Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft feste
Waschmittelzusammensetzungen mit einem Gehalt an N-Acylglutaminsäuresalzen
und mit milder Wirkung auf Haut und Haar sowie insbesondere
transparente feste Waschmittel mit einem Gehalt an
N-Acylglutaminsäuresalzen mit verbesserter Lagerstabilität, während
Anwendungseigenschaften, wie Schaumbildung oder Waschkraft,
erhalten bleiben.
Stand der Technik
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Eine transparente Seife (ein transparentes festes
Waschmittel (Detergens)) ist kommerziell aufgrund des Eindrucks
einer hohen Qualität durch die Transparenz wertvoll. Die
meisten bisherigen transparenten festen Waschmittel werden aus
Seifen höherer Fettsäuren als Grundlage und
Transparentmachern, wie Glycerin, Saccharose oder Sorbit, hergestellt. Sie
werden durch Formgebung ("framing") oder Pilieren
hergestellt, und im allgemeinen weist eine geformte transparente
Seife eine bessere Transparenz als eine pilierte Seife auf.
Die Formgebung ist jedoch für die Massenproduktion nicht
geeignet, da etwa 1 Monat benötigt wird, um eine stabilisierte
Form zu erhalten. Es ist jedoch bekannt, daß eine
transparente Seife auf der Basis einer höheren Fettsäureseife, die
nach diesen Verfahren hergestellt wurde, sich nicht
wesentlich von der üblichen opaken Seife unterscheidet, daß die
erstgenannte die gleichen Nachteile wie die letztgenannte,
zum Beispiel Hautreizung und schlechte Schaumbildung in
hartem Wasser, aufweist, und daß sie bei der Verwendung opak
werden kann.
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JP-A-55-25465 (d. h. japanische Offenlegungsschrift
(Tokkai) Sho 55-25465) offenbart transparente feste
Waschmittel auf der Basis von langkettigen sauren
N-Acylaminosäure
salzen, und JP-A-56-76499 offenbart ein Verfahren zur
Herstellung pilierter transparenter fester Waschmittel unter
Verwendung von langkettigen N-Acylglutaminsäuresalzen.
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Die in diesen Patentdokumenten beschriebenen
transparenten festen Waschmittel weisen jedoch eine geringe
Lagerstabilität auf, da das Triethanolaminsalz oder das Natriumsalz als
langkettiges N-Acylglutaminsäuresalz verwendet wird. So
werden Waschmittel auf Triethanolaminsalz-Basis braun, wenn sie
bei hohen Temperaturen gelagert werden, und Waschmittel auf
Natriumsalz-Basis kristallisieren allmählich während der
Lagerung und werden schließlich opak. Darüber hinaus bedürfen
diese transparenten festen Waschmittel der weiteren
Verbesserung ihrer Anwendungseigenschaften, wie Schaumbildung,
Auflösung oder Haftung.
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Im Hinblick auf den vorstehend beschriebenen Stand der
Technik besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung
darin, transparente feste Waschmittel mit einem Gehalt an
langkettigem N-Acylglutaminsäuresalz bereitzustellen, die
verbesserte Anwendungseigenschaften, wie Schaumbildung,
Auflösung oder Haftung, aufweisen, während sie Lagerstabilität
im Zusammenhang mit ihrer Transparenz und fehlende Färbung
aufweisen, und die weniger reizend gegenüber der Haut, dem
Haar oder der Augenschleimhaut sind.
Darstellung der Erfindung
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Als Ergebnis gründlicher Untersuchungen, um die
vorstehende Aufgabe zu lösen, haben die Erfinder der vorliegenden
Anmeldung festgestellt, daß weniger stark reizende,
transparente feste Waschmittel, die frei von Färbung und
Kristallisation sind und mit guter Lagerstabilität, die ausreicht, um
ihre Transparenz aufrechtzuerhalten, und guten
Anwendungseigenschaften, wie Schaumbildung, Auflösung, Haftung und
dergleichen, ausgestattet sind, erhalten werden können, indem
gleichzeitig als Basis zwei bestimmte Salze von
N-Acylglutaminsäure, nämlich das Kaliumsalz und das Natriumsalz, die
jeweils einen bestimmten Neutralisierungsgrad aufweisen,
ver
wendet werden, und auf diese Weise haben sie die Erfindung
auf der Basis dieser Befunde gemacht.
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Die Erfindung betrifft also ein transparentes festes
Waschmittel, das N-Acylglutaminsäuresalze enthält und dadurch
gekennzeichnet ist, daß die Salze das Kalium- und das
Natriumsalz sind, die jeweils einen Neutralisationsgrad von 1,5
bis 2,0 haben, wobei das Kalium- und das Natriumsalz in einem
Molverhältnis von 9 : 1 bis 2 : 8 vorliegen und in einer
Gesamtmenge von 30 bis 70 Gew.-% des Gesamtgewichts des
Waschmittels diesem einverleibt sind.
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Die Erfindung wird nachstehend ausführlicher erläutert.
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Die Acylgruppen der N-Acylglutaminsäuresalze, die in den
erfindungsgemäßen transparenten festen Waschmitteln verwendet
werden, sind die, die von gesättigten oder ungesättigten
Fettsäuren mit 10 bis 22 Kohlenstoffatomen abgeleitet werden
können, z. B. die, die von Fettsäuren einer einzigen
Zusammensetzung abgeleitet werden können, wie Laurinsäure,
Palmitinsäure, Stearinsäure und Ölsäure. Die Acylgruppen können auch
von gemischten Fettsäuren aus einer natürlichen Quelle
abgeleitet werden, wie Kokosnußölfettsäure, Talgfettsäure,
gehärtete Talgfettsäure und dergleichen, und sie können aus
chemisch synthetisierten Fettsäuren (unter Einschluß verzweigter
Fettsäuren) abgeleitet sein.
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Erfindungsgemäß sind die N-Acylglutaminsäuresalze das
Kaliumsalz und das Natriumsalz, die jeweils einen
Neutralisationsgrad zwischen 1,5 und 2,0 und vorzugsweise zwischen 1,7
und 1,9 aufweisen, und sie werden gleichzeitig in einem
molaren Verhältnis von 9 : 1 bis 2 : 8 und vorzugsweise von 8 : 2 bis
3 : 7 verwendet.
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Der »Neutralisationsgrad«, wie er hier verwendet wird,
ist als das molare Verhältnis des Alkalimetallanteils zu dem
N-Acylglutamatrestanteil in der Zusammensetzung des
betreffenden Salzes definiert. Zum Beispiel ist der
Neutralisationsgrad des N-Acylglutaminsäurenatriumsalzes, das durch
Neutralisieren von 1 Mol N-Acylglutaminsäure mit 1,7 Mol
Natri
umhydroxid erhalten wird, 1,7. Es ist nicht bevorzugt, einen
Neutralisationsgrad außerhalb des vorstehenden Bereiches für
das Kaliumsalz oder das Natriumsalz zu wählen. Unterhalb der
Untergrenze wird die Transparenz beeinträchtigt, und oberhalb
der Obergrenze wird die Hochtemperaturstabilität
beeinträchtigt.
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Wenn das Verhältnis von Kaliumsalz zu Natriumsalz über
der vorstehend angegebenen Obergrenze liegt, dann neigen die
resultierenden transparenten festen Waschmittel dazu, in
Wasser zu zerfallen, während unterhalb der angegebenen
Untergrenze die resultierenden Waschmittel mit der Zeit
kristallisieren und daher opak werden. Weitere Salze können in
Kombination mit dem Kaliumsalz und dem Natriumsalz verwendet
werden; dies kann jedoch zu einer geringeren Lagerstabilität der
resultierenden transparenten festen Waschmittel führen.
Dementsprechend ist es erfindungsgemäß bevorzugt, in
beschränkter Weise eine Kombination des Kaliumsalzes und des
Natriumsalzes zu verwenden.
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Die N-Acylglutaminsäuresalze sollten einem
erfindungsgemäßen transparenten festen Waschmittel in einer Menge von 30%
bis 70% und vorzugsweise von 40% bis 65% des Gesamtgewichts
des transparenten festen Waschmittels einverleibt werden,
wobei jedoch das Verhältnis des Kaliumsalzes zum Natriumsalz zu
berücksichtigen ist. Eine zu kleine Menge führt nicht zur
beabsichtigten Wirkung, während eine überaus große Menge zu
einer opaken Beschaffenheit führt.
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Die erfindungsgemäßen transparenten festen Waschmittel
sind hinsichtlich der Ausgangsmaterialien nicht besonders
beschränkt, und es können beliebige Ausgangsmaterialien, die
sich üblicherweise in bekannter transparenter Seife finden,
verwendet werden, sofern die beiden vorstehend beschriebenen
N-Acylglutaminsäuresalze gleichzeitig in der angegebenen
kombinierten Menge verwendet werden. Die Ausgangsmaterialien,
die von den in einer Menge innerhalb des angegebenen
Bereiches einverleibten N-Acylglutaminsäuresalzen verschieden
sind, können bekannte Transparentmacher und andere Additive
umfassen.
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Zum Beispiel kann die Transparenz durch Zugabe von
Transparentmachern, die üblicherweise in bekannter
transparener Seife verwendet werden, zum Beispiel mehrwertigen
Alkoholen, wie Glycerin, Diglycerin, Ethylenglycol, Propylenglycol,
Butylenglycol und Sorbit; Zuckern, wie Dextrose, Fructose und
Saccharose; Thioharnstoff; Harnstoff; und Maltol, verstärkt
werden.
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Zusätzlich zu derartigen Transparentmachern können die
erfindungsgemäßen transparenten festen Waschmittel
selbstverständlich weitere geeignete Additive, wie Öl, Parfüm,
farbgebende Mittel und Konservierungsmittel, enthalten, falls dies
erforderlich oder gewünscht ist. Ferner können sie
selbstverständlich weitere anionische oberflächenaktive Mittel,
amphotere oberflächenaktive Mittel, nicht-ionische
oberflächenaktive Mittel, kationische oberflächenaktive Mittel,
Feuchthaltemittel, Fungizide, Chelatbildner, Antioxidantien,
pflanzliche Arzneistoffe und wasserlösliche Polymere enthalten, um
ihre Waschkraft oder ihre Schaumbildung einzustellen, sofern
die Transparenz nicht beeinträchtigt wird.
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Es gibt besonderen Beschränkungen hinsichtlich des
Verfahrens zur Herstellung der erfindungsgemäßen transparenten
festen Waschmittel, und sie können nach einem beliebigen
herkömmlichen Formgebungsverfahren oder Pilierverfahren
hergestellt werden. So wird geformte Seife durch Mischen eines
niederen Alkohols, wie Ethanol, der N-Acylglutaminsäuresalze
und von Wasser (q.s.), wahlweise mit Transparentmachern und
anderen Additiven, gründliches Lösen des Gemisches, Altern
für etwa 1 Monat und anschließendes Ausstanzen hergestellt.
Dieses Verfahren weist eine geringere Produktivität als das
Pilierverfahren auf; die Transparenz der erhaltenen
transparenten festen Waschmittel ist jedoch im allgemeinen besser.
Pilierte Seife wird zum Beispiel durch gründliches Mischen
aller Ausgangsmaterialien mit einer Walze oder einer
Pelle
tiervorrichtung, Zuführen des Gemisches zu einer
Strangpresse, die bei der herkömmlichen Seifenherstellung verwendet
wird, und anschließendes Ausstanzen hergestellt.
Beste Art zur Ausführung der Erfindung
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Die folgenden Beispiele erläutern die vorliegende
Erfindung.
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In den Beispielen wurden alle Testproben von festen
Waschmitteln durch Pilieren hergestellt. Die Bewertung der
Testproben der festen Waschmittel erfolgte nach den
nachstehend beschriebenen Verfahren. Alle Prozentsätze, die in den
Beispielen angegeben sind, beziehen sich auf das Gewicht.
(a) Transparenz
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Eine Probe, die auf eine Dicke von 1 cm geschnitten war,
wurde auf gedruckte Zeichen von 12 Punkten gegeben, um
festzustellen, ob sie durch die Probe identifiziert werden
konnten.
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Die Bewertung ist wie folgt: O: klar identifiziert; Δ:
kaum identifiziert; X: nicht identifiziert.
(b) Schaumbildung
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Die Messung der Schaumbildung basierte auf dem Ross-
Miles-Test (JIS K 3362). Die Schaumbildung wurde aus der Höhe
(ml) des Schaums nach 5 Minuten bei einer Temperatur von 40ºC
und einer Probenkonzentration von 0,50% bewertet.
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Die Bewertung ist wie folgt: O: mehr als 240 ml; Δ: 200
bis 240 ml; X: weniger als 200 ml.
(c) Raumtemperaturstabilität
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Jede Testprobe wurde untersucht, nachdem sie für 1 Monat
bei 25ºC belassen worden war.
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Die Bewertung ist wie folgt: O: keine Änderung der
Transparenz nach 1 Monat; Δ: geringfügiger Verlust an
Transparenz; X: Trübung durch Kristallisation.
(d) Hochtemperaturstabilität
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Jede Testprobe wurde auf die Änderung von Farbton und
Geruch untersucht, nachdem sie 3 Wochen bei 50ºC belassen
worden war.
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Die Bewertung ist wie folgt: O: keine Änderung der
Transparenz nach 3 Wochen; Δ: geringfügige Änderung im
Farbton; X: erhebliche Änderung im Farbton.
(e) Härte
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Jede Testprobe wurde durch Berühren mit der Hand
untersucht, um festzustellen, ob sie ausreichend hart für die
Verwendung als festes Waschmittel war.
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Die Bewertung ist wie folgt: O: ausreichend hart; Δ:
nicht ausreichend hart; X: zu weich für die praktische
Verwendung.
(f) Zerfall
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Jede Probe wurde in Wasser für 1 Stunde eingetaucht,
wobei sie an einer Drachenschnur aufgehängt wurde, um die
Abnahme der Masse (%) zu bestimmen.
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Die Bewertung ist wie folgt: O: weniger als 10% Abnahme
der Masse; Δ: 10 bis 20%; X: mehr als 20%.
(g) Haftvermögen
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Nachdem 30 g jeder Probe für 24 Stunden in einem
Kunststoffseifenbehälter, der 1 ml gereinigtes Wasser enthielt,
belassen worden waren, wurde festgestellt, ob die Probe, die
an dem Behälter haftete, leicht daraus entfernt werden
konnte.
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Die Bewertung ist wie folgt: O: leicht entfernbar; Δ:
nicht leicht entfernbar; X: sehr schwierig zu entfernen.
Vergleichsbeispiele 1 bis 3
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Eine Probe eines transparenten festen Waschmittels wurde
aus jedem der in der folgenden Tabelle 1 angegebenen
N-Cocoylglutaminsäuresalze (Neutralisationsgrad: 1,8) hergestellt
und bewertet. Jede Probe bestand zu 50% aus
N-Cocoylglutamin
säuresalz und zu 50% aus gereinigtem Wasser. Die Ergebnisse
der Bewertung sind ebenfalls in Tabelle 1 angegeben.
Tabelle 1
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Aus Tabelle 1 ist ersichtlich, daß die Probe auf der
Basis des Triethanolaminsalzes eine geringe Stabilität bei
hoher Temperatur aufwies und daher braun und in ihrer
Transparenz beeinträchtigt wurde. Die Probe auf der Basis des
Natriumsalzes zeigte gute Transparenz; sie wies jedoch eine
geringe Stabilität sowohl bei hoher Temperatur als auch bei
Raumtemperatur auf, so daß sie allmählich kristallisierte und
opak wurde. Die Probe auf der Basis des Kaliumsalzes wies
sowohl gute Transparenz als auch gute Stabilität auf, war
jedoch qualitativ schlechter als die Natriumsalzprobe im
Zusammenhang mit dem Zerfall.
Beispiele 1 bis 3 und Vergleichsbeispiele 4 bis 7
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Jede Kombination der Salze von N-Cocoylglutaminsäure,
die in der folgenden Tabelle 2 angegeben ist
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(Neutralisationsgrad: 1,8), wurde zur Herstellung einer Probe
eines transparenten festen Waschmittels verwendet und nach
den vorstehend beschriebenen Verfahren getestet. Jede Probe
bestand zu 50% aus N-Cocoylglutaminsäuresalzen und zu 50% aus
gereinigtem Wasser. Die Testergebnisse sind ebenfalls in
Tabelle 2 angegeben.
Tabelle 2
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Aus Tabelle 2 ist ersichtlich, daß die unter Verwendung
einer Kombination des Natriumsalzes und des
Triethanolaminsalzes oder des Kaliumsalzes und des Triethanolaminsalzes
hergestellten Testproben weniger stabil bei hohen
Temperaturen waren und sich verfärbten, im Gegensatz zu Testproben,
die unter Verwendung einer Kombination des Kaliumsalzes und
des Natriumsalzes hergestellt wurden. Wenn der Anteil des
Kaliumsalzes 90% überstieg, dann war die Probe hinsichtlich der
Qualität im Zusammenhang mit dem Zerfall beeinträchtigt. Wenn
er kleiner als 20% war, dann war die Stabilität sowohl bei
Raumtemperatur als auch bei hohen Temperaturen
beeinträchtigt.
Beispiele 4 bis 8, Vergleichsbeispiele 8 bis 11
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Testproben von transparenten festen Waschmitteln wurden
unter Verwendung von Kombinationen des Kaliumsalzes und des
Natriumsalzes von N-Cocoylglutaminsäure in einem festgelegten
molaren Verhältnis von 6 : 4, wobei die Neutralisationsgrade
variiert wurden, und kombinierten Mengen der
N-Cocoylglutaminsäuresalze, wie sie in der folgenden Tabelle 3 angegeben
sind, hergestellt und bewertet. Die Ergebnisse der Bewertung
sind ebenfalls in Tabelle 3 angegeben.
Tabelle 3
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Aus Tabelle 3 ist ersichtlich, daß die Proben mit einem
Neutralisationsgrad von 1,5 oder weniger hinsichtlich der
Transparenz beeinträchtigt waren und daß die Proben mit
Neutralisationsgraden von 2,0 oder mehr hinsichtlich der
Hochtemperaturstabilität beeinträchtigt waren und braun wurden.
Wenn die kombinierte Menge der N-Cocoylglutaminsäuresalze
unter 30% lag, dann war die Probe flüssig. Wenn sie über 70%
lag, dann war die Transparenz beeinträchtigt. Dementsprechend
beträgt die kombinierte oder Gesamtmenge der
N-Cocoylglutaminsäuresalze vorzugsweise 30% bis 70%.
Beispiele 9 bis 12
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(a) Eine Probe eines transparenten festen Waschmittels
mit der in der folgenden Tabelle 4 angegebenen
Zusammensetzung wurde hergestellt und nach den vorstehend beschriebenen
Verfahren bewertet. Die Ergebnisse waren bei allen
Testpunkten zufriedenstellend (Beispiel 9).
Tabelle 4
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Bestandteil Gehalt (%)
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N-Cocoylglutaminsäuresalz 45
(Neutralisationsgrad: 1,8;
Kaliumsalz : Natriumsalz = 6 : 4)
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D-Sorbit 30
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Glycerin 5
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Polyethylenglycol (MW: 20000) 3
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Natriumpyroglutamat 3
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Diethanolamidlaurat 3
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Kationisch gemachte Zellulose 2
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Sorbitanmonostearat 1
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Gereinigte Wasser Rest
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(b) Eine Probe eines transparenten festen Waschmittels
mit der in der folgenden Tabelle 5 angegebenen
Zusammensetzung wurde hergestellt und nach den vorstehend beschriebenen
Verfahren bewertet. Die Ergebnisse waren in allen Testpunkten
zufriedenstellend (Beispiel 10).
Tabelle 5
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Bestandteil Gehalt (%)
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N-Cocoylglutaminsäuresalz 60
(Neutralisationsgrad: 1,6;
Kaliumsalz : Natriumsalz = 8 : 2)
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Zucker 10
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Polyethylenglycol 5
-
Glycerin 5
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Natriumlactat 3
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Hydroxypropylzellulose 1
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Konservierungsmittel q.s.
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gereinigtes Wasser Rest
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(c) Eine Probe eines transparenten festen Waschmittels
mit der in der folgenden Tabelle 6 angegebenen
Zusammensetzung wurde hergestellt und nach den vorstehend beschriebenen
Verfahren bewertet. Die Ergebnisse waren in allen Testpunkten
zufriedenstellend (Beispiel 11).
Tabelle 6
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Bestandteil Gehalt (%)
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N-Lauroylglutaminsäure 25
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N-Cocoylglutaminsäure 15
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N-Myristoylglutaminsäure 10
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Natriumhydroxid 4,7
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Kaliumhydroxid 8,3
-
D-Sorbit 20
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Butylenglycol 10
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Glucose 3
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gereinigtes Wasser Rest
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(d) Eine Probe eines transparenten festen Waschmittels
mit der in der folgenden Tabelle 7 angegebenen
Zusammensetzung wurde hergestellt und nach den vorstehend beschriebenen
Verfahren bewertet. Die Ergebnisse waren in allen Testpunkten
zufriedenstellend (Beispiel 12).
Tabelle 7
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Bestandteil Gehalt (%)
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Dikalium-N-cocoylglutamat 40
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Mononatrium-N-stearoylglutamat 10
-
Glycerin 10
-
Natriumlaurat 3
-
D-Sorbit 10
-
Myristinsäure 1
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farbgebendes Mittel q.s.
-
gereinigtes Wasser Rest
Gewerbliche Anwendbarkeit
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Die erfindungsgemäßen transparenten festen Waschmittel
befeuchten bei geringere Reizung von Haut, Haar,
Augenschleimhaut und dergleichen. Sie weisen eine gute
Temperaturstabilität während der Lagerung auf, so daß sie sich kaum
verfärben oder einen Geruch abgeben, und oberflächenaktive
Mittel kristallisieren kaum während der Lagerung. Im
allgemeinen weisen die erfindungsgemäßen Waschmittel eine gute
Lagerstabilität und gute Anwendungseigenschaften, wie
Schaumbildung, Zerfall oder Haftung, auf und eignen sich besonders
als Gesichtsseife.