"Flüssiges, gieß- und pumpfähiqes Tensidkonzentrat"
Die vorliegende Erfindung betrifft konzentrierte Tensidmischungen aus Alkylglykosiden, Sulfofettsäuresalzen und Alkylsulfaten als stabile, leicht gießfähige, pumpbare Flüssigkeiten sowie deren Verwendung als Vor¬ gemische (Compounds) zur Herstellung von flüssigen Wasch- und Reinigungs¬ mitteln.
Daß Alkylglykoside mit langkettigen Alkylgruppen zu den nichtionischen Tensiden gehören, ist seit langer Zeit bekannt. Ebenso weiß der Fachmann, wie zum Beispiel in A. . Schwartz, J. W. Perry, Surface Active Agents, Vol. I, Interscience Publishers, 1949, Seite 372, beschrieben, daß Tensidmischungen in der Regel synergistische Effekte aufweisen und oft bessere Reinigungseigenschaften besitzen, als sich aus der Summe der Werte der Einzelkomponenten ergeben würde.
Waschmittel, die Alkylglykoside in Kombination mit wenigstens einem übli¬ chen anionischen Tensid enthalten, werden in der europäischen Patentan¬ meldung EP 70074 beschrieben. Waschmittel, die Alkylglykoside und Anion- tenside enthalten, sind auch aus der europäischen Patentanmeldung EP 92 877 bekannt. Des weiteren sind aus der europäischen Patentanmeldung EP 105556 flüssige Waschmittel bekannt, die Alkylglykoside, bestimmte andere nichtionische Tenside und anionische Teπside enthalten. Aus der internationalen Patentanmeldung WO 86/2943 sind alkylglykosidhaltige Flüssigwaschmittel bekannt, die übliche Aniontenside enthalten.
Bei der Herstellung flüssiger Wasch- und Reinigungsmittel werden die ein¬ zelnen Komponenten in der Regel als fließfähige Lösungen eingesetzt, die jeweils einen Stoff enthalten oder die als Vorgemisεhe, sogenannte Com¬ pounds, aus mehreren in den fertigen Mitteln üblichst Stoffen bestehen. Die für die Mischung zum fertigen Mittel vorgesehenen Komponenten sollen einen möglichst hohen Aktivsubstanzgeϊiplt aufweisen und gleichzeitig leicht handhabbar sein, das heißt, sie sollen möglichst fließfähig und leicht pumpbar sein und eine möglichst hohe Lagerstabilität besitzen. Alkylglykoside fallen normalerweise als hochviskose Pasten an.
Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, aus einer Alkylgly- kosid-Paste ein flüssiges, fließfähiges, pumpbares und lagerstabiles Tensidgemisch zu entwickeln.
Diese Aufgabe wird durch eine wäßrige Mischung aus bestimmten Mengen an Alkylglykosid, Sulfofettsäuresalz und Alkylsulfat gelöst.
Die erfindungsgemäßen Compounds sind wäßrige neutrale oder basische Mi¬ schungen, die im wesentlichen aus einem Alkylglykosid und 2 verschieden¬ artigen synthetischen anionischen Tensiden, einem Sulfofettsäuresalz und einem Alkylsulfat bestehen, wobei das Alkylglykosid die Formel I aufweist,
XGJn (I)
in der R1 einen Alkylrest mit 8 bis 22 C-Atomen, G eine Glykoseeinheit und n eine Zahl zwischen 1 und 10 bedeuten, das Sulfofettsäuresalz ein Gemisch von Verbindungen gemäß Formel II,
in der A einen SO3X- und B einen OH-Rest oder A einen OH- und B einen SÖ3X-Rest, X ein Alkali- oder Ammoniumion, 1 eine Zahl größer 0, m 0, 1 oder 2 und p eine Zahl größer 0 bedeuten und die Summe aus 1, m und p 8 bis 20 beträgt, mit aus derartigen Verbindungen durch formale Eliminierung eines Molequivalents Wasser hervorgehenden ungesättigten Verbindungen ist, und das Alkylsulfat die Formel III aufweist,
R2-0-S03Y (III)
in der R2 einen Alkylrest mit 8 bis 22 C-Atomen und Y ein Alkali- oder Ammoniumion bedeuten, und wobei die Compounds 30 bis 50 Gew.-% Wasser, 10 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise 17 bis 25 Gew.-% des Alkylglykosids, 1 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise 3 bis 15 Gew.-% des Sulfofettsäuresaizes und 10 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise 12 bis 18 Gew.-%, des Alkylsulfats enthal¬ ten.
Die für die erfindungsgemäßen Tensidmischungen geeigneten Alkylglykoside und ihre Herstellung werden zum Beispiel in den europäischen Patentanmel¬ dungen EP 92355, EP 301 298, EP 357 969 und EP 362 671 oder der US- amerikanischen Patentschrift US 3547828 beschrieben. Bei den Glykosid- komponenten ((G)n in Formel I) derartiger Alkylglykoside handelt es sich um Oligo- oder Polymere aus natürlich vorkommenden AIdose- oder Ketose- Monomeren, zu denen insbesondere Glucose, Mannose, Fruktose, Galaktose, Talose, Gulose, Altrose, AIlose, Idose, Ribose, Arabinose, Xylose und Lyxose gehören. Die aus derartigen glykosidisch verknüpften Monomeren be¬ stehenden Oligomere werden außer durch die Art der in ihnen enthaltenen Zucker durch deren Anzahl, den sogenannten Oligo erisierungsgrad, charak¬ terisiert. Der Oligomerisierungsgrad (n in Formel I) nimmt als analytisch zu ermittelnde Größe im allgemeinen gebrochene Zahlenwerte an; er liegt bei Werten zwischen 1 und 10, bei den vorzugsweise eingesetzten Alkylgly- kosiden unter einem Wert von 1,5, insbesondere zwischen 1,2 und 1,4. Be¬ vorzugter Monomer-Baustein ist wegen der guten Verfügbarkeit Glucose.
Der Alkylteil (R1 in Formel I) der in den erfindungsgemäßen Tensidmi¬ schungen enthaltenen Alkylglykoside stammt vorzugsweise ebenfalls aus leicht zugänglichen Derivaten nachwachsender Rohstoffe, insbesondere aus Fettalkoholen, obwohl auch verzweigtkettige primäre Alkohole, insbesondere sogenannte Oxoalkohole, beispielsweise Nonyl-, Undecyl- oder Tridecyl- Alkohole, zur Herstellung verwendbarer Alkylglykoside eingesetzt werden können. Brauchbar sind insbesondere die primären Alkohole mit linearen Octyl-, Decyl-, Dodecyl-, Tetradecyl-, Hexadecyl- oder Octadecylresten sowie deren. Gemische. Besonders geeignete Alkylglykoside enthalten einen Kokosfettalkylrest, das heißt Mischungen mit im wesentlichen R!=Dodecyl und Rl=Tetradecyl.
Die Alkylglykoside können herstellungsbedingt geringe Mengen, beispiels¬ weise 1 bis 2 %, an nicht umgesetztem langkettigem Alkohol enthalten, was sich nicht nachteilig auf die Eigenschaften der damit hergestellten Ten¬ sidmischungen auswirkt.
Die für die Einarbeitung in die erfindungsgemäßen Compounds geeigneten Sulfofettsäuresalze sind neutralisierte Derivate der eine Doppelbindung
enthaltenden Fettsäuren. Zu diesen gehören insbesondere die Sulfo- nierungsprodukte von Lauroleinsäure, Myristoleinsäure, Palmitoleinsäure, Ölsäure, Gadoleinsäure und Erucasäure. Derartige Sulfofettsäuresalze wer¬ den durch Umsetzung der ungesättigten Fettsäuren mit einem Sulfonierungs- mittel, insbesondere Schwefeltrioxid, und anschließende Neutralisation und Hydrolyse mit üblichen Basen, zu denen insbesondere die wäßrigen Lösungen von Alkali- und Ammoniumhydroxiden gehören, nach bekannten Verfahren, wie sie zum Beispiel in der britischen Patentschrift GB 1278 421 oder der europäischen Patentanmeldung EP 371 369 beschrieben sind, hergestellt. Dabei entstehen Gemische der eine Sulfo- und eine Hydroxygruppe tragenden gesättigten Fettsäuren gemäß Formel II mit durch formale Eliminierung ei¬ nes Molequivalents Wasser aus diesen entstehenden ungesättigten, eine Sulfogruppe tragenden Fettsäuren. Vorzugsweise enthalten die erfin¬ dungsgemäßen Compounds das neutralisierte Sulfonierungsprodukt der Ölsäu¬ re.
Als für den Einsatz in den erfindungsgemäßen Tensidmischungen geeignete Alkylsulfate kommen die Sulfatierungsprodukte der oben genannten Alkohole in Frage. Besonders geeignet sind auch in diesem Fall die Derivate der Fettalkohole mit 8 bis 22 C-Atomen, insbesondere mit 12 bis 16 C-Atomen. Die Alkylsulfate können in bekannter Weise durch Reaktion der entspre¬ chenden Alkoholkomponente mit einem üblichen Sulfatierungsreagenz, insbe¬ sondere Schwefeltrioxid oder Chlorsulfonsäure, und anschließende Neutra¬ lisation, vorzugsweise mit Alkali-, Ammonium- oder Alkyl- beziehungsweise Hydroxyalkyl-substituierten Ammoniumbasen, hergestellt werden.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Tensidmischungen geschieht durch einfaches Mischen der drei Einzelkomponenten, die als solche oder vor¬ zugsweise in wäßriger Lösung vorliegen.
Die erfindungsgemäßen Mischungen zeichnen sich durch ihre niedrigen Viskositäten, ihre Teiche Fließfähigkeit und Pumpbarkeit und ihre hohe Lagerstabilität aus. Die Viskosität der Compounds liegt im allgemeinen bei 300 Pa.s bis 15000 mPa.s.
Die erfindungsgemäßen Compounds können, direkt oder nach Verdünnen mit Wasser, für technische Anwendungen, zum Beispiel als Flotationshilfsmittel oder Bohrspülungen, eingesetzt werden. Vorzugsweise werden sie jedoch als Vorgemische zur Herstellung flüssiger Wasch- und Reinigungsmittel verwen¬ det, zu denen insbesondere Feinwaschmittel, Wollwaschmittel und Geschirr¬ spülmittel, aber auch Shampoos gehören. Derartige Mittel können in einfa¬ cher Weise durch Verdünnen der Compounds mit Wasser auf die gewünschte Aktivsubstanzkonzentration hergestellt werden. Die Zugabe anderer in der¬ artigen Mitteln üblicher Bestandteile, zu denen insbesondere Buildersub- stanzen, wie Zeolithe und Schichtsilikate, Korrosionsinhibitoren, Bleich¬ mittel, Bleichaktivatoren, optische Aufheller, Enzyme, Vergrauungsinhibi- toren, antimikrobielle Wirkstoffe, wassermischbare Lösungsmittel, Abra- sivmittel, Schaumstab lisatoren, Konservierungsmittel, pH-Regulatoren, Färb- und Duftstoffe sowie zusätzliche Tenside gehören, ist möglich.
Beispiele
Beispiel 1
Durch einfaches Mischen der Komponenten, die als wäßrige Lösungen vorla¬ gen, wurden die in Tabelle 1 durch ihre Zusammensetzung charakterisierten erfindungsgemäßen Tensidmischungen Ml bis M3 sowie die in Vergleichsver¬ suchen verwendeten Mittel VI bis V3 hergestellt.
Die erfindungsgemäßen Tensidmischungen Ml bis M3 besaßen pH-Werte (10 ge¬ wichtsprozentige wäßrige Lösung) von 9,4 bis 9,6 und die in Tabelle 2 an¬ gegebenen Viskositäten. Mischung V3 war sowohl bei Raumtemperatur als auch bei 1°C ein festes, zähes Gel, dessen Viskosität nicht bestimmt werden konnte.
Proben der erfindungsgemäßen Mischungen Ml bis M3 wurden 60 Tage bei 1 °C, 10 °C oder 40 °C gelagert, ohne daß eine entscheidende Veränderung der Konsistenz (Abscheidung von Kristallen oder Auftreten mehrerer flüssiger Phasen) zu beobachten war.
Tabelle 1 : Zusammensetzung der Tensidmischungen [Gew.-%]
Ml M2 M3 VI V2 V3
A 24,0 20,4 23,0 50,0 40,0 21,8
a): Sulfatiertes Cχ2/i4-Alkyl 3-fach Ethoxylat, Na-Salz (Texapon(R) N,
Hersteller Henkel) A: Ci2-l4-Alkylglucosid, Oligomerisierungsgrad 1,4 B: Dinatriumsalz der Sulfoölsäure C: Na-Ci2/14-Alkylsulfat (Texapon (R) LS, Hersteller Henkel)
Tabel le 2 : Viskositäten (20 °C, Kugelfal lviskosi eter nach Höppler)
Ml M2 M3 VI V2
Beispiel 2: Reinigungsleistung
Durch Verdünnen mit Wasser wurden aus den Mischungen Ml bis M3 und VI bis V3 Lösungen hergestellt, die jeweils 0,15 Gramm Aktivsubstanz pro Liter Lösung enthielten. Zur Demonstration der Reinigungsleistung wurde der von H.-J. Lehmann in "Fette, Seifen, Anstrichmittel", 74 (1972), 163, be¬ schriebene Tellertest durchgeführt. Es wurde mit Wasserhärten von 3°d (30mg CaO/Liter) und 16°d (160 mg CaO/Liter) bei 50 °C und mit Rindertalg (2g/Teller) gearbeitet; die angeschmutzten Teller wurden nach 24 Stunden Lagerung bei Raumtemperatur mittels einer rotierenden Spülbürste gespült. Dabei war die Reinigungsleistung der erfindungsgemäßen Compounds derjeni¬ gen der Vergleichsmischungen in allen Fällen zumindest gleich.