NO129050B - - Google Patents

Description

Såpeprodukt med forbedrede skummeegenskaper.

Denne oppfinnelse angår såpe og spesielt såpe til per-

sonlig vask, såkalt toalettsåpe. Slike såpeprodukter, som kan inne-

holde vanlige tilsetninger omfattende parfymer, fyllstoffer, farve-

stoffer, germicider, konserveringsmidler og frie fettsyrer, har i alminnelighet form som stenger eller tabletter, men de kan også

brukes i pulver- eller flytende form.

Betegnelsen "såpe" slik som den her brukes, omfatter vann-oppløselige salter av høyere fettsyrer, særlig alkalimetallsalter, f.eks. natriumsalter. Vanligvis har de fettsyrer som brukes i såper, kjede'lengder omfattende fra 8 til 20 karbonatomerj i alminnelighet fra 12 til 18 karbonatomer. Selv om fettsyrene har saltform i såpeprodukter, bortsett fra eventuelle mindre innhold av frie fettsyrer, så beskrives såpene der hvor det passer uttrykt ved deres fettsyreinnhold for å lette fremstillingen.

Vanlige toalettsåper lages i■alminnelighet ved forsåpning av en blanding av talg og nøtteoljer, hvorav de siste fortrinnsvis omfatter palmekjerne- og kokosoljer. De skumdannende egenskaper er i alminnelighet bedre hos nøtteoljesåpene enn hos talgsåpene, men det er ikke vanlig praksis,å lage en toalettsåpe av bare nøtteoljefettsyrer, siden man antar at slike såper under-tiden kan fremkalle hudirritasjon. videre er nøtteoljer gjerne meget dyrere enn talg, slik. at det er økonomisk fordelaktig ved såpeproduksjon å bruke en høy prosentsats av sistnevnte. Men såper laget utelukkende av talgfettsyrer vil gjerne ha for dår-lige skummeegenskaper til at de kan aksepteres til personva♦sk<.>

Det er et formål for den foreliggende oppfinnelse å fremskaffe en såpe med gode•skummeegenskaper, laget av talg og syntetiske fettsyrer.

I henhold til oppfinnelsen tilveiebringes et såpeprodukt som er fremstilt av fettsyrer som omfatter talgfettsyrer og syntetiske fettsyrer, og produktet er karakterisert ved at den totale mengde fettsyrer inneholder fra 5 til 30 % av syntetiske forgrenede C-^-C^t--fettsyrer, andre enn bare a-métyltetradekan-syre.

Oppfinnelsen bygger på den forbausende oppdagelse at når det i såpen finnes en porsjon forgrenede fettsyrer innen det område som er angitt, så forbedrer disse skummeegenskapene.

Bruk av en for liten eller for stor del av fettsyrer med forgrenede kjeder ble funnet å gi mindre tilfredsstillende skummeegenskaper.

Det er hittil blitt foreslått- (USP 3*3^-329) å inn-arbeide såper av syntetiske fettsyrer i toalettsåpe. Spesifikt er det blitt foreslått å tilsette til en germicid såpe et natrium-eller kaliumsalt av a-metyltetradekansyre som potensiator for germicidet. Imidlertid er den overraskende nytte ved anvendelse av spesifikke mengder av syntetiske fettsyrer med forgrenet kjede ved fremstillingen av såpestykker ikke blitt erkjent hittil. I forbindelse med oppfinnelsen utelukkes anvendelsen av bare a-metyltetradekansyre som den forgrenede fettsyre i såpeproduktet i henhold til oppfinnelsen. ;Det er i alminnelighet å foretrekke av økonomiske grunner å fremstille såpeproduktene ifølge oppfinnelsen av en. større del, dvs. minst 50 vekt%, talgfettsyrer. Betegnelsen "talgfettsyrer" brukes i denne beskrivelse for å angi fettsyrer av den type som kan fremstilles av fett i talgklassen, f.eks. oksetalg, sauetalg, smult, palmeolje og noen vegetabilske fett-ar ter. De fettsyrer som kan fåes ved forsåpning av fett i talgklassen, fulgt av surgjøring av de resulterende såper, inneholder ingen vesentlige mengder fettsyrer med karbonkjedelengder lik eller mindre enn 12 karbonatomer, minst 35 vekt% oljesyre og ikke mer enn 60 vekt% umettede fettsyrer. Slike fettsyrer kan imidlertid herdes eller renses ved destillasjon eller på annen måte før de brukes i såpeprodukter ifølge oppfinnelsen, om så ønskes. Videre kan fettsyrene avledes av fett i talgklassen etter at dette er underkastet herdeprosesser. Således behøver ikke de talgfettsyrer som brukes i såpeprodukter ifølge oppfinnelsen, inneholde de minst 35 vekt% oljesyre som er nevnt ovenfor, men de inneholder ikke vesentlige mengder fettsyrer med karbonkjedelengder lik eller mindre enn 12 karbonatomer. I alminnelighet ligger mengde-ne av høyere fettsyrer innen områdene: ;;Den mengde forgrenede fettsyrer som innføres i såpeprodukter ifølge oppfinnelsen, utgjør fortrinnsvis minst 10 vektprosent, regnet på den totale mengde fettsyrer i såpen. I alminnelighet fås optimale skummeegenskaper i såpeprodukter ifølge oppfinnelsen som inneholder omkring 20 vektprosent forgrenede fettsyrer. ;Fettsyrer med forgrenede kjeder som passer til bruk i såpeprodukter ifølge oppfinnelsen, kan fremstilles f.eks. ved oksydasjon av fettalkoholer som er laget ved en okso-prosess, ;hvor olefiniske hydrokarboner med passende kjedelengde katalytisk reagerer med karbonmonoksyd og hydrogen. Produkter fra denne prosess er en blanding av alkoholer med lineæare og forgrenede kjeder, hvor forholdet mellom disse og arten av dem varierer etter reaksjons-betingelsene og den katalysator som brukes, foruten av utgangs-materialets natur. De fettsyrer som lages ved oksydasjon av okso-alkoholene inneholder i alminnelighet en mengde fettsyrer med forgrenede kjeder som ligger i området fra ca. 20 til ca. 80 vekt- ;prosent. ;Alternativt kan passende fettsyrer med forgrenede ;kjeder lages etter en Koch-type-reaksjon av et lineært eller forgrenet olefin, idet sistnevnte kan lages ved dimerisering eller kodimer iser ing av kortkjedede olefi ner. Produktene fra denne reaksjon er fettsyrer med forgrenede kjeder av en art som kalles "neo"-fettsyrer, som inneholder kvartære a-karbonatomer. I Koch-reaksjonene reagerer olefinet katalytisk med karbonmonoksyd og vann. ;Andelen av fettsyrer med forgrenede kjeder i prøvene ;av syntetiske fettsyrer som brukes til såpefremstilling ifølge oppfinnelsen, påvirker den mengde syntetiske fettsyrer som må blandes med talgfettsyrene for å få en andel av forgrenede fettsyrer som faller innenfor det område man skal ha. Hvis man,f.eks. har et parti syntetiske fettsyrer som inneholder 50 % forgrene- ;de kjeder, så må disse blandes med talgfettsyrer innen området 10 til 60 vektprosent hvis man skal få en såpe av disse som inneholder salter av fra 5 til 30 vektprosent forgrenede fettsyrer. Siden det i alminnelighet er ønskelig å bruke en større mengde talgfettsyrer ved fremstilling av såpene, er det fordelaktig å bruke typer av syntetiske fettsyrer som inneholder høye prosenttall av forgrenede fettsyrekjeder, og fortrinnsvis syntetiske fettsyrer som inneholder minst 40 vektprosent forgrenede fettsyrekjeder. Bruk av syntetisk fettsyre med minst 40 vektprosent forgrenede fettsyrekjeder gjør det mulig å lage en såpe av en større del talgfettsyrer og en slik mengde syntetiske fettsyrer at såpen inneholder omkring 20 vektprosent forgrenede fett-syrek jeder. Syntetiske fettsyrer som overveiende inneholder fullstendig forgrenede fettsyrekjeder, foretrekkes når man ønsker å lage såper som inneholder høyere mengder talgfettsyrer. ;Passende typer av syntetiske fettsyrer med forgrenede kjeder, eller forgrenede fettalkoholer som kan oksyderes til slike syrer, kan fremstilles teknisk. Brukbarheten av disse syrer i såper ifølge oppfinnelsen avhenger i sterk grad av deres pris i forhold til de tilgjengelige nøtteoljer. Det er innvarslet at prisen på syntetiske fettsyrer vil falle med økende produksjon og forbruk, hvorved bruken av dem overensstemmende med oppfinnelsen fører til økende økonomisk fordel, samtidig som nøtteoljene blir mer tilgjengelige til spiseformål. videre vil bruken av syntetiske fettsyrer innen oppfinnelsens ramme i mange tilfelle føre til forbedrede skummeegenskaper sammenlignet med såper som bare er laget av naturlige fettsyrer. ;Såpe ifølge oppfinnelsen kan lages ved nøytralisering ;av en blanding av talg og syntetiske fettsyrer hvorav en del innen det angitte område er fettsyrer med forgrenede kjeder. Al-termativt kan såpen lages ved blanding av to eller flere forskjel-lige såper, hvorav minst én inneholder forgrenede fettsyrekjeder, ;i slike forhold at den blandede såpe inneholder en mengde forgrenede fettsyrer som ligger innen det angitte område. ;I tillegg til de essensielle talg- og syntetiske fettsyrer med forgrenede kjeder kan såper ifølge oppfinnelsen inneholde visse mengder av andre syntetiske fettsyrer, fortrinnsvis C11-CjL5~fettsyrer. Tilstedeværelsen av slike andre syntetiske fettsyrer kan ikke unngås hvis ikke de syntetiske fettsyrer som blandes med talgfettsyrene utelukkende består av forgrenede kjeder. I tillegg kan såpen inneholde fettsyrer av naturlig opprinnelse forskjellig fra talg, f.eks. nøtteoljesåper, men dette er i alminnelighet ikke ønskelig av økonomiske grunner. Man bør fortrinnsvis ikke innføre i såpene ifølge oppfinnelsen verken lineære eller forgrenede fettsyrer med karbonkjedelengder på 16 eller mer, bortsett fra talgfettsyrene, ettersom deres nærvær i alminnelighet har skadelig virkning på såpenes skummeegenskaper. ;Såper ifølge oppfinnelsen beskrives videre ved hjelp av nedenstående eksempler. I alle eksemplene er deler og prosentdeler etter vekt, hvis ikke annet er sagt. ;Eksempel 1 til 4 ;Det ble laget en rekke såper ved nøytralisering av for-skjellige blandinger av talgfettsyrer og av en prøve av syntetiske fettsyrer som inneholder 64 % fettsyrer med forgrenede kjeder, og dessuten av bare talg og bare syntetiske fettsyrer. De såper som var fremstilt på denne måten, inneholdt fastsatte men-der fettsyrer med forgrenede kjeder som i mengde varierte fra 0 til 64 % av totalt tilstedeværende fettsyrer. Nøytraliseringen ble i hvert tilfelle gjennomført ved å tilsette en viss mengde fettsyrer til den teoretiske mengde kokende 50 % vandig alkoholisk oppløsning av natriumhydroksyd. Den fremkomne såpeoppløsning ble gjort svakt alkalisk overfor fenolftalein og varmet med tilbakeløp 1 30 minutter. Vannet og alkoholen ble så fordampet, og det ble igjen en såpe som ble malt til et fint pulver. Den fremkomne tørrede såpe inneholdt mindre enn 0,02 % fritt alkali (beregnet som Na20), og ikke noen fri fettsyre. ;Den prøve av syntetisk fettsyre som ble brukt, inneholdt ca. 31 % C^-karboksylsyrer, ca. 51 % C13-karboksylsyrer og ca. 18 % C-^-karboksylsyrer. Av de totale fettsyrer var ca. 36 % lineære fettsyrer, ca. 38 % hadde a-metyl-substituentgrupper, ca. 7 % hadde a-etyl-substituentgrupper, og resten var andre, sterkere forgrenede. ;Skummeegenskapene hos hver av fire såper fremstilt i henhold til oppfinnelsen og fire andre, medtatt til sammenligning, og som alle var fremstilt som ovenfor beskrevet, ble bestemt ved at man laget 5 vekt/volumprosents vandige oppløsninger av såpene og målte volumet av skum som ble fremstilt ved 30°c under standard-betingelser. Resultatene av skummeprøvene er gjengitt i nedenstående tabell 1 med detaljer om forholdet mellom talg og syntetiske fettsyrer i de såper som ble prøvet. ;Disse eksempler viser de gunstige synergistiske skummeegenskaper i de såper som er laget av blandinger av talg og syntetiske fettsyrer, med forholdstall for forgrenede fettsyrekjeder/ totalfettsyrer i området fra ca. 5 til ca. 30 %, med optimale skummeegenskaper ved ca. 20 % innhold av fettsyrer med forgrenede kjeder. De såper som var fremstilt av talg alene, eller syntetiske fettsyrer alene, eller med for høye innblandinger av syntetiske fettsyrer i talgfettsyrene, hadde klart underlegne skummeegenskaper . ;Eksempel 5 ;Det ble separat laget to såper av en blanding av talgfettsyrer og syntetiske fettsyrer som etterpå ble blandet i passende forhold istedenfor å blande fettsyrene forut for nøytrali-seringen som i eksemplene 1 til 4. Prøven av syntetiske fettsyrer var meget lik den som ble brukt i eksemplene 1 til 4, og den inneholdt ca. 64 % forgrenede fettsyrekjeder. ;Skummeegenskapene hos såpen ble bestem og de kan sammenlignes med såper laget av talgfettsyrer og syntetiske fettsyrer hver for seg. De oppnådde resultater er fremstilt i tabell 2 nedenfor. ;Disse resultater viser de meget bedre skummeegenskaper ;hos den såpe i eksempel 5 som inneholder såper med en prosentdel forgrenede fettsyrer som faller innenfor rammen for oppfinnelsen. Både talgsåpen alene, sammenligningssåpen (med lavt talginnhold) ;og den syntetiske såpe alene hadde underlegne skummeegenskaper som er utilfredsstillende til personlig vask. ;Til videre sammenligning, for å demonstrere nødvendig-heten av at det må være tilstede en del forgrenede fettsyrer istedenfor lineære syntetiske fettsyrer, ble det laget en ny såpe av lineære C-^-C^-fettsyrer som inneholdt tilnærmet like deler av hver av de metted<e><C>^<->,<C>12~<,><C>13~,<C>14~ og C15-mettede fettsyrer. Blan-dinger av denne såpe med såpe av talgfettsyrer i forholdet 1:2 og 2:1 ble fremstilt, og deres skummeegenskaper ble bestemt med de resultater som er gjengitt i tabell 3 nedenfor. ;Disse resultater kan sammenlignes med de fra tabell 2, og de viser mangel på synergistisk skummevne når de forgrenede fettsyrer man-gler. ;Eksempel 6 ;En 80:20 blanding av talgfettsyrer og en prøve overveiende C^2~ tilfeldig forgrenede syntetiske fettsyrer som var fremstilt ved en reaksjon av Koch-typen av forgrenede olefiniske hydrokarboner, ble smeltet og oppvarmet til 70°c i en eltemaskin. En oppløsning av kaustisk soda (30 % NaOH) ble langsomt tilsatt til de blandede fettsyrer, inntil såpen var svakte alkalisk overfor fenolfthalein. Den fremstilte såpe ble avkjølt og så luft-tørret ved. 90°C, hvorpå såpen ble valset og bearbeidet til såpestykker. ;Skummeegenskapene hos såpestykkene ble bestemt ved både 20 og 40°c etter en fremgangsmåte hvor stykkene ble fuktet og gnidd mellom hendene på standardisert måte. Resultatene av skummeprø-vene er gjengitt nedenfor i tabell 4 sammen med skummeprøveresul-tatene for lignende såpestykker som var laget av en blanding av talgfettsyrer og palmekjerneolje-fettsyrer i forholdet 80:20. ;Disse resultater viser at bruk av fullstendig forgrenede syntetiske fettsyrer istedenfor palmekjerneolje ga en liten forbedring i skummeegenskapene. Men når såpestykkene ble laget med en lignende fremgangsmåte, men med innholdet av forgrenede fett- ;syrer økt til 50 % for å få 50 % forgrenede fettsyrer i såpen, ;så fant man at skummeegenskapene ble meget redusert, og såpen var da underlegen overfor en såpe som var laget til sammenligning av talgfettsyrer og palmekjerneolje-fettsyrer i forholdet 50:50. ;Eksempel 7 ;To slags såpestykker ble laget ved blanding av talgfettsyrer og en prøve syntetiske fettsyrer etter den fremgangsmåte som er beskrevet i eksempel 6. Men istedenfor overveiende c^3-fettsyrer inneholdt prøven C13~ og C15-fettsyrer med fullstendig forgrenede kjeder, fremstilt ved en reaksjon av Koch-typen av et forgrenet olefin som selv var fremstilt vedsam-dimerisering av lineære heksener med C^-Cg-a-olefin-utgangsmateriale. ;Skummeegenskapene hos såpestykkene ble bestemt med den fremgangsmåte som er beskrevet i eksempel 6, og de ble sammenlignet med de resultater man fikk fra to andre såpestykker hvorav den ene.var fremstilt av bare talgfettsyrer, og den annen utelukkende av en blanding av talgfettsyrer og syntetiske fettsyrer i forholdet 50:50, hvilket faller utenfor oppfinnelsens ramme. Resultatene er vist i nedenstående tabell 5. ;Disse eksempler viser de heldige skummeegenskaper hos de såpestykker som er fremstilt med innhold av forgrenede fettsyrer innen det område som er angitt. ;For å vise nødvendigheten av å bruke forgrenede fettsyrer med karbonkjedelengder innen det område som er angitt overensstemmende med oppfinnelsen, ble det laget nye såpestykker ved den fremgangsmåte som er beskrevet i eksempel 6, av en blanding av talgfettsyrer og syntetiske fettsyrer i forholdet 75:25. Prøven av syntetiske fettsyrer inneholdt overveiende a-metyl-palmitin-syre (C17), slik at prosentmengden av forgrenede fettsyrer i såpen var omkring 25 %. Skummeegenskapene hos såpestykket ble bestemt ved den fremgangsmåte som er beskrevet i eksempel 6 ovenfor, med de resultater som er angitt nedenfor. ;Disse resultater viser at tilsetningen av syntetiske fettsyrer med større kjedelengde enn ønsket ifølge oppfinnelsen fører til en nedsettelse av skummeevnen sammenlignet med den rene talgsåpe, istedenfor den forbedring som er oppnådd i eksempel 7 med forgrenede fettsyrer med kjedelengder innen det ønskede område. ;Eksempel 8 ;Det ble laget et såpestykke av en blanding av talg og syntetiske fettsyrer i forholdet 65:35 ved tilsetning av en opp-løsning av kaustisk soda (30 % NaOH) til de oppvarmede blandede fettsyrer i en gaffelelter. Den mengde kaustisk soda som ble brukt var slik at 10 % av de s°amlede fettsyrer ikke ble nøytrali-sert. Den fremkomne såpe ble nøytralisert og lufttørret ved 60°c, hvorpå små mengder konserveringsmidler og titandioksyd ble blandet med den tørrede såpe som ble valset og derpå ekstrudert og presset til såpetabletter. ;Prøven av syntetisk fettsyre som ble brukt, hadde føl-gende tilnærmede fordeling av homologer: C-^q 3 %, C-^ 7 %, ;C12 2<8><%,><C>13 29 %, c14 22 % og C15 11 %. Omtrent 75 % av fettsyrene var lineære fettsyrer, mens resten overveiende var oc-metyl-forgrenede fettsyrekjeder. ;De således fremstilte såpestykker, som inneholdt ca. 8,5 % forgrenede fettsyrer av det totale fettsyreinnhold, ble prøvet for å bestemme deres skummeegenskaper, som er gjengitt i følgende tabell 6. Til sammenligning ble laget noen andre såpestykker på lignede måte med palmekjerneolje istedenfor de syntetiske fettsyrer, og skummeegenskapene for denne såpe er også vist i tabellen. *

Claims (4)

1. Såpeprodukt med forbedrede skummeegenskaper, fremstilt av fettsyrer som omfatter talgfettsyrer og syntetiske fettsyrer, karakterisert ved at den totale mengde fettsyrer inneholder 5-30 % av syntetiske forgrenede C-^-C-^-f ettsyrer, andre enn bare a-metyltetradekansyre.

2. Såpeprodukt som angitt i krav 1, karakterisert ved at den totale mengde fettsyrer inneholder 10-30, fortrinnsvis 20 vekt% forgrenede fettsyrer.

3. Såpeprodukt som angitt i hvilket som helst av de fore-gående krav, karakterisert ved at den totale mengde fettsyrer inneholder minst 50 vekt% talgfettsyrer.

4. Såpeprodukt som angitt i hvilket som helst av de fore-gående krav, karakterisert ved at mengden av syntetiske fettsyrer inneholder 40-100 % forgrenede fettsyrer.