DE4337030A1 - Verfahren zur Herstellung von Wachsdispersionen - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Wachsdispersionen
unter Bedingungen, die zu feindispersen und langzeitstabilen Dispersionen
führen.
Es ist bekannt, daß Öl-in-Wasser-Emulsionen, fortan O/W-Emulsionen ge
nannt, die mit nichtionischen Emulgatoren hergestellt und stabilisiert
sind, beim Erwärmen eine Phaseninversion erleiden. Unter diesem Vorgang
der Phaseninversion ist zu verstehen, daß bei höheren Temperaturen die
äußere, wäßrige Phase zur inneren Phase wird. Dieser Vorgang ist in der
Regel reversibel, das heißt, daß sich beim Abkühlen wieder der ursprüng
liche Emulsionstyp zurückbildet. Es ist auch bekannt, daß die Lage der
Phaseninversionstemperatur von vielen Faktoren abhängt, zum Beispiel von
der Art und dem Phasenvolumen der Ölkomponente, von der Hydrophilie und
der Struktur des Emulgators oder der Zusammensetzung des Emulgatorsystems,
vergleiche zum Beispiel K. Shinoda und H. Kunieda in Encyclopedia of Emul
sion Technology, Volume I, P. Becher (Hrsg.), Verlag Marcel Decker, New
York 1983, S. 337 ff.
Aus der DE-A-38 19 193 ist ein Verfahren zur Herstellung niedrigviskoser
O/W-Emulsionen mittels der Phaseninversionstechnik bekannt. Dabei wird
diese Technik auf Mischungen angewandt, die eine Ölkomponente, einen
nichtionischen Emulgator und einen Coemulgator in wäßrigem Milieu enthal
ten. Die Ölkomponente soll dabei aus 50-100% spezieller Mono- bzw. Di
ester, 0-50% C₈-C₂₂-Fettsäuretriglyceriden und gegebenenfalls 0 - 25%
eines Kohlenwasserstofföls bestehen.
Aus der DE-A-41 40 562 ist ein Verfahren zur Herstellung von O/W-Emulsio
nen mit besonders polaren Ölkörpern mittels der Phaseninversionstechnik
bekannt. Unter besonders polaren Ölkörpern sind dabei Öle mit einem Di
polmoment oberhalb 1,96 D zu verstehen. Dabei wird die Technik der Phasen
inversion auf Mischungen angewandt, die die genannten besonders polaren
Öle, einen nichtionischen Emulgator, ggf. einen Coemulgator, sowie einen
Grenzflächenmoderator, der aus der Gruppe der Tocopherole, der Guerbetal
kohole mit 16 bis 20 C-Atomen bzw. eines Steroids mit 1 bis 3 OH-Gruppen
ausgewählt ist, enthalten.
Die DE-A-38 19 193 sowie die DE-A-41 40 562 offenbaren über die genannten
Bestandteile hinaus keine weiteren Komponenten. Insbesondere enthalten
diese Druckschriften keinen Hinweis darauf, ob und durch welche Maßnahmen
eine Herstellung feindisperser und langzeitstabiler Wachsdispersionen mög
lich ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, ein Verfahren zur Herstellung
feindisperser und langzeitstabiler Wachsdispersionen zu entwickeln.
Diese Aufgabe wurde erfindungsgemäß, dadurch gelöst, daß man
- (A) 10 bis 80 Gew.-% eines Wachses mit
- (B) 0,5 bis 30 Gew.-% eines hydrophilen nichtionischen Dispergators mit einem HLB-Wert von 8 bis 18 und
- (C) 1 bis 30 Gew.-% eines hydrophoben Co-Dispergators aus der Gruppe der Fettalkohole mit 12 bis 22 C-Atomen oder der Partialester von Polyolen mit 3 bis 6 C-Atomen mit Fettsäuren mit 12 bis 22 C-Atomen,
mit der Maßgabe, daß das Verhältnis der Komponenten (B) und (C) im Bereich
von 0,5 : 1 bis 20 : 1 liegt,
in Gegenwart von 15 bis 85 Gew.-% Wasser auf eine Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes des Gemisches aus den Komponenten (A) bis (C) erhitzt und die erhaltene Dispersion anschließend auf eine Temperatur innerhalb oder oberhalb des Phaseninversions-Temperaturbereichs erhitzt - oder die Di spersion direkt bei dieser Temperatur herstellt - und dann die Dispersion auf eine Temperatur unterhalb des Phaseninversionstemperaturbereichs ab kühlt und gegebenenfalls mit Wasser weiter verdünnt.
in Gegenwart von 15 bis 85 Gew.-% Wasser auf eine Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes des Gemisches aus den Komponenten (A) bis (C) erhitzt und die erhaltene Dispersion anschließend auf eine Temperatur innerhalb oder oberhalb des Phaseninversions-Temperaturbereichs erhitzt - oder die Di spersion direkt bei dieser Temperatur herstellt - und dann die Dispersion auf eine Temperatur unterhalb des Phaseninversionstemperaturbereichs ab kühlt und gegebenenfalls mit Wasser weiter verdünnt.
Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Herstellung von Wachs
dispersionen, wobei man
- (A) 10 bis 80 Gew.-% eines Wachses mit
- (B) 0,5 bis 30 Gew.-% eines hydrophilen nichtionischen Dispergators mit einem HLB-Wert von 8 bis 18 und
- (C) 1 bis 30 Gew. -% eines hydrophoben Co-Dispergators aus der Gruppe der Fettalkohole mit 12 bis 22 C-Atomen oder der Partialester von Polyolen mit 3 bis 6 C-Atomen mit Fettsäuren mit 12 bis 22 C-Atomen,
mit der Maßgabe, daß das Verhältnis der Komponenten (B) und (C) im Bereich
von 0,5 : 1 bis 20:1 liegt,
in Gegenwart von 15 bis 85 Gew.-% Wasser auf eine Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes des Gemisches aus den Komponenten (A) bis (C) erhitzt und die erhaltene Dispersion anschließend auf eine Temperatur innerhalb oder oberhalb des Phaseninversions-Temperaturbereichs erhitzt - oder die Di spersion direkt bei dieser Temperatur herstellt - und dann die Dispersion auf eine Temperatur unterhalb des Phaseninversionstemperaturbereichs ab kühlt und gegebenenfalls mit Wasser weiter verdünnt.
in Gegenwart von 15 bis 85 Gew.-% Wasser auf eine Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes des Gemisches aus den Komponenten (A) bis (C) erhitzt und die erhaltene Dispersion anschließend auf eine Temperatur innerhalb oder oberhalb des Phaseninversions-Temperaturbereichs erhitzt - oder die Di spersion direkt bei dieser Temperatur herstellt - und dann die Dispersion auf eine Temperatur unterhalb des Phaseninversionstemperaturbereichs ab kühlt und gegebenenfalls mit Wasser weiter verdünnt.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß dabei besonders fein
teilige Dispersionen erhalten werden, die eine ausgezeichnete Lagersta
bilität aufweisen. Im Vergleich zum bekannten Stand der Technik, z. B. der
DE-OS-38 19 193, wird darüber hinaus die Phaseninversionstemperatur ge
senkt, was in der Praxis wegen der damit verbundenen Energie-Einsparung
besonders günstig ist.
Unter Wachsen, d. h. der Komponente (A), werden - dem in der Fachwelt üb
lichen Sprachgebrauch folgend (vergl. z. B. O.-A. Neumüller, "Römpps-
Chemie-Lexikon", 7. Auflage, Stuttgart 1977, Seite 3857) - natürlich oder
künstlich gewonnene Stoffe verstanden, die bei 20°C fest und knetbar,
grob- bis feinkristallin sind und erst oberhalb von etwa 40°C ohne Zer
setzung in einen fließfähigen niedriger viskosen Zustand übergehen.
Art und Herkunft der Wachse (A) unterliegen im Rahmen der vorliegenden
Erfindung keinerlei Beschränkungen. Die Wachse (A) können demgemäß aus
jeder der drei Gruppen gewählt werden, in die die Wachse üblicherweise
klassifiziert werden. Bei diesen drei Gruppen handelt es sich
- 1) natürliche Wachse und zwar: (a) pflanzliche Wachse, die unterteilt werden in rezente Wachse wie Candelilla-, Carnauba-, Japan-, Esparto gras-, Ouricoury-Wachs und in fossile Wachse wie Montanwachs, usw.;
- (b) tierische Wachse wie Bienen-, Schellack-Wachs, Walrat, Lanolin (Wollwachs), Bürzelfett usw.; (c) Mineralwachse (Erdölwachse) wie Ceresin, Ozokerit (Erdwachs), Petrolatum, Paraffin- und Mikrowachse,
- 2) chemisch veränderte Wachse z. B. die aus Rohmontanwachs hergestellten oxidierten Produkte,
- 3) synthetische Wachse, auch Kunstwachse genannt, z. B. aus den nach dem Fischer-Tropsch-Verfahren gewonnen Paraffinen, die durch Luftoxida tion, selektiver Lösungsmittelbehandlung, Veresterung, Verseifung usw. in eine Reihe von Hartwachsen überführt werden. Auch Polyethylen wachse, die teils durch Hochdruckpolymerisation von Ethylen teils durch Crackung aus dem hochmolekularen Niederdruckpolyethylen herge stellt werden, sowie entsprechende oxidierte Produkte, zählen zu den synthetischen Wachsen.
Neben den Wachsen (A) können gewünschtenfalls zusätzlich flüssige Öle
und/oder flüssige Kohlenwasserstoffe enthalten sein. Das Merkmal "flüssig"
bezieht sich dabei auf die Konsistenz der Öle beziehungsweise Kohlenwasser
stoffe bei 20°C.
Als Öle eignen sich insbesondere Mono- und Diester der allgemeinen Formel
(I), (II) und (III)
R¹-COOR² (I)
R²-OOC-R³-COOR² (II)
R¹-COO-R³-OOC-R¹ (III)
worin R¹ eine Alkylgruppe mit 8 bis 22 C-Atomen und R² eine Alkylgruppe
mit 3 bis 22 C-Atomen und R³ Alkylengruppen mit 2 bis 16 C-Atomen bedeu
ten, mit der Maßgabe, daß die Gesamtzahl der C-Atome in den Verbindungen
(I) bis (III) mindestens 11 beträgt.
Öle vom Typ der Mono- und Diester der Formeln (I), (II) und (III) sind als
kosmetische und pharmazeutische Ölkomponenten sowie als Gleit- und Schmier
mittelkomponenten bekannt. Als Öle geeignete Monoester (I) sind z. B. die
Isopropylester von Fettsäuren mit 12 bis 22 C-Atomen, wie z. B. Isopropyl
myristat, Isopropylpalmitat, Isopropylstearat, Isopropyloleat. Andere ge
eignete Monoester sind z. B. n-Butylstearat, n-Hexyllaurat, n-Decyloleat,
Isooctylstearat, Isononylpalmitat, Isononyl-isononanoat, 2-Ethylhexyl-pal
mitat, 2-Ethylhexyl-laurat, Isotridecylpalmitat/-stearat, 2-Hexyldecyl
stearat, 2-Octyldodecyl-palmitat, Oleyloleat, Oleylerucat, Erucyloleat
sowie Ester, die aus technischen aliphatischen Alkoholgemischen und tech
nischen aliphatischen Carbonsäuren erhältlich sind, z. B. Ester aus gesät
tigten und ungesättigten Fettalkoholen mit 12 bis 22 C-Atomen und gesät
tigten und ungesättigten Fettsäuren mit 12 bis 22 C-Atomen, wie sie aus
tierischen und pflanzlichen Fetten zugänglich sind. Geeignet sind auch
natürlich vorkommende Monoester- bzw. Wachsester-Gemische, wie sie z. B. im
Jojobaöl oder im Spermöl vorliegen, soweit sie bei 20°C flüssig sind.
Geeignete Dicarbonsäureester (II) sind z. B. Di-n-butyl-adipat, Di-n-butyl
sebacat, Di-(2-ethylhexyl)-adipat, Di-(2-hexyldecyl)-succinat und Di-iso
tridecyl-acelaat. Geeignete Diolester (III) sind z. B. Ethylenglykol-dio
leat, Ethylenglykol-di-isotridecanoat, Propylenglykol-di-(2-ethylhexa
noat), Propylenglykol-di-isostearat, Propylenglykol-di-pelargonat, Butan
diol-di-isostearat und Neopentylglykol-di-caprylat.
Als Öle gut geeignet sind ferner Ester von drei- und mehrwertigen Alkoho
len, insbesondere pflanzliche Triglyceride, z. B. Olivenöl, Mandelöl, Erd
nußöl, Sonnenblumenöl oder auch die Ester des Pentaerythrits mit z. B. Pe
largonsäure oder Ölsäure.
Als Fettsäuretriglyceride können natürliche, pflanzliche Öle, z. B. Oli
venöl, Sonnenblumenöl, Sojaöl, Erdnußöl, Rapsöl, Mandelöl, Palmöl, aber
auch die flüssigen Anteile des Kokosöls oder des Palmkernöls sowie tie
rische Öle, wie z. B. Klauenöl, die flüssigen Anteile des Rindertalges
oder auch synthetische Triglyceride, wie sie durch Veresterung von Gly
cerin mit Fettsäuren mit 8-22 C-Atomen erhalten werden, z. B. Trigly
ceride von Caprylsäure-Caprinsäure-Gemischen, Triglyceride aus technischer
Ölsäure oder aus Palmitinsäure-Ölsäure-Gemischen, zur Anwendung kommen.
Beispiele für geeignete Kohlenwasserstoffe sind Paraffinöle und synthe
tisch hergestellte Kohlenwasserstoffe, z. B. flüssige Polyolefine oder
definierte Kohlenwasserstoffe, z. B. Alkylcyclohexane, wie z. B. das
1.3-Di-isooctylcyclohexan.
Als hydrophile nichtionische Dispergatoren (B) geeignete Substanzen sind
gekennzeichnet durch eine lipophile, bevorzugt lineare Alkyl- oder Acyl
gruppe und eine hydrophile, aus niedermolekularen Glycol-, Glucose- und
Polyolethern gebildete Gruppe.
Die Dispergatoren (B) werden in den erfindungsgemäßen Wachsdispersionen in
einer Menge von 0,5 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise von 3 bis 20 Gew.-% einge
setzt.
Als Dispergatoren (B) eignen sich insbesondere Ethylenoxidanlagerungspro
dukte an Fettalkohole mit 16 bis 22 C-Atomen. Derartige Produkte sind han
delsüblich. Die technischen Produkte stellen Gemische homologer Polyglycol
ether der Ausgangsfettalkohole dar, deren mittlerer Oxethylierungsgrad der
angelagerten Molmenge an Ethylenoxid entspricht. Als Dispergatoren können
auch Ethylenoxidanlagerungsprodukte an Partialester aus einem Polyol mit 3
bis 6 C-Atomen und Fettsäuren mit 14 bis 22 C-Atomen verwendet werden.
Solche Produkte werden z. B. durch Ethoxylierung von Fettsäurepartialgly
ceriden oder von Mono- und Di-Fettsäureestern des Sorbitans, z. B. von Sor
bitanmonostearat oder Sorbitansesquioleat hergestellt. Die für das erfin
dungsgemäß Verfahren geeigneten Dispergatoren sollen einen HLB-Wert von 8
bis 18 aufweisen. Unter dem HLB-Wert (Hydrophil-Lipophil-Balance) soll ein
Wert verstanden werden, der errechnet werden kann gemäß
worin L der Gewichtsanteil der lipophilen Gruppen, d. h. der Fettalkyl-
oder Fettacylgruppen in Prozent in den Ethylenoxidanlagerungsprodukten
ist.
Bevorzugt eignen sich als Dispergatoren (B) Fettalkoholpolyglykolether
(B1) der allgemeinen Formel (IV)
R⁴-(O-CH₂-CH₂)n-OH (IV)
in der R⁴ einen gesättigten oder ungesättigten, geradkettigen oder ver
zweigten Kohlenwasserstoffrest mit 8 bis 22 C-Atomen, vorzugsweise 12 bis
22 C-Atomen und n eine ganze Zahl von 10 bis 50, vorzugsweise von 10 bis
30, bedeutet, sowie Anlagerungsprodukte von 4 bis 20 Mol Ethylenoxid an
ein oder mehrere Fettsäurepartialglyceride (B2).
Unter Fettsäurepartialglyceriden (B2) von gesättigten oder ungesättigten
Fettsäuren mit 10 bis 20 C-Atomen sind dabei technische Gemische von Fett
säuremono-, di- und triglyceriden zu verstehen, die durch Veresterung von
1 Mol Glycerin mit 1 bis 2 Mol einer (C10-20)-Fettsäure oder durch Umeste
rung von 1 Mol eines (C10-20)-Fettsäuretriglycerids, z. B. von Rindertalg,
Schweineschmalz, Palmöl, Sonnenblumenöl oder Sojaöl mit 0,5 bis 2 Mol Gly
cerin erhalten werden. Handelsüblich sind zwei Typen von Partialglyceri
den. Partialglyceride des Typs I enthalten 35 bis 60% Monoglyceride, 35
bis 50% Diglyceride und 1 bis 20% Triglyceride. Partialglyceride des
Typs II werden durch Molekulardestillation aus solchen des Typs I herge
stellt und enthalten 90 bis 96% Monoglyceride, 1 bis 5% Diglyceride und
weniger als 1% Triglyceride (vergl. dazu: a) G. Schuster und W. Adams:
Zeitschrift für Lebensmitteltechnologie, 1979, Band 30 (6), S. 256-264; b)
G. Schuster (Hrsg.) "Emulgatoren für Lebensmittel", Springer-Verlag, 1985).
Die erfindungsgemäß verwendeten Fettsäurepartialglyceride sollen 35 bis 96%
Monoglyceride, 1 bis 50% Diglyceride und 0,1 bis 20% Triglyceride ent
halten.
Bevorzugt geeignet als Dispergatoren sind Anlagerungsprodukte von 8 bis 12
Mol Ethylenoxid an gesättigte Fettalkohole mit 16 bis 22 C-Atomen. Zur
erfindungsgemäßen Emulgierung von Ölkomponenten, die keine unpolaren Koh
lenwasserstofföle enthalten, die also aus 50 bis 100 Gew.-% Mono- und Di
estern der Formeln I, II und III und 0 bis 50 Gew.-% Fettsäuretriglyceri
den bestehen, eignen sich als Dispergatoren insbesondere Anlagerungspro
dukte von 8 bis 12 Mol Ethylenoxid an einen gesättigten Fettalkohol mit 18
bis 22 C-Atomen.
Zusätzlich zum Dispergator (B) erfordert das erfindungsgemäße Verfahren
zwingend die Anwesenheit eines Co-Dispergators (C). Als Co-Dispergator
sind erfindungsgemäß solche vom Typ der Fettalkohole mit 16 bis 22 C-Ato
men, z. B. Cetylalkohol, Stearylalkohol, Arachidylalkohol oder Behenylal
kohol oder Gemische dieser Alkohole geeignet, wie sie bei der technischen
Hydrierung von pflanzlichen und tierischen Fettsäuren mit 16 bis 22 C-Ato
men oder der entsprechenden Fettsäuremethylester erhalten werden. Weiter
hin eignen sich als Co-Dispergatoren Partialester aus einem Polyol mit 3
bis 6 C-Atomen und Fettsäuren mit 14 bis 22 C-Atomen. Solche Partialester
sind z. B. die Monoglyceride von Palmitin- und/oder Stearinsäure, die Sor
bitanmono-und/oder -diester von Myristinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure
oder von Mischungen dieser Fettsäuren, die Monoester aus Trimethylolpro
pan, Erythrit oder Pentaerythrit und gesättigten Fettsäuren mit 14 bis 22
C-Atomen. Als Monoester werden auch die technischen Monoester verstanden,
die durch Veresterung von 1 Mol Polyol mit 1 Mol Fettsäure erhalten werden
und die ein Gemisch aus Monoester, Diester und unverestertem Polyol dar
stellen.
Besonders gut eignen sich für das erfindungsgemäße Verfahren als Co-Disper
gatoren Cetylalkohol, Stearylalkohol oder ein Glycerin-, Sorbitan- oder
Trimethylolpropan-Monoester einer Fettsäure mit 14 bis 22 C-Atomen oder
Gemische dieser Stoffe.
Die Co-Dispergatoren (C) werden in den erfindungsgemäßen Wachsdispersionen
in einer Menge von 1 bis 30 Gew.-% eingesetzt. Bevorzugt ist der Bereich
von 2 bis 20 Gew.-%.
Wie bereits erwähnt, ist das Verhältnis der Komponenten (B) und (C) ein
für den Erfolg des erfindungsgemäßen Verfahrens kritischer Parameter. Das
Verhältnis von (B) und (C) soll im Bereich von 0,5 : 1 bis 20 : 1 liegen. Da
bei ist ein Bereich von 1 : 1 bis 10 : 1 bevorzugt. Unter funktionaler Betrach
tungsweise wird das Verhältnis der Komponenten (B) und (C) derart einge
stellt, daß die Phaseninversionstemperatur der gesamten Zusammensetzung
oberhalb des Schmelzpunktes des festen Wachses (A) und unterhalb von 100°C
liegt.
Neben den genannten Komponenten können noch weitere Komponenten in der
Wachsdispersion enthalten sein. Insbesondere seien in diesem Zusammenhang
Grenzflächenmoderatoren aus der Gruppe der Tocopherole, Guerbetalkohole
mit 16 bis 20 C-Atomen und der Steroide mit 1 bis 3 OH-Gruppen genannt.
Unter Tocopherolen sind Naturstoffe mit Vitamin-E-Charakter zu verstehen,
die sich vom 2-Methyl-2-(4′.8′.12′-trimethyltridecyl)-chroman-6-ol, dem
sogenannten Tocol, ableiten. Die Kennzeichnung erfolgt mit griechischen
Buchstaben (vergl. "Römpps Chemie-Lexikon", O.-A.Neumüller (Hrsg.), 7.
Aufl., Stuttgart 1977, S. 3615f). Besonders bevorzugt ist α-Tocopherol,
das am häufigsten vorkommende und technisch bedeutendste Tocopherol, das
vielfach auch als das eigentliche Vitamin E bezeichnet wird. Unter Guer
betalkoholen sind spezielle verzweigte Alkohole zu verstehen (vergl. z. B.
A.J. O′Lenick Jr., R.E. Bilbo, Soap Cosm. Chem. Spec. 1987 (4) 52). Die
erfindungsgemäß einzusetzenden Guerbetalkohole sollen 16 bis 20 C-Atome
aufweisen, wie z. B. 2-Hexyldecanol oder 2-Octyldodecanol. Besonders geeig
net ist dabei 2-Octyldodecanol. Unter Steroiden ist eine Gruppe von natür
lich auftretenden oder synthetisch gewonnenen Verbindungen zu verstehen,
denen das Gerüst des (partiell) hydrierten Cyclopenta[a]phenanthrens zu
grunde liegt, vergl. z. B. O.A. Neumüller, Römpps Chemie-Lexikon, 7. Aufl.,
Stuttgart 1975, S. 3336 ff. Die Steroide sollen 1 bis 3 OH-Gruppen aufwei
sen. Besonders geeignet sind die Sterine, bei denen sich am dritten C-Atom
des Steroidgerüstes eine OH-Gruppe befindet. Die Sterine treten in allen
tierischen und pflanzlichen Zellen auf. Nach ihrem Vorkommen teilt man sie
in Zoosterine, z. B. Cholesterin, und Phytosterine, die vorwiegend in hö
heren Pflanzen vorkommen, auf. Ein besonders geeignetes Steroid ist Cho
lesterin.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann in der Weise durchgeführt werden, daß
zunächst die Phaseninversionstemperatur bestimmt wird, indem man eine Pro
be der auf übliche Weise hergestellten Dispersion unter Verwendung eines
Leitfähigkeitsmeßgerätes erhitzt und die Temperatur bestimmt, bei der die
Leitfähigkeit stark abnimmt. Die Abnahme der spezifischen Leitfähigkeit
der zunächst vorhandenen Öl-in-Wasser-Dispersion nimmt dabei üblicherweise
über ein Temperaturintervall von 5 bis 15°C von anfänglich ca. 50 Mikro
siemens pro cm auf Werte unter 5 Mikrosiemens pro cm ab. Der entsprechende
Temperaturbereich wird als Phaseninversions-Temperaturbereich (PIT-Be
reich) bezeichnet.
Nachdem der PIT-Bereich bekannt ist, kann man das erfindungsgemäße Ver
fahren entweder in der Weise durchführen, daß man die zunächst wie üblich
hergestellte Dispersion nachträglich auf eine Temperatur erhitzt, die in
nerhalb oder oberhalb des Phaseninversions-Temperaturbereichs liegt, oder
in der Weise, daß man bereits bei der Herstellung der Dispersion sofort
eine Temperatur wählt, die innerhalb oder oberhalb des Phaseninversions-
Temperaturbereichs liegt. Es ist auch möglich, ein wasserfreies oder was
serarmes Konzentrat bei der Phaseninversions-Temperatur mit heißem oder
kaltem Wasser zu verdünnen (Heiß-Heiß- oder Heiß-Kalt-Verfahren).
Wachsdispersionen, wie sie nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhalten
werden, finden Anwendung in der Kosmetik z. B. als Haut- und Körperpflege
mittel. Besonders bevorzugt ist das erfindungsgemäße Verfahren zur Her
stellung von Zubereitungen für die Haut- und Haarbehandlung geeignet.
Darüber hinaus sind die erfindungsgemäßen Wachsdispersionen auch für die
textile Ausrüstung geeignet, insbesondere zur Schlichte (Avivage).
Die folgenden Beispiele dienen der Erläuterung der Erfindung und sind
nicht einschränkend zu verstehen.
- a) feste Wachse (A)
W-1: Paraffinwachs ("Paraffin 5213"; Fater-HELL)
W-2: Stearylstearat ("Loxiol G41"; Fa. Henkel/Düsseldorf) - b) Dispergatoren (B)
D-1: Anlagerungsprodukt von 10 Mol Ethylenoxid an einen C₂₂-Fettalkohol ("Mergital B10"; Fa. Sidobre Sinnova)
D-2: Anlagerungsprodukt von 40 Mol Ethylenoxid an einen C₁₆/₁₈-Fettalkohol ("Disponil TA40"; Fa. Henkel/Düsseldorf) - c) Co-Dispergatoren (C)
CoD-1: Glycerinmonostearat ("Cutina GMS"; Fa. Henkel/Düsseldorf) - d) flüssige Öle (D)
Ö-1: iso-Tridecylpalmitat/-stearat ("Loxiol G40"; Fa. Henkel/Düsseldorf)
Eine Mischung der Komponenten (A) bis (C) sowie Wasser wurde auf eine Tem
peratur leicht oberhalb des Schmelzpunktes der Mischung erwärmt und ho
mogenisiert. Die Zusammensetzung der Dispersionen ist der Tabelle 1 zu
entnehmen.
Die Dispersionen wurden, wie unter 2.1. beschrieben hergestellt und dann
kurzzeitig (ca. 1 Minute) auf 95°C erhitzt. Dann wurden die Dispersionen
rasch, d. h. mit einer Abkühlrate von ca. 2 K/min unter Rühren
auf Raumtemperatur abgekühlt.
Unter Verwendung einer Leitfähigkeitsmeßbrücke (Fa. Radiometer/Kopenhagen)
wurde die elektrische Leitfähigkeit der Emulsionen in Abhängigkeit von der
Temperatur ermittelt. Zu diesem Zweck wurde die Dispersionen zunächst auf
+ 20°C abgekühlt. Bei dieser Temperatur zeigten sie eine Leitfähigkeit
von über 50 µS/cm. Durch langsames Erwärmen mit einer
Heizrate von ca. 0,5 K/min, die mit Hilfe eines Temperatur-Programmgebers
in Verbindung mit einem Kryostaten gesteuert wurde, wurde ein Leitfähig
keitsdiagramm erstellt. Der Temperaturbereich, innerhalb welchem die Leit
fähigkeit auf Werte unterhalb 5 µS/cm abfiel, wurde als Pha
seninversions-Temperaturbereich notiert.
Die Phaseninversionstemperaturen (PIT) der Zusammensetzungen der Beispiele
B1 bis B7 sowie V1 sind Tabelle 2 zu entnehmen.
Die Viskosität der Zusammensetzungen gemäß Tabelle 1 wurde bei 25°C mit
Hilfe eines Brookfield-Rotationsviskosimeters bei 20 Umdrehungen pro Mi
nute bestimmt; je nach Viskositätsbereich wurden dabei eine der Spindeln
3, 5 oder 7 verwendet. Die Ergebnisse der Viskositätsmessungen sind Ta
belle 2 zu entnehmen.
Tabelle 2 gibt ferner Auskunft über das Aussehen der Dispersion. Dabei
deutet das blaue Aussehen der Dispersionen gemäß B1 bis B7 auf Teilchen
größen unterhalb von 1 µm hin, d. h. auf besondere Feinteiligkeit
der Dispersionen.
Claims (5)
1. Verfahren zur Herstellung von Wachsdispersionen, dadurch gekennzeich
net, daß man
- (A) 10 bis 80 Gew.-% eines Wachses mit
- (B) 0,5 bis 30 Gew.-% eines hydrophilen nichtionischen Dispergators mit einem HLB-Wert von 8 bis 18 und
- (C) 1 bis 30 Gew. -% eines hydrophoben Co-Dispergators aus der Gruppe der Fettalkohole mit 12 bis 22 C-Atomen oder der Partialester von Polyolen mit 3 bis 6 C-Atomen mit Fettsäuren mit 12 bis 22 C-Ato men,
mit der Maßgabe, daß das Verhältnis der Komponenten (B) und (C) im
Bereich von 0,5 : 1 bis 20 : 1 liegt,
in Gegenwart von 15 bis 85 Gew.-% Wasser auf eine Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes des Gemisches aus den Komponenten (A) bis (C) er hitzt und die erhaltene Dispersion anschließend auf eine Temperatur innerhalb oder oberhalb des Phaseninversions-Temperaturbereichs er hitzt - oder die Dispersion direkt bei dieser Temperatur herstellt - und dann die Dispersion auf eine Temperatur unterhalb des Phaseninver sionstemperaturbereichs abkühlt und gegebenenfalls mit Wasser weiter verdünnt.
in Gegenwart von 15 bis 85 Gew.-% Wasser auf eine Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes des Gemisches aus den Komponenten (A) bis (C) er hitzt und die erhaltene Dispersion anschließend auf eine Temperatur innerhalb oder oberhalb des Phaseninversions-Temperaturbereichs er hitzt - oder die Dispersion direkt bei dieser Temperatur herstellt - und dann die Dispersion auf eine Temperatur unterhalb des Phaseninver sionstemperaturbereichs abkühlt und gegebenenfalls mit Wasser weiter verdünnt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei man das Verhältnis der Komponenten
(B) und (C) so einstellt, daß die Phaseninversionstemperatur der ge
samten Zusammensetzung oberhalb des Schmelzpunktes des festen Wachses
und unterhalb von 100°C liegt.
3. Verwendung der Wachsdispersionen nach Anspruch 1 oder 2 in der Kosme
tik, z. B. als Haut- und Körperpflegemittel.
4. Verwendung der Wachsdispersionen nach Anspruch 1 oder 2 zur textilen
Ausrüstung.
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