PL188847B1

PL188847B1 - Uformowane kształtowo mydło

Info

Publication number: PL188847B1
Application number: PL97333532A
Authority: PL
Inventors: Udo Hennen; Wolfhard Scholz; Werner Schneider
Original assignee: Henkel Kgaa
Priority date: 1996-12-02
Filing date: 1997-11-24
Publication date: 2005-05-31
Also published as: CN1238804A; NO992631L; ES2200210T3; WO1998024872A1; HUP0000360A2; NO992631D0; CN1117847C; SK73199A3; DE19649896A1; DE59710142D1; EP0941300A1; ATE241002T1; EP0941300B1; HUP0000360A3; US6225270B1; CA2273969A1

Abstract

1. Uformowane ksztaltowo mydlo zawierajace od 60% do 85% wagowych kwasów tluszczowych o 12 do 22 atomach wegla w postaci mydel metali alkalicznych oraz talk, znamienne tym, ze zawiera od 1% do 10% wagowych odmiany stosowanego w mydlach alkilo-oligo-glikozydu o wzorze: R 10-(G)x, w którym R 1 oznacza pierw szorzedow a grupe C 1 2-C 1 6-alkilowa, a (G)x grupe oligo-glikozydowa o stopniu oligomeryzacji x = 1-2, oraz równoczesnie od 5% do 20% wagowych talku. PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest uformowane kształtowo mydło zawierające od 60% do 85% wagowych kwasów tłuszczowych o 12 do 22 atomach węgla w postaci mydeł metali alkalicznych oraz talk.

Z praktyki wiadomo jest, że właściwości użytkowe mydeł toaletowych, wytworzonych na bazie kwasów tłuszczowych otrzymywanych z łoju i z oleju kokosowego, mogą być zmieniane i ulepszane przez dodatek odpowiednich substancji.

Z niemieckiego opisu patentowego nr DE 593 422 wiadomo jest, że dodatek 10% do 15% wagowych cetylomaltozydu do mieszaniny mydła podstawowego typu wapniowego polepsza zdolność piorącą i dyspersyjność tego mydła.

Z niemieckiego opisu patentowego nr DE 711 700 znane są mydła ucierane z talkiem i z rozpuszczalną w wodzie solą kwasu poliakrylowego. W tejże samej publikacji podano jednak, że wypełnianie mydeł talkiem powoduje tylko ich niekorzystne właściwości, na przykład nieprzyjemnie chropowatą powierzchnię, twardą strukturę i zmniejszoną zdolność pienienia się (dolna część kolumny II i górna część kolumny III na 2 stronie opisu patentowego). Publikacja ta nie zawiera więc wskazówki, że zastosowanie talku w mydłach zawierających dodatkowo alkilo-oligo-glikozydy prowadzi do uzyskania korzystnych właściwości fizycznych i technicznych mydeł.

Z europejskiego opisu patentowego nr EP 0 463 912 oraz z niemieckich opisów patentowych nr nr DE 4 331 297 oraz DE 4 337 031 znane są mydła w kawałkach, wytworzone na bazie kwasów tłuszczowych i mydła podstawowego i zawierające alkilo- oraz ewentualnie alkeno-oligo-glikozydy w ilości wagowej od 0,1% do 1%, jednakże w opisach tych nie ma wzmianki o zawartości talku w mydle. .

Z europejskiego opisu patentowego nr EP 607 004 znane są mydła alkaliczne lub amonowe zawierające nienasycony albo nasycony kwas tłuszczowy względnie ich mieszaninę, a także pirofosforan czterosodowy w ilości od 0,5% do 15% wagowo w postaci hydratu oraz do 14% wagowo wody. W zastrzeżeniach zależnych przewiduje się również możliwość zawartości niewielkiej ilości talku. Jednakże opis ten nie zawiera żadnych wskazówek dotyczących zastosowania alkilo-oligo-glikozydów w mydle.

Z polskiego opisu patentowego nr PL 81 541 znany jest środek do usuwania z powierzchni skóry ludzkiej pozostałości chemicznych związków organicznych. Ten wyspecjalizowany środek

188 847 zawiera mydło potasowe oleju lnianego, a ponadto krzemionkę aktywno-syntetyczną alkohol etylowy oraz alfenol, czyli aksyetylowany alkilofenol, a ponadto niewielką ilość parafiny oraz kompozycje zapachowe. Również i w tym przypadku nie ma więc mowy o zastosowaniu jako składnika mydła alkilo-oligo-glikozydu.

Badania, które doprowadziły do wynalazku wykazały, że negatywny wpływ zawartości talku na właściwości fizyczne i techniczne mydła, o którym to wpływie jest mowa między innymi w niemieckim opisie patentowym nr DE 711 700 oraz w podręczniku Geoffreya Martina pt. „The Modem Soap and Detergent Industry”, tom 1 (1959), rozdział VI, zostaje całkowicie wyeliminowany przez dodatek do mydła, zawierającego od 60% do 85% wagowych kwasów tłuszczowych o 12 do 22 atomach węgla w postaci mydeł metali alkalicznych oraz od 5% do 20% wagowych talku, dość znacznej, bo wynoszącej od 1% do 10% wagowych ilości alkilo-oligo-glikozydu. Dalsze badania wykazały przy tym, że najkorzystniejsze właściwości takiego mydła uzyskuje się przez dodatek odmiany stosowanego w mydłach alkilo-oligo-glikozydu o wzorze:

R' O-(G)x, w którym R¹ oznacza pierwszorzędową grupę Ci2-Ci6-alkilową a (G)_x grupę oligo-glikozydowąo stopniu oligomeryzacji x = 1-2.

Mydło zawierające kombinację obydwu tych składników, to znaczy alkilo-oligo-glikozydu o wzorze R Ó-(G)x, a równocześnie 5% do 20% wagowych talku, wytwarza w trakcie użytkowania kremową trwałą pianę, natomiast tworzące się w twardej wodzie osady zostają w wodzie w stanie zdyspergowanym, eliminując powstawanie szarego nalotu, zwłaszcza na powierzchni mytych obiektów sanitarnych.

Mimo więc, że zawartość niewielkiej ilości alkeno-oligo-glikozydów (w ilości od 0,1% do 1%) w mydle jest znana w stanie techniki, między innymi z niemieckiego opisu patentowego nr DE 4337031, to jednak trudno było przewidzieć, że równoczesna zawartość odmiany tego związku, określonej wzorem: R’O-(G)x, w ilości od 1% do 10% wagowych oraz talku w ilości od 5% do 20% wagowych umożliwi uzyskanie mydła o znacząco polepszonych właściwościach użytkowania..

W celu potwierdzenia nieoczekiwanego efektu polepszenia właściwości fizycznych i technicznych mydła, w wyniku równoczesnej zawartości w nim alkilo-oligo-glikozydu o wzorze: R'0-(G)x, oraz równocześnie talku, przeprowadzono badania porównawcze zdolności do dyspergowania mydeł wapniowych nie zawierających i zawierających jeden lub obydwa z wymienionych wyżej składników.

Badanie przeprowadzono dla mydeł o recepturach wymienionych w załączonej tabelce, podających procentową zawartość poszczególnych składników. Test przeprowadzono w następujący sposób:

3,5 1 wody wodociągowej o temperaturze 40°C umieszczono w misce (pomalowanej na czarno). Przed rozpoczęciem prób oznaczono twardość wody (wynosiła ona 20° dH).

Kawałek mydła w czasie 10 sekund obracano 10 razy w rękach pod wodą. Mydło odłożono na bok i z resztek mydła na rękach wytwarzano pianę w czasie 20 sekund. Pianę spłukano do miednicy. Po 1 minucie (zegarek z sekundnikiem) proces powtórzono. Po spłukaniu piany wodę zamieszano ręką 5 razy. Ponownie odczekano 1 minutę. Następnie szklaną zlewką zebrano 50 ml roztworu, a pozostałą wodę odsysano wężem.

Oceniano zmętnienie roztworu mydła i osad w miednicy po jej wysuszeniu.

Do oceny posługiwano się następującymi ocenami:

Zmętnienie roztworu	Osad w miednicy
1	2
0 = klarowny	0 = brak osadu
1 = opalizujący	1 = bardzo niewielki osad

188 847

c.d. tabeli

1	2
2 = mleczny	2 = niewielki osad
3 = kłaczkowaty	3 = duża ilość osadu
4 = silnie kłaczkowaty	4 = bardzo duża ilość osadu

Wyniki testu (zmętnienie/osad) podano w ostatnim wierszu poniższej tabeli, zawierającej recepturę mydeł:

	1	2	3	4
Mydło podstawowe [%]	99	89	98	88
Olejek zapachowy [%]	1	1	1	1
Plantacare® 2000 UP 0 [%]		_	1	1
Steasilk® 5 AE ”[%]		10	_	10
Dyspergowanie mydła wapniowego (zmętnienie/osad)	4/4	4/4	4/4	2/3

Plantacare® 2000 UP jest nazwą handlową alkilo-oligo-glikozydu według wzoru 1, a Steasilk® 5 AE nazwą handlową talku.

Receptura 4 zawiera równocześnie obydwa te składniki.

Uformowane kształtowo mydło według wynalazku, charakteryzujące się polepszoną gładkością i podwyższoną zdolnością do dyspersji w stosunku do znanych mydeł zawierających talk, charakteryzuje się tym, że zawiera od 1% do 10% wagowych odmiany stosowanego w mydłach alkilo-oligo-glikozydu o wzorze:

R’0-(G)x, w którym R¹ oznacza pierwszorzędową grupę Ci2-Ci6-alkilową, a (G)_x grupę oligo-glikozydową o stopniu oligomeryzacji x = 1-2, oraz równocześnie od 5% do 20% wagowych talku.

Mydło to zawiera korzystnie od 50% do 80% wagowych kwasów tłuszczowych Cie-Cis oraz od 20% do 50% wagowych kwasów tłuszczowych C12-C4, a ponadto korzystnie zawiera dodatkowo od 1% do 10% wagowych wolnych kwasów o 12 do 22 atomach węgla.

Badania eksploatacyjne wykazały, że uformowane kształtowo mydło według wynalazku cechuje, po jego ukształtowaniu w sposób mechaniczny, szczególnie gładka powierzchnia, zaś w trakcie użytkowania wytwarza ono kremową, trwałą pianę, przy czym tworzące się w twardej wodzie osady pozostają w niej w stanie zdyspergowanym, eliminując powstawanie szarych nalotów, zwłaszcza na powierzchni mytych obiektów sanitarnych.

Stosowany w mydle według wynalazku talk stanowi uwodniony krzemian magnezu o składzie 3MgO · 4SiO2 H2O; względnie Mg₃(Si4C>10) · (OH)2, który częściowo może zawierać glinokrzemian magnezu, a ponadto do 12% wagowych AI2O3.

Średnica cząstek talku powinna mieścić się w zakresie od 0,5 pm do 50 pm. Najkorzystniejsze wyniki wykazywał talk, który zawierał nie więcej niż 5% wagowych cząstek o średnicy poniżej 1 pm i nie więcej niż 5% wagowych cząstek o średnicy większej od 50 pm.

188 847

Korzystnie udział cząstek o średnicy większej od 40 pm (pozostałość sitowa) winien wynosić najwyżej 2% wagowych, zaś średnia wartość średnicy cząstek mieści się w zakresie od 5 pm do 15 pm.

Zawartość domieszek powinna wynosić nie więcej niż 1,6% Fe2O3, 1% CaO i do 1% niezwiązanej wody (utrata wagi przy suszeniu w temperaturze 105°C). Zawartość uwodnionego glinokrzemianu magnezu może wynosić do 60% wagowych, co odpowiada w przeliczeniu 12% wagowym AEO3.

Jako kwasy tłuszczowe do wytwarzania mydła podstawowego stosuje się liniowe kwasy tłuszczowe o 12 do 22 atomach węgla, na przykład kwas laurynowy, mirystynowy, palmitynowy, stearynowy, archaidynowy i behenowy, jak również nienasycone kwasy tłuszczowe, na przykład kwas cis-9-heksadecenowy, oleinowy, linolowy, linolenowy, arachidonowy i erukowy. Korzystnie stosuje się mieszaniny techniczne, uzyskiwane ze zwierzęcych i roślinnych tłuszczów i olejów, na przykład kwasy tłuszczowe z łoju oraz kwasy tłuszczowe z oleju kokosowego. Szczególnie korzystna dla właściwości mydła według wynalazku jest mieszanina zawierająca od 50% do 80% wagowych kwasów tłuszczowych Ci6 do Cis z łoju i od 20% do 50% wagowych kwasów tłuszczowych C12 do C14 z oleju kokosowego.

Kwasy tłuszczowe stosowane są w postaci mydeł metali alkalicznych, zazwyczaj mydeł sodowych. Mydła mogą być jednak również wytwarzane bezpośrednio z tłuszczów i olejów przez zmydlanie (hydrolizę) ługiem sodowym i oddzielenie gliceryny.

Uformowane kształtowo mydło według wynalazku zawiera dodatkowo od 1% do 10% wagowych wolnych kwasów o 12 do 22 atomach węgla. Mogą być one identyczne z kwasami mydła podstawowego i są wprowadzane do mieszaniny w procesie zmydlania przez odpowiedni nadmiar ługu, albo też korzystnie są dodawane po procesie zmydlania i zatężania, a przed suszeniem wytwarzanego mydła.

Alkilo-oligo-glikozydy są znanymi, dostępnymi w handlu niejonowymi związkami powierzchniowo czynnymi, uzyskiwanymi odpowiednimi metodami chemii organicznej, głównie z glukozy.

Alkilo-oligo-glikozyd, najkorzystniej stosowany w mydle według wynalazku, można przedstawić ogólnym wzorem:

R’O-(G)x, w którym R? oznacza pierwszorzędową grupę C12-Ci6-alkilową, a (G)_x grupę oligoglikozydowąo stopniu oligomeryzacji x = 1-2.

Sposób wytwarzania tych związków jest szczegółowo omówiony w europejskim opisie patentowym nr EP 0 301 298 oraz w publikacji PCT nr WO-A-90/3977. Alkilo-oligo-glikozydy można wywieść z aldoz lub ketoz o 5 lub 6 atomach węgla.

Stopień oligomeryzacji x przedstawia wartość średnią otrzymywaną z rozdziału homologów mono-, di-, tri- i wyższych poliglukozydów. Ze względów użytkowych szczególnie korzystne dla właściwości mydła według wynalazku są alkilo-oligo-glikozydy o stopniu oligomeryzacji x poniżej 1,7, a zwłaszcza zawartym w granicach od 1,2 do 1,5. Takie produkty dostępne są na przykład pod nazwą handlową Planateren®1200 oraz Plantacare 2000 firmy Henkel KgaA.

Oprócz alkilo-oligo-glikozydów uformowane kształtowo mydło według wynalazku może dodatkowo zawierać inne syntetyczne związki powierzchniowo czynne, na przykład silnie pieniące, nieniszczące skóry anionowe związki powierzchniowo czynne, amfoteryczne związki powierzchniowo czynne, betainowe związki powierzchniowo czynne lub niejonowe związki powierzchniowo czynne. Szczególnie korzystne właściwości ma mydło według wynalazku, zawierające dodatkowo do 15% wagowych syntetycznego anionowego, obojnaczo jonowego lub amfoterycznego związku powierzchniowo czynnego, na przykład alkilopolioksyetylenosiarczanu o wzorze R20-(C2H40)n-SC^3Na, w którym R2 korzystnie oznacza liniową, pierwszorzędową grupę alkilową o 12 do 16 atomach węgla, a n ma średnią wartość 1 do 10, lub acyloizotionianu o wzorze R3C0-0CH2CH2-S0^3Na, w którym R3CO oznacza liniową grupę acylową o 12 do 18 atomów węgla. Obydwa te anionowe związki powierzchniowo czynne są łatwo dostępne w handlu.

188 847

Uformowane kształtowo mydło według wynalazku zawiera poza tym wodę w ilości 5% do 15% wagowych. Zawartość wody jest z jednej strony uwarunkowana procesem wytwarzania, zaś z drugiej korzystnie wpływa na własności użytkowe mydła.

Uformowane kształtowo mydło według wynalazku może zawierać również substancje zapachowe i inne zwykle stosowane substancje pomocnicze i dodatkowe, na przykład środki wiążące lub plastyfikatory, takie jak: glicerynę, cząstkowe glicerydy kwasów tłuszczowych lub alkohole tłuszczowe o 12 do 22 atomach węgla o łącznej ilości do 5% wagowych. Alkohole tłuszczowe jako produkt uboczny alkilo-oligo-glikozydów mogą być (w przypadku, gdy stosuje się alkilo-oligo-glikozyd w postaci produktu surowego zawierającego do 50% wagowych wolnego alkoholu) - dodawane razem z nimi.

Innymi substancjami pomocniczymi są barwniki, substancje bakteriobójcze, dezodoranty, pigmenty (TiO2), wybielacze optyczne i środki kompleksujące.

Wytwarzanie uformowanego kształtowo mydła według wynalazku odbywa się w sposób następujący:

Najpierw z kwasów tłuszczowych i ługu sodowego wytwarza się mydło podstawowe o zawartości substancji stałych wynoszącej od 25% do 50% wagowych, które to mydło podstawowe następnie zatęża się do zawartości substancji stałych wynoszącej od 50% do 70% wagowych. Z tak uzyskanym mydłem podstawowym miesza się następnie talk oraz ewentualnie wolne kwasy tłuszczowe, anionowy związek powierzchniowo czynny i środek kompleksujący, po czym uzyskaną mieszaninę odwadnia się, na przykład w próżniowej suszarce ekspansyjnej w temperaturze od 120°O do 130°O, przy czym w trakcie ekspansji mydło samorzutnie oziębia się do temperatury poniżej 60°O i ulega zestaleniu tworząc tzw. makaron mydlany 0 zawartości substancji stałych wynoszącej od 73% do 85% wagowych.

Dalszy przerób polega na nadaniu uzyskanej masie postaci mydła toaletowego. Przerobu tego dokonuje się w mieszarce do mydła przez wymieszanie makaronu mydlanego z zawiesiną alkilo-oligo-glikozydu o podanej wyżej strukturze i znanych substancji pomocniczych 1 dodatkowych, takich jak substancje zapachowe, barwniki, pigmenty i inne. Najkorzystniejsze jest stosowanie do tego celu mieszarki ślimakowej zaopatrzonej w sito. Uzyskaną jednorodną masę doprowadza się następnie do wytłaczarki, zaś uzyskanym z niej kostkom mydła nadaje się odpowiedni kształt przy użyciu prasy konfekcjonującej.

Uformowane kształtowe mydło według wynalazku może być wytwarzane również w postaci nitek, igieł, granulek, wytłoczek, płatków oraz w każdej innej postaci, w której zwykle konfekcjonuje się mydło.

Alternatywnie do opisanego sposobu postępowania, talk można zmieszać z wytworzonym uprzednio mydłem zawierającym od 73% do 78% wagowych substancji stałych dopiero w procesie konfekcjonowania. W takim przypadku proszek talku doprowadza się razem z zawiesiną alkilo-oligo-glikozydu, o podanej wyżej strukturze chemicznej, oraz z substancjami zapachowymi i pomocniczymi do mieszarki wyposażonej w odpowiednie urządzenie dozujące, na przykład w wagę taśmową i dozownik wstrząsowy.

Przykład

Wytworzono mydło podstawowe o podanym niżej składzie (p. 1) w postaci makaronu, po czym zmieszano go z pozostałymi składnikami, podanymi wraz z udziałem procentowym w poniższej tabeli, w mieszarce ślimakowej do mydła wyposażonej w sito, a następnie homogenizowano je przez wielokrotne mieszanie. Uzyskaną masę mydła doprowadzono następnie do wytłaczarki, zaś wytłaczane z niej pasmo cięto na kawałki (kostki) i konfekcjonowano za pomocą prasy.

	1	2	3	4
1	2	3	4	5
Mydto podstawowe (1)	82	75	87	80
Plantacare 2000 UP (2)	2	5,4	1,5	3

188 847

c.d. tabeli

1	2	3	4	5
Steasilk 5 AE (3)	15	18	-	8
Steasilk 5 FL (4)	-	-	10	8
Środek zapachowy	1	1,5	1	1
Barwnik	-	0,1	0,5	-

Skład mydła podstawowego:

85% wagowych mydła Na (składającego się z 75% wagowych kwasów tłuszczowych z łoju i 25% wagowych kwasów tłuszczowych z oleju kokosowego, % wagowych wolnych kwasów tłuszczowych,

1% wagowych gliceryny,

13% wagowych wody.

(2) Plantacare 2000 UP: C8-Ci6-alkilo-glukozyd (x = 1,2) (3) Steasilk® 5 AE: proszek talku składający się z 97% wagowych uwodnionego krzemianu magnezu, 1% wagowych uwodnionego glinokrzemianu magnezu, 2% wagowych węglanu wapniowo-magnezowego. Rozkład wielkości cząstek: 5% wagowych cząstek mniejszych od 1 pm, 5% wagowych cząstek większych od 40 pm.

(4) Steasilk® 5 FL: proszek talku składający się z 45% wagowych uwodnionego krzemianu magnezu, 54% wagowych uwodnionego glinokrzemianu magnezu, 1% wagowych węglanu wapniowo-magnezowego. Rozkład wielkości cząstek: 5% wagowych cząstek mniejszych od 1 pm, 5% wagowych cząstek większych od 30 pm.

Uzyskane mydło odznaczało się szczególnie gładką powierzchnią, co ma istotne znaczenie dla jakości mydła w kawałkach, przy czym w trakcie użytkowania mydła uzyskiwano obfitą, drobno pęcherzykowatą, śmietankową pianę. W twardej wodzie tworzył się wprawdzie osad, jednak pozostał on zdyspergowany w roztworze i nie wytrącał się na powierzchni urządzeń sanitarnych w postaci zwykle rozsmarowującego się szarego osadu, lecz pozostawał, co najwyżej w postaci lekko rozproszonego zamglenia powierzchni.

188 847

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Uformowane kształtowo mydło zawierające od 60% do 85% wagowych kwasów tłuszczowych o 12 do 22 atomach węgla w postaci mydeł metali alkalicznych oraz talk, znamienne tym, że zawiera od 1% do 10% wagowych odmiany stosowanego w mydłach alkilooligo-glikozydu o wzorze:

w którym R¹ oznacza pierwszorzędową grupę Ct2-Ci6-alkilową, a (G)x grupę oligo-glikozydową o stopniu oligomeryzacji x = 1-2, oraz równocześnie od 5% do 20% wagowych talku.
2. Mydło według zastrz. 1, znamienne tym, że zawiera od 50% do 80% wagowych kwasów tłuszczowych C16-C18 oraz od 20% do 50% wagowych kwasów tłuszczowych C12-C14.
3. Mydło według zastrz. 1, znamienne tym, że dodatkowo zawiera od 1% do 10% wagowych wolnych kwasów o 12-22 atomach węgla.