DE2157634A1

DE2157634A1 - Verfahren zur Herstellung von synthetischer Seife, insbesondere Stücksteife

Info

Publication number: DE2157634A1
Application number: DE19712157634
Authority: DE
Inventors: Giulio Rom; Mattiello Giuseppe Nettuno Perla (Italien)
Original assignee: Colgate Palmolive Co
Current assignee: Colgate Palmolive Co
Priority date: 1970-12-07
Filing date: 1971-11-20
Publication date: 1972-06-15
Also published as: AU3607971A; AU461234B2; US3926863A; CH564600A5; GB1329656A; CA998687A; FR2117171A5; IT915796A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von synthetischer Seife, insbesondere Stückseife, sogenannten Syndets, mit einem Gehalt an Monoalkylsulfosuccinaten.

Verfahren zur Herstellung von Seifen oder Stückseifen unter Verwendung von synthetischen Detergentien sind bekannt. Hierbei wer den meist feste synthetische Detergentien mit flüssigen Hilfsstoffen vermischt und dann wie bei der Seifenfabrikation üblich weiter verarbeitet. Die dabei auftretenden Nachteile beruhen hauptsächlich auf der aus verarbeitungstechnischen Gründen begrenzten Zugabe der synthetischen Detergentien, ferner auf der Inhomogenität und der Körnigkeit der Endprodukte.

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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches, leicht durchzuführendes und wirtschaftliches Verfahren zur Herstellung von Stückseifen aus synthetischen Detergentien vorzuschlagen, das mit den in der Seifenfabrikation üblichen Vorrichtungen durchgeführt werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren zur Herstellung von synthetischen Seifen, insbesondere Stückseifen vorgeschlagen, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man einen Monoalkylester einer eis- oder trans-Butendisäure in Gegenwart eines geschmolzenen Plastifizierungsmittels und 10 bis 20 Gew.% Wasser mit einem Sulfit zu einem wasserlöslichen Salz eines Monoalkylsulfosuccinates umsetzt, das Reaktionsprodukt kühlt, trocknet und verformt, bzw. zu Stückseifen formt.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann man überraschenderweise hochwertige Stückseifen auf einfache und wirtschaftliche Weise mit den bei der Seifenherstellung üblichen Anlagen aus leicht erhältlichen Grundstoffen herstellen.

Die erfindungsgemäß hergestellten synthetischen Stückseifen mit einem Hauptanteil eines neutralen wasserlöslichen Salzes eines Sulfobernsteinsäuremonoesters haben eine hervorragende Qualität

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und ein schnelles und gutes Schaumvermögen; sie zeigen im trockenen und nassen Zustand das gleiche glatte und geschmeidige Gefühl wie normale Seifen und führen beim Waschen mit hartem Wasser nicht zu Niederschlagen oder Belägen/ obwohl sie wie Seife ein leicht milchiges Waschwasser ergeben» Die erfindungsgemäß hergestellten Stückseifen können fast oder völlig frei

von anorganischen Salzen sein, so daß sich das Seifenstück nicht f körnig anfühlt oder unerwünschte Salzausblühungen zeigt.

Da während der Sulfonierung 10 bis 20 Gew.% Wasser anwesend sind, nimmt die Viskosität des Reaktionsproduktes sehr viel stärker ab als bei einer Umsetzung in Gegenwart kleinerer Wassermengen von weniger als 10 Gew.%. Diese Viskositatsabnähme führt überraschenderweise in kürzerer Zeit zu einer höheren Ausbeute an waschaktiven Verbindungen. Gegenüber den mit weniger oder ohne Wasser durchgeführten Reaktionen erhält man besser riechende Endprodukte von ä geringer oder gar keiner Körnigkeit, so daß das Seifenstück eine bessere Konsistenz und Homogenität hat.

Die bei dem erfindungsgemaßen Verfahren verwendeten Monoalkylester der eis- oder trans-Butendisäure werden vorzugsweise durch Umsetzung der Säure oder deren Anhydriden, wie Fumarsäure oder Maleinsäureanhydrid, mit einem höheren Alkohol mit mindestens 12 C-Atomen

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in der acyclischen Kette, wie Laurylalkohol oder Laurylalkohol enthaltende Mischungen, erhalten. Bei der Reaktion zwischen Laurylalkohol und Maleinsäureanhydrid soll vorzugsweise nur der Maleinsäuremonolaurylester gebildet werden, der dann mit einem Sulfit unter Bildung von Dinatrium-lauryl-sulfosuccinat reagiert. Bei der Reaktion zwischen Maleinsäurelaurylester und dem Sulfit, vorzugsweise Natriumsulfit, wird der Ester vorzugsweise in einer Mischung aus geschmolzenem Plastifizierungsmittel, wie Glycerinmonostearat, und 10 bis 20 Gew.% Wasser und einem Chlorid, wie Natriumchlorid, mit dem Sulfit umgesetzt. Das Plastifizierungsmittel kann auch nach der Reaktion zugesetzt werden.

Das mit dem Plastifizierungsmittel vermischte Reaktionsprodukt kann als solches oder nach Zusatz von Hilfsstoffen, wie Parfüms, Trübungsmitteln usw. zu Stückseifen verarbeitet werden.

Als Sulfitverbindungen können außer Natriumsulfit auch andere Alkali-, Erdalkali- oder Ammoniumsulfite oder die entsprechenden Bisulfite verwendet werden.

Außer dem vorzugsweise verwendeten Laurylalkohol oder den Laurylalkohol enthaltenden Mischungen, die aus Erdölprodukten, Kokosnußöl und Palmkernöl gegebenenfalls nach Hydrierung stammen, können

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auch andere mit der Butendisäure reagierende Verbindungen mit einem Alkylrest mit 12 C-Atomen, wie Laurinsauremonoathanolamid oder Laurinsäurediäthanolamid, verwendet werden. Alle diese Verbindungen können in reiner Form oder als Mischungen von Verbindungen mit Alkylketten mit 12 bis 18 C-Atomen verwendet werden. In diesen Mischungen soll der Hauptanteil, also mindestens 20 und vorzugsweise 50 %, einen Alkylrest mit 12 C-Atomen haben, ™ wobei diese Verbindung natürlich eine reaktive Hydroxylgruppe besitzen muß.

Die Monoalkylsulfosuccinate sind in der synthetischen Seifenmischung, ohne Berücksichtigung der HiI fs stoffe-,, wie Parfüm und Farben, in einer Menge von 40 bis 95 und vorzugsweise 60 bis 75 Gew.% vorhanden .

Das Plastifizierungsmittel, das zusammen mit Wasser auch als Reak- f tionsmedium dient _f kann ein Wachs oder eine wachsähnliche Verbindung, wie ein Glycerinmonoester, vorzugsweise Glycerinmonostearat, sein. Die bei der Glycerolyse aus Stearinsäure mit sauren Katalysatoren hergestellten Glycerinmonosteaxate sind besser als die alkalikatalysierten Monoglyeride; sie sind seifenhaltig und daher selbstemulgierend. Ferner können andere, bei Zimmertemperatur feste oder halbfeste hochsiedende, nichtflüchtige und in Wasser lösliche

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oder dispergierbare organische Verbindungen als Plastifizierungsmittel verwendet werden, die bei der Reaktionstemperatur schmelzen und ein öliges Reäktionsmilieu ergeben. Sie sollen ausreichend hydrophil sein, um bei Gebrauch der Seifenstücke mit Wasser eine Emulsion zu ergeben; sie sollen lagerbeständig sein und nicht zur Kristallisation oder Trennung neigen.

Besonders geeignete Plastifizierungsmittel sind unter anderem höhere Fettsäureester von Polyolen, wie Mono- und Distearate von langkettigen Polyolen und insbesondere Diäthylenglykol-mono- oder -distearate; wegen ihrer emulgierenden Eigenschaften verbessern sie die weiche, gleichmäßige Struktur der Stückseife. Ferner können feste Glyceriii-kokosfettsäuren-monoßster, wie Äthylenglykoldistearat, Mono- und Diester des Diäthylenglykols mit Palmitin-, Myristin-, öl- und Laurinsäure oder mit Kokosfettsäure oder den entsprechend hydrierten Fettsäuren; Mono- und Diester des Propylenglykols mit Stearin-, öl-, Laurin-, Myristin-, Palmitin- oder Kokosölfettsäuren und Monoester des Glycerins oder Äthylenglykols mit derartigen Fettsäuren verwendet werden. Diese Ester sind normalerweise fest und lösen sich in Wasser nur sehr langsam auf. Ferner können Paraffinwachse mit einem Gehalt an einer polaren Verbindung, die bei Gebrauch des

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Seifenstückes ausreichend dispergierend oder emulgierend wirkt,· verwendet werden» Die sich verhältnismäßig schnell in Wasser auflösenden Verbindungen sind wejiiger geeignet, da dann die Endprodukte nicht sehr fest sind, sich feucht anfassen und sich zu schnell in Wasser auflösen.

Während der Sulfonxerungsreaktxon sollen 10 bis 20 Gew.%, vorzugsweise 15 Gew.% Wasser vorhanden sein, um höchste Ausbeuten zu erhalten. Zwar hat man mit 40 bis 50 Gew.% Wasser auch eine hohe Ausbeute, jedoch wird die Mischung zu viskos. Das Wasser wird vor der Sulfonxerungsreaktxon zugesetzt, um die Viskosität während der Reaktion zu erniedrigen; anschließend wird die synthetische Seifenmischung getrocknet, so daß das fertige Seifenstück je nach der gewünschten Festigkeit bis zu 10 % Wasser enthält. Die erfindungsgemäß hergestellten Stückseifen können bei Auf bewahrung an Luft und bei Zimmertemperatur ohne Änderung der physi kalischeri oder chemischen Eigenschaften langsam fester werden. Die bevorzugten Plastifizierungsmittel, wie Glycerinmonostearat, sind ausreichend hydrophil, um bei Verwendung der Seife mit Wasser eine Emulsion zu erzeugen. Bevorzugt werden Glycerinester aus hydriertem Talgöl, das einen beträchtlichen Palmitinsäuregehalt besitzt; weniger erwünscht sind Glycerinester von hydriertem Erdnußöl, das fast nur Stearinsäure enthält. Die Plastifizierungsmittel sollen

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sowohl hydrophile als auch weichmachende Eigenschaften besitzen. Bei Glycerinmonostearat erhält man eine Seife mit ausgezeichnetem Schaumvermögen und überhaupt keine Ablagerungen; nach dem Waschen fühlt sich die Haut trocken oder talkumähnlich an, während bei Verwehdung von Talgalkoholen ein geschmeidigeres Gefühl erzielt wird. Ferner können auch Äthylenoxidaddukte der Talgalkohole oder die der hydrierten Talgfettsäuren eingesetzt werden.

Die erforderliche Menge an Plastifizierungsmittel kann je nach Zusammensetzung der zu vers tr angenden Mischung und 7vrt des Plastifizierungsmittels 5 bis 60, vorzugsweise 20 bis 30 und insbesondere 25 Gew.% der Gesamtmischung betragen.

Der Zusatz von Chloriden zu der Reaktionsmischung erfolgt in erster Linie aus Sicherheitsgründen, um die Zeitspanne vor Eintritt des Gelierens nach der Sulfonierung zu verlängern. Die bis zu 1 Gew.% zugesetzten Chloride wirken je nach eingesetzter Wassermenge verschieden: bei 5 bis 15 % Wassergehalt erhöhen sie die Viskosität der Gesamtmischung, bei 15 bis 2O % Wassergehalt ist kein bemerkenswerter Effekt festzustellen und bei 20 bis 30 % Wassergehalt verringern sie die Viskosität in der ersten Abkühlungsphase und beschleunigen die Gelierung. Durch den Chloridzusatz

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nimmt die Ausbeute an aktiven Verbindungen leicht ab, da die Sulfonierungsreaktion heftiger abläuft und mehr Schwefeldioxid entweicht.

Durch einen Sulfitüberschüß von 10 Gew.% oder mehr kann bei chloridhaltigen Reaktionsgemischen die Ausbeate erheblich und bis zum Höchstwert gesteigert werden, wobei die Viskosität der " " Reaktionsmasse bei Sulfitüberschuß ebenfalls zunimmt.

Ferner können übliche Toilettenseifenzusätze in die zu verstrangende Mischung eingearbeitet werden, wie Farbstoffe oder Pigmente, wobei einige Pigmente, wie Titandioxid, auch'noch als Härtungsmittel wirken; ferner Glycerin oder Olivenöl als Emolliens und zur Glanzerhöhung des Seifenstückes, sowie Germizide, Lanolin, Deodorantien und weitere Duftstoffzusätze.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahren v/erden nur die in der Seifenherstellung üblichen Anlagen benötigt. Die Umsetzung der höheren Alkohole mit den Butendisäuren oder -anhydriden erfolgt in einem üblichen Kessel, in dem die alkoholische Komponente unter V7ärmezufuhr aufgeschmolzen und dann mit der Butendisäure versetzt wird. Die Reaktion verläuft exotherm, wobei die Temperatur vorzugsweise unter 100 C gehalten wird, um Mebenreaktionen, wie Diester-

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bildung oder Diels-Älder-Reaktionen zu verhindern. Die beiden Komponenten der Reaktionsmischung v/erden in etwa stöchiometrischen Mengen eingesetzt, wobei die Butendisäure bzw. das Anhydrid nach und nach so schnell zugegeben wird, daß die Reaktionstemperatur vorzugsweise bei 55 bis 65 C bleibt. Anschließend wird zur Vervollständigung der Reaktion die Temperatur auf 90 bis 105°C erhöht und die Mischung 20 bis 90 Minuten bei dieser Temperatur belassen.

In die erwärmte Reaktionsraischung wird bei etwa 45 bis 75 C vorzugsweise unter Rühren das Plastifizierungsmittel, Wasser und gegebenenfalls Natriumchlorid gegeben, bis sich eine klare Flüssigkeit bildet. Anschließend wird unter kräftigem Rühren und langsamer Temperatursteigerung auf etwa 90 bis 100°C ein geeignetes Sulfit, maist in fein verteilter Form, in den Kessel gegeben.

Nachdem die Reaktionsmischung 20 bis 60 Minuten bei einer Temperatur von 90 bis 110 C belassen worden ist, können 1 % Wasserstoffperoxid je 130 Vol.-Teile der Lösung zugegeben werden, um eventuell vorhandenes Schwefeldioxid zu oxidieren, worauf weitere 10 Minuten gerührt wird. Danach können gegebenenfalls Zusatz- und llilfsstoffe zugefügt werden, worauf die Mischung wie üblich weiterverarbeitet wird, d.h. getrocknet, zerkleinert piliert, verstrangt, geschnitten und geformt werden kann.

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Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern. Falls nicht anders angegeben, beziehen sich alle Mengenangaben auf das Gewicht des Endproduktes.

Beispiel 1

In einein Reaktionsgefäß aus rostfreiem Stahl mit Dampfmantel, f Rührwerk und Absaughaube wurden 258 Gewichtsteile Laurylalkohol auf etwa 75°C erwärmt. Der verwendete handelsübliche Laurylalkohol stammte von einer katalytisch hydrierten Kokosölfraktion, aus der die höheren und niedrigeren Homologen entfernt waren; eine derartige Fraktion kann aus etwa 75 % C₁₂, 2O % C . und 5 % einer Mischung aus vorwiegend C₁₀ und C₁-- Alkoholen bestehen, oder es kann ein entsprechendes Produkt aus der ILthylenkondensation nach Ziegler oder eine entsprechende C^»- bis C ^-Fraktion aus der Erdölverarbeitung sein. Dem durch Erwärmen ölig-flüssig * gewordenen Laurylalkohol werden unter Rühren 121 Gewichtsteile granuliertes festes Maleinsäureanhydrid in solchen Mengen zugegeben, daß die Temperatur bei 75°C bleibt.

Nach Zugabe des Maleinsäureanhydrids wird etwa 3O Minuten bis zur Erzielung einer blaß strohgelb gefärbten Flüssigkeit weiter gerührt. Anschließend wird die Temperatur auf SO°e gesteigert und

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neutrales, handelsübliches Glycerinmonostearat in einer Menge von 366 Gewichtsteilen zugesetzt. Danach wird bis zur Ausbildung einer klaren Flüssigkeit gerührt. Anschließend werden 9^2 Gewichtsteile Wasser zugesetzt und die Temperatur auf ungefähr 75°C eingestellt.

Die Mischung im Kessel wird dann mit 156 Gewichtsteilen gepulvertem wasserfreien Natriumsulfit versetzt, kräftig gerührt und die Temperatur langsam unter geringem Viskositätsanstieg auf 93°C gesteigert. Nach 36 Minuten werden 10 Teile Wasserstoffperoxid je 130 Vol.-Teile der Lösung unter Rühren zugegeben und 10 Minuten gerührt. Danach wird die Reaktionsmischung in einem Trommeltrockner oder auf einer Kühlwalze zu dünnen Platten verarbeitet, die bei Zimmertemperatur bis zu einer Restfeuchte von etwa 5 % getrocknet v/erden. Hierbei wird eine feste seifenähnliche Masse erhalten, die eine ausgezeichnete Grundmasse für Toilettenseife ist. Diese Masse wird mit jeweils 1 Gew.% Farbstoff und Parfüm versetzt, piliert, verstrangt und zu Stücken verpreßt.

Die erhaltene Seife ist hautfreundlich, bildet schnell einen guten Schaum und besitzt ein ausgezeichnetes Reinigungsvermögen und zeigt keine Seifcnabiagerungen.

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Beispiel 2

In einem emaillierten Reaktionskessel mit einem Rührwerk mit Schabemessern, einem Dampfmantel und Absaughaube werden 245 Gewichtsteile handelsüblicher Laurylalkohol auf 68 C erwärmt. Anschließend v/erden 115 Gewichtsteile Maleinsäureanhydrid zugegeben, die Temperatur auf 96 C erhöht und die Reaktionsmischung - " eine halbe Stunde bei dieser Temperatur belassen. Danach v/erden 347 Gewichtsteile Glycerinmonostearat zugegeben, wobei die Temperatur auf 60°C sinkt. Anschließend werden 146 Gewichtsteile Wasser und danach 148 Gewichtsteile Natriumsulfit zugesetzt, wobei durch die exotherme Reaktion die Temperatur auf 94°C steigt. Die Reaktionsmischung nimmt hierbei aufgrund des gebildeten Schwefeldioxids und Dampfes etwa das Doppelte des ursprünglichen Volumens ein. Die Temperatur wird dann eine halbe Stunde bei 87 bis 94 C belassen, worexuf zwei Gewichts teile einer 3 %igen f Wasserstoffperoxidlösung zur Entfernung des Schwefeldioxids zugesetzt werden. Die Mischung wird weitere 10 Minuten gerührt und dann getrocknet.

Beispiel 3 bis 6 ,

Es wurde analog Beispiel 1 gearbeitet, wobei die folgenden Zusammensetzungen mit verschiedenem Wassergehalt verwendet wurden.

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	3	Beispiele	5	6
Bestandteile	231	4	272	231
Laurylalkohol	109	217	128	109
Maleinsäureanhydrid	319	102	385	327
Glycerinmonostearat	193	308	50	193
Wasser	7	241	-	-
Natriumchlorid	140		165	140
Natriumsulfit	19	131	5	19
Wassergehalt in %	24

Bei einem Wassergehalt von etwa 19 Gew.% des Gesaintansatzes wie im Beispiel 3 und 6 wurde während der Sulfonierung die günstigste Viskosität erreicht. Die Viskositätsverbesserung wurde durch einen geringen Zusatz von natriumchlorid in Beispiel 3 noch verstärkt. Alle Seifen zeigten eine hervorragende Reinigungswirkung und gutes Schaumvermögen.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von synthetischen Seifen, insbesondere Stückseifen, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Monoalkylester einer eis- oder trans-Butendisäure in Gegenwart eines geschmolzenen Plastifizierungsmittels und 10 bis 20 Gew.% Wasser mit einem Sulfit zu einem v/asserlös liehen Salz eines Monoalkylsulfosuccinates umsetzt, das Reaktionsprodukt kühlt, trocknet und verformt, bzw. zu Stückseifen formt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Moncalkylester der eis- oder trans-Butendisäure durch Umsetzung der Butendisäure oder deren Anhydrid mit einem Alkohol mit einer acyclischen Kette mit überwiegend 12 C-Atomen her- f stellt. .

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Umsetzung der Wassergehalt 15 Gew.% beträgt.

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4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Umsetzung des Monoalky!esters der Butendisäure mit dem Sulfit außer dem geschmolzenen Plastifizierungsmittel 10 bis 20 Gew.% Wasser noch ein Chlorid, insbesondere Natriumchlorid vorhanden ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man als Plastifizierungsmittel GlyceriniaonosteBrat verwendet.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man als Sulfit Natriumsulfit-verwendet.

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man den Monoalkylester der Butendisäuro mit dem Sulfit in Gegenwart vor 10 bis 20 Gew.?; Wasser mindestens 30 Minuten umsetzt.

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