DE19805671A1

DE19805671A1 - Verfahren zur Herstellung von trübungsfreien Detergensgemischen

Info

Publication number: DE19805671A1
Application number: DE19805671A
Authority: DE
Inventors: Norbert Boyxen; Frank Clasen; Hermann Hensen; Celia Kosboth; Werner Seipel
Original assignee: Henkel AG and Co KGaA
Current assignee: Cognis IP Management GmbH
Priority date: 1998-02-12
Filing date: 1998-02-12
Publication date: 1999-08-19
Anticipated expiration: 2018-02-13
Also published as: DE19805671C2

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft die Herstellung von Detergensgemischen, die auch bei längerer Lagerung keine Trübung aufweisen und eine hinreichend konstante Viskosität aufweisen, durch Abmischung von aus gewählten anionischen und nichtionischen Tensiden innerhalb sehr enger Mischungsverhältnisse.

Stand der Technik

Monoglyceridsulfate stellen anionische Tenside dar, die hinsichtlich ihrer anwendungstechnischen und dermatologischen Eigenschaften mit Alkylethersulfaten verglichen werden können, jedoch frei von Ethylenoxid sind und auf Basis pflanzlicher Rohstoffe - beispielsweise Kokosöl - hergestellt werden können. Im Markt besteht zwar ein sehr reges Interesse an diesem tensidischen Rohstoff, von Nachteil wird jedoch empfunden, daß die wäßrigen Zubereitungen der Monoglyceridsulfate auch bei optimaler Prozeßführung rasch eintrüben und unansehnlich werden.

In diesem Zusammenhang sei auf die internationale Patentanmeldung WO 95/06702 (Henkel) hinge wiesen, welche zahlreiche oberflächenaktive Zubereitungen offenbart, die Monoglyceridsulfate und Alkylglucoside im Gewichtsverhältnis 50 : 50 enthalten, Gegenstand der WO 95/05798 (Henkel) sind wäßrige Rasiermittel, die die gleiche Zusammensetzung aufweisen.

Die komplexe Aufgabe der vorliegenden Erfindung hat daher darin bestanden, Monoglycerid(ether)- sulfate in solcher Weise mit anderen Tensiden abzumischen, daß Austrübungen bei Lagerung zuver lässig vermieden werden. Gleichzeitig sollten die Mischungen natürlich keine schlechteren Schaum- und Reinigungseigenschaften als die Monoglycerid(ether)sulfate aufweisen und über mindestens gleich gute ökologische und dermatologische Eigenschaften verfügen. Schließlich bestand die Anforderung, daß die Mischungen bei Feststoffgehalten um 35 Gew.-% eine Viskosität aufweisen, die das Umpumpen ermöglicht, und die sich bei Lagerung möglichst konstant bleibt.

Beschreibung der Erfindung

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von trübungsfreien Detergensgemischen, welches sich dadurch auszeichnet, daß man - bezogen auf den Feststoffgehalt -

(a) Monoglycerid(ether)sulfate und
(b) Alkyl- und/oder Alkenyloligoglykoside

im Gewichtsverhältnis (a) : (b) von 50,5 : 49,5 bis 52,0 : 48 abmischt.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß Mischungen der beiden Komponenten (a) und (b) im angegebenen sehr engen Gewichtsverhältnis auch bei längerer Lagerung nicht austrüben und dabei eine ausreichende, jedoch nicht zu hohe Viskosität aufweisen, so daß sie jederzeit pumpbar sind. Dies ist um so erstaunlicher als daß jede der beiden einzelnen Komponenten unterhalb von 40°C sehr rasch austrübt und sich auch die aus dem Stand der Technik bekannten 50 : 50-Gemische nicht besser verhalten. Die Erfindung schließt ferner die Erkenntnis ein, daß die Mischungen eine synergistische Verstärkung im Schaum- und Reinigungsverhalten aufweisen und ausgezeichnete ökotoxikologische Eigenschaften aufweisen.

Monoglycerid(ether)sulfate

Monoglyceridsulfate und Monoglyceridethersulfate, die die Komponente (a) bilden, stellen bekannte anionische Tenside dar, die nach den einschlägigen Methoden der präparativen organischen Chemie erhalten werden können. Üblicherweise geht man zu ihrer Herstellung von Triglyceriden aus, die gegebenenfalls nach Ethoxylierung zu den Monoglyceriden umgeestert und nachfolgend sulfatiert und neutralisiert werden. Gleichfalls ist es möglich, die Partialglyceride mit geeigneten Sulfatierungsmitteln, vorzugsweise gasförmiges Schwefeltrioxid oder Chlorsulfonsäure umzusetzen [vgl. EP-B1 0561825, EP-B1 0561999 (Henkel)]. Die neutralisierten Stoffe können - falls gewünscht - einer Ultrafiltration un terworfen werden, um den Elektrolytgehalt auf ein gewünschtes Maß zu vermindern [DE-A1 42 04 700 (Henkel)]. Übersichten zur Chemie der Monoglyceridsulfate sind beispielsweise von A. K. Biswas et al. in J.Am.Oil.Chem.Soc. 37, 171 (1960) und F. U. Ahmed J.Am.Oil.Chem.Soc. 67, 8 (1990) erschienen. Die im Sinne der Erfindung einzusetzenden Monoglycerid(ether)sulfate folgen vorzugsweise der Formel (I),

in der R¹CO für einen linearen oder verzweigten Acylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, x, y und z in Summe für 0 oder für Zahlen von 1 bis 30, vorzugsweise 2 bis 10, und X für ein Alkali- oder Erdalka limetall steht. Typische Beispiele für im Sinne der Erfindung geeignete Monoglycerid(ether)sulfate sind die Umsetzungsprodukte von Laurinsäuremonoglycerid, Kokosfettsäuremonoglycerid, Palmitinsäure monoglycerid, Stearinsäuremonoglycerid, Ölsäuremonoglycerid und Talgfettsäuremonoglycerid sowie deren Ethylenoxidaddukte mit Schwefeltrioxid oder Chlorsulfonsäure in Form ihrer Natriumsalze. Vor zugsweise werden Monoglyceridsulfate der Formel (I) eingesetzt, in der R¹CO für einen linearen Acyl rest mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen steht.

Alkyl- und/oder Alkenyloligoglykoside

Alkyl- und Alkenyloligoglykoside (Komponente (b) stellen bekannte nichtionische Tenside dar, die der Formel (II) folgen,

R²O-[G]p (II)

in der R² für einen Alkyl- und/oder Alkenylrest mit 4 bis 22 Kohlenstoffatomen, G für einen Zuckerrest mit 5 oder 6 Kohlenstoffatomen und p für Zahlen von 1 bis 10 steht. Sie können nach den einschlä gigen Verfahren der präparativen organischen Chemie erhalten werden. Stellvertretend für das umfang reiche Schrifttum sei hier auf die Übersichtsarbeit von Biermann et al. in Starch/Stärke 45, 281 (1993), B. Salka in Cosm.Toil. 108, 89 (1993) sowie J. Kahre et al. in SÖFW-Journal Heft 8, 598 (1995) ver wiesen. Die Alkyl- und/oder Alkenyloligoglykoside können sich von Aldosen bzw. Ketosen mit 5 oder 6 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise der Glucose ableiten. Die bevorzugten Alkyl- und/oder Alkenyl oligoglykoside sind somit Alkyl- und/oder Alkenyloligoglucoside. Die Indexzahl p in der allgemeinen Formel (II) gibt den Oligomerisierungsgrad (DP), d. h. die Verteilung von Mono- und Oligoglykosiden an und steht für eine Zahl zwischen 1 und 10, Während p in einer gegebenen Verbindung stets ganzzahlig sein muß und hier vor allem die Werte p=1 bis 6 annehmen kann, ist der Wert p für ein bestimmtes Alkyloligoglykosid eine analytisch ermittelte rechnerische Größe, die meistens eine gebrochene Zahl darstellt. Vorzugsweise werden Alkyl- und/oder Alkenyloligoglykoside mit einem mittleren Oligo merisierungsgrad p von 1,1 bis 3,0 eingesetzt. Aus anwendungstechnischer Sicht sind solche Al kyl- und/oder Alkenyloligoglykoside bevorzugt, deren Oligomerisierungsgrad kleiner als 1,7 ist und insbe sondere zwischen 1,2 und 1,4 liegt. Der Alkyl- bzw. Alkenylrest R² kann sich von primären Alkoholen mit 4 bis 11, vorzugsweise 8 bis 10 Kohlenstoffatomen ableiten, Typische Beispiele sind Butanol, Capronalkohol, Caprylalkohol, Caprinalkohol und Undecylalkohol sowie deren technische Mischungen, wie sie beispielsweise bei der Hydrierung von technischen Fettsäuremethylestern oder im Verlauf der Hydrierung von Aldehyden aus der Roelen'schen Oxosynthese erhalten werden. Bevorzugt sind Alkyloligoglucoside der Kettenlänge C₈-C₁₀ (DP = 1 bis 3), die als Vorlauf bei der destillativen Auftren nung von technischem C₈-C₁₈-Kokosfettalkohol anfallen und mit einem Anteil von weniger als 6 Gew.-% C₁₂-Alkohol verunreinigt sein können sowie Alkyloligoglucoside auf Basis technischer C_9/10-Oxoalkohole (DP=1 bis 3). Der Alkyl- bzw. Alkenylrest R² kann sich ferner auch von primären Alkoholen mit 12 bis 22, vorzugsweise 12 bis 14 Kohlenstoffatomen ableiten. Typische Beispiele sind Laurylalkohol, My ristylalkohol, Cetylalkohol, Palmoleylalkohol, Stearylalkohol, Isostearylalkohol, Oleylalkohol, Elaidylal kohol, Petroselinylalkohol, Arachylalkohol, Gadoleylalkohol, Behenylalkohol, Erucylalkohol, Brassidylal kohol sowie deren technische Gemische, die wie oben beschrieben erhalten werden können. Bevorzugt sind Alkyloligoglucoside auf Basis von gehärtetem C_12/14-Kokosalkohol mit einem DP von 1 bis 3.

Detergensgemische

Die Vermischung der beiden Inhaltsstoffe, vorzugsweise Kokosmonoglyceridsulfate und Kokosalkyl glucoside, kann in an sich bekannter Weise erfolgen, d. h. entweder durch Vorlegen der einen und Zugabe der anderen Komponente oder durch kontinuierliches Dosieren und Homogenisieren beider Stoffe in eine wäßrige Vorlage erfolgen; dies kann bei Raumtemperatur erfolgen, in der Regel wird man jedoch Temperaturen im Bereich von 30 bis 50°C bevorzugen. Auf diese Weise werden Mischungen hergestellt, die einen Feststoffgehalt von 25 bis 40 und insbesondere 30 bis 35 Gew.-% aufweisen. Falls gewünscht, können die Mischungen durch Zugabe von 0,1 bis 2 Gew.-% gebräuchlicher Konservierungsmittel vor mikrobiellem Befall geschützt werden. In einer besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann man Sorbinsäure einsetzen, da dieses Konservierungsmittel die Mischung gleichzeitig verdickt und auf einen vorteilhaften pH-Wert im Bereich von 5,5 bis 6,2 einstellt. Auf diese Weise lassen sich Detergensgemische herstellen, die unmittelbar nach der Herstellung eine Ausgangsviskosität nach Brookfield (20°C, 10 Upm, Spindel 1) im Bereich von 2.000 bis 8.000 mPas und nach Lagerung von 4.000 bis 12.000 mPas aufweisen und daher für weitere Verwendungen bestens geeignet sind.

Gewerbliche Anwendbarkeit

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältlichen Detergensgemische lassen sich zur Herstellung vielfältiger oberflächenaktiver Produkte verwenden, als da beispielsweise sind: Kosme tische bzw. pharmazeutische Zubereitungen, wie Haarshampoos, Haarkuren, Haarspülungen, Haarfär bemittel, Dauerwellmittel, Duschbäder, Schaumbäder, Stückseifen, Hautcremes, Hautlotionen, Sonnen schutzmittel, Zahnpasten und dergleichen oder Wasch-, Spül-, Reinigungs- und Avivagemittel, wie flüssige oder pulverförmige Universal- und Feinwaschmittel, Handgeschirrspülmittel, Klarspüler, Weich spüler und so weiter, in denen sie in Mengen von 0,1 bis 50, vorzugsweise 1 bis 40 und insbesondere 5 bis 25 Gew.-% - bezogen auf die Mittel - enthalten sein können.

Beispiele

Die nachfolgenden Zubereitungen der Komponenten (a) und (b) wurde durch Vermischen und Homo genisieren der Ausgangsstoffe bei 40°C hergestellt. Die Viskosität der 32gew.-%igen wäßrigen Zubereitungen wurde unmittelbar nach der Herstellung sowie nach einer Lagerung von 4 Wochen bei 40°C wurde in einem Brookfield RVT-Viskosimeter (10 Upm, Spindel 1) untersucht. Die Trübung wurde subjektiv beurteilt, wobei (+++) keine Trübung, (++) leichte Trübung, (+) erkennbare Trübung und (-) starke Trübung bedeuten. Die Zusammensetzungen und Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammenge faßt. Die Beispiele 1 bis 4 sind erfindungsgemäß, die Beispiele V1 bis V3 dienen zum Vergleich.

Tabelle 1

Viskosität und Trübungsverhalten (Mengenangaben als Gew.-%)

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von trübungsfreien Detergensgemischen, dadurch gekennzeichnet, daß man - bezogen auf den Feststoffgehalt -

(a) Monoglycerid(ether)sulfate und
(b) Alkyl- und/oder Alkenyloligoglykoside
im Gewichtsverhältnis (a) : (b) von 50,5 : 49,5 bis 52,0 : 48 abmischt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Monoglycerid(ether)sulfate der Formel (I) einsetzt,
in der R¹CO für einen linearen oder verzweigten Acylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, x, y und z in Summe für 0 oder für Zahlen von 1 bis 30 und X für ein Alkali- oder Erdalkalimetall steht.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man Alkyl- und/oder Alkenyloligoglykoside der Formel (II) einsetzt,
R²O-[G]p (II)
in der R² für einen Alkyl- und/oder Alkenylrest mit 4 bis 22 Kohlenstoffatomen, G für einen Zucker rest mit 5 oder 6 Kohlenstoffatomen und p für Zahlen von 1 bis 10 steht.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man Kokosmonoglycerid sulfate und Kokosalkylglucoside einsetzt.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man Detergensgemische mit einem Feststoffgehalt im Bereich von 25 bis 40 Gew.-% herstellt.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man die Detergensge mische durch Zugabe von Sorbinsäure konserviert und verdickt.

7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man Detergensgemische mit einer Ausgangsviskosität nach Brookfield im Bereich von 2.000 bis 6.000 mPas (20°C, 10 Upm, Spindel 1) herstellt.