Verfahren zur Herstellung einer wässrigen stabilisierten Tensidpaste

Beschreibung

Gebiet der Erfindung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer gegen mikrobiellen Befall stabilisierten Tensidpaste auf wäßriger Basis, wobei das Tensid insbesondere im wesentlichen aus einem nichtionischen Tensid vom Typ der Alkylglykoside besteht.

Stand der Technik

[0002] An die Tenside, wie sie in modernen Waschmitteln und kosmetischen Reinigungsmitteln enthalten sind, werden hohe Anforderungen zu ihrer biologischen Abbaubarkeit gestellt. Derartige Tenside werden häufig als wäßrige Zubereitungen, die möglichst hochkonzentriert an tensidischem Wirkstoff, aber vorzugsweise noch pump- oder gießbar sind, auf den Markt gebracht. Wegen ihrer guten biologischen Abbaubarkeit werden gerade diese wäßrigen Mischungen leicht durch Mikroben wie Bakterien und Pilze befallen, so daß die Qualität und insbesondere die Lagerstabilität dieser Tensidmischungen beeinträchtigt sein können. Es gibt zwar eine Reihe brauchbarer antimikrobieller Wirkstoffe, die einen derartigen mikrobiellen Befall verhindern und eine ausreichende Lagerstabilität gewährleisten. Die Verwendung von Konservierungsmittel wie z. B. Glutaraldehyd oder Benzoesäure ist jedoch nicht frei von technischen Bedenken. So ist zu befürchten, daß eine Verfärbung der Tensidpaste während der Lagerung auf die Anwesenheit derartiger Konservierungsmittel zurückzuführen ist; andererseits wird die Anwesenheit von Konservierungsmitteln vom Weiterbenutzer nicht für alle Anwendungsgebiete der Tensidpasten akzeptiert.

Beschreibung der Erfindung

[0003] Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer wäßrigen stabilisierten Tensidpaste, enthaltend 30 bis 70 Gew.-% eines im alkalischen Milieu stabilen Tensids, das aus einem oxidativen Bleichprozeß hervorgegangen ist, bei dem man im Anschluß an den Abbau des Restperoxidgehaltes auf Werte von höchstens 50 bis 100 ppm H₂O₂ den pH-Wert durch Zugabe von Alkalien auf mindestens 11 und den Wassergehalt der Pasten auf 30 bis 70 Gew.-% einstellt.

[0004] Es wurde überraschenderweise gefunden, daß das erfindungsgemäße Erzeugnis auch nach mehrmonatiger Lagerung bei 40 bis 50 °C farbstabil und frei von mikrobiellem Befall ist und somit keiner zusätzlichen chemischen Konservierung bedarf.

[0005] Es wurde ferner gefunden, daß gegen mikrobiellen Befall geschützte wäßrige Tensidpasten auch ohne einen Gehalt an den üblichen Konservierungsmitteln eine hervorragende Lagerstabilität besitzen können, wenn bei ihrer Zusammensetzung darauf geachtet wird, daß bestimmte Verunreinigungen nicht vorhanden sind.

[0006] Diese Voraussetzungen werden von einer wäßrigen Tensidpaste erfüllt, die 30 bis 70 Gew.-% eines im alkalischen Milieu stabilen Tensids, insbesondere eines nichtionischen Tensids vom Typ der Alkylglykoside enthält und die im wesentlichen frei ist von bleichbaren Farbkörpern und solchen Farbkörpervorstufen, die im alkalischen Milieu zur Verfärbung führen, sowie im wesentlichen frei ist von Nebenprodukten und von Rückständen, die bei der Lagerung durch Alkalitätszehrung den pH-Wert senken, und daß die Paste durch das Vorhandensein von hinzugefügten alkalischen Substanzen einen pH-Wert von mindestens 11, insbesondere von 11 bis 12,5 und vorzugsweise von mindestens 11,5 besitzt.

Tenside

[0007] Unter Tensiden, die im alkalischen Milieu stabil sind, werden tensidische Verbindungen vom Typ der alkoxylierten langkettigen Alkohole, insbesondere die Fettalkoholethoxylate verstanden, wobei auch Verbindungen mit verschlossenen Endgruppen umfaßt sind. Ferner Tenside vom Typ der Alkylethercarbonsäuren, der Fettalkoholsulfate und -ethersulfate, der Alkansulfonate und insbesondere solche Tenside, deren hydrophiler Teil sich von Kohlenhydrat-Verbindungen ableitet. Besonders bevorzugt sind Tenside vom Typ der Alkylglykoside.

[0008] Bei den besonders bevorzugten Alkylglykosiden handelt es sich um nichtionische Tenside wie sie beispielsweise aus den US-Patentschriften US 3547828 und US 3839318 bekannt sind. Herstellungsverfahren für besonders hellfarbige und farbstabile Alkylglykoside werden in den europäischen Patentanmeldungen EP-A1 0301298, EP-A1 0362671 und EP-A1 0357969 beschrieben.

[0009] Die Alkylkomponente der Alkylglykoside besteht im allgemeinen aus aliphatischen Resten mit 8 bis 24, insbesondere 8 bis 18 C-Atomen. Besonders bevorzugt sind die entsprechenden Fettalkylreste, wie sie aus Fett als nachwachsendem Rohstoff über die Fettalkohole erhältlich sind. Alkylreste, die sich von synthetischen primären Alkoholen, insbesondere den sogenannten Oxoalkoholen ableiten, sind im Prinzip ebenfalls brauchbar; sie sind jedoch im vorliegenden Fall weniger bevorzugt. Die Zuckerkomponente im Alkylglykosid kann von üblichen Aldosen bzw. Ketosen, wie z. B. Glucose, Fructose, Mannose, Galactose, Talose, Gulose, Allose, Altrose, Idose, Arabinose, Xylose, Lyxose und Ribose abstammen. Wegen der in großen Mengen verfügbaren Rohstoffe Glucose bzw. Stärke bzw. Stärkeabbauprodukte ist die Glucose die besonders bevorzugte Zuckerkomponente. Der mittlere Oligomerisierungsgrad der Alkylglykoside, wie sie in den erfindungsgemäßen Pasten vorliegen, kann unter dem Gesichtspunkt der Pastenstabilität beliebig sein, d. h. er kann in dem üblichen Bereich von 1,2 bis 3,0 liegen. Bevorzugt verwendet werden allerdings solche Alkylglykoside, bei denen der Oligomerisierungsgrad deutlich unterhalb 1,5, insbesondere im Bereich 1,3 bis 1,4 liegt und wobei der zugehörige Fettalkylrest im wesentlichen um C₁₂ liegt. In Abhängigkeit von der Schnittbreite können unterschiedliche Mengenanteile C₈₋₁₀ bzw. C₁₄₋₁₆ vorliegen. Diese Alkylglykoside zeichnen sich durch besonders gute Tensideigenschaften aus. Sie bilden zusammen mit Wasser und den alkalischen Substanzen eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Weitere bevorzugte Ausführungsformen betreffen um C₈/C₁₀ sowie um C₁₄/C₁₆ zentrierte C-Kettenschnitte. Erstere besitzen sehr gute lösevermittelnde Eigenschaften, letztere eignen sich als Netzmittel und Emulgatoren.

Tensidpasten und Bleiche

[0010] Der Begriff der "Tensidpaste" bezieht sich auf einen Viskositätsbereich, der von fließfähig bis zähviskos reicht. Dementsprechend liegen die Viskositäten (gemessen nach Höppler bei 40 °C bzw. nach Brookfield Helipath bei 40 °C und 4 Umdrehungen pro Minute) im Bereich von etwa 1 000 bis 100 000.

[0011] Die in der wäßrigen Tensidpaste vorliegenden Tenside, insbesondere die Alkylglykoside, sind im wesentlichen frei von bleichbaren Farbkörpern, Farbkörpervorstufen, die Farbqualität beeinträchtigenden Nebenprodukten und Rückständen, wenn diese Tenside am Ende ihrer Herstellung einem Bleichprozeß unterworfen worden sind. Vorzugsweise handelt es sich dabei um einen oxidativen Bleichprozeß, insbesondere unter Verwendung von Wasserstoffperoxid als Oxidationsmittel. Dieser Bleichprozeß wird vorzugsweise in Gegenwart von Magnesiumkationen durchgeführt, wobei diese Magnesiumkationen entweder in Form von alkalischen Magnesiumverbindungen wie dem Oxid, Hydroxid, Carbonat oder einem Alkoholat bereits zur Neutralisation des sauren Katalysators am Ende des Herstellungsprozesses im Falle der Alkylglykoside in das System gelangen können. Es ist aber auch ausreichend, wenn am Ende des Tensidherstellungsverfahrens mit üblichen Alkalien, insbesondere alkalischen Natriumverbindungen, neutralisiert wird und dann zusätzlich wasserlösliche oder unlösliche Magnesiumverbindungen, z. B. die obengenannten, in einer solchen Menge hinzugesetzt werden, daß die nachfolgende Bleiche in Gegenwart von 100 bis 1 000 ppm Magnesium stattfindet. Wenn man bei dem Bleichprozeß dafür sorgt, daß ein hoher pH-Wert von mindestens 9, vorzugsweise mindestens 10, beibehalten wird, läßt sich als letzte Stufe des Bleichprozesses durch thermische Behandlung der Paste bei 80 bis 150 °C der Restperoxidgehalt auf Werte von höchstens 50 bis 100 ppm H₂O₂ abbauen. Die so behandelte Tensidpaste erhält den erfindungsgemäß hohen pH-Wert dadurch, daß die während der Bleiche beobachtete Alkalizehrung durch Zugabe von Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid bzw. Natrium- oder Kaliumcarbonaten kompensiert und der gewünschte pH-Wert eingestellt wird.

[0012] Die Erfindung betrifft deshalb auch ein Verfahren zur Herstellung der lagerstabilen wäßrigen Tensidpaste, insbesondere der Alkylglykosidpaste, wie man sie nach den üblichen Herstellungsmethoden für alkalistabile Tenside, insbesondere die Alkylglykoside nach der zusätzlichen Bleiche mit wäßrigem H₂O₂ erhält, wobei man diesen Bleichprozeß als oxidativen Bleichprozeß mit H₂O₂ in Gegenwart von Magnesiumverbindungen im alkalischen Milieu oberhalb pH 9, vorzugsweise oberhalb pH 10, durchführt, und wobei dieses Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß man im Anschluß an den Abbau des Restperoxidgehaltes auf Werte von höchstens 50 bis 100 ppm H₂O₂, den pH-Wert durch Zugabe von Alkalien, insbesondere solchen alkalischen Verbindungen, die bei der Weiterverwendung der Tensidpaste nicht stören bzw. deren Anwesenheit erwünscht ist, insbesondere Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, bzw. Natrium- oder Kaliumcarbonate auf einen pH-Wert von mindestens 11, insbesondere von 11 bis 12,5 und vorzugsweise von mindestens 11,5 einstellt, und wobei der Wassergehalt der Pasten im Bereich von 30 bis 70 % liegen kann.

[0013] Die so hergestellten erfindungsgemäßen wäßrigen Tensidpasten können, wenn sie in der besonders bevorzugten Form der Alkylglucosid-Pasten vorliegen, noch mit zusätzlichen, anderweitig alkalistabil gemachten Tensiden vermischt werden, um so zu einem Erzeugnis zu gelangen, das eine Tensidmischung in compoundierter Form enthält, wie sie für die Weiterverarbeitung besonders zweckmäßig ist, bzw. wodurch die Viskosität und das Fließverhalten der Paste während der Lagerung begünstigt werden.

[0014] Zur Herstellung der erfindungsgemäßen stabilisierten Paste können die Herstellungsstufen Peroxidbleiche, Peroxidabbau und pH-Werteinstellung kontinuierlich oder aber diskontinuierlich durchgeführt werden. Vorzugsweise werden die Bleichstufe und die Peroxidabbau-Stufe kontinuierlich durchgeführt, wobei man im Produktionsmaßstab insbesondere Rührkesselkaskaden mit geeigneten Temperatur- bzw. Verweilzeitparametern wählt. So wird beispielsweise die Stufe der Peroxidbleiche mit H₂O₂ bei 110 °C mit einer mittleren Verweilzeit von 2 Stunden durchgeführt, wobei man zu einem Restperoxidwert von etwa 300 bis 600 ppm H₂O₂ kommt. In der anschließenden Peroxidabbau-Stufe hält man das Gemisch auf 120 °C während einer mittleren Verweilzeit von 3 Stunden und kommt so zu einem Restperoxidgehalt von 30 bis 70 ppm.

Beispiele

Beispiel 1:

[0015] Ausgangspunkt für die Herstellung der mikrobiell stabilen, alkalischen Version waren 100 kg Reaktionsgemisch, hergestellt durch Umsetzung von Dodecanol mit Glucose im molaren Verhältnis von 5 : 1. Das Gemisch enthielt ca. 27,5 % APG und 0,2 % Katalysator (Paratoluolsulfonsäure). Die Aufbereitung wurde wie folgt durchgeführt:

• Der Katalysator wurde unter Zugabe von 100 g 50%iger Natronlauge bei 90 °C neutralisiert.
• 15 g feinverteiltes Magnesiumoxid wurden anschließend eingerührt.
• Das Gemisch wurde im Dünnschichtverdampfer bei 1 mbar und 200 °C Wärmeträgertemperatur auf 1 % Restfettalkohol eingedampft. Es resultierten ca. 28 kg Destillationsrückstand.
• Durch Zugabe von vollentsalztem Wasser wurde der Rückstand in ca. 56 kg wäßrige Paste übergeführt.
• Unter Zugabe von 300 g H₂O₂ (1000 g 30%ige Lösung) und 420 g NaOH
  (840 g 50%ige Lösung) wurde bei 110 °C im Druckreaktor 1 Stunde gebleicht. Nach Vakuumentgasung resultierte ein hellgelbes Produkt mit ca. 350 ppm Restgehalt an Wasserstoffperoxid.
• Das Produkt wurde bei 120 °C weitere 3 Stunden thermisch nachbehandelt. Der Restperoxidgehalt sank auf kleiner als 50 ppm ab, ohne daß die Produktfarbe sich wesentlich änderte.

[0016] Der pH-Wert der erhaltenen Paste lag bei 11,5. Er blieb nach 4-monatiger Lagerung bei 60 °C stabil. Das Produkt ergab im mikrobiellen Belastungstest mit 10⁶ Bakterien und 10⁵ Pilzen/g Abtötungszeiten von maximal 3 Tagen für Bakterien und maximal 14 Tagen für Pilze über die gesamte Lagerzeit. (Bakterienmischung: Staphylococcus aureus, Enterococcus faecium, Escherichia coli, Enterobacter aerogenes, Pseudomonas aeruginosa. Pilzmischung: Candida albicans, Aspergillus niger, Penicillium rubrum, Trichoderma viride).

[0017] Die Viskosität der Paste betrug 1800 mPa·s bei 40 °C, gemessen nach DIN 53015.

Beispiel 2:

[0018] 100 kg Reaktionsgemisch, erhalten durch Umsetzung von Glucose mit Fettalkohol C₁₂/C₁₄ (75/25 %) im Molverhältnis 1 : 4,5, mit einem APG-Gehalt von 29 %, wurde wie folgt aufgearbeitet:

• Der Katalysator (0,2 % Paratoluolsulfonsäure) wurde mit 110 g 50%iger Natronlauge neutralisiert.
• 20 g feinverteiltes MgO wurden eingerührt.
• Die Destillation erfolgte wie in Beispiel 1 und ergab ca. 30 kg APG-Rückstand.
• Nach Herstellung einer 50%igen wäßrigen Paste wurde unter Zugabe von 400 g H₂O₂ (1330 g 30%ige Lösung) und 300 g NaOH (600 g 50%ige Lösung) bei 105 °C 2 Stunden gebleicht.
• Die thermische Nachbehandlung erfolgte bei 105°C und dauerte 6 Stunden. Der Restperoxidgehalt sank auf kleiner als 50 ppm ab.
• Das Produkt wurde im Vakuum entgast. Unter Zugabe weiterer 300 g NaOH (als 600 g 50%ige Lösung) wurde der pH-Wert auf 11.8 eingestellt.

[0019] Das Produkt war nach 4 Monaten Lagerung farbstabil, der pH-Wert blieb konstant bei 11,8 und die mikrobielle Stabilität entsprach jener des Musters aus Beispiel 1. Viskosität der Paste: 2 000 mPa·s (Messung wie in Beispiel 1).

Ansprüche

1. Verfahren zur Herstellung einer wäßrigen stabilisierten Tensidpaste, enthaltend 30 bis 70 Gew.-% eines im alkalischen Milieu stabilen Tensids, das aus einem oxidativen Bleichprozeß hervorgegangen ist, dadurch gekennzeichnet, daß man im Anschluß an den Abbau des Restperoxidgehaltes auf Werte von höchstens 50 bis 100 ppm H₂O₂ den pH-Wert durch Zugabe von Alkalien auf mindestens 11 und den Wassergehalt der Pasten auf 30 bis 70 Gew.-% einstellt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Alkalien Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid bzw. Natrium- oder Kaliumcarbonat einsetzt.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Paste auf einen pH-Wert von 11 bis 12,5 einstellt.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die Paste mit Reduktionsmitteln nachbehandelt.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man ein nichtionisches Tensid vom Typ der Alkylglykoside mit insbesondere C₈-C₁₈-Fettalkylresten und einem Oligomerisierungsgrad von 1,2 bis 3 einsetzt.

Claims

1. A process for the production of a water-based stabilized surfactant paste containing 30 to 70% by weight of a surfactant stable in alkaline medium which has emanated from an oxidative bleaching process, characterized in that, after reduction of the residual peroxide content to values of at most 50 to 100 ppm H₂O₂, the pH is adjusted to a value of at least 11 by addition of alkalis and the water content of the pastes is adjusted to a value in the range from 30 to 70% by weight.

2. A process as claimed in claim 1, characterized in that sodium hydroxide, potassium hydroxide or sodium or potassium carbonate is used as the alkali.

3. A process as claimed in claims 1 and 2, characterized in that the paste is adjusted to a pH value of 11 to 12.5.

4. A process as claimed in claims 1 to 3, characterized in that the paste is treated with reducing agents.

5. A process as claimed in claims 1 to 4, characterized in that a nonionic surfactant of the alkyl glycoside type, more particularly with C₈₋₁₈ fatty alkyl groups and a degree of oligomerization of 1.2 to 3 is used.

Revendications

1. Procédé de fabrication d'une pâte aqueuse tensioactive stabilisée, renfermant 30 à 70 % en poids d'un surfactif stable en milieu alcalin, qui est issu d'un procédé de blanchiment oxydatif, caractérisé en ce que l'on ajuste le pH par addition d'alcalis à au moins 11 et la teneur en eau des pâtes entre 30 et 70 % en poids, à la suite de l'abaissement de la concentration résiduelle en peroxyde à des valeurs de 50 à 100 ppm de H₂O₂ au maximum.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on utilise comme alcalis, de l'hydroxyde de sodium ou de potassium ou du carbonate de sodium ou de potassium.

3. Procédé selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'on ajuste le pH de la pâte à une valeur comprise entre 11 et 12,5.

4. Procédé selon les revendications 1 et 3, caractérisé en ce que l'on soumet la pâte à un posttraitement par des agent réducteurs.

5. Procédé selon les revendications 1 et 4, caractérisé en ce que l'on utilise un surfactif non ionique du type des alkylglycosides, possédant en particulier des radicaux d'alkyle gras en C₈-C₁₈ et un degré d'oligomérisation de 1,2 à 3.