DE2132533A1

DE2132533A1 - Seifenmasse

Info

Publication number: DE2132533A1
Application number: DE19712132533
Authority: DE
Inventors: Dr Hellsten Karl Martin Edvin; Klingberg Anders William
Original assignee: Mo och Domsjo AB
Current assignee: Mo och Domsjo AB
Priority date: 1970-07-02
Filing date: 1971-06-30
Publication date: 1972-01-20
Also published as: FI55050B; NO135992C; DK134568B; NO135992B; DK134568C; GB1319186A; US3850834A; FI55050C; SE347013B

Description

Anmelder: Mo och Doms jö AB, ürnsköldsvik, Schweden

Seifenmasse

Die Erfindung "bezieht sich auf eine Seifenmasse bzw. Seifenrezeptur, mit der Fähigkeit, Kalkseifen zu dispergieren.

Die Ablagerung von Kalkseifen auf Textilien und Waschgefäßen gehört zu den störendsten Nachteilen bei der Verwendung von Fettsäureseifen. Es wurde bereits versucht, dieses Problem zu lösen, indem das verwendete Wasser weich gemacht oder oberflächenaktive Mittel in den Seifenansatz oder die Seifenlösung eingeführt wurden, wobei die oberflächenaktiven Mittel die Kalkseifen unter Bildung eines stabilen kolloidalen Systems dispergierten. So befinden sich im Handel spezielle Badezubereitungen, die dem Wasser zugesetzt werden und die den Hauptzweck haben, die Bildung von Kalkseifenansätzen, beispielsweise in Badewannen, zu verhindern. Bei Toilettenseifen und Waschmitteln auf Seifenbasis hat es sich andererseits am vorteilhaftesten erwiesen, wenn das Dispergiermittel direkt in das Seifenprodukt eingemischt werden kann. Es wurden zahlreiche Dispergiermittel dieser Art vorgeschlagen und angewendet. In einem Artikel von N. Schönfeldt, J.Am.Chem.Soc. 45 (1968) S. bü-82, werden einige der wichtigsten, zu diesem Zweck ver-

beschrieben. Aus diesem Artikel ist

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ersichtlich, daß bei einer aus Natriumoleat bestehenden Seife ein praktisch vollständiges Dispergieren der Kalkseife erzielt wird, wenn 2 bis 5 Gew.^ Nonylphenol- oder Talgfettalkohol-Äthylenoxydaddukte, bezogen auf die Menge der Seife, zugesetzt werden. Ein anderes, gut bekanntes Dispergiermittel, das nach diesem Artikel ausgezeichnete Dispergiereigenschaften für Kalkseife zeigt, ist Natrium-triäthylenglykol-lauryläthersulfat, das in einer Menge von 5 Gew.$ zugesetzt werden muß. Wenn andererseits Natriumdodecylbenzolsulfonat oder Natriumlaury!sulfat verwendet wird, so muß die Zugabe etwa 100 Gew.^₁ bezogen auf die Menge der Seife, betragen, damit eine zufriedenstellende Dispersion der Kalkseife erzielt wird.

Es ist in diesem Zusammenhang jedoch wesentlich, daß man sich vor Augen hält, daß alle diese Ergebnisse bei Verwendung von Uatriumoleat als Seife erhalten wurden und daß das Dispergieren bei 95 C stattgefunden hat. Wenn andererseits die Versuche mit einer normalen Toilettenseife-Masse durchgeführt werden, die als Grundlage 20 Gew.% Kokosfettsäuren und 80 Gew.$ Talgiettsäuren enthält, und wenn dabei eine Temperatur von 40⁰C eingehalten wird, so müssen 10 Gew.%, bezogen auf das Gewicht der Seife, ■lieser Ithylenoxydaddukte oder 5 Gew.f Natriumlauryläthersulfat zugegeben werden, damit ein zufriedenstellendes Dispergieren ersielt wird. Toilettenseife-Massen, die mehr als 5 <f_o Alkyläthersulfat enthalten, werden beispielsweise in der Brit. Patentschrift 945 062 beschrieben .Das Zumischen eines nichtionischen oberflächenaktiven Mittels oder eines Alkyläthersulfats zu Toilettenseife in einer Menge von 4 bis 5 Gew.%, bezogen auf das Gewicht der Seife, führt jedoch zu einer ungünstigen Veränderung der physikalischen Eigenschaften der Seife. Dies wird vor allem durch erhöhte Neigung zur Rißbildung der Seife und durch eine erhöhte Quellrate bei Berührung mit einer feuchten Unterlage ersichtlich. Die Möglichkeit, die erforderliche Menge des Dispergiermittels auf 3 $ oder weniger zu vermindern, ist daher außerordentlich wünschenswert, da die normalen physikalischen Eigenschaften der Seife dann beibehalten werden können. Zum gegenwärtigen Zeitpunkt existiert keine

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Toilettenseife mit guten Dispergiervermögen für Kalkseife, die eine geringe Menge eines zugemischten Dispergiermittels enthält.

Bei Seifenpulver führt das Zumischen von 5 $ eines Dispergiermittels in Form eines nicht-ionischen oberflächenaktiven Mitteli zu dem Nachteil, daß das Pulver weich und klebrig wird und sich daher schwierig transportieren und bei der Herstellung durch ein Sieb passieren läßt. In Seifenpulver wird daher ein niedriger Anteil an nicht-ionischem oberflächenaktivem Mittel zusammen mit Tripolyphosphat zum Dispergieren der Kalkseife verwendet. Ein Zusatz von 4 bis 5 i<> eines Dispergiermittels in Form eines anionischen oberflächenaktiven Mittels, beispielsweise des Alkyläthersulfat-Typs, bewirkt im allgemeinen keine Änderung der physikalischen Eigenschaften des Seifenpulvers, führt jedoch zu einer unerwünschten Stabilisation des Schaums in der Waschlösung, was besonders ungünstig beim Waschen in Trommelwaschmaschinen ist. Es besteht daher auch bei Waschpulvern auf Seifenbasis ein starkes Bedürfnis, den Zusatz eines Kalkseifen-Dispergiermittels so niedrig wie möglich zu halten.

Ein zufriedenstellendes Dispergieren von Kalkseife kann erreicht werden, wenn das Seifenprodukt mindestens 20 $ an freien Fettsäuren, bezogen auf die Menge der vorliegenden Seife, enthält. Auf diese Weise ist es möglich, sowohl Toilettenseife als auch Seifenpulver herzustellen. Die freien Fettsäuren zeigen jedoch eine ausgeprägte Neigung zum Ranzigwerden und erfordern daher wirksame Oxydationsinhibitoren, wodurch die Herstellungskosten des Produkts proportional dem Anteil an Fettsäure erhöht werden. Es ist ersichtlich, daß der hohe Anteil an freier Fettsäure außerdem zu einer beträchtlichen Preiserhöhung führt. Es ist daher sehr wünschenswert, zu versuchen, diesen Gehalt so stark wie möglich zu vermindern.

Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß eine praktisch vollständige Dispersion von Kalkseifen im Maß ihrer Bildung bei

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4O⁰G und einer Konzentration von 1 g Seife pro Liter Wasser einer Härte von 20° dH erzielt wird, wenn Seife mit

a) 5-15 Gew.^ freier Fettsäure mit 10-22 Kohlenstoffatomen und

b) 0.5-3 Gew.^ eines Äthersulfats der allgemeinen Formel

R₁ - (R₂)_n - OSO₅M

vermischt wird, in der R₁ eine Alky!gruppe mit 10-20 Kohlenstoffatomen oder eine Alkylphenolgruppe mit 8-15 Kohlenstoffatomen in der Alkylkette, M ein Alkalimetall oder ein Amin, Rp einen von Äthylenoxyd, Propylenoxyd, Butylenoxyd oder Gemischen dieser Verbindungen abgeleiteten Alkylenoxyd-Rest und η eine Zahl von 1-10 bedeuten.

Das Zumischen der freien Fettsäure und des Alkyläthersulfats verursacht keine merkliche Veränderung der physikalischen Eigenschaften der Seifenmasse im Hinblick auf Rißbildung und Quellen.

Die erfindungsgemäß verwendeten freien Fettsäuren umfassen gesättigte oder ungesättigte reine oder gemischte Fettsäuren mit 10-20 Kohlenstoffatomen wie sie gewöhnlich bei der Herstellung von Toilettenseifen und Waschmitteln auf Seifenbasis verwendet werden. Unter gesättigten und ungesättigten Fettsäuren werden gesättigte Fettsäuren bevorzugt, weil sie stabiler sind und nicht so leicht oxydieren, wie die ungesättigten Einige Beispiele für Fettsäuren, die sich für die Zwecke der Erfindung eignen, sind Caprinsäure, Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Hexadecensäure, Stearinsäure, ölsäure, Linolsäure, Linolensäure, Arachinsäure, Eicosensäure, Behensäure. Besonders geeignete Fettsäuren sind die gesättigten Säuren Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure und Stearinsäure sowie die ungesättigten Säuren Ölsäure und Linolsäure, oder Fettsäur egemi sehe, die zum überwiegenden Anteil aus einer oder mehrerer dieser Säuren bestehen. Die freien Fettsäuren werden in einer Menge von 5 bis 15 ^, vorzugsweise 5 bis 12 jü und insbesondere 6 bis 10 $, bezogen auf das Gewicht der Seife,

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zugesetzt,

Die erfindungsgemäß verwendbaren ÄthersuIfa te sind Verbindungen der allgemeinen Formel

R₁ - (OR₂)_n - OSO₅M

in der R₁ eine Alkylgruppe mit 10-20 Kohlenstoffatomen oder eine Alkylphenolgruppe mit einer 8-15 Kohlenstoffatome enthaltenden Alky!kette, R₂ einenAlkylenoxyd-Rest, der von Äthylenoxyd, Propylenoxyd, Butylenoxyd oder Gemischen dieser Verbindungen abgeleitet ist, M ein Alkalimetall oder ein Amin und η eine Zahl von 1-10 bedeuten.

Die in der Seife vorliegende Menge an Äthersulfat soll 0.5-3 $ vorzugsweise 0.5-2.5 $>, bezogen auf das Gewicht der Seife, betragen.

Diese Äthersulfate können durch Zusetzen von Äthylenoxyd, Propylenoxyd, Butylenoxyd oder Gemischen dieser Alkylenoxyde in an sich bekannter Weise zu geeigneten fettalkoholen oder Alkyl phenolen hergestellt werden, wobei die entsprechenden Fettalkohol- und Alkylphenol-Addukte mit variierender Anzahl an Alkoxydeinheiten erhalten werden. Das Molverhältnis der Reaktanten muß jedoch so gewählt werden, daß durchschnittlich 1-10, vorzugsweise 1-4 Mol Alkylenoxyd pro Mol des Fettalkohols oder Alkylphenols angelagert werden. Diese erhaltenen Addukte werden dann in bekannter Weise mit einem geeigneten sulfatisierenden Mittel, wie Schwefelsäure, Chlorsulfonsäure, Oleum, Schwefeltrioxyd oder Sulfaminsäure zu den entsprechenden Sulfatierungsprodukten umgesetzt. Gewöhnlich werden die Natriumsalze der Äthersulfate bevorzugt, weil sie im allgemeinen den Seifen die beste Konsistenz verleihen. Als Beispiele für geeignete Äthersulfate seien folgende Verbindungen genannt:

Lauryläthersulfate des Typs C₁₂H₂₅(OG₂H₄)OSO₃Na Myristyläthersulfate des Typs C^H^COCgH^OSO^Na

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Getyläthersulfate des Typs C₁₆H₅₅(OC₂H₄)OSO₅Na ·

Stearyläthersulfate des Typs C-J₈H₅^ (OC₂H₄ J₂OSO₅Na

Nonylphenoläthersulfate des Typs C₉H₁Q-C₆H₄(OC₂H₄J₄OSO₅Na

CetyläthersuIfate des Typs C₁₆H₅₅(OC₅H₆)(C₂H₄J₂OSO₅Na

Die Erfindung wird ausführlicLsr durch die nachstehenden Beispiele veranschaulicht.

Beispiel 1

In einen 100 ml-Meßzylinder wurden 20 ml einer 0.5$igen Lösung einer sogenannten Seifenbasis für Toilettenseife eingeführt, die aus 83 Gew.$ Talgfettsäure und 20 Gew.$ Kokosfettsäure herge stellt war, wonach ein Gemisch freier Fettsäuren, bestehend aus 20 Gew.$ Kokosfettsäure und 80 Gew.% Talgfettsäure, in der 50-prozentigen Seifenlösung dispergiert wurde. Dann wurde die gewünschte Menge einer wässrigen Lösung des Äthersulfats zugesetzt, das in diesem Beispiel aus Natriumcetylstearyldiäthylenglykoläthersulfat bestand, worauf der Meßzylinder mit destilliertem Wasser auf 80 ml aufgefüllt wurde. Schließ lieh wurden 20 ml Wasser zugesetzt, dem CaCl₂ bis zum Erreichen einer Härte von 100 dH zugesetzt worden war. Alle Zugaben wurden bei- 40⁰C durchgeführt und alle Lösungen und das destillierte Wasser waren bei 40⁰C aufbewahrt worden. Der Meßzylinder wurde verschlossen, zum Vermischen fünfmal umgedreht und danach 1 Stunde in ein thermostatisiertes Bad von 40 C gestellt. Von der Lösung wurden 10,0 ml abpipettiert, wobei die Spitze der Pipette 1 cm über dem Boden des Zylinders gehalten wurde. Diese Menge der Lösung wurde mit 0.01 m HCl mit Chromkresolgrün als Indikator titriert. Dabei war die verbrauchte Menge an HCl direkt proportional der Menge der dispergierten Kalkse±£e. Nicht dispergierte Kalkaeife steigt zu der Oberfläche und bildet an der Oberfläche der Flüssigkeit eine Schicht.

In Fig. 1 ist der prozentuale Anteil an dispergierter Kalkseife (Ordinate) gegen den Gehalt an freier Fettsäure, bezogen auf

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das Gewicht der Seife (Abscisse) für eine Reihe verschiedener Konzentrationen des entsprechenden Äthersulfats in der Seife aufgetragen. Die Prozentzahlen über den Kurven geben den Gehalt an Äthersulfat, "bezogen auf die Menge der Seife. Aus den erzielten Ergebnissen ist klar ersichtlich, daß ein Gehalt an freien Fettsäuren von etwa 8 fo bei einem Gehalt an 0.5-3 fi des Äthersulfats zu einer praktisch vollständigen Dispersion der Kalkseife führte. Bei niedrigeren Gehalten an freier Fettsäure werden schlechtere Ergebnisse erzielt.

Beispiel 2

In diesem Beispiel wurde Laurinsäure als freie Fettsäure verwendet, während das ÄthersulfatNatriumlauryltriäthylenglykoläthersulfat war. Die Seifenmasse und die Prüfmethode entsprachen in allen anderen Merkmalen Beispiel 1. Dabei wurden, folgende Ergebnisse erzielt:

Zusatz in Gewichtsprozent der Seife

Laurin- Dispergierter An-Lauryltriäthylenglykoläthersulfat säure teil der Kalkseife

in ja der Gesamtmenge

0.5 0.5 0.5 2.0 2.0 2.0

Aus den Ergebnissen ist ersichtlich, daß ein Gemisch aus Lauryläthersulfat und Laurinsäure wirksamer als Dispergiermittel für Kalkseife ist, als Laurylathersulfat oder Laurinsäure für sich.

Beispiel 3

In diesem Beispiel soll die Fähigkeit von verschiedenen anionenaktiven oberflächenaktiven Mitteln in Kombination mit freier Fettsäure zum Dispergieren von Kalkseife veranschaulicht werden. Die Seife und die freie Fettsäure bestanden aus den _o

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5	44
5	53
7	66
9	98
5	79
7	100
—	78

in Beispiel 1 angegebenen Komponenten, \Sirend der Anteil der freien Fettsäure und des anionischen oberflächenaktiven Mittels in allen Versuchen 7 bzw. 2 Gew.$, bezogen auf das Gewicht der Seife, betrug. Sonst wurden die Versuche in genau der gleichen Weise wie Beispiel 1 durchgeführt. Es wurden folgende Ergebnisse erzielt:

dispergierter Anteil der Versuch oberflächenaktives Mittel Kalkseife in jo

1 keines 55

2 Na-laurylsulfat %

3 Na-myristylsulfat 56

4 ' Na-dodecylbenzolsulfonat 50

5 Na-cetyldipropylenglykolätherphosphat 47

6 ETa-lauryltriäthylenglykolätherphosphat 55

7 Na-lauryltriäthyleng^koläthersulfat 100

8 Na-myristyldiäthylenglykoläthersulfat 99

9 Fa-cetyl-stearyldiäthylenglykoläther-sulfat 96

Aus der Tabelle ist ersichtlich, daß die erfindungsgemäßen Äthersulfate (Versuche 7_f 8 und 9) in Kombination mit einer freien Fettsäure eine merkliche Fähigkeit zum Dispergieren von Kalkseife zeigten, während andere Arten von anionischen oberflächenaktiven Mitteln (Versuche 2-6) in keinem merklichen Maß weder in positiver noch in negativer Richtung, einen Einfluß auf das Dispergieren von Kalkseifen zeigten.

Beispiel 4

Zu einer Seifenlösung entsprechend Beispiel 1 wurden 5 $ TaIgfettsäure und einige verschiedene Arten von oberflächenaktiven Mitteln in einer Menge von 0.5 fo gegeben. In allen anderen Bedingungen entsprach die Durchführung dieser Versuche Beispiel 1. Dabei wurden folgende Ergebnisse erzielt:

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Kalkseifen- Anstieg $> Versuch. oberflächenaktives Mittel Dispersion

in jo

1 keines 36

2 Dodecylphenoltetraäthylenglykoläthersulfat 59 23

3 Cetyl-stearyldiäthylenglykoläthersulfat 53 17

4 Lauryltriäthylenglykol-

äthersulfat 51 15

5 Na-dodecylbenzol.sulfonat 38 2

6 Na-laurylsulfat 42 6

7 Lauryltriäthylenglykol-

äther 45 . 9

Aus diesen Ergebnissen ist ersichtlich, daß die erfindungsgemäßen Alkyläthersulfate (Versuche 2, 3 und 4) sehr gut mit den freien Fettsäuren zusammenwirken und als Mittel zum Dispergieren von Kalkseife deutlich besser sind, als oberflächenaktive Sulfate, Sulfonate und nicht-ionische oberflächenaktive Mittel (Versuche 5, 6 und 7).

Patentansprüche:

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Claims

- ίο - Patentansprüche

1. Zum Dispergieren von Kalkseifen befähigte Seifenmasse, dadurch gekennzeichnet, daß sie, "bezogen auf das Gewicht der Seife, 5-15 Gew.^ einer freien Fettsäure mit 10-20 Kohlenstoffatomen und 0.5-3.0 Gew.% eines Äthersulfats der allgemeinen Formel

R₁ - (0R₂)_n - OSO₃H

enthält, in der R₁ eine Alkylgruppe mit 10-20 Kohlenstoffatomen oder eine Alkylphenolgruppe mit einer 8-15 Kohlenstoffatome enthaltenden Alky!kette, R₂ einen Alkylenoxydrest, der von Äthylenoxyd, Propylenoxyd, Butylenoxyd oder deren Gemischen abgeleitet ist, M ein Alkalimetall oder Amin und η eine Zahl von 1-10 bedeuten.

2. Seifenmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie die freie Fettsäure in einer Menge von 5-12 Gew.^, bezogen auf das Gewicht der Seife, und das Äthersulfat in einer Menge von 0.5-2.5 Gew.^, bezogen auf das Gewicht der Seife, enthält.

3. Seifenmasse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die freie Fettsäure ganz oder teilweise aus Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure, Ölsäure oder Iiinolsäure besteht.

4. Seifenmasse nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Alkylenoxydgruppe des Äthersulfats von Ithylenoxyd, Propylenoxyd oder deren Gemischen abgeleitet ist und η eine Zahl von 1-4 darstellt.

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