EP0750034A2 - Lagerstabile, konzentrierte Tensidzusammensetzung auf der Basis von Alkylglucosiden - Google Patents

Lagerstabile, konzentrierte Tensidzusammensetzung auf der Basis von Alkylglucosiden Download PDF

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    • Y10S516/917—The agent contains organic compound containing oxygen
    • Y10S516/919—The compound contains -C[=O]OH or salt thereof

Definitions

  • the invention relates to a storage-stable, concentrated surfactant composition based on alkyl glucosides with the addition of fatty acids as a stabilizing agent.
  • Alkyl glucosides are known substances. They correspond to the general formula RO- [G] p in which R is derived from a fatty alcohol residue and G stands for the glucose residue. One or more glucose residues can be bound to a fatty alcohol residue, which results in an average degree of oligomerization p via the glucose units. In the literature, the terms alkyl polyglucoside and alkyl oligoglucoside are therefore used for this product group.
  • Alkyl glucosides are important non-ionic surfactants, which have found their way into detergents, dishwashing detergents and cleaning agents due to their good detergent properties and high environmental compatibility.
  • alkyl glucosides available for a certain period of time, for example as aqueous solutions or pastes, until they are finished.
  • aqueous alkyl glucosides show a strong tendency to crystallize, water containing crystals form over time when stored under ambient conditions Agglomerates that greatly reduce the pumpability of the products.
  • alkyl glucosides are therefore not stored at room temperature, but at temperatures of at least 35 ° C. In this way, crystallization of the preparation can largely be prevented, but storage at elevated temperature is associated with additional effort and can also severely impair the color quality of the products.
  • Crystallization moderators “proposed, such as alkyl oligoglycosides based on short-chain alcohols, polyethylene glycol or iron (III) ions, but which have the disadvantage that they impair the surfactant properties or the color.
  • the object of the invention was therefore to find a concentrated surfactant composition based on alkyl glucosides, in which the glucosides can be stored at temperatures below 35 ° C. without the pumpability of the products being impaired by the formation of crystalline agglomerates.
  • At least 50% of the radicals R 1 have 12 or more carbon atoms.
  • a preferred alkyl residue distribution in the alkyl glucoside is C 8 ⁇ 3% C 10 ⁇ 3% C 12 50 to 100% C 14 10 to 40% C 16 0 to 15% C 18 0 to 10%
  • alkyl glycosides are known substances which can be obtained from fatty alcohols and reducing sugars (see, for example, EP-A1-0 301 298 and WO 90/3977).
  • the alkyl glycosides can be derived from aldoses or ketoses with 5 or 6 carbon atoms, preferably glucose. Only the alkyl glucosides have gained technical importance.
  • the index number p in the general formula (I) indicates the degree of oligomerization, i.e. H. the distribution of mono- and oligoglucosides, and stands for a number between 1 and 3. While p must always be an integer in a given compound, the value p for a certain alkyl glucoside is an analytically determined arithmetic quantity, which usually represents a fractional number . Alkyl glucosides with an average degree of oligomerization p of 1.1 to 3.0 are preferably used. From an application point of view, those alkyl glucosides are preferred whose degree of oligomerization is less than 1.7 and in particular between 1.2 and 1.6.
  • the alkyl radical R 1 can be derived from primary alcohols having 4 to 22, preferably 12 to 14, carbon atoms. They are typically available as technical mixtures.
  • Suitable fatty acids are natural or synthetic fatty acids with 8 to 18 carbon atoms, with natural fatty acid compositions such as coconut fatty acid or palm kernel fatty acid being preferred.
  • a higher proportion with an average chain length of 12 to 14 carbon atoms is preferred.
  • alkali metal or alkaline earth metal halides are added to the mixture as electrolyte, sodium chloride usually being used.
  • the electrolyte is added in solid form or from a concentrated aqueous solution. This can be done at any time during the preparation of the mixture, if appropriate preferably before finally adjusting the pH of the preparation.
  • the pH of the preparation is finally adjusted to a pH of ⁇ 8, preferably ⁇ 6, by adding a mineral acid or an organic acid.
  • Preferred acids are phosphoric acid, hydrochloric acid, sulfuric acid, tartaric acid, citric acid and lactic acid.
  • the mixtures according to the invention can be prepared by simply mixing commercially available alkyl glucoside solutions and fatty acids. Mixing can take place at room temperature or, in order to achieve a lower viscosity, at a slightly elevated temperature of 30 to 80 ° C.
  • the mixtures can of course also be prepared from solid starting materials by dissolving them in water.
  • the preparations according to the invention are generally resistant to microbial attack. This applies in particular at pH values of ⁇ 6. Their microbiological stability can be further improved by adding alkali or alkaline earth metal halides.
  • the surfactant compositions according to the invention are stable on storage and show no tendency towards crystallization. They have an excellent surfactant effect and have excellent dirt-removing and skin-friendly properties. They are suitable for the production of detergents, dishwashing detergents and cleaning products, as well as hair and body care products, in which they are usually used in amounts of 3 to 30% (based on the aqueous preparation).
  • ingredients such as cosurfactants, builders, dyes, viscosity regulators and fragrances can be added.
  • a dry alkyl glucoside which contains about 4% by weight of water, is dissolved in water, so that a solution with 50% by weight of solids is formed.
  • the pH of the solution is 7.
  • the solution is divided and stored in closed vessels at temperatures of 20 and 40 ° C.
  • the sample stored at 20 ° C is white and solid after 14 days, while the one at 40 ° C stored sample is still liquid even after 6 months of storage. However, it has turned much darker during storage.
  • a solution is prepared from the dry alkyl glucoside described in the comparative example presented above, coconut fatty acid, water and a little aqueous, concentrated sodium hydroxide solution, which is composed as follows (% by weight): Alkyl glucoside: 60% Water: 35% hardened coconut fatty acid: 5% Sodium hydroxide solution up to pH 7
  • the solution is divided and stored in closed vessels at temperatures of 20 and 40 ° C for 6 months. After this storage period, the samples are homogeneous and flowable; no crystal formation or precipitation can be seen in any of the samples.
  • a solution is prepared from a dry alkyl glucoside containing about 3% by weight of water, lauric acid, water, aqueous, concentrated hydrochloric acid and sodium chloride, which is composed as follows (% by weight): Alkyl glucoside: 41.8% Water: 49.0% Lauric acid: 7.2% Sodium chloride: 2.0% Hydrochloric acid up to pH 5
  • the solution is also subjected to a microbiological load test according to DAB 10 (German Pharmacopoeia). In this test, the preparation proves to be microbiologically stable.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine lagerstabile, konzentrierte, wäßrige Tensidzusammensetzung, enthaltend a) 40 bis 75 Gew.-% Alkylglucoside der Formel R<1>O-[G]p wobei R<1>: einen Alkylrest mit 6 bis 22 C-Atomen, insbesondere 12 bis 18 C-Atomen, bedeutet, und; G: der Glucosid-Rest und; p: eine Zahl von 1 bis 3 ist, b) 1 bis 15 Gew.-% Fettsäure, c) 0 bis 5 Gew.-% Elektrolyt aus Alkali- oder Erdalkalihalogeniden sowie, d) 5 bis 59 Gew.-% Wasser.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine lagerstabile, konzentrierte Tensidzusammensetzung auf der Basis von Alkylglucosiden mit einem Zusatz von Fettsäuren als stabilisierendes Mittel.
  • Alkylglucoside sind bekannte Stoffe. Sie entsprechen der allgemeinen Formel

            R-O-[G]p

    in der R von einem Fettalkoholrest abgeleitet ist und G für den Glucoserest steht. An einem Fettalkoholrest können ein oder mehrere Glucosereste gebunden sein, wodurch sich ein mittlerem Oligomerisierungsgrad p über die Glucoseeinheiten ergibt. In der Literatur werden daher auch die Bezeichnungen Alkylpolyglucosid und Alkyloligoglucosid für diese Produktgruppe gebraucht.
  • Alkylglucoside sind wichtige nichtionische Tenside, die infolge ihrer guten Detergenseigenschaften und hohen Umweltverträglichkeit in immer stärkerem Maße Eingang in Wasch-, Spül- und Reinigungsmittel gefunden haben.
  • Für diesen Zweck ist es erforderlich, Alkylglucoside über bestimmte Zeiträume beispielsweise als wäßrige Lösungen oder Pasten zur Verfügung zu halten und zu lagern, bis eine Endverarbeitung stattfindet. Da wäßrige Alkylglucoside jedoch eine starke Neigung zur Kristallisation zeigen, bilden sich bei Lagerung unter Umgebungsbedingungen im Laufe der Zeit kristallwasserhaltige Agglomerate, die die Pumpfähigkeit der Produkte stark herabsetzen.
  • Diese Probleme treten insbesondere bei Alkylglucosiden auf, bei denen der Alkylrest 12 oder mehr C-Atome aufweist bzw. bei handelsüblichen Alkylglucosid-Gemischen, bei denen der höherkettige Anteil entsprechend hoch liegt und zu mehr als 50 % Alkylreste mit 12 und mehr C-Atomen aufweist.
  • Üblicherweise erfolgt die Lagerung von Alkylglucosiden daher nicht bei Raumtemperatur, sondern bei Temperaturen von mindestens 35 °C. Auf diese Weise kann zwar eine Kristallisation der Zübereitungen weitgehend verhindert werden, die Lagerung bei erhöhter Temperatur ist jedoch mit zusätzlichem Aufwand verbunden und kann zudem die Farbqualität der Produkte stark beeinträchtigen.
  • Gemäß DE-A-42 25 224 wird zur Verbesserung der Kristallisationsbeständigkeit der Zusatz einer Reihe von
    Figure imgb0001
    Figure imgb0001
    Kristallisationsmoderatoren" vorgeschlagen, wie beispielsweise Alkyloligoglykoside auf Basis kurzkettiger Alkohole, Polyethylenglykol oder Eisen-(III)-Ionen, die aber den Nachteil aufweisen, daß sie die Tensideigenschaften bzw. die Farbe beeinträchtigen.
  • Die Aufgabe der Erfindung bestand somit darin, eine konzentrierte Tensidzusammensetzung auf der Basis von Alkylglucosiden zu finden, bei der eine Lagerung der Glucoside bei Temperaturen unterhalb von 35 °C möglich ist, ohne daß die Pumpfähigkeit der Produkte durch Bildung von kristallinen Agglomeraten beeinträchtigt wird.
  • Gegenstand der Erfindung ist somit eine lagerstabile, konzentrierte, wäßrige Tensidzusammensetzung, enthaltend
    • a) 40 bis 75 Gew.-% Alkylglucoside der Formel

              R1O-[G]p     (I)

      wobei
      R1
      einen Alkylrest mit 6 bis 22 C-Atomen, insbesondere 12 bis 18 C-Atomen, bedeutet,
      G
      der Glucosid-Rest und
      p
      eine Zahl von 1 bis 3 ist,
    • b) 1 bis 15 Gew.-% Fettsäure,
    • c) 0 bis 5 Gew.-% Elektrolyt aus Alkali- oder Erdalkalihalogeniden sowie
    • d) 5 bis 59 Gew.-% Wasser.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform gilt, daß mindestens 50 % der Reste R1 12 oder mehr C-Atome aufweisen.
  • Eine bevorzugte Alkylrest-Verteilung im Alkylglucosid ist
    C8 < 3 %
    C10 < 3 %
    C12 50 bis 100 %
    C14 10 bis 40 %
    C16 0 bis 15 %
    C18 0 bis 10 %
  • Es wurde nun überraschend gefunden, daß in den erfindungsgemäßen konzentrierten Tensidzusammensetzungen die Kristallisationsneigung der längerkettigen Alkylglucoside so weit herabgesetzt wird, daß konzentrierte, wäßrige Zusammensetzungen hergestellt werden können, die auch bei Temperaturen unter 35 °C keine Kristallisationsneigung zeigen und über Monate lager- und farbstabil sind. Diese Mischungen sind somit auch bei üblichen Umgebungstemperaturen im Bereich von 10 bis 25 °C stabil und lagerfähig.
  • Wie bereits anfangs ausgeführt, stellen Alkylglycoside bekannte Stoffe dar, die aus Fettalkoholen und reduzierenden Zuckern erhalten werden können (siehe z. B. EP-A1-0 301 298 und WO 90/3977).
  • Die Alkylglycoside können sich von Aldosen bzw. Ketosen mit 5 oder 6 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise der Glucose, ableiten. Technische Bedeutung haben dabei nur die Alkylglucoside erlangt.
  • Die Indexzahl p in der allgemeinen Formel (I) gibt den Oligomerisierungsgrad, d. h. die Verteilung von Mono- und Oligoglucosiden, an und steht für eine Zahl zwischen 1 und 3. Während p in einer gegebenen Verbindung stets ganzzahlig sein muß, ist der Wert p für ein bestimmtes Alkylglucosid eine analytisch ermittelte rechnerische Größe, die meistens eine gebrochene Zahl darstellt. Vorzugsweise werden Alkylglucoside mit einem mittleren Oligomerisierungsgrad p von 1,1 bis 3,0 eingesetzt. Aus anwendungstechnischer Sicht sind solche Alkylglucoside bevorzugt, deren Oligomerisierungsgrad kleiner als 1,7 ist und insbesondere zwischen 1,2 und 1,6 liegt.
  • Der Alkylrest R1 kann sich von primären Alkoholen mit 4 bis 22, vorzugsweise 12 bis 14 Kohlenstoffatomen ableiten. Typischerweise liegen sie als technische Gemische vor.
  • Geeignete Fettsäuren sind natürliche oder synthetische Fettsäuren mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen, wobei natürliche Fettsäurezusammensetzungen, wie zum Beispiel Kokosfettsäure oder Palmkernfettsäure, bevorzugt sind.
  • Bevorzugt ist dabei ein höherer Anteil mit der mittleren Kettenlänge von 12 bis 14 Kohlenstoffatomen. Bevorzugt werden die Fettsäuren in Mengen von 2,5 bis 10 Gew.-%, insbesondere 5 bis 7,5 Gew.-% eingesetzt.
  • Gegebenfalls werden dem Gemisch als Elektrolyt Alkali- oder Erdalkalihalogenide zugegeben, wobei üblicherweise Natriumchlorid verwendet wird.
  • In der Regel wird der Elektrolyt in fester Form oder auch aus konzentrierter wäßriger Lösung zugegeben. Dies kann zu jedem Zeitpunkt der Herstellung der Mischung geschehen, gegebenenfalls bevorzugt vor einer abschließenden Einstellung des pH-Wertes der Zubereitung.
  • Wenn notwendig, wird der pH-Wert der Zubereitung durch Zugabe einer Mineralsäure oder einer organischen Säure abschließend auf einen pH-Wert von ≦ 8, vorzugsweise ≦ 6 eingestellt.
  • Bevorzugte Säuren sind Phosphorsäure, Salzsäure, Schwefelsäure, Weinsäure, Citronensäure und Milchsäure.
  • Die erfindungsgemäßen Gemische können durch einfaches Mischen von handelsüblichen Alkylglucosidlösungen und Fettsäuren hergestellt werden. Das Mischen kann bei Raumtemperatur oder, um eine geringere Viskosität zu erzielen, bei schwach erhöhter Temperatur von 30 bis 80 °C stattfinden. Die Mischungen können natürlich auch aus festen Ausgangsstoffen durch Lösen in Wasser hergestellt werden.
  • Die erfindungsgemäßen Zubereitungen sind im allgemeinen beständig gegenüber mikrobiellem Befall. Dies gilt insbesondere bei pH-Werten von < 6. Sie können in ihrer mikrobiologischen Stabilität durch Zugabe von Alkali- oder Erdalkalihalogeniden weiter verbessert werden.
  • Die erfindungsgemäßen tensidischen Zusammensetzungen sind lagerstabil und zeigen keine Kristallisationstendenzen. Sie weisen eine ausgezeichnete tensidische Wirkung auf und besitzen hervorragende schmutzlösende und dabei hautfreundliche Eigenschaften. Sie eignen sich zur Herstellung von Wasch-, Spül- und Reinigungsmitteln sowie Produkten der Haar- und Körperpflege, in denen sie üblicherweise in Mengen von 3 bis 30 % (bezogen auf die wäßrige Zubereitung) eingesetzt werden.
  • Je nach Einsatzzweck können übliche Inhaltsstoffe, wie Cotenside, Builder, Farbstoffe, Viskositätsregler und Duftstoffe zu gesetzt werden.
    • Beispiele Vergleichsbeispiel (nicht erfindungsgemäß)
  • Ein trockenes Alkylglucosid, das etwa 4 Gew.-% Wasser enthält, wird in Wasser gelöst, so daß eine Lösung mit 50 Gew.-% Festkörper entsteht. Der pH-Wert der Lösung beträgt 7.
  • Das Alkylglucosid ist wie folgt gekennzeichnet (Gew.-%):
    Zusammensetzung der Alkylreste: C8 10 %
    C10 10 %
    C12 58 %
    C14 14 %
    C16 6 %
    C18 2 %
    Oligomerisierungsgrad: n = 1,26
  • Die Lösung wird geteilt und in verschlossenen Gefäßen bei Temperaturen von 20 und 40 °C gelagert. Die bei 20 °C gelagerte Probe ist nach 14 Tagen weiß und fest, während die bei 40 °C gelagerte Probe auch nach 6monatiger Lagerung noch flüssig ist. Sie hat sich während der Lagerung allerdings deutlich dunkler gefärbt.
    • Beispiel 1 (erfindungsgemäß)
  • Aus dem trockenen Alkylglucosid, das im oben dargestellten Vergleichsbeispiel beschrieben ist, Kokosfettsäure, Wasser und wenig wäßriger, konzentrierter Natronlauge wird eine Lösung bereitet, die sich wie folgt zusammensetzt (Gew.-%):
    Alkylglucosid: 60 %
    Wasser: 35 %
    gehärtete Kokosfettsäure: 5 %
    Natronlauge bis pH 7
  • Die Lösung wird geteilt und in verschlossenen Gefäßen bei Temperaturen von 20 und 40 °C für 6 Monate gelagert. Die Proben sind nach dieser Lagerzeit homogen und fließfähig; in keiner der Proben sind Kristallbildung oder Niederschlagsbildung zu erkennen.
    • Beispiel 2 (erfindungsgemäß)
  • Ähnlich wie in Beispiel 1 wird aus einem trockenen Alkylglucosid, das etwa 3 Gew.-% Wasser enthält, Laurinsäure, Wasser, wäßriger, konzentrierter Salzsäure und Natriumchlorid eine Lösung hergestellt, die sich wie folgt zusammensetzt (Gew.-%):
    Alkylglucosid: 41,8 %
    Wasser: 49,0 %
    Laurinsäure: 7,2 %
    Natriumchlorid: 2,0 %
    Salzsäure bis pH 5
  • Das Alkylglucosid ist wie folgt gekennzeichnet (Gew.-%):
    Zusammensetzung der Alkylreste: C8 1 %
    C10 1 %
    C12 68 %
    C14 25 %
    C16 5 %
    Oligomerisierungsgrad: n = 1,52
  • Nach Lagerung dieser Lösung unter gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 sind auch diese Lösungen homogen und fließfähig. In keiner der Proben sind Kristallbildung oder Niederschlagsbildung zu erkennen.
  • Die Lösung wird darüber hinaus einem mikrobiologischen Belastungstest nach DAB 10 (Deutsches Arzneibuch) unterzogen. In diesem Test erweist sich die Zubereitung als mikrobiologisch stabil.

Claims (2)

  1. Lagerstabile, konzentrierte, wäßrige Tensidzusammensetzung, enthaltend
    a) 40 bis 75 Gew.-% Alkylglucoside der Formel

            R1O-[G]p     (I)

    wobei
    R1   einen Alkylrest mit 6 bis 22 C-Atomen, insbesondere 12 bis 18 C-Atomen, bedeutet, und
    G   der Glucosid-Rest und
    p   eine Zahl von 1 bis 3 ist,
    b) 1 bis 15 Gew.-% Fettsäure,
    c) 0 bis 5 Gew.-% Elektrolyt aus Alkali- oder Erdalkalihalogeniden sowie
    d) 5 bis 59 Gew.-% Wasser.
  2. Tensidzusammensetzung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens 50 % der Reste R1 12 oder mehr C-Atome aufweisen.
EP96109168A 1995-06-20 1996-06-07 Lagerstabile, konzentrierte Tensidzusammensetzung auf der Basis von Alkylglucosiden Expired - Lifetime EP0750034B1 (de)

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