DE4216363A1

DE4216363A1 - Verfahren zur Farbstabilisierung von Tensiden

Info

Publication number: DE4216363A1
Application number: DE4216363A
Authority: DE
Inventors: Helmut Blum; Siglinde Hemmann; Hermann Dr Hensen; Werner Seipel
Original assignee: Henkel AG and Co KGaA
Current assignee: Henkel AG and Co KGaA
Priority date: 1992-05-18
Filing date: 1992-05-18
Publication date: 1993-11-25
Also published as: EP0641379A1; JPH07506762A; WO1993023515A1

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Farbstabilisierung von Tensiden, bei dem man ihnen ausgesuchte Inhibitoren zu setzt.

Stand der Technik

Tenside, wie beispielsweise Fettalkoholethersulfate dienen u. a. zur Herstellung von Wasch-, Spül- und Reinigungsmitteln sowie Produkten der Haar- und Körperpflege. Kommen diese Produkte als Rohstoffe in den Handel, werden sie vor einer weiteren Verwendung üblicherweise durch Zusatz von Alkalien auf einen pH-Wert von 7 bis 9 eingestellt. Als Folge der Herstellungsverfahren, z. B. der Sulfierung mit Chlorsulfon säure, die stets Spuren von Eisen enthält, sowie durch Kon tamination während Transport und Lagerung, weisen derartige Tenside stets einen geringen Gehalt an Eisenionen auf. Da diese als Autoxidationspromotoren wirken, führt eine Eisen belastung zur Bildung unerwünschter und häufig farbverur sachender Oxidationsprodukte. Bei höheren pH-Werten kann es ferner zu einer fein-kolloidalen Ausfällung von Eisen-(III) hydroxid kommen, die eine Weiterverarbeitung der Tenside hin zu Endformulierungen erschwert, wenn nicht gar unmöglich macht.

In der Vergangenheit hat es nicht an Versuchen gemangelt, Tenside gegenüber Verfärbungen zu stabilisieren. Es hat sich jedoch erwiesen, daß übliche Komplexierungs- bzw. Chelati sierungsmittel für Eisenionen nicht den gewünschten Erfolg zeigen. Als einen potentiell wirksamen Inhibitor wurde zwar Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA) gefunden, infolge der nicht zufriedenstellenden biologischen Endabbaubarkeit kommt der Einsatz dieses Stoffes jedoch nur eingeschränkt in Be tracht.

Die Aufgabe der Erfindung bestand somit darin, neue Stabili satoren für Tenside zu entwickeln, die frei von den geschil derten Nachteilen sind.

Beschreibung der Erfindung

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Stabilisierung von Tensiden, bei dem man ihnen Inhibitoren der Formel (I) zusetzt,

in der
R¹ und R³ unabhängig voneinander für Wasserstoff oder eine Carboxylgruppe,
R² für Wasserstoff oder eine CH₂COOH-Gruppe,
R⁴ für eine Carboxyl-, Hydroxyl-, CH(OH)COOH- oder (CHOH)₅H-Gruppe sowie
n und m unabhängig für O oder 1
steht.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß schon der Zusatz kleiner Mengen der genannten Inhibitoren anionische, nicht ionische und/oder amphotere bzw. zwitterionische Tenside zu verlässig und dauerhaft gegenüber Verfärbungen stabilisiert. Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäß einzusetzenden Inhibitoren besteht dabei in ihrer ausgezeichneten biolo gischen Endabbaubarkeit.

Als Tenside kommen wäßrige, anionische, nichtionische und/oder amphotere bzw. zwitterionische Tenside in Betracht, die in Form von Lösungen oder Pasten vorliegen können.

Typische Beispiele anionischer Tenside, die im Sinne des er findungsgemäßen Verfahrens stabilisiert werden können, sind Alkylbenzolsulfonate, Alkansulfonate, Olefinsulfonate, Alkyl ethersulfonate, Olycerinethersulfonate, α-Methylestersulfona te, Sulfofettsäuren, Alkylsulfate, Fettalkoholethersulfate, Glycerinethersulfate, Hydroxymischethersulfate, Monoglycerid- (ether)sulfate, Fettsäureamid(ether)sulfate, Sulfosuccinate, Sulfosuccinamate, Sulfotriglyceride, Ethercarbonsäuren, Al kyloligoglucosidsulfate und Alkyl(ether)phosphate.

Beispiele für nichtionische Tenside, die nach dem erfindungs gemäßen Verfahren stabilisiert werden können, sind Fettalko holethoxylate, Polyolfettsäureester, Alkyloligoglycoside Sorbitanester und Polysorbate, während als amphotere bzw. zwitterionische Tenside beispielsweise Alkylamidobetaine, Aminopropionate, Aminoglycinate, Imidazoliniumbetaine und Sulfobetaine in Betracht kommen.

Bei allen genannten Tensiden handelt es sich um bekannte Stoffe, die nach den einschlägigen Methoden der präparativen organischen Chemie hergestellt werden können. In diesem Zu sammenhang sei auf entsprechende Übersichtsarbeiten, bei spielsweise J. Falbe (ed) "Surfactante in consumer pro ducts", Springer Verlag, 1987, S. 54-124 oder J. Falbe (ed) "Katalysatoren, Tenside, Schmiermittel", Thieme Verlag, 1978, S. 126-149 verwiesen.

Im Sinne des erfindungsgemäßen Verfahrens hat sich die Sta bilisierung von wäßrigen Alkylsulfaten bzw. Fettalkohol ethersulfaten als besonders wirksam erwiesen. Die Tenside können dabei einen Feststoffgehalt von 5 bis 85, vorzugsweise 25 bis 70 Gew.-% - bezogen auf die Produkte - aufweisen.

Typische Beispiele für Inhibitoren, die im Sinne des erfin dungsgemäßen Verfahrens zur Stabilisierung von Tensiden in Betracht kommen, sind N-(Carboxymethyl)aminobernsteinsäure, N-(1,2-Dicarboxyethyl)asparaginsäure, Nitrilodiessigsäure-3- propionsäure, Glucamin-N,N-diessigsäure, Hydroxyethyliminodi essigsäure sowie insbesondere N-(1,2-Dicarboxyethyl)glycin, N-(1,2-Dicarboxy-2-hydroxyethyl)asparaginsäure, Isoserin- N,N-diessigsäure und Nitrilotriessigsäure.

Bei den Inhibitoren der Formel (I) handelt es sich ebenfalls um bekannte Stoffe, die nach einschlägigen Verfahren der prä parativen organischen Chemie erhältlich sind. So kann bei spielsweise N-(1,2-Dicarboxy-2-hydroxyethyl)asparaginsäure durch Ringöffnung von Epoxybernsteinsäure mit Asparaginsäure oder Nitrilodiessigsäure-3-propionsäure durch Umsetzung von Iminodiessigsäure mit Acrylsäure hergestellt werden (DE-A 40 24 552, Henkel). Zur Herstellung von N-(Caboxymethyl)amino bernsteinsäure sei auf die Offenlegungsschrift DE-A-22 20 295 (Unilever), zur Herstellung von N-(1,2-Dicarboxy-2-hydroxy ethyl)-glycin auf die Offenlegungsschrift DE-A-22 41 134 (Hoechst) verwiesen.

Die Inhibitoren können den Tensiden in Mengen von 10 bis 1500, vorzugsweise 100 bis 500 ppm - bezogen auf den Fest stoffgehalt der Produkte - zugesetzt werden. Des weiteren hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, die Tenside auf einen pH-Wert von 7 bis 11, vorzugsweise 7,5 bis 9 einzu stellen.

Gewerbliche Anwendbarkeit

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältlichen Tenside sind gegen Verfärbung stabilisiert und eignen sich zur Her stellung von Wasch-, Spül- und Reinigungsmitteln sowie Pro dukten zur Haar- und Körperpflege, in denen sie in Mengen von 1 bis 90, vorzugsweise 5 bis 50 Gew.-% - bezogen auf die Mittel - enthalten sein können.

Die folgenden Beispiele sollen den Gegenstand der Erfindung näher erläutern, ohne ihn darauf einzuschränken.

Beispiele I) Erfindungsgemäße Inhibitoren

1) N-(Carboxymethyl)aminobernsteinsäure,
2) N-(1,2-Dicarboxyethyl)-asparaginsäure,
3) N-(1,2-Dicarboxy-2-hydroxyethyl)-glycin,
4) N-(1,2-Dicarboxy-2-hydroxyethyl)-asparaginsäure,
5) Nitrilodiessigsäure-3-propionsäure,
6) Isoserin-N,N-diessigsäure,
7) Glucamin-N,N-diessigsäure,
8) Hydroxyethyliminodiessigsäure,
9) Nitrilotriessigsäure (NTA).

Die Struktur der Inhibitoren ergibt sich aus der Zusammen stellung in Tab. 1.

II) Vergleichssubstanz A) Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA)

Tabelle 1

Eingesetzte Inhibitoren nach Formel (I)

III) Anwendungstechnische Beispiele Beispiele 1 bis 9, Vergleichsbeispiele V1 und V2

Ein handelsübliches C_12/14-Kokosfettalkohol-2EO-ethersulfat- Na-Salz (Texapon(R)N, 26,5 gew.-%ig in Wasser, Fa. Henkel KGaA, Düsseldorf, FRO) wurde mit einem Gehalt an 10 ppm Eisen (in Form von Eisen-(lII)-chlorid) sowie gegebenenfalls 150 ppm Inhibitor - jeweils bezogen auf den Feststoffgehalt der Produkte - versetzt. Die Muster wurden in durchsichtigen Flaschen bei Tageslicht und pH = 7 bis 7,5 über einen Zeit raum von 3 Monaten gelagert. Nach Abschluß der Lagerversuche wurden die Farbzahlen der Testprodukte mit Hilfe eines Lovi bond-Tintometers bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tab.2 zu sammengefaßt:

Tabelle 2

Inhibierungsgrad der Eisenverfärbung

Beispiele 10 bis 16; Vergleichsbeispiele V3 bis V5

Das aus den Beispielen 1 bis 9 bekannte Ethersulfat wurde mit 40 ppm Eisen und 150 ppm Inhibitor - jeweils bezogen auf den Feststoffgehalt der Produkte - dotiert und über einen Zeit raum von 21 d bei pH-Werten im Bereich von 8 bis 11 wie zuvor beschrieben gelagert. Die Farbzahlen sind Tab. 3 zu entnehmen.

Tabelle 3

Inhibierungsgrad der Eisenverfärbung (II)

III) Biologische Abbaubarkeit

Die biologische Abbaubarkeit der untersuchten Inhibitoren wurde gemäß "OECD Screeningtest" (MOST) bzw. "Geschlossenen Flaschentest" (GF) bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tab.4 zusammengefaßt.

Tabelle 4

Biologische Abbaubarkeit

Claims

1. Verfahren zur Farbstabilisierung von Tensiden, bei dem man ihnen mindestens einen Farbinhibitor der Formel (I) zusetzt, in der
R¹ und R³ unabhängig voneinander für Wasserstoff oder eine Carboxylgruppe,
R² für Wasserstoff oder eine CH₂COOH-Gruppe,
R⁴ für eine Carboxyl-, Hydroxyl-, CH(OH)COOH- oder (CHOH)₅H-Gruppe sowie
n und m unabhängig für O oder 1
steht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man anionische Tenside stabilisiert, die ausgewählt sind aus der Gruppe, die von Alkylbenzolsulfonaten, Alkylsul fonaten, Olefinsulfaten, Alkylethersulfonaten, Glycerin ethersulfonaten, α-Methylestersulfonaten, Sulfofettsäu ren, Alkylsulfaten, Fettalkoholethersulfaten, Glycerin ethersulfaten, Hydroxymischethersulfaten, Monoglycerid (ether)sulfaten, Fettsäureamid-(ether)sulfaten, Sulfo succinaten, Sulfosuccinamaten, Sulfotriglyceriden, Ethercarbonsäuren, Alkyloligoglucosidsulfaten und Al kyl(ether)-phosphaten gebildet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man nichtionische Tenside stabilisiert, die ausgewählt sind aus der Gruppe, die von Fettalkoholethoxylaten, Polyolfettsäureestern, Alkyloligoglycosiden, Sorbitan estern und Polysorbaten gebildet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man amphotere bzw. zwitterionische Tenside stabilisiert, die ausgewählt sind aus der Oruppe, die von Alkylamido betainen, Aminopropionaten, Aminoglycinaten, Imidazo liniumbetainen und Sulfobetainen sind.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man wäßrige Tenside stabilisiert, die einen Feststoff gehalt von 5 bis 85 Gew.-% - bezogen auf die Produkte - aufweisen.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Inhibitoren N-(1,2-Dicarboxy-2-hydroxyethyl) glycerin, N-(1,2-Dicarboxy-2-hydroxyethyl)asparagin säure, Isoserin-N,N-diessigsäure und/oder Nitrilotri essigsaure einsetzt.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Inhibitoren in Mengen von 10 bis 1500 ppm - be zogen auf den Feststoffgehalt der Produkte - einsetzt.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Tenside auf einen pH-Wert von 7 bis 11 ein stellt.