DE972779C - Verfahren zur Herstellung pilierter Seifen mit hohem Wasser- und Salzgehalt - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 24. SEPTEMBER 1959

P 7424 IVa/ 23 e

Salzgehalt

Die Erfindung betrifft die Herstellung von Seifen mit hohem Wasser- und Salzgehalt, die trotzdem die Eigenschaften pilierter Seife besitzen.

Pilierte Seifen besitzen leicht erkennbare Eigenschaften, die sie von anderen handelsüblichen Seifen unterscheiden und für viele Zwecke sehr geeignet machen. Diese Eigenschaften sind unter anderem eine gleichmäßige Struktur, eine feste Konsistenz, ein glatter, wachsartiger Griff, eine glatte Oberfläche, eine im wesentlichen in einer einzigen Richtung auftretende Korn- oder Kristallorientierung, Transparenz (wenn kein weißendes Mittel zugesetzt wurde). Diese Seifen schrumpfen oder verziehen sich beim Altern und Austrocknen der Riegel nicht, sie quellen in Wasser, nehmen jedoch nach dem Trocknen im wesentlichen wieder die frühere Form und das frühere Aussehen an, lösen sich schnell in Wasser-, besonders beim Reiben, und besitzen daher ein sehr großes Schaumbildungsvermögen. Weitere Eigenschaften, die nachstehend besprochen werden, sind das Vorliegen der Seife in der /?-Kristallphase und die Erniedrigung des »Taupunkts« der Flüssigkeit in dem Seifenriegel.

Pilierte Seifen werden gewöhnlich so hergestellt, daß man eine Seife mit geringem Feuchtigkeitsund Elektrolytgehalt (z. B. 10 bis 15 °/o Wasser und 0,4 bis 0,6 %> Salz) »piliert«, d. h., daß man die weitgehend erstarrte, jedoch noch plastische Seife zwischen einer Reihe rotierender Walzen hindurchlaufen läßt, wobei aufeinanderfolgende Walzenpaare dieser Reihe jeweils mit höheren Geschwindigkeiten und mit engerem Spiel um-

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laufen, so daß die Seife mechanisch bearbeitet, Scherungskräften ausgesetzt und verfestigt wird. Die austretenden Seifenplatten oder -bänder werden dann weiter mechanisch bearbeitet, quer gequetscht und verfestigt, indem man sie durch eines oder mehrere .Mundstücke abnehmender Größe preßt, und zwar durch den Druck einer in einer geschlossenen Trommel umlaufenden Förderschraube. Die zusammenpressende Wirkung der Schraube ίο auf die Seife und das Ausdrücken durch das Mundstück ist als Kneten und Auspressen bekannt. Die mechanische Bearbeitung bewirkt einen Temperaturanstieg, welcher je nachdem durch Zuführung oder Ableitung von Wärme geregelt werden kann. Die kombinierte Wirkung der Temperatur und des Auspressens unter Druck bewirkt eine Verdichtung der Seife und hat zur Folge, daß sie als homogener, zusammenhängender, leicht plastischer Riegel aus dem Mundstück austritt. Dieser Riegel wird dann in geeignete Längen geschnitten und mit einer Prägung versehen.

Bisher wurden pilierte Seifen nur aus Seifen mit geringem Wasser- und Elektrolytgehalt hergestellt. Der Seifenkern des Kessels, d. h. die sogenannte »Kesselseife«, die bei dem gewöhnlichen Seifensieden durch Absetzen über Leimniederschlag erhalten wurde, enthält etwa 0,4 % oder mehr Natriumchlorid und bis zu etwa 0,1 °/o Natriumhydroxyd oder Na₂CO₃, besitzt jedoch für Pilierzwecke einen ausnehmend hohen Wassergehalt, nämlich für gewöhnlich etwa 30 bis 32 °/o H₂O. Ein Pilieren solcher Seifen hat sich als unzweckmäßig erwiesen, da die Flocken zusammenkleben, die ausgepreßten Riegel zu weich sind und die Seife nicht die günstigen Eigenschaften pilierter Seifen aufweist. Vor dem Pilieren ist daher für gewöhnlich eine Trocknung erforderlich, wodurch der Wassergehalt auf etwa 10 bis 15.% erniedrigt wird. Dadurch wird natürlich die Seifenherstellung verteuert.

Gegenstand der Erfindung ist die Herstellung einer pilierten Seife mit hohem Feuchtigkeitsgehalt, indem Seifenflocken und -riegel mit hohem Feuchtigkeits- und Elektrolytgehalt hergestellt werden, die dennoch die Eigenschaften pilierter Seife besitzen. Ferner betrifft die Erfindung gefüllte Seifen mit den Eigenschaften pilierter Seifen.

Gemäß der Erfindung werden die obigen Aufgaben dadurch gelöst, daß in einer in beliebiger Weise gewonnenen Natriumseife, deren Fettansatz ein fettes Öl mit einer Jodzahl von über 25 ist und die mindestens 20% gesättigte Fettsäuren mit 16 bis 22 C-Atomen und nicht mehr als 40% gesättigte Fettsäuren mit weniger als 16 C-Atomen besitzt, ein Natriumchloridgehalt von 1 bis 4V2 Gewichtsprozent und ein Wassergehalt von 20 bis 40 Gewichtsprozent eingestellt werden, wobei der Salzgehalt bei einem Wassergehalt von über 34% über 1% und der Wassergehalt bei einem Salzgehalt von über 4·% über 20% liegt, und daß man diese Mischung im plastischen festen Zustand bei einer Temperatur zwischen etwa 27 und etwa 52⁰ C, und zwar unterhalb der Erstarrungstemperatur, und unterhalb der Temperatur, bei welcher klare Seife in stabilem Gleichgewicht in dem System existieren kann, jedoch oberhalb der Temperatur, bei welcher die Seife brüchig wird, unter Druck einer Knet- und Verdichtungsbehandlung sowie Scherungskräften aussetzt.

Die Erfindung erschließt der Herstellung von Seifenerzeugnissen mit sehr günstigen Eigenschaften einen weiten, neuen Bereich von Zusammensetzungen.

Die Zeichnung zeigt eine graphische Darstellung, aus deren die Mengenverhältnisse des in den erfindungsgemäßen Seifen enthaltenen Wassers und Natriumchlorids zu entnehmen sind.

Die Erfindung wird zunächst in bezug auf eine ternäre Mischung von Seife, Wasser und Elektrolyt beschrieben, in der die Seife die Natriumseife einer Mischung von 80% Talg und 20% Kokosnußöl und der Elektrolyt Natriumchlorid ist.

Die bei den erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Seife kann nach dem üblichen Seifensiedeverfahren im Kessel unter -Reinigung durch Abj setzen und Trennen in n,icht miteinander mischbare Phasen oder nach dem Fachmann bekannten halbwarmen oder kalten Verfahren hergestellt werden. Sie kann auch durch kontinuierliche Verseifung von Fettsäuren unter Druck, wie sie in der USA.-Patentschrift 2 159 397 beschrieben ist, oder nach einem beliebigen anderen Verfahren erhalten werden. Die Seife kann auf beliebige Weise auf den gewünschten Wassergehalt eingestellt oder gegebenenfalls ohne Regelung des Wassergehalts verwendet werden, wenn sich derselbe bei der Herstellung der Seife günstig ergibt. Wenn Wasser entfernt werden soll, kann dies auf gängige Weise geschehen, z. B. durch teilweises Trocknen von Flocken in einer Trockenkammer oder durch Versprühen der geschmolzenen Seife bei hoher Temperatur und Druck in eine unter niedrigem Druck stehende Verdampfungskammer, wobei Wasser verdampft wird. Die Bedingungen werden dabei so geregelt, daß man den gewünschten Wassergehalt erzielt, teilweise getrocknete Seife kann auch in einer Mischvorrichtung (Crutcher) in einem geeigneten Mengenverhältnis mit geschmolzener, nicht getrockneter Seife gemischt werden, bis sie gleichmäßig und homogen ist und den gewünschten Wassergehalt besitzt. Wenn andererseits der Wassergehalt der ursprünglichen Seife zu niedrig ist, kann dem dadurch abgeholfen werden, daß man eine Wasserlösung des Elektrolyts, d. h. des Natriumchlorids, vor dem Abkühlen und Erstarren der geschmolzenen Seife mit derselben vermischt. Der Elektrolyt kann der Seife entweder, wenn nötig, in trockener Form oder in Lösung zugegeben werden. Zweckmäßig, jedoch nicht notwendigerweise wird er mit der geschmolzenen Seife in einer Mischvorrichtung vermischt.

Behandlung im plastischen, festen Zustand

Wie vorstehend ausgeführt, besteht das erfmdungsgemäße Verfahren in der mechanischen

Behandlung eines in einem plastischen, festen Zustand befindlichen Seife-Salz-Wasser-Systems, das unter Druck verformt werden kann, jedoch unter der Wirkung der Schwerkraft allein im wesentliehen nicht fließfähig ist oder ohne Anwendung eines beträchtlichen Druckes nach erfolgter Trennung bei Berührung nicht wieder sich zusammenschließen kann. Die gewünschte Plastizität kann auf beliebige Weise erzielt werden, indem man ίο z. B. einen dünnen Film über eine Kühlwalze laufen läßt und ihn zu Flocken oder Bandform abkühlt oder durch Abkühlen unter Rührung z. B. in einer kontinuierlich arbeitenden Kühlvorrichtung (z. B. einem »Votator«), wie sie in der USA.-Patentschrift 2 295 596 beschrieben ist. In diesem Falle wird die Seife für gewöhnlich in Form von Bändern, Platten, Fäden oder Zylindern mit kleinem Durchmesser, je nach der Größe und Form des Mundstücks oder der Mundstücke, ausgepreßt. Es ist auch nicht immer notwendig, daß das Seife-Salz-Wasser-System schon zu Beginn der mechanischen Bearbeitung homogen ist, da in vielen Fällen durch eine solche Behandlung .ein heterogenes System homogen gemacht werden kann. Die folgende Beschreibung soll die Bedingungen, die gemäß der Erfindung für die plastischen, festen Systeme gelten, erläutern.

Es wurde früher angenommen, daß die gewöhnlich im Haushalt verwendeten Seifenriegel vollständig fest seien, wobei der Wassergehalt als Hydratwasser in die Kristallstruktur eingebaut ist. Neuere Untersuchungen haben dagegen gezeigt, daß bei gewöhnlichen Gebrauchstemperaturen Seifenriegel, wenn sie nicht äußerst trocken sind, für gewöhnlich aus festen Seifenkristallen bestehen, welche eine kleine Menge einer verdünnten, flüssigen Lösung von Seife in Wasser, bekannt als Leimniederschlag, enthalten, und daß nur beim Abkühlen auf einige Grad unter Null diese Flüssigkeit zu Eis gefriert und der Riegel so vollständig fest wird. Bei genügend niedrigen Temperaturen, die sogar über dem Schmelzpunkt von Eis liegen können, sind solche Riegel spröde und bröckelig, während sie bei höheren Temperaturen infolge teilweiser Umwandlung der Seifenkristalle in Leimniederschlag plastischer sind. Beim weiteren Erwärmen gut über Raumtemperatur werden die Kristalle fortschreitend weniger, und der Leimniederschlag wird durch eine andere nicht feste Phase ersetzt, welche (je nach der Seifenzusammensetzung und der Temperatur) entweder aus dem reinen Seifenkern mit niedriger Viskosität oder als Leimseife mit hoher Viskosität bestehen kann. Wenn die Temperatur dieses zweiphasigen Feststoff-Flüssigkeits-Systems noch weiter ansteigt, werden immer mehr feste Kristalle in Flüssigkeit umgewandelt, und unter Umständen verschwindet die feste Phase ganz.

Die Erfindung betrifft weder ein vollständig flüssiges System, noch wird sie bei Temperaturen durchgeführt, bei denen die Seife eine sirupöse Beschaffenheit hat, wie z. B. eine in der USA.-Patentschrift 2 295 594 beschriebene Mischung aus im wesentlichen Seifenkristallen und dem im Kessel gebildeten Seifenkuchen. Die Erfindung wird auch nicht bei Temperaturen durchgeführt, bei denen die Seife weich genug ist, um bei niedrigem Druck, z. B. etwa 0,35 bis 1,75 kg/cm², wie in der USA.-Patentschrift 2 377 424 ausgepreßt zu werden. In solchen Systemen ist die Fließfähigkeit zu groß, um eine Anwendung der erforderlichen Scherungskräfte zu erlauben. Die erhaltenen Seifen, welche keiner Querquetschung ausgesetzt waren und keine inneren Spaltflächen aufweisen, was für das Pilieren, Kneten und Auspressen von plastischen, festen Seifen charakteristisch ist, weisen auch wichtige Eigenschaften der pilierten Seifen nicht auf. Um diese Eigenschaften in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen mit hohem Feuchtigkeits- und Salzgehalt zu erzielen, müssen dieselben Scherungskräften, wie sie bei einer erzwungenen Bewegung im plastischen, festen Zustand unter hohem Druck auftreten, ausgesetzt werden. Diese Drücke können z. B. durch Walzenrollen oder durch Kneten und Auspressen ausgeübt werden und liegen bei etwa 7 kg oder mehr je Quadratzentimeter. Vorzugsweise arbeitet man bei einer Temperatur, bei welcher das Seife-Wasser-Elektrolyt-System zu einem großen Teil aus Seifenkristallen und nur zu einem kleinen Teil aus verdünntem Leimniederschlag besteht, da die Eigenschaften pilierter Seife in solchen Systemen am leichtesten und besten zu erzielen sind. In einigen Systemen jedoch, die eine große Menge Kristalle und einen kleinen Anteil Seifenleim enthalten, ist die Viskosität oder Plastizität so, daß die erfindungsgemäßen Scherungskräfte und Drücke und somit die Erzielung der Eigenschaften pilierter Seife aufgehoben werden. Das erfindungsgemäße Verfahren wird daher bei Temperaturen durchgeführt, bei welchen der Seifenkern sich nicht in stabilem Gleichgewicht befindet, d. h. bei Temperaturen unterhalb der Erstarrungstemperatur des Systems, jedoch oberhalb der Temperatur, bei der es bröckelig wird und bei der das System sich aber in einem plastischen, festen Zustand befindet. Es besteht dabei im wesentlichen aus einer Mischung eines großen Anteils fester Seifenkristalle mit einem kleinen Anteil einer nicht festen Seifenphase, die bei diesen Temperaturen stabil ist und entweder aus Leimniederschlag (nigre) oder Seifenleim bestehen kann.

Die Mindesttemperatur, bei welcher der reine Seifenkern stabil existieren kann, kann für eine bestimmte Seifenzusammensetzung auf verschiedene Weise bestimmt werden. Eine Möglichkeit bietet die bekannte dilatometrische Methode, da sowohl das Auftreten als auch das Verschwinden der reinen Seife von einer Änderung der Neigung der Volumentemperaturkurve des Systems begleitet ist.

Die Seife kann gemäß der Erfindung nur befriedigend mechanisch bearbeitet und verdichtet werden, wenn sie sich im wesentlichen in dem oben beschriebenen plastischen, festen Zustand befindet. Das erfindungsgemäße Verfahren besteht

darin, daß man die Seife in diesem Zustand mechanisch durchknetet, quer quetscht und verdichtet was z. B..beim Durchlaufen zwischen üblichen Walzenrollen erfolgt. Diese mechanische Bearbeitung kann jedoch auch auf eine beliebige andere Weise durchgeführt werden. Die Wirkung der Walzenrollen kann dadurch vervollständigt werden, daß man die Seife durch Kneten und Auspressen weiter verdichtet und bearbeitet. Tatsächlich ergibt

ip ein oft wiedeiholtes Auspressen unter hohem Druck durch kleine Mundstücke eine mechanische Bearbeitung, Querquetschung und Verdichtung, die in ihrer Art und Wirkung den beim Durchlaufen durch eine Reihe von Walzenrollen erzielten Ergebnissen gleichen. Die Ursache hierfür liegt in dem linearen Fluß der Seife unter Druck, wobei wahrscheinlich benachbarte Schichten mit verschiedenen relativen Geschwindigkeiten fließen. Gemäß der Erfindung wird daher Seife in Flockenform,

ao welche die Eigenschaften pilierter Seife besitzt, hergestellt, indem man sie über und zwischen Walzenrollen laufen läßt oder indem man sie wiederholt durch einen engen Schlitz auspreßt. Seife in Riegelform wird gemäß der Erfindung

as durch Walzen, Kneten und Auspressen oder in anderen Formen, wie z. B. Fäden oder spaghettiartigen Gebilden, durch geeignete Wahl der Größe und. Form des Mundstückes, durch das sie ausgepreßt wird, erhalten.

Kristalline Phasen in Seifen

Zum Verständnis der durch die erfmdungsgemäße mechanische Bearbeitung und Verdichtung

erzielten Ergebnisse ist eine kurze Besprechung der Phasenbeziehungen in Seifen erforderlich. Man weiß,„daß die feste handelsübliche Seife in mindestens drei verschiedenen kristallinen Phasen vorkommt, die mit β, δ und ω bezeichnet werden und

ineinander umgewandelt werden können. Diese Phasen treten entweder in dem Endprodukt oder in bestimmten Stadien des Herstellungsverfahrens auf, und zwar manchmal allein und manchmal in. Mischungen miteinander. Ganz allgemein kann ge-

sagt werden, daß die /?-Phase durch mechanische Bearbeitung von Seifen gewöhnlicher Zusammensetzung mit verhältnismäßig niedrigem Feuchtigkeitsgehalt bei geeigneter Temperatur, die cu-Phase durch stetiges Abkühlen ohne Rührung aus dem

geschmolzenen Zustand und die <5-Phase durch hohes Molekulargewicht, hohen Wassergehalt und niedrige Temperaturen, wie z. B. beim Erstarren von Leimniederschlag, begünstigt wird. Unterschiede in der Kristallstruktur äußern sich in Unterschieden άψ physikalischen Eigenschaften der Phasen. Ferguson, Rosevear und Stillman (Ind. Eng. Chem., 35, S. 1005 [1943]) geben Daten an, welche das für drei Proben derselben Seife erläutern, wobei jede Probe verschieden bearbeitet wurde, um eine verschiedene Kristallphase zu erhalten. Ihre Ergebnisse zeigen, daß Seife, welche sich nach dem Walzen und Kneten in-der jS-Phase befindet, viel fester und leichter löslich ist und auch leichter schäumt als eine Seife, die sich in einer der beiden anderen obengenannten Phasen befindet. Außerdem unterscheidet sie sich durch ihre größere Neigung zum Quellen beim Einweichen in Wasser. Beim Walzen und Kneten erhielten die genannten Autoren die /?-Phase unter Bedingungen, welche ekie Orientierung und ein Zusammenpressen der Kristalle bewirkten. Wenn die Bedingungen zur Erzielung der /?-Phase so sind, daß die Kristalle- nicht zusammengedrückt, miteinander verbunden oder parallel orientiert werden (z. B. beim Abschrecken und mechanischen Bearbeiten der halbgeschmolzenen, in zähflüssigem Zustand befindlichen Seife), schäumt die Seife weniger leicht, optische Unregelmäßigkeiten treten auf, die Transparenz und die charakteristischen Eigenschaften der wachsartigen, pilierten Seifen gehen verloren, und die Riegel zerfallen leicht in Wasser und sind allgemein viel weicher.

Die verschiedenen kristallinen Phasen der Seife können durch ihre charakteristischen Röntgenstrahlbeugungsringe, die für eine gegebene Phase selbst bei Änderungen der Zusammensetzung der Fettkomponente, des Wasser- oder des Elektrolytgehalts praktisch gleichbleiben, voneinander unterschieden und identifiziert werden, obwohl die genannten Änderungen bestimmend für die Phase, die sich bildet, sein können. Ein einfaches Identifizierungssystem gründet sich auf die charakteristischen, in Tabelle I gezeigten kurzen Gitterabstände, die der obengenannten Arbeit von Ferguson, Rosevear und Stillman entnommen sind.

Tabelle I

Zur Identifizierung dienende Röntgenstrahlbeugungsringe

ß
δ

Ringdurchmesser in cm

6,35

6,05 und 4,65

5,85

Gitterabstand d/η'λ

2,75

2,85 und 3,55

2,95

Die Identifizierungsringe für die α-Phase wurden weggelassen, da diese Phase kaum in einer handelsüblichen Seife aufzufinden war.

Nicht nur die An- oder Abwesenheit einer Phase wird durch die An- oder Abwesenheit ihres entsprechenden Identifizierungsringes oder ihrer -ringe angezeigt. Die relativen Mengenverhältnisse der in zwei oder mehr koexistenten Phasen vorliegenden Seife können bei einer unbekannten Probe aus der relativen Intensität der Identifizierungsringe geschätzt werden. Wenn z. B. die ω-Phase fortschreitend in die /?-Phase umgewandelt wird, nimmt mit fortschreitender Umwandlung die relative Intensität des 5,85-cm-Ringes ab und die relative Intensität des 6,35-cm-Ringes zu. Um solche Schät- ;ungen mit einem gewissen Genauigkeitsgrad durchzuführen, werden zunächst bekannte Mischungen der Phasen, jede so rein als möglich, als ι»5 Standardproben« getastet und die relativen Inten-

sitäten der charakteristischen Ringe vermerkt. Die relativen Intensitäten der Ringe der Beugungsbilder der unbekannten Probe werden dann mit diesen Standardproben verglichen. Zum Beispiel enthält eine Mischung der ß- und ω-Phase, die annähernd gleiche Intensitäten der 6,35-cm- und der 5,85-cm-Ringe ergibt, tatsächlich etwa 75¹Vo der ß- und 25% der ω-Phase. Eine vorwiegend die /J-Phase, jedoch weniger als 5 ^o/o der ω-Phase enthaltende Seife zeigt deutlich den /?-Ring, während der ω-Ring kaum wahrzunehmen ist. Um andererseits wahrnehmbare /KRinge in einer vorwiegend aus der ω-Phase bestehenden Seife zu erhalten, müssen etwa 15 oder 20% /?-Seife zugefügt werden. Eine fortschreitende Umwandlung einer Phase in eine andere äußert sich in einer fortschreitenden Änderung bestimmter physikalischer Eigenschaften, wie in Tabelle II gezeigt. Hier wurde aus 80% Talg und 20% Kokosnußöl im Seifensiedekessel ein Seifenkern- oder -kuchen hergestellt. Er wurde zu einem Wassergehalt von ΐ5^Λ/ο getrocknet, worauf sich die erhaltenen Teilchen in der ω-Phase befanden. Eine fortschreitende Umwandlung in die /?-Phase durch ein steigendes Maß der Bearbeitung und Verdichtung wurde dadurch erreicht, daß man gleiche Teile der obigen Seife mehrmals bei Raumtemperatur und unter Druck durch ein schlitzförmiges Mundstück auspreßte, so daß man Seifenriegel erhielt. Die Festigkeit dieser Riegel oder ihre Bruchfestigkeit wurde mit einer Mullenprüfvorrichtung (eine in der Papierherstellung zur Festigkeitsprüfung verwendete Vorrichtung) bestimmt. Die Abnutzungsgeschwindigkeit der Riegel wurde durch eine mechanische Behandlung mittels einer rotierenden Bürste unter fließendem Wasser bestimmt.

Tabelle II

A *t ni-it Anr·	Phasenzusammensetzung	Röntgenanalyse)	Abnutzungs geschwindigkeit	(Festigkeit
Anzahl eier	(bestimmt durch		(rotierende Bürste)	Mullen)
Auspressungen		% ω	(willkürlich, gewählte	kg/cm2
	°'oß	85	Einheiten)
2	15	70	2,2	2,0
12	30	30	3,5	3,i
24	70	0	4,6	4,8
80	100	0	5,2	6,4
160	100	5,4	7,o

Obwohl die mechanische Bearbeitung und Druckbehandlung gemäß der Erfindung die Seifen mit hohem Feuchtigkeits- und Elektrolytgehalt, die hier in Betracht kommen, vorwiegend in die /?-Phase umwandeln und obwohl das Vorliegen dieser Seifen hauptsächlich in dieser Phase wesentlieh ist, damit sie die Eigenschaften pilierter Seife in bezeichnendem Maße besitzen, bedeutet das natürlich nicht, daß eine mechanische Bearbeitung jeder beliebigen Seife dieselbe notwendigerweise in die /?-Phase umwandelt. Zum Beispiel wurde eine nur 6 bis 7%) Wasser enthaltende und vorwiegend in der /?-Phase vorliegende Seife unter geeigneten Auspreßbedingungen in die oj-Phase umgewandelt, wobei die Festigkeit, die Abnutzungsgeschwindigkeit, das Schaumbildungsvermögen usw. abnahmen. Andererseits kann ein in der /J-Phase vorliegender, in einer Form erstarrter Riegel mit hohem Feuchtigkeitsgehalt in Abwesenheit von zugesetztem Elektrolyt durch Auspressen oder Kneten in einen weichen ό-Riegel umgewandelt werden. Darüber hinaus erhöht eine mechanische Bearbeitung als solche das Schaumbildungsvermögen einer in der ω-Phase vorliegenden Seife nicht merklich. Nur wenn eine solche Bearbeitung eine Umwandlung in die /?-Phase bewirkt, erzielt man eine Verbesserung. Das hängt jedoch sowohl von der Zusammensetzung der Seife als auch von der Temperatur, der Dauer und dem Grad der Bearbeitung und Verdichtung ab.

Grundlagen für die Einreihung der erfindungsgemäßen Seifen unter die pilierten. Seifen

Wie vorstehend betont, ist es zur Erlangung der Eigenschaften pilierter Seife unerläßlich, daß ein Teil der Seife in der /J-Phase vorliegt. Obwohl in einigen Fällen handelsübliche pilierte Seifen bisher weniger als 50% der ß-Thzse enthielten, und zwar wahrscheinlich infolge unvollständigen Pilierens, müssen doch etwa 50% oder mehr der erfmdungsgemäßen Seife in der /?-Phase vorliegen, damit die Seife die Eigenschaften pilierter Seifen in dem gewünschten Maße aufweist und eindeutig als pilierte Seife zu erkennen ist. Die typische Festigkeit, no Transparenz, der Glanz, die Wachsartigkeit, das reversible Quellen, in Wasser usw., was pilierten Seifen, eigen ist, kann jedoch auch einer vorwiegend in der /3-Phase vorliegenden Seife fehlen. Zum Beispiel ist eine gemäß der USA.-Patentschrift 2 295 594 hergestellte Seife weitgehend in der ,5-Phase, besitzt jedoch trotz ihres großen Schaumbildungsvermögens und ihres hohen. /3-Gehaltes nicht die Eigenschaften pilierter Seife. Bei diesem Verfahren wird geschmolzene Seife unter Rühren rasch abgekühlt, während sie sich noch in einem teigigen, zähen Zustand befindet. Das gemäß diesem Verfahren, erhaltene Produkt ist weicher und undurchsichiger als eine pilierte Seife.

Die erfindungsgemäßen Seifen können in einigen Fällen nur schwer in bezug auf die Eigenschaften

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pilierter Seife genau mit nach anderen Verfahren hergestellten Seifen der gleichen Zusammensetzung verglichen werden, da es in einigen Fällen unmöglich ist, nach anderen Verfahren zusammenhängende, homogene Riegel mit hohem Feuchtigkeits- und Salzgehalt herzustellen. Aus bestimmten anderen Zusammensetzungen mit hohem Feuchtigkeits- und Salzgehalt können nach anderen Verfahren (z. B. durch. Erstarrenlassen in einer Form ίο oder gemäß der USA.-Patentschrift 2 377 424) zusammenhängende, homogene Riegel erhalten werden, jedoch fehlen diesen die Eigenschaften pilierter Seife, wie Glanz, Transparenz, Festigkeit und reversibles Quellvermögen in Wasser. Im Falle von Zusammensetzungen mit hohem Feuchtigkeits- und Salzgehalt, welche nach anderen als dem erfindungsgemäßen Verfahren zu Riegeln geformt werden können, zeigt ein direkter Vergleich, der so hergestellten Riegel mit den erfindungsgemäßen Riegeln in bezug auf Glanz, Transparenz, Festigkeit und reversibles Quellvermögen .in Wasser die Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Querquetschung und Druckbehandlung zur Erzielung von Eigenschaften pilierter Seife.

^a5 Zur Bestimmung der Transparenz ist die in der USA.-Patentschrift 2 295 594 beschriebene Methode geeignet, wobei der Einfachheit halber die Undurchsichtigkeit anstatt der Transparenz gemessen wird. Das Verfahren wird so ausgeführt, daß man von der Seife eine etwa 1,5 mm dicke Scheibe abschneidet und mit einem Renektometer den Betrag des unter Standardbelichtungsbedingungen reflektierten Lichtes mißt, a) wenn die Scheibe auf einem schwarzen Untergrund und b) wenn sie auf einem weißen Untergrund liegt. Die erste Ablesung, multipliziert mit 100 und dividiert durch die zweite Ablesung, wird der Undurchsichtigkeitswert der Seife genannt und ist der reziproke Wert der Transparenz. In dem in dem vorstehenden Patent genannten Beispiel besitzt das dort erhaltene Erzeugnis einen Undurchsichtigkeitswert von 89, verglichen mit einem solchen von 70 für die gleiche pilierte Seife, trotzdem ein Röntgenbeugungsdiagramm ergab, daß beide Seifenproben den gleichen /9-Gehalt hatten. Gemäß der Erfindung wurden Undurchsichtigkeitswerte bis herab zu 27 erhalten, wobei die Werte für gewöhnlich zwischen diesem allgemeinen Bereich und dem Bereich von etwa 70 liegen, der in der So obigen Patentschrift für eine pilierte Seife mit niedrigem Feuchtigkeits- und Elektrolytgehalt angegeben ist.

Die Festigkeit von Seifenriegeln kann leicht mit einer Mullenprüfvorrichtung gemessen werden. Tabelle III zeigt zur Erläuterung Undurchsichtigkeits- und Festigkeitswerte von zwei Proben derselben Seife (80% Talg, 20⁰/o Kokosnußöl), wobei eine Probe in einer Form erstarrt war (d. h. man ließ die Probe durch langsames Abkühlen aus dem geschmolzenen Zustand ohne Rühren erstarren) und die andere Probe ausgepreßt worden, war, bis sie im merklichen Maße die Eigenschaften pilierter Seife besaß.

Tabelle III

erstarrt ausgepreßt

%NaCl 3>2 3.2

⁰/oH₂0 27,2 25,6

Festigkeit (Mullen),

kg/cm² 0,63 1,05

Undurchsichtigkeit, °/o 85,4 55,2

Zur Bestimmung der Lösungsgeschwindigkeit kann ein Riegel der betreffenden Seife gleichmäßig mit einem nassen Schwamm gerieben und die Menge der bei jedem Strich abgeriebenen Seife bestimmt werden. Auf die gleiche Weise kann man die Leichtigkeit der Schaumbildung messen, indem man die Anzahl Reibungen mit einem nassen Schwamm zählt, die notwendig sind, um die Seifenkonzentration in, einem gegebenen Wasservolumen bestimmter Härte bis zu dem Punkt zu erhöhen, an dem sich ein stabiles Seifenwasser bilden kann.

Untersuchungen des Verhaltens der in den Seifen anwesenden Flüssigkeit beim Gefrieren und Schmelzen zeigen brauchbare Wechselbeziehungen mit den Eigenschaften pilierter Seife. Wenn eine undurchsichtige, nicht pilierte Seife, gleichgültig, ob sie sich ursprünglich in der ω-, δ- oder /?-Phase befindet, Scherungskräften und hohem Druck ausgesetzt wird, so daß Eigenschaften pilierter Seife erzeugt werden,, ändert sich der Zustand mindestens eines Teiles der in dem System anwesenden Flüssigkeit. Diese Änderung wird so gedeutet, daß die Flüssigkeit, die bei gewöhnlichen Temperaturen als eine isotrope, verdünnte Seifenlösung vorliegt, durch dia mechanische Bearbeitung und Verdichtung in eine innigere Verbindung mit den vorhandenen festen Seifenkristallen gebracht wird, indem sie durch Adsorptionskräfte fester und dichter an dieselbe »gebunden« wird. Der Dampfdruck der Flüssigkeit wird erniedrigt, und ihr Verhalten beim Erstarren ändert sich. Die vorgehenden Änderungen können am leichtesten durch dilatometrische Messungen wahrgenommen und verfolgt werden, welche die beim allmählichen Erwärmen solcher Systeme auftretenden' Volumenänderungen zeigen. Die Seife wird zuerst durch Einbringen in ein Bad aus Alkohol und Trockeneis mit einer Temperatur von. etwa —70⁰ C gefroren, wobei die Phase der Seifenkristalle durch diese Behandlung nicht beeinflußt wird. Röntgenbeugungsdiagramme solcher gefrorenen Systeme zeigen nicht nur die für die Phase der Seife charakteristischen, sondern auch die für Eis charakteristischen Ringe, woraus hervorgeht, daß Wasser in dem System gefroren ist. Beim allmählichen Erwärmen des gefrorenen Systems beobachtet man zunächst eine nahezu lineare Ausdehnung (infolge der Ausdehnung sowohl des Eises als auch der Seifenkristalle), die allmählich mit fortschreitendem Schmelzen des Eises einer resultierenden Kontraktion weicht. Nach beendetem Schmelzen, (das von einem' Verschwinden der für Eis charakteristischen Röntgenbeugungslinien begleitet ist), erscheint in der dilatometrischen Kurve plötzlich ein Knick, der bei

einem weiteren Temperaturanstieg von, einer Wiederaufnahme der linearen Ausdehnung auf Grund der Ausdehnung der nun nebeneinander vorliegenden Seifenlösung und Seifenkristalle gefolgt ist. Der scharfe Knick in der Kurve infolge des Vorzeichenwechsels der Volumenänderung bezeichnet das Verschwinden der letzten. Spur von Eis. Die Temperatur, bei der dies erfolgt, wird der »Taupunkt« genannt.

ίο In festen, mehr als etwa 40% Wasser enthaltenden Seifen nähert sich der Taupunkt dem Gefrierpunkt von Wasser. Mit abnehmendem Wassergehalt nimmt jedoch auch der Taupunkt ab, und die Abweichung von o° C wird leicht meßbar. Eine bloße Umwandlung einer Phase in die andere, wie z. B. aus der ω- in, die undurchsichtige ß-Phase, ist nicht von einer Änderung des Taupunktes begleitet. Die erfindungsgemäße Druck- und Querquetschbehandlung, auf Grund deren man die Eigenschaften pilierter Seife erzielt, bewirkt jedoch eine leicht wahrnehmbare Erniedrigung des Taupunkts. Der Betrag dieser Änderung zeigt die Wirksamkeit der Behandlung an.

Die Kristalle pilierter Seifen sind vorwiegend in der Auspreßrichtung orientiert, wie mikroskopisch mit polarisiertem Licht gezeigt werden kann. Man untersucht dabei einen zwischen gekreuzten Nicoischen Prismen angeordneten dünnen Seifenschnitt (dessen Breitflächen, im wesentlichen parallel der Auspreß richtung sindj, wobei der Seifenschnitt zuerst in die .Stellung maximaler Lichtauslöschung gebracht und dann um 45⁰ aus dieser Stellung gedreht wird.

Die Erhöhung der Lichtdurchlässigkeit in der zweiten Stellung zeigt die Orientierung der Teilchen der Probe und unterscheidet pilierte und ausgepreßte Seifen von in einer Form erstarrten Seifen.

Vorstehend wurden Methoden zum Messen bestimmter Eigenschaften pilierter Seife beschrieben. Andere solche Eigenschaften, die weniger leicht quantitativ gemessen werden können, sind: Eine gleichmäßige Struktur, ein glatter, wachsartiger Griff, Glanz, die Neigung, beim Einbringen in

+5 Wasser zu quellen, jedoch nach dem Trocknen im wesentlichen die ursprüngliche Form und das Aussehen wieder anzunehmen, und das Fehlen von Verwerfungen beim Altern. Das sind Eigenschaften, die beim Vergleich des erfindungsgemäßen Erzeugnisses mit erstarrten Seifen, der gleichen Zusammensetzung leicht erkennbar sind.

Die meisten, Beobachtungen, die als Kriterien für das Vorhandensein oder NichtVorhandensein charakteristischer Eigenschaften pilierter Seife gelten können, können, leichter an Seife in Riegelform als an Seife in Flocken- oder in einer anderen zerkleinerten Form vorgenommen werden. Indessen können Vergleiche der Lösungsgeschwindigkeiten, der Transparenz und der Festigkeit auch an. Seifenflocken gemacht werden, und Röntgenstrahluntersuchungen zur Bestimmung der Phase sowie diilatometrische Meßreihen zur Bestimmung des Taupunktes sind unabhängig von der Form der Seife. Die Erfindung betrifft vorwiegend Seife mit den Eigenschaften pilierter Seife, die sich jedoch in besonderer Form, wie z. B. Flocken, Körnern, Pulver, größeren, Stücken, Fäden usw., ebenso gut wie in der für pilierte Seife üblichen Riegelform befinden kann.

Elektrolyt- und Wassergehalt der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen

Im Gegensatz zu den bisherigen, Verfahren, bei denen pilierte Seifen aus weniger als etwa 20°/o Wasser und weniger als etwa 1 °/o Natriumchlorid enthaltenden Seifen hergestellt werden, erhält man gemäß der Erfindung pilierte Seifen, mit bis zu 35 oder 40% Wasser und einem hohen Salzgehalt. Der wesentliche Punkt der Erfindung liegt in dem Verhältnis zwischen Wasser-, Salz- und Seifengehalt. Die Erfindung basiert daher auf dem möglichen Verhältnisbereich der genannten Komponenten, innerhalb dessen pilierte Seifen, gemäß der Erfindung hergestellt werden können. Wenn bei einem hohen Wassergehalt der Salzgehalt zu niedrig ist, erhält man für gewöhnlich eine weiche, undurchsichtige Seife in der <5-Phase, die nur schwach quillt und beim Einlegen in Wasser Sprünge bekommt, die sich nur schlecht löst und kaum schäumt, da go von, dem feuchten Riegel nur schwer Seife abgerieben werden kann. Wenn, andererseits der Salzgehalt zu hoch ist, erhält man einen undurchsichtigen Riegel, der leicht schrumpft, beim Einweichen wenig Wasser aufnimmt oder kaum quillt, nicht leicht löslich ist, schlecht schäumt und für gewöhnlich vorwiegend in der ω-Phase vorliegt. Die Grenzgehalte an Salz und Wasser von. Seifen, die gemäß der Erfindung in eine pilierte Seifenart umgewandelt werden können., werden nachstehend ausführlicher besprochen.

Die Einstellung des Salz- und Wassergehalts der erfindungsgemäßen Seifen auf ein geeignetes Verhältnis und eine mechanische Bearbeitung und Verdichtung des so eingestellten Systems zur Umwandlung in die /?-Phase genügen, allein, zur Erzielung einer pilierten Seife nicht. Es muß außerdem die Temperatur in einem optimalen Bereich gehalten werden. Es hat sich gezeigt, daß die Erfindung nur schwierig unterhalb etwa 27⁰ C oder oberhalb etwa 52°' C durchführbar ist. Es sind dies die ungefähren Grenzen, innerhalb deren Seifen mit der plastischen, festen Beschaffenheit erzeugt werdea können, welche Pilieren, Kneten, Auspressen und ähnliche Behandlungen unter Anwendung von Scherungskräften erlauben. Wenn die Seife während der mechanischen Bearbeitung zu hart ist, wird sie nicht durch den. Druck zu einer zusammenhängenden Masse zusammengepreßt. Wenn sie zu weich ist (z. B. wenn sie beweglich ist oder wenn die Form durch die Einwirkung der Schwerkraft oder durch leichten Druck beeinflußt werden kann), so fehlen dem Endprodukt wichtige Eigenschaften pilierter Seife, z. B. Transparenz, Glanz, Wachsartigkeit, eine wesentliche Orientierung der Teilchen oder Kristalle in einer Richtung, Festigkeit und

merkliche Fähigkeit, beim Einlegen in Wasser dasselbe aufzusaugen. Die Grenztemperaturen sowie die optimale Temperatur hängen in jedem einzelnen Fall von dem Salz- und Wassergehalt sowie von der Zusammensetzung der Fettkomponente der Seife ab. In der Regel ist die zur Erzielung einer pilierten Seife mit hohem Feuchtigkeitsgehalt erforderliche Temperatur um so höher, je höher der Titer der Fettsäuren der Seife ist.

In der Zeichnung ist eine Fläche A zu sehen, innerhalb derer der Anwendungsbereich der Erfindung liegt. Bei höheren Salz- oder Wassergehalten kann die Erfindung nur schwierig oder überhaupt nicht durchgeführt werden, da den durch die Querquetschung und die Druckbehandlung erhaltenen Erzeugnissen die bezeichnenden Eigenschaften pilierter Seife fehlen. Wenn eine pilierte Seife mit einem Feuchtigkeitsgehalt von beispielsweise 35% hergestellt werden soll, sollte der SaIz-

ao gehalt auf 1,6 bis 4,35% eingestellt werden.

Die graphischen Darstellungen sollen als Anleitung für die Behandlung der typischen, erfindungsgemäßen Seife dienen, wobei die optimalen. Werte in jedem einzelnen Fall leicht nach den vorstehend erwähnten Eigenschaften der Erzeugnisse beurteilt werden können. Allgemein gesprochen liegen für jeden beliebigen Feuchtigkeitsgehalt gemäß der Erfindung die geeigneten Salzgehalte auf und dicht an einer geraden Linie, die vom Ursprung (20 % Feuchtigkeit, ι %· Salz) zu der diagonal entgegengesetzten Ecke der Flächet führt. Salzgehalte, die weiter von dieser Linie entfernt liegen, sollten mit einer gewissen Vorsicht angewendet werden.

Geeignete Fettausgangsprodukte für die erfindungsgemäßen Seifen

Obwohl vorstehend auf eine Natriumseife aus 80% Talg und 20 %· Kokosnuß öl Bezug genommen wurde und man mit dieser Zusammensetzung einen \o Seifenriegel mit hohem Feuchtigkeitsgehalt mit besonders günstigen Eigenschaften erzielt, sind auch Zusammensetzungen von etwa 70 bis 85% Talg und etwa 15 bis 30% Kokosnußöl für solche Seif enriegel gut geeignet. Diese Seifen werden zweckmäßig bei etwa 38 bis 52⁰C ausgepreßt oder piliert und können, wenn sie bei diesen Temperaturen mechanisch bearbeitet und verdichtet werden, vorwiegend in die /?-Phase umgewandelt werden (d. h. zu mehr als 50%, wie durch Röntgenanalyse bestimmt wurde), und man kann dabei die typischen Eigenschaften pilierter Seife erzielen. Bei steigenden Mengen, von Kokosnußöl, über etwa ein Drittel der Fettzusammensetzung, wird es immer schwieriger, die Seife in eine pilierte Seife umzuwandeln, obwohl noch Zusammensetzungen mit bis zu 50^/0 Kokosnußöl verwendet werden können. Wenn der Prozentgehalt an Kokosnußöl in dem Ausgangsfett 50% weit übersteigt, liegen die so erzielten Seifen in vielen Fäillen nicht mehr vorwiegend in der /?-Phase vor oder besitzen nicht mehr die beschriebenen Eigenschaften pilierter Seife.

In der Beschreibung wird Kokosnußöl als spezifisches Beispiel erwähnt, es gelten jedoch im allgemeinen die gleichen Erwägungen auch für andere öle der Kokosnußölgruppe. Unter ölen der Kokosnußölgruppe sind alle pflanzlichen Samenöle oder Fette zu verstehen, bei denen mindestens 50 Gewichtsprozent der gesamten Fettsäuren aus Laurin- und bzw. oder Myristinsäure bestehen. Diese öle (von denen viele Beispiele in Hilditchs »The Chemical Constitution of Naturel Fats«, 2. Ausgabe [1947], S. 198 bis 205, gegeben sind) werden für gewöhnlich aus den Samen der Glieder der botanischen Familien der Lauraceen (z. B. Tangkallakkernöl), der Myristiceen (z. B. Ucuhubanusöl), der Vochysiaceen (z. B. Jabotykernöl), der Salvadaraceen (z. B. Khakankernöl), der Simarubaceen (z. B. Dikanußöl) und insbesondere der Familie der Palmen gewonnen. Kokosnußöl ist das beste Beispiel für ein aus dem Samen eines Gliedes der Palmenfamilie gewonnenes öl. Andere nicht beschränkende Beispiele solcher öle sind jedoch auch Murumuruöl, Tucumaöl, Cohuneöl, Urikuryöl, Babassuöl und Palmkernöl.

Der Faktor, der dafür verantwortlich ist, ob ein bestimmtes Fett eine Seife ergibt, die leicht vorwiegend in die /?-Phase umgewandelt werden kann und die typischen Eigenschaften pilierter Seife besitzt, ist nicht die besondere Herkunft des Fettes, sondern vielmehr die Zusammensetzung der Gesamtheit der darin enthaltenen Fettsäuren. Während es so möglich ist, die Erfindung mit Seifen durchzuführen, welche aus mehr als 50 Gewichtsprozent von ölen der Kokosnußölgruppe enthaltenden Ausgangsmischungen hergestellt wurden, haben sich doch im allgemeinen Schwierigkeiten bei Durchführung der Erfindung ergeben, wenn mehr als etwa 40 Gewichtsprozent der Fettsäuren der Seife gesättigte Fettsäuren mit weniger als 16 Kohlenstoffatomen waren. Talg, weiche Fette und Palmöl sind Beispiele für Fette, welche entweder allein oder in Mischung miteinander oder mit Kokosnußöl zur Herstellung der erfindungsgemäßen Seife verwendet werden können. Stark ungesättigte pflanzliche oder Fischöle werden teilweise hydriert, wenn sie in wesentlicher Menge in dem Ausgangsfettprodukt verwendet werden sollen, da ohne Hydrierung die aus ihnen gewonnene Seife für die erfindungsgemäße Behandlung zu weich ist. Sie können indessen auch in begrenzten Mengen n₀ mit anderen stärker gesättigten Fetten gemischt werden. In der Regel soll die zur Durchführung der Erfindung geeignete Seife aus Fetten mit einer Jodzahl über 25 gewonnen werden, welche nicht mehr als 40% gesättigte Fettsäuren mit weniger als 16 Kohlenstoffatomen und mindestens 20 Gewichtsprozent gesättigte Fettsäuren mit 16 bis Kohlenstoffatomen enthalten.

Wie bei der Herstellung der üblichen pilierten Seifen ist auch gemäß der Erfindung ein beschränkter Ersatz des Natriums durch Kalium als Kation der Seife zulässig, solange dieser Ersatz nicht so weitgehend ist, daß dadurch dem Erzeugnis die charakteristischen Eigenschaften pilierter Seife verlorengehen. Auf die gleiche Weise kann ein Teil der Natriumsalze durch Kaliumsalze ersetzt wer

den. Gleiche Erwägungen gelten für andere seifenbildende Kationen, wie z. B. für das Ammoniumion oder substituierte Ammoniumionen (z. B. Triäthanolaminseifen).

Beispiele

Die folgenden Beispiele erläutern das erfindungsgemäße Verfahren und die danach hergestellten Reinigungsmittel. In den Beispielen wurde die Querquetschung und der Druck durch Anpressen, und zwar während desselben erzielt. Bei dieser Behandlungsart können nämlich die Temperatur, der Feuchtigkeitsgehalt und der Druck genauer innerhalb der gegebenen Möglichkeiten geregelt und gemessen werden. Natürlich sind indessen auch andere Mittel zur Anwendung von Scherungskräften unter Druck möglich, wie z. B. Pilieren und Kneten. Wenn nicht anders angegeben, erfolgte das Auspressen in den Beispielen durch ein schmales, zylindrisches Mundstück, das aus einer mit Seife gefüllten Kammer in eine andere Kammer führte, wobei jeweils eine Wand jeder Kammer beweglich war und aus der Oberfläche eines hydraulischen Kolbens bestand. Die zwei Kolben bewegten sich

a5 synchron, jedoch wurde der Druck an jedem Kolben unabhängig geregelt. Die Seife wird daher aus der einen Kammer unter hohem Druck in eine andere Kammer mit einem niedrigeren Druck ausgepreßt, der jedoch ausreicht, um die Seife in einen zusammenhängenden Riegel zu formen, der dann in der üblichen Weise geprägt werden kann. Wenn eine solche Seife zum Schmelzen erwärmt wird und man sie dann ohne Durchrühren durch Abkühlen auf Raumtemperatur erstarren läßt, spricht· man von einer »erstarrten Seife«.

Beispiel ι

Nach dem üblichen Siedeverfahren unter Absetzenlassen wurde Seife aus einem Ausgangsmaterial der folgenden Zusammensetzung hergestellt:

23,0 Kokosnußöl

2o,o°/o Fischöl, hydriert zu einer Jodzahl von 70 22,8% Talg 1 Die Mischung wurde

28,5 °/o Schweinefett > zu einer Jodzahl von

5,7% Palmöl J 49_>hydriert.

Zu der geschmolzenen Kesselseife, die 0,4 %> Natriumchlorid und etwa 30% Wasser enthielt, wurde in einer Mischvorrichtung so viel Natriumchlorid zugegeben, daß der Salzgehalt 2,75 °/o betrug. Man ließ die heiße Mischung auf Raumtemperatur abkühlen und erstarren. Dann wurde die Mischung vierundzwanzigmal durch ein schlitzförmiges Mundstück von 37,50 · 0,78 mm Durchmesser aus einer Kammer in eine andere und zurück gepreßt. Der Druck betrug auf der Seite des hohen Druckes des Mundstückes zwischen 40,6 und 44,8 kg/cm² und auf der Seite des niedrigen Drukkes 14,7 kg/cm². Die Kammern, die Kolbenfläche, die Seiten des Mundstücks und die Seife wurden durch einen Wasserkühlmantel auf einer Temperatur von 43,5° C gehalten. Der erhaltene, unter Druck in der Auspreßkammer gebildete Seifenriegel war glatt, fest, homogen, wachsartig und transparent. Er schäumte ohne weiteres an den Händen, quoll beim Einbringen in Wasser beträchtlich und nahm jedoch nach dem Trocknen im wesentlichen seine ursprüngliche Form und sein früheres Aussehen wieder an. Seine Bruchfestigkeit betrug, gemessen mit der Mullenprüfvorrichtung, 2,03 kg/cm². Eine Röntgenanalyse ergab, daß er in der /?-Form vorlag, während eine entsprechende erstarrte Probe zu etwa 50% aus der ß- und zu etwa 50% aus der co-Phase bestand. Der ausgepreßte Riegel wurde mechanisch in bezug auf seine Abnutzungsgeschwindigkeit und sein Schaumbildungsvermögen geprüft, indem man ihn der mechanischen Einwirkung einer von einem Motor angetriebenen Bürste und einem Wasserstrom unter geregelten Bedingungen aussetzte, worauf man die während einer bestimmten Zeit in den durch diese Behandlung gebildeten Schaum enthaltene Seifenmenge bestimmte. Diese Menge war anderthalbmal so groß als im Fall eines anderen Riegels derselben Seife, der 2,75% NaCl enthielt und im geschmolzenen Zustand in eine Form gegossen worden war, worauf man ihn ohne Durchrührung langsam auf Raumtemperatur abkühlen ließ. Die Menge war um 92,5% größer als die in einem Parallelversuch mit einer handelsüblichen pilierten, gekneteten und geprägten Seife der gleichen Fettzusammensetzung erhaltene Menge, wobei diese Seife i4°/o Wasser, 0,38% NaCl, ο, 12 °/o Na₂CO₃ und 0,2% Natriumsilikat enthielt.

Beispiel 2

Eine andere Probe der geschmolzenen Kesselseife vom Beispiel 1 wurde teilweise getrocknet und in einer Mischvorrichtung auf einem Natriumchloridgehalt von 1,5% und einem Wassergehalt von 22,2^fl/o eingestellt. Diese Seife wurde in einer Form abgekühlt und dann unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel 1 ausgepreßt, nur mit der Ausnahme, daß der Druck an der Seite des Hohldruckes 47,25 bis 58,8 kg/cm² und an der Seite des niedrigeren Druckes 13,16 kg/cm² betrug. Der erhaltene Seifenriegel war wachsartiger und transparenter wie der vom Beispiel 1 und hielt auch fester zusammen (Mullentest 4,8 kg/cm²). Er befand sich in n₀ der /J-Phase, während sich der entsprechende nur erstarrte Riegel in der ω-Phase befand. Die Abnutzungsgeschwindigkeit war um 220 %> größer als die des handelsüblichen pilierten Riegels. Der ausgepreßte Riegel besaß die Eigenschaften pilierter n₅ Seife, wie z. B. Quellen im Wasser, ohne das Auftreten von Sprüngen und ohne zu zerfallen, und nahm beim Trocknen im wesentlichen wieder seine ursprüngliche Form und sein früheres Aussehen an.

Beispiel 3

Eine Mischung von 80% Talg und.weichem Fett gemischt und 20% Kokosnußöl wurde mit kaustischer Soda nach dem üblichen Siedeverfahren mit Absetzenlassen verseift. Die Fettmischung hatte eine Jodzahl ven 47,5, eine Verseifungszahl

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von2i4,3 ^und einen Titer von 38. Zu der geschmolzenen Seife wurde in einer Misch vorrichtung so viel Salz und Wasser zugegeben, daß die Mischung 32,40/0 Wasser und 3,8% Natriumchlorid enthielt. Man ließ sie in einer Form erstarren und preßte sie dann vierzigmal bei 32 bis 38⁰ C durch 122 runde Mundstücke mit einem Durchmesser von 0,8 mm. Der erhaltene Seifenriegel war glatt, homogen, transparent, sah wachsartig aus, schäumte stark, war fest und lag in der /?-Phase vor.

Beispiel 4

Eine andere Probe der Kesselseife von Beispiel 3 wurde teilweise getrocknet und dann in der Mischig vorrichtung auf 26,4% H₂O und-3,8% NaCl eingestellt. Sie wurde dann wie im Beispiel 3 behandelt, nur mit der Ausnahme, daß das Auspressen bei 54° C einem Druck von 875 kg/cm² und durch ein einziges Mundstück mit einem Durchmesser von 0,8 mm erfolgte. Der erhaltene Seifenriegel glich dem von Beispiel 3 insofern, als er in der /?-Phase vorlag und ähnliche Eigenschaften pilierter Seife besaß.

Beispiel 5

Aus 80% einer Mischung aus Talg und einem nicht eßbaren Schweinefett und 20% Kokosnußöl wurde nach dem üblichen Siedeverfahren unter Absetzenlassen eine Seife hergestellt. Die gemischten Ausgangsfette für die Seife besaßen eine Jod-

zahl von 42,6, eine Verseifungszahl von 213,2 und einen Titer von 38,7. Der geschmolzenen Seife wurde in einer Mischvorrichtung so viel Salz zugefügt, daß der Wassergehalt der Mischung 29,5 % und der NaCl-Gehalt 1,6% betrug. Nach Einbringen in eine Form und Abkühlung wurde die Seife vierzigmal bei 29,5 bis 35° C durch 122 Mundstücke mit einem Durchmesser von 0,8 mm ausgepreßt.

Man erhielt einen transparenten Seifenriegel, der sich glatt und wachsartig anfühlte und aussah, fest war und stark schäumte, in der /S-Phase vorlag und eindeutig eine pilierte Seife war.

Beispiel 6

Nach dem üblichen Siedeverfahren wurde aus einer Mischung von Talg, nicht eßbarem Schweinefett und Kokosnußöl eine Seife hergestellt. Die gemischten Ausgangsfette besaßen eine Jodzahl von 41,4, eine Verseifungszahl von 213,8 und einen Titer von 39,3. Die geschmolzene Seife wurde in einer Mischvorrichtung auf einen Wassergehalt von 3i,2?/o und einen Salzgehalt von 2,43% eingestellt. Man ließ sie in einer Form erstarren und preßte sie dann etwa vierzigmal bei 27 bis 32⁰ C und einem Druck von etwa 875 kg/cm² durch ein Mundstück von 0,8 mm Durchmesser. Die erhaltene Seife war in /?-Phase und besaß die für pilierte Seife charakteristischen Eigenschaften, wie Transparenz, Festigkeit, starkes Schaumbildungsvermögen, leichte Löslichkeit in Wasser, Wasserbindungsvermögen usw.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Verfahren zur Herstellung pilierter Seifen mit hohem Wasser- und Salzgehalt aus einer Mischung von Seife, Wasser und einem seifenverträglichen Natriumsalz als Elektrolyt, wobei die Seife wachsartig und durchscheinend und vorwiegend in der /?-Phase ist, dadurch gekennzeichnet, daß in einer in beliebiger Weise gewonnenen Natriumseife, deren Fettansatz ein fettes öl mit einer Jodzahl von über 25 ist und die mindestens 20% gesättigte Fettsäuren mit 16 bis 22 C-Atomen und nicht mehr als 40% gesättigte Fettsäuren mit weniger als 16 C-Atomen besitzt, ein Natriumchloridgehalt von ι bis 4 V2 Gewichtsprozent und ein Wassergehalt von 20 bis 40 Gewichtsprozent eingestellt werden, wobei der Salzgehalt bei einem Wassergehalt von über 34% über 1 % und der Wassergehalt bei einem Salzgehalt von über 4% über 20% liegt, und daß man diese Mischung im plastischen festen Zustand bei einer Temperatur zwischen etwa 27 und etwa 52⁰ C, und zwar unterhalb der Erstarrungstemperatur, und unterhalb der Temperatur, bei welcher klare Seife in stabilem Gleichgewicht in dem System existieren kann, jedoch oberhalb der Temperatur, bei welcher die Seife brüchig wird, unter Druck einer Knet- und Verdichtungsbehandlung sowie Scherungskräften aussetzt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die entsprechenden Salz- und Wassermengen innerhalb einer Fläche liegen, welche in einem 2-Komponenten-Diagramm durch geradlinige Verbindung der 1% Salz und 20% Wasser, 4% Salz und 20% Wasser, 4,5% Salz und 40% Wasser und 1% Salz und 34% Wasser entsprechenden Punkte gebildet wird (Fig. 1).
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Behandlung der Mischung bei einer Temperatur erfolgt, bei welcher die Mischung plastisch fest ist und im wesentlichen aus festen Seifenkristallen und Leimniederschlag oder Seifenleim besteht.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Behandlung der Misthung bei einer Temperatur zwischen etwa 27 und 52⁰ C durchgeführt wird.
5. 5. Verfahren, nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Seife aus einer Mischung von etwa 15 bis 30% Kokosnußöl und etwa 85 bis 70% Talg hergestellt und daß die mechanische Behandlung der Mischung zwischen etwa 37 und 52⁰ C durchgeführt wird.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Hefter-Schönfeld, Chemie und Technologie der Fette und Fettprodukte, Bd. IV, S. 208, 209, 365, 246, 247;

   Ubbelohder Handbuch der Öle und Fette, Bd. 3, Abt. 2, S. 638.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   © 60? 527/513 5.56 (909 604/10 9.59)