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DE19842635A1 - Verwendung von Monoglycerid(ether)sulfaten - Google Patents

Verwendung von Monoglycerid(ether)sulfaten

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Publication number
DE19842635A1
DE19842635A1 DE1998142635 DE19842635A DE19842635A1 DE 19842635 A1 DE19842635 A1 DE 19842635A1 DE 1998142635 DE1998142635 DE 1998142635 DE 19842635 A DE19842635 A DE 19842635A DE 19842635 A1 DE19842635 A1 DE 19842635A1
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DE
Germany
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weight
monoglyceride
sulfates
ether
alkyl
Prior art date
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Ceased
Application number
DE1998142635
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Inventor
Peter Weber
Bernd Fabry
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BASF Personal Care and Nutrition GmbH
Original Assignee
Cognis Deutschland GmbH and Co KG
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Publication date
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Priority to JP2000573696A priority patent/JP2002526431A/ja
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Abstract

Vorgeschlagen wird die Verwendung von Mischungen, enthaltend DOLLAR A (a) Monoglycerid(ether)sulfate und DOLLAR A (b) Chitosan und/oder Chitosanderivate DOLLAR A zur Herstellung von Mund- und Zahnpflegemitteln, insbesondere von Zahnpasten. Die Zubereitungen zeichnen sich durch eine hohe Mundschleimhautverträglichkeit, ein besonderes Schaumvermögen und eine stabile Verteilung der Abrasivstoffe aus.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung befindet sich auf dem Gebiet der Mund- und Zahnhygiene und betrifft die Verwendung von Zubereitungen, enthaltend Monoglycerid(ether)sulfate und Chitosane zur Herstellung von Mund- und Zahnpflegemitteln sowie Zahnpasten einer definierten Zusammensetzung.
Stand der Technik
Unter dem Begriff Mund- und Zahnpflegemittel versteht der Fachmann zum einen flüssige Zube­ reitungen, die als Mundwasser den Mund- und Rachenraum desinfizieren, zum anderen werden damit pastöse oder seit einiger Zeit auch gelförmige Zahnreinigungsmittel verstanden. Diesen Zubereitungen ist die Anforderung durch den Verbraucher gemein, besonders schleimhautverträglich zu sein, um insbesondere bei kleinerer Verletzungen im Mund- oder Rachenraum nicht zu Irritationen Anlaß zu geben. Im Fall der Zahnpflegemittel kommt hinzu, daß die Zubereitungen schaumstark, geschmacks­ neutral und reinigungsaktiv sein müssen.
In diesem Zusammenhang sei auf die Deutsche Patentanmeldung DE-A 144 06 748 (Henkel) verwiesen, aus der Mund- und Zahnpflegemittel bekannt sind, deren Tensidkomponente hauptsächlich von Monoglyceridsulfaten und Alkylglucosiden gebildet wird. Von Nachteil ist jedoch, daß diese Mittel des Stands der Technik im Hinblick auf Mundschleimhautverträglichkeit, Schaumstabilität und Reinigungs­ leistung nicht völlig befriedigend sind. Ein besonderes Problem besteht ferner darin, Abrasivstoffe in Zahnpasten und insbesondere Zahngelen so zu dispergieren, daß auch bei Temperaturlagerung weder eine Agglomeration noch eine Separation stattfindet.
Die Aufgabe der Erfindung hat daher darin bestanden, den geschilderten Nachteilen des Stands der Technik abzuhelfen und insbesondere Mund- und Zahnpflegemittel, speziell Zahnpasten, zur Verfü­ gung zu stellen, die sich gleichzeitig durch eine optimierte Mundschleimhautverträglichkeit, durch eine verbesserte Schaum- und Reinigungsleistung sowie insbesondere eine stabile Verteilung der Abrasiv­ körper auszeichnen.
Beschreibung der Erfindung
Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung von Mischungen, enthaltend
  • a) Monoglycerid(ether)sulfate und
  • b) Chitosan und/oder Chitosanderivate
zur Herstellung von Mund- und Zahnpflegemitteln, insbesondere von Zahnpasten.
Überraschenderweise wurde gefunden, daß der Zusatz von Chitosan bzw. Chitosanderivaten zu be­ kannten Mund- und Zahnpflegemitteln mit einem Gehalt an Monoglycerid(ether)sulfaten sowie gegebe­ nenfalls Alkylglucosiden als tensidischer Hauptkomponente nicht nur die Mundschleimhautverträg­ lichkeit verbessert, sondern auch die Plaqueentfernung unterstützt, den Schaum stabilisiert und insbe­ sondere eine homogene und lagerstabile Verteilung von Abrasivstoffen bewirkt.
Monoglycerid(ether)sulfate
Monoglyceridsulfate und Monoglyceridethersulfate, die die Komponente (a) bilden, stellen bekannte an­ ionische Tenside dar, die nach den einschlägigen Methoden der präparativen organischen Chemie erhalten werden können. Üblicherweise geht man zu ihrer Herstellung von Triglyceriden aus, die gegebenenfalls nach Ethoxylierung zu den Monoglyceriden umgeestert und nachfolgend sulfatiert und neutralisiert werden. Gleichfalls ist es möglich, die Partialglyceride mit geeigneten Sulfatierungsmitteln, vorzugsweise gasförmiges Schwefeltrioxid oder Chlorsulfonsäure umzusetzen [vgl. EP-B1 0561825, EP-B1 0561999 (Henkel)]. Die neutralisierten Stoffe können - falls gewünscht - einer Ultrafiltration unterworfen werden, um den Elektrolytgehalt auf ein gewünschtes Maß zu vermindern [DE-A14 20 4700 (Henkel)]. Übersichten zur Chemie der Monoglyceridsulfate sind beispielsweise von A. K. Biswas et al. in J. Am.Oil.Chem.Soc. 37, 171 (1960) und F. U. Ahmed J. Am.Oil.Chem.Soc. 67, 8 (1990) erschienen. Die im Sinne der Erfindung einzusetzenden Monoglycerid(ether)sulfate folgen der Formel (I)
in der R1CO für einen linearen oder verzweigten Acylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, x, y und z in Summe für 0 oder für Zahlen von 1 bis 30, vorzugsweise 2 bis 10, und X für ein Alkali- oder Erdalka­ limetall steht. Typische Beispiele für im Sinne der Erfindung geeignete Monoglycerid(ether)sulfate sind die Umsetzungsprodukte von Laurinsäuremonoglycerid, Kokosfettsäuremonoglycerid, Palmitinsäurem­ onoglycerid, Stearinsäuremonoglycerid, Ölsäuremonoglycerid und Talgfettsäuremonoglycerid sowie deren Ethylenoxidaddukte mit Schwefeltrioxid oder Chlorsulfonsäure in Form ihrer Natriumsalze. Vor­ zugsweise werden Monoglyceridsulfate der Formel (I) eingesetzt, in der R1CO für einen linearen Acyl­ rest mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen steht.
Chitosane und Chitosanderivate
Chitosane (Komponente b) stellen Biopolymere dar und werden zur Gruppe der Hydrokolloide gezählt. Chemisch betrachtet handelt es sich um partiell deacetylierte Chitine unterschiedlichen Molekularge­ wichtes, die den folgenden - idealisierten - Monomerbaustein enthalten:
Im Gegensatz zu den meisten Hydrokolloiden, die im Bereich biologischer pH-Werte negativ geladen sind, stellen Chitosane unter diesen Bedingungen kationische Biopolymere dar. Die positiv geladenen Chitosane können mit entgegengesetzt geladenen Oberflächen in Wechselwirkung treten und werden daher in kosmetischen Haar- und Körperpflegemitteln sowie pharmazeutischen Zubereitungen eingesetzt (vgl. Ullmanns Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5th Ed., Vol. A6, Weinheim, Verlag Chemie, 1986, S. 231-332). Übersichten zu diesem Thema sind auch beispielsweise von B. Gesslein et al. in HAPPI 27, 57 (1990), O. Skaugrud in Drug Cosm.Ind. 148, 24 (1991) und E. Onsoyen et al. in Seifen-Öle-Fette-Wachse 117, 633 (1991) erschienen. Zur Herstellung der Chitosane geht man von Chitin, vorzugsweise den Schalenresten von Krustentieren aus, die als billige Rohstoffe in großen Mengen zur Verfügung stehen. Das Chitin wird dabei in einem Verfahren das erstmals von Hackmann et al. beschrieben worden ist, üblicherweise zunächst durch Zusatz von Basen deproteiniert, durch Zugabe von Mineralsäuren demineralisiert und schließlich durch Zugabe von starken Basen deacetyliert, wobei die Molekulargewichte über ein breites Spektrum verteilt sein können. Entsprechende Verfahren sind beispielsweise aus Makromol. Chem. 177, 3589 (1976) oder der französischen Patentanmeldung FR-A 2701266 bekannt. Vorzugsweise werden solche Typen ein­ gesetzt, wie sie in den deutschen Patentanmeldungen DE-A1 44 42 987 und DE-A11 95 37 001 (Henkel) offenbart werden, und die ein durchschnittliches Molekulargewicht von 800.000 bis 1.200.000 Dalton, eine Viskosität nach Brookfield (1 Gew.-%ig in Glycolsäure) unterhalb von 5000 mPas, einen Deacetylierungsgrad im Bereich von 80 bis 88% und einem Aschegehalt von weniger als 0,3 Gew.-% aufweisen. Neben den Chitosanen als typischen kationischen Biopolymeren kommen im Sinne der Erfindung auch anionisch bzw. nichtionisch derivatisierte Chitosane, wie z. B. Carboxylierungs-, Succinylierungs- oder Alkoxylierungsprodukte in Frage, wie sie beispielsweise in der deutschen Patentschrift DEC2 37 13 099 (L'Oréal) sowie der deutschen Patentanmeldung DE-A11 96 04 180 (Henkel) beschrieben werden.
Alkyl- und/oder Alkenyloligoglykoside
Alkyl- und Alkenyloligoglykoside, die die fakultative Komponente (c) bilden, stellen bekannte nicht­ ionische Tenside dar, die der Formel (11) folgen,
R2O-[G]p (II)
in der R2 für einen Alkyl- und/oder Alkenylrest mit 4 bis 22 Kohlenstoffatomen, G für einen Zuckerrest mit 5 oder 6 Kohlenstoffatomen und p für Zahlen von 1 bis 10 steht. Sie können nach den einschlä­ gigen Verfahren der präparativen organischen Chemie erhalten werden. Stellvertretend für das umfang­ reiche Schrifttum sei hier auf die Übersichtsarbeit von Biermann et al. in Starch/Stärke 45, 281 (1993), B. Salka in Cosm.Toil. 108, 89 (1993) sowie J. Kahre et al. in SÖFW-Journal Heft 8, 598 (1995) ver­ wiesen. Die Alkyl- und/oder Alkenyloligoglykoside können sich von Aldosen bzw. Ketosen mit 5 oder 6 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise der Glucose ableiten. Die bevorzugten Alkyl- und/oder Alkenyl­ oligoglykoside sind somit Alkyl- und/oder Alkenyloligoglucoside. Die Indexzahl p in der allgemeinen Formel (II) gibt den Oligomerisierungsgrad (DP), d. h. die Verteilung von Mono- und Oligoglykosiden an und steht für eine Zahl zwischen 1 und 10. Während p in einer gegebenen Verbindung stets ganzzahlig sein muß und hier vor allem die Werte p = 1 bis 6 annehmen kann, ist der Wert p für ein bestimmtes Alkyloligoglykosid eine analytisch ermittelte rechnerische Größe, die meistens eine gebrochene Zahl darstellt. Vorzugsweise werden Alkyl- und/oder Alkenyloligoglykoside mit einem mittleren Oligomeri­ sierungsgrad p von 1,1 bis 3,0 eingesetzt. Aus anwendungstechnischer Sicht sind solche Alkyl- und/oder Alkenyloligoglykoside bevorzugt, deren Oligomerisierungsgrad kleiner als 1,7 ist und insbe­ sondere zwischen 1, 2 und 1,4 liegt. Der Alkyl- bzw. Alkenylrest R2 kann sich von primären Alkoholen mit 4 bis 11, vorzugsweise 8 bis 10 Kohlenstoffatomen ableiten. Typische Beispiele sind Butanol, Capronalkohol, Caprylalkohol, Caprinalkohol und Undecylalkohol sowie deren technische Mischungen, wie sie beispielsweise bei der Hydrierung von technischen Fettsäuremethylestern oder im Verlauf der Hydrierung von Aldehyden aus der Roelen'schen Oxosynthese erhalten werden. Bevorzugt sind Alkyloligoglucoside der Kettenlänge C8-C10 (DP = 1 bis 3), die als Vorlauf bei der destillativen Auftrennung von technischem C8-C18-Kokosfettalkohol anfallen und mit einem Anteil von weniger als 6 Gew.-% C12-Alkohol verunreinigt sein können sowie Alkyloligoglucoside auf Basis technischer C9/11- Oxoalkohole (DP = 1 bis 3). Der Alkyl- bzw. Alkenylrest R2 kann sich ferner auch von primären Alko­ holen mit 12 bis 22, vorzugsweise 12 bis 14 Kohlenstoffatomen ableiten. Typische Beispiele sind Laurylalkohol, Myristylalkohol, Cetylalkohol, Palmoleylalkohol, Stearylalkohol, Isostearylalkohol, Oleyl­ alkohol, Elaidylalkohol, Petroselinylalkohol, Arachylalkohol, Gadoleylalkohol, Behenylalkohol, Erucyl­ alkohol, Brassidylalkohol sowie deren technische Gemische, die wie oben beschrieben erhalten werden können. Bevorzugt sind Alkyloligoglucoside auf Basis von gehärtetem C12/14-Kokosalkohol mit einem DP von 1 bis 3. Das Gewichtsverhältnis zwischen Monoglycerid(ether)sulfaten und Alkyl- und/oder Alkenyloligoglykosiden kann 90 : 10 bis 10 : 90, vorzugsweise 75 : 25 bis 25 : 75 und insbesondere 60 : 40 bis 40 : 60 betragen.
Hilfs- und Zusatzstoffe
Die Zubereitungen können weitere milde Co-Tenside enthalten, als da beispielsweise sind: Fettalko­ holpolyglycolethersulfate, Mono- und/oder Dialkylsulfosuccinate, Fettsäureisethionate, Fettsäuresarco­ sinate, Fettsäuretauride, Fettsäureglutamate, Ethercarbonsäuren, Fettsäureglucamide, Alkylamido­ betaine und/oder Proteinfettsäurekondensate, letztere vorzugsweise auf Basis von Weizenproteinen.
Als Schleif- und Poliermittel können die erfindungsgemäßen Mittel Kreide, Dicalciumphosphat, unlös­ liches Natriummetaphosphat, Aluminiumsilicat, Schichtsilicate, Hydrotalcite, Calciumpyrophosphat, feinteilige Kunstharze, Kieselsäuren, Aluminiumoxid, Aluminiumoxidtrihydrat, Talkum, Zeolithe, Mag­ nesiumaluminiumsilicat (Veegum®), Calciumsulfat, Magnesiumcarbonat und/oder Magnesiumoxid enthalten.
Neben den genannten Co-Tensiden und Abrasivstoffen kommen als weitere Hilfs- und Zusatzstoffe kommen schließlich Aromakomponenten in Frage, beispielsweise Pfefferminzöl, Krauseminzöl, Anis­ öl, Stemanisöl, Kümmelöl, Eukalyptusöl, Fenchel, Zimtöl, Nelkenöl, Geraniumöl, Salbeiöl, Pimentöl, Thymianöl, Majoranöl, Basilikumöl, Citrusöl, Gaultheriaöl oder eine oder mehrere daraus isolierte oder synthetisch erzeugte Komponenten dieser Öle, wie z. B. Menthol, Carvon, Anethol, Cineol, Eugenol, Zimtaldehyd, Cargophyllen, Geraniol, Citronellol, Linalool, Salven, Thymol, Terpinan, Terpinol, Methylchavicol und Methylsalicylat. Weitere geeignete Aromen sind z. B. Methylacetat, Vanillin, Ionone, Linalylacetat, Rhodinol und Piperiton. Als Süßungsmittel eignen sich entweder natürliche Zucker wie Sucrose, Maltose, Lactose und Fructose oder synthetische Süßstoffe wie z. B. Saccharin-Natriumsalz, Natriumcyclamat oder Aspartam.
Ferner kommen für den Einsatz insbesondere in Zahnpasten als Hilfs- und Zusatzstoffe Feucht­ haltemittel wie z. B. Sorbit oder Glycerin, Konsistenzregler, desodorierende Wirkstoffe, Wirkstoffe gegen Mund- und Zahnerkrankungen, wasserlösliche Fluorverbindungen wie z. B. Natriumfluorid oder Natrium­ monofluorphosphat in Betracht.
Der Anteil der Hilfs- und Zusatzstoffe ist an sich unkritisch und richtet sich nach der Art des schließlich zu konfektionierenden Mittels. Üblicherweise wird der Anteil 5 bis 98 und vorzugsweise 80 bis 90 Gew.- % - bezogen auf die Mittel - betragen. Typische Zahnpasten, die einen weiteren Gegenstand der vorliegenden Erfindung darstellen, weisen in der Regel folgende Zusammensetzung auf:
  • a) 1 bis 10, vorzugsweise 2 bis 8 Gew.-% Monoglycerid(ether)sulfate,
  • b) 0,1 bis 2, vorzugsweise 0,5 bis 1 Gew.-% Chitosane,
  • c) 0 bis 10, vorzugsweise 2 bis 5 Gew.-% Alkyl- und/oder Alkenyloligoglykoside,
  • d) 0 bis 10, vorzugsweise 1 bis 5 Gew.-% Co-Tenside,
  • e) 1 bis 25, vorzugsweise 10 bis 20 Gew.-% Schleif- und Poliermittel,
  • f) 0 bis 65, vorzugsweise 10 bis 30 Gew.-% Feuchthaltemittel,
  • g) 0 bis 3, vorzugsweise 1 bis 2 Gew.-% Aromastoffe und
  • h) 0 bis 5, vorzugsweise 1 bis 3 Gew.-% weitere Hilfsstoffe,
mit der Maßgabe, daß sich die Einsatzmengen mit Wasser zu 100 Gew.-% ergänzen.
Beispiele
Die Tensidgemische wurden in eine Standard-Zahnpastenrezeptur eingesetzt. Das Schaumvermögen wurde gemäß der Reibschaummethode in einem EHMEDA-Reibschaumgerät bestimmt [Fette, Seifen, Anstrichmitt. 66, 955 (1964)]. Hierzu wurden 20 g Zahnpaste in 180 g Wasser dispergiert und im Schaumzylinder auf 45°C erwärmt. Dort wurde durch 60 s Reibung mit einer vertikal rotierenden Per­ lonbürste bei 2600 UpM an einem zylindrisch geformten Metalldrahtgitter Schaum erzeugt. In Tabelle 1 ist das Schaumvolumen nach 0,5 min und 5 min nach Beendigung der Schaumerzeugung sowie das nach 5 min aus dem Schaum abgeschiedene Drainagewasser aufgeführt. Die Beurteilung der Stabilität erfolgte subjektiv nach Lagerung über 4 Wochen bei 40°C; dabei bedeutet (+) stabil, homogene Verteilung der Abrasivstoffe; (-) Agglomeration und (- -) Sedimentation. Die Geschmacksbeurteilung er­ folgte nach dem Zähneputzen durch 5 unabhängige Testpersonen nach folgenden Kriterien: (++) = Aroma vorherrschend, kein Beigeschmack; (+) = leichter Beigeschmack; (-) = intensiver Beigeschmack. Die Beispiele 1 bis 4 in Tabelle 1 sind erfindungsgemäß, die Beispiele V1 bis V3 dienen zum Vergleich.
Tabelle 1
Beurteilung von Zahnpasten (Mengenangaben als Gew.-%)

Claims (8)

1. Verwendung von Mischungen, enthaltend
  • a) Monoglycerid(ether)sulfate und
  • b) Chitosan und/oder Chitosanderivate
zur Herstellung von Mund- und Zahnpflegemitteln.
2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Monoglycerid(ether)sulfate der Formel (I) einsetzt,
in der R1CO für einen linearen oder verzweigten Acylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, x, y und z in Summe für 0 oder für Zahlen von 1 bis 30 und X für ein Alkali- oder Erdalkalimetall steht.
3. Verwendung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man Monoglycerid(ether)sulfate der Formel (I) einsetzt, in der R1CO für einen linearen Acylrest mit 12 bis 14 Kohlenstoffatomen, x, y und z für 0 und X für Natrium steht.
4. Verwendung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man Chitosane einsetzt, die ein mittleres Molekulargewicht im Bereich von 800.000 bis 1.200.000 Dalton aufweisen.
5. Verwendung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man carboxylierte, succinylierte und/oder ethoxylierte Chitosane einsetzt.
6. Verwendung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man als weitere Komponente (c) Alkyl- und/oder Alkenyloligoglykoside einsetzt, die der Formel (II) folgen,
R2O-[G]p (II)

in der R2 für einen Alkyl- und/oder Alklenylrest mit 4 bis 22 Kohlenstoffatomen, G für einen Zucker­ rest mit 5 oder 6 Kohlenstoffatomen und p für Zahlen von 1 bis 10 steht.
7. Zahnpasten, enthaltend
  • a) 1 bis 10 Gew.-% Monoglycerid(ether)sulfate,
  • b) 0,1 bis 2 Gew.-% Chitosane,
  • c) 0 bis 10 Gew.-% Alkyl- und/oder Alkenyloligoglykoside,
  • d) 0 bis 10 Gew.-% Co-Tenside,
  • e) 1 bis 25 Gew.-% Schleif- und Poliermittel,
  • f) 0 bis 65 Gew.-% Feuchthaltemittel,
  • g) 0 bis 3 Gew.-% Aromastoffe und
  • h) 0 bis 5 Gew.-% weitere Hilfsstoffe,
mit der Maßgabe, daß sich die Einsatzmengen mit Wasser zu 100 Gew.-% ergänzen.
8. Zahnpasten nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie
  • a) 2 bis 8 Gew.-% Monoglycerid(ether)sulfate,
  • b) 0,5 bis 1 Gew.-% Chitosane,
  • c) 2 bis 5 Gew.-% Alkyl- und/oder Alkenyloligoglykoside,
  • d) 1 bis 5 Gew.-% Co-Tenside,
  • e) 10 bis 20 Gew.-% Schleif- und Poliermittel,
  • f) 10 bis 30 Gew.-% Feuchthaltemittel,
  • g) 1 bis 2 Gew.-% Aromastoffe und
  • h) 1 bis 3 Gew.-% weitere Hilfsstoffe,
enthalten, mit der Maßgabe, daß sich die Einsatzmengen zu 100 Gew.-% ergänzen.
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