DE2241151A1

DE2241151A1 - Waschmittelstueck

Info

Publication number: DE2241151A1
Application number: DE2241151A
Authority: DE
Inventors: Brian Robson Smith
Original assignee: Colgate Palmolive Co
Current assignee: Colgate Palmolive Co
Priority date: 1971-08-24
Filing date: 1972-08-22
Publication date: 1973-03-01
Also published as: US3793215A; GB1402265A; FR2150391A1; SE387129B; CA983340A; AU4504272A; AU461568B2; FR2150391B1; NL7211522A

Description

Die Erfindung betrifft Waschmittelstücke mit verbessertem Trage>vermögen für unlösliche Metallseifen sowie mit guten Schaumeigenschaften. Insbesondere sind Gegenstand der Erfindung Seifenstücke auf Basis einer Kombination aus einer Seife und einem synthetischen Detergens zum Dispergieren der unlöslichen Metallseifen, welche
fest, nicht klebend und angenehm im Gebrauch sind.

Es ist allgemein bekannt, dass bei Gebrauch von normaler Toilettenseife zusammen mit hartem Wasser, d. h. mit Wasser mit einem verhältnismässig hohen Gehalt an Magnesium- und Calciumverbindungen, üblicherweise ein unlöslicher Schleim oder Niederschlag ausfällt.

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Dieser gemeinhin als Kalkseife bekannte Niederschlag enthält koaguliert e unlösliche Fettsäuresalze und zeigt sich meist an den Wänden von Waschbecken oder Badewannen als schmutziger klebriger Ring.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, eine Seife und ein synthetisches Detergens, welches Kalkseife zu dispergieren vermag, in Form eines Seifenstückes zu kombinieren, um die Bildung der äusserst unerwünschten Kalkseifenniederschläge zu vermeiden. Die Verwendung von grösseren Mengen an synthetischen Detergentien in Kombination mit einer Seife führt jedoch im allgemeinen zu einer Verschlechterung oder gar Beseitigung der günstigen Seifeneigenschaften, insbesondere des Schaumvermögens, der Festigkeit und der Klebfreiheit. Es kommt hinzu, dass der Zusatz grösserer Mengen synthetischer Detergentien zu Seifenstücken in der Regel zu Herstellungsschwierigkeiten und damit zu erheblich höheren Kosten führt.

Gegenstand der Erfindung ist dem gegenüber ein neues synthetisches Detergens, welches bei Zugabe bestimmter Mengen zu Seife zu einem Seifenstück führt, bei welchem die Tendenz zur Bildung von Kalkseifeniederschlägen bei Verwendung in hartem Wasser wesentlich reduziert ist. Darüberhinaus weisen die neuen Seifenstücke gute Schaumeigenschaften auf, sind nicht klebend und angenehm im Gebrauch. Die erfindungsgemässen Waschmittelstücke auf Basis einer

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wasserfreien, wasserlöslichen Seife höherer Fettsäuren und einem in der,Seife dispergierten wasserlöslichen synthetischen Detergens in einer - bezogen auf die Seife - geringeren Menge sind dadurch gekennzeihcnet, dass das synthetische Detergens ein Fettsäure ester amid der Sulfosuccinsäure ist.

Die zur Herstellung der erfindungsgemässen Seifenstücke Verwendung findende Seifenart ist nicht wesentlich, so dass in dieser Hinsicht die Erfindung nicht beschränkt ist. Alle wasserlöslichen Seifen, welche aus tierischen oder pflanzlichen Fettsäuren erhalten werden, und welche herkommlicherweise für gewerbliche und'Hauhaltszwecke sowie als Toiletteseife Verwendung finden, sind brauchbar, beispielsweise wasserlösliche Seifen wie die Natrium-, Kalium-, oder sonstige Alkalimetall- oder Ammonium- oder Aminseifen, beispielsweise Triäthanolaminseifen, von Fetten und. ölen wie Baumwollsamenöl, Sojabohnenöl, Maisöl, Olivenöl, Palmöl, Palmkernöl, Schmalz und anderen Fetten, Fischölen und dgl. sowie die entsprechenden hydrierten Derivate sowie weiterhin Gemische der vorstehenden Seifen, welche in geeigneter Weise auf einander abgestimmt sind, so dass die Seife die gewünschten Eigenschaften aufweist.

Gemäss Erfindung enthalten die Waschmittelstücke bis zu etwa 30 Gew. % eines synthetischen Detergens. Hierbei handelt es sich um Fettsäureesteramide der Sulfosuccinsäure der folgenden allgemeinen Formeln .

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MSO₃CHCOOR₁ CH₂-COOR₁

I oder

Ch₂COOR₂NHCOR₃ MSO₃Ch-COOR₂-NH-COR₃

in denen M ein Metall oder ein wasserlösliche Salze des Sulfosuccinatamids bildendes Kation, insbesondere ein Natrium- oder Kaliumatom, ein Wasserstoffatom, eine Ammoniumgruppe oder eine organische Base wie Äthanolamin, ein Alkaloid oder dgl. ist, während R₁ ein Wasserstoffatom oder eine gesättigte oder ungesättigte Fettsäurekette mit 12 bis 20 Kohlenstoffatomen, R₂ einen aliphatischen Rest mit 1 bis TKohlenstoffatomen und R, ein Wasserstoffatom oder einen gesättigten oder ungesättigten Fettsäurerest mit 11 bis 19 Kohlenstoffatomen bedeuten, wobei Rj[ und R, nicht gleichzeitig Wasserstoff atome sind.

Obwohl die Monoester im Rahmen der Erfindung bevorzugt sind, d. h. Verbindungen, in denen R₁ ein Wasserstoffatom ist, lassen sich auch gewisse Mengen an Diester sowie an freiem Alkohol oder freiem Alkoholamid einsetzen.

Im Rahmen der Erfindung ist die Verwendung von Spermöl-monoalkylolamid-sulfosuccinat als synthetischem Detergens für die neuen Seifenstücke besonders bevorzugt. Spermöl-monoäthanolamid-sulfosuccinat ist ein Gemisch aus Verbindungen der oben angegebenen Formeln,

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in denen M ein Natriumatom, R₁ ein Wasserstoffatom, einen C₁Z-H- oder. ^Cl8^H35~^{Resfc sow}^-^e kleinere Mengen anderer höherer Alkylreste bedeutet, während R₂ eine -C₂H^- Gruppe ist und R, einen ^ci5^H ₂q~> ^C17^H33~" oder C-IgH₅₇- Rest und geringere.Mengen anderer aliphatischer Ketten bedeutet; diese Verbindung ist besonders bevorzugt. Die vorstehend genannten Spermölabkömmlinge sind in der Hauptsache Monoester, können jedoch daneben auch nicht unwesentliche Mengen an Diester, freiem Alkohol und freiem Alkyläthanolamid enthalten.'

Spermöl-monoalkylolamid-sulfosuccinate.-lassen sich aus Spermöl herstellen, welches der Formel R^COOR₁ entspricht, wobei R₁ ein gesättigter oder ungesättigter C₁₂ bis C₂₀- Alkylrest ( hauptsächlich ein C-^gH-,,- und C^H-^-Rest) und R, ein gesättigter oder ungesättigter C₁₁ bis C₁Q- Alkylrest (in der Hauptsache ein C₁CH₂Q-, C₁₇H, - und ^ciqHt₇- Rest) sind,, wobei das Spermöl mit einem Alkylolamin der allgemeinen Formel HOR₂-NH₂ umgesetzt wird, in der R₂ ein C₂Hh-, C,Hg- oder CjjHn- Rest ist, so dass ein Fettsäurealkylolamid der Formel R₃CONHR₂OH und ein Alkylalkohol R₁OH erhalten werden. Das Gemisch aus Alkylolamid und Alkylalkohol wird mit Maleinsäureanhydrid zu Spermöl-monoalkylolamidmaleat der folgenden allgemeinen Formel umgesetzt:

CH-COOR₁
CH-COOR₂NHCOr₃

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Einer oder beide der Reste R₁ und R, können dabei Wasserstoffatome sein. Das Spermöl-monoalkylolamidmaleat-Gemisch wird anschließend mit Alkali-bisulfit MHSO, in das Spermöl-lonoalkylolamid-sulfosuccinat überführt.

Das Pettausgangsmaterial zur Herstellung des Seifenbestandteils der erfindungsgemässen Seifenmittelstücke ist für den Erfolg nicht kritisch, doch findet vorzugsweise ein Material aus etwa 50 bis 70 % Talg und 30 bis 50 % ölen des Kokosnus3typs, einschliesslich Kokosnussöl, Palmkernöl, Babassuöl u. ä., Verwendung. Die Fette, welche in den Seifenkessel oder in die;;sonstige Anlage zur Herstellung der Seife gegeben werden, können u. a. die folgenden sein:

Kokosnussöl, Palmkernöl, Babassuöl, Palmöl, tierische Fette, Olivenöl, Talgöl, Fichtenharz, Castoröl, Erdnussöl, Leinsamenöl, Baumwollsamenöl, Fischöle, sowie die hydrierten Abkömmlinge dieser öle, doch werden Talg- und Kokosnussöle bevorzugt.

Das zur Verseifung der Fette dienende Alkali ist vorzugsweise Natriumhydroxid, doch kann dieses auch teilweise durch Kaliumhydroxid, z. B. in einem Anteil bis zu etwa 15Jf» ersetzt sein.

Es ist vorteilhaft, der Seife ein Konservierungsmittel und/oder ein Sequestriermittel zuzufügen, um ein Ranzigwerden der freien Fettsäuren zu verhindern. Zu den geeigneten Konservierungs

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und Sequestriermitteln gehören die folgenden: 2,6-Di-ter.butyl-p-cusol,tert.Butyl-hyd3?oxyanisol, "Saponox", Triphenyl-phosphit,, Zinn(IV)-chlorid, Magnesiumsilikat, Benztriazol, sowie die Alkalisalze der Äthylendiamintetraessigsäure, der Hydroxyäthylendiamintriessigsäure, der Diäthylentriaminpentaessigsäure und des Dihydroxyäthylglycins.

Die üblichen Verfahren zur überführung der flüssigen Seife in Toilettseifenstücke können Anwendung finden. Hierzu wird die ursprüngliche Seifenphase mit der gewünschten Menge'des synthetischen Detergens sowie anderen infrage kommenden Zusätzen vermengt, worauf die Seife bis zu einem Wassergehalt im Bereich von etwa 8 bis 15 %» vorzugsweise von etwa 9 bis 10 JS, getrocknet wird. Anschliessend wird die getrocknete, pillierte Seife in einer Mischmaschine mit den übrigen erforderlichen Zusätzen wie Farbstoffen, Parfüms, Glycerin, Lanolin und dgl. vermengt und dann versträngt, zu Seifenstücken zerschnitten und schliesslich in die endgültige Form gepresst, worauf die Seifenstücke gegebenenfalls eingewickelt werden können.

Zur Herstellung der erfindungsgemäss verwendeten Seife können die üblichen Verfahren in Siedekesseln oder kontinuierliche Verseifungsverfahren, bei denen die Verseifung durch wässriges Alkali und Wärme erreicht wird, Anwendung finden; bei den letzteren Verfahren wird das.erhaltene Gemisch gewaschen und entweder kontinuierlich oder .

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unter Anwendung eines Kessels weiter verarbeitet, wobei am Schluss die durch die Hydrolyse der Fette und öle entstandenen Fettsäuren neutralisiert werden.

Das Seifensiedeverfahren im Kessel ist an sich bekannt und wird im folgenden nur in allgemeiner Form beschrieben, da es nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist. Typischerweise besteht es aus den folgenden Stufen:

1. Verseifung

2. Aussalzung

3. Waschen

k. Auftrennung in Ober- und Unterlauge.

Bei der Verseifung in der ersten Stufe wird das zur Herstellung der jeweiligen Seife ausgewählte Fett, d. h. die Glycerinester von Fettsäuren, mit wässriger Natriumhydroxidlösung erhitzt, um das Fett in Glycerin und Alkaliseifen der Fettsäuren zu überführen. Für Toiletteseife werden im allgemeinen die Natriumseifen bevorzugt , doch kann in bestimmten Fällen auch ein gewisser Anteil an Kalilauge Verwendung finden. Kaliseifen sind weicher als Natriumseifen der gleichen Fettsäuren, so dass der Gehalt an Kaliseifen gegenüber dem Anteil an Natriumseifen begrenzt ist, damit eine Seife erhalten wird, welche sich in den herkömmlichen Verarbeitungsmaschinen zu Stücken verarbeiten lässt. Die für die Verseifung verwendete Natronlauge wird teilweise oder vollständig

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aus der Aussalzungsstufe eines anderen Ansatzes erhalten. Das Ausmass der Verseifung ist nicht wesentlich und kann zwischen etwa 80 % lind fast vollständiger Verseifung liegen.

Bei der Aussalzung, welche in einem oder mehreren Schritten erfolgen kann, wird dem Reaktionsgemisch eine ausreichende Salzmenge zugefügt, um die Seife aus der Lösung auszufällen. Hierbei kann es sich um frisches Salz oder um ein bei der Reinigung des Glycerins zurückgewonnenet> Salz oder um Geminche aus beiden Quellen handeln. Im allgemeinen wird das Sieden nach der Zugabe den Salzes kurze Zeit lang fortgesetzt und falls die Verseifung der vorhergehenden Stufe unvollständig war, kann dem Salz Natriumhydroxid zugefügt werden, um während dieses Siedens die Verseifung abzuschliessen. . Anschliessend lässt man die Masse absetzen, wobei die Seife aufgrund ihrer geringeren Dichte nach oben steigt, während die verbrauchte Lauge, welche den grössten Teil des Glycerins und der Elektrolyte enthält, sich am Boden sammelt. Sobald die Auftrennung vollständig ist, wird die Lauge abgelassen und in die Glyceringewinnungsanlage geschickt, wo das Glycerin, die Salze und die übrigen Bestandteile herausgezogen werden.

Bei der Waschstufe soll· das Glycerin vollständig entfernt werden, welches in einem Anteil bis zu 0,5% in der nach dem Ablassen der . Lauge zurückbleibenden Seifenschicht enthalten sein kann; gleichzeitig erfolgt hier die vollständige Verseifung des eingesetztes Fettes.

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Im allgemeinen wird beim Waschen Wasser zugesetzt und zum heftigen Sieden erhitzt, meist mit offenem Dampf, worauf Salz und/oder Natriumhydroxid zugesetzt werden, um die Seife in einen körnigen Zustand zu überführen und das Auftrennen in eine untere wässrige Phase und eine obere Schicht aus körniger Seife zu erleichtern. Bei Verwendung von Natriumhydroxid beim Waschen ist die sich absetzende Lauge nicht vollständig verbraucht und lässt sich deshalb für die Verseifung eine3 wetteren Fettansatzes einsetzen. Bei dem Waschen werden auch weitere Verunreinigungen entfernt, welche in dem ursprünglichen HaberiaL enthalten sein können.

Der letzten Stufe wird wiederum Wasser zugesetzt und zum Sieden erhitzt, damit sich die Reinseife als obere Phase abscheidet. Die Wasserzugabe wird sorgfältig gesteuert, damit in der Endstufe ein Teil der Seife, jedoch keinesfalls die ganze Seife, löst. Beim Absetzen sinkt die gelöste Seife zu Boden und bildet die Unterlauge, während sich die Reinseife als Seifenkern oben absetzt. Letztere kann dann aus dem Kessel für die weitere Verarbeitung abgepumpt werden,

Eine typische Zusammensetzung der abgezogenen Reinseife liegt bei ungefähr 63 % Gesamt-Fettsäuren, maximal Ο,Ι'Ι % Natriumhydroxid (berechnet als Ma₂O) und maximal etwa 0,6 % Natriumchlorid sowie etwa 30 bis 32 % Wasser. Der Wassergehalt wird im weiteren Verlauf auf ungefähr 10 % gesenkt.

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Seife ähnlicher Zusammensetzung lässt sich mit Hilfe anderer Herstellungsverfahren gewinnen, z. B. mit Hilfe des oben bereits erwähnten kontinuierlichen Neutralisierungsverfahrens. Diese Verfahren sind ebenfalls an sich bekannt und brauchen daher hier nicht näher beschrieben; zu werden.

Erfindungsgemäss erhalten, die Seifenstücke einen grösseren Anteil an Seife und einen kleineren Anteil an synthetischem Detergens. Eine Kombination-von bis zu etwa 30 Gew.% des synthetischen Detergens und nicht weniger als etwa 60 Gew.? Seife ist bevorzugt. Selbstverständlich können darüberhinaus kleinere Mengen an Zusatzstoffen wie Pigmenten, Parfüms, Sequestriermittel und dgl. zugegen sein, wie sie bei der Herstellung von Toiletteseife üblicherweise Verwendung finden. Seifenstücke dieser Zusammensetzung zeigen eine hervorragende Fähigkeit zum Dispergieren von Kalkseifen, ohne dass dadurch die Schaumeigenschaften leiden; darüberhinaus fühlen sich die neuartigen Seifenstücke in der Hand sehr gut an.

Seifenmittelstücke gemäss Erfindung lassen sich wie folgt herstellen, wobei alle Mengenangaben in Gew.% gemacht sind:

Spermöl-monoäthanolamin-sulfosuccinat mit einem Gehalt von etwa 40 % an aktiven !Bestandteilen wird mit einer Seife vermischt, welche etwa 63 % Gesamtfettsäuren und 32 % Wasser enthält, wobei die relativen Anteile wie unten angegeben waren. Die verwendete Seife enthielt darüberhinaus geringe Mengen an Antioxidantien

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und Sequestriermitteln entsprechend den allgemein bekannten Regeln.

Beispiel No.

Seife

95.0 90.0 85.0 80.0 75.0

Spermöl-monoäthanol-

amid-sulfosuccinat (H0%) 12.5 25.0 37.5 .50.0 62.5

Die Gemische aus Seife und synthetischem Detergens wurden anschliessend bis zu einem Wassergehalt von etwa 10 % getrocknet. Die getrockneten Gemische weisen etwa die folgende Zusammensetzung auf:

Beispiel No.	1	7	2	7	3	.9	66.	3	5	0
Seife	83.		77.		71				61.
Spermöl-monoäthano-		3		3		.1	23.	7.		0
amid-Sulfosuccinat	6.	0	12.	0	18	.0	10.	0	29.	0
Wasser	10.	10.	10			10.

Die getrockneten Gemische aus Seife und synthetischem Detergens
werden anschliessend auf herkömmliche Weise zu Seifenstücken verarbeitet. Eine kleine Menge Titandioxid im Bereich von etwa
0,2 Gew.* sowie Parfüms und Farbstoffe können während der Verarbeitung der Masse eingearbeitet werden.

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Die aus den vorstehend angegebenen Zusammensetzungen hergestellten Seifenstücke zeigen ein Schaum- und Waschvermögen, welche sich von Seifen ohne Zusatz an Spermöl-monoäthanolamid nicht merklich un- ·

terscheiden; die Seife ist auch ebenso mild und zeigt vergleichbare Klebeigenschaften. Dagegen besitzen die neuartigen Seifenstücke eine deutlich geringere Neigung zur Bildung von Kalkseifenniederschlägen, wenn sie in hartem, Calcium- und Magnesiumverbindungen enthaltendem Wasser verwendet werden. Eine Steigerung der Menge an synthetischem Detergens in den Seifenstücken von 0 bis auf etwa 30 % bringt ein zunehmend besseres Tragvermögen für Kalkseifen, ohne dass das Schaumvermögen und die Waschkraft sowie die Milde und die übrigen günstigen Eigenschaften abnehmen,

Handwaschversuche mit Testgruppen mit erfindungsgemässen Seifenstücken, welche 0, 6.3, 12.3 18.1, 23.7 und 29.0 % synthetisches Detergens enthielten, ergaben keine merklichen Unterschiede hinsichtlich der Geschwindigkeit und der Menge der Schaumbildung, sowie der Stabilität und der Konsistenz des Schaums. Alle getesteten Seifenmittelstücke wurden als fest, nicht klebrig und angenehm im Gebrauch empfunden.

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Claims

-U-

Patentansprüche

(ty Waschmittelstück auf Basis einer wasserfreien, wasserlöslichen Seife höherer Fettsäuren in der eine - bezogen auf die Seife geringere Menge eines wasserlöslichen synthetischen Detergens gleichmässig dispergiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass das synthetische Detergens ein Fettsäureesteramid der Sulfosuccinsäure ist.

2. Waschmittelstück gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Fettsäureesteramid der Sulfosuccinsäure den allgemeinen Formeln

MSO₃CH-COOR

CH-COOR₁ CH₂-COOR

M-SO₅-CH-COOR₂Nh-COR₃ und CH₂-COOR₂NHCOR₃

entspricht, in denen M ein Natrium- oder Kaliumatom, ein Wasserstoff atom, eine Ammoniumgruppe oder eine organische Base ist, R₁ ein Wasserstoffatom oder einen gesättigten oder ungesättigten C₁₂ bis C₂₀- Alkylrest bedeutet, R₂ ein aliphatischer C₁ bis C₁^- .Rest ist und R₃ einen gesättigten oder ungesättigten C₁,- bis C₁Q-Alkylrest darstellt.

3. Waschmittelstück gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass

das Fettsäureesteramid der Sulfosuccinsäure ein Spermöl-monoalkylolamid-sulfosuccinat ist.

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¹I. Waschmittelstück gemäss Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass das Spermöl-monoalkylolamid-sulfosuccinat ein Spermöl-monoäthanolamic-sulfosuccinat ist.

5.,Waschmittelstück gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehalt des Stückes an synthetischem Detergens bis zu etwa 30 Gew.? beträgt und dass der Gehalt an Seife mindestens bei 60 Gew.% liegt.

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ORIGlNM. INSPECTED