Co je mýdlo?
Mýdlo je směs organických látek v pevné nebo kapalné podobě, působící jako anionický tenzid. Je to tedy látka hromadící se ve fázovém rozhraní a snižující povrchové napětí vodných roztoků.
Mýdlo – chemická podstata
Mýdlo v užším slova smyslu, jehož podstatou jsou hydratované sodné nebo draselné soli vyšších karboxylových kyselin, je nejstarším a nejdéle používaným anionickým tenzidem na světě. Molekuly těchto solí obsahují nerozvětvený řetězec 10 až 22 atomů uhlíku. V důsledku toho mají dvě části velice rozdílné fyzikálněchemické vlastnosti.
Dlouhá alifatická část molekuly, tvořená uhlovodíkovým řetězcem methylenových skupin CH2 a zakončená skupinou methylovou CH3 je hydrofobní a nepolární; menší karboxylová skupina, tedy lipofobní část (buď neutrální – COOH, nebo ve formě aniontu –COO−), je hydrofilní a polární. V důsledku toho mohou tvořit „propojovací můstek“ mezi částečkami hydrofobních látek (například tuků a olejů) a hydrofilním prostředím, například vodou, a tak vytvářet stabilní emulze nebo nepravé roztoky těchto látek ve vodě. Toto je vlastně základní mechanismus čisticího účinku mýdel.
Při rozpuštění mýdla ve vodě vzniká nepravý roztok, v němž molekuly mýdelných sloučenin vytvářejí shluky, zvané mýdlové micely, v nichž jsou tyto molekuly seskupeny hydrofobními částmi do středu tohoto kulovitého útvaru s hydrofilními karboxylovými skupinami na povrchu micely. Vzhledem k tomu, že část karboxylových skupin je ve formě aniontů, má povrch micely záporný náboj, což zabraňuje jejich spojování (koagulaci) a vypadávání z roztoku.
Při kontaktu s částečkou tuku micela pohltí tuk do svého nitra a víceméně ji celou obalí. Protože se nepolární části mýdlových molekul ponoří do tukového prostředí a jejich polární části stále ční do okolního prostředí, tuk se efektivně převede do roztoku. Tento proces, kdy jsou do micel mýdla (nebo obecněji tenzidu) včleňovány molekuly jiné látky (ať už se jedná o tuk, nečistoty a jiné látky hydrofobního charakteru), nazýváme solubilizace. Pokud je v použité vodě obsaženo větší množství rozpuštěných vápenatých nebo hořečnatých solí, například hydrogenuhličitanu vápenatého (tvrdá voda), sráží se mýdlo z roztoku ve formě nerozpustných solí.
Výroba mýdla
Mýdlo se vyrábí procesem zvaným zmýdelňování, nebo též saponifikace, z přírodních nebo chemicky upravených tuků (či jiných lipidů) působením koncentrovaných roztoků hydroxidů alkalických kovů, například hydroxidu sodného nebo draselného (louhů), nebo za tepla působením slabších zásaditých látek, jako je uhličitan sodný (soda) či uhličitan draselný (potaš). Používá se takzvaná násada (tuky živočišného i rostlinného původu). Někdy se rostlinné oleje, obsahující velký podíl nenasycených mastných kyselin, hydrogenací předem obohacují nasycenými mastnými kyselinami. Reakční směs se zahřívá na teplotu 80 až 100 °C buď v otevřených kotlích, například zaváděním přehřáté vodní páry, která současně směs promíchává, nebo nyní častěji v uzavřených tlakových nádobách (autoklávech) zahřívaných párou z vnějšku a opatřených mechanickými míchadly. Procesem zmýdelňování vzniká viskózní směs, nazývaná mýdlový klih. Její viskozita může být upravena (takzvané krácení mýdla) přidáním chloridu sodného.
Sodná mýdla jádrová
Při použití hydroxidu sodného nebo sody se po vychladnutí směsi dalším přidáním chloridu sodného (takzvaným vysolováním mýdla) zvýší iontová síla roztoku natolik, že se rozruší mýdelné micely a mýdlo se vyloučí ve formě pevné látky jako takzvané jádrové mýdlo, plovoucí na hladině roztoku, zvaného mydlářský louh. Ten kromě vody a případných nečistot obsahuje chlorid sodný, zbytky nezreagovaného hydroxidu a glycerol, který je cenným vedlejším produktem výroby mýdla.
Oddělené jádrové mýdlo, které se vyrábí z tuhých tuků s malým podílem nenasycených mastných kyselin, se dále rafinuje opakovaným rozvářením s vodou a opětným srážením chloridem sodným, případně proplachováním zředěným louhem, a to zejména proto, aby se zbavilo zbývajících stop glycerolu a soli, pak se lisováním zbaví větší části vody. Někdy se upravuje přidáním čistých mastných kyselin na požadované chemické složení. Mýdlo takto připravené obsahuje přibližně 70 až 80 % zmýdelněných mastných kyselin, přičemž mýdla s vyšším obsahem se používají pro přípravu mýdel toaletních, zatímco s nižším obsahem jsou mýdla jádrová v užším slova smyslu, dříve používaná zejména k praní.
V jádrových a toaletních mýdlech převažují mastné kyseliny s 10 až 18 uhlíkovými atomy v molekule. Mýdla s převažujícími vyššími mastnými kyselinami (18 až 22 uhlíků) se používají především v mleté práškové formě jako přísady do moderních pracích prostředků pro automatické pračky k potlačení pěnivosti syntetických tenzidů.
Následné sušení mýdla probíhá většinou za sníženého atmosférického tlaku, případně rozprašováním v protiproudých sušicích věžích. Vysušené mýdlo (se zbytkovým obsahem asi 6 až 12 % vody) v podobě drobných granulí, lupínků nebo mýdlové moučky se dále upravuje. Pro toaletní mýdla se přidává menší množství tuků (především lanolin) ke snížení zásaditosti mýdla a k úpravě jeho mechanických vlastností (například pevnosti a pružnosti), barví se pro zlepšení vzhledu a přidávají se esence a parfémy pro získání vůně, dále stabilizační látky, v omezené míře i dezinfekční látky a deodoranty. Obohacuje se také zpětně glycerinem, aby se zabraňovalo vysušování kůže. Výsledná směs se lisuje do požadovaných tvarů kusových mýdel.
Podle kvality se mýdla obvykle dělí na luxusní, která bývají barvená, mají kvalitní vonné složky a jsou uložena v exkluzivních obalech, dále na výběrová, která mají sice také příjemnou vůni, ale horší celkovou úpravu, a mýdla prvotřídní, která mají omezenější parfémování. K nim se řadí i dětská mýdla s významně snížený obsahem alkálií, aby nepoškozovala citlivou dětskou pokožku.
Speciálním druhem jsou medicinální mýdla s přídavkem účinných látek především pro léčbu kožních onemocnění. Patří mezi ně mýdla s přísadou tetraboritanu sodného (boraxu), síry a sirných sloučenin, dehtu a jiných. Řadí se mezi ně i dezinfekční mýdla se zvýšeným obsahem baktericidních látek, fungicidní mýdla s přídavkem protiplísňových (fungicidních) látek a dezinsekční mýdla s prostředky proti ektoparazitům (například vším).
Pro osoby s extrémně citlivou pokožkou jsou určena antialergická mýdla se sníženým obsahem cizích látek (parfémů, deodorantů).
Jiným zvláštním druhem takto vyráběných toaletních mýdel jsou abrazivní mýdla s přídavkem brusného prostředku (například jemného písku nebo mleté pemzy), která se používají buď k odstraňování odolné špíny z povrchu těla, nebo častěji k odstraňování ztvrdlé kůže (rohoviny), například na chodidlech nohou.
Mýdlové vločky, vyráběné ze stejných surovin jako toaletní mýdla, obsahují až 85 % mastných kyselin. Používají se dodnes pro ruční praní citlivého prádla (například hedvábného nebo vlněného).
Sodná mýdla klihová
Jiný způsob zpracování nepoužívá vysolování k oddělení jádra od mýdlového klihu, který se po přidání potřebných přísad (pigmentů, parfémů a tak podobně) nechá přímo ztuhnout ve formách do tvaru plochých desek nebo hranatých tyčí na poloprůsvitnou hmotu, podobnou zakalené želatině. Získané bloky se řežou na kusy požadované velikosti a v razicích lisech se upravují do konečné podoby. Vznikají tak transparentní mýdla, případně po přimíšení určitého podílu jádrového mýdla, vznikají mramorovaná mýdla.
Draselná mýdla mazlavá
Při zmýdelňování rostlinných olejů bohatých na nenasycené kyseliny za použití potaše (řidčeji hydroxidu draselného) vzniká směs draselných solí mastných kyselin, která se nevysoluje, a získaná mazlavá směs obsahuje i vzniklý glycerin. Tento druh mýdel může být připraven také přímou neutralizací směsi mastných kyselin uhličitanem draselným. Tato mýdla jsou měkčí než jádrová (díky většímu obsahu glycerinu), lépe rozpustná ve vodě, lépe pění (díky zbytkovému hydroxidu), ale mají menší prací účinnost. Obsahují také větší podíl mastných kyselin s kratšími uhlíkatými řetězci.
Tato mýdla se používala dříve při úklidových pracích (například k mytí podlah), v textilním průmyslu a v čistírnách k praní textilií; dnes jsou pro tyto účely nahrazována syntetickými tenzidy. Určité množství draselných mýdel se používá ještě dnes též pro přípravu medicinálních mýdel.
Výhody a nevýhody
Pro řadu aplikací, zejména při praní prádla, ale též při výrobě prostředků osobní hygieny se v poslední době stále více prosazují syntetické tenzidy.
Výhody mýdel
- Relativně nízké výrobní náklady.
- Snadná dostupnost surovin.
- Lepší odbouratelnost solí mastných kyselin v přírodě než syntetických tenzidů.
Nevýhody mýdel
- Při častém používání mýdla trpí lidská pokožka, zejména odmašťováním.
- Zbytky alkalických látek, používaných při výrobě mýdla, a vlastní alkalita způsobovaná částečnou hydrolýzou solí mastných kyselin poškozují jak tkaniny, tak citlivější části pokožky.
- V tvrdé vodě se mýdlový roztok sráží vápenatými a hořečnatými kationty a tím se snižuje účinnost mýdla.
- Nižší účinnost ve srovnání se syntetickými tenzidy.
Druhy mýdla
Podle použitého louhu:
- sodná mýdla – ke zmýdelňování použitý hydroxid sodný (tvrdá mýdla)
- draselná mýdla – hydroxid draselný (kapalná až mazlavá)
- sodno-draselná mýdla – kombinace obou hydroxidů (pastovitá, krémovitá a polotuhá)
Mýdlo – sortiment
Jádrová mýdla
Tvrdá, na praní a vyváření prádla a pracovních oděvů:
- jádrové mýdlo s jelenem – světle hnědé, pěnivé v rozsahu teplot 35–70 °C, obsahuje 68 % zmýdelněných mastných kyselin, je hranaté, hmotnost 200 a 250 g
- bílé jádrové mýdlo – z čistého kokosového a palmojádrového tuku (praní jemného a barevného prádla)
- terpentýnové jádrové mýdlo – jádrové mýdlo + terpentýn (praní velmi znečištěných pracovních oděvů)
- hexalínové mýdlo – přísada hexalínu (podobné terpentýnu)
Toaletní mýdla
Tvrdá sodná mýdla z kvalitních surovin (až 80 % solí vyšších mastných kyselin), plus barviva (syntetická i přírodní). Tato mýdla obsahují také dezodorační látky pro odstranění tělesných pachů a další speciální přísady (léčivé, dezinfekční, promašťující).
Luxusní mýdla
V těchto mýdlech je zvýšený obsah vonných látek a další speciální přísady. Luxusní mýdla mívají vysokou barevnou úroveň a různé povrchové úpravy. Jsou také luxusně zabalena.
Výběrová mýdla
V pastelových barvách, parfemována, speciální přísady, balena obvykle ve dvojitém obalu.
Mýdla I. jakosti
Jsou podobná jako výběrová, ale méně vonné kompozice.
Dětská mýdla
Přísada lanolínu a kyseliny borité (dezinfekční účinek).
Pánská toaletní mýdla
Obsahují výraznou kořeněnou vůni.
Tekutá toaletní mýdla
Zředěná draselná mýdla s dezinfekční složkou. Jsou v zásobnících, takže jejich použití je hygienické.
Dezinfekční mýdla
Obsahují kyselinu boritou, septonex – antiseptická mýdla.
Medicinální mýdla
Jsou léčivá s obsahem léčivých a dezinfekčních látek – boraxová, sírová, dehtová.
Mýdla na holení
Krémovitá draselno- sodná mýdla, balená do tub nebo kelímků.
Holicí krémy – pěny
Emulze stearínu s trietanolamínem, nepěnivé holicí mýdlo vhodné na holení bez rozpěnění štětkou.
Mazlavá mýdla
Mazlavá mýdla mají velikou čisticí schopnost. Na jejich výrobu se používají rybí tuky nebo tuky horší jakosti. Uplatnění mají při mytí velkých veřejných hal a schodů. Dobře se mažou, takže se také používají na odmašťování starých, mastných maleb.
Ukazatelé jakosti mydlářských výrobků
- Obsah zmýdelněných mastných kyselin – čím je jejich obsah vyšší, tím je mýdlo kvalitnější.
- Obsah volných alkálií a zbytku soli – musí být velmi malý, aby mýdla neodmašťovala a nedráždila položku při umývání.
- Obsah vonných látek – nejvíce mají mýdla luxusní.
- Pěnivost – nejlepší mýdla mají hustou a stálou pěnu.
Skladování mýdel
Mýdla se skladují v suchých, čistých a chladných místnostech. Chrání se před přímým slunečním světlem. Dlouhým skladováním vysychají (což ale nemá vliv na kvalitu, pouze může dojít ke ztrátě vonných látek).
Historie mýdla
Nejstarší známý důkaz o výrobě mýdla pochází z Babylonu. Recept s letopočtem 2800 let před Kristem byl nalezen během vykopávek. Nápisy na hliněných láhvích prozrazují, že oleje se vařily dohromady s popelem.
O užívání mýdla ve Starém Egyptě je důkazů více. Na papyru Ebers (Egypt, 1550 př. n. l.) se uvádí, že starobylí Egypťané se pravidelně koupali a používali k tomu mýdlo vyrobené z tuků zvířat a rostlinných olejů. Mýdlo je ve starých papyrech rovněž zmíněno v souvislosti s přípravou vlny pro tkaní látek.
Arabové vyráběli mýdlo z olivového oleje a jako první použili k jeho výrobě louh. Od začátku 7. století bylo mýdlo vyráběno v Palestině a jižním Iráku. Arabské mýdlo bylo voňavé a barevné.
Řekové a později Římané využívali k tělesné očistě směs olivového oleje a písku. Umění výroby mýdla se zřejmě naučili od Keltů. Plinius starší, římský spisovatel z 1. století, použil ve svém díle Přírodověda galské slovo saipo, z něhož je údajně odvozen výraz pro mýdlo. V následujících staletích se o mýdle příliš nemluví, i když je známo, že ve středověku se Itálie, Španělsko a Francie staly významnými středisky výroby mýdla. Navzdory snahám o velkovýrobu se zdá, že v Evropě se mýdlo příliš nepoužívalo.
Počátky výroby mýdla
Jeden z prvních receptů na výrobu mýdla se objevuje v dokumentu z 12. století, v němž jsou zapsána obchodní tajemství řemeslníků. Během staletí se chemické postupy při jeho výrobě prakticky nezměnily. Oleje a tuky z nejrůznějších zdrojů se vařily v žíravém zásaditém roztoku a výsledkem bylo surové mýdlo. Je pochopitelné, že kvalita mýdla závisela na materiálu použitém k jeho výrobě. Zpočátku byly základními surovinami popel ze spáleného dřeva a zvířecí tuk. I první američtí osadníci vyráběli z těchto ingrediencí hnědé mýdlo, které mělo konzistenci marmelády a bylo určeno pro každodenní potřebu. Tehdy se nejen mýdlo, ale i svíčky vyráběly z rozpuštěného hovězího nebo ovčího loje. Takzvaní svíčkaři často vyráběli a prodávali oba tyto produkty.
Od ruční výroby mýdla k průmyslové
Když ve 2. stol. n. l. římský lékař Galénos upozornil na očistné vlastnosti mýdla, začalo se mýdlo používat k osobní hygieně a stalo se řemeslem. Ve výrobě mýdla prosluli byzantští mydláři, kteří už v 7. stol. n. l. zásobovali celý svět. Mýdlo nevypadalo moc vábně a vyrábělo se z olivového oleje, vápna (oxid vápenatý) a louhu (hydroxid draselný), který získávali z dřevného popela. Mýdlo bylo mazlavé, nevábné vůně, barvy černé, hnědé nebo nazelenalé. Ale jeho dobré vlastnosti oceňovali králové a velmoži. Ve 14. stol. n. l. pronikly na trh výrobky mydlářů ze Španělska a Itálie, které byly již lepší kvality. Z jižních zemí se postupně výroba mýdla šířila na sever Evropy.
Nejdůležitější surovinou pro výrobu mýdla té doby byl hovězí lůj, žíravé draslo (hydroxid draselný) a pryskyřice. Lůj se nasekal na malé kousky do kotle a rozvařil. Do kotle se přidalo žíravé draslo a vařilo se celý den. Potom se mýdlo nalilo do forem a nechalo se 3 dny odležet. Pak se mýdlo vyklopilo z forem a drátem rozřezalo. Mýdlo se prodávalo na váhu. V roce 1806 William Colgate založil v New Yorku koncern vyrábějící mýdlo, nazvaný Colgate & Company, který se měl stát prvním velkým mýdlovým koncernem v Americe. V roce 1872 představil Colgate první parfémované mýdlo Cashmere Bouquet. V té samé době začali podnikat Wiliam Procter a James Gamble. Během několika let se stali velkými výrobci a distributory mýdla. Další společnost vznikla na západě Spojených států. B. J. Johnson Company. Ta vyráběla mýdlo ze směsi palmového a olivového oleje. Mýdlo bylo tak populární, že po něm byla přejmenována i firma Palmolive.
Autor: © Jakub Vinš
Foto: © David