DE1117811B

DE1117811B - Verfahren zur Herstellung von stueckfoermigen Reinigungsmitteln

Info

Publication number: DE1117811B
Application number: DED29782A
Authority: DE
Inventors: George Barsky
Original assignee: EF Drew and Co Inc
Current assignee: EF Drew and Co Inc
Priority date: 1959-01-16
Filing date: 1959-01-16
Publication date: 1961-11-23

Description

Verfahren zur Herstellung von stückförmigen Reinigungsmitteln Es ist bereits seit vielen Jahren üblich, Seife in Stück- oder Riegelform für die verschiedensten Zwecke zu verarbeiten. In jüngerer Zeit sind jedoch synthetische Reinigungsmittel mit beträchtlich höherer Reinigungskraft entwickelt worden, und es ist deshalb außerordentlich wünschenswert, die Seife gegen solche vollsynthetischen Reinigungsmittel in Stück- oder Riegelform auszuwechseln. Die meisten der synthetischen Reinigungsmittel eignen sich jedoch schlecht zur Herstellung in Stück- oder Riegelform, da sie kristallinen Charakter aufweisen und die Einzelteilchen sich nicht leicht miteinander verbinden lassen. Verwendet man ein Bindemittel, dann muß es wasserlöslich sein. Deshalb löst es sich bei der Benutzung des Reinigungsstückes oder Riegels auf, so daß letzterer die Neigung zeigt, auseinanderzufallen. Reinigungsmittel, wie Sulfonverbindungen, lassen sich zwar in Stückform verarbeiten, wenn sie jedoch benutzt werden, führt das Wasser zur Bildung von Schleim, so daß sie schwer zu handhaben sind und wesentliche Mengen des Reinigungsmittels verlorengehen.
Ziel der Erfindung ist die Überwindung der Schwierigkeiten bei der Herstellung und der Nachteile bei der Verwendung von Seife aus vollsynthetischen Reinigungsmitteln. Mit der Erfindung soll ein synthetisches Reinigungsmittel in Stück- oder Riegelform geschaffen werden, das fest zusammenhält, keinen Schleim bildet und von der atmosphärischen Feuchtigkeit nicht beeinträchtigt wird. Es soll im warmen Wasser leicht löslich sein, eine lange Lebensdauer aufweisen und geeignete Reinigungseigenschaften besitzen.
Ferner soll es bei dem erfindungsgemäßen Reinigungsmittel möglich sein, wesentliche Mengen modifizierender Substanzen ohne Verlust an Reinigungskraft einzubauen, und schließlich soll es in Stück-oder Riegelform leicht und billig herstellbar sein.
Die Erfindung geht aus von der Herstellung von stückförmigen Waschmitteln aus Kondensationsprodukten aus höheren aliphatischen Karbonsäuren und Hydroxyäthansulfonsäure bzw. deren wasserlöslichen Salzen und ist dadurch gekennzeichnet, daß man diese mit Wasser erhitzt, bis eine pastenförmige Masse entstanden ist, und in Formen gießt.
Dazu wird ein wasserlösliches Salz der Hydroxyäthansulfonsäure mit einer Fettsäure oder einer Mischung von Fettsäuren vorzugsweise höhergesättigter Fettsäuren gemischt. So kann man beispielsweise die Säuren verwenden, die man durch Hydrolyse von Kokosnußöl erhält, oder man verwendet bestimmte Fraktionen solcher Fettsäuren. Die Fettsäuren können Laurin-, Myristin-, Palmitin und Stearinsäure umfassen. Vorzugsweise verwendet man gesättigte; höhere Fettsäuren mit wenigstens 12 Kohlenstoffatomen, und manchmal ist es zweckmäßig, die Anwesenheit wesentlicher Mengen ungesättigter Fettsäuren zu vermeiden. In diesem Falle sollen die Fettsäuren eine Jodzahl von nicht über 2,0 besitzen.
Das Salz der Hydroxyäthansulfonsäure wird unter geeigneten Bedingungen mit einer höheren Fettsäure zu einem Reaktions- oder Kondensationsprodukt umgesetzt. Dieses Produkt liegt gewöhnlich in körniger oder verteilter Form vor und dient als Ausgangssubstanz zur Herstellung des Stückes oder Riegels. Bei der Herstellung eines Riegels oder Stückes aus dem Reaktionsprodukt hat sich gezeigt, daß die Kondensationsprodukte steile Löslichkeitskurven aufweisen, so daß bei Zugabe vergleichsweise kleiner Wassermengen und Erwärmung sich einige der Kondensationsprodukte im Wasser lösen und eine pastenförmige Masse bilden, die leicht fließt. Verwendet man ausreichende Mengen von Wasser und bringt verhältnismäßig hohe Temperaturen zur Anwendung, dann geht das meiste des Kondensationsproduktes in Lösung. Infolgedessen verwendet man vorzugsweise eine für eine klare Lösung ungenügende Menge von Wasser. Dann läßt man die Masse vorzugsweise schnell in einer geeigneten Form abkühlen, so daß sie sich verfestigt und dabei einen trockenen, zusammenhaftenden Körper bildet, obwohl eine wesentliche Menge von Wasser in ihm enthalten ist.
Die verwendete Wassermenge kann beträchtlich schwanken, und im allgemeinen hat sich gezeigt, daß bis zu 10 und 15 Gewichtsteile Wasser auf 100 Gewichtsteile des Reinigungsmittels in praktisch allen Fällen ausreichen. Die verwendeten Temperaturen liegen wesentlich oberhalb Zimmertemperatur, gewöhnlich zwischen 40 und 100° C. Bei höheren Temperaturen kann weniger Wasser verwendet werden. Man kann in die Zusammensetzung vor dem Einfüllen in die Formen verschiedene Zusätze, Füllstoffe, Reibmittel, Farbstoffe, Duftstoffe od. dgl. einführen.
Bei der an sich bekannten Herstellung des Reaktionsproduktes werden die anteiligen Mengen der Bestandteile derart gewählt, daß für jedes Mol des Salzes der Hydroxyäthylsulfonsäure eine Menge von Fettsäuren vorliegt, die geringer als 1 Mol, beispielsweise 0,95 Mol, aber mehr als 0,6 Mol ist. Die Mischung wird in einem geschlossenen Reaktionsgefäß unter einer inerten Atmosphäre eines geeigneten Gases, beispielsweise Stickstoff oder Kohlendioxyd, erhitzt. Die Erhitzung bei einer Temperatur von 200 bis 300° C wird so lange Zeit durchgeführt, bis die Reaktion zwischen den Ausgangssubstanzen vor sich gegangen ist. Gewöhnlich reichen 1 bis 4 Stunden aus. Der verwendete Druck liegt zweckmäßig unterhalb atmosphärischem Druck, in allen Fällen jedoch oberhalb 250 mm. Nachdem die Reaktion im wesentlichen vollständig vor sich gegangen ist, wird der Druck unter 100 mm herabgesetzt, vorzugsweise auf einen Punkt, wie er bei gewöhnlichen Produktionsvorrichtungen üblich ist, beispielsweise auf 10 bis 20 mm. Die Erwärmung wird genügend lange Zeit unter diesem hohen Vakuum durchgeführt, um nicht umgesetzte, im Reaktionsprodukt vorhandene Fettsäuren zu verflüchtigen und zu entfernen. Es ist wünschenswert, daß das Produkt eine sehr niedrige freie Fettsäurenzahl, beispielsweise nicht über 5,0 und häufig nur 2,0, aufweist.
Gewöhnlich verwendet man einen beträchtlichen Überschuß von Hydroxyäthylsulfonsäuresalz und entfernt zweckmäßig den überschuß aus dem Reaktionsprodukt. Dies erfolgt beispielsweise dadurch, daß man das Reaktionsprodukt in Wasser löst und durch übliche Verfahren erneut kristallisiert, wobei das Äthanolsulfonsäuresalz in der Lösung verbleibt. Dieses Verfahren führt dazu, daß das Endprodukt trocken und körnig und nicht hydroskopisch ist.
Im folgenden sollen Beispiele für die an sich be, kannte Herstellung der erfindungsgemäßen Produkte angegeben werden. Beispiel 1 Das Reaktionsprodukt wird in an sich bekannter Weise wie folgt hergestellt: 1 Mol Hydroxyäthylsulfonsäurenatriumsalz und 0,8 Mol einer Mischung von Fettsäuren, in der Laurinsäure den Hauptbestandteil bildet, mit nicht über 3011/o der benachbarten Fettsäuren, abgeleitet aus der fraktionierten Destillation der Fettsäuren von Kokosnußöl, werden in einer Kohlendioxydatmosphäre auf 220 bis 260° C erwärmt und 2 oder mehr Stunden auf dieser Temperatur gehalten. Der Druck liegt bei etwa 300 mm absolutem Druck oder etwas höher, bis die Reaktion im wesentlichen vollständig abgelaufen ist. Dann wird der Druck so schnell wie möglich auf nicht über 20 mm gesenkt und bei der obengenannten Temperatur aufrechterhalten, so daß die gesamte Behandlungszeit wenigstens 4 Stunden beträgt, von denen etwa 1,5 Stunden bei dem niedrigsten Druck ablaufen. . Die Masse wird dann so schnell wie möglich unter dauerndem Rühren abgekühlt. Bei fortschreitendem Abkühlen ändert sich der physikalische Zustand der Reaktionsmasse von einer zähen Flüssigkeit in eine zähe Masse und dann in eine brüchige Masse, welche schnell körnig wird und eine pulverförmige Masse bildet. Nachdem der Inhalt des Reaktionsgefäßes eine vergleichsweise niedrige Temperatur, beispielsweise von 120° C, erreicht hat, kann die Masse aus dem Reaktionsgefäß entnommen werden. Um die Masse auf gleichmäßige Korngröße weiterzupulverisieren, wird sie auf Raumtemperatur abgekühlt. Die freie Fottsäurezahl des Produktes beträgt annähernd 5,0. Während des gesamten Vorgangs ist der Zutritt von Sauerstoff zum Reaktionsgefäß ausgeschlossen.
Zur Reinigung des Produktes durch Entfernen nicht umgesetzter Salze wird das Produkt in Wasser gelöst, so daß eine gesättigte Lösung bei etwa 90 bis 95° C entsteht. Das Wasser wird verdampft, um eine übersättigte Lösung herzustellen, die man dann auf Raumtemperatur abkühlt. Das Produkt fällt aus und wird von der Mutterlösung getrennt. Gegebenenfalls kann das Produkt mit einer begrenzten Menge von Wasser gewaschen werden. Das kristallisierte Produkt ist im wesentlichen frei von überschüssigen Hydroxyäthylsulfonverbindungen.
Beispiel 2 Folgende Bestandteile wurden zur Herstellung eines stückförmigen Reinigungsmittels verwendet, welches sich außerordentlich gut zum Waschen feiner und feinster Gewebe eignet:

Reaktionsprodukt ...... 100 Gewichtsteile

Wasser . . . . . . . . . . . . . . . 10 Gewichtsteile

Das Wasser wird auf etwa 98° C erwärmt und das Reaktionsprodukt allmählich unter Aufrechterhaltung der Temperatur unter dauerndem Rühren zugegeben, bis man eine gleichförmige Konsistenz erhält. Dann wird die Zusammensetzung in eine geeignete Form eingeschlossen und zu einem Riegel oder Stück abgekühlt.
Beispiel 3 Folgende Zusammensetzung wird für die Herstellung von synthetischer Toilettenseife verwendet:

Reaktionsprodukt ...... 100 Gewichtsteile

Wasser . . . . . . . . . . . . . . . 8 Gewichtsteile

Natriumstearat . . . . . . . . 20 Gewichtsteile

Das Wasser wird auf 75 bis 80° C erwärmt und das Reaktionsprodukt unter ständigem Rühren und Aufrechterhaltung der Erwärmung zugegeben. Das Natriumstearat wird zu einer weichen Masse vorgewärmt und dann unter Rühren in die Mischung eingegeben. Kurz vor dem Gießen wird eine kleine Menge Duftstoff zugegeben und gleichmäßig verteilt. Dann wird die Zusammensetzung gegossen und gekühlt.
Beispiel 4 Ein sehr gutes Waschmittel, das sich auch für die Reinigung stark verschmutzter Gegenstände eignet, hat folgende Zusammensetzung:

Reaktionsprodukt ...... 1U0 Gewichtsteile

Wasser . . . . . . . . . . . . . . 4 Gewichtsteile

Trinatriumphosphat ... 10 Gewichtsteile

Kolophonium . . . . . . . . . 2 Gewichtsteile

Das mit dem Wasser gemischte Reaktionsprodukt wird gerührt und im wesentlichen auf den Siedepunkt des Wassers oder kurz unter diesen Punkt erwärmt. Das Trinatriumphosphat und Kolophonium werden genügend gemischt und der heißen Mischung beigegeben und dort gleichmäßig verteilt. Dann wird die Zusammensetzung gegossen und gekühlt.
Beispiel s Ein Handwaschmittel für Schlosser, Mechaniker usw. hat folgende Zusammensetzung:

Reaktionsprodukt ...... 100 Gewichtsteile

Wasser . . . . . . . . . . . . . . . 12 Gewichtsteile

Bimsstein . . . . . . . . . . . . 10 Gewichtsteile

Carboxymethylzellulose 1 Gewichtsteil

Das Wasser wird unter Rühren auf eine Temperatur von 85 bis 90° C erhitzt, worauf das Reaktionsprodukt unter dauerndem Rühren und Aufrechterhalten dieser Temperatur eingeführt wird. Wenn es vollständig aufgenommen ist, wird der Bimsstein in ähnlicher Weise eingeführt, worauf man die Carboxymethylzellulose einbaut und gleichmäßig verteilt. Dann wird die Mischung in Formen gegossen und abgekühlt.
Obwohl die Erfindung im vorhergehenden an einer Anzahl von Beispielen erläutert wird, ist die Erfindung darauf nicht beschränkt. Man kann verschiedene Änderungen der Einzelheiten vornehmen, ohne von dem Grundprinzip der Erfindung abzuweichen. So kann beispielsweise die verwendete Wassermenge gesteigert werden, wenn das Reinigungsmittel in der trockenen Jahreszeit oder unter trockenem Klima verwendet werden soll. Werden die Reinigungsmittel in feuchten Gegenden verwendet, dann wird man weniger Wasser einbauen. üblich liegt die Wassermenge zwischen 1 und 121%, berechnet auf das Gewicht des Reaktionsproduktes.
Man kann verschiedene Betriebstemperaturen verwenden, wobei diese jedoch so hoch sein sollen, daß genügende Mengen des Reaktionsproduktes gelöst werden, die als Bindemittel wirken sollen. Die Temperatur darf jedoch nicht so hoch sein, daß es zu einem Zerfall des Reaktionsproduktes kommt.
Im vorhergehenden wurde das Natriumsalz der , Hydroxyäthylsulfonsäure genannt. Man kann jedoch auch andere wasserlösliche Salze dieser Säure verwenden einschließlich aller Alkalisalze. Verschiedene Zusätze mit geeigneten Funktionen lassen sich ebenfalls einbauen, beispielsweise Füllmittel, Kolophonium, Seife, Alkalimetallphosphate und Polyphosphate, Alkalimetallcarbonate, Carboxymethylzellulose, Bimsstein, Kieselgur, Lanolin, entsprechende Öle und andere Substanzen.
Bei der Einführung solcher Zusätze bildet das Reaktionsprodukt den Hauptbestandteil von gewöhnlich 80 % und mehr der gesamten Zusammensetzung. Der Anteil der Füllstoffe liegt gewöhnlich unter 2010/a. In manchen Fällen kann man auch Schaummittel in geringen Mengen der Zusammensetzung zufügen. Das Reaktionsprodukt kann auch mit anderen als den besonders genannten Fettsäuren hergestellt werden, jedoch ergeben sich die besten Resultate mit den angegebenen Fettsäuren.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Herstellung von stückförmigen Waschmitteln aus Kondensationsprodukten aus höheren aliphatischen Carbonsäuren und Hydroxyäthansulfonsäure bzw. deren wasserlöslichen Salzen, dadurch gekennzeichnet, daß man diese mit Wasser erhitzt, bis eine pastenförmige Masse entstanden ist, und in Formen gießt.
2. Verfahren zur Herstellung von stückförmigen Reinigungsmitteln nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man ihnen bis zu 121% Wasser zusetzt, berechnet auf die Gewichtsmenge des Produktes, vorzugsweise in. nicht ausreichender Menge, um das Produkt bei Raumtemperatur aufzulösen.
3. Verfahren zur Herstellung von stückförmigen Reinigungsmitteln nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man ihnen Füllmaterial wie Füllerde, Kolophonium, Carboxymethylzellulose, Bimsstein und Kieselgur zusetzt, wobei die Menge des Füllmaterials nicht über 201% des Stückes oder Riegels beträgt. In Betracht gezogene Druckschriften: Lüttgen, »Organische und anorganische Wasch-, Bleich- und Reinigungsmittel«, S. 164.