DE69737085T2

DE69737085T2 - Mischungen aus aliphatischen sulfonate, deren eigenschaften und anwendungen

Info

Publication number: DE69737085T2
Application number: DE1997637085
Authority: DE
Inventors: Khalid Missouri City RASHEED
Original assignee: Akzo Nobel Surface Chemistry AB
Current assignee: Nouryon Surface Chemistry AB
Priority date: 1996-05-31
Filing date: 1997-05-27
Publication date: 2007-07-05
Anticipated expiration: 2017-05-28
Also published as: EP0851783A1; US6133474A; EP0851783B1; JP2002516603A; US5919975A; AU3368997A; WO1997045186A1; EP0851783A4; CA2228430A1; DE69737085D1; ATE347923T1

Description

Sowohl aromatische als auch aliphatische Sulfate und Sulfonate sind eine wichtige Gruppe von anionischen Tensiden, die verbreitet in mehreren industriellen Anwendungen verwendet werden. Dazu gehören Arbeitsschritte beim Bohren nach Öl und Gewinnen von Rohöl, Emulgatoren für Pestizide, die beim Schutz von Kulturpflanzen verwendet werden; in Shampoos und Cremes für die Körperpflege; waschaktive Mittel; Reiniger für harte Oberflächen; Emulgatoren für Emulsionspolymerisationssysteme; Gleitmittel; Netzmittel; und Dispergiermittel in einer Vielzahl von speziellen industriellen Anwendungen. Sulfate, die in sauren Umgebungen einem Abbau unterliegen, sind auf Zubereitungen beschränkt, die in schwach sauren oder basischen Systemen verwendet werden. Obwohl Sulfonate sowohl unter sauren als auch unter basischen Bedingungen verwendet werden können, können sie in Systemen mit hohem Elektrolytgehalt nicht effizient verwendet werden. In hartem Wasser neigen sie zum Beispiel dazu, als unlösliche Calcium- und Magnesiumsalze auszufallen.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Synthese und Eigenschaften von neuen Sulfonaten, die nicht nur elektrolyttolerant und thermisch stabil sind und in den oben genannten Anwendungen verwendet werden können, sondern auch andere interessante und kommerziell nützliche Eigenschaften haben.
Die vorliegende Erfindung betrifft neue Alkyldiglyceryletherdisulfonat-Zusammensetzungen (ADEDS) und Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung.
Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Alkylglyceryletherdisulfonat-Zusammensetzung (ADEDS), die ein Gemisch von Verbindungen der Formel (I)
umfasst, wobei i eine ganze Zahl von 0 bis 10 außer 0 ist;
M ein Kation ist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Lithium, Natrium, Kalium und Ammonium und Gemischen davon besteht;
R¹ = (ALK-O)_pH oder H ist, wobei p eine ganze Zahl von 1 bis 10 ist, jedes ALK unabhängig Ethyl oder Propyl ist; und
R ein geradkettiges oder verzweigtes Alkyl oder Alkenyl ist, das 8 bis 18 Kohlenstoffatome und 0 bis 3 Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen enthält, wobei das Gemisch Verbindungen der Formel (I) enthält, wobei d = 1, 2, 3 und 4 sowie gegebenenfalls 5 ist, wobei der molare Mittelwert von d in der Zusammensetzung = 1,8 bis 2,2 ist;
wobei das Verfahren Folgendes umfasst:

a) Bilden eines Gemischs von Alkylglycerylhalogeniden der Formel (II)
durch Umsetzen von Epichlorhydrin mit einem Alkoholethoxylat der Formel R-O-(CH₂CH₂O)_i-H unter Bildung des Gemischs von Verbindungen der Formel (II), wobei R¹ = H ist, und dann gegebenenfalls Alkoxylieren der seitenständigen Hydroxygruppe an den Verbindungen der Formel (II); und dann
b) Ersetzen der Chlorsubstituenten an den Verbindungen der Formel (II) durch -SO₃M.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich weiterhin auf Alkyldiglyceryletherdisulfonat-Zusammensetzungen (ADEDS), die Verbindungen der Formel (I) umfassen.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin die Verwendung von Verbindungen der vorliegenden Erfindung bei der Herstellung von Papier, insbesondere zum Optimieren der Wirksamkeit von Nassfest-Harzadditiven für Papier und zum Erhöhen des Verhältnisses von Nassfestigkeit/Trockenzugfestigkeit, was sehr wichtig ist bei der Herstellung von Papierprodukten, die gekreppt oder nicht gekreppt sein können, und von Papier, das durchgetrocknet ist oder nicht, wie Papierhandtücher, Papierservietten und ähnliche Papierprodukte.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch die Verwendung von Verbindungen der vorliegenden Erfindung beim Aufbereiten von Erzen durch Schaumflotation.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch die Verwendung von Verbindungen der vorliegenden Erfindung als Emulgatoren bei Emulsionspolymerisationsreaktionen.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch die Verwendung von Verbindungen der vorliegenden Erfindung in Reinigern für harte Oberflächen, Wäsche-Fleckenentfernern und Detergentien, beim Färben von Fasern, zum Beispiel Nylon, und als Glanzbildner in galvanischen Bädern.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch die Verwendung von Verbindungen der vorliegenden Erfindung beim Entfernen von Tinte aus Altpapier.
Verbindungen und Synthese
Die vorliegende Erfindung betrifft neue Alkyldiglyceryletherdisulfonate (ADEDS) und neue Verfahren zur Herstellung dieser Verbindungen.
Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Alkyldiglyceryletherdisulfonat-Zusammensetzung (ADEDS), die ein Gemisch von Verbindungen der Formel (I)
umfasst, wobei i eine ganze Zahl von 0 bis 10 außer 0 ist;
M aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Lithium, Natrium, Kalium und Ammonium und Gemischen davon besteht;
R¹ = (ALK-O)_pH oder H ist, wobei p eine ganze Zahl von 1 bis 10 ist; und
R ein geradkettiges oder verzweigtes Alkyl oder Alkenyl ist, das 8 bis 18 Kohlenstoffatome und 0 bis 3 Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen enthält. Die Zusammensetzung ist ein Gemisch von Verbindungen, wobei d = 1, 2, 3 und 4 ist. Typischerweise sind Verbindungen, bei denen d = 5 ist, in Spuren ebenfalls vorhanden. Jedes vorhandene ALK kann Ethyl oder Propyl sein; die bevorzugte Propylgruppe ist Isopropyl. Wenn R¹ eine Alkoxylatgruppe ist, ist sie vorzugsweise ausschließlich Ethoxylat oder ausschließlich Propoxylat.
Die Herstellung der Verbindung der Formel (I) umfasst das Umsetzen von Epichlorhydrin mit einem Alkoholethoxylat der Formel R-O-(CH₂CH₂O)_i-H, wobei i und R wie oben definiert sind, unter Bedingungen, bei denen eine Zwischenverbindung der Formel (II), bei der R¹ = H ist, entsteht:
Man sollte sich darüber im Klaren sein, dass bei der Reaktion mit Epichlorhydrin im Allgemeinen ein Gemisch von Addukten entsteht, die gebildet werden, wenn Epichlorhydrin mit der seitenständigen Hydroxygruppe reagiert, bei der Addition eines früheren Moleküls Epichlorhydrin zurückbleibt. Typischerweise ist die Reaktionsmasse, die bei der Produktion des Gemischs von Verbindungen der Formel (II) entsteht, wenn man die Reaktion unter den hier offenbarten Bedingungen durchführt, ein Gemisch, das in der Größenordnung von etwa 35 bis 45% Monoaddukt, etwa 35 bis 45% Diaddukt, etwa 10 bis 20% Triaddukt, etwa 2 bis 10% Tetraaddukt und gegebenenfalls Spuren von Pentaaddukt enthält. Gemäß der gaschromatographischen Analyse einer typischen solchen Reaktionsmasse ist die Masse ein Gemisch von etwa 40% Monoaddukt, etwa 40% Diaddukt, etwa 15% Triaddukt, etwa 5% Tetraaddukt und Spuren von Pentaaddukt.
Bei der Reaktion mit dem Epichlorhydrin unter Bildung des Gemischs von Verbindungen der Formel (II) entstehen vermutlich Nebenprodukte, die eine der Strukturen (II-A) und (II-B) oder beide aufweisen:
Das Einsetzen der hier beschriebenen Reaktionsbedingungen führt im Allgemeinen zu einem Reaktionsgemisch, bei dem das Gemisch von Verbindungen der Formel (II) in der Größenordnung von etwa 60% des Reaktionsgemischs ausmacht.
Vorzugsweise beinhaltet die Reaktion zur Bildung des Produktgemischs von Verbindungen der Formel (II) eine säurekatalysierte Addition von Epichlorhydrin an das Alkoholethoxylat in einem 2:1-Stoffmengenverhältnis von Epichlorhydrin zu Alkoholethoxylat. Der Katalysator kann eine beliebige Protonensäure oder Lewis-Säure sein, die für die säurekatalysierte Addition geeignet ist, vorzugsweise Bortrifluorid.
An diesem Punkt kann die seitenständige Hydroxygruppe der Zwischenverbindungen (II), wobei R¹ = H ist, gegebenenfalls mit 1 bis 10 Ethoxy- und/oder Propoxyeinheiten alkoxyliert werden. Bevorzugte Alkoxylate enthalten 2 bis 6 Ethoxyeinheiten oder 2 bis 4 Propoxyeinheiten. Die Reaktion ist eine herkömmliche säurekatalysierte Alkoxylierung mit Ethylenoxid und/oder Propylenoxid. Bortrifluorid ist der bevorzugte Katalysator.
Das resultierende Gemisch von Verbindungen der Formel (II) enthält Chlorsubstituenten, die dann durch -SO₃M ersetzt werden. Diese Reaktion wird unter ausreichenden Bedingungen durchgeführt, um alle Chlorsubstituenten in (II) durch -SO₃M zu ersetzen. Vorzugsweise beinhaltet diese Reaktion die Reaktion der Verbindungen von Formel (II) und einer wässrigen Lösung von M₂SO₃ bei einer Temperatur von 50 °C bis 300 °C, vorzugsweise 150-160 °C. Die Reaktion kann die Bedingungen der wohlbekannten Strecker-Reaktion beinhalten. Das bevorzugte Kation M ist Natrium.
Die massenspektrometrische Analyse zeigt an, dass dieses Gemisch Verbindungen enthält, die den Formeln (I), (I-A) und (I-B) entsprechen:
wobei i, R, R¹ und M wie oben definiert sind. Dieses Gemisch wird kollektiv als Alkyldiglyceryletherdisulfonate (ADEDS) bezeichnet.
Vorzugsweise ist R geradkettiges oder verzweigtes C₈ (wie 2-Ethylhexyl), C₁₀, C₁₂, C₁₃, C₁₄ oder Oleyl. Gemische von Verbindungen der obigen Formeln werden ebenfalls in Betracht gezogen. Ein bevorzugtes Gemisch ist dasjenige, das man aus "Exxal 12", einem kommerziell erhältlichen Gemisch von methylverzweigten Nonanolen, erhält. Die R-Gruppen können synthetisch sein, oder sie können aus natürlich vorkommenden Quellen, wie Fettalkoholen, zum Beispiel Oleylalkohol, stammen.
Die vorliegende Erfindung zieht weiterhin Gemische von Alkylglycerylethersulfonat-Verbindungen der Formeln (I), (I-A) und (I-B) in Betracht:
wobei i, R, R¹ und M wie oben definiert sind.
Beispiel A
Herstellung von Alkyldiglyceryletherdisulfonaten (ADEDS)
Unter Verwendung des typischen Verfahrens zur Herstellung dieser Gemische von Verbindungen werden 800 g Laurylalkohol (der einen kleineren Anteil an C₁₄-Alkohol enthält) und 8,5 g Bortrifluorid-Etherat in einen 1-Gallon-Parr-Druckreaktor gegeben und dort miteinander gemischt. Der Reaktor wurde evakuiert und mit Stickstoff unter einen Druck von 60 psi gesetzt und belüftet. Das Gemisch wurde unter Rühren auf 50 °C erhitzt, und dann wurden 724 g Epichlorhydrin langsam hinzugefügt, so dass die Reaktionstemperatur auf 60-70 °C gehalten wurde. Nachdem die Zugabe von Epichlorhydrin beendet war, wurde das Gemisch 60 Minuten lang auf 60-70 °C gehalten. Das Produkt war ein Gemisch von Verbindungen, die der Formel II mit R = C₁₂/C₁₄ und i = 0 entsprechen, und vorhandenen Mono-, Di-, Tri- und Tetraaddukten, wobei der mittlere Wert von n in dem Gemisch etwa 2 betrug.
Für die Umwandlung zum Ethoxylat wurde das Gemisch auf 100 °C erhitzt, und 176 g Ethylenoxid wurden über 60 Minuten hinzugefügt. Dabei entstand ein Produkt der Formel II, bei dem R = C₁₂/C₁₄, i = 0 und -(ALK-O)_pH = -(CH₂CH₂O)₄H.
Für die Umwandlung zum Gemisch von Sulfonaten wurden das Produkt der Formel II (1530 g), 4600 ml Wasser und 1000 g Natriumsulfit in einen Parr-Reaktor gegeben. Der Reaktorinhalt wurde gerührt und auf 160-170 °C erhitzt (entsprechend erreichte der Druck 80-100 psi), bis die Reaktion beendet war (was 10-12 Stunden dauerte), die durch Testen auf Sulfit überwacht wurde.
Das Reaktionsgemisch wurde auf 50 °C abgekühlt, und ausreichend Wasserstoffperoxid wurde hinzugefügt, um restliches Sulfit in Sulfat umzuwandeln. Dies ergab ein Gemisch von Sulfonaten der Formel I, bei dem R = C₁₂/C₁₄, i = 0 und R¹ = H als trübes Gemisch.
Eigenschaften und Anwendungen
Die Alkylglycerylethersulfonat-Gemische der Formel (I) haben mehrere nützliche Eigenschaften und Anwendungen, die ebenfalls Aspekte der vorliegenden Erfindung umfassen.
Elektrolyttoleranz/Emulsionspolymerisation
Ein Beispiel ist die Emulsionspolymerisation. Dieses Polymerisationsverfahren, das im Allgemeinen wohlbekannt ist, ist für die Herstellung einer Vielzahl von Polymeren und Copolymeren geeignet, einschließlich unter anderem der Polymerisation von: Styrol und Copolymeren von Styrol einschließlich Acrylnitril-Butadien-Styrol, Styrol-Butadien und Styrol-Acrylnitril; Acrylamid; Acrylaten, Methacrylaten und Derivaten, wie 2-Dimethylaminoethylmethacrylat und 2-Diethylaminoethylmethacrylat, Acrylsäure, Methacrylsäure, 2-Hydroxyethylmethacrylat und 2-Hydroxyethylacrylat; Vinylchlorid, Vinylacetat, Vinylsulfonat und dergleichen.
Eine Emulsionspolymerisation wird typischerweise ausgehend von einem wässrigen System durchgeführt, das das oder die Monomere, ein oder mehrere Tenside, ein Initiatorsystem für die Polymerisation und gegebenenfalls andere herkömmliche Additive enthält. Die Konzentration des Tensids liegt im Allgemeinen in der Größenordnung von 10 bis 100 Gramm pro Liter und hängt hauptsächlich von der Identität, Konzentration und Löslichkeit des bzw. der Monomere ab.
Herkömmliche Emulsionspolymerisationsverfahren beinhalten häufig einen Schritt, bei dem ein Elektrolyt, wie Aluminiumsulfat oder Calciumchlorid, hinzugefügt wird, um die Ausfällung des Polymerteilchens aus der wässrigen Phase zu vermitteln. Gewöhnlich zeigt sich, dass von den Tensiden, die bisher herkömmlicherweise bei der Emulsionspolymerisation eingesetzt wurden, anionische Tenside zusammen mit dem ausgefällten Polymer als unlösliche Calcium- oder Aluminiumsalze ausfallen. Das Tensid, das zusammen mit dem Polymer ausfällt, ist effektiv ein Kontaminant und kann die Eigenschaften des Polymers und seine Eignung für bestimmte Anwendungen nachteilig beeinflussen.
Die Verbindungen der vorliegenden Erfindung (z.B. Verbindungen der Formel (I)) sind als Tenside in Emulsionspolymerisationssystemen geeignet. Bei dieser Anwendung weisen sie die überraschende und nützliche Eigenschaft auf, dass sie eine erheblich reduzierte Tendenz haben, zusammen mit Polymeren, die durch Emulsionspolymerisation gebildet werden, auszufallen.
Diese reduzierte Tendenz zur Copräzipitation spiegelt sich im Grad der Elektrolyttoleranz wider, den die Verbindungen der vorliegenden Erfindung aufweisen. Das folgende Beispiel beweist die Elektrolyttoleranz von Verbindungen dieser Erfindung und zeigt dadurch an, dass die Verbindungen dieser Erfindung auch in anderen Zusammenhängen, die eine hohe Elektrolyttoleranz erfordern, wie in der Emulsionspolymerisation, wo die geringe Copräzipitation des Tensids ein Vorteil ist, eine überlegene Leistungsfähigkeit aufweisen.
Beispiel 1
Elektrolyttoleranz
Proben mit jeweils 50 ml 1 Gew.-% Tensid in Wasser wurden hergestellt. Zu jeder Probe wurden unter Rühren entweder eine 1-Gew.-%ige oder eine 5-Gew.-%ige wässrige Lösung entweder von Aluminiumsulfat oder von Calciumchlorid gegeben. Die Menge der Lösung, die hinzugefügt werden könnte, bevor die Probe trübe wurde, wurde aufgezeichnet und ist in der folgenden Tabelle 1 dargelegt. Eine größere Zahl für einen gegebenen Elektrolyten zeigt an, dass mehr von diesem Elektrolyten vorhanden sein könnte, bevor der trübe Endpunkt erreicht würde, und zeigt damit einen höheren Grad der Elektrolyttoleranz an. Tabelle 1 Elektrolyttoleranz

(1) "Dowfax 2A1", ein kommerzielles Tensid
(2) = ein Gemisch von Mono-, Di-, Tri-, Tetra- und möglicherweise Spuren von Pentaaddukten, wobei der molare Mittelwert von d etwa 2 ist; und M = Na
(3) = abgeleitet von "Exxal 12"

Beispiel 3
Verbindungen dieser Erfindung wurden auch nach Standardverfahren getestet, um die prozentualen Veränderungen in Trocken- und Nasszugfestigkeit, die prozentualen Veränderungen in der Absorptionsrate und die prozentuale Veränderung im Kapazitätsindex bei der Herstellung von Papiertüchern und -servietten aus mehreren verschiedenen Ausgangsstoffen zu bestimmen und miteinander zu korrelieren. Die Ergebnisse sind in den Tabellen 2-3 dargelegt.
Die Daten zeigen, dass die erfindungsgemäßen Verbindungen effektive Netzmittel sind. Sie erhöhen das Verhältnis von Nass- zu Trockenzugfestigkeit signifikant, wenn sie mit einem bekannten Nassfestharz wie "Kymene 557H" verwendet werden. Die getesteten Verbindungen hatten nur eine geringe oder keine Wirkung auf die Trockenzugfestigkeit (Debonding) oder die Dichte (Volumenerhöhung). Dies führt zu einer wirtschaftlichen Ersparnis, da ein Papierhersteller in der Lage wäre, weniger Nassfestharz zu verwenden.
Die Daten zeigen auch an, dass die Absorptionsraten, Kapazitäten und die Aufnahme des Nassfestharzes durch eine Alkoxylierung oder Modifikation der Alkylstruktureinheit nicht signifikant geändert werden. ADEDS (I) zeigt eine ausgezeichnete Leistungsfähigkeit bei Dosen von zum Beispiel 1,25-1,5 lb pro Tonne.
Die Verbindungen der vorliegenden Erfindung zeigen eine hervorragende Leistungsfähigkeit bei der Herstellung einer Reihe von Papierprodukten wie Toilettenpapier, Papiertüchern, Papierservietten, Gesichtstüchern und Feinpapier. Das Papier kann gekreppt und gepresst, ungekreppt und ungepresst sein, einschließlich einer Verarbeitung, bei der das Blatt durchgetrocknet wird. Die Nützlichkeit dieser einzigartigen Verbindungen kann weiter erhöht werden, indem man sie zusammen mit anderen Tensiden einschließlich nichtionischer Netzmittel zubereitet. Zu den bevorzugten Materialien gehören alkoxylierte C₈-C₂₀-Alkohole und C₂-C₂₀-Alkylphenole sowie Tenside auf Silikonbasis.
In den Tests, von denen in den Tabellen 2-3 berichtet wird, wurde jede angegebenen Dosisgröße an Tensid zusammen mit 20 lb des Nassfestharzes "Kymene 557H" pro Tonne zum Zellstoff gegeben. Die Tabellen zeigen jedoch nur die Dosisgrößen und die Identitäten der verwendeten Tenside.
Farbstoffausgleich
Während des Färbens einer Faser ist es wichtig, dass der Farbstoff über die gesamte Faser gleichmäßig verteilt ist. Dies ist als Farbstoffausgleich bekannt. Die Alkyldiglyceryletherdisulfonat-Verbindungen (I) der vorliegenden Erfindung sind insofern nützlich, als sie beim Färben einer Faser, wie einer Nylonfaser, das Erreichen einer gleichmäßigen Verteilung des Farbstoffs über die gesamte Faser, die gefärbt wird, zu unterstützen. Diese Eigenschaft ist zum Beispiel in der Teppichindustrie nützlich. Im Allgemeinen kann man effektive Mengen im Bereich von im Allgemeinen 0,5 bis 5 Gew.-% Tensid verwenden, bezogen auf das Gewicht des Farbstoffs.
Schaumflotation
Die Verbindungen der vorliegenden Erfindung sind auch als Schaumbildner bei der Schaumflotationsaufbereitung von Erzen geeignet. Ein besonderes Beispiel ist die Schaumflotation von Phosphaterz zur Abtrennung von Verunreinigungen, die in dem Erz, wie es natürlich vorkommt, vorhanden sind. Im Allgemeinen kann die Flotation durchgeführt werden, indem man Wasser und das feinteilige Erz in einer Zelle mit dem Tensid der vorliegenden Erfindung in Mengen von etwa 0,02 bis 2,0 lb Tensid pro Tonne Erz (vorzugsweise 0,025 bis 1,0 lb Tensid pro Tonne Erz) aufschlämmt. Andere Additive können ebenfalls vorhanden sein, wie Tallölfettsäuren (TOFA) als Hilfsschaumbildner; weitere mögliche Additive können Kollektoren und Depressoren umfassen, nach Bedarf in den Mengen, die zum Erreichen dieser Funktionen geeignet sind.
Dann wird Luft mit einer Strömungsgeschwindigkeit, die die Bildung eines Schaums in der Aufschlämmung bewirkt, am Boden der Zelle nach oben durch die Aufschlämmung in die Zelle zirkulieren gelassen. Der Schaum, der die Verunreinigungen enthält, wird kontinuierlich abgeschöpft oder in sonstiger Weise entfernt, alles im Einklang mit bekannten Techniken.
Reiniger für harte Oberflächen, Fleckenentferner und waschaktive Substanzen Die Verbindungen der vorliegenden Erfindung sind auch für die Reinigung von Substraten, die von Textilien und Teppichen bis zu harten Oberflächen wie Böden, Porzellanvorrichtungen, Thekenoberflächen und dergleichen reichen, geeignet.
Sie können zu Reinigungsprodukten zubereitet werden, die 0,1 bis 20 Gew.-% oder mehr von einer oder mehreren Verbindungen der vorliegenden Erfindung enthalten. Mehrere Verbindungen der vorliegenden Erfindung wurden als waschaktive Substanzen getestet, wobei in der Industrie wohlbekannte Testverfahren verwendet wurden.
Die niedermolekularen und verzweigten Verbindungen der Formel (I) erwiesen sich als gute Kompatibilitätsmittel und gute Kalkseifendispergiermittel, auch bei niedrigem pH-Wert. Die ADEDS erwiesen sich auch als effiziente Fleckenentferner für Wäscheanwendungen.
Entfernung von Tinte aus Papier
Die Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung sind auch für die Entfernung von Tinte aus Altpapier geeignet. Obwohl die Entfernung von Tinte aus Papier bekannt ist, wird sie hier zusammengefasst.
Im Allgemeinen erfolgt eine effektive Entfernung von Tinte durch inniges In-Kontakt-Bringen des Altpapiers mit einer der Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung, vorzugsweise in einem wässrigen oder anderen flüssigen Medium, so dass man die gewünschte Fließfähigkeit und Penetration der Tensidkomponenten zur Papier/Tinten-Grenzfläche erhält. Vorzugsweise wird das Altpapier zuerst in einem Reißwolf zerkleinert oder in sonstiger Weise in kleine Stücke umgewandelt, um den Kontakt des Papiers und der Tinte mit dem flüssigen Medium, das die Tenside trägt, zu verbessern. Selbstverständlich kann auch für eine geeignete Bewegung gesorgt werden, um den gewünschten Kontakt zwischen den Tensidkomponenten und der Papier/Tinten-Grenzfläche zu verstärken.
Vorzugsweise werden die Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit der Schaumflotation von Tinte aus dem Altpapier verwendet. Die allgemeinen Bedingungen der Schaumflotations-Tintenentfernungstechniken sind in diesem Bereich bekannt. Das Altpapier wird in einem Wasserbad aufgeschlossen, das vorzugsweise durch geeignete Einstellung des pH-Werts durch Zugabe einer Base, wie Natriumhydroxid, alkalisch gemacht wurde. Vorzugsweise beträgt der pH-Wert etwa 9 bis 11. Die gewünschte Zusammensetzung oder die gewünschten Verbindungen der vorliegenden Erfindung werden in Mengen hinzugefügt, die so berechnet sind, dass man das gewünschte Verhältnis zwischen den Mengen der jeweiligen Verbindungen erhält. Die zu verwendende Gesamtmenge des Produkts wird in Bezug auf die Menge des Papiers in der Zelle und in Bezug auf die allgemeine Menge des Tintenprodukts auf dem Papier ausgewählt. Im Allgemeinen umfasst die Gesamtmenge des Produkts etwa 0,05 bis 0,1 Gew.-% bis etwa 5,0 Gew.-% und vorzugsweise bis zu etwa 1,0 Gew.-%, bezogen auf die vorhandene Menge des Altpapiers. Bei kleineren Mengen besteht die Gefahr, die Effizienz der Tintenentfernung zu reduzieren, während höhere Mengen vielleicht die Entfernung von Tinte aus Altpapier unterstützen, aber nicht notwendigerweise die Effizienz der Tintenentfernung im Verhältnis zu den zusätzlichen Mengen des verwendeten Produkts erhöhen. Das Strömen von Gas, typischerweise Luft, durch die Flotationszelle bewegt das flüssige Medium und das Altpapier, ergibt einen erhöhten Kontakt mit dem Produkt und treibt aus dem Altpapier entfernte Tintenteilchen zur Oberfläche, wo ein Schaum entsteht, der reich an entfernter Tinte ist. Der Schaum kann kontinuierlich oder portionsweise entfernt werden. Nach einer für das Volumen der Zelle und die Menge an Altpapier und seinen Tintengehalt angemessenen Zeitspanne wird der Zellstoff aus Altpapier, aus dem die Tinte entfernt wurde, zur weiteren Verarbeitung hin zur Rückgewinnung und Wiederverwendung in regenerierten Papierprodukten aus der Zelle entnommen.
Es hat sich gezeigt, dass die vorliegende Erfindung für eine verbesserte Wirksamkeit und Effizienz bei der Entfernung von Tinte aus Altpapier sorgt, insbesondere aus Altpapier, das Gemische von verschiedenen Papiertypen umfasst.

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Alkylglycerylethersulfonat-Zusammensetzung, die ein Gemisch von Verbindungen der Formel (I)
umfasst, wobei i eine ganze Zahl von 0 bis 10 außer 0 ist; M aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Lithium-, Natrium-, Kalium- und Ammoniumkationen und Gemischen davon besteht; R¹ = (ALK-O)_pH oder H ist, wobei p eine ganze Zahl von 1 bis 10 ist, jedes ALK unabhängig Ethyl oder Propyl ist; und R ein geradkettiges oder verzweigtes Alkyl oder Alkenyl ist, das 8 bis 18 Kohlenstoffatome und 0 bis 3 Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen enthält, wobei das Gemisch Verbindungen der Formel (I) enthält, wobei d = 1, 2, 3 und 4 sowie gegebenenfalls 5 ist, wobei der molare Mittelwert von d = 1,8 bis 2,2 ist; wobei das Verfahren Folgendes umfasst: a) Bilden eines Gemischs von Alkylglycerylhalogeniden der Formel (II)
durch Umsetzen von Epichlorhydrin mit einem Alkoholethoxylat der Formel R-O-(CH₂CH₂O)_i-H unter Bildung des Gemischs von Verbindungen der Formel (II), wobei R¹ = H ist, und gegebenenfalls Alkoxylieren der seitenständigen Hydroxygruppe an den Verbindungen der Formel (II); und dann b) Ersetzen der Chlorsubstituenten an den Verbindungen der Formel (II) durch -SO₃M.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei jede ALK-Gruppe Ethyl ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei jede ALK-Gruppe Propyl ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei in Schritt (a) die seitenständige Hydroxygruppe an den Verbindungen der Formel (II) alkoxyliert ist, so dass R¹ = (ALK-O)_pH ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, 2 oder 3, wobei M Natrium ist.
Verfahren gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei R² Nonyl ist.
Alkylglycerylethersulfonat-Zusammensetzung, die durch ein Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche erhältlich ist.
Verwendung einer Alkylglycerylethersulfonat-Zusammensetzung gemäß Anspruch 7 als Netzmittel im Verfahren zur Bildung einer Zellstoffmasse, aus der Papier hergestellt werden kann, wobei das Verfahren das Mischen von Wasser und Einsatzmaterial, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Recyclingpapier, Holzfasermasse und Gemischen davon besteht, umfasst.
Verwendung einer Alkylglycerylethersulfonat-Zusammensetzung gemäß Anspruch 7 als Farbstoff-Egalisiermittel im Verfahren zum Färben von Nylon, wobei das Verfahren das In-Kontakt-Bringen von Nylon mit dem Sulfonat und einem Farbstoff umfasst.
Verwendung einer Alkylglycerylethersulfonat-Zusammensetzung gemäß Anspruch 7 als Tensid in einem Verfahren der Emulsionspolymerisation, wobei das Verfahren das Polymerisieren eines Monomers in einer wässrigen Emulsion, die das Sulfonat enthält, umfasst.
Verwendung einer Alkylglycerylethersulfonat-Zusammensetzung gemäß Anspruch 7 in dem Verfahren zum Aufbereiten von Erz, das die Durchführung einer Schaumflotation mit einem feinteiligen Gemisch von Erz und Verunreinigungen in einem wässrigen Medium, das das Sulfonat enthält, umfasst.
Verwendung einer Alkylglycerylethersulfonat-Zusammensetzung gemäß Anspruch 7 als Tensid in einem Reiniger für harte Oberflächen.
Verwendung einer Alkylglycerylethersulfonat-Zusammensetzung gemäß Anspruch 7 als Tensid in einer Zusammensetzung, die die Entfernung von Schmutz und Flecken aus Textilien bewirkt.
Verwendung einer Alkylglycerylethersulfonat-Zusammensetzung gemäß Anspruch 7 als Tensid in einem Verfahren zum Entfernen von Tinte aus Altpapier, das die Durchführung einer Schaumflotation mit dem Altpapier in einem wässrigen Medium, das das Sulfonat enthält, umfasst.