DE3686381T2

DE3686381T2 - Oberflaechenaktive stoffe und deren verwendung in reinigungsmitteln.

Info

Publication number: DE3686381T2
Application number: DE8686306989T
Authority: DE
Inventors: Eric Graham Fishlock-Lomax
Original assignee: Berol Nobel AB
Current assignee: Nouryon Surface Chemistry AB
Priority date: 1985-09-10
Filing date: 1986-09-10
Publication date: 1993-01-28
Anticipated expiration: 2006-09-11
Also published as: US4769169A; EP0214868A3; EP0214868A2; GB8522413D0; DE3686381D1; EP0214868B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Gruppe von amphoteren oberflächenaktiven Stoffen, von denen herausgefunden wurde, daß sie antimikrobielle Eigenschaften besitzen und nützlich in Reinigungsmitteln für einen weiten Anwendungsbereich sind, einschließlich Shampoos, Waschmittel und Reiniger für feste Oberflächen.
Die Erfindung betrifft im besonderen eine Gruppe von amphoteren oberflächenaktiven Stoffen, bei denen antimikrobielle Wirkung, z.B. gegen Bakterien und Pilze, festgestellt wurde. Sie können daher in antimikrobiellen Reinigungsmitteln für lokale Anwendungen oder allgemeine Reinigungszwecke, z. B. Antischuppenshampoos, Hautreiniger und desinfizierende Reinigungsmittel, enthalten sein. Die bakteriziden Eigenschaften sind auch von Nutzen, um Shampoos oder flüssige Detergenzien vor Bakterienwachstum zu bewahren und um bakterizide Eigenschaften auf Reinigungsmittel, wie Waschmittel und Reiniger für feste Oberflächen, zu übertragen. Diese oberflächenaktiven Stoffe liefern auch gute konditionierende Wirkung auf dem Haar und sind sehr verträglich mit anionischen Shampoobestandteilen. Praktische Tests haben gezeigt, daß die besagten Amphotere nicht auf dem Haar zurückbleiben und Weichheit und hervorragende Verträglichkeit verleihen. Die besagten Produkte erwiesen sich als nicht-reizend gegenüber den Augen (Draize- Test) und nicht-reizend und nicht-sensibilisierend gegenüber der Haut (Magnusson-Kligman-Test).
Ein anderes Merkmal dieser Erfindung ist die Fähigkeit der besagten Amphotere, synergistisches Reinigungsvermögen, zum Beispiel mit nicht-ionischen oberflächenaktiven Stoffen, und hervorragende lösungsvermittelnde und hydrotrope Eigenschaften zu liefern, die zum Beispiel für die Stabilisierung von Zusammensetzungsgemischen nützlich sind. Eine solche lösungsvermittelnde Wirkung erlaubt das Weglassen separater Hydrotropika, wie Natriumxylensulfonat, von solchen zusammengesetzten Detergenzien unter beträchtlicher Kosteneinsparung.
EP-A-160507 und EP-A-162600 beschreiben eine Reihe amphoterer oberflächenaktiver Stoffe einschließlich Aminopropylglyzinen, legen aber nicht nahe, dap solche Verbindungen antimikrobielle Wirkung haben. GB-A-710705 beschreibt eine Reihe substituierter Glyzine, einschließlich N-substituierter Aminopropylglyzine, für die Verwendung als Chelatbildner. US- A-4224319 beschreibt lokal-antiseptische Zusammensetzungen, die einfache Aminoalkylaminosäuren mit nur einer Carboxylgruppe enthalten. US-A-4242336, DE-C-812105 und DE-B-1045601 beschreiben ebenfalls Aminoalkylaminosäuren (besonders Aminoethylglyzine) mit nur einer Carboxylgruppe als antimikrobielle Wirkstoffe.
Die Erfindung sieht die Verwendung eines amphoteren oberflächenaktiven Stoffes der Formel (I)
als antimikrobiellen Wirkstoff in Reinigungsmitteln vor, wobei R ein C&sub8;&submin;&sub2;&sub0; (z.B. C&sub1;&sub2;&submin;&sub1;&sub8; oder C&sub1;&sub6;&submin;&sub1;&sub8;) Kohlenwasserstoffrest ist, gegebenenfalls substituiert (z.B. durch Hydroxyl oder Carboxyl) und y den Wert 3 oder 4 hat und M für -H oder ein Alkalimetall-, Erdalkalimetall-, Ammonium- oder substituertes Ammoniumion steht.
Die Erfindung befaßt sich besonders mit der Verwendung der Verbindungen der Formel (I) in Zusammensetzungen, wie Shampoos, zur Anwendung in der Schuppenbehandlung. Die Erfindung befaßt sich auch mit derartigen Zusammensetzungen (speziell Shampoos, Reiniger für feste Oberflächen und Waschmittel), in denen die Verbindung(en) der Formel (I) als einziger oder hauptsächlicher antimikrobieller oder konservierender Bestandteil eingesetzt wird oder werden oder in denen andere derartige Ingredienzien im Wesentlichen fehlen.
In den Verbindungen der Formel (I) kann R zum Beispiel sein: ein geradkettiger oder verzweigter Alkyl- oder Alkenylrest; ein Cycloalkyl-alkylrest (z. B. Cyclohexyl-alkyl); ein Aralkyl- oder Aralkenylrest, in dem der Alkyl- oder Alkenylteil mindestens 6 Kohlenstoffatome enthält; oder der Kohlenwasserstoffteil einer Harzsäure, die mindestens zwei anellierte Ringe enthält, wie z. B. in den trizyklischen Fichtenharzsäuren, wie Abietinsäure. Allerdings ist R vorzugsweise ein von Kokos- oder besonders von Talg- oder ölfettsäure abgeleiteter Kohlenwasserstoffrest.
Wenn M ein substituiertes Ammoniumion ist, kann es zum Beispiel Mono-, Di- oder Trihydroxyethylammonium sein. M ist allerdings vorzugsweise Natrium.
Die Erfindung umfaßt auch eine oder mehrere Verbindungen der Formel (I) mit y gleich 3 unter Beimischung von einer oder mehreren Verbindungen der Formel (I) mit y gleich 4.
Oberflächenaktive Stoffe der Formel (I) haben in Versuchen gegenüber einer Reihe von Organismen (im Besonderen E. Coli, Ps. aeruginosa, S. aureus und Pityrosporum ovale) mikrobizide (fungizide und bakterizide) Wirkung gezeigt, wobei sich Mindesthemmkonzentrationen ergaben, die niedrig sind (z.B. im Bereich 0.015 - 0.06 %) im Vergleich mit den in Reinigungsmitteln eingesetzten Konzentrationen. Sie waren ebenfalls erfolgreich in Langzeitversuchen gegenüber Penicillin sp., wobei sich wiederum Mindesthemmkonzentrationen deutlich unter den Gebrauchsniveaus ergaben. Die gegenüber Pityrosporum ovale gezeigte Wirkung weist auf den Wert in der Schuppenbehandlung hin und Versuche an Freiwilligen, die Shampoos benutzt haben, welche einen oberflächenaktiven Stoff der Formel (I) enthalten, haben bewiesen, daß diese Zusammensetzungen durch wiederholte Anwendung wirkungsvoll in der Schuppenbehandlung eingesetzt werden können.
Bei der Anwendung in Shampoos können diese Amphotere in Mengen von 0.01 % bis 25 oder 50 % (z.B. bis zu 15 %) und vorzugsweise zwischen 1 % und 10 % eingearbeitet werden, um hervorragende konditionierende Eigenschaften und nützliche antimikrobielle Eigenschaften zu verleihen (alle Prozentangaben beziehen sich hierbei auf das Gewicht; amphotere oberflächenaktive Stoffe werden normalerweise auf einer 30 %-igen Wirkungsbasis, bezogen auf unverdünntes Material, geliefert).
Die Shampoos enthalten bevorzugt auch einen anionischen oberflächenaktiven Stoff (z.B. 5 - 50, vorzugsweise 5 - 25 %), der irgendein für die Verwendung in Shampoos geeigneter sein kann. Beispiele geeigneter Stoffe sind Natrium-C&sub9;&submin;&sub1;&sub5;- Alkylsulfate oder -ethersulfate (die zum Beispiel 1 - 4 Mole Ethylenoxid pro Mol enthalten) und die entsprechenden Ammonium-, Mono-, Di- und Triethanolaminsalze. Der anionische oberflächenaktive Stoff ist vorzugsweise Natriumlaurylsulfat oder ein Natriumlaurylethersulfat mit 1 - 4 (bevorzugt 2 oder 3) Molen Ethylenoxid oder ein entsprechendes Mono-, Di- oder Triethanolaminsalz. (Anionische oberflächenaktive Stoffe dieses Typs werden normalerweise auf einer 27 - 30 %-igen Wirkungsbasis geliefert).
Andere oberflächenaktive Stoffe (wiederum gewöhnlich 5 - 50 %, bevorzugt 5 - 25 %) wie Kokosdimethylbetain, Kokosamidopropylbetain, Kokosdiethanolamid etc. können eingearbeitet werden. Für milde Shampoos und solche für häufige Anwendung werden normalerweise Kokosamphoglyzinat oder Kokosamphocarboxyglyzinat verwendet, in Verbindung mit anionischen oberflächenaktiven Stoffen, wie sie oben aufgeführt wurden. In allen Fällen können die Amphotere dieser Erfindung die herkömmlichen oberflächenaktiven Stoffe in Shampoos teilweise ersetzen oder zusätzlich zu diesen eingearbeitet werden.
Die Shampoos dieser Erfindung sind auf Wasserbasis und können, falls gewünscht, zusätzliche Bestandteile enthalten, wie sie normalerweise in Shampoos vorkommen, zum Beispiel Schaumverstärker (wie Laurindiethanolamid oder -aminoxid), öle (z.B. Jojoba oder Zitrus), Farbstoffe und Duftstoffe.
Die Verbindungen der Formel (I) können außerdem in Zusammensetzungen zum Reinigen einer Vielzahl von Gegenständen verwendet werden, einschlieplich fester Oberflächen und Textilerzeugnisse, wie Textilien sowohl für kommerziellen als auch Hausgebrauch. Beispiele solcher Zusammensetzungen sind flüssige Reinigungsmittel auf Wasserbasis, wie Flüssigwaschmittel, Teppichreiniger, flüssige Geschirrspülmittel und Reiniger für feste Oberflächen, aber dieselben Prinzipien sind in gleicher Weise auf feste Zusammensetzungen, zum Beispiel in Pulverform, anwendbar.
Der oberflächenaktive Stoff der Formel (I) ist im allgemeinen in Mengen von bis zu 25 % in diesen Reinigungsmitteln vorhanden. Solche Zusammensetzungen enthalten üblicherweise zusätzlich zum amphoteren oberflächenaktiven Stoff der Formel (I) einen oder mehrere nicht-ionische oberflächenaktive Stoffe oder, falls gewünscht, einen oder mehrere amphotere oberflächenaktive Stoffe mit einer anderen Formel.
Abhängig von der beabsichtigten Verwendung können die Zusammensetzungen auch Additive enthalten, wie sie üblicherweise in Reinigerformulierungen vorkommen. Beispielsweise können andere oberflächenaktive Stoffe für bestimmte Eigenschaften zugesetzt werden, etwa um Schaum zu verstärken oder um weichmachende Eigenschaften zu verleihen. Andere Additive können alkalische Gerüststoffe zur Verbesserung der Reinigungskraft, Chelatbildner oder Maskierungsmittel zur Vermeidung von Problemen mit Schwermetallionen, optische Aufhellmittel, Lösungsmittel, Farbstoffe und Duftstoffe umfassen.
Kommerziell erhältliche Beispiele des zweiten amphoteren oberflächenaktiven Stoffes (verschieden von Formel (I)) schließen Produkte ein, die als Kokosamphoglyzinat oder Kokosamphopropionat (und ähnliche Produkte aus den anderen Fettsäuren) oder Kokosamphocarboxyglyzinat oder Kokosamphocarboxypropionat (und ähnliche Produkte aus den anderen Fettsäuren) eingeordnet werden, zum Beispiel Miranol CM, C2M oder C2MSF.
Im allgemeinen reichen die relativen (Gewichts-) Konzentrationen der beiden verwendeten amphoteren oberflächenaktiven Stoffe von 90:10 bis 10:90, vorzugsweise von 3:1 bis 2:1 (erstes Amphoter : zweites Amphoter).
Die verwendeten nicht-ionischen oberflächenaktiven Stoffe sind vorzugsweise Ethylenoxid- oder Propylenoxid/Ethylenoxid-Addukte von Alkylphenolen (z. B. Nonylphenol) oder langkettigen Alkoholen oder Alkylaminen (z. B. C&sub1;&sub2;&submin;&sub1;&sub4;- Alkohole oder C&sub1;&sub2;&submin;&sub1;&sub8;-Alkylamine). Das Gewichtsverhältnis zwischen dem hauptsächlichen amphoteren oberflächenaktiven Stoff (oder den Stoffen) und dem nicht-ionischen oberflächenaktiven Stoff (oder den Stoffen) liegt allgemein zwischen 10:1 und 1:2, vorzugsweise zwischen 2.5:1 und 1.5:1 (z. B. 2:1).
Der nicht-ionische oberflächenaktive Stoff kann zum Beispiel ein Nonylphenol/Ethylenoxid-Addukt mit 6 - 12 Molen Ethylenoxid, ein C&sub1;&sub2;&submin;&sub1;&sub8;-Alkohol/Ethylenoxid-Addukt mit 7 - 10 Molen Ethylenoxid, ein C&sub1;&sub2;&submin;&sub1;&sub8;-Alkylamin/Ethylenoxid-Addukt mit 7 - 15 Molen Ethylenoxid oder ein äquivalentes Ethylenoxid/Propylenoxid-Blockcopolymer-Addukt sein.
Wenn ein zweiter nicht-ionischer oberflächenaktiver Stoff einbezogen ist, kann er vom gleichen allgemeinen Typ sein, ist aber bevorzugt lipophiler als der hauptsächliche nicht-ionische oberflächenaktive Stoff. Die zweite Substanz kann zum Beispiel ein Nonylphenol/Ethylenoxid-Addukt mit 4 - 6 Molen Ethylenoxid, ein C&sub1;&sub2;&submin;&sub1;&sub4;-Alkohol/Ethylenoxid-Addukt mit 4 - 6 Molen Ethylenoxid, ein C&sub1;&sub2;&submin;&sub1;&sub8;-Alkylamin/Ethylenoxid-Addukt mit 2 - 5 Molen Ethylenoxid oder ein äquivalentes Ethylenoxid/Propylenoxid-Blockcopolymer-Addukt sein. Ein zweiter nicht-ionischer oberflächenaktiver Stoff dieser Art wird im allgemeinen mit einer niedrigeren Konzentration als der erste verwendet; zum Beispiel kann in Zusammensetzungen, die einen Gerüststoff enthalten, das Gewichtsverhältnis zwischen erstem und zweitem oberflächenaktiven Stoff von 100:1 bis 60:40 oder 70:30 reichen.
Einer der Vorteile der Erfindung ist der, daß die Wahl des nicht-ionischen oberflächenaktiven Stoffes nicht so kritisch ist wie in herkömmlichen Detergenziensystemen, zum Beispiel hinsichtlich der Ausgewogenheit von Reinigungseigenschaften und Wasserlöslichkeit, die besonders in zusammengesetzten Systemen erforderlich ist. Die amphoteren oberflächenaktiven Stoffe wirken auch lösungsvermittelnd auf die nicht-ionischen oberflächenaktiven Stoffe in Formulierungen, die einen Gerüststoff enthalten.
Die Zusammensetzungen können auch, abhängig von der beabsichtigten Verwendung, Additive wie Gerüststoffe (z. B. Natrium-Metasilikat (wasserfrei oder als Pentahydrat), Tetrakalium-Pyrophosphat, Natriumoxid oder Nitrilotriessigsäure), Chelatbildner oder Maskierungsmittel (z. B. Trinatrium- Nitrilotriessigsäure, Tetranatrium-Ethylendiamintetraessigsäure und Trinatrium-Hydroxyethylethylendiamintriessigsäure), Lösungsmittel (z. B. Glykolether wie Butylglykolether, Butyl- Cellosolve), Gewebekonditionierer (z. B. quaternäre Ammoniumsalze, etwa ein Difett- (gewöhnlich Talg) Dimethylammoniumchlorid (z. B. Arquad 2 HT) oder ein quaternäres Salz von Difett- (gewöhnlich Talg) Imidazolinmethosulfat oder -ethosulfat (z. B. Ammonyx 4080 (Millmaster-Onyx), Imisoft 75 (M & S Chemicals) und Ampholak TQ (Amphoterics International)), Schaumverstärker (wie Alkylbetaine oder -aminoxide, z. B. Emigen BB und BT, Aromox DMDC (Akzo) und Empigen OB (Albright & Wilson), Ammonyx LO und CDO (Millmaster-Onyx)), optische Aufheller (z. B. Tinopal CBS-X und Tinopal 5BMS-X (Ciba)), Farbstoffe und Duftstoffe enthalten.
Die eingesetzte Menge solcher Additive variiert entsprechend der Anwendung und der Art des speziellen Additivs. Im Allgemeinen jedoch können flüssige Systeme 1 - 40 % eines Gerüststoffes, 1 - 20 % Chelatbildner, 1 - 10 % Lösungsmittel, 1 - 5 % Gewebekonditionierer, 1 - 5 % Schaumverstärker, 0.1 - 1 % optische Aufheller und 0.1 - 1 % Farbstoffe und/oder Duftstoffe enthalten (Prozentangaben beziehen sich hierbei auf das Gewicht, sofern nicht anders vermerkt).
Flüssige Zusammensetzungen, die keinen Gerüststoff enthalten, können zum Beispiel bis zu 50 % des hauptsächlichen amphoteren oberflächenaktiven Stoffes (oder der Stoffe) und bis zu 25 % nicht-ionische oberflächenaktive Stoffe enthalten, z. B. bis zu 40 % ersten (Formel(I)) amphoteren oberflächenaktiven Stoff, bis zu 10 % zweiten amphoteren oberflächenaktiven Stoff (nicht wie Formel (I)), bis zu 20 % ersten nicht-ionischen oberflächenaktiven Stoff und bis zu 5 % zweiten nicht-ionischen oberflächenaktiven Stoff.
Reiniger für feste Oberflächen gemäß dieser Erfindung können zum Beispiel die folgende Zusammensetzung haben: Generell Bevorzugt Amphoter (Formel (I)) Zweites Amphoter Nicht-ionischer oberflächenaktiver Stoff (oder Stoffe) Lösungsmittel Gerüststoff Schaumverstärker Wasser zu 100 %
Die folgenden Beispiele veranschaulichen die Erfindung.
Der in den folgenden Beispielen verwendete amphotere oberflächenaktive Stoff der Formel (I) war Ampholak 7TX, erhältlich von Amphoterics International Limited, Leamington Spa, England. Alternativ kann Ampholak 7TX/C verwendet werden.

Beispiel 1

Es wurde ein Shampoo formuliert, das 10 % wirksames Natrium-Laurylethersulfat und 5 % des besagten Amphoters der bevorzugten Struktur (Formel(I)) enthielt. Das resultierende Shampoo war milder zur Haut, bot konditionierende Effekte und einen Grad von Selbstkonservierung gegen mikrobiologischen Angriff.

Beispiel 2

Es wurde ein Shampoo formuliert, das 5 % wirksames Natrium-Laurylethersulfat und 5 % Kokosamidopropylbetain zusammen mit 2 % eines Amphoters der Formel (I) enthielt. Die nutzbringenden Ergebnisse waren ähnlich den in Beispiel 1 erhaltenen.

Beispiel 3

Es wurde ein Shampoo formuliert, das 5 % wirksames Natrium-Laurylethersulfat und 4 % wirksames Kokosamphocarboxyglyzinat zusammen mit 1 % wirksamem Amphoter der Formel (I) enthielt. Es wurde ein sehr mildes Shampoo erhalten, geeignet für die Verwendung als Babyshampoo oder als konditionierendes Shampoo für häufigen Gebrauch, mit nutzbringenden Ergebnissen wie in den vorstehenden Beispielen.
In den vorhergehenden Beispielen ist die wirksame Substanz auf 100 % Wirkungsbasis bezogen und der pH wurde in jedem Fall mit Zitronensäurelösung auf 6.5 bis 6.7 eingestellt.
Zusammengesetzte flüssige Detergenzien sind gewöhnlich begrenzt in der Menge des oberflächenaktiven Stoffes und des Gerüststoffes, die zusammengebracht werden können, um ein stabiles Produkt zu erhalten. Selbst dann ist es gewöhnlich erforderlich, einen Lösungsvermittler oder ein Hydrotropikum zuzusetzen, die einen wesentlichen Anteil der Kosten der Formulierung ausmachen können. Die Verwendung der Substanzen der Formel (I), wie im folgenden Beispiel gezeigt, erlaubte das völlige Weglassen dieses Hydrotropikums mit bedeutender Kosteneinsparung und mit dem Vorteil zusätzlicher bakterizider Wirkung.

Beispiel 4

Die folgenden Formulierungen wurden hergestellt: herkömmliche Rezeptur verbesserte Rezeptur Natriumcarbonat Amphoter der Formel (I) Anionischer oberflächenaktiver Stoff Nicht-ionischer oberflächenaktiver Stoff Hydrotropikum Rest Wasser (x) - Tetrakaliumpyrophosphat).
Die verbesserte Rezeptur zeigte besseres Reinigungsvermögen bei geringeren Kosten und wies außerdem bakterizide Eigenschaften auf.
Bemerkenswerte Verbesserungen ergaben sich bei der Verwendung der Amphotere der Formel (I) in Waschmitteln, besonders bei niedrigeren Temperaturen wie 30ºC. Bei niedrigeren Temperaturen ist es wünschenswert, ein Bakterizid einzuarbeiten, und das Amphoter der Formel (I) kann verwendet werden, um in solchen Systemen herkömmliche Bakterizide zu ersetzen.

Beispiel 5

Ein flüssiges Waschmittel wurde wie folgt formuliert:
Herkömmliches Amphoter (30 % wirksam) 18 %
Nonylphenol 9 E.O 9%
Natriummetasilikat-Pentahydrat 10 %
Chelatbildner 4%
Optisches Aufhellmittel 0.2 %
Rest Wasser
Durch Ersatz von mindestens der Hälfte des zuvor erwähnten Amphoters durch ein Amphoter der Formel (I) wurde verbessertes Waschvermögen bei 30ºC erzielt und darüber hinaus kamen wertvolle bakterizide Eigenschaften hinzu.

Claims

1. Verwendung eines amphoteren oberflächenaktiven Stoffes der Formel (I)

in der R einen gegebenenfalls mit Hydroxyl- oder Carboxylgruppen substituierten C&sub8;&submin;&sub2;&sub0;-Kohlenwasserstoffrest bedeutet und in der y den Wert 3 oder 4 hat und M ein Wasserstoffatom oder ein Alkali- oder Erdalkalimetall-, Ammonium- oder substituiertes Ammoniumion bedeutet, als antimikrobielles Agens in Reinigungsmitteln.

2. Verwendung nach Anspruch 1, wobei R in der Verbindung der Formel (I) einen von Öl- oder Talgfettsäuren abgeleiteten Kohlenwasserstoffrest bedeutet.

3. Verwendung nach Anspruch 1, wobei das Mittel bei der Behandlung von Haarschuppen verwendet wird.