DE2250055A1

DE2250055A1 - Seifenmassen

Info

Publication number: DE2250055A1
Application number: DE2250055A
Authority: DE
Inventors: Benjamin Franklin Ward
Original assignee: Westvaco Corp
Current assignee: Westvaco Corp
Priority date: 1971-10-12
Filing date: 1972-10-12
Publication date: 1973-04-26
Also published as: DE2250055C2; FR2156305A1; US3734859A; JPS526283B2; CA975796A; FR2156305B1; GB1383798A; JPS4847504A

Description

DR. ING. E. HOFFMANN · DIPL. ING. W. EITLE · DR. RER. NAT. M. HOFFMANN

PATENTANWÄLTE 0 0 K Π Π Ιλ R

D-8000 MDNCHEN 81 · ARABELLASTRASSE 4 · TELEFON (0811) 911087

Westvaco Corporation, New York, N.Y. / USA

Seifenmassen

Die Erfindung betrifft Dicarbonsäure-Seifenmassen,

Zwei Erwägungen, die für Verbraucher von Fettsäureseifen universell sind, sind einmal das für die Seife verwendete Verseifungsmittel und zum anderen der Feststoffgehalt, der bei der Aufrechterhaltung einer fließfähigen Seife erhältlich ist. In der Mehrzahl der Fälle scheint es, daß diese beiden Größen für die zwei üblichen Verseifungsmittel, nämlich Natrium und Kalium, miteinander verwandt sind, wobei die Kaliumseife erheblich stärker löslich ist.. Wenn daher Seifen mit relativ hohem Feststoffgehalt gewünscht werden, dann ist die Kaliumseife der Standard für Fettsäuren. In den meisten Fällen verhält sich auch die Natriumseife genau so .gut und ist auch billiger herzustellen. Da sie aber erheblich geringer löslich ist und zum Kristallisieren neigt, wird sie normalerweise vermieden. So sind beispielsweise bei Verwendung von Kaliumseifen die Seifen mit höchstem Feststoffgehalt, die bei Raumtemperatur immer noch flüssig bzw. fließfähig sind, die folgenden»

- 2 3D9817/1QA?

Caprylsäure (C_Q) 45%

Caprinsäure (C₁₀) 40%

Laurinsäure (C₁ ~) 35%

Cocossäure (Gemisch von

O₁₀, C₁₂, C₁₄) 36%

Ölsäure (C_1Q) 20%

dimere Säure (C,g) 23%

Wie ersichtlich ist, sind die kürzerkettigen Seifen stärker löslich und stärker fließfähig als die Säuren vom Ölsäuretyp. Der gleiche Trend ist bei den Natriumseifen der verschiedenen Säuren ersichtlich, mit der Ausnahme, daß die Löslichkeiten niedriger sind.

Gemäß der Erfindung wird nun eine Dicarbonsäure-Seifenmasse zur Verfügung gestellt, die Wasser und eine Verbindung der allgemeinen Formel

CH=iCH
CH (ClI₀) -CH CH-(CH₀) COOM

³ '■ ^x \ ι ^z ^y

CH-—CH

1 1

Z Z

worin χ und y 3 bis 9 sind, χ und y zusammen 12 sind, ein Z-Substituent H und der andere Z-Substituent COOM,. bedeutet, wobei jedes M und M₁ Wasserstoff oder ein neutralisierendes Kation in einer genügenden Menge ist, daß der Masse Detergenseigenschaften verliehen werden,und Wasser enthält.

Weiterhin wird eine Seifenmasse zur Verfügung gestellt, die eine oder mehrere solche Säuren enthält.

Es wurde gefunden, daß die C₂₁-Dicarbonsäure in Seifenmassen das Problem der Gelierung und der Kristallisierung von Fett-

309817/1047 " ³ "

- f

säureseifen bei hohen Feststoffgehalten eliminiert oder vermindert. Sie ergibt daher Fettsäure-Seifenmassen, welche bei hohen Seifenfeststoffgehalten wasserlöslich sind. Es können auch Seifenmischungen von C₂₁-Dicarbonsäuren und anderen Fettsäuren hergestellt werden. Durch die Erfindung können gewöhnlicherweise flüssige Seifenmassen hergestellt werden, die als Ersatz für Cocosnußfettsäuren, ölsäureartige Säuren und Talg bei der Herstellung von flüssigen Reinigungsseifenmassen verwendet werden können. Es kann auch oftmals eine Seifenmasse zur Verfügung gestellt werden, indem eine Vielzahl von Neutralisierungsmitteln verwendet wird und immer noch eine hohe Wasserlöslichkeit aufrechterhalten wird. Die Dicarbonsäure kann mit 5 bis 90 Gew.% Seifenfeststoffen von Fettsäureseifen , wie Cocosnußseifen, Talgölseifen, Tallölseifen, Soyaseifen, Ölsäureseifen, Safranseifen und deren Gemischen vermischt oder vermengt werden. Sowohl die Cp₁-Dicarbonsaureseifen allein als auch deren Gemische haben eine größere Wasserlöslichkeit als Fettsäureseifen.

Insbesondere wenn ein Gemisch von vorwiegend 5-Carboxy-4-hexyl-2-cyclohexen-i-octancarbonsäure und 6-Carboxy-4-hexyl-2-cyclohexen-i-octancarbonsäure zu Seife umgewandelt wird, dann ergibt das Isomerengemisch nicht nur die Vorteile der herkömmlichen Seifen wie Cocosnußseifen, Talgölseifen, Ölsäureseifen, sondern bringt auch weitere Vorteile mit sich wie beispielsweise eine gesteigerte Wasserlöslichkeit. Obgleich die Isomeren der Formel I, worin χ 5 und y 7 ist, in der Masse überwiegen, liegen geringere Mengen der C₂₁-Dicarbonsäure vor, in welcher die Stellung des Cyclohexen-Rings entlang der Kohlenstoffkette bei verschiedenen Werten für y und χ variiert. Für die Zwecke dieser Erfindung werden Zusammensetzungen der oben angegebenen Formulierung als "C₂₁-Dicarbonsaureseifen" und die Säureform als "C₂₁-Dicarbonsäure" bezeichnet.

_ L\ -3 0 9 8 17/1047

Die erfindungsgemäß verwendeten Cp«-Dicarbonsäuren können aus Linolsäure verschiedener animalischer und pflanzlicher Herkunft hergestellt werden.

Die Cp-i-Dicarbonsäureseifen werden hergestellt, indem die Cp-i-Dicarbonsäure neutralisiert wird. Das verwendete Neutralisierungsmittel baut sich auf den Lösungseigenschaften, die für die Seife gewünscht sind, und wirtschaftlichen Erwägungen auf. Beispiele für hierin in Betracht gezogene Neutralisierungsmittel sind solche mit den folgenden Kationen: Natrium, Kalium, Lithium und Ammonium. Unter der Bezeichnung "neutralisierendes Kation" soll ein Kation verstanden werden, das zur Bildung einer Seife aus den angegebenen Säuren verwendet werden kann. Diese Kationen können von solchen anorganischen Alkalien wie Ätznatron, Ätfckali und Natriumcarbonat erhalten werden. Ein weiteres geeignetes Kation ist das Ammoniumkation. Es können auch organische Amine verwendet werden, spezifisch Amine wie Triäthylamin, Monoäthylamin, Diäthylamin und Alkanolamine wie Äthanolamin, Triäthanolamin und Diäthanolamin. Die aus den oben angegebenen Neutralisierungsmitteln hergestellten Seifen sind bei Temperaturen bis -I₁₁I⁰C (3O⁰F) hinunter alle Flüssigkeiten.

Gemäß einem weiteren Aspekt dieser Erfindung wurde gefunden, daß die Cp^-Dicarbonsäureseifen nicht nur selbst wasserlöslich sind, sondern daß sie auch Seifen eine bessere Wasserlöslichkeit verleihen, die durch Einmischen der Cp-i-Dicarbonsäureseifen mit anderen Fettsäureseifen wie ülsäureseifen und Cocosnußseifen hergestellt worden sind. So ist beispielsweise die Kaliumseife von Ölsäure eine viskose Flüssigkeit bei einem Feststoffgehalt von etwa 18% und sie geliert bei Feststoffgehalten von 19 bis 20%. Dagegen ist die Kaliumseife von Ölsäure, die mit 40% Cp^-Dicarbonsäure-kaliumseife vermischt worden ist, bei Feststoffgehalten von 30 bis 40% sehr fließfähig. Dieses allgemeine Charakteristikum der gesteigerten Löslichkeit ist

3 0 9 8 17/1047 - ■> ~

für alle Seifenverbraucher im Hinblick auf die leichtere Transportfähigkeit und Plandhabung vorteilhaft. Sie gestattet auch,die Produktionskosten bei Anwendungszwecken zu beschneiden, wo Wasser aus dem Endprodukt entfernt wird, da bei Verwendung von Cp-i -Dicarbonsäureseife der Seife weniger Wasser zugesetzt wird. Diese gesteigerte Löslichkeit ergibt auch einige einzigartige Eigenschaften bei Anwendungszwecken, bei denen die Seife innig in dem System beteiligt ist, da der Kontaktgrad aufgrund der Löslichkeit gesteigert wird. Für die Zwecke dieser Erfindung sollen unter Gemischen von Fettsäureseifen z.B. bei Cocosnußfettsäuren auch die Öle eingeschlossen sein, von welcher sich die Fettsäure herleitet,' z.B. Cocosnußöl.

Eine Eigenschaften der Säuren, die diesen Löslichkeitsvorteil der C₂₁-Dicarbonsäureseife herausstellt und die auch für die Verwendung der C^-Dicarbonsäure wichtig ist, ist die Viskosität der Seife. Wenn die Viskosität der Lösung bei 25°C gegen die Prozentmenge der wirklichen Seife aufgetragen wird, dann werden Kurven erhalten, die die überlegenen.Eigenschaften der C₂^-Dicarbonsäureseife dramatisch zeigen. Die Löslichkeit der verschiedenen Seifen kann durch die Viskosität der Seifen gemäß der beigefügten Figur illustriert werden. Während die Viskosität der Kaliumseifelösung von Ölsäure bei 1-6% wirklicher Seife über 20 cP hinausgeht, geht eine Lösung der Kaliumseife der Cp₁-Dicarbonsäure nicht über 20 cP hinaus, bis der reale Seifengehalt 35% beträgt. Die Cocosnußfettsäure-kaliumseife ist etwas schlechter als die Cp₁-Dicarbonsäureseife, da die Viskosität bei 30% realer Seife über 20 cP hinausgeht. Die C₂₁ -Dicarbonsäureseife macht auch niedrigviskose Mischungen mit Ölsäureseife wie es der Fall ist mit Cocosnußseife.

Bei der Herstellung von flüssigen Seifen können andere üblicherweise verwendete Additive den Endmassen zugesetzt werden.

- 6 309817/1047

Beispiele hierfür sind geringere Mengen von Färbemitteln, Aromastoffen und antimikrobiellen Mitteln. Ein solches verwendetes Mittel ist z.B. ein desinfizierendes Kiefernöl, das mit den C^ ι-Dicarbonsäureseii*enlosungen ohne weiteres verträglich ist. Die flüssigen Seifen können nur 2,5% Wasser enthalten. Zur leichteren Dispersierung und Handhabung enthält aber die flüssige Seife weniger als 60% Wasser. Das bedeutet anders ausgedrückt, daß der wirkliche Seifengehalt der Cp₁-Dicarbonsäureiseifen aus wirtschaftlichen Gründen beim Transport mehr als 40% betragen kann.

Eine weitere Eigenschaft, die für jede beliebige Anwendung bei C^₁-Dicarbonsäuren anwendbar ist, ist die Fähigkeit, eine lösliche Monoseife zu bilden. Die meisten Fettsäureseifen werden aus Molekülen hergestellt, die eine Säuregruppe je Molekül enthält. Bevor das Molekül wasserlöslich werden kann, muß es daher in die Seife umgewandelt werden. Demgegenüber wird aber die C₀.-Dicarbonsäure schon wasserlöslich, wenn nur die Hälfte der Carboxylgruppen als Carboxylatanionen vorliegen. Da jedes Molekül der Cp^-Dicarbonsäure zwei Carboxylgruppen mit variierender Acidität besitzt, ist es möglich, die meiste Acidität in die Seife umzuwandeln, wobei das Molekül wasserlöslich wird und eine freie Säuregruppe in jedem Molekül zurückbleibt. Diese Monoseifenlosungen mit einem pH-Wert von etwa 6,6 sind über einen breiten Feststoffbereich, z.B. 2% bis 99+%,in Wasser löslich. Die Monoseifen von Kalium, Natrium, Ammonium und organischen Aminen zeigen alle die gleichen typischen Eigenschaften. Naturgemäß gestattet die Tatsache, daß die Monoseife wasserlöslich ist, eine erhebliche Beeinflussung der Menge der freien Säure und somit des pH-Werts der Seifenlösung. Eine Seifenlösung der Cp-i-Dicarbonsaure kann bei jedem beliebigen pH-Wert oberhalb 6,5 hergestellt werden, so daß man im Falle der Aminseifen die Seife in einer solchen Weise herstellen kann, daß freie Säuregruppen anstelle von überschüssigen Aminen vorliegen, so daß kein Amingeruch vorliegt.

309617/1047 ~⁷"

Die CpH-Dicarbonsäureseifen können eine große Ersetzbarkeit als Seifen besitzen. Bei der flüssigen Handseife-Anwendung muß die Viskosität aus wirtschaftlichen Transportgründen und wegen der leichten Abgebbarkeit bei einem sehr niedrigen Wert gehalten werden« Dies ist der Hauptgrund, warum derzeit auf diesem Gebiet Cocosnußfettsäuren verwendet werden. Die Krankenhausreinigungsseifen auf der anderen Seite müssen nicht so wirtschaftlich sein, so daß oftmals bei niedrigen Konzentrationen Fettsäuregemische des C, „-Typs verwendet werden. Somit liegen die offensichtlichen Vorteile der Cp-j-Dicarbonsaureseifen auf diesem Gebiet darin, daß konzentriertere Seifen hergestellt werden können und daß durch Verwendung von Natriumkationen die Kosten beschnitten werden können. Mehrere derzeit auf dem Markt befindliche flüssige Reinigungsmittel enthalten Fettsäuren als Seifekomponente. Sie weichen von synthetischen Detergentien aufgrund von Umweltschutzgründen mehr zu Fettsäuren aus. Wenn flüssige Seifen, ob es sich um Handseifen, Krankenhauswaschseifen, Geschirrspülflüssigkeiten, Fußbodenreiniger oder andere handelt, verwendet werden, können diese aus Fettsäuren des Ölsäuretyps hergestellt werden, wobei die maximale Seifemenge, die im Wasser vorhanden sein kann, etwa 15% beträgt. Wenn kurzkettige Cocosnußfettsäuren verwendet werden, dann kann dieser Gehalt bis auf etwa 35% erhöht werden. Bei höheren Gehalten als 20% nimmt aber die Viskosität rasch zu. Derzeit werden CLo-Fettsäuren lediglich für Krankenhauswasch- bzw. -reinigungsseifen und für flüssige Handseifen verwendet, doch könnte bei variablen Konzentrationen und Kationen, die bei der Verwendung der C₂-]-Dicarbonsäure verfügbar sind, eine Verminderung der synthetischen Detergentien resultieren. Flüssige Handseifen haben normalerweise ein Parfüm, wobei Kiefern- bzw. Pinienöl das üblichste ist. Kiefern- bzw. Pinienöl ist mit den Cp^-Dicarbonsäureseifen sehr gut verträglich, so daß die Parfümierung kein Problem darstellt.

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Ein flüssigen Seifen hinsichtlich der Zusammensetzung ähnliches Produkt ist ein Shampoo. Shampoos sind dem Grund nach einfach parfümierte Seifenlösungen, die leicht schäumen müssen und die einen hohen Seifengehalt besitzen. Daher bestehen die meisten Shampoos aus 50 bis 100% Feststoffen wie Cocosnußfettsäureseifen. Bei einer solchen Formulierung kann eine viskose Kaliumseife mit etwa 35% tatsächlicher Seife (Feststoffe) hergestellt werden. Wenn die Träthanolaminseife verwendet wird, dann kann eine Seife mit 40% tatsächlicher Seife hergestellt werden. Wie aus den vorstehenden Ausführungen hervorgeht, gestattet die Verwendung der Cp-i -Dioarbonsäureseife eine größere Flexibilität der im Shampoo vorhandenen Seifemenge und auch die Verwendung von billigeren Kationen wie Natrium. Weiterhin wird auch das Problem hierdurch beseitigt, daß Cocosnußfettsäuren unter Umständen Hautreizungen ergeben.

Die Erfindung wird in den Beispielen erläutert.

Beispiel 1

Ein Vorteil der Erfindung ist es, daß hochkonzentrierte Flüssigkeiten, d.h. Flüssigkeiten mit einer Feststoffkonzentration von oberhalb 20%, hergestellt werden können. Daher sind die Wasserloslichkeitseigenscha- ten einer Vielzahl von herkömmlicherweise verwendeten Fettsäureseifen den erfindungsgemäß verwendeten C₂₁-Dicarbonsäureseifen gegenübergestellt. Gleichermaßen wie der Typ der verwendeten Fettsäure die Seifeeigenschaften beeinflußt, ist dies auch für die Auswahl des Neutra™ lisierungsmittels der Fall. Es wurden daher auch verschiedene verfügbare anorganische Alkallen verglichen.

Bei der Herstellung der Fettsäureseifen wurde so vorgegangen, daß das anorganische Alkali in der vorgeschriebenen Wassermenge aufgelöst wurde und daß auf 65,6°C (150⁰F) erhitzt wurde. Die Fettsäure wurde sodann langsam zu der Alkalilösung gegeben und wenige Minuten durchgerührt. Die charakteristischen Eigenschaften jeder Formulierung sind in der nachstehenden Tabelle

zusammengestellt. 309817/1047

	2250055	Verwendete Fettsäure	Kation	Feststoffe,% charakteri sche Eigen schaften	viskose Lösung
_ Q _	Löslichkeiten von verschiedenen Fettsäure seifen in Wasser	Octancarbonsäure (Cq)	K	40	Gel
	Octancarbonsäure (Cg)	K	45	viskose Lösung
Nonancarbonsäure (C_q)	K	35	Gel
Nonancarbonsäure (Cg)	K	40	viskose Lösung
Decancarbonsäure (C^q)	K	35	Gel
Decancarbonsäure (C.. _Q	K	40	viskose Lösung
Laurinsäure (C.,?)	K	33	Gel
Laurinsäure (C^₂)	K	36	viskose Lösung
Cocosnußfettsäuren	K	35	Gel Niederschlag
Cocosnußfettsäuren Cocosnußfettsäuren	K Na	38 15	Lösung Gel Niederschlag
destillierte disproportio nierte Tallölfettsäure (C_{1 R}) Tallölfettsäure (cJS) Tallölfettsäure (Oj q)	K K . Na	18 21 5	Lösung Gel Lösung .
Ölsäure(C^o) pflanzlicher ^lö Herkunft Ölsäure(C₁₈) " dimere Säure von Ölsäure» Linolsäure (C^g)	K . K K	18 20 20	Gel
dto.	K	23	Lösung Lösung . Lösung viskose Lösung Lösung Lösung viskose Lösung '
C₀₁-Dicarbonsäure H^ · , Il It Il Il Il It !I Il Il It ti	K K K K Ha Ha Wa	20 40 60 80 20 AO 65
Verwendete Fettsäuren			unlöslich unlöslich Lösung Lösung Lösung
destillierte, disproportio nierte Tallölfettsäure(C, _Q] Cocosnußfettsäuren C₀,,-Dicarbonsäure It^ ' Il It ti	I Li Li Li Li	■10 10 10 20 10

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Die Ergebnisse zeigen, daß die Seifen der C₂₁-Dicarbonsäure bei höherem Feststoffgehalt wasserlöslich sind als die Seifen von herkömmlichen Fettsäuren wie Cocosnußfettsäuren, Ölsäure pflanzlicher Herkunft und Tallölfettsäuren. Auch sind die Kaliumseifen stärker löslich als die Natriumseifen.

Beispiel 2

Ein weiterer Gesichtspunkt der Erfindung ist es, daß die Cp₁-Dicarbonsäureseifen bei der Vermischung mit anderen Fettsäureseifen wie Tallölfettsäureseifen ein Gemisch ergeben, das eine größere Wasserlöslichkeit besitzt als bei alleiniger Verwendung der herkömmlichen Fettsäuren. Zur Veranschaulichung wurden die Natrium- und Kaliumseifen der Cp₁-Dicarbonsäure mit variierenden Verhältnissen und Feststoffgehalten bis zum Gelierungspunkt vermischt. Die zur Herstellung sämtlicher dieser Mischungen verwendete Cp-i-Dicarbonsäure bestand aus etwa 93% Cp-i-Dicarbonsäure» 3% C,/--dimeren Säuren und etwa h% Fettsäuren. Die verwendete Fettsäureseife war eine destillierte disproportionierte Tallölfettsäure. Die Ergebnisse der Kaliumseifenmischungen sind in Tabelle HA angegeben, worin die Cp^-Dicarbonsäureseife als "Disäure" und die destillierte disproportionierte Tallölfettsäure als "Fettsäure" bezeichnet ist.

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	Di- säure	Tabelle	20	30	HA	Kaliumseifen	60	70	80	90 99
	0	Wasserlösungen			von	50
	10	10			40
	20		G
Seifenfest stoffe, %	30		S	B
Seifenzusammen setzung	40	S	S	S
Fett säure	50	S	S	S	G
100	60	S	S	S	G
90	70	S	S	S	G	G
80	80	S	S	S	B	G	G
70	100	S	S	S	S	VS	VS	VS	G
60		S	S	S	S	VS	VS	VS	VS	G
50		S	S	S	S	VS	S	S	S	VS VS
40	S	S	S
30	S	S
20
0

S = klare, fließfähige Lösung

VS = Lösung, aber bei 25°C nicht fließfähig G = beim Vermischen oder bald danach geliert

B = Grenzlinie - Tendenz zum Ansetzen, was aber nicht tatsächlich der Fall ist.

Die Seife aus 100% Tallölfettsäureseife war bei einem Feststoff gehalt von 20% ein Gel. Bei Steigerung der Menge der Cp^-Dicarbonsäureseife nahm 3®doch die zulässige Prozentmenge der Seifenfeststoffe bei der Bildung der Lösung zu. So erforderte z.B. eine 20%ige klare Seife einer Fettsäure 10% Cpi~ Dicarbonsäureseife und eine 30%ige Feststofflösung erforderte 20% Cp₁-Dicarbonsäureseife. Wenn die Seife einmal nicht gebildet werden konnte oder bei ihrer Bildung gelierte, dann wurden mit dieser Mischung keine höhere Konzentrationen angestellt, da anzunehmen war, daß die gleichen Ergebnisse erhalten wurden.

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In Tabelle HB wird über die gleiche Untersuchung berichtet, mit der Ausnahme, daß bei der gleichen Tallölfettsäure und Cp-j-Dicarbonsäure anstelle der Kaliumkationen Natriumkationen verwendet wurden.

	Di- säure	10	Tabelle	HB	30	40	50	von Natriumseifen	70 80 90 99
	0						60
	10		Wasserlösungen
	20	G	20
Seifenfest stoffe, %	30	G
Seifenzusammen setzung	40	S
Fett säure	50	S
100	60	S		G
90	70	S	G	S	S	G
80	80	S	G	S	S	VS
70	100	S	S	S	S	VS	G	VS B
60		S	S	S	S	VS	VS	VS VS VS G
50		S	S	S	S	S	VS	VS VS VS VS
40	S		S	klare, fließfähige Lösung Lösung, aber bei 25⁰C nicht fließfähig beim Vermischen oder bald danach geliert Grenzlinie - Tendenz zum Ansetzen, was aber nicht tat-
30	S
20	S
0
S = VS = G = B =

sächlich der Fall ist

Wie ersichtlich wird, steigert die Natrium-Cp.»-dicarbonsäureseife die Löslichkeit der Natrium-tallölfettsäureseife. Da die Anfangsloslichkeit erheblich niedriger als bei der Kaiium» seife liegt, müssen etwa 20% der Cp₁-Dicarbonsäureseife vorhanden sein, bevor die 10#ige Seifenlösung eine klare Lösung darstellt.

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Beispiel 3

Bei der Herstellung von flüssigen Seifen sowie von Toiletteseifen ist es oftmals anzustreben, miteinander verschiedene Fettsäuren zu vermengen, um gewünschte Eigenschaften zu erhalten und die unerwünschten Eigenschaften zu vermindern. Dieses Beispiel zeigt die Vermischung der Cp^-Dicarbonsäure mit den typischerweise verwendeten Talgölfettsäuren, Cocosnußfettsäuren und Ölsäuren pflanzlicher Herkunft, wodurch Mischungen mit einer größeren Wasserlöslichkeit als bei alleiniger Verwendung der typischen Fettsäure erhalten werden. Es wurden die Kaliumseifen hergestellt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle zusammengefaßt.

Tabelle III

Seife Feststoff- Charakteristische

gehalt, % Eigenschaften bei ~ 25°C '

100% Cocosnußfettsäure 38 Gel

9Ο5έ Disäure/10% Cocosnußsäure 40 Lösung 50% Disäure/50% Cocosnußsäure 40 Lösung

100% Talgöl 5 Gel ,

50% Disäure/50% Talgöl 5 trübe Lösung

50% Disäure/50% Talgöl 10 trübe Lösung/

100% Ölsäure pflanzl.Herkunft 20 Gel

20% Disäure/80% Ölsäure pflanz- 25 Lösung licher Herkunft

Die Ergebnisse zeigen die erhöhte Wasserlöslichkeit, die im Vergleich zu alleiniger Verwendung der Fettsäuren bei der Verwendung von Gemischen aus Cocosnußsäure, Talgöl- und Ölsäure mit der Cp₁-Dicarbonsäure erhalten wird.

Beispiel 4

Dieses Beispiel zeigt einen Vergleich der Viskositätsveränderungen bei Kaliumfeststoffen. Flüssige Reifen von Fettsäuren

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müssen zur Abgabe und Verwendung ziemlich fließfähig sein. Somit ist die Messung der Veränderung der Viskosität der Seifenlösung bei der Zunahme der prozentualen Seifenmenge ein einfaches Verfahren, die Konzentration der Seife festzustellen, die verwendet werden kann. Die Kurven in der Zeichnung zeigen diese Beziehung. Ks wurde ein Brookfield-Viskosimeter zur Bestimmung dieser Kurven bei 25°C verwendet. Wie aus dem Diagramm ersichtlich wird, sind die Cp-i-Dicarbonsäureseife und Gemische, die C₂-|-Dicarbonsäureseife enthalten, signifikant besser als Seifen vom Ölsäuretyp und Seifen vom Cocosnußfettsäuretyp, sofern man die Zunahme der Viskosität mit dem Seifenfeststoff gehalt in Betracht zieht. Die Tatsache, daß 50% Ölsäure/50% Cocosnußseife erforderlich sind, um eine Viskosität von 20 cP bei einem tatsächlichen Seifengehalt von 30% zu erhalten, während nur 25% C₂₁-Dicarbonsäureseife/75% Tallölfettsäure dazu benötigt werden, um den gleichen Viskositätsgrad zu erhalten, ist für die Signifikanz der Cp*-Dicarbonsäureseif en typisch.

Beispiel 5

Um aufzuzeigen, daß die Aminseifen von Cp-i-Dicarbonsäure leicht mit einer Vielzahl von Konzentrationen hergestellt werden können, wurden die folgenden Seifen hergestellt. Die Triäthylaminseife der Cp^-Dicarbonsäure wurde hergestellt, indem die beiden bei Raumtemperatur miteinander vermischt wurden. Es bildete sich sofort eine klare, fließfähige Seife mit einem Feststoffgehalt von etwa 90%. Diese Seife wurde langsam mit Wasser bis zu einem Feststoffgehalt von 25% herunter verdünnt. Die Lösung zeigte bei keiner Konzentration Anzeichen für eine Gelierung. Als die gleiche Arbeitsweise mit Ölsäure versucht wurde, bildete sich unmittelbar nach der Zugabe von Wasser ein Gel.

Die C^-Dicarbonsäure-Aminseifen wurden auch unter Verwendung von Diäthanolamin und Monoäthanolamin hergestellt. Sämtliche

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Aminseifen zeigten eine ungewöhnliche Löslichkeit genau so wie die Natrium- und Kaliumseifen.

Beispiel 6

Wie die ganzen Seifen sind auch die Mono-Seifen von Cp^-Dicarbonsaure in Wasser mit hohen Feststoffgehalten löslich. Naturgemäß haben diese Seifen alle einen pH-Wert von etwa 6,7 und sie haben eine freie Carboxylsäuregruppe in der Lösung. Die Mono-Seife wird hergestellt, indem einfacherweise ein Äquivalent der Base zu der C^-Dicarbonsaure gegeben wird und diese Lösung das Gleichgewicht erlangen gelassen wird. Ein Beispiel für die Brauchbarkeit einer Mono-Seife ist in der Textilindustrie, wo die Faserverarbeitungshilfsmittel von großer Wichtigkeit sind. Ein Baumwollstück wurde in einer 1Obigen Lösungen einer Monokaliumseife der Cp^-Dicarbonsäure eingeweicht und sodann getrocknet. Das Tuch absorbierte 1,8% ihres Gewichts Seife, die mit Wasser nicht herausgewaschen werden konnte. Die absorbierte Seife ergab in nassem oder trockenem Zustand einen besseren Griff des Tuchs. Die MonoSeife wurde leicht entfernt, indem das Tuch alkalisch gemacht wurde, um die Mono-Seife in die Di-Seife umzuwandeln, die ohne weiteres herausgewaschen werden konnte.

Beispiel 7 ' - ■

Da die Cp^-Dicarbonsaure zwei Säuregruppen mit verschiedenen Stärken besitzt, ist es sehr leicht, die Mono- oder Halbseife der Disäure herzustellen. Zur Demonstrierung der Wirksamkeit der Herstellung der Halbseife der Cp., -Dicarbonsaure wurde die Hälfte der theoretischen Menge von Triäthylamin zu der C₂₁-Dicarbonsaure gegeben. Das Ergebnis war die sehr lösliche Mono-Seife. Die gleichen Ergebnisse wurden erhalten, als die halbe Menge Diäthanolamin und Monoäthanolamin verwendet wurden.

- 16 3Ü9 8 1 7/ TO"k 7 *'■·'-

Beispiel 8

Um zu zeigen, daß die C^-Dicarbonsäureseife für flüssige Seifen verwendet werden kann, wurden nach typischen Formulierungen mehrere Seifen hergestellt. Die verwendete Formulierung bestand aus 12% Cocosnußfettsauren, 3% Soja- oder Tallölfettsäure, k,k% KOH, 1% KCl, 80% Wasser und gewünschten Mengen von Parfüm. Bei sämtlichen Seifen wurde als Parfüm in einer Menge von 3% Kiefernöl verwendet.

Wenn eine Ölsäure anstelle der Cocosnußfettsauren verwendet wird, dann wird eine sehr viskose Seife mit fragwürdiger Brauchbarkeit erhalten. Wenn jedoch die Kaliumseife der C_?1-Dicarbonsäure anstelle der Cocosnußfettsauren verwendet wird, dann ergibt sich eine sehr fließfähige Seife mit guten Schaumeigenschaften. Das Kiefernöl war mit der C^-Dicarbonsäureseifen-Formulierung verträglich. Naturgemäß werden mit C₂*- Dicarbonsäureseifen viel konzentriertere fließfähige Seifen hergestellt.

Zur weiteren Untersuchung der Vorteile der C₂*-Dicarbonsäureseife in flüssigen Seifen wurde anstelle des Kaliumhydroxyds bei allen oben angegebenen Formulierungen Natriumhydroxyd verwendet. Wie zu erwarten war, waren die Systeme mit Ölsäure Gele, während das System mit Cocosnußfettsauren eine Flüssigkeit war, die aber nach mehreren Tagen ausfiel. Das System, das die C^-Diecarbonsäure enthielt, war sehr stark fließfähig und zeigte selbst nach drei Monaten keine Anzeichen für eine Ausfällung. Bei sämtlichen Formulierungen wurde die überschüssige Base bei sehr niedrigen Werten gehalten, so daß die pH-Werte für die C₂₁-Dicarbonsäure und das Cocoenußfettsäure-System etwa 9 und für die Ölsäure-Systeme etwa 11 betrugen.

Beispiel 9

Ein den flüssigen Seifen ziemlich ähnliches Gebiet sind die Shampoos. Die Formulierungen sind ähnlich, doch ist der tat-

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sächliche Seifengehalt mehr als zweimal so hoch, da ein gründliches Einschäumen notwendig ist. Um 35% Seife in eine Formulierung hineinzubringen, müssen Cocosnußfettsäuren oder ein Gemisch von 50% Cocosnußsäure/50% Ölsäure verwendet werden. Eine Shampoo mit 40% Seife kann hergestellt werden, indem anstelle des Kaliumhydroxyds Triäthanolamin zur Bildung der Seife verwendet wird. Wie aus den vorstehenden Untersuchungen zu erwarten ist, wurden sehr vergleichbare Shampoos hergestellt als Cp-j-Bicarbonsäure oder ein Gemisch aus C₂₁ -Dicarbonsäure und Ölsäure verwendet wurde. Die Cp^-Dicarbonsäure hat einen größeren wirtschaftlichen Vorteil bei dieser Anwendungsart, da anstelle von Kaliumhydroxyd Natriumhydroxyd verwendet werden kann. Auch können konzentriertere Seifen hergestellt werden, wenn Cpn-Dicarbonsäure verwendet wird, da selbst bei Feststoffgehaltenvon 99% keine Gelierung erfolgt.

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3 ü 9 8 t 7 / 1 0 4 7

Claims

Patentansprüche

1, Verwendung einer Dicarbonsäure oder ihres Salzes mit der allgemeinen Formel

CHο (CHp )_x— CH ClI — (CH _o ) — C 0OM

3H CH

worin χ und y ganze Zahlen von 3 bis 9 sind, χ und y zusammen 12 sind, ein Z-Substituent H und der andere COOM₁ ist, und wobei M und M₁ Wasserstoff oder ein neutralisierendes Kation ist, für Seifenmassen, insbesondere flüssige Seifen, die Wasser enthalten.
2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß M und M₁ Natrium sind.
3. Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch Gekennzeichnet , daß die Seifenmasse 5 bis 90 Gew.% einer Fettsäureseife aus der Gruppe Cocosnußsäureseife, TaIlölseife, Talgölseife, Ölsäureseife, Sojaseife oder deren Gemische enthält.
4. Verwendung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Seifenmasse eine Viskosität bei 25°C unterhalb 30 cP hat.
5. Verwendung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Seifenmasse flüssig ist und weniger als 70% Wasser enthält.

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6. Verwendung nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekenn ze i chnet, daß der Fettsäureseifengehalt mindestens 2,5%, vorzugsweise 40 bis 60%, beträgt.
7. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß das neutralisierende Kation ein anorganisches Alkali oder ein organisches Amin ist.

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