DE4438221A1 - Monoglyceridsulfate als Schaumstabilisatoren - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Verwendung von Monogly­ ceridsulfaten als Schaumstabilisatoren in wäßrigen Tensidzusammensetzun­ gen, insbesondere Handgeschirrspülmitteln.

Flüssige Reinigungsmittel bestehen meist aus wäßrigen Lösungen von syn­ thetischen anionischen und/oder nichtionischen Tensiden und üblichen Zu­ satzstoffen. Sie werden besonders zum Reinigen harter Oberflächen, zum Beispiel von Glas, keramischen Materialien, Kunststoffen, lackierten und polierten Oberflächen verwendet. Ein wichtiges Anwendungsgebiet für flüs­ sige Reinigungsmittel ist das manuelle Spülen von Eß- und Kochgeschirr. Die Geschirreinigung wird üblicherweise bei leicht erhöhten Temperaturen von etwa 35 bis 45°C in stark verdünnten flotten durchgeführt. Dabei wird vom Verbraucher die Reinigungskraft eines Mittels im allgemeinen als umso besser beurteilt, je stärker und je länger die Reinigungsflotte schäumt.

Es besteht daher ständig Bedarf an Zusätzen, die eine Schaumstabilisierung in wäßrigen Tensidzusammensetzungen, insbesondere Handgeschirrspülmitteln, bewirken.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher die Verwendung von Mono­ glyceridsulfaten der Formel I

in der R¹CO für einen linearen oder verzweigten Acylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, x, y und z in Summe für 0 oder für Zahlen von 1 bis 30 und X für ein Alkali- oder Erdalkalimetall steht, in wäßrigen Tensidzusammensetzungen, inbesondere wäßrigen Handgeschirrspülmittel.

Bei diesen Stoffen handelt es sich um bekannte chemische Verbindungen, die man beispielsweise durch Sulfatierung von Partialglyceriden oder deren Ethylenoxidaddukten und nachfolgende Neutralisation erhalten kann [vgl. WO 92/09569, WO 92/09570, Henkel].

Typische Beispiele sind die Umsetzungsprodukte von Laurinsäuremonogly­ cerid, Kokosfettsäuremonoglycerid, Palmitinsäuremonoglycerid, Stearin­ säuremonoglycerid, Ölsäuremonoglycerid und Talgfettsäuremonoglycerid sowie deren Ethylenoxidaddukten mit Schwefeltrioxid oder Chlorsulfonsäure in form ihrer Natriumsalze.

Besonders eignen sich die Monoglyceridsulfate der Formel I, in denen R¹CO für einen Kokosacyl-Rest steht.

Als Tenside kommen anionische, nichtionische, kationische, zwitterionische und amphotere Tenside in Frage.

Geeignete anionische Tenside sind z. B. Fettalkylsulfate. Fettalkylsulfate (FAS), die im Sinne der Erfindung Verwendung finden können, folgen der Formel II,

R²-O-SO₃X (II)

in der R² für eine gesättigte oder ungesättigte C₆-C₂₂-Alkylgruppe und X für ein Alkali- oder Erdalkalimetall steht.

Bei diesen Stoffen handelt es sich um bekannte chemische Verbindungen, die durch Sulfatierung von Fettalkoholen erhalten werden können. Typische Bei­ spiele sind die Sulfate von Capronalkohol, Caprylalkohol, Caprinalkohol, Laurylalkohol, Myristylalkohol, Cetylalkohol, Palmoleylalkohol, Stearyl­ alkohol, Oleylalkohol, Elaidylalkohol, Petroselinylalkohol, Arachylalko­ hol, Gadoleylalkohol, Behenylalkohol und Erucylalkohol sowie deren techni­ sche Gemische. Vorzugsweise werden Sulfate von technischen C_12/14- oder C_12/18-Kokosfettalkoholschnitten in form ihrer Natrium- oder Mg-Salze eingesetzt.

Fettalkylethersulfate (FAES), die im Sinne der Erfindung Verwendung finden können, folgen der Formel III,

R³O-(CH₂CH₂O)_n-SO₃X (III)

in der R³ für eine gesättigte oder ungesättigte C₆-C₂₂-Alkylgruppe, n für Zahlen von 1 bis 10 und X für ein Alkali- oder Erdalkalimetall steht.

Auch bei diesen Stoffen handelt es sich um bekannte chemische Verbindun­ gen, die durch Sulfatierung von Fettalkoholpolyglycolethern erhalten wer­ den können. Auch FAES mit eingeengter Homologenverteilung (NRE = narrow range ethoxylates), wie sie beispielsweise in der Internationalen Patent­ anmeldung WO 91/05 764 sowie in der Übersicht von D.L.Smith in J.Am.Oil.Chem.Soc. 68, 629 (1991) beschrieben werden, können eingesetzt werden.

Typische Beispiele sind die Sulfatierungsprodukte von Addukten von 1 bis 10 Mol Ethylenoxid (konventionelle oder eingeengte Homologenverteilung) an jeweils 1 Mol Capronalkohol, Caprylalkohol, Caprinalkohol, Laurylalkohol, Myristylalkohol, Cetylalkohol, Palmoleylalkohol, Stearylalkohol, Oleylal­ kohol, Elaidylalkohol, Petroselinylalkohol, Arachylalkohol, Gadoleylalko­ hol, Behenylalkohol und Erucylalkohol sowie deren technische Gemische. Bevorzugt sind Sulfate von Addukten von 2 bis 7 Mol Ethylenoxid an gesät­ tigte Kokosfettalkohole mit 12 bis 18 Kohlenstoffatomen in form ihrer Na­ trium-, Kalium- und/oder Magnesiumsalze. Z.B. werden Fettalkoholethersul­ fate eingesetzt, die sich von entsprechenden Fettalkoholpolyglycolethern ableiten, die ihrerseits in Gegenwart von calciniertem oder insbesondere hydrophobiertem Hydrotalcit hergestellt worden sind und daher eine beson­ ders vorteilhaft eingeengte Homologenverteilung aufweisen.

Als weitere Aniontenside sind z. B. n-Alkylbenzolsulfonate mit 9 bis 16, vorzugsweise 12 Kohlenstoffatomen im Alkylrest, Alkansulfonate mit 10 bis 20, vorzugsweise 12 bis 18 Kohlenstoffatomen im Alkylrest und Olefinsulfonate mit 12 bis 16, vorzugsweise 12 bis 14 Kohlenstoffatomen im n-Alkylrest zu nennen.

Als nichtionsche Tenside kommen z. B. Alkylglycoside in frage. Alkylglyco­ side (APG) stellen bekannte Stoffe dar, die nach den einschlägigen Ver­ fahren der präparativen organischen Chemie erhalten werden können. Stell­ vertretend für das umfangreiche Schrifttum sei hier auf die Schriften EP-A1-0 301 298 und WO 90/3977 verwiesen. Die Alkylglycoside folgen der Formel IV,

R⁴O[G]_x, (IV)

in der R⁴ für einen linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesät­ tigten Alkylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, [G] für einen Glycoserest und x für eine Zahl von 1 bis 10 steht.

Die Indexzahl x in der allgemeinen Formel IV gibt den Oligomerisierungs­ grad (DP-Grad), d. h. die Verteilung von Mono- und Oligoglycosiden, an und steht für eine Zahl zwischen 1 und 10. Während x in einer gegebenen Ver­ bindung stets ganzzahlig sein muß und hier vor allem die Werte x = 1 bis 6 annehmen kann, ist der Wert x für ein bestimmtes Alkylglycosid eine ana­ lytisch ermittelte rechnerische Größe, die meistens eine gebrochene Zahl darstellt. Vorzugsweise werden Alkylglycoside mit einem mittleren Oligomerisierungsgrad x von 1,1 bis 3,0 eingesetzt. Aus anwendungstechnischer Sicht sind solche Alkylglycoside bevorzugt, deren Oligomerisierungsgrad kleiner als 1,7 ist und insbesondere zwischen 1,2 und 1,6 liegt. Als Glycosen werden vorzugsweise Glucose und Xylose ver­ wendet.

Der Alkyl- bzw. Alkenylrest R⁴ kann sich von primären Alkoholen mit 6 bis 22, vorzugsweise 12 bis 18 Kohlenstoffatomen ableiten. Typische Beispiele sind Capronalkohol, Caprylalkohol, Caprinalkohol und Undecylalkohol sowie deren technische Mischungen, wie sie beispielsweise im Verlauf der Hy­ drierung von technischen Fettsäuremethylestern oder im Verlauf der Hy­ drierung von Aldehyden aus der Roelen′schen Oxosynthese anfallen.

Der Alkyl- bzw. Alkenylrest R⁴ leitet sich vorzugsweise von Laurylalkohol, Myristylalkohol, Cetylalkohol, Palmoleylalkohol, Stearylalkohol, Isostea­ rylalkohol oder Oleylalkohol ab. Weiterhin sind Elaidylalkohol, Petrose­ linylalkohol, Arachylalkohol, Gadoleylalkohol, Behenylalkohol, Erucylalkohol sowie deren technische Gemische zu nennen.

Weitere nichtionische Tenside sind Fettsäurealkanolamide, z. B. C_12/18- Fettsäuremonoethanolamid oder Anlagerungsprodukte von 4 bis 20, vorzugs­ weise von 4 bis 10 Mol Alkylenoxid, vorzugsweise Ethylenoxid an C₁₀-C₂₀-, vorzugsweise C₁₂-C₁₈-Alkanole, aber auch die Anlagerungsprodukte von Ethylenoxid an Polypropylenglykole, die unter dem Namen Pluronics® be­ kannt sind, sowie Anlagerungsprodukte von 1 bis 7 Mol Ethylenoxid an mit 1 bis 5 Mol Propylenoxid umgesetzte C₁₂-C₁₈-Alkanole geeignet.

Als amphotere Tenside können Betain-Verbindungen der Formel

eingesetzt werden, in der R₅ einen gegebenenfalls durch Heteroatome oder Heteroatomgruppen unterbrochenen Alkylrest mit 8 bis 25, vorzugsweise 10 bis 21 Kohlenstoffatomen und R₆ und R₇ gleichartige oder verschiedene Al­ kylreste mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen bedeuten. Bevorzugt sind C₁₀-C₁₈- Alkyl-dimethylcarboxymethylbetain und C₁₁-C₁₇-Alkylamidopropyl-dimethyl­ carboxymethyl-betain. Auch Fettalkylaminoxide sind hier zu nennen.

Bei den bei Bedarf zuzusetzenden Lösungsmitteln handelt es sich um nie­ dermolekulare Alkanole mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen im Molekül, vorzugs­ weise um Ethanol und Isopropanol. Als Lösungsvermittler, etwa für Farb­ stoffe und Parfümöle können beispielsweise Alkanolamine, Polyole wie Ethylenglykol, Propylenglykol, Glycerin sowie Alkylbenzolsulfonate mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen im Alkylrest dienen.

Zu den bevorzugten Verdickungsmitteln zählen Harnstoff und Ammoniumchlo­ rid, die auch kombiniert eingesetzt werden können.

Als Konservierungsmittel sind beispielsweise Natriumbenzoat, Formaldehyd und Natriumsulfit zu nennen. Die Tensid-Zusammensetzungen können auch üb­ liche Desinfektionsmittel enthalten.

Der pH-Wert der Tensid-Zusammensetzungen liegt vorzugsweise zwischen 5,0 und 7,5.

Die Tensid-Zusammensetzungen der folgenden Beispiele wurden durch Zusam­ menrühren der einzelnen Bestandteile in beliebiger Reihenfolge und Ste­ henlassen des Gemisches bis zur Blasenfreiheit erhalten.

Beispiele Beurteilung des Schaumvermögens

Methode: Wagner-Schaumtest

Geräte

• - Wagner-Schüttelapparatur der Fa. Guwina-Hoffmann GmbH
• - temperierbares Wasserbad

Prüfbedingungen

Wasserhärte: 16°d
Anfangstemperatur: 45°C
Konzentration: 1 g Produkt/l

Durchführung

Die Mischzylinder wurden ins Wagner-Gerät eingespannt und 20 Umdrehungen "geschüttelt".

Nach 1 Minute wurde jeweils das Volumen an Schaum abgelesen. Dann wurden die Mischzylinder aus dem Wagner-Gerät genommen, mit je 0,5 ml Olivenöl versetzt und wieder eingespannt. Es wurde erneut 20 mal "geschüttelt".

Es folgte eine erneute Messung nach Zugabe von weiteren 0,5 ml Oliven­ öl/Mischzylinder und wiederholtem "Schütteln".

Es wurden die in Tabelle 1 und 2 aufgelisteten Tensid-Zusammensetzungen hergestellt.

Als Monoglyceridsulfat der Formel I kamen dabei Kokosmonoglyceridsulfat- Na-salze der folgenden Zusammensetzungen I und II zum Einsatz:

In Tabelle 1
I:
Aktivsubstanz Monoglyceridsulfat-Na-Salz	15,5%
Unsulfiertes Ausgangsprodukt	1,6%
Trockenrückstand	25,2%
Na-sulfat	7,7%
Wasser auf	100%

In Tabelle 2
II:
Aktivsubstanz Monoglyceridsulfat-Na-Salz	13,4%
Unsulfiertes Ausgangsprodukt	1,7%
Trockenrückstand	14,1%
Na-sulfat	0,7%
Wasser auf	100%

Claims (2)

1. Verwendung von Monoglyceridsulfaten der Formel I in der R¹CO für einen linearen oder verzweigten Acylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, x, y und z in Summe für 0 oder für Zahlen von 1 bis 30 und X für ein Alkali- oder Erdalkalimetall steht, in wäßrigen Ten­ sidzusammensetzungen, inbesondere wäßrigen Handgeschirrspülmittel.

2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß R¹CO für einen Kokosacyl-Rest steht.