich sein, daß lamellare Phasen in einer breiten Vielfalt an oberflächenaktiven Systemen unter Verwendung einer breiten Vielzahl an Lamellarphasen-„Induktoren" wie zum Beispiel in der Veröffentlichung der Anmelder WO 97/05857 beschrieben, gebildet werden können. Im allgemeinen ist die Umwandlung von Mizellen in die lamellare Phase eine Funktion der effektiven Durchschnittsfläche einer Kopfgruppe der oberflächenaktiven Mittel, der Länge des verlängerten Schwanzes und des Volumens des Schwanzes. Verzweigte oberflächenaktive Mittel oder oberflächenaktive Mittel mit kleineren Kopfgruppen oder großen Schwänzen sind alles effektive Wege zur Induzierung der Umwandlungen von stabmizellar zu lamellar.

Wege zur Charakterisierung lamellarer Dispersionen umfassen die Messung der Viskosität bei niedriger Scherrate (beispielsweise unter Verwendung eines Stress Rheometers) wenn ein zusätzlicher Induktor verwendet wird (z. B. Ölsäure oder Isostearinsäure). Bei höheren Mengen an Induktor wird die niedrige Scherviskosität signifikant steigen.

Ein anderer Weg zur Messung lamellarer Dispersionen ist die Nutzung von Gefrierbruch-Elektronenmikroskopie. Die Mikrophotographien werden im allgemeinen eine lamellare Mikrostruktur und eine enggepackte Anordnung der lamellaren Tröpfchen zeigen (im allgemeinen in einem Größenbereich von etwa 2 Mikrometern).

Ein Problem mit bestimmten Lamellarphasenzusammensetzungen ist, daß sie zum Verlust ihrer lamellaren Stabilität bei kälteren Temperaturen (z. B. –18 bis 7 °C (0 bis 45 °F)) neigen. Ohne sich an eine Theorie binden zu wollen, wird angenommen, da dies daran liegen kann, daß bei kalten Bedingungen die Öltröpfchen weniger flexibel werden, und die sphärische Struktur, die für die lamellare Wechselwirkung charakteristisch ist, statt dessen in lamellare Schichten bricht.

Wie in U.S. Patent Nr. 617484-6, von Villla, der betreffenden Anmelder beschrieben, ist herausgefunden worden, daß die Verwendung von bestimmten polymeren Emulgatoren (z. B. Dipolyhydroxystearat) bei der Erhöhung der Niedrigtemperaturviskosität behilflich ist.

Kurze Beschreibung der Erfindung

Unerwarteterweise haben die betreffenden Anmelder herausgefunden, daß spezielle anionische oberflächenaktive Mittel erhöhte Gefrier-Tau-Stabilität in strukturierten flüssigen Zusammensetzungen bereitstellen, bezogen auf Zusammensetzungen, die kein verzweigtes Natriumtridecethsulfat umfassen. Das Natriumtridecethsulfat kann als alleiniges anionisches oberflächenaktives Mittel oder in einem Gemisch aus anionischen oberflächenaktiven Mit teln, worin das verzweigte Natriumtridecethsulfat etwa 50 % bis 100 %, bevorzugt 51 % bis 100 % des anionischen oberflächenaktiven Mittels darstellt, verwendet werden.

Genauer gesagt, liefert die Erfindung eine flüssige Reinigungszusammensetzung, worin die Flüssigkeit eine lamellare Phase ist, umfassend:

(a) 5 bis 50 Gew.-% eines oberflächenaktiven Systems, umfassend:
(i) 0,5 bis 25 Gew.-%, bevorzugt 1 bis 15 Gew.-% der Gesamtzusammensetzung an einem oder mehreren anionischen oberflächenaktiven Mitteln, wobei das anionische oberflächenaktive Mittel oder zumindest eines der anionischen oberflächenaktiven Mittel verzweigtes Natriumtridecethsulfat umfaßt (wobei, wenn ein Gemisch verwendet wird, das verzweigte Natriumtridecethsulfat zumindest etwa 50 % des anionischen Gemisches darstellt);
(ii) bevorzugt ein amphoteres und/oder zwitterionisches oberflächenaktives Mittel (z. B. Betain- oder Alkalimetall-C₈-C₂₀-amphoacetat) oder ein Gemisch davon (z. B. ein amphoteres oberflächenaktives Mittel oder ein zwitterionisches oberflächenaktives Mittel oder ein Gemisch aus einem amphoteren oberflächenaktiven Mittel und einem zwitterionischen oberflächenaktiven Mittel) in einer Menge von 0 bis 25 Gew.-%, bevorzugt 0,1 bis 20 Gew.-%); und
(b) 1 bis 15 Gew.-%, bevorzugt 2 bis 10 Gew.-% einer Fettsäure oder eines Esters davon (z. B. eine geradkettige Fettsäure wie Laurinsäure oder eine verzweigte Fettsäure wie Isostearinsäure);

wobei die Zusammensetzung eine anfängliche Viskosität von größer als 20 Pa·s (20.000 cP), zum Beispiel 20 bis 300 Pa·s (20.000 bis 300.000 Centipoise (cP)), gemessen bei 25 °C und 0,5 U/min unter Verwendung einer T-Spindel A, bevorzugt 40 bis 250 Pa·s (40.000 cP bis 250.000 cP), stärker bevorzugt 50 bis 200 Pa·s (etwa 50.000 bis etwa 200.000 cP) und eine Gefrier-Tau-Viskosität aufweist (gemessen nach zumindest einem Kreislauf bevorzugt zumindest zwei Kreisläufen, am stärksten bevorzugt zumindest drei Kreisläufen von –18 °C (0 °F) bis Raumtemperatur-Gefrier-Tau-Kreisläufen), definiert entweder dadurch, das sie eine Viskosität von größer als 30 Pa·s (30.000 cP), bevorzugt größer als 35 Pa·s (35.000 cP) aufweist (wiederum gemessen bei 25 °C und 0,5 U/min unter Verwendung einer T-Spindel A) oder dadurch, daß sie einen prozentualen Viskositätsabfall in Bezug auf die anfängliche Viskosität von mehr nicht als 40 % aufweist.

Idealerweise sollte sich die Viskosität nicht von der anfänglichen Viskosität unterscheiden, obgleich dies selbstverständlich nicht immer möglich ist. Die Erfindung kann in diesem Zusammenhang, wie erwähnt, auch so definiert werden, daß der Viskositätsabfall nach dem Gefrieren/Tauen 40 % oder weniger, bevorzugt 35 % oder weniger als die anfängliche Viskosität betragen sollte.

Ausführliche Beschreibung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf flüssige lamellare Reinigungszusammensetzungen, insbesondere auf flüssige Reinigungszusammensetzungen, umfassend:

(a) 5 bis 50 Gew.-% eines oberflächenaktiven Systems, umfassend ein oder mehrere anionische oberflächenaktive Mittel, wobei zumindest eines der anionischen oberflächenaktiven Mittel ein verzweigtes Natriumtridecethsulfat ist und bevorzugt ferner umfassend ein amphoteres und/oder zwitterionisches oberflächenaktives Mittel oder ein Gemisch davon; und
(b) 1 bis 15 Gew.-%, bevorzugt 2 bis 10 Gew.-% einer Fettsäure oder eines Esters davon (wie ein Lamellarphasen-iduzierendes Strukturiermittel);

wobei die Zusammensetzungen eine anfängliche Viskosität von größer als 20 Pa·s (20.000 cP), zum Beispiel 20 bis 300 Pa·s (20.000 bis 300.000 cP), gemessen bei 25 °C und 0,5 U/min unter Verwendung einer T-Spindel A, bevorzugt 40 bis 250 Pa·s (40.000 cP bis 250.000 cP), stärker bevorzugt 50 bis 200 Pa·s (etwa 50.000 bis etwa 200.000 cP) und eine Gefrier-Tau-Viskosität aufweisen (gemessen nach zumindest einem Kreislauf, bevorzugt zumindest zwei Kreisläufen, am stärksten bevorzugt zumindest drei Kreisläufen von –18 °C (0 °F) bis Raumtemperatur-Gefrier-Tau-Kreisläufen), definiert entweder dadurch, das sie eine Viskosität von größer als 30 Pa·s (30.000 cP), bevorzugt größer als 35 Pa·s (35.000 cP) aufweisen (wiederum gemessen bei 25 °C und 0,5 U/min unter Verwendung einer T-Spindel A) oder dadurch, daß sie einen prozentualen Viskositätsabfall in Bezug auf die anfängliche Viskosität von nicht mehr als 40 % aufweisen.

Oberflächenaktive Mittel

Das oberflächenaktive System stellt 5 bis 50 Gew.-%, bevorzugt 10 bis 40 Gew.-% der Zusammensetzung der Erfindung dar und umfaßt:

(a) ein oder mehrere anionische oberflächenaktive Mittel, wobei das eine, wenn nur eines verwendet wird, oder zumindest eines der anionischen oberflächenaktiven Mittel, wenn ein Gemisch verwendet wird, ein verzweigtes Natriumtridecethsulfat ist;
(b) amphotere und/oder zwitterionische oberflächenaktive Mittel; und
(c) gegebenenfalls ein nicht-ionisches oberflächenaktives Mittel.

Wie oben angegeben, ist das anionische oberflächenaktive Mittel (oder eines der anionischen oberflächenaktiven Mittel, wenn ein Gemisch verwendet wird) ein verzweigtes Natriumtridecethsulfat. Die Verzweigung kann an einer oder zwei oder mehr Stellen in der Alkylhauptkette stattfinden.

Sofern allein verwendet, stellt das Ethersulfat im allgemeinen 1 bis 25 Gew.-% der Gesamtzusammensetzung dar und, sofern als eines von zwei oder mehr anionischen oberflächenaktiven Mitteln verwendet, wird es im allgemeinen 1 bis 12,5 Gew.-% der Gesamtzusammensetzung darstellen.

Beispiele geeigneter zusätzlicher anionischer oberflächenaktiver Mittel (die 0,5 bis 12,5 Gew.-% der Gesamtzusammensetzung darstellen können) werden nachstehend angegeben.

Es kann ein aliphatisches Sulfonat, wie ein primäres Alkan- (z. B. C₈-C₂₂) -sulfonat, primäres Alkan- (z. B. C₈-C₂₂) -disulfonat, C₈-C₂₂-Alkensulfonat, C₈-C₂₂-Hydroxyalkansulfonat oder Alkylglycerylethersulfonat (AGS); oder ein aromatisches Sulfonat, wie Alkylbenzolsulfonat, verwendet werden.

Es kann ein Alkylsulfat (z. B. C₁₂-C₁₈-Alkylsulfat) oder Alkylethersulfat (einschließlich Alkylglycerylethersulfate) verwendet werden. Unter geeigneten Alkylethersulfaten befinden sich die, mit der Formel: RO(CH₂CH₂O)_nSO₃M worin R ein Alkyl oder Alkenyl mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen, bevorzugt 12 bis 18 Kohlenstoffatomen, ist, n einen durchschnittlichen Wert von mehr als 1,0, bevorzugt 2 bis 3, hat und M ein löslichmachendes Kation, wie Natrium, Kalium, Ammonium oder substituiertes Ammonium, ist. Ammonium- und Natriumlaurelethersulfate sind bevorzugt.

Diese unterscheiden sich von Ethersulfaten, die für die Erfindung wichtig sind, dahingehend, daß sie nicht verzweigt sind.

Das anionische oberflächenaktive Mittel kann ebenso ein Alkylsulfosuccinat (einschließlich Mono- und Dialkyl, z. B. C₆-C₂₂-Sulfosuccinate); ein Alkyl- oder Acyltaurat, ein Alkyl- oder Acylsarcosinat, ein Sulfoacetat, ein C₈-C₂₂-Alkylphosphat oder Phosphat, ein Alkylphosphatester oder ein Alkoxylalkylphosphatester, ein Acyllactat, ein C₈-C₂₂-Monoalkylsuccinat oder -maleat, ein Sulphoacetat oder ein Acylisethionat sein.

Sulfosuccinate können Monoalkylsulfosuccinate mit der Formel: R⁴O₂CCH₂CH(SO₃M)CO₂M; Amido-MEA-sulfosuccinate der Formel: R⁴CONHCH₂CH₂O₂CCH₂CH(SO₃M)CO₂M worin R⁴ C₈-C₂₂-Alkyl ist und M ein löslichmachendes Kation ist;
Amido-MIPA-Sulfosuccinate der Fromel: RCONH(CH₂)CH(CH₃)(SO₃M)CO₂M worin M wie oben definiert ist,
sein.

Ebenso eingeschlossen sind die alkoxylierten Zitratsulfosuccinate und alkoxylierte Sulfosuccinate wie die folgenden:

worin n = 1 bis 20 und M wie oben definiert ist.

Sarcosinate werden im allgemeinen durch die Formel RCON(CH₃)CH₂CO₂M angegeben, worin R ein C₈-C₂₀-Alkyl ist und M ein löslichmachendes Kation ist.

Taurate sind im allgemeinen durch die Formel: R²CONR³CH₂CH₂SO₃M gekennzeichnet,
worin R² ein C₈-C₂₀-Alkyl ist, R³ ein C₁-C₄-Alkyl ist und M löslichmachendes Kation ist.

Eine andere Klasse anionischer oberflächenaktiver Mittel sind Carboxylate wie folgt: R-(CH₂CH₂O)_nCO₂M worin R C₈-C₂₀-Alkyl ist; n 0 bis 20 ist und M wie oben definiert ist.

Andere Carboxylate, die verwendet werden können, umfassen Amidoalkylpolypeptidcarboxylate wie zum Beispiel Monteine LCQ^® von Seppic.

Andere oberflächenaktive Mittel, die verwendet werden können, sind die C₈-C₁₈-Acylisethionate. Diese Ester werden durch die Reaktion zwischen einem Alkalimetallisethionat und gemischten aliphatischen Fettsäuren mit 6 bis 18 Kohlenstoffatomen und einer Iodzahl von weniger als 20 hergestellt. Zumindest 75 % der gemischten Fettsäuren weisen 12 bis 18 Kohlenstoffatome auf und bis zu 25 % weisen 6 bis 10 Kohlenstoffatome auf.

Acylisethionate, sofern vorhanden, werden im allgemeinen in einer Menge von etwa 0,5 bis 15 Gew.-% der Gesamtzusammensetzung vorhanden sein. Vorzugsweise ist diese Komponente in einer Menge von etwa 1 bis etwa 10 % vorhanden.

Das Acylisethionat kann ein alkoxyliertes Isethionat sein, wie in Ilardi et al., U.S. Pat. Nr. 5,393,466 beschrieben. Diese Verbindung hat die allgemeine Formel:

worin R eine Alkylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen ist, m eine ganze Zahl von 1 bis 4 ist, X und Y jeweils unabhängig Wasserstoff oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen sind und M⁺ ein einwertiges Kation wie z. B. Natrium, Kalium oder Ammonium ist.

Im allgemeinen wird die „zusätzliche" anionische Komponente 1 bis 20 Gew.-% der Zusammensetzung, bevorzugt 2 bis 15 Gew.-%, am stärksten bevorzugt 5 bis 12 Gew.-% der Zusammensetzung darstellen.

Zwitterionische und amphotere oberflächenaktive Mittel

Zwitterionische oberflächenaktive Mittel werden exemplarisch durch die dargestellt, die verbreitet als Derivate von aliphatischen quartären Ammonium-, Phosphonium- und Sulfoniumverbindungen beschrieben werden können, worin die aliphatischen Reste gerad- oder verzweigtkettig sein können, und worin einer der aliphatischen Substituenten etwa 8 bis etwa 18 Kohlenstoffatome und einer eine anionische Gruppe, z. B. Carboxy, Sulfonat, Sulfat, Phosphat oder Phosphonat umfaßt. Eine allgemeine Formel für diese Verbindungen ist:

worin R² einen Alkyl-, Alkenyl- oder Hydroxyalkylrest aus etwa 8 bis etwa 18 Kohlenstoffatomen, 0 bis etwa 10 Ethylenoxideinheiten und 0 bis etwa 1 Glyceryleinheiten enthält; Y aus der Gruppe, bestehend aus Stickstoff-, Phosphor- und Schwefelatomen, ausgewählt ist; R³ eine Alkyl- oder Monohydroxyalkylgruppe ist, die etwa 1 bis etwa 3 Kohlenstoffatome enthält; X 1 ist, wenn Y ein Schwefelatom ist, und 2, wenn Y ein Stickstoff- oder Phosphoratom ist; R⁴ ein Alkylen oder Hydroxyalkylen aus etwa 1 bis etwa 4 Kohlenstoffatomen ist und Z ein Rest ist, der aus der Gruppe, bestehend aus Carboxylat-, Sulfonat-, Sulfat-, Phosphonat- und Phosphatgruppen ausgewählt ist.

Beispiele solcher oberflächenaktiven Mittel umfassen:
4-[N,N-Di(2-hydroxyethyl)-N-octadecylammonio]-butan-1-carboxylat;
5-[S-3-Hydroxypropyl-S-hexadecylsulfonio]-3-hydroxypentan-1-sulfat;
3-[P,P-Diethyl-P-3,6,9-trioxatetradexocylphosphonio]-2-hydroxypropan-1-phosphat;
3-[N,N-Dipropyl-N-3-dodecoxy-2-hydroxypropylammonio]-propan-1-phosphonat;
3-(N,N-Dimethyl-N-hexadecylammonio)propan-1-sulfonat;
3-(N,N-Dimethyl-N-hexadecylammonio)-2-hydroxypropan-1-sulfonat;
4-[N,N-Di(2-hydroxyethyl)-N-(2-hydroxydodecyl)ammonio]-butan-1-carboxylat;
3-[S-Ethyl-S-(3-dodecoxy-2-hydroxypropyl)sulfonio]-propan-1-phosphat;
3-[P,P-Dimethyl-P-dodecylphosphonio]-propan-1-phosphonat und
5-[N,N-Di(3-hydroxypropyl)-N-hexadecylammonio]-2-hydroxy-pentan-1-sulfat.

Amphotere Reinigungsmittel, die in dieser Erfindung verwendet werden können, enthalten zumindest eine Säuregruppe. Diese kann eine Carbon- oder eine Sulphonsäuregruppe sein. Sie umfassen quartären Stickstoff und sind daher quartäre Amidosäuren. Sie sollten im allgemeinen eine Alkyl- oder Alkenylgruppe aus 7 bis 18 Kohlenstoffatomen umfassen. Sie werden für gewöhnlich einer allgemeinen Strukturformel:

entsprechen
worin R¹ ein Alkyl oder Alkenyl aus 7 bis 18 Kohlenstoffatomen ist; R² und R³ jeweils unabhängig Alkyl, Hydroxyalkyl oder Carboxyalkyl aus 1 bis 3 Kohlenstoffatomen sind;
n 2 bis 4 ist;
m 0 bis 1 ist;
X Alkylen aus 1 bis 3 Kohlenstoffatomen ist, gegebenenfalls mit Hydroxyl substituiert, und
Y -CO₂- oder -SO₃- ist.

Geeignete amphotere Reinigungsmittel innerhalb der obigen allgemeinen Formel umfassen einfache Betaine der Formel:

und Amidobetaine der Formel:

worin m 2 oder 3 ist.

In beiden Formeln sind R¹, R² und R³ wie zuvor definiert. R¹ kann insbesondere ein Gemisch aus C₁₂- und C₁₄-Alkylgruppen sein, die aus Kokosnuß stammen, so daß zumindest die Hälfte, bevorzugt zumindest Dreiviertel der Gruppen R¹ 10 bis 14 Kohlenstoffatome aufweisen. R² und R³ sind bevorzugt Methyl.

Eine weitere Möglichkeit ist, daß das amphotere Reinigungsmittel ein Sulphobetain der Formel:

ist, worin m 2 oder 3 ist, oder Varianten dieser, worin -(CH₂)₃SO₃ durch

ersetzt wird.

In diesen Formeln sind R¹, R² und R³ wie zuvor definiert.

Die Ausdrücke Amphoacetate und Diamphoacetate sollen ebenso mögliche zwitterionische und/oder amphotere Verbindungen, die verwendet werden können, abdecken.

Das amphotere/zwitterionische oberflächenaktive Mittel, sofern verwendet, stellt im allgemeinen 0 bis 25 Gew.-%, bevorzugt 0,1 bis 20 Gew-.-%, bevorzugt 5 bis 15 Gew.-% der Zusammensetzung dar.

Ein bevorzugtes oberflächenaktives System der Erfindung umfaßt ein nicht verzweigtes Alkylethersulfat zusammen mit einem verzweigten Alkylethersulfat der Erfindung, gegebenenfalls ferner in Kombination mit Betain und/oder Amphoacetat.

Das oberflächenaktive System kann ebenso gegebenenfalls ein nicht-ionisches oberflächenaktives Mittel umfassen.

Das nicht-ionische oberflächenaktive Mittel, das verwendet werden kann, umfaßt insbesondere die Reaktionsprodukte von Verbindungen mit einer hydrophoben Gruppe und einem reaktiven Wasserstoffatom, zum Beispiel aliphatische Alkohole, Säuren, Amide oder Alkylphenole mit Alkylenoxiden, insbesondere Ethylenoxid, entweder allein oder mit Propylenoxid.

Spezielle nicht-ionische Reinigungsverbindungen sind Alkyl-(C₆-C₂₂)-phenol-Ethylenoxid-Kondensate, die Kondensationsprodukte von aliphatischen, primären oder sekundären, linearen oder verzweigten (C₈-C₁₈)-Alkoholen mit Ethylenoxid und Produkte, die durch die Kondensation von Ethylenoxid mit den Reaktionsprodukten von Propylenoxid und Ethylendiamin hergestellt wurden. Andere so genannte nicht-ionische Reinigungsverbindungen umfassen langkettige tertiäre Aminoxide, langkettige tertiäre Phosphinoxide und Dialkylsulphoxide.

Das nicht-ionische Mittel kann ebenso ein Zuckeramid, wie ein Polysaccharidamid sein. Genauer gesagt, kann das oberflächenaktive Mittel eines der Lactobionamide sein, die in U.S. Pat. Nr. 5,389,279, von Au et al., beschrieben werden, das hiermit durch Verweis aufgenommen wird, oder es kann eines der Zuckeramide sein, die in Pat. Nr. 5,009,814, von Kelkenberg, beschrieben werden, hiermit durch Verweis in die vorliegende Anmeldung aufgenommen.

Andere oberflächenaktive Mittel, die verwendet werden können, werden in U.S. Pat. Nr. 3,723,325, von Parran Jr. beschrieben, und Alkylpolysaccharid- nicht-ionische oberflächenaktive Mittel, wie in U.S. Pat. Nr. 4,565,647 von Llenado offenbart.

Bevorzugte Alkylpolysaccharide sind Alkylpolyglycoside der Formel: R²O(C_nH_2nO)_t(Glycosyl)_x worin R² aus der Gruppe, bestehend aus Alkyl, Alkylphenyl, Hydroxyalkyl, Hydroxyalkylphenyl und Gemischen hiervon ausgewählt ist, worin die Alkylgruppen etwa 10 bis etwa 18, bevorzugt etwa 12 bis etwa 14, Kohlenstoffatome enthalten; n 0 bis 3, bevorzugt 2 ist; t 0 bis etwa 10, bevorzugt 0 ist; und x 1,3 bis etwa 10, bevorzugt 1,3 bis etwa 2,7 ist. Das Glykosyl stammt bevorzugt aus Glukose. Um diese Verbindungen herzustellen, wird zuerst der Alkohol oder der Alkylpolyethoxyalkohol gebildet und dann mit Glukose, oder einer Quelle für Glukose, umgesetzt, um das Glukosid zu bilden (Anlagerung an die 1-Stellung). Die zusätzlichen Glykosyleinheiten können dann zwischen ihrer 1-Stellung und den vorhergehenden Glykosyleinheiten 2-, 3-, 4- und/oder 6-Stellung, vorzugsweise überwiegend die 2-Stellung angelagert werden.

Nicht-ionische oberflächenaktive Mittel stellen 0 bis 10 Gew.-% der Zusammensetzung dar.

Oberflächenaktives Mittel

Die Zusammensetzungen der Erfindung nutzen etwa 1 bis 15 Gew.-%, bevorzugt 2 bis 10 Gew.-% eines strukturierenden Mittels, das in den Zusammensetzungen zur Bildung einer lamellaren Phase dient. Eine solche lamellare Phase ermöglicht es den Zusammensetzungen die Teilchen leichter zu suspendieren (z. B. Weichmacherteilchen), während weiterhin gute strukturviskose Eigenschaften erhalten bleiben. Die lamellare Phase stellt den Verbrauchern ebenso wünschenswerte Rheologie („Schütten") zur Verfügung.

Das Strukturiermittel ist typischerweise eine Fettsäure oder Esterderivate hiervon.

Beispiele von Fettsäuren, die verwendet werden können, sind C₁₀-C₂₂-Säure (z. B. Laurin-, Öl- usw.), Isostearinsäure, Linolsäure, Linolensäure, Rizinolsäure, Elaidinsäure, Arachidonsäure, Myristolsäure und Palmitolsäure. Esterderivate umfassen Propylenglykolisostearat, Propylenglykololeat, Glycerylisostearat, Glyceryloleat und Polyglyceryldiisostearat.

Öl/Erweichungsmittel

Ein prinzipieller Nutzen der Erfindung ist die Fähigkeit Öl-/Erweichungsmittelteilchen in einer Lamellarphasenszusammensetzung zu suspendieren. Die folgenden Öl/Erweichungsmittel können gegebenenfalls in den Zusammensetzungen der Erfindung suspendiert werden.

Pflanzliche Öle: Erdnußöl, Rizinusöl, Kakaobutter, Kokosnußöl, Maisöl, Baumwollsamenöl, Olivenöl, Palmkernöl, Rapssaatenöl, Saflorsamenöl, Sesamsamenöl und Sojabohnenöl.
Ester: Butylmyristat, Cetylpalmitat, Decyloleat, Glyceryllaurat, Glycerylrizinoleat, Glycerylstearat, Glycerylisostearat, Hexyllaurat, Isobutylpalmitat, Isocetylstearat, Isopropylisostearat, Isopropyllaurat, Isopropyllinoleat, Isopropylmyristat, Isopropylpalmitat, Isopropylstearat, Propylenglykolmonolaurat, Propylenglykolrizinoleat, Propylenglykolstearat und Propylenglykolisostearat.
Tierische Fette: acetylierte Lanolinalkohole, Lanolin, Schweinefett, Nerzöl und Talg.

Andere Beispiele für Öl/Erweichungsmittel umfassen Mineralöl, Vaseline, Silikonöl wie Dimethylpolysiloxan, Lauryl- und Myristyllactat.

Das Erweichungsmittel/Öl wird im allgemeinen in einer Menge von etwa 1 bis 20 Gew.-%, bevorzugt 1 bis 15 Gew. % der Zusammensetzung verwendet. Im allgemeinen sollte es nicht mehr als 20 % der Zusammensetzung darstellen.

Außerdem können die Zusammensetzungen der Erfindung optionale Inhaltsstoffe wie folgt umfassen:
Organische Lösungsmittel, wie Ethanol; Hilfsverdickungsmittel, Maskierungsmittel, wie Tetranatriumethylendiamintetraacetat (EDTA), EHDP oder Gemische in einer Menge von 0,01 bis 1 %, bevorzugt 0,01 bis 0,05 %; und Färbemittel, Trübungsmittel und Perligmacher wie Zinkstearat, Magnesiumstearat, TiO₂, EGMS (Ethylenglykolmonostearat) oder Lytron 621 (Styren/Acrylat-Copolymer); von denen alle zur Verbesserung des Aussehens oder der kosmetischen Eigenschaften des Produktes verwendbar sind.

Die Zusammensetzungen können ferner antimikrobielle Mittel wie 2-Hydroxy-4,2'4'-trichlordiphenylether (DP300); Konservierungsstoffe wie Dimethyloldimethylhydantoin (Glydant XL1000), Parabene, Sorbinsäure usw. umfassen.

Die Zusammensetzungen können auch Kokosnußacylmono- oder -diethanolamide als Seifenschaumverbesserer umfassen, und stark ionisierende Salze wie Natriumchlorid und Natriumsulfat können ebenso zum Vorteil verwendet werden.

Antioxidationsmittel wie zum Beispiel butyliertes Hydroxytoluol (BHT) kann vorteilhafterweise in Mengen von etwa 0,01 % oder höher verwendet werden, wenn geeignet.

Kationische Konditionierer, die verwendet werden können, umfassen Konditionierer vom Quatrisoft LM-200 Polyquaternium-24, Merquat Plus 3330-Polyquaternium 39; und Jaguar^®-Typ.

Andere optionale Inhaltsstoffe, die zugegeben werden können, sind die Entflockungspolymere wie sie in U. S. Pat. Nr. 5,147,576 von Montague, gelehrt werden.

Andere Inhaltsstoffe, die enthalten sein können, sind Abblättermittel wie Polyoxyethylenperlen, Walnußschalen und Aprikosensamen.

Die Zusammensetzungen der Erfindung sind, wie bereits erwähnt, lamellare Zusammensetzungen. Insbesondere stellt die lamellare Phase 30 bis 80 %, bevorzugt 40 bis 70 % des gesamten Phasenvolumens dar. Das Phasenvolumen kann zum Beispiel durch Leitfähigkeitsmessungen oder andere Messungen, die einem Fachmann allgemein bekannt sind, gemessen werden. Ohne sich an eine Theorie zu binden, wird angenommen, daß ein höheres Phasenvolumen für eine bessere Suspension der Erweichungsmittel sorgt.

Die Erfindung wird nun anhand der folgenden nicht einschränkenden Beispiele ausführlicher beschrieben. Die Beispiele sind nur für veranschaulichende Zwecke und sollen die Erfindung in keinsterweise einschränken.

Wo immer in der Beschreibung verwendet, soll der Ausdruck „umfassend" die Gegenwart von angegebenen Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Komponenten umfassen, jedoch die Gegenwart oder Hinzufügung von einem oder mehreren Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Komponenten oder Gruppen davon nicht ausschließen.

Alle Prozentangaben in der Beschreibung und den Beispielen sollen sich auf Gewichtsprozent beziehen, sofern nicht etwas anderes angeben ist.

An den folgenden Grundzusammensetzungen wurden Tests in lamellar strukturierten Duschgelzusammensetzungen durchgeführt:
Grundlage
Die Viskositätsmessungen wurden nach dem folgenden Protokoll erstellt:
Viskositätsmessung
Umfang:
Dieses Verfahren deckt die Messung der Viskosität des fertigen Produktes ab. Es wird zur Messung des Strukturierungsgrades des Produktes verwendet.
Apparat:
Brookfield RVT Viskometer mit Helipath-Zubehör;
Spannfutter-, Wiege- und Verschlußvorrichtung für die T-Spindel-Anbringung;
T-Spindel A;
Kunststoffbecher mit einem Durchmesser von mehr als 2,5 Inch.
Verfahren:

1. Überprüfen Sie, daß das Viskometer und das Helipath-Stativ auf gleicher Höhe sind, indem die Wasserwaage auf der Rückseite des Gerätes berücksichtig wird.
2. Verbinden Sie die Spannfutter-/Verschluß-/Wiegevorrichtung mit dem Viskometer (Beachten Sie die Verbindungsschrauben links).
3. Reinigen Sie Spindel A mit deionisiertem Wasser und tupfen sie diese mit einem Kimwipe-Tuch trocken. Schieben Sie die Spindel in die Verschlußvorrichtung und spannen Sie sie fest.
4. Stellen Sie die Rotationsgeschwindigkeit auf 0,5 U/min ein. Im Falle eines digitalen Viskometers (DV) wählen Sie den %-Modus und drücken Sie die automatische Nullpunkteinstellung mit dem Motorschalter an.
5. Plazieren Sie das Produkt in einem Kunststoffbecher mit einem inneren Durchmesser von mehr als 2,5 Inch. Die Höhe des Produktes in dem Becher sollte zumindest 3 Inch betragen. Die Temperatur des Produktes sollte 25 °C betragen.
6. Führen Sie die Spindel in das Produkt (~ 1/4 Inch). Stellen die einstellbaren Stopper des Helipath-Statives so ein, daß die Spindel den Boden des Kunststoffbechers nicht berührt oder aus der Probe herausragt.
7. Starten Sie das Viskometer und sorgen Sie dafür, daß die Einstellscheibe vor der Drehung auf das Helipath-Stativ ein oder zwei Umdrehungen durchführen kann. Beachten Sie die Einstellscheibenlesung, wenn das Helipath-Stativ die Mitte seiner Abwärtstraverse passiert.
8. Multiplizieren Sie die Einstellscheibenablesung mit einem Faktor von 4.000 und notieren Sie die Viskositätsablesung in cP.

Beispiele 1 bis 3
Die folgende Tabelle zeigt deutlich die Wirkung von Natriumtridecethsulfat (NTDS) hinsichtlich der Erhöhung der F/T-Stabilität einer strukturierten flüssigen Formulierung:
Durch den Vergleich der Beispiele 1 und 2 fanden wir einen 33%igen Abfall der Viskosität in den Formulierungen mit NTDS gegenüber einem 85%igen Abfall der Viskosität in den Formulierungen ohne NTDS. Formulierung 3, die ebenso NTDS mit einem löslichen Strukturiermittel verwendet (Isostearinsäure) unterliegt einer minimalen (4 %) Verringerung der Viskosität unter F/T-Bedingungen.
Beispiele 4 bis 5 (niedrigeres Niveau an oberflächenaktivem Mittel)
Ähnliche Trends zu denen der Beispiele 1 bis 3 sind in den Formulierungen mit und ohne NTDS zu finden, wenn alle Wirkstoffe auf 15 % verringert werden (im Vergleich zu 25 % Wirkstoff in den Beispielen 1 bis 3). In diesem Fall sind die Unterschiede in den F/T-Viskositäten dramatischer (Beispiele 4 und 5). Beispielsweise unterliegt Beispiel 4, das NTDS verwendet, nur einer 1%igen Verringerung der Viskosität, wohingegen Beispiel 5, das NTDS nicht enthält, einer 60%igen Verringerung der F/T-Viskosität unterliegt.
Beispiele 6 bis 8 (Verwendung von verschiedenen amphoteren Mitteln)
Wenn Betain als das amphotere oberflächenaktive Mittel verwendet wurde, zeigten die Formulierungen, die mit NTDS hergestellt wurden, ebenso eine verbesserte F/T-Stabilität. Beispielsweise betrug der Viskositätsabfall in den Beispielen 6 (mit NTDS) und 7 (ohne NTDS) 38 % bzw. 72 %. Beispiel 8 (ähnlich Probe 6), das Isostearinsäure verwendet, unterliegt einem 20%igen Abfall der Viskosität unter F/T-Bedingungen.
Beispiele 9 bis 10 (weniger oberflächenaktives Mittel; Betain)
Die Unterschiede beim Viskositätsabfall mit und ohne NTDS (Beispiele 9 bzw. 10) waren noch dramatischer, wenn die gesamten Niveaus an oberflächenaktivem Mittel auf 15 % verringert wurden. Das amphotere oberflächenaktive Mittel war Betain. Beispiel 9 (das NTDS verwendet) ging durch eine 29%ige Viskositätsverringerung, während die Viskosität von Beispiel 10 (ohne NTDS) um 74 % verringert wurde.
Beispiele 11 bis 12 (Anionische Gemische)
Die Formulierungen 11 und 12 wurden mit einer 1 : 1 (Wirkstoff) Kombination von NTDS und SLES als die anionischen oberflächenaktiven Mittel hergestellt, die sich in den Niveaus an lamellaren Strukturiermitteln unterscheiden. Der F/T-Viskositätsabfall für die beiden Formulierungen lag zwischen 2 und 6 %.

Claims

Flüssige lamellare Reinigungszusammensetzung, umfassend: (a) 5 bis 50 Gew.-% eines oberflächenaktiven Systems, umfassend: (i) ein oder mehrere anionische oberflächenaktive Mittel, wobei das anionische oberflächenaktive Mittel oder zumindest eines der anionischen oberflächenaktiven Mittel ein verzweigtes Natriumtridecethsulfat ist; (ii) 0,1 bis 25 Gew.-% der Gesamtzusammensetzung eines amphoteren oberflächenaktiven Mittels oder eines zwitterionischen oberflächenaktiven Mittels oder Gemischen hiervon; und (b) 1 bis 15 Gew.-% einer Fettsäure oder eines Esters davon; wobei die Zusammensetzung eine anfängliche Viskosität von 20 bis 300 Pas (20.000 bis 300.000 cP) bei 25 °C, gemessen bei 0,5 U/min unter Verwendung einer T-Spindel A, und eine Gefrier-Tau-Viskosität aufweist, definiert entweder dadurch, das sie eine Viskosität von größer als 30 Pas (30.000 cP), wiederum gemessen bei 25 °C und 0,5 U/min unter Verwendung einer T-Spindel A; oder dadurch, daß sie einen prozentualen Viskositätsabfall in Bezug auf die anfängliche Viskosität von nicht mehr als 40 % aufweist.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, umfassend zumindest zwei anionische oberflächenaktive Mittel, wobei eines der anionischen oberflächenaktiven Mittel Acylisethionat ist.
Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend 0,1 bis 25 Gew.-% der Zusammensetzung an dem/den anionischen oberflächenaktiven Mittel oder Mitteln.
Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das amphotere oberflächenaktive Mittel Betain ist.
Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das amphotere oberflächenaktive Mittel Lauroamphoacetat ist.
Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Fettsäure Isostearinsäure ist.
Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend 2 bis 10 Gew.-% einer Fettsäure.
Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die anfängliche Viskosität 40 bis 250 Pas (40.000 bis 250.000 cP) bei 25 °C beträgt.
Zusammensetzung nach Anspruch 8, wobei die anfängliche Viskosität 50 bis 200 Pas (50.000 bis 200.000 cP) bei 25 °C beträgt.
Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der prozentuale Abfall der Viskosität zwischen der anfänglichen Viskosität und der Endviskosität 35 % oder weniger beträgt.
Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das lamellare Phasenvolumen 30 bis 80 % des gesamten Phasenvolumens darstellt.