CH344079A - Zur Bildung von Emulsionen befähigte Mischung - Google Patents

Description

  
 



  Zur Bildung von Emulsionen befähigte Mischung
Die Erfindung bezieht sich auf eine zur Bildung von Emulsionen befähigte Mischung, mittels welcher sich unter anderem Emulsionen für chemische, technische und kosmetische Zwecke herstellen lassen. Mit dieser Emulsionsgrundlage können wahlweise ölige oder wässrige Flüssigkeiten in Emulsionen übergeführt werden. Dabei entstehen Emulsionen, deren eine Phase hydrophil und deren andere hydrophob oder oleophil ist, wobei beim Hinzufügen weiterer Zusatzstoffe, je nach Natur dieser Stoffe, entweder die   hy-    drophile Phase die kontinuierliche und die hydrophobe Phase die disperse wird oder umgekehrt.



   Mit Hilfe der erfindungsgemässen Emulsionsgrundlage lassen sich zum Beispiel Emulsionen herstellen, die als Reinigungsmittel für Fettverschmutzungen, Abbeizmittel für Farben und Lacke, Schmiermittel, Waschmittel und kosmetische Behandlungsmittel verwendet werden können.



   Die meisten der bisher verwendeten Emulsionen gehören einer der beiden folgenden Gruppen an: Einerseits Öl-in-Wasser-Emulsionen, bei denen die innere oder disperse Phase den öligen, fetten oder hydrophoben Bestandteil und die äussere oder kontinuierliche Phase den wässrigen Bestandteil bildet, und anderseits Wasser-in-Öl-Emulsionen, bei denen die disperse Phase eine wässrige Lösung und die kontinuierliche Phase eine Lösung mit einem hydrophoben Mittel als Lösungsmittel darstellt.



   Die mit Hilfe der erfindungsgemässen Emulsionsgrundlage erhältlichen Emulsionen gehören je nachdem der einen oder andern dieser Gruppen der Emulsionen an, wobei auch eine nachträgliche Phasenumkehr eintreten kann. Je nachdem, ob man eine ölartige oder eben eine wässrige Flüssigkeit zusetzt, ist entweder die ölige oder die wässrige Phase die kontinuierliche Phase, wobei die entstandene Emulsion lagerbeständig ist und keine Neigung zum Zersetzen oder zum Ausscheiden des eingearbeiteten   Rohstof-    fes zeigt.



   Die erfindungsgemässe Mischung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie etwa 90 Teile einer viskosen organischen Verbindung mit wenigstens zwei alkoholischen OH-Gruppen, etwa 9 Teile eines Fettalkohols mit wenigstens 14 Kohlenstoffatomen im Molekül und etwa 1 Teil eines höheren Fettalkoholsulfates enthält.



   Zur Herstellung der Mischung werden die Komponenten am besten unter 600 C und nicht über   95O    C unter innigem Rühren miteinander vermischt. Nach dem Wiedererkalten besitzt die Mischung die oben genannten Eigenschaften.



   Vereinigt man zum Beispiel eine Emulsionsgrundlage gemäss der Erfindung mit einem ölartigen Körper tierischer, pflanzlicher oder mineralischer Herkunft bis zum gleichen Mengenverhältnis wie das Produkt selbst, so entsteht eine Wasser-in-Öl-Emulsion. Verreibt man anderseits die Grundlage mit einem wässrigen Produkt, zum Beispiel Wasser, wässrigen Lösungen, hydrophilen Lösungsmitteln oder ähnlichen Erzeugnissen, so entsteht eine echte   Öl4n-    Wasser-Emulsion.



   Die so hergestellten Emulsionen weisen sämtliche nachweise Charakteristiken eines reinen Emulsionstyps auf und entsprechen auch strengsten Untersuchungsbestimmungen, wie zum Beispiel die Messung der elektrischen Leitfähigkeit erweist.



   So wurde zum Beispiel eine Emulsionsgrundlage aus 90 Teilen Glyzerin   DAB 6,    9 Teilen Cetylstearylalkohol und 1 Teil Cetyl-stearylsulfat hergestellt. Die zähe, glasige, cremige Masse von weisser Tönung erwies sich als makroskopisch homogen und zeigte bei der Probe auf elektrische Leitfähigkeit in allen Teilen einen gleichmässigen Wert des Stromdurchganges zwischen 0,004 und 0,005 Milliampere.  



  Die Mischung liess sich sowohl mit Wasser als auch mit Ö1 zu unentmischt haltbaren Emulsionen verdünnen. Für die Verdünnungsversuche mit Wasser wurde eine Menge von 20   O/o    Wasser zugesetzt, welches durch einen wasserlöslichen Farbstoff angefärbt war. Durch entsprechende   Fliesspapierversuche    sowie durch mikroskopische Untersuchungen konnte festgestellt werden, dass die äussere kontinuierliche Phase gefärbt und die innere disperse ölige Phase ungefärbt blieb. Die Leitfähigkeit stieg auf 0,16 Milliampere.



   Für die Verdünnungsversuche mit öligem Zusatzstoff wurde einmal ein fettes Ö1, nämlich Erdnussöl, und ein zweites Mal ein mineralisches Ö1, nämlich Paraffinöl, benutzt, gleichfalls je in Mengen von 20   O/o,    wobei das zugemischte Ö1 jeweils einen in Ö1, nicht aber in Wasser löslichen Farbstoff enthielt. Hier ergab die Untersuchung mittels Fliesspapier und Mikroskop, dass immer die äussere kontinuierliche Phase die gefärbte, die innere ungefärbte Phase aber die wässrige war. Die Leitfähigkeit fiel dementsprechend in beiden Fällen auf 0,001 Milliampere. Entsprechende Ergebnisse ergaben Verdünnungsversuche mit Mischungen von fettem und Mineralöl.



   Es zeigt sich also, dass je nach der zugesetzten Flüssigkeit eine entsprechende Phaseneinstellung der erzeugten Emulsion erfolgt.



   Um die oben angegebenen Werte der elektrischen Leitfähigkeit bei einer Spannung von 4,5 Volt beurteilen zu können, werden im folgenden einige Vergleichswerte des Stromdurchganges in Milliampere zusammengestellt: Glyzerin 0,003 mA Alkohol 96   Vol.O/o    0,002 mA Leitungswasser mittlerer Härte etwa 0,12 bis 0,15 mA
Ein besonderer Vorteil, der bei der Verwendung einer Emulsionsgrundlage nach der Erfindung für die Herstellung beliebiger Emulsionen der einen oder der andern Gruppe in Erscheinung tritt, liegt darin, dass infolge der leichten Emulgierung beim Einrühren der jeweiligen Zusatzstoffe in die Emulsionsgrundlage in der Kälte gearbeitet werden kann.

   Auf diese Weise ist es nämlich möglich, auch sehr flüchtige und wärmeempfindliche Stoffe ohne Verluste in die Emulsionsgrundlage einzuarbeiten, so dass diese Stoffe dann bei der späteren Verwendung der gebrauchsfertigen Emulsion infolge ihres niedrigen Siedepunktes oder ihrer sonstigen Wärmeempfindlichkeit sofort eine erhebliche Wirkung entfalten können.



   Das kann zum Beispiel wichtig sein für kosmetische Produkte, wenn also etwa öllösliche Wirkstoffe, wie ätherische Öle, Pfefferminzöl, Vitamin A und D, Kampfer, Balsam oder dergleichen, unter Benutzung der Emulsionsgrundlage nach der Erfindung zur Herstellung beständiger Emulsionen flüssiger oder salbenartiger Art verwendet werden.



   Durch die Erfindung wird, besonders für technische Zwecke, aber auch für den kosmetischen Gebrauch, ein Produkt geschaffen, welches in variabelster Form anwendbar ist, je nachdem, für welchen Verwendungszweck ein später damit hergestelltes Endprodukt gedacht ist.



   Der Fortschritt liegt für den technischen Sektor in der Möglichkeit der Einarbeitung von öligen bzw. wässrigen Lösungsmitteln oder aber in der Einarbeitung von öllöslichen bzw. nur in wässrigen Phasen löslichen Wirkstoffen; für den kosmetischen Sektor in der Einarbeitung von öligen bzw. wässrigen Rohstoffen oder aber auch hier Wirkstoffen, gemeinsam mit ihrem Lösungsmedium, welches sowohl öliger als wässriger Struktur sein kann, jeweils in ein und dieselbe Grundlage.



   Ein chemischer, technischer und kosmetischer Verarbeiter dieser Grundlage braucht also für die verschiedenartigsten Erzeugnisse nur eine einzige Grundlage zu verwenden, um in der Lage zu sein, diese für die mannigfaltigsten Zwecke haltbar zu verwenden. So können zum Beispiel Lösungsmittelfabriken sowohl ölige als auch wässrige Lösungsprodukte in ein und dasselbe Medium einarbeiten, ohne dass eine Trennung von Trägersubstanz und Wirksubstanz befürchtet zu werden braucht. Es können fernerhin bei der kosmetischen Verwendung öllösliche oder aber auch wasserlösliche Ingredienzien, zum Beispiel die wasserlösliche Borsäure oder Methylsalizylat, gemeinsam mit ihrem Lösungsmedium in ein und dieselbe Grundlage eingetragen werden, die man zudem durch Variationen noch kosmetisch wirksam ausbauen kann, ohne dass verschiedene Grundlagen verwendet zu werden brauchen.



   Es können auch weiterhin öllösliche bzw. wasserlösliche Schmiermittel mittels ein und derselben Grundlage hergestellt werden, die durch Einverleiben von geeigneten Zusätzen gewünschte Schmiereigenschaften aufweisen.



   Wie aus den weiter unten angegebenen Beispielen hervorgeht, ist die erfindungsgemäss zusammengesetzte neutrale Emulsionsgrundlage mit besonderem Vorteil verwendbar zur Herstellung solcher Mittel, die mit den Händen in Berührung kommen, wie Reinigungsmittel, Abbeizmittel, Schmiermittel und dergleichen. Die vorzugsweise Glyzerin enthaltende Emulsionsgrundlage greift die Haut nicht an, sondern schützt im Gegenteil die menschliche Haut und ist im Dauergebrauch unschädlich.



   Die Emulsionsgrundlage nach der Erfindung gestattet auch die Einverleibung fein verteilter nichtflüssiger Stoffe, um auf diese Weise Emulsionen oder Pasten bestimmter Eigenschaften herzustellen. So lässt sich zum Beispiel durch Einverleibung äusserst fein verteilter Kieselsäure eine Emulsion herstellen, deren Viskositätskurve besonders in dem wichtigen Bereich von 20 bis   600 C    viel flacher verläuft als die der als Emulsionsgrundlage dienenden Mischung selbst.



  Derartige fein verteilte Kieselsäure ist zum Beispiel unter dem Namen  Aerosil  im Handel. Es handelt sich dabei um ein ausserordentlich leichtes und flüssiges Produkt, welches chemisch die Zusammenset  zung SiO2 hat und gewonnen wird durch Zersetzung von Silicium-Tetrachlorid.



   In dem beiliegenden Diagramm wird der Einfluss von  Aerosil -Zusätzen in Mengen von 3 bzw. 2   O/o    zu der Emulsionsgrundlage gemäss der Erfindung veranschaulicht und gegenübergestellt der Viskositätskurve von   990/obigem    Glyzerin einerseits und der Viskositätskurve der Emulsionsgrundlage ohne Zusatz.



   Kurve Nr. 1 stellt die Viskositätskurve von   990ioigem    Glyzerin dar. Bei steigenden Temperaturen hat die Kurve einen gleichmässigen und flachen Verlauf. Diese Kurve dient nur als Anhaltspunkt für das wichtigste Rohmaterial.



   Kurve Nr. 2 stellt die Viskositätskurve eines Beispiels einer Mischung gemäss der Erfindung dar, welche als mehrwertigen Alkohol Glyzerin enthält. Im Temperaturbereich zwischen 10 und   40"    C sieht man bereits eine deutliche Abflachung. Die Viskositätsgrenzen liegen naturgemäss höher als bei dem reinen Glyzerin. Sie nähern sich aber ab   65"    C wieder denen des Glyzerins, da bei dieser Temperatur eine Verflüssigung der Emulsion einsetzt.



   Kurve Nr. 3 betrifft die obige Mischung mit einer Zugabe von 3   o/o       Aerosil .    Hier sieht man ganz deutlich einen enormen Viskositätszuwachs, der sich ganz besonders im Temperaturbereich zwischen 20 und   60"    C bemerkbar macht. Ab dort kommt ein sehr schneller   Abstieg,    der wieder bei etwa   65o C    der Temperatur, in der sich die Emulsion verflüssigt, rapid nach unten geht.



   Wie die Kurven zeigen, eröffnet der Zusatz der kolloiden Kieselsäure  Aerosil  die Möglichkeit, bei der Herstellung von Emulsionen ohne Einbusse an Viskosität die Menge der Emulsionsgrundlage herabzusetzen. So wurde zum Beispiel bei Zugabe von nur 2   o/o    Zugabe von  Aerosil  die Kurve Nr. 4 erhalten.



  Bei   û  C    liegt hier der   Viskositätspunkt    niedriger als bei Kurve Nr. 2, aber in dem Temperaturbereich zwischen 10 und   600 C    ist ein ausserordentlich flacher Viskositätsabfall vorhanden, also genau das, worauf es für gewisse Zwecke ankommt. Erst wieder bei höheren Temperaturen, in denen die Emulsion sehr schnell sehr viel dünner wird, sinkt die Kurve, um dann wiederum ab   65"    C, dem Verflüssigungspunkt, rapid nach unten zu fallen.

   Durch das  Aerosil  könnten die Mengen zugegebenen Fettalkohols und Fettalkoholsulfates verringert werden, trotzdem liegt die Viskosität in den gleichen Temperaturbereichen und hier vor allen Dingen in den wichtigsten zwischen
10 und   600 C    erheblich höher, als es bei der reinen Emulsionsgrundlage nach der Erfindung der Fall war.



   Für die Herstellung der als Emulsionsgrundlage dienenden Mischung genügt ein einmaliges Erwärmen auf 900 C und anschliessendes sofortiges Wiederabkühlen. Das Erwärmen hat nur den Zweck, die Fettalkohole zum Schmelzen zu bringen. Sind sie einmal geschmolzen und ist dann die innige Vereinigung mit den Rohstoffen 1 und 3 zustande gekommen, so kann ohne weiteres sofort gekühlt werden.



   Beispiel 1
Herstellung eines Reinigungsmittels:
90 Teile Monoäthylenglykol werden mit 9 Teilen eines Fettalkohols der Gruppe C 20 und 1 Teil Fettalkoholsulfat ebenfalls der Gruppe C 20 auf   90"    C erwärmt. und anschliessend unter fortwährendem Rühren wieder abgekühlt. Es entsteht eine feste, etwas zähe, weisse Salbe. Diese Salbe wird mit 50   O/o    ihres Eigengewichtes eines 950/oigen Alkohols versetzt. Man erhält ein hervorragendes Reinigungsmittel, insbesondere für Fettverschmutzungen. Rückstände des Reinigungsmittels selber können mit warmem Wasser abgewaschen werden.



   Beispiel 2
Herstellung eines   Abbeizmittels    für   Ölfarben:   
90 Teile Monoäthylenglykol werden mit 9 Teilen Stearylalkohol (C 18) und 1 Teil Stearylsulfat unter Erwärmen innig miteinander verbunden und anschliessend unter fortwährendem Rühren gekühlt.



   Es entsteht eine weisse, konsistente Salbe. In dieses Produkt wird nunmehr   30 ovo    Wasserglas (flüssiges   Alkalisilikat - Natron-Wasserglas,    37/40 Be. -) gerechnet vom Gewichtsanteil der Grundsubstanz, zugegeben und innig miteinander verrührt.



   Man erhält ein Abbeizmittel, welches man mittels eines Spachtels lediglich auf alte Ölfarbenanstriche aufzubringen und dort über Nacht oder während einiger Stunden einwirken zu lassen braucht, um es dann mittels eines scharfen Spachtels gemeinsam mit der zu lösenden Ölfarbe wieder zu entfernen. Der besondere Vorteil eines so zubereiteten Produktes liegt darin, dass es ausserdem gleichzeitig Trägersubstanz der alten Ölfarbenreste geworden ist.



   Beispiel 3
Herstellung eines Abbeizmittels vorwiegend für   Zelluloselacke:   
Das Grundprodukt wird wie unter Beispiel 2 bereitet, und es werden anschliessend 50 Gewichtsprozente Tetralin eingearbeitet. Die Anwendung erfolgt wie in Beispiel 2.



   Beispiel 4
Herstellung eines Schmiermittels:
Es werden 90 Teile Triäthylenglykol mit 9 Teilen eines Gemisches von   Fettalkoholen    der Gruppe C 16 bis C 18 sowie 1 Teil   Fettalkoholsulfat - ebenfalls    gemischt aus den Gruppen C 16 und C 18 - unter Erwärmen miteinander verschmolzen; sodann wird durch ständiges Rühren und Kühlen eine feste weisse Salbe erhalten. In diese Salbe werden   20  /o    eines fetten mineralischen Öls eingerührt. Man erhält ein sicher wirkendes Schmiermittel, das ein Festreiben von Metall auf Metall absolut verhindert.

   Bei Verwendung von Triäthylenglykol und Fettalkoholen höherer Molekulargruppen und ebenfalls Fettalkoholsulfaten einer höheren Molekulargruppe können Ö1zusätze bis zum Doppelten des verwendeten Grundmediums eingearbeitet werden, ohne dass eine Trennung der Emulsion zu befürchten ist.  



   Die Auswahl der verwendeten Polyglykole und Fettalkohole kann weitestgehend je nach dem Verwendungszweck und den Festigkeitseigenschaften der Rohstoffe 1 und 3 variiert werden. So kommen also mehr oder weniger beliebige Kombinationen in Betracht, und die erhaltenen Produkte werden sich lediglich durch ihre innere Festigkeit voneinander unterscheiden.



   Es stehen also je nach der angestrebten Konsistenz der erhaltenen Produkte die verschiedenen Möglichkeiten bei der Auswahl der Ausgangsstoffe zur Verfügung. So können als viskose mehrwertige Alkohole zum Beispiel verwendet werden:
Mono-, Di-, Tri- oder andere flüssige Polyäthylenglykole, Glyzerin, Propylenglykol, Polypropylenglykole,   1,3-,    1,4- und   2,3-Butylenglykol;    dreiwertige Alkohole, zum Beispiel   1,2,3-Butan-    triol, 3-Methyl-1,2,3-hexantriol, 4-, 5- und 6wertige aliphatische Alkohole, wie Erythrit, Pentaerythrit, Mannit und Sorbit, sowie ähnliche Rohstoffe mit einer ähnlich spezifischen Dichte und Konsistenz.



   Für die Mischungsbestandteile 2 und 3 können die gebräuchlichsten höheren Fettalkohole und die entsprechenden Sulfate verwendet werden, also zum Beispiel aus der gesättigten Reihe die Stearylverbindungen, die Cetylverbindungen, aus der ungesättigten Reihe die Oleylverbindungen usf.



   Aus den genannten variablen Möglichkeiten ergibt sich die vielseitige Anwendung der erfindungsgemässen Mischung.



   Das mag noch an folgendem Beispiel erläutert werden:
In dem obigen Beispiel 2 wurde Wasserglas erwähnt als Bestandteil einer stark abbeizenden Lauge.



  Mann kann ohne weiteres auch reine Natronlauge verwenden. Diese reine Natronlauge ist aber weniger viskos als das Wasserglas. Man kann deswegen bei gleicher Zusammensetzung der Grundlage wesentlich weniger dieses weniger viskosen Stoffes einarbeiten. Oder man kann als Rohstoff 1 von vornherein schon einen höher viskosen Stoff wählen oder aber wenn man dies nicht will - kann man Fettalkohole und Fettalkoholsulfate höheren Molekulargewichts wählen.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE I. Zur Bildung von Emulsionen befähigte Mischung, dadurch gekennzeichnet, dass sie etwa 90 Teile einer viskosen organischen Verbindung mit wenigstens zwei alkoholischen OH-Gruppen, etwa 9 Teile eines Fettalkohols mit wenigstens 14 Kohlenstoffatomen im Molekül und etwa 1 Teil eines höheren Fettalkoholsulfats enthält.

   II. Verfahren zur Herstellung einer Mischung nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangsstoffe bei Temperaturen zwischen 60 und 95O C miteinander verrührt werden, worauf die Mischung abgekühlt wird.

   III. Verwendung der Mischung gemäss Patentanspruch I zur Herstellung von nicht für arzneiliche Zwecke bestimmten Emulsionen.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Mischung nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass auch das höhere Fettalkoholsulfat wenigstens 14 Kohlenstoffatome im Molekül enthält.

   2. Mischung nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, das als viskose, wenigstens zwei OH Gruppen aufweisende Stoffe Mono-, Di-, Tri- oder andere flüssige Polyäthylenglykole, Glyzerin, Propylenglykol, Polypropylenglykole, 1,3-, 1,4- oder 2,3-Butylenglykol, dreiwertige Alkohole, zum Beispiel 1,2,3-Butantriol, 3-Methyl-1, 2, 3-hexantriol, 4-, 5- und 6-wertige aliphatische Alkohole, wie Erythrit, Pentaerythrit, Mannit und Sorbit, verwendet werden.

   3. Mischung nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das Fettalkoholsulfat dieselbe Anzahl von Kohlenstoffatomen im Molekül aufweist wie der Fettalkohol.

   4. Mischung nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass sie ausserdem 2 bis 3 Teile kolloidaler Kieselsäure enthält.

   5. Verfahren nach Patentanspruch III zur Herstellung von zur Verwendung als Reinigungsmittel bestimmten Emulsionen, dadurch gekennzeichnet, dass wässrige oder ölige Lösungen zu Emulsionen verarbeitet werden.

   6. Verfahren nach Patentanspruch III zur Herstellung von wärmeempfindliche Stoffe enthaltenden Emulsionen, dadurch gekennzeichnet, dass die Herstellung der Emulsionen in der Kälte erfolgt.