EP0231891A2 - Ester sulfonates containing surface-active concentrations and their use - Google Patents
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- EP0231891A2 EP0231891A2 EP87101256A EP87101256A EP0231891A2 EP 0231891 A2 EP0231891 A2 EP 0231891A2 EP 87101256 A EP87101256 A EP 87101256A EP 87101256 A EP87101256 A EP 87101256A EP 0231891 A2 EP0231891 A2 EP 0231891A2
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Definitions
- the invention relates to ester sulfonate-containing surfactant concentrates and their use in household and industrial cleaners.
- ⁇ -sulfofatty acid ester salts are formed in the form of aqueous pastes by neutralizing ⁇ -sulfofatty acid esters with aqueous alkali metal hydroxide.
- Fats and / or oils of natural origin which are obtained by ester cleavage and subsequent esterification with lower alkanols, in particular methanol, or by transesterification of natural triglycerides with lower alkanols, serve as the technical starting material.
- the resulting fatty acid ester mixtures contain fatty acids of a comparatively wide range of the chain length of the alkyl chains. Fatty acids with 10 to 24 carbon atoms are usually used. Tallow oil or palm oil are preferred as natural raw materials.
- ester sulfonate salt solutions or suspensions lead to a disproportionately high increase in the viscosity, so that the mixtures can no longer be freely moved or pumped.
- the resulting increase in the concentrations or the reaction temperature leads to undesired side reactions, including, in particular, an undesirably high formation of disalts of ⁇ -sulfofatty acid with ester cleavage. Furthermore, it is to be regarded as a disadvantage that, due to the increase in viscosity, the ester sulfonate pastes obtained can no longer be pumped off or moved via pipelines in large-scale operation. There is a closure of the pipelines and thus a lasting disruption to the operation of the entire system.
- DE-OS 33 05 430 proposes the addition of long-chain, optionally substituted alcohols as viscosity regulators. A viscosity reduction below the desired value of 10,000 MPas at 70 ° C. can thus be achieved.
- aqueous slurries of ⁇ -sulfofatty acid ester salts which contain an addition of lower alcohol sulfates and lower alcohols should be sufficiently mobile.
- the compounds mentioned for lowering the viscosity are first introduced into the reaction mixtures in higher concentrations than ultimately required and then removed again by concentration.
- DE-OS 31 23 681 is primarily for the preparation of a highly concentrated aqueous solution of an ⁇ -sulfofatty acid ester salt, the crude sulfonic acid with caustic alkali solution in the presence neutralize a lower alcohol to a pH of 2.5 to 4 and then bring the pH to the required level in the range of 6 to 7 in a second neutralization step by adding further alkali solution.
- aqueous pastes of ester sulfonate salts which have been prepared on the basis of C16 or C18 fatty acids have solids contents of at least 60% by weight and are still pumpable at 60 ° C, although they are practically free from viscosity regulators.
- a disadvantage of such ester sulfonate salt pastes is that, according to the aforementioned German patent application P 34 39 520.2, they have comparatively large contents of "disalt", ie of disalts of ⁇ -sulfofatty acid, which were formed by cleaving the ester in a strongly alkaline medium .
- the object of the invention was to provide alkali salts of ⁇ -sulfonated fatty acid alkyl esters in a form which is flowable and pumpable at low temperature, i.e. Alkali salts that have a viscosity below 10,000 mPas.
- Such ester sulfonate salts should be made available in the highest possible active substance contents, i.e. the surfactant contents in the concentrates should be well above 50%.
- the invention relates to ester sulfonate-containing surfactant concentrates which (a) one or more surfactants in an amount of 50 to 70% by weight, based on the total weight of the concentrates, from the groups ( ⁇ ) alkali metal salts of ⁇ -sulfonated fatty acid alkyl esters from fatty acids with 16 and / or 18 carbon atoms and alcohols with 1 to 8 carbon atoms in the alkyl radical and (ß) linear aliphatic fatty alcohol polyglycol ethers with 10 to 20 carbon atoms in the alkyl radical of the alcohol and 3 to 15 ethoxy groups in the molecule, the ratio of the surfactant components ( ⁇ ): ( ⁇ ) is in the range from 1: 0.3 to 1: 3, (b) one or more saturated and / or unsaturated, linear aliphatic Carboxylic acids with 8 to 22 carbon atoms in amounts of 10 to 30% by weight, based on the total weight of the concentrates, and (c) water in amounts of 0
- the surfactant concentrates may contain other constituents, such as, for example (apart from disalting), other minor constituents present in the production of the main constituents, which can constitute up to about 25% by weight.
- the invention also relates to the use of such concentrates in washing, rinsing and cleaning agents for household and industrial purposes in amounts of 1 to 15% by weight of washing-active substance, based on the total weight of the washing, rinsing and cleaning agents.
- the surfactant concentrates containing estersulfonate according to the invention contain one or more surfactants as main component (a).
- the surfactant component of the concentrates is composed of two groups of surfactants: the concentrates contain anionic surfactants ( ⁇ ) and nonionic surfactants (ß).
- the alkali salts ⁇ -sulfonated fatty acid alkyl esters known per se from the prior art are used as anionic surfactants. Lithium salts, sodium salts, potassium salts or rubidium salts are suitable as such. Because of the optimal availability of the raw materials (sodium hydroxide solution or soda or potassium hydroxide solution or potash), the sodium salts and potassium salts of the ⁇ -sulfonated fatty acid alkyl esters are preferred.
- the fatty acid alkyl esters come from the group of esters of fatty acids with 16 and / or 18 carbon atoms. Fatty acids of this type are found in workup processes for natural fats and / or oils in large quantities. Thus, the extraction of oleic acid by splitting tallow fat according to the so-called "cross-linking process" or working up palm oil leads to a product that contains fatty acids of chain length C16 and C18 in a ratio of approximately 1: 1. Such fats and / or oils of native origin are therefore particularly well suited as a starting material for the surfactants in the surfactant concentrates according to the invention. However, other sources of fatty acids are also available.
- the alkali metal salts of ⁇ -sulfonated fatty acid alkyl esters contained as anionic surfactants contain alcohols with 1 to 8 carbon atoms in the alkyl radical as the ester component.
- methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, sec-butanol, isobutanol, tert-butanol and also pentanol, hexanol, heptanol and octanol and their isomers are suitable.
- Alcohols with 1 to 4 carbon atoms in the alkyl radical are preferred, methanol and ethanol in particular being used with advantage.
- the fatty acid alkyl esters are formed by transesterification from natural sources available fats and oils or by direct esterification of the previously pure fatty acids.
- the introduction of the sulfo group in the ⁇ -position takes place according to known methods, primarily by reacting the corresponding fatty acid ester or fatty acid ester mixture with gaseous SO3.
- the compounds obtained are processed further by methods known per se, i.e. for example bleached and neutralized.
- ester sulfonate-containing surfactant concentrates according to the invention also contain nonionic surfactants from the group of linear, aliphatic fatty alcohol polyglycol ethers.
- Such fatty alcohol polyglycol ethers are produced in processes known per se by reacting long-chain fatty alcohol with ethylene oxide in the molar ratio desired for the product.
- the fatty alcohols used have an alkyl chain length of 10 to 20 carbon atoms, preferably 10 to 16 carbon atoms.
- Undecanol, dodecanol, tridecanol, tetradecanol, pentadecanol, hexadecanol, heptadecanol, octadecanol, nonadecanol or eicosanol are suitable as such fatty alcohols.
- linear aliphatic fatty alcohols mentioned are ethoxylated with ethylene oxide in a molar ratio of 1: 3 to 1:15, so that the average content of ethoxy groups in the molecule of the fatty alcohol polyglycol ether is in the range from 3 to 15 ethoxy groups per molecule.
- a content of ethoxy groups in the range from 3 to 10 per molecule is preferred.
- the surfactants mentioned from the two groups of anionic and nonionic surfactants can be used individually or in mixtures with one another as one of the components of the ester sulfonate-containing surfactant concentrates according to the invention.
- the ratio of the anionic to the nonionic surfactants (components ( ⁇ ): components ( ⁇ )) according to the invention is in the range from 1: 0.3 to 1: 3, preferably in the range from 1: 1 to 1: 2.
- a total of 50 to 70% by weight of surfactants are present in the concentrates, based on the total weight of the concentrates.
- the concentrates according to the invention contain one or more saturated and / or unsaturated, linear aliphatic carboxylic acids as a further component. These are primarily saturated or unsaturated fatty acids with 8 to 22 carbon atoms. Such fatty acids, like the fatty acids mentioned above, can originate from natural sources or have already been modified from them by chemical reaction.
- the fatty acids in particular come from caprylic acid, pelargonic acid, capric acid, undecanoic acid, lauric acid, tridecanoic acid, myristic acid, pentadecanoic acid, palmitic acid, margaric acid, strearic acid, nonadecanoic acid, arachic acid and behenic acid as saturated fatty acids, palmitoleic acid, oleic acid and erucic acid and unsaturated linoleic acid in unsaturated fatty acid and linoleic acid .
- Fatty acid component is the oleic acid accessible from sebum fat cleavage as well as palmitic acid, stearic acid and linoleic acid, ie fatty acids with 16 and / or 18 carbon atoms.
- the amount of fatty acid in the concentrates according to the invention is in the range from 10 to 30% by weight, based on the total weight of the concentrates, preferably in the range from 15 to 20% by weight.
- the chain length of the fatty acids added does not have a significant effect on the change in viscosity of the concentrates according to the invention, i.e. in principle, all fatty acids work equally well.
- the ester sulfonate-containing surfactant concentrates according to the invention can also contain water. If a water content is provided, this is in the range of 1 to 10% by weight, preferably in the range of 2 to 5% by weight. This means that the concentrates according to the invention are products which, depending on the water content, have a detergent content in the range from 90 to 100% by weight.
- the concentrates according to the invention with the specified components can advantageously be used in detergents, dishwashing detergents and cleaning agents for household and industrial purposes.
- the concentrates are added to customary cleaning liquors in amounts of 1 to 15% by weight of washing-active substance, based on the total weight of the washing, rinsing and cleaning agents.
- the amount used depends on various parameters such as water hardness, application area, etc.
- detergents and cleaning agents produced using the surfactant concentrates according to the invention show equally good or even better washing results even at a lower content of detergent substance compared to the prior art. It follows that detergent formulations based on alkylbenzenesulfonates with 11% by weight of detergent-active substance give at most equally good, but mostly significantly worse wash results than detergents based on the estersulfonate-containing concentrates proposed by the present invention at low levels of detergent-active substance.
- the powdered technical product Texin® ES 68 was used as the anionic surfactant (component ( ⁇ )). It contained 69% by weight of tallow fatty acid methyl ester sulfonate sodium salt and 16% by weight of disalt.
- the viscosity of the surfactant concentrates was measured in a Höppler viscometer.
- the inventive ester sulfonate-containing surfactant concentrate was produced using the "Texin® ES 68 in powder form” anion surfactant (described above).
- the viscosity behavior as a function of the fatty acid content was also temperature-independent in the measuring range from 20 to 40 ° C.: As can be seen from FIG. 1, comparable reductions in viscosity measured above a fatty acid content of approx. 10 parts.
- test concentrates 28 parts of Texin® ES 68 in powder form, 48 parts of adduct of 7 moles of ethylene oxide with oleyl / cetyl alcohol, 5 parts water.
- the type and amount of the anionic surfactant and the nonionic surfactant used are shown in FIGS. 6 to 11.
- detergents with the estersulfonate-containing concentrates according to the invention are comparable in terms of washing results to the detergents of the prior art.
- the contents of the detergent substance can be lower when using the concentrates according to the invention in the detergents without loss of detergency and are, for example, 8% detergent substance (3% ester sulfonate and 5% nonionic surfactant) or 10% detergent substance (5% ester sulfonate and 5% Nonionic surfactant).
Abstract
Die estersulfonathaltigen Tensid-Konzentrate enthalten (a) ein oder mehrere Tenside in einer Menge von 50 bis 70 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Konzentrate, aus den Gruppen Alkalisalze α-sulfonierter Fettsäurealkylester als Aniontenside und lineare aliphatische Fettalkoholpolyglykolether als nichtionische Tenside in einem Verhältnis Aniontensid : nichtionisches Tensid im Bereich von 1 : 0,3 bis 1 : 3, (b) eine oder mehrere gesättigte und/oder ungesättigte lineare aliphatische Carbonsäuren in Mengen von 10 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Konzentrate, sowie (c) Wasser in Mengen von 0 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Konzentrate, enthalten. Die Erfindung betrifft außerdem die Verwendung von derartigen Konzentraten in Wasch-, Spül- und Reinigungsmitteln für Haushalts- und Industriezwecke.The ester sulfonate-containing surfactant concentrates contain (a) one or more surfactants in an amount of 50 to 70% by weight, based on the total weight of the concentrates, from the groups alkali salts of α-sulfonated fatty acid alkyl esters as anionic surfactants and linear aliphatic fatty alcohol polyglycol ethers as nonionic surfactants a ratio of anionic surfactant: nonionic surfactant in the range from 1: 0.3 to 1: 3, (b) one or more saturated and / or unsaturated linear aliphatic carboxylic acids in amounts of 10 to 30% by weight, based on the total weight of the concentrates , and (c) water in amounts of 0 to 10 wt .-%, based on the total weight of the concentrates. The invention also relates to the use of such concentrates in detergents, dishwashing detergents and cleaning agents for household and industrial purposes.
Description
Die Erfindung betrifft estersulfonathaltige Tensid-Konzentrate und ihre Verwendung in Haushalts- und Industriereinigern.The invention relates to ester sulfonate-containing surfactant concentrates and their use in household and industrial cleaners.
α-Sulfofettsäureestersalze entstehen in großtechnischen Verfahren in Form wässriger Pasten durch Neutralisation von α-Sulfofettsäureestern mit wässrigem Alkalihydroxid. Als technisches Ausgangsmaterial dienen Fette und/oder Öle natürlichen Ursprungs, die durch Esterspaltung und nachfolgende Veresterung mit niederen Alkanolen, insbesondere Methanol, bzw. durch Umesterung natürlicher Triglyceride mit niederen Alkanolen erhalten werden. Die anfallenden Fettsäureestergemische enthalten - je nach Ursprung des natürlichen Rohstoffs - Fettsäuren eines vergleichsweise breiten Bereichs der Kettenlänge der Alkylketten. Üblicherweise werden Fettsäuren mit 10 bis 24 C-Atomen verwendet. Bevorzugt sind Talgöl oder Palmöl als natürliche Rohstoffe.In large-scale industrial processes, α-sulfofatty acid ester salts are formed in the form of aqueous pastes by neutralizing α-sulfofatty acid esters with aqueous alkali metal hydroxide. Fats and / or oils of natural origin, which are obtained by ester cleavage and subsequent esterification with lower alkanols, in particular methanol, or by transesterification of natural triglycerides with lower alkanols, serve as the technical starting material. Depending on the origin of the natural raw material, the resulting fatty acid ester mixtures contain fatty acids of a comparatively wide range of the chain length of the alkyl chains. Fatty acids with 10 to 24 carbon atoms are usually used. Tallow oil or palm oil are preferred as natural raw materials.
Die Sulfonierung der Fettsäureestergemische mit gasförmigem SO₃ führt zu mehr oder weniger stark verfärb ten sauren Rohsulfonaten, die gebleicht und durch Neutralisation auf einen pH-Wert von etwa 6 bis 7 in Estersulfonatpasten überführt werden. Derartige Pasten haben heute zunehmende praktische Bedeutung als oberflächenaktive Mittel bzw. Netzmittel für Wasch- und Reinigungsmittel, die aus nativen Rohstoffquellen hergestellt werden können.The sulfonation of the fatty acid ester mixtures with gaseous SO₃ leads to more or less discoloration ten acidic crude sulfonates, which are bleached and converted into ester sulfonate pastes by neutralization to a pH of about 6 to 7. Such pastes are of increasing practical importance today as surface-active agents or wetting agents for detergents and cleaning agents which can be produced from native raw material sources.
Die technische Handhabung solcher Pasten von Alkalisalzen α-sulfonierter Fettsäurealkylester (auch als "Estersulfonatsalze" bezeichnet) bereitet insofern Schwierigkeiten, als solche Pasten ein außergewöhnliches Konzentrations-/Viskositäts-Verhalten zeigen. Nur in vergleichsweise niedrigen Feststoffkonzentrationen in Wasser, beispielsweise bis zu Feststoffgehalten von etwa 35 Gew.-%, sind derartige Lösungen bzw. Suspensionen hinreichend gut bewegbar und pumpbar, ohne den Ablauf technischer Vorgänge zu stören. Als "pumpbar" werden dabei im allgemeinen Produkte bezeichnet, die eine Viskosität unterhalb von 10 000 mPas bei einer Temperatur von ca. 70°C aufweisen. Höhere Feststoffgehalte (ab etwa 40 Gew.-%) in Estersulfonatsalz-Lösungen bzw. -Suspensionen führen zu einem überproportional starken Anstieg der Viskosität, so daß von einer freien Bewegbarkeit bzw. Pumpbarkeit der Mischungen nicht mehr gesprochen werden kann. Hieraus resultieren mehrere schwerwiegende Nachteile: Hochkonzentrierte Estersulfonatsalz-Pasten können nicht unmittelbar durch Neutralisation des Rohsulfonsäuregemisches mit wässriger Alkalihydroxidlösung neutralisiert werden, da die Rührbarkeit und damit die gleichmäßige Vermischung der Komponenten der Neutralisationsreaktion nicht mehr gewährleistet ist. Zudem ist es in großtechnischem Maßstab nicht möglich, die Neutralisationswärme im erforderlichen Maße abzuführen. Durch die daraus resultierende Erhöhung der Konzentrationen bzw. der Reaktionstemperatur treten unerwünschte Nebenreaktionen ein, unter denen insbesondere eine unerwünscht hohe Bildung von Disalzen der α-Sulfofettsäure unter Esterspaltung zu nennen ist. Weiterhin ist es als nachteilig anzusehen, daß infolge des Viskositätsanstiegs die erhaltenen Estersulfonat-Pasten im großtechnischen Betrieb nicht mehr abgepumpt oder über Rohrleitungen bewegt werden können. Es tritt ein Verschluß der Rohrleitungen und damit eine nachhaltige Störung des Betriebs der Gesamtanlage ein.The technical handling of such pastes of alkali salts of α-sulfonated fatty acid alkyl esters (also referred to as "ester sulfonate salts") presents difficulties insofar as such pastes show exceptional concentration / viscosity behavior. Such solutions or suspensions can only be moved and pumped sufficiently well in comparatively low solids concentrations in water, for example up to solids contents of about 35% by weight, without interfering with the course of technical processes. Products which have a viscosity below 10,000 mPas at a temperature of approximately 70 ° C. are generally referred to as “pumpable”. Higher solids contents (from about 40% by weight) in ester sulfonate salt solutions or suspensions lead to a disproportionately high increase in the viscosity, so that the mixtures can no longer be freely moved or pumped. This results in several serious disadvantages: Highly concentrated ester sulfonate salt pastes cannot be neutralized immediately by neutralizing the crude sulfonic acid mixture with aqueous alkali hydroxide solution, since the stirrability and thus the uniform mixing of the components of the neutralization reaction can no longer be guaranteed. In addition, on an industrial scale, it is not possible dissipate the heat of neutralization to the required extent. The resulting increase in the concentrations or the reaction temperature leads to undesired side reactions, including, in particular, an undesirably high formation of disalts of α-sulfofatty acid with ester cleavage. Furthermore, it is to be regarded as a disadvantage that, due to the increase in viscosity, the ester sulfonate pastes obtained can no longer be pumped off or moved via pipelines in large-scale operation. There is a closure of the pipelines and thus a lasting disruption to the operation of the entire system.
Zur Verbesserung dieser Situation wurden inzwischen zahlreiche Lösungsvorschläge gemacht. So wird in der DE-OS 33 05 430 der Zusatz langkettiger, gegebenenfalls substituierter Alkohole als Viskositätsregler vorgeschlagen. Damit läßt sich eine Viskositätserniedrigung unter den gewünschten Wert von 10 000 MPas bei 70°C erreichen.In the meantime, numerous solutions have been proposed to improve this situation. DE-OS 33 05 430 proposes the addition of long-chain, optionally substituted alcohols as viscosity regulators. A viscosity reduction below the desired value of 10,000 MPas at 70 ° C. can thus be achieved.
Nach der Lehre der DE-OS 33 34 517 sollen wässrige Aufschlämmungen von α-Sulfofettsäureestersalzen hinreichend beweglich sein, die einen Zusatz von niederen Alkoholsulfaten sowie niederen Alkoholen enthalten. Die genannten Verbindungen zur Erniedrigung der Viskosität werden zunächst in höheren Konzentrationen als letztendlich erforderlich in die Reaktionsmischungen eingetragen und dann durch Einengen wieder entfernt.According to the teaching of DE-OS 33 34 517, aqueous slurries of α-sulfofatty acid ester salts which contain an addition of lower alcohol sulfates and lower alcohols should be sufficiently mobile. The compounds mentioned for lowering the viscosity are first introduced into the reaction mixtures in higher concentrations than ultimately required and then removed again by concentration.
Die Offenbarung der DE-OS 31 23 681 geht dahin, zur Herstellung einer hochkonzentrierten wässrigen Lösung eines α-Sulfofettsäureestersalzes primär die Rohsulfonsäure mit kaustischer Alkalilösung in Gegenwart eines niederen Alkohols auf einen pH-Wert von 2,5 bis 4 zu neutralisieren und anschließend in einer zweiten Neutralisationsstufe durch Zugabe weiterer Alkalilösung den pH-Wert auf das erforderliche Niveau im Bereich von 6 bis 7 zu bringen.The disclosure of DE-OS 31 23 681 is primarily for the preparation of a highly concentrated aqueous solution of an α-sulfofatty acid ester salt, the crude sulfonic acid with caustic alkali solution in the presence neutralize a lower alcohol to a pH of 2.5 to 4 and then bring the pH to the required level in the range of 6 to 7 in a second neutralization step by adding further alkali solution.
Die genannten Vorschläge des Standes der Technik beziehen sich dabei auf die üblichen technischen Einsatzmaterialien (Fettsäuren) natürlichen Ursprungs mit einer vergleichsweise großen Breite der Alkylreste im natürlichen Fettsäuregemisch (C₁₀ bis C₂₄). Bei einem engeren Bereich der Kettenlänge des Alkylrestes in den nativen Fettsäuren (beispielsweise C₁₆ bis C₁₈), wie er beispielsweise im Bereich der Spaltung von Talgfett oder der Aufarbeitung von Palmöl anfällt, können die Maßnahmen zur Viskositätserniedrigung deutlich reduziert werden. Dies ist Gegenstand der Patentanmeldung P 34 39 520.2. Anmeldungsgemäß können wässrige Pasten von Estersulfonatsalzen, die auf der Basis von C₁₆- bzw. C₁₈-Fettsäuren hergestellt wurden, Feststoffgehalte von wenigstens 60 Gew.-% aufweisen und sind bei 60°C immer noch pumpbar, obwohl sie praktisch frei von Viskositätsreglern sind. Nachteilig an derartigen Estersulfonatsalz-Pasten ist jedoch, daß sie, gemäß der genannten deutschen Patentanmeldung P 34 39 520.2, vergleichsweise große Gehalte an "Disalz", d.h. an Disalzen der α-Sulfofettsäure aufweisen, die unter Spaltung des Esters im stark alkalischen Milieu entstanden sind. Derartige Disalze, deren Anteil dabei bis zu 25 Gew.-% der technischen Estersulfonate ausmachen kann, sind als Nebenprodukt höchst unerwünscht, da sie die rheologischen Eigenschaften der Pasten deutlich verschlechtern. Für hochwertige Estersulfo natpasten ist deswegen ein "Disalz"-Gehalt unterhalb von 25 Gew.-% erstrebenswert.The aforementioned proposals of the prior art relate to the usual technical feedstocks (fatty acids) of natural origin with a comparatively wide range of alkyl radicals in the natural fatty acid mixture (C₁₀ to C₂₄). With a narrower range of the chain length of the alkyl radical in the native fatty acids (for example C₁₆ to C₁₈), as occurs, for example, in the splitting of sebum fat or the processing of palm oil, the measures for lowering the viscosity can be significantly reduced. This is the subject of patent application P 34 39 520.2. According to the application, aqueous pastes of ester sulfonate salts which have been prepared on the basis of C₁₆ or C₁₈ fatty acids have solids contents of at least 60% by weight and are still pumpable at 60 ° C, although they are practically free from viscosity regulators. A disadvantage of such ester sulfonate salt pastes, however, is that, according to the aforementioned German patent application P 34 39 520.2, they have comparatively large contents of "disalt", ie of disalts of α-sulfofatty acid, which were formed by cleaving the ester in a strongly alkaline medium . Such salts, the proportion of which can make up to 25% by weight of the technical ester sulfonates, are highly undesirable as a by-product since they significantly impair the rheological properties of the pastes. For high quality ester sulfo natpaste is therefore desirable to have a "disalt" content below 25% by weight.
Die Erfindung stellte sich die Aufgabe, Alkalisalze α-sulfonierter Fettsäurealkylester in einer Form zur Verfügung zu stellen, die bei niedriger Temperatur fließ- und pumpbar ist, d.h. Alkalisalzen, die eine Viskosität unterhalb von 10 000 mPas aufweisen. Derartige Estersulfonatsalze sollten dabei in möglichst hohen Aktivsubstanz-Gehalten zur Verfügung gestellt werden, d.h., in den Konzentraten sollten die Tensidgehalte deutlich über 50 % liegen.The object of the invention was to provide alkali salts of α-sulfonated fatty acid alkyl esters in a form which is flowable and pumpable at low temperature, i.e. Alkali salts that have a viscosity below 10,000 mPas. Such ester sulfonate salts should be made available in the highest possible active substance contents, i.e. the surfactant contents in the concentrates should be well above 50%.
Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß man Konzentrate von Alkalisalzen α-sulfonierter Fettsäurealkylester erhält, die bei niedriger Temperatur fließfähig und pumpbar sind, wenn man Estersulfonaten nichtionische Tenside sowie Fettsäuren und gegebenenfalls geringe Mengen Wasser in solchen Mengen, daß der Gehalt an waschwirksamen Substanzen (Estersulfonate + Disalze + nichtionische Tenside + Fettsäuren) 90 bis 100 Gew.-% ausmacht, zusetzt. Die Erfindung betrifft estersulfonathaltige Tensid-Konzentrate, die (a) ein oder mehrere Tenside in einer Menge von 50 bis 70 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Konzentrate, aus den Gruppen (α) Alkalisalze α-sulfonierter Fettsäurealkylester aus Fettsäuren mit 16 und/oder 18 C-Atomen und Alkoholen mit 1 bis 8 C-Atomen im Alkylrest und (ß) lineare aliphatische Fettalkoholpolyglykolether mit 10 bis 20 C-Atomen im Alkylrest des Alkohols und 3 bis 15 Ethoxygruppen im Molekül, wobei das Verhältnis der Tensidkomponenten (α) : (ß) im Bereich von 1 : 0,3 bis 1 : 3 liegt, (b) ein oder mehrere gesättigte und/oder ungesättigte, lineare aliphatische Carbonsäuren mit 8 bis 22 C-Atomen in Mengen von 10 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Konzentrate, sowie (c) Wasser in Mengen von 0 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Konzentrate, enthalten. Zusätzlich können die Tensid-Konzentrate weitere Bestandteile wie zum Beispiel (außer Disalzen) andere von der Herstellung der Hauptbestandteile her in diesen vorhandenen Nebenbestandteile enthalten, die bis zu etwa 25 Gew.-% ausmachen können. Die Erfindung betrifft außerdem die Verwendung derartiger Konzentrate in Wasch-, Spül- und Reinigungsmitteln für Haushalts- und Industriezwecke in Mengen von 1 bis 15 Gew.-% waschaktiver Substanz, bezogen auf das Gesamtgewicht der Wasch-, Spül- und Reinigungsmittel.It has now surprisingly been found that concentrates of alkali metal salts of α-sulfonated fatty acid alkyl esters are obtained which are flowable and pumpable at low temperature if ester sulfonates are nonionic surfactants and fatty acids and, if appropriate, small amounts of water in amounts such that the content of detergent substances (ester sulfonates + Disalze + nonionic tenside + fatty acids) makes up 90 to 100 wt .-%, adds. The invention relates to ester sulfonate-containing surfactant concentrates which (a) one or more surfactants in an amount of 50 to 70% by weight, based on the total weight of the concentrates, from the groups (α) alkali metal salts of α-sulfonated fatty acid alkyl esters from fatty acids with 16 and / or 18 carbon atoms and alcohols with 1 to 8 carbon atoms in the alkyl radical and (ß) linear aliphatic fatty alcohol polyglycol ethers with 10 to 20 carbon atoms in the alkyl radical of the alcohol and 3 to 15 ethoxy groups in the molecule, the ratio of the surfactant components ( α): (β) is in the range from 1: 0.3 to 1: 3, (b) one or more saturated and / or unsaturated, linear aliphatic Carboxylic acids with 8 to 22 carbon atoms in amounts of 10 to 30% by weight, based on the total weight of the concentrates, and (c) water in amounts of 0 to 10% by weight, based on the total weight of the concentrates . In addition, the surfactant concentrates may contain other constituents, such as, for example (apart from disalting), other minor constituents present in the production of the main constituents, which can constitute up to about 25% by weight. The invention also relates to the use of such concentrates in washing, rinsing and cleaning agents for household and industrial purposes in amounts of 1 to 15% by weight of washing-active substance, based on the total weight of the washing, rinsing and cleaning agents.
Die erfindungsgemäßen estersulfonathaltigen Tensid-Konzentrate enthalten als Hauptbestandteil (a) ein oder mehrere Tenside. Die Tensid-Komponente der Konzentrate setzt sich aus zwei Tensidgruppen zusammen: Es sind in den Konzentraten anionische Tenside (α) und nichtionische Tenside (ß) enthalten. Als anionische Tenside werden erfindungsgemäß die an sich aus dem Stand der Technik bekannten Alkalisalze α-sulfonierter Fettsäurealkylester eingesetzt. Als solche kommen Lithiumsalze, Natriumsalze, Kaliumsalze oder Rubidiumsalze in Frage. Aufgrund der optimalen Verfügbarkeit der Rohstoffe (Natronlauge bzw. Soda oder Kalilauge bzw. Pottasche) sind die Natriumsalze und Kaliumsalze der α-sulfonierten Fettsäurealkylester bevorzugt.The surfactant concentrates containing estersulfonate according to the invention contain one or more surfactants as main component (a). The surfactant component of the concentrates is composed of two groups of surfactants: the concentrates contain anionic surfactants (α) and nonionic surfactants (ß). According to the invention, the alkali salts α-sulfonated fatty acid alkyl esters known per se from the prior art are used as anionic surfactants. Lithium salts, sodium salts, potassium salts or rubidium salts are suitable as such. Because of the optimal availability of the raw materials (sodium hydroxide solution or soda or potassium hydroxide solution or potash), the sodium salts and potassium salts of the α-sulfonated fatty acid alkyl esters are preferred.
Die Fettsäurealkylester stammen aus der Gruppe der Ester von Fettsäuren mit 16 und/oder 18 C-Atomen. Derartige Fettsäuren fallen bei Aufarbeitungsprozessen für natürliche Fette und/oder Öle in großen Mengen an. So führt die Gewinnung von Ölsäure durch Spaltung von Talgfett nach dem sogenannten "Umnetzverfahren" oder die Aufarbeitung von Palmöl zu einem Produkt, das Fettsäuren der Kettenlänge C₁₆ und C₁₈ im Verhältnis von ungefähr 1 : 1 enthält. Derartige Fette und/oder Öle nativer Herkunft sind deswegen als Ausgangsmaterial für die Tenside in den erfindungsgemäßen Tensid-Konzentraten besonders gut geeignet. Es sind jedoch auch andere Fettsäurequellen verfügbar. So führt die Gewinnung des sogenannten Palmstearins aus Palmöl zu Fettsäuregemischen mit einem C₁₆ : C₁₈-Verhältnis von etwa 60 : 40. Auch liegen die im praktischen Verfahren der Talgaufbereitung anfallenden Fettsäureschnitte häufig im genannten C-Zahlenbereich. Außerdem enthält gehärtetes Sojaöl ebenfalls überwiegend Fettsäure der Kettenlänge C₁₆ und C₁₈. Außer den genannten nativen Quellen sind jedoch auch andere Quellen denkbar, insbesondere solche, die Fettsäuren der genannten Kettenlänge nach chemischer Umwandlung, beispielsweise Härtung durch vorgelagerte Hydrierschritte, verfügbar machen.The fatty acid alkyl esters come from the group of esters of fatty acids with 16 and / or 18 carbon atoms. Fatty acids of this type are found in workup processes for natural fats and / or oils in large quantities. Thus, the extraction of oleic acid by splitting tallow fat according to the so-called "cross-linking process" or working up palm oil leads to a product that contains fatty acids of chain length C₁₆ and C₁₈ in a ratio of approximately 1: 1. Such fats and / or oils of native origin are therefore particularly well suited as a starting material for the surfactants in the surfactant concentrates according to the invention. However, other sources of fatty acids are also available. So the extraction of the so-called palm stearin from palm oil leads to fatty acid mixtures with a C₁₆: C₁₈ ratio of about 60:40. Also, the fatty acid cuts occurring in the practical process of sebum processing are often in the C number range mentioned. In addition, hardened soybean oil also contains predominantly fatty acids of chain length C₁₆ and C₁₈. In addition to the native sources mentioned, other sources are also conceivable, in particular those which make fatty acids of the chain length mentioned available after chemical conversion, for example curing by upstream hydrogenation steps.
Die als anionische Tenside enthaltenen Alkalisalze α-sulfonierter Fettsäurealkylester enthalten als Esterbestandteil Alkohole mit 1 bis 8 C-Atomen im Alkylrest. Als solche kommen Methanol, Ethanol, Propanol, Isopropanol, Butanol, sec-Butanol, Isobutanol, tert-Butanol sowie auch Pentanol, Hexanol, Heptanol und Octanol sowie ihre Isomeren in Frage. Bevorzugt werden Alkohole mit 1 bis 4 C-Atomen im Alkylrest, wobei insbesondere Methanol und Ethanol mit Vorteil verwendet werden. Die Fettsäurealkylester entstehen durch Umesterung aus den aus natürlichen Quellen ver fügbaren oben genannten Fetten und Ölen oder durch unmittelbare Veresterung der vorher rein hergestellten Fettsäuren.The alkali metal salts of α-sulfonated fatty acid alkyl esters contained as anionic surfactants contain alcohols with 1 to 8 carbon atoms in the alkyl radical as the ester component. As such, methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, sec-butanol, isobutanol, tert-butanol and also pentanol, hexanol, heptanol and octanol and their isomers are suitable. Alcohols with 1 to 4 carbon atoms in the alkyl radical are preferred, methanol and ethanol in particular being used with advantage. The fatty acid alkyl esters are formed by transesterification from natural sources available fats and oils or by direct esterification of the previously pure fatty acids.
Die Einführung der Sulfogruppe in α-Stellung erfolgt nach an sich bekannten Verfahren primär durch Umsetzung der entsprechenden Fettsäureester bzw. Fettsäureestergemische mit gasförmigem SO₃. Die erhaltenen Verbindungen werden nach an sich bekannten Verfahren weiterverarbeitet, d.h. beispielsweise gebleicht und neutralisiert.The introduction of the sulfo group in the α-position takes place according to known methods, primarily by reacting the corresponding fatty acid ester or fatty acid ester mixture with gaseous SO₃. The compounds obtained are processed further by methods known per se, i.e. for example bleached and neutralized.
In den erfindungsgemäßen estersulfonathaltigen Tensid-Konzentraten sind außer den genannten anionischen Tensiden auch nichtionische Tenside aus der Gruppe der linearen, aliphatischen Fettalkoholpolyglykolether enthalten. Derartige Fettalkoholpolyglykolether entstehen in an sich bekannten Verfahren durch Umsetzung langkettiger Fettalkohle mit Ethylenoxid im für das Produkt angestrebten Molverhältnis. Die verwendeten Fettalkohole weisen dabei eine Alkylkettenlänge von 10 bis 20 C-Atomen, bevorzugt von 10 bis 16 C-Atomen auf. Als derartige Fettalkohole kommen also Undecanol, Dodecanol, Tridecanol, Tetradecanol, Pentadecanol, Hexadecanol, Heptadecanol, Octadecanol, Nonadecanol oder Eicosanol in Frage.In addition to the anionic surfactants mentioned, the ester sulfonate-containing surfactant concentrates according to the invention also contain nonionic surfactants from the group of linear, aliphatic fatty alcohol polyglycol ethers. Such fatty alcohol polyglycol ethers are produced in processes known per se by reacting long-chain fatty alcohol with ethylene oxide in the molar ratio desired for the product. The fatty alcohols used have an alkyl chain length of 10 to 20 carbon atoms, preferably 10 to 16 carbon atoms. Undecanol, dodecanol, tridecanol, tetradecanol, pentadecanol, hexadecanol, heptadecanol, octadecanol, nonadecanol or eicosanol are suitable as such fatty alcohols.
Die genannten linearen aliphatischen Fettalkohole sind mit Ethylenoxid im Molverhältnis 1 : 3 bis 1 : 15 ethoxyliert, so daß der durchschnittliche Gehalt an Ethoxygruppen im Molekül des Fettalkoholpolyglykolethers im Bereich von 3 bis 15 Ethoxygruppen pro Molekül liegt. Bevorzugt wird ein Gehalt an Ethoxygruppen im Bereich von 3 bis 10 pro Molekül.The linear aliphatic fatty alcohols mentioned are ethoxylated with ethylene oxide in a molar ratio of 1: 3 to 1:15, so that the average content of ethoxy groups in the molecule of the fatty alcohol polyglycol ether is in the range from 3 to 15 ethoxy groups per molecule. A content of ethoxy groups in the range from 3 to 10 per molecule is preferred.
Die genannten Tenside aus den beiden Gruppen der anionischen und nichtionischen Tenside können einzeln oder in Mischungen miteinander als eine der Komponenten der erfindungsgemäßen estersulfonathaltigen Tensid-Konzentrate verwendet werden. Das Verhältnis der anionischen zu den nichtionischen Tensiden (Komponenten (α) : Komponenten (ß)) liegt dabei erfindungsgemäß im Bereich von 1 : 0,3 bis 1 : 3, bevorzugt im Bereich von 1 : 1 bis 1 : 2.The surfactants mentioned from the two groups of anionic and nonionic surfactants can be used individually or in mixtures with one another as one of the components of the ester sulfonate-containing surfactant concentrates according to the invention. The ratio of the anionic to the nonionic surfactants (components (α): components (β)) according to the invention is in the range from 1: 0.3 to 1: 3, preferably in the range from 1: 1 to 1: 2.
Insgesamt sind an Tensiden (Estersulfonate + nichtionische Tenside) in den Konzentraten 50 bis 70 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Konzentrate, enthalten. Bevorzugt sind Konzentrate zu nennen, die die genannten Tenside in einer Menge von 50 bis 60 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Konzentrate, enthalten.A total of 50 to 70% by weight of surfactants (ester sulfonates + nonionic surfactants) are present in the concentrates, based on the total weight of the concentrates. Concentrates which contain the surfactants mentioned in an amount of 50 to 60% by weight, based on the total weight of the concentrates, are preferred.
Als weitere Komponente enthalten die erfindungsgemäßen Konzentrate eine oder mehrere gesättigte und/oder ungesättigte, lineare aliphatische Carbonsäuren. Darunter sind vor allem gesättigte oder ungesättigte Fettsäuren mit 8 bis 22 C-Atomen zu verstehen. Derartige Fettsäuren können, wie auch die oben genannten Fettsäuren, aus natürlichen Quellen stammen oder aus diesen durch chemische Umsetzung bereits modifiziert sein. Als Fettsäuren kommen dabei insbesondere Caprylsäure, Pelargonsäure, Caprinsäure, Undecansäure, Laurinsäure, Tridecansäure, Myristinsäure, Pentadecansäure, Palmitinsäure, Margarinsäure, Strearinsäure, Nonadecansäure, Arachinsäure und Behensäure als gesättigte Fettsäuren, Palmitoleinsäure, Ölsäure und Erucasäure sowie Linolsäure und Linolensäure als ungesättigte Fettsäuren in Frage. Bevorzugt werden als Fettsäurekomponente die aus der Talgfettspaltung zugängliche Ölsäure sowie Palmitinsäure, Stearinsäure und Linolsäure, d.h. Fettsäuren mit 16 und/oder 18 C-Atomen.The concentrates according to the invention contain one or more saturated and / or unsaturated, linear aliphatic carboxylic acids as a further component. These are primarily saturated or unsaturated fatty acids with 8 to 22 carbon atoms. Such fatty acids, like the fatty acids mentioned above, can originate from natural sources or have already been modified from them by chemical reaction. The fatty acids in particular come from caprylic acid, pelargonic acid, capric acid, undecanoic acid, lauric acid, tridecanoic acid, myristic acid, pentadecanoic acid, palmitic acid, margaric acid, strearic acid, nonadecanoic acid, arachic acid and behenic acid as saturated fatty acids, palmitoleic acid, oleic acid and erucic acid and unsaturated linoleic acid in unsaturated fatty acid and linoleic acid . Are preferred as Fatty acid component is the oleic acid accessible from sebum fat cleavage as well as palmitic acid, stearic acid and linoleic acid, ie fatty acids with 16 and / or 18 carbon atoms.
Die Menge an Fettsäure in den erfindungsgemäßen Konzentraten liegt im Bereich von 10 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Konzentrate, bevorzugt im Bereich von 15 bis 20 Gew.-%. Generell wirkt sich die Kettenlänge der zugesetzten Fettsäuren nicht wesentlich auf die Viskositätsveränderung der erfindungsgemäßen Konzentrate aus, d.h. alle Fettsäuren wirken im Prinzip gleich gut.The amount of fatty acid in the concentrates according to the invention is in the range from 10 to 30% by weight, based on the total weight of the concentrates, preferably in the range from 15 to 20% by weight. In general, the chain length of the fatty acids added does not have a significant effect on the change in viscosity of the concentrates according to the invention, i.e. in principle, all fatty acids work equally well.
Gegebenenfalls können die erfindungsgemäßen estersulfonathaltigen Tensid-Konzentrate auch Wasser enthalten. Falls ein Wassergehalt vorgesehen ist, liegt dieser im Mengenbereich von 1 bis 10 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 2 bis 5 Gew.-%. Dies bedeutet, daß die erfindungsgemäßen Konzentrate Produkte sind, die, je nach Wassergehalt, einen Gehalt an waschaktiver Substanz im Bereich von 90 bis 100 Gew.-% aufweisen.If appropriate, the ester sulfonate-containing surfactant concentrates according to the invention can also contain water. If a water content is provided, this is in the range of 1 to 10% by weight, preferably in the range of 2 to 5% by weight. This means that the concentrates according to the invention are products which, depending on the water content, have a detergent content in the range from 90 to 100% by weight.
Die erfindungsgemäßen Konzentrate mit den angegebenen Komponenten lassen sich mit Vorteil in Wasch-, Spül- und Reinigungsmitteln für Haushalts- und Industriezwecke verwenden. Dazu werden die Konzentrate üblichen Reinigungslaugen in Mengen von 1 bis 15 Gew.-% waschaktive Substanz, bezogen auf das Gesamtgewicht der Wasch-, Spül- und Reinigungsmittel, zugesetzt. Die eingesetzte Menge hängt dabei von verschiedenen Parametern, wie Wasserhärte, Anwendungsbereich usw. ab.The concentrates according to the invention with the specified components can advantageously be used in detergents, dishwashing detergents and cleaning agents for household and industrial purposes. For this purpose, the concentrates are added to customary cleaning liquors in amounts of 1 to 15% by weight of washing-active substance, based on the total weight of the washing, rinsing and cleaning agents. The amount used depends on various parameters such as water hardness, application area, etc.
Überraschenderweise zeigt sich, daß die unter Verwendung der erfindungsgemäßen Tensid-Konzentrate hergestellten Wasch- und Reinigungsmittel schon bei niedrigerem Gehalt an waschaktiver Substanz, verglichen mit dem Stand der Technik, gleich gute oder sogar bessere Waschergebnisse zeigen. So ergibt sich, daß Waschmittelformulierungen auf der Basis von Alkylbenzolsulfonaten mit 11 Gew.-% waschaktiver Substanz höchstens gleich gute, meistens aber deutlich schlechtere Waschergebnisse liefern als Waschmittel auf der Basis der durch die vorliegende Erfindung vorgeschlagenen estersulfonathaltigen Konzentrate bei niedrigen Gehalten an waschaktiver Substanz.Surprisingly, it has been found that the detergents and cleaning agents produced using the surfactant concentrates according to the invention show equally good or even better washing results even at a lower content of detergent substance compared to the prior art. It follows that detergent formulations based on alkylbenzenesulfonates with 11% by weight of detergent-active substance give at most equally good, but mostly significantly worse wash results than detergents based on the estersulfonate-containing concentrates proposed by the present invention at low levels of detergent-active substance.
Die Erfindung wird durch die nachfolgenden Beispiele näher erläutert.The invention is illustrated by the following examples.
Als Anionentensid (Komponente (α)) wurde das pulverförmige technische Produkt Texin® ES 68 verwendet. Es enthielt 69 Gew.-% Talgfettsäuremethylestersulfonat-Natrium-Salz und 16 Gew.-% Disalz.The powdered technical product Texin® ES 68 was used as the anionic surfactant (component (α)). It contained 69% by weight of tallow fatty acid methyl ester sulfonate sodium salt and 16% by weight of disalt.
Die Viskosität der Tensid-Konzentrate wurde im Höppler-Viskosimeter gemessen.The viscosity of the surfactant concentrates was measured in a Höppler viscometer.
Das erfindungsgemäße estersulfonathaltige Tensid-Konzentrat wurde unter Verwendung des (oben beschriebenen) Aniontensids "Texin® ES 68 in Pulverform" hergestellt.The inventive ester sulfonate-containing surfactant concentrate was produced using the "Texin® ES 68 in powder form" anion surfactant (described above).
48 g eines Anlagerungsproduktes von 7 Mol Ethylenoxid an ein Oleyl-/Cetylalkohol-Gemisch wurden im Gemisch mit Kokos-/Palmkernöl-Fettsäure in unterschiedlicher Konzentration (s. Fig. 1) vorgelegt. In dieses Gemisch wurden 28 g Texin® ES 68 eingetragen und bei erhöhter Temperatur vollständig gelöst. Die Lösung wurde 1/2 h weitergerührt. Ihre Viskosität betrug bei 20 °C 1800 mPas.48 g of an adduct of 7 moles of ethylene oxide with an oleyl / cetyl alcohol mixture were introduced in a mixture with coconut / palm kernel oil fatty acid in different concentrations (see FIG. 1). 28 g of Texin® ES 68 were introduced into this mixture and completely dissolved at elevated temperature. The solution was further stirred for 1/2 h. Its viscosity at 20 ° C was 1800 mPas.
44,5 g eines Anlagerungsproduktes von 7 Mol Ethylenoxid an Oleyl-/Cetylalkohol und 27,0 g Kokos-/Plamkernöl-Fettsäure wurden vorgelegt und 23,5 g saures Estersulfonat in diese Mischung eingetragen und gelöst. Unter starkem Rühren wurden anschließend 5,0 g einer 50%igen Natronlauge-Lösung zugetropft. Unter leichter Wärmeentwicklung bildete sich das Alkalimetallsalz des Estersulfonats in diesem Gemisch. Die Viskosität der Mischung betrug 1650 mPas (20 °C).44.5 g of an adduct of 7 moles of ethylene oxide with oleyl / cetyl alcohol and 27.0 g of coconut / plamkern oil fatty acid were introduced and 23.5 g of acidic ester sulfonate were introduced into this mixture and dissolved. 5.0 g of a 50% sodium hydroxide solution were then added dropwise with vigorous stirring. The alkali metal salt of the ester sulfonate formed in this mixture with slight evolution of heat. The viscosity of the mixture was 1650 mPas (20 ° C).
28 Gew.-Teile Texin® ES 68 in Pulverform wurden mit 48 Gew.-Teilen eines Anlagerungsproduktes von 7 Mol Ethylenoxid an Oleyl-/Cetylalkohol vermischt. Der Mischung wurden portionsweise 5 bis 40 Gew.-Teile (s. Fig. 1) Kokos-/Plamkernöl-Fettsäure zugesetzt.28 parts by weight of Texin® ES 68 in powder form were mixed with 48 parts by weight of an adduct of 7 mol of ethylene oxide and oleyl / cetyl alcohol. 5 to 40 parts by weight (see FIG. 1) of coconut oil / Plamkernöl fatty acid were added to the mixture in portions.
Wie sich aus Fig. 1 ergibt, sank der Wert für die Viskosität oberhalb eines Fettsäuregehaltes von ca. 10 Teilen stark ab. Fettsäurekonzentrationen oberhalb von 20 Teilen ergaben keine weitere Senkung der Viskosität.As can be seen from FIG. 1, the value for the viscosity dropped sharply above a fatty acid content of approximately 10 parts. Fatty acid concentrations above 20 parts showed no further reduction in viscosity.
Das Viskositätsverhalten in Abhängigkeit von dem Fettsäureghalt war auch im Meßbereich von 20 bis 40°C temperaturunabhängig: Wie sich aus Fig. 1 ergibt, wurden vergleichbare Absenkungen der Viskosität oberhalb eines Fettsäuregehaltes von ca. 10 Teilen gemessen.The viscosity behavior as a function of the fatty acid content was also temperature-independent in the measuring range from 20 to 40 ° C.: As can be seen from FIG. 1, comparable reductions in viscosity measured above a fatty acid content of approx. 10 parts.
Ein Zusatz von Wasser zu dem in Fig. 1 beschriebenen System ergab schon bei deutlich niedrigerer Fettsäurekonzentration eine Viskositätsabsenkung. Wie Fig. 2 zeigt, konnte z.T. schon bei niedrigen Fettsäurekonzentrationen (5 bis 15 Teile) eine Viskosität deutlich unter 10 000 mPas erreicht werden.Adding water to the system described in FIG. 1 resulted in a reduction in viscosity even at a significantly lower fatty acid concentration. As shown in Fig. 2, partially Even at low fatty acid concentrations (5 to 15 parts) a viscosity well below 10,000 mPas can be achieved.
Verschiedene Fettsäuretypen wurden auf ihre Wirkung in den erfindungsgemäßen Konzentraten überprüft. Eingesetzt wurden Fettsäuren unterschiedlicher Kettenlänge und Jodzahl in einer Konzentration von 19 Teilen, bezogen auf das Gesamtkonzentrat. Es wurden folgende Fettsäuren verwendet:
Kokos-/Palmkernöl-Fettsäure, JZ = 16-22
Kokos-Fettsäure, JZ = 8-14,
hydrierte Kokos-/Palmkernöl-Fettsäure, JZ < 1,
Capryl-/Caprinsäure, JZ = 0,1-1,
Sojaöl-Fettsäure, JZ = 120-130,
Olein, JZ =
Laurinsäure, JZ < 0,1Different types of fatty acids were tested for their effect in the concentrates according to the invention. Fatty acids of different chain lengths and iodine numbers were used in a concentration of 19 parts, based on the total concentrate. The following fatty acids were used:
Coconut / palm kernel oil fatty acid, JZ = 16-22
Coconut fatty acid, JZ = 8-14,
hydrogenated coconut / palm kernel oil fatty acid, JZ <1,
Caprylic / Capric acid, JZ = 0.1-1,
Soybean oil fatty acid, JZ = 120-130,
Olein, JZ =
Lauric acid, JZ <0.1
Weitere Bestandteile der geprüften Konzentrate waren:
28 Teile Texin® ES 68 in Pulverform,
48 Teile Anlagerungsprodukt von 7 Mol Ethylenoxid an Oleyl-/Cetylalkohol,
5 Teile Wasser.Other components of the tested concentrates were:
28 parts of Texin® ES 68 in powder form,
48 parts of adduct of 7 moles of ethylene oxide with oleyl / cetyl alcohol,
5 parts water.
Es zeigte sich, daß Jodzahl und Kettenlänge keinen wesentlichen Einfluß auf die Viskosität der erfindungsgemäßen Konzentrate haben.It was found that the iodine number and chain length have no significant influence on the viscosity of the concentrates according to the invention.
28 Gew.-Teile Texin® ES 68 in Pulverform wurden mit 48 Gew.-Teilen eines Anlagerungsproduktes von 7 Mol Ethylenoxid and Oleyl-/Cetylalkohol und 5 Gew.-Teilen bzw. 10 Gew.-Teilen bzw. 19 Gew.-Teilen Kokos-/Palmkernöl-Fettsäure versetzt. In diese Mischungen wurden unterschiedliche Mengen Wasser eingetragen. Das Ergebnis ist den Figuren 3 bis 5 zu entnehmen. Wie sich in allen Fällen zeigte, durchlief die Viskosität der mit Wasser versetzten Mischungen ein Minimum, das bei niedrigem Fettsäuregehalt bei ca. 2,5 bis 5 Gew.-Teilen Wasser liegt (vgl. Fig. 3) und sich mit steigenden Fettsäuremengen zu niedrigeren Wassergehalten hin verschiebt (vgl. Fig. 4 und 5). Folglich ist bei höheren Fettsäuregehalten ein Wasserzusatz zu den erfindungsgemäßen estersulfonathaltigen Konzentraten nicht erforderlich.28 parts by weight of Texin® ES 68 in powder form were mixed with 48 parts by weight of an adduct of 7 moles of ethylene oxide and oleyl / cetyl alcohol and 5 parts by weight or 10 parts by weight or 19 parts by weight of coconut - / Palm kernel oil fatty acid added. Different amounts of water were added to these mixtures. The result can be seen in FIGS. 3 to 5. As was shown in all cases, the viscosity of the water-mixed mixtures went through a minimum, which is about 2.5 to 5 parts by weight of water with a low fatty acid content (see FIG. 3) and decreases with increasing amounts of fatty acids Water content shifts towards (see. Fig. 4 and 5). Consequently, water addition to the estersulfonate-containing concentrates according to the invention is not required at higher fatty acid contents.
Mit den erfindungsgemäßen estersulfonathaltigen Tensidkonzentraten wurden Waschmittel zusammengestellt und hiermit Waschversuche im sogenannten "Launderometer" durchgeführt. Bei Waschtemperaturen von 30 bzw. 60 bzw. 90°C und einer Wasserhärte von 16°d wurden 8,2 g Gewebe (zwei Läppchen Testgewebe und 2 Läppchen Baumwoll-Füllgewebe) mit 10 Stahlkugeln im Launderometer 15 min gewaschen und anschließend 2 mal 2 min in kaltem Leitungswasser gespült. Das Flottenverhältnis betrug 1 : 12. Von den getrockneten und gebügelten Läppchen wurde der Weißgrad gemessen (ZEISS-Elrepho) und in % Remission (R) angegeben.Detergents were put together with the surfactant concentrates containing estersulfonate according to the invention and washing tests were carried out in the so-called "launderometer". At washing temperatures of 30 or 60 or 90 ° C and a water hardness of 16 ° d 8.2 g of fabric (two lobes of test fabric and 2 lobes of cotton filler fabric) were washed with 10 steel balls in a launderometer for 15 minutes and then rinsed twice in cold tap water for 2 minutes. The liquor ratio was 1: 12. The degree of whiteness of the dried and ironed lobules was measured (ZEISS-Elrepho) and stated in% remission (R).
Als Testgewebe wurden Läppchen aus Polyester/Baumwolle (LPBV) bzw. aus veredelter Baumwolle (LBV), jeweils mit Pigment/Hautfett angeschmutzt, verwendet.Patches made from polyester / cotton (LPBV) or from refined cotton (LBV), each soiled with pigment / skin fat, were used as the test fabric.
Die jeweiligen Waschmittel wurden in einer Dosierung von 10 g pro Liter Lauge verwendet. Die Zusammensetzung der Waschmittel ist der nachfolgenden Tabelle zu entnehmen.
3 bis 8 Gew.-% anionisches Tensid (Alkylbenzolsulfonat = ABS; Estersulfonat = ES);
3 bis 5 Gew.-% nichtionisches Tensid:
- a) = Kokosfettalkohol + 7 Mol Ethylenoxid
- b) = Oleyl/
Cetylalkohol + 7 Mol Ethylenoxid - c) =
Gemisch aus 10 Gew.-% a) + 75 Gew.-% b) + 15 Gew.-% Oleyl/Cetylalkohol + 70 Mol Ethylenoxid
26 Gew.-% Natriumtripolyphosphat
1 Gew.-% Carboxymethylcellulose
5 Gew.-% Natriumwasserglas 1 : 3,35
The respective detergents were used in a dosage of 10 g per liter of alkali. The composition of the detergents is shown in the table below.
3 to 8% by weight of anionic surfactant (alkylbenzenesulfonate = ABS; ester sulfonate = ES);
3 to 5% by weight of nonionic surfactant:
- a) = coconut fatty alcohol + 7 moles of ethylene oxide
- b) = oleyl / cetyl alcohol + 7 moles of ethylene oxide
- c) = mixture of 10% by weight a) + 75% by weight b) + 15% by weight oleyl / cetyl alcohol + 70 mol ethylene oxide
26% by weight sodium tripolyphosphate
1% by weight carboxymethyl cellulose
5% by weight sodium water glass 1: 3.35
Art und Menge des eingesetzten Aniontensids und des nichtionischen Tensids sind den Fig. 6 bis 11 zu entnehmen.The type and amount of the anionic surfactant and the nonionic surfactant used are shown in FIGS. 6 to 11.
Wie sich im einzelnen zeigte, sind Waschmittel mit den erfindungsgemäßen estersulfonathaltigen Konzentraten hinsichtlich der Waschergebnisse mit den Waschmitteln des Standes der Technik vergleichbar. Die Gehalte an waschaktiver Substanz können bei Verwendung der erfindungsgemäßen Konzentrate in den Waschmitteln ohne Einbuße an Waschkraft niedriger sein und liegen beispielsweise bei 8 % waschaktiver Substanz (3 % Estersulfonat und 5 % Niotensid) bzw. 10 % waschaktiver Substanz (5 % Estersulfonat und 5 % Niotensid).As was shown in detail, detergents with the estersulfonate-containing concentrates according to the invention are comparable in terms of washing results to the detergents of the prior art. The contents of the detergent substance can be lower when using the concentrates according to the invention in the detergents without loss of detergency and are, for example, 8% detergent substance (3% ester sulfonate and 5% nonionic surfactant) or 10% detergent substance (5% ester sulfonate and 5% Nonionic surfactant).
Ein Gemisch aus 33 Gewichtsteilen Texin ® ES 68 in Pulverform (entsprechend 23 Gewichtsteilen Estersulfonat) 36 Gewichtsteilen C12/18-Fettalkohol + 10 Mol Ethylenoxid, 27 Gewichtsteilen C8/18-Fettsäure und 4 Gewichtsteilen Wasser ergab ein Konzentrat mit einer Viskosität von 8500 mPas.A mixture of 33 parts by weight of Texin® ES 68 in powder form (corresponding to 23 parts by weight of ester sulfonate), 36 parts by weight of C 12/18 fatty alcohol + 10 moles of ethylene oxide, 27 parts by weight of C 8/18 fatty acid and 4 parts by weight of water gave a concentrate with a viscosity of 8500 mPas.
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