CZ137999A3

CZ137999A3 - Směs pro lití tyčí

Info

Publication number: CZ137999A3
Application number: CZ19991379A
Authority: CZ
Inventors: Michael Massaro; Michael Joseph Fair; Sanghee Park; Laurie Ann Coyle; Gail Beth Rattinger; Kevin Michael Finucane
Original assignee: Unilever N. V.
Priority date: 1997-10-01
Filing date: 1997-10-01
Publication date: 2000-01-12

Abstract

Směs pro lití tyčí nebo kostek obsahuje 10 až 40 %hmota synthetického nemýdlového detergentu, 10 až 50 %hmota směsi polyolů, tvořené polyalkylenglykolems molekulovou hmotností 2000 až 20000 a alkylenpolyolemo 2 až 4 atomechuhlíku v alkylenové části, 5 až 40 %hmotn. ve vodě rozpustného strukturačního činidla, více než 8 až 20 %hmota mýdla, 0 až 30 %hmota prospěšné látky a2 až méně než l0%hmotn. vody, přičemž hmotnostní poměr polyolů k voděje alespoň 3:1.

Description

Předložený vynález se vztahuje na směsi pro lité tyče či kostky (dále také jen tyče), které, protože jsou líté, je možno zpracovávat a současně, je-li to žádoucí, mohou dodávat větší množství prospěšného činidla (např. ve vytlačovacích tyčích je dodávání prospěšného činidla často obtížné dosáhnout, když se toto činidlo použije v malých množstvích, a když se použijí velká množství ke zvětšení dávkování, tyče jsou často měkké a velmi obtížně se zpracovávají). Dále, vzhledem k malým obsaženým množstvím vody a k nízkým poměrům polyolu k vodě, tyče mohou být lité, a mohou dodávat ve vodě rozpustné materiály, jejichž dodávání je obvykle velmi obtížné dosáhnout.

Dosavadní stav techniky

Tyče (kostky) k osobnímu umývání se stále posunují k jemnějším recepturám, které ve svých důsledcích poskytují zvýšenou péči o pokožku, často ve formě usazeného zvláóňovacího oleje. Při klasické technologii vytlačování tyčí (tj. kde se složky kombinují a mísí při vyšších teplotách, pak jsou ochlazeny k vytvoření kusů, které jsou hněteny a vytlačovány) je často velmi obtížné zajistit větší obsažená množství zvláčňovačů s nízkým bodem tavení,

φ φ φ φ φφφφ a mírných ve vodě rozpustných povrchově aktivních činidel (tj. kapalných složek). S použitím tzv. lité techniky (tj.

kapalné složky se nechají ochladit ve formě k vytvoření konečné tyče) je však možno připravit tyče, které snáze snesou vyšší hladiny takových kapalných složek. Přesněji, a aniž bychom se chtěli omezovat teorií, věří se, že je tomu tak vzhledem k sítové struktuře krystalizované pevné složky tyče (tj. mýdla mastné kyseliny), která je schopná zachytit velká množství kapaliny. Zatímco vytlačovací proces zničí sítovou strukturu, a nevratně způsobí oddělení kapalné fáze, lití dovoluje nerušené vytvoření sítové struktury, kde pak může sloužit k zachycení kapalné složky.

Dříve se však požadovala v litých směsích určitá minimální množství vody k rozpuštění mýdlových složek potřebných k vytvoření sítové krystalické struktury, zatímco se zachovávala nízká viskozita a isotropičnost taveniny. Když se 20 nepoužilo dost vody (tj. asi 10 % jako požadované minimum) receptury tohoto druhu nebylo možno zpracovat (tj. viskozita byla příliš vysoká pro poznamenáno, k rozpuštění struktury.

rozlévání). Dále, jak bylo bylo požadováno minimální množství vody mýdla a k vytvoření krystalické sítové

U. S. patent No. 5,227,086 udělený Kacherovi a dalším, a U. S. patent No. 5,262,079 udělený Kacherovi a dalším, oba poskytují rámované (tj. lité) tyče čistící _pokožku, 30 obsahující 5 až 50 % mastné kyseliny (z 20 až 65

- 3 neutralizované v případě U. S. patentu No. 5,262,079, a v podstatě volné mastné kyseliny v případě U. S. patentu No.

5,227,086), asi 15 až 65 % aniontové nebo neiontové podpory tuhosti tyče, a 15 až 55 % vody.

9

9 · • 9 9 • 9 9 9 9 9

9

9 9 9

Patentový spis WO 95/26710 (udělený pro Procter and Gamble) nárokuje pěnivé kůži čistící tyče obsahující a) 5 až 40 částí lipidového zvlhčovače kůže, b) 10 až 50 částí mýdla mastné kyseliny, c) 1 až 50 částí pěnivého syntetického povrchově aktivního činidla, a d) 10 až 50 částí vody.

Jak je jasně uvedeno na straně 20 spisu WO 95/26710, úrovně 15 obsažené vody pod 10 % by silně poškodily tyto tyče, nebot směsi by nebylo možné zpracovat (tj. viskozita by byla příliš vysoká pro rozlévání). V kontrastu k tomuto tvoří tyče dle předloženého vynálezu rozlévatelnou izotropní směs i při úrovních vody pod 10 %.

V U. S. patentu No. 5,520,840 uděleném Massarovi a dalším, žadatelé nárokují tyče (v podstatě určené k vytlačování, nikoliv k lití) se směsemi v určitém ohledu podobnými směsím dle předloženého vynálezu.

Směsi dle tohoto odkazu obsahují 10 - 60 % syntetického povrchově aktivního činidla, ve vodě rozpustné strukturační činidlo (což je přednostně polyalkylen oxid se střední molekulovou hmotností, nebo směs polyalkylen oxidů),_ ve vodě .30 nerozpustné strukturační činidlo (tj. mastnou kyselinu), a • · • · · · * ·· · ···· · · · · • · ···· ··· «·· • · · · · ·· ·· ·· ·· • · · • · · · • · · • · ·

- 4 nízké úrovně vody.

Protože však tyto směsi jsou obecně určeny jako směsi pro vytlačované tyče, je několik velkých rozdílů mezi nimi a mezi tyčemi dle předloženého vynálezu.

Především polyolová složka b) tyčí dle předloženého vynálezu musí mít daleko více kapalné (tj. s nižší molekulovou hmotností) složky než tyče dle Massara a dalších, k zajištění rozlévatelnosti taveniny při lití tyčí při jejich výrobě. U tyčí dle vynálezu se tedy požaduje alkylen polyolová složka (např. C₂ až C₄ alkylen glykol a/nebo glycerin) a dále se požaduje, aby buď poměr alkylen polyolu, nebo alkylen polyolu s prospěšným činidlem ku polyalkylen glykolu byl asi 0.8:1 a vyšší.

Za druhé, tyče dle Massara a dalších přednostně neobsahují více než 10 % mýdla, zatímco tyče dle předloženého vynálezu mají více než 10 % mýdla, přednostně 10.5 až 20 % hmotnosti mýdla. Aniž bychom se chtěli omezovat teorií, věří se, že je třeba určitého minimálního obsahu mýdla při technologii lití, k vytvoření sítové struktury schopné zachycování kapalné složky (tj. vody a polyolu s nízkou molekulovou hmotností). V kontrastu k tomu, vytlačované tyče nutně nevyžadují taková minimální množství mýdla.

Za třetí, tyče dle Massara a dalších (tj. vytlačovací tyče) obsahují málo nebo žádné prospěšné činidlo (tj. například

- 5 při použití silikonu je užit jen jako pomůcka při zpracování, a i pak jen v množstvích pod 0.5 %). V kontrastu k tomu tyče dle předloženého vynálezu obsahují 0 až 30 % hmotnosti, přednostně 1 až 25 %, nejlépe 1.5 až 15 % hmotnosti prospěšného činidla.

Konečně, vzhledem k odkazům na Kachera a další, nejenže neuvádějí potřebu kritičnosti co se týká typu polyolu, ale i v extrému (tj. 10 až 50 % vody a 0.5 až 35 % polyolu dle spisu WO 95/26710), nejvyšší získatelný poměr polyolu k vodě je 35 % k 10 %, nebo 3.5 k 1. Je však jasné, že Kacher a další zamýšleli obecně mnohem vyšší úrovně vody (např. 15 až 40 % dle U. S. odkazů), a nižší úrovně obsahu polyolů. Kacher a další tedy nenavrhují úrovně 3:1, přednostně 3.5 : 1, a nejlépe 4 : 1 poměrů polyolu k vodě, jako tomu je u předloženého vynálezu. Takové poměry jsou požadovány, aby se dosáhlo rozlévatelné oblasti, kde lze úspěšně lít.

Jinak řečeno, záměr Kachera a dalších byl jasně poskytnout vysoké poměry vody k polyolu (viz příklady), neboť to bylo nutné pro zpracovatelnost tyčí. V kontrastu k tomuto, dle poučení z předloženého vynálezu je možno úspěšně zpracovávat i při vysokých poměrech polyolu k vodě.

Podstata vynálezu

Žadatelé neočekávaně nalezli oblast, kde při _ extrémně pečlivém výběru proměnných je možno lít tyč, při udržování •4 4« • 4 · · • ·

• · · • 4 · • · 4

4 ·

- 6 mírných povrchových činidel, a při dodávání větších úrovní prospěšných činidel, než bylo dříve možné. Tyče mohou být lité při nižších úrovních obsažené vody, než se dříve považovalo za možné.

Přesněji, předložený vynález se týká složení směsi určené pro lití, která obsahuje:

a) 10 až 40 % hmotnosti syntetického nemýdlového detergentů, nebo směsi syntetických nemýdlových detergentů,

b) 10 až 50 % hmotnosti polyolu, a tento polyol obsahuje směs (i) polyalkylen glykolu s molekulární hmotností 15 asi 2000 až asi 20000, s bodem tavení asi 55 až 65 °C, a s následující obecnou strukturou,

R₁-0(CH₂-CHO)_nH

I

R₂ kde R₄ - vodík, C₄ až C₄ alkyl,

R₂ = vodík, CH₃, a n = asi 40 až 200, přednostně 40 až 100, a 25 (ii) C₂ až C₄ alkylen polyolu s takovým bodem tavení, že je při pokojové teplotě kapalný (např. etylen glykol, propylen glykol, nebo glycerin), kde poměr alkylen polyolu k polyalkylen glykolu nebo poměr alkylen glykolu s prospěšným činidlem složky, (e) k polyalkylen glykolu je asi 0.8 : i a vyšší, • ft ftftftft ’ · · · · · ·· · ·· ·· ·· ··

-Ίο') 5 až 40 % ve vodě nerozpustného strukturačního činidla vybraného ze skupiny skládající se přednostně ze saturovaných Cg až C₂₄ volných mastných kyselin s přímým řetězcem, a přednostně z Cg až C₂₀ saturovaných alkanolů s přímým řetězcem,

d) více než 8 %, přednostně 10 až 30 % mýdla,

e) 0 až 30 %, přednostně 1 až 25 %, nejlépe 1.5 až 15 % prospěšného činidla (např. silikonu, nebo jiného zvláčňujícího oleje), a

f) 2 % až méně než 10 %, přednostně 2 až 8 % vody, kde poměr celkového polyolu (b) k vodě je alespoň 3:1, nejlépe alespoň 4:1.

V upřednostněném provedení vynálezu se ještě dále zlepšují užitné vlastnosti přidáním 1 až 10 %, přednostně 2 až 5 % vosku jako náhražky mastné kyseliny.

Podrobný popis vynálezu

Předložený vynález se vztahuje na směsi pro lití tyčí, obsahující mírný systém povrchově aktivního činidla (např. syntetické, nemýdlové aktivní látky). Protože se nejedná o mýdlově strukturované systémy, musí se povrchová činidla a rozpouštědla k rozpuštění těchto povrchových činidel pečlivě vybírat, aby se zajistilo, že se povrchová činidla lehce rozpustí nebo dispergují k vytvoření homogenní převážně izotropní taveniny. Tavenina pak musí mít dosti nízkou viskozitu, aby bylo možno ji čerpat, ochlazená tuhá látka pak • 999

9 9 • 9 ♦ • · · # · • fc

· • · musí mít strukturní integritu očekávanou u tyče (kostky) pro osobní umývání.

Lité tyče (například shora diskutované tyče dle Kachera a dalších) dříve vyžadovaly poměrně velká obsažená množství vody k zajištění viskozity dostatečné pro čerpání a, aniž bychom se chtěli omezovat teorií, lze se domnívat, že předložený vynález se vyhýbá použití takových velkých množství vody vzhledem k použití větších množství rozpouštědla s nižší molekulovou hmotností.

Dřívější odkazy týkající se vytlačovaných tyčí (například shora diskutovaný vynález Massara a dalších), dokonce ani nerozpoznaly kritickou úlohu systému rozpouštědla, protože čerpatelná směs s nízkou viskozitou neleží v oblasti zájmu při vytlačování tyčí.

Žadatelé neočekávaně nalezli oblast s extrémně nízkým obsahem vody, kde je manipulací se systémem rozpouštědla (a poměru polyolu k vodě) možné vytvořit čerpatelnou směs syntetického nemýdlového povrchově aktivního činidla s nízkou viskozitou (tj. menší než asi 10000 centipoiseů při 90 °C). Protože se jedná o litou tyč, je možné užít větší množství zvláčňujících / prospěšných činidel než při užití vytlačovacích tyčí (ve vytlaóovacích tyčích se toto činidlo při zpracování ztrácí).

Žadatelé tedy nalezli směs pro lití s nízkým obsahem vody, která umožňuje dodávání větších množství zvláčňovacích

činidel, než bylo dříve možné.

Různé složky systému jsou ve větších podrobnostech popsány níže.

a) Syntetické nemydlové povrchově aktivní činidlo

Tyče dle předloženého vynálezu obsahují 10 až 50 %, přednostně více než 20 až 50 %, nejlépe 25 až 50 % hmotnosti celkové směsi syntetického nemýdlového povrchově aktivního činidla.

Přesněji, systém povrchového činidla bude obecně obsahovat alespoň jedno aniontové povrchově aktivní činidlo, amfoterní povrchově aktivní činidlo, nebo přednostně směs aniontového, nebo aniontového a obojetného povrchově aktivního činidla.

Použité aniontové povrchově aktivní činidlo může být alifatický sulfonát, takový jako primární alkan (např. C_g C₂₂) sulfonát, primární alkan (např. Cg - C₂₂) disulfonát, C_g- C₂₂ alken sulfonát, C_g - C₂₂ hydroxyalkan sulfonát nebo alkyl glyceryl ether sulfonát (AGS), nebo aromatické sulfonáty jako alkyl benzen sulfonát.

Aniontové povrchově aktivní činidlo může být také alkyl síran (např. C₁₂ - C_lg alkyl síran), nebo alkyl ether síran (včetně alkyl glyceryl ether síranů). Mezi alkyl ether sírany jsou sírany s následujícím vzorcem, •9 9999 • 9 • 9 ··

9 9 9 • · · 9 9 ►99 9 90* 99« • 9 9 >· 99 99

RO(CH₂CH₂O)_nSO₃M, kde R je alkyl nebo alkenyl s 8 až 18 uhlíkovými atomy, přednostně 12 až 18 uhlíkovými atomy, n má průměrnou hodnotu větší než 1.0, přednostně větší než 3, a M je rozpouštění způsobující kationt takový jako sodík, draslík, amonium, nebo substituované amonium. Amonium a lauryl ether sírany jsou upřednostněny.

Aniontové povrchově aktivní činidlo také mohou být sulfosukcináty (včetně mono a dialkyl, např. C_g - C₂₂ sulfosukcinátů), alkyl a acyl tauráty, alkyl a acyl sarcosináty, sulfoacetáty, Cg - C₂₂ alkylfosfáty a fosfáty, alkylfosfát estery, a alkoxyl alkyl fosfát estery, acylmléčnany, C_g - C₂₂monoalkyl sukcináty a maleáty, sulfo acetáty, alkyl glukosidy, a acyl isethionáty.

Sulfosukcináty mohou být monoalkyl sulfosukcináty dle následujícího vzorce, r¹o₂cch₂ch(so₃m)co₂m, a amid-MEA sulfosukcináty dle vzorce

R¹CONHCH₂CH₂O₂CCH₂CH(SO₃M)CO₂M, kde R¹ je v rozmezí Cg - C₂₂ alkylů a M je rozpouštění způsobující kationt.

- 11 Sarcosináty se obecně označují vzorcem rcon(ch₃)ch₂co₂m, kde R je v rozmezí C_g - C_2Q alkylů, a M je rozpouštění způsobující kationt.

Tauráty jsou obecně určeny vzorcem r²conr³ch₂ch₂so₃m, kde R² je v rozmezí Cg - C20 alkylů, R³ je v rozmezí - C4 alkylů, a M je rozpouštění způsobující kationt.

Zvláště upřednostněné jsou C_g - C_lg acyl isethionáty. Tyto estery se připravují reakcí mezi isethionátem alkalického kovu se směsí alifatických mastných kyselin, které mají 6 až

18 uhlíkových atomů, a jódové číslo menší než 20. Alespoň 75 % hmotnosti směsi mastných kyselin má 12 až 18 uhlíkových atomů, a až 25 % hmotnosti má 6 až 10 uhlíkových atomů.

Případně přítomné acyl isethionáty budou obecně v rozmezí od asi 10 do asi 40 % hmotnosti celkové směsi tyče. Přednostně je tato složka přítomná od asi 15 % do asi 35 % hmotnosti.

Acyl isethionát může být alkoxylovaný isethionát dle U. S. patentu No. 5,393,466, uděleného Ilardimu a dalším-, a tento patentový spis je zde odkazem zahrnut. Tato sloučenina má

0 0 0 • 0 0 0

0 0 0

0 0 0 0

- 12 • · · • · · • 00 • 00 00 ·

00 * 0 0 0 0 0 0 0

0 0 »·0 obecný vzorec

O X Y

I I

R C -O- CH-CH₂ - (OCH-CH₂)_m-SO₃M⁺, kde R je alkylová skupina s 8 až 18 uhlíkovými atomy, m je 10 celé číslo od 1 do 4, X a Y je vodík nebo alkylová skupina s až 4 uhlíkovými atomy, a M⁺ je jednomocný kationt, tak jako například sodík, draslík, nebo amonium.

Aniontová složka celkově obecně činí od asi 10 do asi 40 % hmotnosti směsi tyče, přednostně 15 až 35 %.

Amfoterní detergenty, které mohou být použité v předloženém vynálezu, obsahují alespoň jednu kyselinovou skupinu. Může to být skupina karboxylové nebo sulfonové kyseliny. Obsahují kvaternární dusík, a proto to jsou kvaternární amido kyseliny. Obecně by měly obsahovat alkylovou nebo alkenylovou skupinu se 7 až 18 uhlíkovými atomy. Obecně se budou řídit následným celkovým strukturním vzorcem,

O R²

R¹ - [- C -NH(CH₂)_n-]_m-N⁺-x-y ,

- 13 ·« ·♦·· k a « ·· ·♦ ·· ·· • · · .... ·.. .

* · · · 9 · · 9 9 9 9 ! ! · ♦ · ♦···· ··· ··« * * í · · · 9 · ·· · ·· ·· ·« · · kde

R¹ je alkyl nebo alkenyl se 7 až 18 uhlíkovými atomy,

R² a R³ jsou každý nezávisle na sobě alkyl, hydroxyalkyl, nebo karboxylalkyl s 1 až 3 uhlíkovými atomy, n je 2 až 4, m je 0 až 1, x je alkylen s 1 až 3 uhlíkovými atomy volitelně nahrazenými 15 hydroxylem, a y je -CO₂~ nebo -SO3- .

Vhodné amfoterní detergenty dle shora uvedeného obecného 20 vzorce obsahují jednoduché betainy dle vzorce

R‘

R¹ -N- CH₂CO₂“ ,

R' a amidobetainy dle vzorce ♦

• · • · ·· · ♦

·· ·· ·« ·· * 11 1 • · · · m · « · • 1

11

R^z

R¹ - CONH(CH2)m- N⁺)-CH2CO₂ ,

R' kde m je 2 nebo 3.

V obou vzorcích je R¹ alkyl nebo alkenyl se 7 až 18 uhlíkovými atomy, R² a R³ jsou nezávisle alkyl, hydroxyalkyl, nebo karboxylalkyl s 1 až 3 uhlíkovými atomy. R¹ může zvláště být směs C₁₂ a C₁₄ alkylových skupin získaných z kokosu, takže alespoň jedna polovina, přednostně alespoň tři čtvrtiny ί o 2 3 skupin R¹ mají 10 až 14 uhlíkových atomu. R a R je přednostně methyl.

Další možnost je, že amfoterní detergent je sulfobetain dle vzorce r¹-n⁺-(ch₂)₃so₃ , nebo •tt tttt·· ·· · φ • * · ♦ « · · • ♦ * · · tt · • · · · · 9 ··· • · · · · · ·· * tttt ·· tt· tttt • · · * • ♦ · tt •tttt ··· • tt • tt tttt

R‘

R¹ - CONH(CH2)m -N⁺)-(CH2)₃SO₃ ,

R' kde mje 2 nebo 3, nebo varianty tohoto vzorce, kde je -(CH₂)₃SO₃ ^- nahrazeno skupinou

OH

-ch₂chch₂so₃~ .

V těchto vzorcích jsou R¹, R², a R³ amidobetainy, jak bylo diskutováno.

Amfoterní složka obvykle činí 1 až 10 % hmotnosti směsi tyče.

Volitelně se mohou použít také jiná povrchově aktivní činidla (tj. neiontová, kationtová), i když by jich obecně nemělo být více než 0.01 až 10 % hmotnosti směsi tyče.

Neiontová povrchově aktivní činidla zvláště zahrnují produkty reakce sloučenin s hydrofobními skupinami a reaktivním vodíkovým atomem, například alifatické alkoholy, kyseliny, amidy nebo alkyl fenoly s alkylen oxidy, zvláště ethylen oxid, samotný, nebo s propylen oxidem. Specifické neiontové detergentní sloučeniny jsou kondensáty alkyl (C_g - C₂₂) fenol

ΦΦ ΦΦ··

- 16 - ethylen oxidů, produkty kondensace alifatických (Cg - C_lg) primárních nebo sekundárních, lineárních nebo větvených alkoholů s ethylen oxidem, a produkty připravené kondensací ethylen oxidu s produkty reakce propylen oxidu a ethylendiaminu. Další tak zvané neiontové detergentní sloučeniny zahrnují terciární amin oxidy s dlouhým řetězcem, a terciární fosfin oxidy a dialkyl sulfoxidy s dlouhým řetězcem.

Neiontové detergenty také mohou být amidy cukrů, jako polysacharid amid. Povrchově aktivní činidlo může zvláště být jeden z laktobion amidů popsaných v U. S. patentu No. 5,389,279, uděleném Auovi a dalším, který je tímto zahrnut jako odkaz, a polyhydroxy amidy, tak jak popsáno v U. S. patentu No. 5,312,954, uděleném Lettonovi dalším, který je zde odkazem zahrnut do předmětové aplikace.

Příklady kationtových detergentů jsou kvaternární amoniové sloučeniny, jako alkyldimethylamonium halogenidy.

Jiná povrchově aktivní činidla, která mohou být použitá, jsou popsána v U. S. patentu No. 3,723,325 uděleném Parranovi Jr., a v Surface Agents and Detergents (Povrchově aktivní činidla a detergenty) autorů Schwartze, Perryho a Berche, a oba tyto spisy jsou také odkazem zahrnuty do předmětové aplikace.

Upřednostněná směs zahrnuje 10 až 40 % hmotnosti acyl isethionátu, a 1 až 10 % hmotnosti betainu. Povrchově aktivní •· ·« « · · · ·· «« » « · 4 · « φ • · · · · · • · »· ·· činidla budou činit více než 20 % hmotnosti, přednostně 25 až 40 % hmotnosti směsi tyče.

b) Směs polyolů

Druhá požadovaná složka dle vynálezu je směs polyolů, obsahující složku polyalkylen glykolu, a složku alkylen polyolu, kde poměr hmotností buď alkylen polyolu (AP) nebo kombinace alkylen polyolu s prospěšným činidlem k polyalkylen glykolu je asi 0.8 : 1 a větší, přednostně větší než 1.5 : 1, nejlépe větší než 2 : 1. Přednostně by horní mez měla být menší než asi 20 : 1.

Polyalkylen glykol by měl být materiál se středně vysokou molekulovou hmotností, nebo s nízkou molekulovou hmotností, s molekulovou hmotností v rozmezí od asi 2000 do asi 20000, přednostně 4000 do 10000, a bodem tavení mezi 55 až 65 °C.

Alkylen polyol má obecně následující obecnou strukturu:

R₁-O(CH₂-CHO)_nH , kde

R^ je vodík (H), Cý - Cý alkyl, R₂ je H nebo CH₃, a n = asi 40 až 200.

Alkylen polyol je přednostně C₂ - C₄ alkylen polyol s bodem ·· _Λ · ί · · · · · « • · · ··· » ··· ··· ·· *··· * · ♦ • « * • · · • · · «· · ·« * · ♦ · ·· >· tavení takovým, že je při pokojové teplotě kapalný. Příklady zahrnují ethylen glykol, propylen glykol a glycerin.

Vzhledem k malému množství vody použitému v těchto litých tyčích (což pomáhá zajistit dobrou čerpatelnost) je kritické, jak shora poznamenáno, aby množství alkylen glykolu, nebo kombinace alkylen glykolu s prospěšným činidlem, převládalo nad množstvím polyalkylen glykolu.

c) Ve vodě nerozpustné strukturačni činidlo / mastná kyselina.

Třetí požadovaná složka dle vynálezu je ve vodě nerozpustné strukturačni činidlo, jako jsou např. mastné kyseliny, v množství asi 5 až 40 % hmotnosti, přednostně 10 až 25 % hmotnosti. Vhodné zvláště předvídané materiály jsou mastné kyseliny, zvláště s uhlíkovým řetězcem s 12 až 24 atomy uhlíku. Příklady jsou kyselina laurová, myristová, palmitové, stearová, arašídová, a behenová a jejich směsi. Zdrojem těchto mastných kyselin jsou kokosové, kokosové bez lehkých podílů, palmové, z palmových jader, nebo tzv. palmojádrové, a lojové mastné kyseliny, a částečně nebo úplně ztužené mastné kyseliny nebo destilované mastné kyseliny. Další vhodná ve vodě nerozpustná strukturačni činidla zahrnují alkanoly s 8 až 20 uhlíkovými atomy, zvláště cetyl alkohol. Tyto materiály obecně mají rozpustnost ve vodě menší než 5 g / litr při 20 °C.

Vzájemné poměry ve vodě rozpustných strukturačních činidel ·· ···· • · 999 9 •9 9 ·· ··

(b) a ve vodě nerozpustných strukturačních činidel (c) určují rychlost, kterou se při používání tyč opotřebovává.

Přítomnost ve vodě nerozpustného strukturačního činidla přispívá ke zpomalování rozpouštění tyče při vystavení účinkům vody během používání, a tak snižuje rychlost opotřebení.

Celkové množství složky (c) je od 5 do 40 % hmotnosti směsi, přednostně 10 až 25 %.

(d) Mýdlo

Čtvrtá požadovaná složka dle vynálezu je mýdlo, v množství větším než asi 8 % až asi 30 %, přednostně větším než 10 % až asi 20 %.

Mýdlem se míní soli monokarboxylových mastných kyselin, s délkou řetězce 8 až 22 uhlíkových atomů, přednostně C_lg až C₂₂ pro nej lepší strukturu a jemnost.

Aniž bychom se chtěli omezovat teorií, lze se domnívat, že určitá minimální množství mýdla jsou významným rozdílem vzhledem k vytlačovaným tyčím, které nutně nevyžadují taková velká množství mýdla.

e) Prospěšné činidlo

Klíčovým prvkem vynálezu je schopnost, vzhledem k lití,

9 9 9 • · · 999 999 9 999 994 • · 4 499 «· ·· · 99 99 99 99

- 20 zahrnout 0 až 30 % hmotnosti, přednostně 1 až 25 % hmotnosti prospěšného činidla ve směsi tyče.

Směs prospěšného činidla dle předloženého vynálezu může být jediné prospěšné činidlo, nebo to může být sloučenina přidaná pomocí nosiče. Dále směs prospěšného činidla může být směsí dvou či více sloučenin, z nichž jedna nebo všechny mohou mít prospěšný aspekt. Navíc může prospěšné činidlo samo působit jako nosič pro další sloučeniny, které může být žádoucí přidat do směsi tyče.

Prospěšné činidlo může být zvláčňovací olej , čímž se míní sloučenina změkčující kůži (stratům corneum) zvětšením jejího obsahu vody a udržující kůži měkkou zabraňováním snížení vodního obsahu.

Upřednostněné zvláčňovače zahrnují:

a) silikonové oleje, gumy a modifikace tohoto, jako lineární a cyklické polydimethyl siloxany, amino, alkyl, alkylaryl a aryl silikonové oleje,

b) tuky a oleje obsahující přírodní tuky a oleje, ze zdrojů jako jojoba, sója, rýžové otruby, avokado, mandle, oliva, sesam, persik, ricinový olej, kokos, norek, kakaový tuk, hovězí lůj, vepřové sádlo, a ztužené oleje získané hydrogenaci shora zmíněných olejů, a syntetické mono, di a triglyceridy, jako glycerid kyseliny myristové, a glycerid • · kyseliny 2-ethylhexanové.

c) vosky jako vosk z karnaubové palmy, z vorvaňoviny, včelí vosk, lanolin a jejich deriváty,

d) hydrofobní rostlinné extrakty,

e) uhlovodíky, jako kapalný parafin, vaselina, mikrokrystalický vosk, cerezín, skvalen, přistaň, a minerální olej ,

f) vyšší mastné kyseliny, jako laurová, myristová, palmitová, stearová, behenová, olejová, linoleová, linolenová, lanolová, isostearová, a vícenásobné nenasycené mastné kyseliny (PUFA),

g) vyšší alkoholy, jako laurový, cetylový, stearylový, oleylový, behenylový, cholesterolový, a 2-hexadekanolový alkohol,

h) estery jako cetyl oktanoát, myristyl laktát, cetyl laktát, isopropyl myristát, myristyl myristát, isopropyl palmitát, isopropyl adipát, butyl stearát, decyl oleát, cholesterol isostearát, glycerol monostearát, glycerol distearát, glycerol tristearát, alkyl laktát, alkyl citrát, a alkyl vinan,

i) etherické oleje jako mátový, jasmínový, kafrový, • · · φφφφ · · · · • · · φφφφ φφφφ • · · ΦΦΦ ΦΦΦ φ Φ·Φ ΦΦΦ • · · · φ φ ·· ·· · φφφφ φφφφ

- 22 z bílého cedru, z trpké pomerančové kůry, ryuový, terpentinový, skořicový, bergamotový, citrusu unshiu, puškvorcové silice, borovicový, levandulový, vavřínový, z hřebíčku, ibišku, eukalyptu, citronu, hvězdice, tymiánu, silice máty peprné, z růže, šalvěje, mentolový olej, cineol, eugenol, citral, citronelová silice, borneol, linalool, geraniol, z pupalky dvouleté, thymol, z tavolníku, penenové, limonenové a terpenoidové oleje,

j) lipidy jako cholesterol, ceramidy, estery sacharózy, a pseudo-ceramidy, jak popsáno v Evropském patentu No. 556,957,

k) vitaminy jako vitamin A a E, a alkyl estery vitaminů, včetně alkyl esteru vitaminu C,

l) látky ochraňující proti slunečnímu záření, jako 20 oktyl methoxyl skořican (Parsol MCX), a butyl methoxy benzoyl methan (Parsol 1789),

m) fosfolipidy a

n) směsi kterýchkoli ze jmenovaných složek.

Zvláště upřednostněné prospěšné činidlo je silikon, přednostně silikony s viskozitou větší než asi 10000 centipoiseů. Silikon může být guma a/nebo to může-být směs silikonů. Jeden příklad je polydimethyl siloxan s viskozitou • · • ·

- 23 asi 60000 centistoků.

f) Voda

Konečně, jak shora naznačeno, další kritickou oblastí vynálezu je užití malých množství vody, tj. 2 až méně než 10 %, přednostně 2 až 8 %, nejlépe 3 až 7 % hmotnosti. Množství vody jsou záměrně nízká k zajištění izotropních čerpatelných tavenin, které po ochlazení vytvoří tuhou pevnou látku.

Protože jsou množství vody tak malá, je důležité, aby poměr polyolu k vodě byl alespoň 3 : 1, přednostně větší než 3.5 :

1, nejlépe větší než 4 : 1. Použití polyolu s převážně malou molekulovou hmotností (připomeňme, že poměr množství alkylen polyolu nebo polyalkylen glykolu s prospěšným činidlem k množství polyalkylen glykolu je alespoň 0.8 : 1) zajišťuje, že směs je dostatečně čerpatelná.

Vynález dále zahrnuje užití vosku jako náhražky mastné kyseliny. Vosk může přednostně činit 1 až 10 %, přednostně až 5 % hmotnosti tyče.

Příkladem vosku, který může být použit, je parafinový vosk (bod tavení 45 až 70 °C).

Všechny shora uvedené údaje v procentech jsou v procentech hmotnosti, není-li jinak uvedeno.

• · · · • · • ·

Následující příklady jsou uvedeny pouze jako ilustrace, a nemají nijak omezovat patentové nároky.

Příklady provedení vynálezu

Materiál

Kokoyl isethionát sodíku byl dodán firmou Lever Hammond. Polyethylen glykol byl dodán Union Carbide. Kokoamidopropyl betain a Tego Care (glyceryl stearát) byl dodán firmou Goldschmidt. Palmitová / stearová kyselina byla dodána od firmy Emery. Polydimethyl siloxan byl dodán General Electric.

Propylen glykol byl dodán firmou Fisher. Parafin byl dodán firmou Moore & Munger Marketing lne.

Zpracováni směsi dle receptury (lití)

Tyče byly zhotovovány způsobem lití. Nejdříve byly složky spolu smíchány při 80 - 120 °C v 500 ml kádince, a množství vody se nastavilo na přibližně 10-15 % hmotnosti. Dávka byla přikryta, aby se zabránilo ztrátě vlhkosti, a byla míchána po dobu asi 15 minut. Pak byl kryt odstraněn, a směs byla ponechána schnout. Obsah vlhkosti ve vzorcích odebraných v různých dobách během sušícího stupně byl určován titrací dle Karla Fishera s použitím turbotitračního zařízení. Při konečné hodnotě vlhkosti (přibližně 5 %) byla směs z kádinky nalita do forem tyče a byla ponechána chladnout při- pokojové teplotě po dobu čtyř hodin. Po ztuhnutí se ve formě vytvořila • · • · » · · · ·· · . ··.

! ! · ···· ···· * · · · · ♦ ··· · ·.· ··· • · · · » · , .

·· · ·· ·· ·· ··

- 25 tyč.

Protokol

Zei novy test

V osmiuncové nádobce bylo připraveno 30 ml 2 % vodní disperze směsi tyče. Disperze byly umístěny ve 45 °C lázni do úplného rozpuštění. Po dosažení rovnovážného stavu při pokojové teplotě bylo do každého roztoku přidáno 1.50 gramů zeinu za rychlého míchání po dobu jedné hodiny. Roztoky pak byly umístěny do trubic odstředivky a odstřeďovány po dobu 30 minut přibližně při 3000 otáčkách za minutu. Nerozpuštěný zein byl izolován, vypláchnut, a ponechán schnout v peci při 60 °C do dosažení stálé hmotnosti. Procento rozpuštěného zeinu, které je úměrné dráždivému potenciálu, bylo určováno gravimetricky.

Test na vytváření kaše

Množství kaše vytvářené tyčí bylo určováno tak, že se tyč umístila do plastické misky, a bylo přidáno 25 ml vody. Miska byla přikryta a byla ponechána v klidu po dobu 24 hodin, Vzniklá vrstva kaše byla jemně seškrábnuta stěrkou, zvážena, a výsledek byl porovnán s komerčně dosažitelnou Dove^ ¹ tyči.

- 26 • ·· · • · · φ

ΒΒΒ · Β

Test rychlosti opotřebeni

Nádržka na půl galonu byla umístěna pod tekoucí vodovodní kohoutek při teplotě 105 °F (poznámka překladatele: cca 40 °C). Ruce a testovací tyč byly ponořeny do vody na 3 vteřiny. Pak byly z vody vyjmuty, a tyč byla v ruce desetkrát otočena. Toto se opakovalo, tyč byla naposled ponořena, a uložena do ploché misky pod mýdlo obsahující 7.5 ml. Umývači procedura byla prováděna čtyřikrát denně druhého dne. Tyč byla přes noc ponechána schnout, a byla spočítána a zaznamenána potřebná hmotnost v gramech na umytí (pro 2 tyče).

Detekce silikonu pomocí FTIR

Infračervená spektra byla sbírána FTIR spektrometrem Nicolet 5SXB, vybaveným prvkem zeslabeného úplného odrazu (ATR). Prvek ATR byl 60 ZnSe krystal se sběrným povrchem 1 cm x 7 cm. Spektra pak byla sbírána s rozlišením 8 cm , a byl vytvořen průměr ze 32 záznamů. Byly odhadnuty relativní rozdíly v PDMS koncentraci porovnáním průměrů maximálních

-l amplitud silikonu při 800 cm

Usazování silikonu in-vitro

Vepřová kůže byla před zpracováním oholena, dermatomována a rozdělena do tenkých kousků s plochou 25 cm . Vzorek kůže pak byl zpracován třením vzorku tyče přes kůži desetkrát, pohybem vpřed a vzad. Výsledná kapalina byla 30 vteřin

ΦΦ φφ ♦ · · · • · · φ φφφ φφφ φ φ • Φ φ φ mydlena a pak oplachována po dobu 10 vteřin vodou teplou 90 - 95 °F (poznámka překladatele: přibližně 35 °C).

Zpracovávaný vzorek kůže byl pak umístěn do borosilikátové scintilační nádobky, která obsahovala 10 ml xylenu. Vzorky byly umístěny na deskový vibrátor po dobu 1 hodiny pro extrakci silikonu. Po extrakční době byla kůže odstraněna z nádobky a extrakt byl analyzován na obsah silikonu přístrojem Graphite Furnace Atomic Absorption. Roztoky vzorků byly testovány ve vztahu k 10 ppm silikonovému standardu.

Příklad 1

Byly připraveny tyče se složením dle receptury v tabulce 1.

Tabulka 1: Složení lité směsi

Složka	1	2
1	Kokoyl isethionat sodíku	28.5	28.5
2	Kokamidopropyl betain	5.0	5.0
3	Stearát sodíku	20.0	15.0
4	polyethylen glykol 8000	5.0	10 .
5	palmitová/stearová kyselina	13.1	13.1
6	parafinový vosk	3.0	3.0
	různé (např. soli)	1.4	1.4
7	propylen glykol	18.3	18^3
8	voda	5.7	5.7

• ΦΦΦ • 9

9 ·

- 28 -- ·· » 9 9 9 » · · Φ • · · φ · · • Φ

09

Tyče byly připraveny následujícím způsobem:

(1) Byly spolu smíchány složky 4 až 7, a za míchání ohřátý na 90 °C, (2) Byla přidána složka 3 a rozpuštěna, s následným přidáním složek 2 a 8, (3) po vytvoření izotropní směsi byla přidána a rozpuštěna složka 1, (4) po vytvoření izotropní horké taveniny byla tavenina nalita do formy.

Mělo by se poznamenat, že sled nebyl zaznamenáván, a že lze využít mnoho jiných možností.

Přiklad 3: Přii atelné vytvářeni kaše a opotřebeni

Obě tyče 1 a 2 utvořily taveniny s poměrně malou viskozitou při 90 °C. Tyto horké roztoky měly přibližně viskozitu 1000 centipoiseů při 20 s^-1. Bylo zjištěno, že po přípravě v přiřazeném pěchovadle je lze snadno čerpat do forem. Výsledné tyče se dobře mydlily, a měly poměrně nízké hodnoty vytváření kaše, asi 6.6 gramů kaše po 24 hodinách ve vodě a šetrném oškrábnutí (tyč 1), a 4.4 gramy kaše (tyč 2), ve srovnání s tyčí Dove(^R) (asi 12 gramů). Tyče měly dále poměrně malé rychlosti opotřebení, asi 2.8 gramů/umytí (tyč 1), a 2.4 gramů/umytí (tyč 2) (stejné jako Dove^^Rb · Tyto údaje byly překvapující při uvážení poměrné velkého obsahu vodní frakce (tj. vody a polyolu) v těchto tyčích. Bylo tak ukázáno, že • · při zahrnutí litím lze snadno vyrobit tyče dobré kvality, velkého obsahu kapalné frakce.

·· ···* • 0 00 • · * 0 • · · 0 • 0 0 0 0 0 • 0 ·· 00

Přiklad 4: Malá dráždivost

Dráždivě potenciály těchto směsí byly nejprve přibližně určeny zeinovým testem, a zaznamenáváním hodnot velikosti asi 20 % rozpuštěného zeinu. To je asi o 100 % méně rozpuštěného zeinu, než u komerční Dove^^R^ tyče. Značí to sníženou dráždivost.

Příklad 4: Zahrnutí silikonu do základní směsi

Žadatelé se snažili zjistit, v jakém rozsahu lze z vybrané lité směsi uložit na kůži zvláčňující oleje, zvláště polydimethyl siloxan, s viskozitou 60000 centistoků. Použití technologie lití k dodávání těchto olejů v procesu umývání je atraktivní ze dvou důvodů:

1. Zvláčňovací oleje se snadno zahrnují do směsi lité tyče částečnou záměnou její kapalné frakce.

2. Velké oddělené kapky těchto olejů se snadněji udrží v základní hmotě lité tyče, ve srovnání s vytlačovacím procesem.

Vzhledem k prvnímu bodu, konvenční syndetické tyče mají sklon k rychlému měknutí při přímém přidání zvláčňovacích olejů,

· • · · · • · · 0 • · · 0 · · • 0 • 0 00 jako je silikonový nebo minerální olej, v množstvích nad 1 %, zvláště nad 3 - 4 %, což činí vytlačovací proces nesnadný nebo nemožný.

Ve směsi 2 dle tabulky 1 byl částečně nahrazen propylen glykol 5%, 7.5%, a 10 % polydimethyl siloxanu (PDMS) (směsi 3, 4 a 5, níže v tabulce 2).

Tabulka 2: Směsi obsahující polydimethylsiloxan

	3	4	5
kokoyl isethionát sodíku	28.5	28.5	28.5
kokamidopropyl betain	5.0	5.0	5.0
stearat sodíku	10.0	10.0	10.0
polyethylen glykol 8000	10.0	10.0	10.0
palmitová/stearová kyselina	14.5	14.5	14.5
parafinový vosk	3.0	3.0	3.0
glyceryl stearat (Tego Care)	5.0	5.0	5.0
propylen glykol	13.3	10.8	8.3
voda	5.7	5.7	5.7
polydimethyl siloxan	5.0	7.5	10.0
Po zamíchání se PDMS v tavenině	jevil	jako	i rovnoměrně
dispergovaný.			-

► 9 9 9

99 999 ·· ·

- 31 Po nalití a ochlazení bylo nutné určit, v jakém rozsahu PDMS migroval uvnitř základní hmoty tyče. Bylo možné, že doba ochlazovacího procesu byla dost dlouhá pro shlukování silikonu a pro jeho vyplutí k povrchu tyče. K testu byla tyč obsahující 7.5 % PDMS rozřezána skalpelem. Byly odebrány vzorky z vršku, spodku, levé strany, pravé strany, a středu tyče. Jejich vrstva byla pak nanesena na Zn-Se krystal zařízení Nicolet FTIR. Byla zaznamenána absorpční spektra pásu Si-0 (800 cm^-1), která ukazovala, že silikon byl v tyči rovnoměrně rozdělen. Přesněji, rovnoměrnost výšek vrcholů naznačuje, že silikon znatelně nemigroval během ochlazovacího procesu, a zůstal v tyči rovnoměrně rozdělen.

Přiklad 5: Ukládání

Ve srovnání s konvenčními podmínkami (5 % PDMS použitých při konvenčním zpracování) byl monitorován rozsah, ve kterém může být PDMS uložen na kůži ze směsí tyče, 3 (5 % PDMS), 4 (7.5 % PDMS), a 5 (10 % PDMS), s použitím in vitro ukládání na vepřovou kůži, a výsledky jsou ukázány níže v tabulce.

·· 99 • 4 9 9 • 4 4 «

49 • 9 9 9 • 4 4 4 •49 494

Dle 5 (10 % PDMS)^x

8.5 • · 9 • · · • · · «9 9

- 3 2^: Ukládání polydimethyl siloxanu na vepřovou kůži

Dove(^R>* Lux^* Dle 3 (5 % Dle 4 (7.5%

PDMS)^x PDMS)^x

0.25 0.25 1.6 2.1

Údaje jsou v mikrogramech na čtvereční centimetr.

* 5 % PDMS dispergovaného v konvenční tyči s použitím konvenčního zpracování (nikoliv litím);

^x PDMS aplikovaný ve zpracování litím.

Ukládání z litých směsí dle předloženého vynálezu bylo

Z π \ podstatně vyšší, než při užití konvenčních tyči (Dove^K ' a Lux(^R)), ve kterých bylo prostě dispergováno 5 % PDMS.

« · · • · · « ··· ···

Claims

Patentové nároky

1. Směs pro lití tyčí, vyznačující se tím, že obsahuje (a) 10 - 40 % hmotnosti syntetického nemýdlového detergentů nebo směsi syntetického nemýdlového detergentů, (b) 10 až 50 % hmotnosti směsi polyolu, a tato směs obsahuje příměs (i) polyalkylen glykolu s molekulární hmotností mezi 2000 a 20000, a bodem tavení asi 55 až 65 °C, a (ii) C₂ “ ^c4 alkylen polyolu, který je při pokojové teplotě kapalný, a kde poměr hmotnosti alkylen polyolu nebo alkylen polyolu s prospěšným činidlem dle bodu (e) níže k polyalkylen glykolu je asi 0.8 : 1 a větší, (c) 5 až 40 % hmotnosti ve vodě rozpustného strukturačního činidla vybraného ze skupiny skládající se z Cg až C₂₄mastných kyselin a Cg až C₂₀ alkanolů, (d) více než asi 8 až 20 % hmotnosti mýdla, (e) 0 až 30 % hmotnosti prospěšného činidla, a (f) 2 až méně než 10 % hmotnosti vody, a kde poměr hmotností polyolu (b) k vodě je alespoň 3:1.
2. Směs podle nároku 1,vyznačuj ící se tím, že polyalkylen glykol má molekulovou hmotnost asi 4000 až 10000.
3. Směs podle nároku 1,vyznačuj ící se tím, že polyalkylen glykol má následující strukturu,

- 34 • ft ftft·· * · ft « • * ft · ft ftft <

* ftft 4 • · · ftft 4 • ft • ft · S

R₁-O(CH₂-CHO)_nH

R, kde R-|_ = H, f až C₄ alkyl, R₂ = Η, CHg, a n = asi 40 až 200.

alkyl polyol je vybrán ze skupiny skládající se z C₂ ^₄
4. Směs podle nároku 1,vyznačuj ící se tím, že až C alkylen glykolů a glycerinu.
5. Směs podle nároku 1,vyznačuj ící se tím, že mastná kyselina činí 10 až 25 % hmotnosti směsi.
6. Směs podle nároku 1,vyznačuj ící se tím, že mastná kyselina je nasycená C₁₂ až C₁₄ mastná kyselina s přímým řetězcem.
7. Směs podle nároku 1,vyznačuj ící se tím, že alkanol je cetyl alkohol.
8. Směs podle nároku 1,vyznačuj ící se tím, že obsahuje alespoň 10 až 20 % hmotnosti mýdla.
9. Směs podle nároku 1,vyznačuj ící se tím, že poměr hmotností polyolu (b) k vodě (f) je alespoň -asi 3.5 :

1.

·· ··

- 35 ·· 9999 « 9 • · • · • 9

9« 99 ♦♦·· >99· • · 9 · 9 9 9 9 • * 9·99 999 «99 • 9 9 9 9 ·· «9 99 99
10. Směs podle nároku 9,vyznačuj ící se tím poměr hmotností polyolu (b) k vodě (f) je alespoň 4:1.
11. Směs podle nároku 1,vyznačuj ící se tím dále obsahuje 1 až 10 % hmotnosti vosku.