DE4142592A1

DE4142592A1 - Verfahren zur bleiche oberflaechenaktiver verbindungen

Info

Publication number: DE4142592A1
Application number: DE19914142592
Authority: DE
Inventors: Manfred Dr Weuthen; Achim Dr Werdehausen; Willi Dr Wuest; Guenther Dr Panthel; Udo Dr Hees
Original assignee: Henkel AG and Co KGaA
Current assignee: Henkel AG and Co KGaA
Priority date: 1991-12-21
Filing date: 1991-12-21
Publication date: 1993-06-24

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bleiche oberflächen aktiver Verbindungen durch Kombination von Persauerstoffver bindungen mit ausgewählten Bleichboostern.

Stand der Technik

Die meisten oberflächenaktiven Verbindungen vom Aniontensid- Typ, aber auch bestimmte nichtionische Tenside, wie bei spielsweise Alkyloligoglykoside, sind herstellungsbedingt als Folge z. B. von Oxidations- und Kondensationsprozessen dunkel gefärbt. Obschon diese Verfärbungen die anwendungstechnischen Eigenschaften der Stoffe kaum oder nur in sehr geringem Maße nachteilig beeinflussen, kommen aus ästhetischen Gründen doch nur solche Stoffe für eine Weiterverarbeitung in Betracht, deren Farbe durch eine nachträgliche Bleichoperation deutlich aufgehellt worden ist. Üblicherweise werden hierfür Persauer stoffverbindungen, wie beispielsweise Wasserstoffperoxid, Perborate oder Percarbonate eingesetzt, die die früher häufig verwendeten Hypochlorite beinahe vollständig verdrängt haben.

Von Nachteil bei der Bleiche mit Persauerstoffverbindungen sind die hohen Anforderungen an die Arbeitssicherheit, die zum Teil langen Kesselbelegungszeiten sowie die auftretenden Schaumprobleme.

Die Aufgabe der Erfindung bestand somit darin, ein neues Verfahren zur Bleiche von oberflächenaktiven Verbindungen zu entwickeln, das frei von den geschilderten Nachteilen ist.

Beschreibung der Erfindung

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Bleiche ober flächenaktiver Verbindungen mit Hilfe von Persauerstoffver bindungen, das sich dadurch auszeichnet, daß man die Bleiche in Gegenwart von Bleichboostern ausgewählt aus der Gruppe, die von Erdalkaliionen, Zinkionen und/oder Alkalisilicaten gebildet wird, durchführt.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß durch den Zusatz von Erdalkaliionen, Zinkionen und/oder Alkalisilicaten die Bleichwirkung von Persauerstoffverbindungen, insbesondere Wasserstoffperoxid, signifikant verbessert werden kann. Gemäß der Lehre des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es möglich, die Farbe oberflächenaktiver Verbindungen mit einer ver gleichsweise geringeren Menge an Persauerstoffverbindungen in kürzeren Zeiten so aufzuhellen, daß sie höchsten ästhetischen Anforderungen genüge leisten. Durch den verminderten Einsatz an Bleichmitteln wird zudem auch die Schaumproblematik ge löst.

Unter oberflächenaktiven Verbindungen sind anionische, kat ionische, nichtionische, zwitterionische sowie amphotere Tenside zu verstehen.

Besonders gute Bleichergebnisse werden beispielsweise an Al kyloligoglykosiden der Formel (I) erzielt,

R¹-O-[G]_p (I)

in der
R¹ für einen Alkylrest mit 4 bis 22 Kohlenstoffatomen,
[G] für einen Zuckerrest mit 5 oder 6 Kohlenstoffatomen und
p für Zahlen von 1 bis 10

starken thermischen Belastung bei der destillativen Endrei nigung darstellen.

Besonders bevorzugt lassen sich Alkyloligoglykoside bleichen, die sich von Aldosen bzw. Ketosen und insbesondere von der Glucose ableiten. Die bevorzugten Alkyloligoglykoside sind somit die Alkyloligoglucoside.

Die Indexzahl p in der allgemeinen Formel (Z) gibt den Oli gomerisierungsgrad (DP-Grad), d. h. die Verteilung von Mono- und Oligoglykosiden an und steht für eine Zahl zwischen 1 und 10. Während p in einer gegebenen Verbindung stets ganzzahlig sein muß und hier vor allem die Werte P = 1 bis 6 annehmen kann, ist der Wert p für ein bestimmtes Alkyloligoglykosid eine analytisch ermittelte rechnerische Größe, die meistens eine gebrochene Zahl darstellt. Vorzugsweise werden Alkyl oligoglykoside mit einem mittleren Oligomerisierungsgrad p von 1,1 bis 3,0 gebleicht. Besonders bevorzugt sind solche Alkyl-oligoglykoside, deren Oligomerisierungsgrad kleiner als 1,7 ist und insbesondere zwischen 1,2 und 1,4 liegt.

Der Alkylrest R¹ kann sich von primären Alkoholen mit 4 bis 22, vorzugsweise 12 bis 18 Kohlenstoffatomen ableiten. Ty pische Beispiele sind Butanol, Capronalkohol, Caprylalkohol, Caprinalkohol, Laurylalkohol, Myristylalkohol, Cetylalkohol, Stearylalkohol, Arachylalkohol, Behenylalkohol sowie deren technische Mischungen auf Basis von natürlichen Fetten und Ölen, beispielsweise Palmöl, Palmkernöl, Kokosöl oder Rin dertalg.

Alkyloligoglykoside stellen bekannte Stoffe dar, die nach den einschlägigen Methoden der präparativen organischen Chemie erhalten werden können. Stellvertretend für das umfangreiche Schrifttum hinsichtlich ihrer Struktur und Synthese sei auf die Schriften EP 03 01 298 A1 und WO 90/3977 verwiesen.

Eine weitere Gruppe nichtionischer Tenside, die im Sinne des erfindungsgemäßen Verfahrens ebenfalls besonders vorteilhaft gebleicht werden kann, umfaßt die Polyolfettsäureester. Ty pische Beispiele sind Voll- oder Partialester von Glycerin, Diglycerin, Oligoglycerin, Trimethylolpropan, Pentaerythrit und/oder Sorbit mit Fettsäuren mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen und 0, 1, 2 oder 3 Doppelbindungen. Bevorzugt sind Mono- und Diglyceride der Laurin-, Myristin-, Palmitin-, Stearin- und/ oder Ölsäure.

Bei den anionischen Tensiden, die im Sinne des erfindungsge mäßen Verfahrens ebenfalls bevorzugt gebleicht werden können, handelt es sich vorzugsweise um Stoffe, die eine Sulfat- und/ oder Sulfonatgruppe aufweisen und deren Verfärbungen in er ster Linie auf Oxidationsprozesse während des Kontakts des Rohstoffs mit dem Sulfatierungs- bzw. Sulfonierungsmittel zurückzuführen sind.

Typische Beispiele hierfür sind Alkylbenzolsulfonate, Alkan sulfonate, Olefinsulfonate, Estersulfonate, Fettsäuresulfo nate, Ethersulfonate, Alkylsulfate, Alkylethersulfate, Al kylphenolethersulfate und Sulfotriglyceride, die 6 bis 22 Kohlenstoffatome in der Alkylkette aufweisen und in Form ih rer Alkali-, Ammonium- oder Erdalkalisalze vorliegen können.

Im Sinne des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich Me thylestersulfonate und Alkylsulfate besonders vorteilhaft bleichen. Die Tenside können dabei in Substanz vorliegen, vorzugsweise werden jedoch Pasten gebleicht, die einen Fest stoffanteil von 5 bis 70, vorzugsweise 30 bis 50 Gew.-% - bezogen auf die Paste - aufweisen. Bezüglich Struktur und Herstellung der genannten Aniontenside sei auf J. Falbe, "Sur factants in consumer products", Springer-Verlag, Berlin, 1987, S. 54-85 verwiesen.

Die Bleiche wird in Gegenwart von Persauerstoffverbindungen durchgeführt. Typische Beispiele hierfür sind Perborate, Per carbonate und insbesondere Wasserstoffperoxid, der in Form wäßriger, 5 bis 70, vorzugsweise 15 bis 35 gew.-%iger Lösung zum Einsatz gelangen kann. Die Konzentration der Persauer stoffverbindungen kann 1 bis 5, vorzugsweise 2 bis 3 Gew.-% - bezogen auf den Feststoffgehalt der zu bleichenden ober flächenaktiven Verbindung - betragen.

Als Bleichboster kommen Erdalkaliionen, Zinkionen und/oder Alkalisilicate in Betracht. Typische Beispiele für Erdalkali ionen sind Calciumionen, Strontiumionen, Bariumionen und insbesondere Magnesiumionen. Die Erdalkali- und Zinkionen können den Persauerstoffverbindungen in Form von Salzen, beispielsweise Sulfaten, Carbonaten oder Phosphaten zugesetzt werden.

Typische Beispiele für Alkalisilicate sind Natrium- und/oder Kaliumsilicate ("Wasserglas"), bei denen auf ein Mol Alkali oxid durchschnittlich 2 bis 4 Mol Siliciumdioxid entfallen.

Die Bleichbooster können einzeln oder in Kombination in Kon zentrationen von jeweils 100 bis 20 000, vorzugsweise 500 bis 10 000 und insbesondere 1000 bis 2500 ppm - bezogen auf den Feststoffgehalt der zu bleichenden oberflächenaktiven Ver bindung - eingesetzt werden.

Zur Bleiche werden die oberflächenaktiven Verbindungen mit den Persauerstoffverbindungen und den Bleichboostern ver setzt. Dies kann bei Umgebungstemperatur oder aber auch bei der Bleichtemperatur erfolgen, wobei letztere 80 bis 120, vorzugsweise 90 bis 100°C betragen kann.

Es empfiehlt sich, die Bleiche über einen Zeitraum von 0,1 bis 5, vorzugsweise 1 bis 3 h durchzuführen. Des weiteren hat es sich als optimal erwiesen, hierbei einen pH-Wert von 7 bis 14, vorzugsweise 9 bis 11 einzustellen.

Gewerbliche Anwendbarkeit

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältlichen ober flächenaktiven Verbindungen sind hellfarbig und eignen sich zur Herstellung von Wasch-, Spül- und Reinigungsmitteln sowie für Produkte zur Haar- und Körperpflege, in denen sie in Mengen von 0,1 bis 50, vorzugsweise 1 bis 10 Gew.-% - bezogen auf die Mittel - enthalten sein können.

Die folgenden Beispiele sollen den Gegenstand der Erfindung näher erläutern, ohne ihn darauf einzuschränken.

Beispiele Eingesetzte Tenside:

A1) C_12/14-Kokosalkyloligoglucosid
DP-Grad = 1,3
50 gew.-%ig in Wasser.
A2) Cetyloligoglucosid
DP-Grad = 1,4
100 gew.-%ig.

B) alpha-Sulfotalgfettsäuremethylester-Na-Salz
Texin® ES 68, Fa. Henkel KGaA, Düsseldorf, FRG
30 gew.-%ig in Wasser.
C) Glycerinmonopalmitat
Monomuls® 90P16, Fa. CF Grünau, Illertissen, FRG
Zusammensetzung
50 Gew.-% Monopalmitat,
30 Gew.-% Dipalmitat,
20 Gew.-% Tripalmitat.

Beispiele 1 bis 4, Vergleichsbeispiele V1 bis V5:

Die Tenside A1, A2 und B wurden mit 1 bis 3 Gew.-% Wasser stoffperoxid in Form einer 30 gew.-%igen wäßrigen Lösung so wie 1000 bis 2000 ppm Mg²⁺-ionen in Form von Magnesiumsulfat versetzt, auf pH 9,5 bis 11 eingestellt und unter Rühren über einen Zeitraum von 2 bis 3 h auf eine Temperatur von 90 bis 120°C erhitzt. Die Konzentrationsangaben sind jeweils auf den Feststoffanteil der Tenside bezogen.

Die Bestimmung der Farbzahl für 5 gew.-%ige Lösungen der ge bleichten Produkte in Isopropylalkohol/Wasser (1 : 1) erfolgte mittels eines Klettphotometers bei pH = 7 unter Verwendung einer 1 cm-Rundküvette sowie eines Blaufilters (400 bis 465 nm). Die Ergebnisse sind in Tab. 1 zusammengefaßt.

Tabelle 1

Bleiche oberflächenaktiver Verbindungen

Claims

1. Verfahren zur Bleiche oberflächenaktiver Verbindungen mit Hilfe von Persauerstoffverbindungen, dadurch ge kennzeichnet, daß man die Bleiche in Gegenwart von Bleichboostern ausgewählt aus der Gruppe, die von Erd alkaliionen, Zinkionen und/oder Alkalisilicaten gebildet wird, durchführt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nichtionische Tenside gebleicht werden, die ausgewählt sind aus der Gruppe, die von Alkylglykosiden und Poly olfettsäureestern gebildet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß anionische Tenside gebleicht werden, die ausgewählt sind aus der Gruppe, die von Alkylbenzolsulfonaten, Alkan sulfonaten, Olefinsulfonaten, Estersulfonaten, Fettsäu resulfonaten, Ethersulfonaten, Alkylsulfaten, Alkyl ethersulfaten, Alkylphenolethersulfaten und Sulfotri glyceriden gebildet wird.

4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die Persauerstoffver bindungen in Konzentrationen von 1 bis 5 Gew.-% - be zogen auf den Feststoffgehalt der zu bleichenden oberflächenaktiven Verbindung - einsetzt.

5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man als Bleichbooster Mag nesiumionen einsetzt.

6. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man die Bleichbooster in Konzentrationen von jeweils 100 bis 20 000 ppm - bezogen auf den Feststoffgehalt der zu bleichenden oberflächen aktiven Verbindung - einsetzt.

7. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man die Bleiche bei einer Temperatur von 80 bis 120°C durchführt.

8. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man die Bleiche über einen Zeitraum von 0,1 bis 5 h durchführt.

9. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man die Bleiche bei einem pH-Wert von 7 bis 14 durchführt.