КОМПОЗИЦИЯ, КОТОРАЯ СОДЕРЖИТ СМЕСЬ МОНО-, ДИ- И ТРИГЛИЦЕРИДОВ И ГЛИЦЕРИНА
COMPOSITION CONTAINING MIXTUTURE OF MONO-, DI- AND TRIGLYCERIDES AND GLYCEROL

Область изобретения
Данное изобретение относится к композиции, которая содержит смесь алкоксилированных моно-, ди- и триглицеридов и глицерина, к способу получения указанной композиции, моющим композициям, которые содержат указанную композицию, и к использованию данной композиции в качестве поверхностно-активного вещества (ПАВ) или со-ПАВ в моющих композициях, в частности, в моющих композициях, но не только в них, применимых для стирки тканей, применимых для ручного мытья посуды, для мытья волос и личной гигиены.
Предшествующий уровень техники
В большинстве известных моющих соединений использованы ПАВ анионного, амфотерного и/или неионного типа для получения конечного продукта, который проявляет удовлетворительные свойства в отношении моющей способности и характеристик пенообразования. Однако большинство этих соединений, в общем, неудовлетворительны из-за проблем экотоксичности и раздражения глаз и кожи.
С другой стороны, в большом числе применений, когда используют ПАВ, покупатели ищут препараты, дающие образование большого количества пены. Например, шампунь, который не образует стабильной, кремообразной пены в процессе мытья, как предполагается, не будет хорошо воспринят на рынке. То же самое относится к ручному мытью посуды, даже когда не может быть установлена прямая связь между пенообразующей способностью и эффективностью очистки.
Главными характеристиками препаратов ПАВ, связанных с пенообразованием, которые определяют их использование в таких областях, как личная гигиена и домашняя уборка, пищевая отрасль, пожаротушение, флотация минералов и многих других, являются: способность к пенообразованию, стабильность пены (сохранение пены после некоторого периода времени), количество пены (ассоциируемое с хорошим очищающим действием), кремообразность пены (ассоциируемая с эффектом кондиционирования), плотность пены (текстура пены и скорость пенообразования (пена, продуцируемая через очень короткий период времени). С другой стороны, желательно, чтобы пена образовывалась быстро (например, через несколько секунд). Кроме того, пена должна быть устойчива к жесткой воде и присутствию масла и/или жиров.
Число комбинаций ПАВ, которые дают возможность решить этот комплекс требований, имеет тенденцию к снижению, что объясняет, почему одни и те же рецептуры всегда присутствуют на рынке. Одним из путей преодоления этой проблемы было бы включение добавок, известных как усилители пенообразования или упрочнители пены. С другой стороны композиции, которые содержат смесь алкоксилированных моно-, ди- и триглицеридов и глицерина хорошо известны специалистам в данной области.
Так, в патентной заявке ЕР-А-0586323 описана моющая композиция, которая проявляет улучшенные свойства в отношении экотоксичности и раздражения глаз и кожи; указанная композиция содержит моно-, ди- и триэфирные соединения, представленные формулой (I), причем соотношение по весу моно-, ди- и триэфира составляет 46-90/9-30/1-15
3
где R' представляет Н или СН, В представляет Н или группу, представленную -СО-R,
6
22
при условии, что R представляет алкильную или алкенильную группу с С-С,
и каждый из n, m и l независимо представляет целое число между 0 и 40; при n+m+l=2-100, предпочтительно, 9-19,
и соединение, представленное формулой (II)
где каждый из n, m и l независимо представляет целое число между 0 и 40; при n+m+l=2-100, предпочтительно, 9-19,
причем соотношение по весу (I)/(II) имеет значение между 3 и 0,33 (3:1 и 1:3), предпочтительно, между 1,3 и 0,75 (3:2,3 и 2,25:3).
С другой стороны, в патентной заявке ЕР-А-1045021 описана композиция, которая проявляет высокую вязкость и хорошую стабильность пены, а также хорошие свойства в отношении биоразрушаемости и раздражения глаз и кожи, и указанная композиция содержит:
(i) компоненты, представленные формулой (III), где каждый из символов В1, В2 и В3 независимо представляет ацильную группу, представленную -СО-R,
(ii) компоненты, представленные формулой (III), где два из символов В1, В2 и В3 независимо представляют ацильную группу, представленную -СО-R, а остальные представляют Н;
(iii) компоненты, представленные формулой (III), где один из символов В1, В2 и В3 независимо представляет ацильную группу, представленную -СО-R, а остальные представляют Н;
(iv) компоненты, представленные формулой (III), где каждый из символов В1, В2 и В3 представляет Н;
при соотношении по весу компонентов (iii)/(ii)/(i) (соотношение по весу моно-, ди- и триэфира) 46-90/9-35/1-15, предпочтительно, 60-83/16-35/1-6,
3
где R' представляет Н или СН,
и каждый из m, n или l представляет, независимо, число от 0 до 4, причем сумма m, n и l находится в интервале от 1 до 4, предпочтительно, в интервале от 1 до числа менее 2, еще предпочтительнее, от 1,5 до числа менее 2,
и в ацильной группе, представленной -СО-R, R представляет алкильную или алкенильную группу от 6 до 22 атомов углерода,
соотношение по весу (iii)+(ii)+(i)/(iv) находится в интервале от 85/15 до 40/60 (5,67:1 до 1:1,5), предпочтительно, от 80/20 до 45/55 (4:1 до 1:1,2).
И, наконец, в патентной заявке ЕР-А-1106675 описано использование этоксилированных частичных глицеридных продуктов, которые состоят из смесей этоксилированных частичных глицеридов формулы (IV)
1
где -СО-R представляет ацильную группу из от 6 до 22 атомов углерода, линейную или разветвленную, насыщенную или ненасыщенную,
2
3
1
2
3
и R, и R представляют, независимо один от другого, водород или -СО-R при условии, что или R, или R является водородом,
и этоксилированный глицерин в весовой пропорции в интервале от 6:1 до 3,3:1 для производства моющих средств для стирки тканей, моющих средств для мытья посуды и очистителей, в частности, в форме таблеток моющих средств. В соответствии с ЕР-А-1106675 весовое отношение моно-, ди- и триэфира составляет 46-90/9-30/1-15, и продукты, которые используют (смеси этоксилированных частичных глицеридов формулы (IV) и этоксилированного глицерина), являются продуктами добавления от 1 до 50 моль этиленоксида на моль частичного глицерида, предпочтительно от 5 до 20 моль этиленоксида.
Несмотря на тот факт, что композиции, описанные в ЕР-А-0586323, ЕР-А-1045021 и ЕР-А-1106675, обладают определенной пенообразующей способностью, в некоторых случаях необходимо большее образование пены. Поэтому в некоторых случаях указанные композиции были объединены с другими ПАВ, такими как, например, эфиркарбоновые кислоты или их соли, которые описаны в патентной заявке WО-А-2004104150. Тем не менее, указанная комбинация не всегда возможна в зависимости от области применения, особенно когда в среде есть катионные ПАВ, которые могут взаимодействовать с эфиркарбоновыми кислотами или их солями. С другой стороны, легче иметь одно соединение (композицию в этом случае), которое обладает всеми, описанными выше преимуществами, и в то же время способно производить высокое количество пены без необходимости комбинации с другими соединениями.
Описание изобретения
Данное изобретение представляет эффективный раствор в отношении решения проблем, упомянутых в разделе уровня техники, представляя композицию, которая содержит
(i) по меньшей мере один компонент, представленный формулой (1), где один из символов В1, В2, В3, независимо, представляет ацильную группу, представленную -СО-R, а остальные представляют Н,
(ii) по меньшей мере один компонент, представленный формулой (1), где два из символов В1, В2, В3, независимо, представляют ацильную группу, представленную -СО-R, а остальные представляют Н,
(iii) по меньшей мере один компонент, представленный формулой (1), где каждый из символов В1, В2, В3, независимо, представляет ацильную группу, представленную -СО-R,
(iv) по меньшей мере один компонент, представленный формулой (1), причем каждый из В1, В2 и В3 представляет Н
3
при соотношении по весу компонентов (i)/(ii)/(iii), составляющем 60-90/10-35/менее 10 в формуле (1), где R' представляет Н или СН,
каждый из m, n или l представляет, независимо, число от 0 до 20, причем сумма m, n и l находится в интервале от 1,5 до 20,
отличающийся тем, что в ацильной группе, представленной -СО-R, R, представляет алкильную или алкенильную группу, линейную или разветвленную из 6 до 11 атомов углерода, и соотношение по весу (i)+(ii)+(iii)/(iv) находится в интервале от 2,0:0,5 до 0,5:3,0.
Данные способы получения указанной композиции также образуют часть объекта данного изобретения.
Другой дополнительной целью данного изобретения являются моющие композиции, которые содержат указанную композицию.
Применение указанной композиции в качестве ПАВ или со-ПАВ в моющих композициях также составляет часть объекта данного изобретения.
Применение указанной композиции в качестве усиливающего или стимулирующего пенообразование средства в моющих композициях также составляет часть объекта данного изобретения.
Подробное описание изобретения
Композиция данного изобретения содержит смесь алкоксилированных моно-, ди- и триглицеридов и глицерина.
Предпочтительно, соотношение по весу компонентов (i)/(ii)/(iii) составляет 80-90/10-25/менее 6.
Предпочтительно, в формуле (1) R′ представляет Н, т.е. компоненты (i), (ii), (iii) и (iv) являются этоксилированными производными.
Предпочтительно, сумма m, n и l находится в интервале от 2 до 15, еще предпочтительнее, в интервале от более 5 до менее 9.
Предпочтительно, соотношение по весу (i)+(ii)+(iii)/iv) находится в интервале от 1,5:0,8 до 0,8:2,5, более предпочтительно, в интервале от 1,3:0,9 до 0,9:2,3, еще предпочтительнее в интервале от 1,2:1,0 до 1,0:2,0.
Способ получения
Композиции данного изобретения могут быть получены, как описано в патентной заявке ЕР-А-1045021, т.е. первым способом, который состоит из следующих стадий:
а) смесь глицерина и компонента формулы (2) подвергают реакции переэтерификации, где R представляет алкильную или алкенильную группу, линейную или разветвленную, из от 6 до 11 атомов углерода,
и
b) реакционную смесь, получаемую на стадии а), подвергают алкоксилированию, используя алкиленоксид из 2 или 3 атомов углерода в присутствии щелочного катализатора.
Реакция переэтерификации со стадии а) определяется термодинамикой. Следовательно, молярное отношение компонентов (i), (ii), (iii) и (iv) в конечном продукте определяется отношением исходных веществ, глицерина и компонента формулы (2). Последующая реакция алкоксилирования со стадии b) является реакцией, которая обычно протекает количественно, посредством чего количество используемого алкиленоксида определяет степень алкоксилирования (т.е. сумму m, n и l). На молярное отношение компонентов (i), (ii), (iii) и (iv) не влияет алкоксилирование, так как алкиленоксид реагирует только со свободными компонентами из гидроксильных групп молекул моно- и диэфиров и глицерина. Однако отношение по весу компонентов (i), (ii), (iii) и (iv) поэтому изменяется. Несмотря на тот факт, что результат реакций со стадий а) и b) может быть предсказан специалистом в данной области, можно использовать модель расчетов для определения правильного соотношения исходных веществ и, таким образом, получить отношение заранее определенных и конкретных значений веса компонентов (i), (ii), (iii) и (iv) и заранее определенной и конкретной степени алкоксилирования.
Кроме того, композиции данного изобретения могут быть получены вторым способом, который состоит из следующих стадий:
а') смесь глицерина приводят во взаимодействие с алкиленоксидом из 2 или 3 атомов углерода в присутствии щелочного катализатора, и
b') реакционную смесь, получаемую на стадии а'), приводят во взаимодействие с компонентом формулы (3):
где R представляет алкильную или алкенильную группу, линейную или разветвленную, из от 6 до 11 атомов углерода, и X представляет метильную группу или Н.
6
12
Компонент формулы (2) включает растительные и животные масла и жиры, а также синтетические триглицериды, получаемые при эстерификации жирных кислот C-C и глицерина.
6
12
3
2
4
3
2
5
3
2
6
3
2
7
3
2
8
3
2
3
2
5
3
2
9
3
2
10
Примеры жирных кислот общей формулы (3) или их метиловых эфиров, которые конденсированы (трансэтерифицированы) со смесью глицерина с алкиленоксидом из 2 или 3 атомов углерода, являются жирные кислоты С-С из растительных и животных масел и жиров, возможно полностью или частично гидрированных, а также очищенные или синтетические жирные кислоты, такие как капроновая кислота (СН(СН)СООН), энантовая кислота (СН(СН)СООН), каприловая кислота (СН(СН)СООН), пеларгоновая кислота (СН(СН)СООН), каприновая кислота (СН(СН)СООН), 2-этилкапроновая кислота или 2-этилгексановая кислота (СН(СН)СН(СН)СООН), ундециловая кислота (СН(СН)СООН), лауриновая кислота (СН(СН)СООН) или их смеси.
Предпочтительно, жирные кислоты общей формулы (3), их метиловые эфиры или жирные кислоты, которые эстерифицированы глицерином с получением компонента формулы (2), выбраны из капроновой кислоты, энантовой кислоты, каприловой кислоты, пеларгоновой кислоты, каприновой кислоты, 2-этилкапроновой кислоты или их смесей.
11
Предпочтительно, содержание С в ацильной группе, представленной -СО-R формулы (1), составляет или 5%, или менее, еще предпочтительнее или 2% или менее, по весу.
Особенно предпочтительно, когда в ацильной группе, представленной -СО-R формулы (1), R представляет алкильную или алкенильную группу, линейную или разветвленную, из от 6 до 9 атомов углерода.
Степень алкоксилирования конечного продукта (т.е. сумма m, n и l) определяется количеством алкиленоксида, используемого на стадии а′). Затем стадия b) определяет молярное отношение и весовое отношение компонентов (i), (ii), (iii) и (iv). Как и перед этим, результат реакций со стадий а′) и b′) может быть предсказан специалистом в данной области, так что можно использовать модельные расчеты для определения правильной пропорции исходных материалов, и таким образом, получить предопределенное и конкретное весовое отношение компонентов (i), (ii), (iii) и (iv) и заранее определенную степень алкоксилирования.
Компонент формулы (iv) предпочтительно получают из одного из используемых жиров или масел, предпочтительно, по первому способу данного изобретения, и который был представлен ранее.
Моющие композиции
Другим дополнительным объектом данного изобретения являются моющие композиции, которые содержат композиции данного изобретения (смеси алкоксилированных моно-, ди- и триглицеридов и глицерина).
Композицию данного изобретения предпочтительно используют как ПАВ или со-ПАВ в моющих композициях, где они предпочтительно содержатся в количестве в интервале от 0,25 до 20% по весу, хотя более предпочтительно, между 0,5 и 8% по весу.
Смеси моющего средства данного изобретения могут дополнительно содержать одну или более из следующих добавок в зависимости от назначения смеси моющего средства, без ограничения этим списком:
1. Анионные ПАВ, такие как алкилэфирсульфат натрия, алкилэфирсульфат аммония, алкилэфирсульфат триэтаноламина, алкилсульфат натрия, алкилсульфат аммония, алкилсульфат триэтаноламина, алкилсульфонат натрия, алкенсульфонат натрия, такой как альфа-олефинсульфонат натрия, алкансульфонат натрия, алкиларилсульфонат натрия, такой как алкилбензолсульфонат, сульфосукцинаты и сульфосукцинаматы.
2. Жирные кислоты или мыла, получаемые из природных или синтетических веществ, таких как жирные кислоты кокосового ореха, олеиновая кислота, жирные кислоты сои и сала.
3. Этоксилированные спирты.
4. Сложные эфиры жирных кислот, получаемые из природных или синтетических веществ, таких как гликоль, этиленгликоль, диэтиленгликоль, пропиленгликоль, дипропиленгликоль, сахароза, глюкоза или полиглицерин.
5. Этоксилированные сложные эфиры жирных кислот, таких как жирные кислоты гидроксильного типа.
6. Амфотерные ПАВ, такие как алкиламидопропилбетаин, алкилбетаин, алкиламидопропилсульфобетаин, алкилсульфобетаин, кокоамфоацетаты и кокоамфодиацетаты.
7. Аминоксиды, такие как диметилалкиламиноксиды или алкиламидопропиламиноксиды.
8. Амиды, такие как моноэтаноламиды, диэтаноламиды, этоксилированные амиды или алкилизопропаноламиды.
9. Алкилполигликозиды.
10. Алкогольэфиркарбоксилаты, этоксилированные жирные спирты.
11. Катионные ПАВ, такие как алкилбензилдиметиламмонийгалогениды, алкилтриметиламмонийгалогениды, квотернизированные этоксилированные амины, эстерквоты, получаемые из триэтаноламина, метилдиэтаноламин, диметиламинпропандиол и олигомеры указанных эстерквотов.
12. Добавки для улучшения указанных препаратов, таких как загустители, придающие перламутровость вещества, замутнители, антиоксиданты, консерванты, красители и отдушки.
Особенно предпочтительными являются моющие композиции для стирки тканей, для ручного мытья посуды, для мытья волос или для личной гигиены, которые содержат композиции по данному изобретению, в частности, моющие композиции для ручного мытья посуды.
Использование указанных композиций в качестве ПАВ или со-ПАВ в моющих композициях также составляет часть объекта данного изобретения, в частности, в моющих композициях для стирки тканей, для ручного мытья посуды, для мытья волос или для личной гигиены.
Использование указанных композиций в качестве средств, усиливающих и стимулирующих пенообразование в моющих композициях, также образуют часть объекта данного изобретения, в частности, в моющих композициях для стирки тканей, для ручного мытья посуды, для мытья волос или для личной гигиены.
Следующие примеры даны в целях получения специалистом в данной области достаточно ясного и полного объяснения данного изобретения, но они не должны рассматриваться как ограничения основных аспектов его объекта, которые были определены в предыдущих разделах этого описания.
Примеры
Пример 1. Получение смесей алкоксилированных моно-, ди- и триглицеридов и глицерина
Смеси алкоксилированных моно-, ди- и триглицеридов и глицерина в таблице 1 были получены в соответствии с процедурой, описанной в примерах патентной заявки ЕР-А-1055021.
Таблица 1Смеси алкоксилированных моно-, ди- и триглицеридов и глицерина (весовые проценты)
А
В
С1
С2
С3
С4
С5
Цепь (R), проис-ходящая из кислоты
Каприловая/капроновая
2-этил-гекса-новая
Коко-совая
Коко-совая
Коко-совая
Пальмовая
Каприловая/капроновая
Моно-
78,3
85,5
59,9
70,2
77,3
74,5
52,7
Ди-
20,0
13,8
34,0
26,8
20,9
23,4
38,3
Три-
1,6
0,7
6,1
3,0
1,8
2,1
9,0
((i)+(ii)+(iii))/(iv)
1,1
0,6
3,2
2,3
1,2
1,9
4,4
m+n+l
6,0
8,0
7,1
1,9
6,0
2,2
7,7
Смеси А и В находятся в соответствии с данным изобретением, тогда как смеси С1-С5 являются примерами сравнения.
Пример 2. Композиция для мытья посуды, включающая единственное ПАВ неионного типа
Получали композиции для мытья посуды из таблицы 3, как указано в таблице 2.
Таблица 2Композиция для мытья посуды, включающая неионное ПАВ (проценты по весу, которые представляют 100%-ное активное вещество для каждого компонента)
Компоненты
% по весу
Натрийлаурилэфирсульфат<sup>1</sup>
13,5
Аминоксид<sup>2</sup>
3,0
Неионное ПАВ<sup>3</sup>
3,5
Деминерализованная вода
до 100%
1
EMAL 270E (70% активного вещества со средней степенью этоксилирования, равной 2), поставляемый на рынок Kao Chemicals Europe.
2
OXIDET DMCL-D (кокосовый алкилдиметилоксид, 30% активного вещества), поставляемый на рынок Kao Chemicals Europe.
3
Как описано в таблице 3.
Оценку разных композиций проводили по определению пенообразующей способности в присутствии жира (оливковое масло), в соответствии со следующей методикой.
Объем пены водного раствора продукта, который нужно испытать, определяли при концентрации 0,4 г/л (активный продукт) при жесткости воды 20°НF (французские градусы) и при температуре 40°С.
Данные измерения проводили, используя смеситель “SITA Foam Tester R-2000” (поставляемый SITA Messtecknik GmbH), работающий при 1500 об/мин при циклах перемешивания, равных 10 секундам.
Объем пены измеряли между всеми циклами перемешивания и добавляли 50 мкл жира (оливковое масло).
Когда объем пены (ось y) представляли по отношению к числу добавлений масла (ось х), получали кривую параболического типа с максимумом для значения объема пены.
Чтобы сравнить поведение разных продуктов, принимали к рассмотрению следующие параметры кривой:
максимальный объем пены: точка максимума кривой,
число теоретических тарелок: спрямление с осью х (число добавлений масла), которое соответствует объему пены, равному 100 мл.
Результаты оценки представлены в таблице 3.
Таблица 3Оценка композиций для мытья посуды
Компози-ции для мытья посуды
Неионное ПАВ
Максимальный объем пены (мл)
Число теоретических тарелок
А
Смесь А(пример 1)
766
50
В
Смесь В(пример 1)
782
58
С1
Смесь С1(пример 1)
521
40
С2
Смесь С2(пример 1)
382
39
С3
Смесь С3(пример 1)
511
44
С4
Смесь С4(пример 1)
408
38
С5
Смесь С5(пример 1)
424
43
С6
Этоксилированный спирт С<sub>9</sub>-С<sub>11</sub><sup>1</sup>
468
39
С7
Алкилполиглюкозид<sup>2</sup>
610
46
1
9
11
NEODOL 91-9 (этоксилированный спирт С-С со средней степенью этоксилирования, равной 9) от Shell Chemicals.
2
PLANTAREN 2000 (децилполиглюкозид) от Cognis Iberia SL /Cognis Deutschland GmbH & Co. KG.
Композиции для мытья посуды, получаемые в соответствии с данным изобретением (А-В), дают максимальный объем пены и число теоретических тарелок выше показателей для композиций для мытья посуды, изготовленных с примерами для сравнения (С1-С7).
Пример 3. Композиция для мытья посуды, включающая дополнительные неионные ПАВ
Композиции для мытья посуды получали, как указано в таблице 4.
Таблица 4Композиция для мытья посуды, включающая два вида неионных ПАВ (проценты по весу, которые представляют 100% активное вещество для каждого компонента)
Компоненты
Композиции для мытья посуды
С
D
С8
С9
Лаурилэфирсульфат натрия<sup>1</sup>
13,5
13,5
13,5
13,5
Аминоксид<sup>2</sup>
3,0
3,0
3,0
3,0
Смесь А (пример 1)
3,5
3,0
---
---
Смесь С3 (пример 1)
---
---
3,5
3,0
Разветвленные этоксилированные спирты СВ<sup>3</sup>
---
0,5
---
0,5
Деминерализованная вода
до 100%
до 100%
до 100%
до 100%
1
EMAL 270E (70% активного вещества со средней степенью этоксилирования, равной 2), поставляемый на рынок Kao Chemicals Europe.
2
OXIDET DMCL-D (кокосовый алкилдиметилоксид, 30% активного вещества), поставляемый на рынок Kao Chemicals Europe.
FINDET HEX-16 (2-этилгексанол и средняя степень этоксилирования, равная 4), производимый Kao Chemicals Europe.
Таблица 5Оценка композиций для мытья посуды
Композиция для мытья посуды
Максимальный объем пены (мл)
Число теоретических тарелок
С
766
50
D
863
55
С8
511
44
С9
635
47
По результатам экспериментов можно заключить, что факт добавления второго вида неионного ПАВ (типа разветвленного спирта из 8 атомов углерода и со средней степенью пропоксилирования, равной 4) вызывает повышение максимального объема пены и числа теоретических тарелок как у композиций для мытья посуды, которые включают композиции по данному изобретению (С и D), а также у композиций для мытья посуды, которые включают примеры для сравнения.
Несмотря на повышение, наблюдаемое у сравниваемых примеров, максимальный объем пены и число теоретических тарелок остается значительно ниже, чем в результатах, полученных для композиции для мытья посуды, которая включает только композицию алкоксилированных моно-, ди- и триглицеридов и глицерина по данному изобретению.