DE19646413A1

DE19646413A1 - Verfahren zur Herstellung einer fließfähigen, wäßrigen Perlglanzdispersion mit Fettsäure als perlglanzgebender Komponente

Info

Publication number: DE19646413A1
Application number: DE1996146413
Authority: DE
Inventors: Angelika Dr Turowski-Wanke; Peter Dipl Ing Naumann
Original assignee: Clariant GmbH
Current assignee: Clariant Produkte Deutschland GmbH
Priority date: 1996-11-11
Filing date: 1996-11-11
Publication date: 1998-05-14
Also published as: CN1238679A; WO1998020850A1; JP2001504532A

Description

Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer fließ- oder pumpfähigen, wäßrigen Perlglanzdispersion mit einem Gehalt von 5-30% an perlglanzgebenden Komponenten.

Um Tensidformulierungen ein besseres Aussehen und damit auch einen höheren Handelswert zu geben, werden oft Perlglanzdispersionen eingearbeitet. Beispiele hierfür sind flüssige Wasch- und Reinigungsmittel (z. B. Bodenreiniger, Geschirrspülmittel), sowie flüssige kosmetische Präparate (z. B. Körperpflege- und Körperreinigungsmittel, Shampoos, Badezusätze, usw.). Perlglanzdispersionen verleihen den Formulierungen ein seiden- bzw. perlmuttartiges Aussehen. Der Effekt entsteht durch Lichtstreuung an den dispergierten, meist blättchenförmigen Kristallen der perlglanzgebenden Komponenten.

Perlglanzdispersionen nach dem Stand der Technik bestehen hauptsächlich aus mindestens einer perlglanzgebenden Verbindung, mindestens einem Dispergiermittel und Wasser. Perlglanzgebende Verbindungen sind beispielsweise Fettsäuremonoalkanolamide, Fettsäuredialkanolamide, Monoester oder Diester von Ethylenglykol oder Mischungen davon, Propylenglykol oder dessen Oligomere, Mono- oder Diester von Alkylenglykolen mit Fettsäuren, Fettsäuren und deren Metallsalze, Monoester oder Polyester von Glycerin mit Carbonsäuren und Ketosulfone verschiedener Art.

Perlglanzkonzentrate auf Basis der genannten Perlglanzbildner sind beispielsweise aus DE-A-16 69 152, JP-56/71 021 (Chem. Abstr. 95/156360), DE-A-34 11 328 und DE-A-35 10 081 bekannt.

Die aus diesen Druckschriften bekannten Konzentrate enthalten als Teil der perlglanzbildenden Stoffe Fettsäuremonoalkanolamide oder Fettsäuredialkanolamide. Alkanolamide und deren Derivate werden aber verdächtigt, an der Bildung von Nitrosaminen beteiligt zu sein. Es ist daher erwünscht, kosmetische Zubereitungen ohne solche Alkanolamide und Alkanolamid- Derivate zu formulieren.

Ein Weglassen der Fettsäurealkanolamide aus den bekannten Perlglanz- Konzentraten führt aber zu einer deutlichen Verringerung der perlglanzgebenden Eigenschaften. Es wurde daher schon in DE-37 24 547 vorgeschlagen als perlglanzbildenden Stoff im wesentlichen lineare, gesättigte Fettsäuren einzusetzen.

In EP-0 449 904 wird offenbart, daß man, um einen befriedigenden Perlglanz im Endprodukt zu erhalten, deutlich höhere Konzentrationen an perlglanzgebenden Stoffen einsetzten muß. Des weiteren wird beschrieben, daß Perlglanzmittel basierend auf Fettsäuren, deren Salzen sowie deren Estern als perlglanzgebende Komponente nur eine geringe Wärmestabilität aufweisen und bei üblichen Einsatzkonzentrationen in Tensidrezepturen im Laufe der Lagerung angelöst bis aufgelöst werden. Diese Nachteile haben dazu geführt, daß sich solche Systeme auf dem Markt nicht durchgesetzt haben.

Überraschend wurde jetzt gefunden, daß Perlglanz-Konzentrate mit Fettsäuren als perlglanzgebenden Komponenten in Verbindung mit den nachfolgend genannten Dispersionsmitteln, durch ein spezielles Herstellungsverfahren und besondere Einarbeitung in Formulierungen, innerhalb von 1-5 Tagen zu einem ausgezeichneten Perlglanz-Effekt führen.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer Perlglanzdispersion, die

A) 5-30 Gew.-% einer Fettsäure, einer Fettsäuremischung und/oder Fettsäuresalzen der Formel
R-COOM
worin R einen geradkettigen oder verzweigten gesättigten Kohlenwasserstoffrest mit 14 bis 26 Kohlenstoffatomen und M Wasserstoff, ein Alkalimetallion, Erdalkalimetallion, Ammoniumion oder ein mit organischen Resten substituiertes Ammoniumion, oder Mischungen daraus;
B) 1 bis 50 Gew.-% an anionischen, kationischen, nichtionischen und/oder amphoteren Tensiden oder Mischungen daraus als Dispergatoren;
C) Wasser und gegebenenfalls weitere übliche Zusatzstoffe ad 100 Gew.-% enthält,
dadurch gekennzeichnet, daß man
1. einen oder mehrere der unter A) genannten Stoffe aufschmilzt;
2. Wasser, einen oder mehrere Dispergatoren und gegebenenfalls weitere Zusatzstoffe auf eine Temperatur erhitzt, die etwa der in Schritt 1 erreichten Temperatur entspricht und den pH dieser Mischung auf einen Wert kleiner 7 einstellt;
3. die in Schritt 1 erhaltene Schmelze in die in Schritt 2 erhaltene Mischung unter Bildung einer Emulsion einbringt;
4. die in Schritt 3 erhaltene Emulsion bei erhöhter Temperatur homogenisiert; und
5. die in Schritt 4 erhaltene homogene Emulsion von der Temperatur, die sie am Ende von Schritt 4 hat, in zeitlich voneinander getrennten Stufen auf die Temperatur abkühlt, bei der sie gelagert wird.

Fettsäuren, Fettsäuremischungen und/oder Fettsäuresalze werden im folgenden zusammenfassend als Fettsäuren bezeichnet. R bedeutet bevorzugt C₁₆ bis C₂₂- Alkyl. Die Gruppe R-CO- kann sich ableiten von Fettsäuren wie beispielsweise Caprinsäure, Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure, Arachinsäure, Behensäure, Cocosfettsäure und Talgfettsäure sowie Mischungen davon. Geeignet sind aber auch technische Fettsäureschnitte. Bevorzugt werden 10 bis 20 Gew.-% Fettsäuren verwendet.

Die erfindungsgemäße Perlglanzdispersion kann als weitere übliche Zusatzstoffe bis zu 10 Gew.-% an mehrwertigen C₂- bis C₈-Alkoholen enthalten. Als mehrwertige Alkohole sind C₂- bis C₆-Polyole bevorzugt, insbesondere Ethylenglykol, 1,2- und 1,3-Propylenglykol, Glycerin, Di- und Triethylenglykol, Erythrit, Arabit, Adonit, Xylit, Sorbit, Mannit und Dulcit. Andere übliche Zusatzstoffe umfassen beispielsweise Konservierungsmittel und Puffersubstanzen.

Die Lagertemperatur für die erfindungsgemäße Perlglanzdispersion beträgt bevorzugt zwischen 10 und 30, insbesondere zwischen 15 und 25°C.

Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Perlglanzdispersionen ist folgendes Verfahren bevorzugt. Entsalztes Wasser, ein oder gegebenenfalls mehrere Dispergatoren und gegebenenfalls beispielsweise Benzoesäure werden in einem Mischgefäß (etwa ein heizbarer Rührkessel) vorgelegt. Mit Natronlauge wird der pH- Wert so eingestellt, daß der End-pH der Perlglanzdispersion zwischen 4 und 6, bevorzugt zwischen 4,1 und 5,2, besonders bevorzugt zwischen 4,2 und 4,8, insbesondere zwischen 4,2 und 4,5 liegt. Der eingestellte pH-Wert hat großen Einfluß auf Art und Güte des erzielbaren Perlglanz-Effekts. Die Lösung wird auf 70 bis 95°C, bevorzugt 85 bis 90°C aufgeheizt. Getrennt von diesem Vorgang wird die Fettsäure, bevorzugt Stearin- und/oder Behensäure, in einem zweiten Kessel bei einer Temperatur von 70 bis 95°C homogen aufgeschmolzen. Die homogen aufgeschmolzene Fettsäure wird bei der angegebenen Temperatur von 70 bis 95°C unter Rühren in die oben genannte vorgelegte, wäßrige Lösung eingebracht. Die erhaltene Emulsion wird zur Temperierung und Homogenisierung bei 70 bis 95°C, bevorzugt bei 85 bis 90°C 10 bis 30 Minuten unter Rühren gehalten. Die Rührgeschwindigkeit beträgt je nach Art des Rührers und Füllungsgrad des Mischgefäßes 80 bis 200 Umdrehungen pro Minute. Je nach Ansatzgröße können auch Homogenisatoren oder andere hochtourige Mischvorrichtungen zur Homogenisierung der vorliegenden Emulsion eingesetzt werden. Die anschließende Abkühlung erfolgt mehrstufig unter kontrollierten Bedingungen und hat einen großen Einfluß auf die Güte des erzielbaren Perlglanz-Effekts. Es kann bevorzugt sein, in mindestens 3 Stufen abzukühlen, diese 3 Stufen sind in folgender Aufzählung mit den Ziffern 1, 3 und 5 bezeichnet. Die Bedingungen können je nach Zusammensetzung des Perlglanzkonzentrats verändert werden:

1. Stufe: Innerhalb von 10 bis 30 Minuten abkühlen auf 80 bis 45°C, bevorzugt auf 75 bis 80°C.
2. Stufe: Innerhalb von 10 Minuten bis 6 Stunden von 75 bis 80°C auf 35 bis 65°C, bevorzugt auf 60 bis 65°C.
3. Stufe: Innerhalb von 10 Minuten bis 2 Stunden von 60 bis 65°C auf 45°C bis Lagertemperatur.
4. Stufe: Innerhalb von 45 Minuten bis 3 Stunden von 45°C auf 35°C.
5. Stufe: Innerhalb von 10 bis 30 Minuten von 35°C auf Lagertemperatur.

Es kann für bestimmte Zusammensetzungen des Perlglanzkonzentrats bevorzugt sein, in 5 Stufen abzukühlen. Wird das Perlglanzkonzentrat während des Abkühlens gerührt, dann kann die Rührgeschwindigkeit je nach Art des Rührers und des Füllungsgrades des Mischgefäßes auf 10 bis 100 Umdrehungen pro Minute, bevorzugt 10 bis 40 Umdrehungen pro Minute, verringert werden. Während des Abkühlens kristallisiert die Fettsäure aus, bei Lagertemperatur kann das flüssige Perlglanz-Konzentrat abgefüllt werden.

Die erfindungsgemäßen wäßrigen Perlglanzdispersionen sind fließ-/pumpfähig und damit auf automatischen Pump-, Dosier- und Mischanlagen ohne Schwierigkeiten einsetzbar. Sie haben gegenüber den Dispersionen des Standes der Technik folgende Vorteile:

- sie zeigen ein besseres Schaumverhalten im Ross-Miles Test
- es werden keine Glycol- oder Ethylenglycolstearate bzw. -ester eingesetzt
- sie können ohne Alkohole hergestellt werden
- sie sind frei von nitrosierbaren Aminen bzw. Alkanolamiden
- sie stellen bei der Herstellung geringere Anforderungen an Prozeßführung und Apparatur
- die erhaltenen Perlglanz-Konzentrate sind dünnflüssig und damit sehr gut pumpbar. Die geringe Viskosität wirkt sich außerdem günstig auf das Wärme/Kälteverhalten aus.

Die erfindungsgemäßen Perlglanzdispersionen eignen sich zur Herstellung perlglänzender flüssiger, wäßriger Tensidformulierungen. Sie können beispielsweise in flüssige Feinwaschmittel, Universalwaschmittel, Handgeschirrspülmittel, Klarspüler, flüssige Reinigungs- und Desinfektionsmittel, flüssige Seifen, Haarshampoos, Haarspülungen, Haarfärbemittel, Haarwellmittel, Schaumbäder, Gesichtsreinigungsmittel, Duschbadzubereitungen und 2 in 1-Formulierungen eingearbeitet werden. Die erfindungsgemäßen Perlglanzdispersionen unterstützen den Konditionierungseffekt von Haarshampoos, insbesondere von sogenannten 2 in 1 Shampoos, die wasserlösliche und/oder nicht wasserlösliche dispergierte Agenzien enthalten, wie etwa Siliconderivate (z. B. Dimethicone).

Die erfindungsgemäßen wäßrigen Perlglanzdispersionen lassen sich in Tensidformulierungen leicht kalt einarbeiten, wodurch diese den angestrebten Perlglanz erhalten. Die erforderliche Menge an Perlglanzdispersion liegt bei 1 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 2 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der zu behandelnden Tensidformuliernng. Die Perlglanzdispersion wird in der angegebenen Menge den Tensidformulierungen vorzugsweise als letzte Komponente, bei Raumtemperatur unter Rühren, zugesetzt. Das Perlglanzkonzentrat entfaltet seinen Glanz und seine Ergiebigkeit in der Formulierung nach ca. 1-5 Tagen. Danach werden Endprodukte erhalten, die einen ausgezeichneten stabilen Perlglanz aufweisen.

Die tensidhaltigen Zusammensetzungen, in denen die erfindungsgemäßen Perlglanzdispersionen verwendet werden können, werden im folgenden beschrieben.

Als anionische Tenside kommen Sulfonate, Sulfate, Carboxylate, Phosphate und Mischungen aus den genannten Verbindungen in Betracht. Geeignete Kationen sind hierbei Alkalimetalle, wie z. B. Natrium oder Kalium oder Erdalkalimetalle, wie z. B. Calcium oder Magnesium sowie Ammonium, substituierte Ammoniumverbindungen, einschließlich Mono-, Di- oder Triethanolammoniumkationen und Mischungen der Kationen. Folgende Typen von anionischen Tensiden sind von besonderem Interesse: Alkylestersulfonate, Alkylsulfate, Alkylethersulfate, Alkylbenzolsulfonate, sekundäre Alkansulfonate, Seifen wie im folgenden beschrieben.

Alkylestersulfonate sind unter anderem lineare Ester von C₈-C₂₀-Carboxylsäuren (d. h. Fettsäuren), welche mittels gasförmigem SO₃ sulfoniert werden, wie in "The Journal of the American Oil Chemists Society" 52 (1975), pp. 323-329 beschrieben wird. Geeignete Ausgangsmaterialien sind natürliche Fette wie z. B. Talg Palmöl oder Cocosöl, können aber auch synthetischer Natur sein. Bevorzugte Alkylestersulfonate, speziell für Waschmittelanwendungen, sind Verbindungen der Formel

worin R¹ einen C₈-C₂₀-Kohlenwasserstoffrest, bevorzugt Alkyl und R einen C₁-C₆- Kohlenwasserstoffrest, bevorzugt Alkyl, darstellt. M steht für ein Kation, das ein wasserlösliches Salz mit dem Alkylestersulfonat bildet. Geeignete Kationen sind Natrium, Kalium, Lithium oder Ammoniumkationen, wie Monoethanolamin, Diethanolamin und Triethanolamin. Bevorzugt bedeuten R¹ C₁₀-C₁₆-Alkyl und R Methyl, Ethyl oder Isopropyl. Besonders bevorzugt sind Methylestersulfonate, in denen R¹ C₁₀-C₁₆-Alkyl bedeutet.

Alkylsulfate sind hier wasserlösliche Salze oder Säuren der Formel ROSO₃M, worin R bevorzugt ein C₁₀-C₂₄-Kohlenwasserstoffrest, bevorzugt C₁₀-C₂₀-Alkyl oder Hydroxyalkyl, besonders bevorzugt C₁₂-C₁₈ Alkyl- oder Hydroxyalkyl darstellt. M ist Wasserstoff oder ein Kation, z. B. ein Alkalimetallkation (z. B. Natrium, Kalium, Lithium), Ammonium oder substituiertes Ammonium z. B. Methyl-, Dimethyl- und Trimethylammoniumkationen und quaternäre Ammoniumkationen, wie Tetramethylammonium- und Dimethylpiperidiniumkationen und quaternäre Ammoniumkationen, abgeleitet von Alkylaminen wie Ethylamin, Diethylamin, Triethylamin und Mischungen davon. Alkylketten mit C₁₂-C₁₆ sind für niedrige Waschtemperaturen (z. B. unter ca. 50°C) und Alkylketten mit C₁₆-C₁₈ für höhere Waschtemperaturen (z. B. oberhalb ca. 50°C) bevorzugt.

Alkylethersulfate sind wasserlösliche Salze oder Säuren der Formel RO(A)_mSO₃M, worin R einen unsubstituierten C₁₀-C₂₄-Alkyl- oder Hydroxyalkylrest, bevorzugt einen C₁₂-C₂₀ Alkyl- oder Hydroxyalkylrest, besonders bevorzugt C₁₂-C₁₈-Alkyl- oder Hydroxyalkylrest darstellt. A ist eine Ethoxy- oder Propoxyeinheit, m ist eine Zahl größer als 0, vorzugsweise zwischen ca. 0,5 und ca. 6, besonders bevorzugt zwischen ca. 0,5 und ca. 3 und M ist ein Wasserstoffatom oder ein Kation wie z. B. Natrium, Kalium, Lithium, Calcium, Magnesium, Ammonium oder ein substituiertes Ammoniumkation. Spezifische Beispiele von substituierten Ammoniumkationen sind Methyl-, Dimethyl-, Trimethylammonium- und quaternäre Ammoniumkationen wie Tetramethylammonium und Dimethylpiperidiniumkationen, sowie solche, die von Alkylaminen, wie Ethylamin, Diethylamin, Triethylamin, Mischungen davon abgeleitet sind. Als Beispiele seien C₁₂-C₁₈-Fettalkoholethersulfate genannt, wobei der Gehalt an Ethylenoxid 1, 2, 2.5, 3 oder 4 mol pro mol Fettalkoholethersulfat beträgt, und in denen M Natrium oder Kalium ist.

In sekundären Alkansulfonaten kann die Alkylgruppe entweder gesättigt oder ungesättigt, verzweigt oder linear und gegebenenfalls mit einer Hydroxylgruppe substituiert sein. Die Sulfogruppe kann eine beliebige Position an der gesamten C-Kette einnehmen, wobei die primären Methylgruppen am Kettenanfang und Kettenende keine Sulfogruppen besitzen. Die bevorzugten sekundären Alkansulfonate enthalten lineare Alkylketten mit ca. 9 bis 25 Kohlenstoffatomen, bevorzugt von ca. 10 bis ca. 20 Kohlenstoffatome und besonders bevorzugt ca. 13 bis 17 Kohlenstoffatome. Als Kation ist beispielsweise Natrium, Kalium, Ammonium, Mono-, Di- oder Triethanolammonium, Calcium oder Magnesium bevorzugt.

Weitere geeignete anionische Tenside sind Alkenyl- oder Alkylbenzolsulfonate. Die Alkenyl- oder Alkylgruppe kann verzweigt oder linear und gegebenenfalls mit einer Hydroxylgruppe substituiert sein. Die bevorzugten Alkylbenzolsulfonate enthalten lineare Alkylketten mit ca. 9 bis 25 Kohlenstoffatomen, bevorzugt von ca. 10 bis ca. 13 Kohlenstoffatome, das Kation ist Natrium, Kalium, Ammonium, Mono-, Di- oder Triethanolammonium, Calcium oder Magnesium und Mischungen davon. Für milde Tensidsysteme ist Magnesium als Kation bevorzugt, für Standardwaschanwendungen dagegen Natrium. Gleiches gilt für Alkenylbenzolsulfonate.

Der Begriff anionische Tenside schließt auch Olefinsulfonate mit ein, die durch Sulfonierung von C₁₂-C₂₄-, vorzugsweise C₁₄-C₁₆-α-Olefinen mit Schwefeltrioxid und anschließende Neutralisation erhalten werden. Bedingt durch das Herstellverfahren, können diese Olefinsulfonate kleinere Mengen an Hydroxyalkan sulfonaten und Alkandisulfonaten enthalten. Spezielle Mischungen von α-Olefinsulfonaten sind in US-3,332,880 beschrieben.

Weitere bevorzugte anionische Tenside sind Carboxylate, z. B. Fettsäureseifen und vergleichbare Tenside. Die Seifen können gesättigt oder ungesättigt sein und können verschiedene Substituenten, wie Hydroxylgruppen oder α-Sulfonatgruppen enthalten. Bevorzugt sind lineare gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffreste als Anteil mit ca. 6 bis ca. 30, bevorzugt ca. 10 bis ca. 18 Kohlenstoffatomen.

Als anionische Tenside kommen weiterhin Salze von Acylaminocarbonsäuren in Frage, die durch Umsetzung von Fettsäurechloriden mit Natriumsarkosinat im alkalischen Medium entstehenden Acylsarcosinate; Fettsäure-Eiweiß- Kondensationsprodukte, die durch Umsetzung von Fettsäurechloriden mit Oligopeptiden erhalten werden; Salze von Alkylsulfamidocarbonsäuren, Salze von Alkyl- und Alkylarylethercarbonsäuren; C₈-C₂₄-Olefinsulfonate, sulfonierte Polycarboxylsäuren, hergestellt durch Sulfonierung der Pyrolyseprodukte von Erdalkalimetallcitraten, wie z. B. beschrieben in GB-1 ,082,179; Alkylglycerinsulfate, Fettacylglycerinsulfate, Alkylphenolethersulfate, primäre Paraffinsulfonate, Alkylphosphate, Alkyletherphosphate, Isethionate, wie Acylisethionate, N-Acyltauride, Alkylsuccinate, Sulfosuccinate, Monoester der Sulfosuccinate (besonders gesättigte und ungesättigte C₁₂-C₁₈-Monoester) und Diester der Sulfosuccinate (besonders gesättigte und ungesättigte C₁₂-C₁₈-Diester), Acylsarcosinate, Sulfate von Alkylpolysacchariden wie Sulfate von Alkylpolyglycosiden, verzweigte primäre Alkylsulfate und Alkylpolyethoxycarboxylate wie die der Formel RO(CH₂CH₂)_kCH₂COO⁻M⁺, worin R C₈-C₂₂-Alkyl, k eine Zahl von 0 bis 10 und M ein Kation ist, Harzsäuren oder hydrierte Harzsäuren, wie Rosin oder hydriertes Rosin oder Tallölharze und Tallölharzsäuren. Weitere Beispiele sind in "Surface Active Agents and Detergents" (Vol. I und II, Schwartz, Perry und Berch) beschrieben.

Als nicht-ionische Tenside kommen beispielsweise folgende Typen in Frage:
Polyethylen-, Polypropylen- und Polybutylenoxidkondensate von Alkylphenolen.

Diese Verbindungen umfassen die Kondensationsprodukte von Alkylphenolen mit einer C₆-C₂₀-Alkylgruppe, die entweder linear oder verzweigt sein kann, mit Alkenoxiden. Bevorzugt sind Verbindungen mit ca. 5 bis 25 mol Ethylenoxid pro mol Alkylphenol. Kommerziell erhältliche Tenside diesen Typs sind z. B. Igepal® CO-630, Triton® X-45, X-114, X-100 und X102, und die ®Arkopal-N-Marken der Hoechst AG.

Kondensationsprodukte von aliphatischen Alkoholen mit ca. 1 bis ca. 25 mol Ethylenoxid.

Die Alkylkette der aliphatischen Alkohole kann linear oder verzweigt, primär oder sekundär sein, und enthält im allgemeinen ca. 8 bis ca. 22 Kohlenstoffatome. Besonders bevorzugt sind die Kondensationsprodukte von C₁₀-C₂₀-Alkoholen, mit ca. 2 bis ca. 18 mol Ethylenoxid pro mol Alkohol. Die Alkylkette kann gesättigt oder auch ungesättigt sein. Die Alkoholethoxilate können eine enge ("Narrow Range Ethoxilates") oder eine breite Homologenverteilung des Ethylenoxides ("Broad Range Ethoxylates") aufweisen. Beispiele von kommerziell erhältlichen nichtionischen Tensiden dieses Types sind Teritol® 15-S-9 (Kondensationsprodukt eines C₁₁-C₁₅ linearen sekundären Alkohols mit 9 mol Ethylenoxid), Tergitol® 24-L- NMW (Kondensationsprodukt eines C₁₂-C₁₄-linearen primären Alkohols mit 6 mol Ethylenoxid mit enger Molgewichtsverteilung). Ebenfalls unter diese Produktklasse fallen die Genapol®-Marken der Hoechst AG.

Kondensationsprodukte von Ethylenoxid mit einer hydrophoben Basis, gebildet durch Kondensation von Propylenoxid mit Propylenglykol.

Der hydrophobe Teil dieser Verbindungen weist bevorzugt ein Molekulargewicht zwischen ca. 1500 und ca. 1800 auf. Die Anlagerung von Ethylenoxid an diesen hydrophoben Teil führt zu einer Verbesserung der Wasserlöslichkeit. Das Produkt ist flüssig bis zu einem Polyoxyethylengehalt von ca. 50% des Gesamtgewichtes des Kondensationsproduktes, was einer Kondensation mit bis zu ca. 40 mol Ethylenoxid entspricht. Kommerziell erhältliche Beispiele dieser Produktklasse sind die Pluronic®-Marken der BASF und die ®Genapol PF-Marken der Hoechst AG.

Kondensationsprodukt von Ethylenoxid mit einem Reaktionsprodukt von Propylenoxid und Ethylendiamin.

Die hydrophobe Einheit diese Verbindungen besteht aus dem Reaktionsprodukt von Ethylendiamin mit überschüssigem Propylenoxid und weist im allgemeinen ein Molekulargewicht von ca. 2500 bis ca. 3000 auf. An diese hydrophobe Einheit wird Ethylenoxid addiert, bis das Produkt einen Gehalt von ca. 40 bis ca. 80 Gew.-% Polyoxyethylen und ein Molekulargewicht von ca. 5000 bis ca. 11000 aufweist. Kommerziell erhältliche Beispiele dieser Verbindungsklase sind die ®Tretronic-Marken der BASF und die ®Genapol PN-Marken der Hoechst AG.

Semipolare nichtionische Tenside

Diese spezielle Kategorie von nichtionischen Verbindungen umfaßt wasserlösliche Aminoxide, wasserlösliche Phosphinoxide und wasserlösliche Sulfoxide jeweils mit einem Alkylrest von ca. 10 bis ca. 18 Kohlenstoffatomen. Semipolare nichtionische Tenside sind auch Aminoxide der Formel

R ist hierbei eine Alkyl-Hydroxyalkyl- oder Alkylphenolgruppe mit jeweils ca. 8 bis ca. 22 Kohlenstoffatomen, R² ist eine Alkylen- oder Hydroxyalkylengruppe mit ca. 2 bis 3 Kohlenstoffatomen oder Mischungen hiervon, jeder Rest R¹ ist eine Alkyl- oder Hydroxyalkylgruppe mit ca. 1 bis ca. 3 Kohlenstoffatomen oder eine Polyethylenoxidgruppe mit ca. 1 bis ca. 3 Ethylenoxideinheiten. Die R¹-Gruppen können miteinander über ein Sauerstoff- oder Stickstoffatom verbunden sein und somit einen Ring bilden. Aminoxide dieser Art sind besonders C₁₀-C₁₈- Alkyldimethylaminoxide und C₈-C₁₂-Alkoxiethyl-Dihydroxyethylaminoxide.

Fettsäureamide

Fettsäureamide besitzen die Formel

worin R eine Alkylgruppe mit ca. 7 bis ca. 21, bevorzugt ca. 9 bis ca. 17 Kohlenstoffatomen ist und jeder Rest R¹ Wasserstoff, C₁-C₄-Alkyl, C₁-C₄-Hydroxyalkyl oder (C₂H₄O)_xH bedeutet, wobei x von ca. 1 bis ca. 3 variiert. Bevorzugt sind C₈-C₂₀-Amide, -monoethanolamide, -diethanolamide und -isopropanolamide.

Weitere geeignete nicht-ionische Tenside sind insbesondere Alkyl- und Alkenyl oligoglycoside sowie Fettsäurepolyglykolester oder Fettaminpolyglykolester mit jeweils 8 bis 20, vorzugsweise 12 bis 18 C-Atomen im Fettalkylrest, alkoxylierte Triglycamide, Mischether oder Mischformyle, Fettsäure-N-alkylglucamide, Proteinhydrolysate, Phosphinoxide oder Dialkylsulfoxide.

Typische Beispiele für amphotere bzw. zwitterionische Tenside sind Alkylbetaine, Alkylamidbetaine, Aminopropionate, Aminoglycinate, oder amphotere Imdiazolinium- Verbindungen der Formel

worin R¹ C₈-C₂₂-Alkyl- oder -Alkenyl, R² Wasserstoff oder CH₂CO₂M, R³ CH₂CH₂OH oder CH₂CH₂OCH₂CH₂COOM, R⁴ Wasserstoff, CH₂CH₂OH oder CH₂CH₂COOM, Z CO₂M oder CH₂CO₂M, n 2 oder 3, bevorzugt 2, M Wasserstoff oder ein Kation wie Alkalimetall, Erdalkalimetall, Ammoniak oder Alkanolammonium bedeutet.

Bevorzugte amphotere Tenside dieser Formel sind Monocarboxylate und Dicarboxylate. Beispiele hierfür sind Cocoamphocarboxypropionat, Cocoamidocarboxypropionsäure, Cocoamphocarboxyglycinat (auch als Cocoamphodiacetat bezeichnet) und Cocoamphoacetat.

Weitere bevorzugte amphotere Tenside sind Alkyldimethylbetaine und Alkyldipolyethoxybetaine mit einem Alkylrest, der linear oder verzweigt sein kann, mit ca. 8 bis ca. 22 Kohlenstoffatomen, bevorzugt mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen und besonders bevorzugt mit ca. 12 bis ca. 18 Kohlenstoffatomen. Diese Verbindungen werden z. B. von der Hoechst AG unter dem Handelsnamen ®Genagen LAB vermarktet.

Als kationische Tenside werden quartäre Ammoniumsalze vom Typ

eingesetzt, worin
R¹ = C₈-C₂₄ n-, bzw. iso-Alkyl, bevorzugt C₁₀-C₁₈ n-Alkyl
R² = C₁-C₄-Alkyl, bevorzugt Methyl
R³ = R¹ oder R²
R⁴ = R² oder Hydroxyethyl oder Hydroxypropyl oder deren Oligomere
X⁻ = ein geeignetes Anion
sind.

Beispiele hierfür sind Distearyldimethylammoniumchlorid, Ditalgalkyldimethylammoniumchlorid, Ditalgalkylmethylhydroxypropyl ammoniumchlorid, Cetyltrimethylammoniumchlorid oder auch die entsprechenden Benzylderivate wie etwa Dodecyldimethylbenzylammoniumchlorid. Cyclische quartäre Ammoniumsalze, wie etwa Alkyl-Morpholinderivate können ebenfalls verwendet werden.

Darüberhinaus können neben den quartären Ammoniumverbindungen Imidazolinium-Verbindungen (1) und Imidazolinderivate (2) eingesetzt werden,

worin
R = C₈-C₂₄ n-, bzw. iso-Alkyl, bevorzugt C₁₀-C₁₈ n-Alkyl
X = Bromid, Chlorid, Jodid, Methosulfat
A = -NH-CO-, -CO-NH-, -O-CO-, -CO-O-
ist.

Weitere geeignete kationische Tenside sind die sogenannten Esterquats. Es handelt sich hierbei um Umsetzungsprodukte von Alkanolaminen und Fettsäuren, die anschließend mit üblichen Alkylierungs- oder Hydroxyalkylierungsagenzien quaterniert werden.

Bevorzugt als Alkanolamine sind Verbindungen gemäß der Formel

mit R¹ = C₁-C₃ Hydroxyalkyl, bevorzugt Hydroxyethyl und
R², R³ = unabhängig voneinander R¹ oder C₁-C₃ Alkyl, bevorzugt Methyl.

Besonders bevorzugt sind Triethanolamin und Methyldiethanolamin.

Weitere besonders bevorzugte Ausgangsprodukte für Esterquats sind Aminoglycerinderivate, wie z. B. Dimethylaminopropandiol.

Alkylierungs- bzw. Hydroxyalkylierungsagenzien sind Alkylhalogenide, bevorzugt Methylchlorid, Dimethylsulfat, Ethylenoxid und Propylenoxid.

Beispiele für Esterquats sind Verbindungen der Formeln:

wobei R-C-O abgeleitet ist von C₈-C₂₄-Fettsäuren, die gesättigt oder ungesättigt sein können. Beispiele hierfür sind Capronsäure, Caprylsäure, hydrierte oder nicht oder nur teilweise hydrierte Talgfettsäuren, Stearinsäure, Ölsäure, Linolensäure, Behensäure, Palminstearinsäure, Myristinsäure und Elaidinsäure. n liegt im Bereich von 0 bis 10, vorzugsweise 0 bis 3, besonders bevorzugt 0 bis 1.

Beispiele

Im folgenden werden Beispiele angeführt, die das erfindungsgemäße Verfahren verdeutlichen. Die Ansatzgrößen bei den folgenden Versuchen betrugen 1 l. Bei anderen Ansatzgrößen können sich die angegebenen Zeiten ändern. Es wurden folgende Temperaturprogramme verwendet, um den erfindungsgemäßen Perlglanz herzustellen:

Temperaturprogramm I: 15 min bei 85°C, in 150 min auf 60°C, 10 min bei 60°C, in 30 min auf 30°C.

Temperaturprogramm II: 15 min bei 90°C, in 120 min auf 60°C, in 90 min auf 30°C.

Temperaturprogramm III: 15 min bei 90°C, in 30 min auf 75°C, in 240 min auf 25°C.

Temperaturprogramm IV: 15 min bei 90°C, in 15 min auf 85°C, in 240 min auf 60°C, in 120 min auf 25°C.

Temperaturprogramm V: 15 min bei 90°C, in 15 min auf 80°C, in 300 min auf 60°C, in 60 min auf 25°C.

Temperaturprogramm VI: 15 min bei 90°C, in 15 min auf 75°C, in 360 min auf 60°C, in 120 min auf 25°C.

Temperaturprogramm VII: 15 min bei 90°C, in 15 min auf 75°C, in 5 min auf 60°C, in 120 min auf 25°C.

Temperaturprogramm VIII: 15 min bei 90°C, in 15 min auf 80°C, in 120 min auf 60°C, in 90 min auf 25°C.

Temperaturprogramm IX: 15 min bei 90°C, in 15 min auf 70°C, in 15 min auf 55°C, in 150 min auf 25°C.

Temperaturprogramm X: 15 min bei 90°C, in 15 min auf 80°C, in 120 min auf 60°C, in 90 min auf 25°C, in 60 min auf 50°C heizen, 15 min bei 50°C, in 90 min auf 25°C abkühlen.

Temperaturprogramm XI: 90 auf 75°C in 15 min, 75 auf 65°C in 90 min, 65 auf 45°C in 20 min, 45 auf 35°C in 90 min, 35 auf 25°C in 15 min.

Temperaturprogramm XII: 90 auf 45°C in 70 min, 45 auf 35°C in 2 Stunden, 35 auf 25°C in 15 min.

Temperaturprogramm XIII: 90 auf 75°C in 15 min, 75 auf 60°C in 2 Stunden, 60 auf 25°C in 30 min.

Temperaturprogramm XIV: 90 auf 25°C in 90 min.

Temperaturprogramm XV: 90 auf 75°C in 15 min, 75 auf 60°C in 3 Stunden, 60 auf 45°C in 20 min, 45 auf 35°C in 3 Stunden, 35 auf 25°C in 15 min.

Temperaturprogramm XVI: 90 auf 75°C in 15 min, 75 auf 60°C in 45 min, 60 auf 45°C in 20 min, 45 auf 35°C in 45 min, 35 auf 25°C in 15 min.

Temperaturprogramm XVII: 90 auf 45°C in 70 min, 45 auf 35°C in 45 min, 35 auf 25°C in 15 min.

Temperaturprogramm XVIII: 90 auf 75°C in 15 min, 75 auf 35°C in 7 Stunden, 35 auf 25°C in 15 min.

Temperaturprogramm XIX: 90 auf 75°C in 15 min, 75 auf 35°C in 90 min, 35 auf 25°C in 15 min.

Temperaturprogramm XX: 90 auf 80°C in 15 min, 80 auf 25°C in 9 Stunden.

Als Vergleichsbeispiel (in der Tabelle "Vergleich" genannt) diente Euperlan® PK 3000 von Henkel. Es wurde 5%ig in eine Shampoo-Formulierung eingearbeitet, ebenso wie die erfindungsgemäßen Beispiele in der Tabelle.

Euperlan® PK 3000 ist ein Perlglanzmittel, in dem Monoglykolmono- und -distearat als perlglanzgebende Komponenten eingesetzt werden. Es enthält außerdem noch Alkylamidpropylbetain, Alkoholoxethylate und Kochsalz.

Weiterhin werden folgende Abkürzungen für Handelsprodukte verwendet:
Gen. LRO = Genapol® LRO = 28% Alkylethersulfat-Natriumsalz in Wasser
Gen. SBE = Genapol® SBE = 35% Monoalkylpolyglykolethersulfo succinat-Natriumsalz in Wasser
SCID = Hostapon® SCID = Acylisethionat.

Die Abkürzung "PG" bedeutet "Perlglanz". Die Mengenangaben für die Handelsprodukte in der nachfolgenden Tabelle beziehen sich auf Reinsubstanzen, und nicht auf die handelsüblichen verdünnten Lösungen.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer Perlglanzdispersion, die

A) 5-30 Gew.-% einer Fettsäure, einer Fettsäuremischung und/oder Fettsäuresalzen der Formel
R-COOM
worin R einen geradkettigen oder verzweigten gesättigten Kohlenwasserstoffrest mit 14 bis 26 Kohlenstoffatomen und M Wasserstoff, ein Alkalimetallion, Erdalkalimetallion, Ammoniumion oder ein mit organischen Resten substituiertes Ammoniumion, oder Mischungen daraus;
B) 1 bis 50 Gew.-% an anionischen, kationischen, nichtionischen und/oder amphoteren Tensiden oder Mischungen daraus als Dispergatoren;
C) Wasser und gegebenenfalls weitere übliche Zusatzstoffe ad 100 Gew.-% enthält,
dadurch gekennzeichnet, daß man
1. einen oder mehrere der unter A) genannten Stoffe aufschmilzt;
2. Wasser, einen oder mehrere Dispergatoren und gegebenenfalls weitere Zusatzstoffe auf eine Temperatur erhitzt, die etwa der in Schritt 1 erreichten Temperatur entspricht und den pH dieser Mischung auf einen Wert kleiner 7 einstellt;
3. die in Schritt 1 erhaltene Schmelze in die in Schritt 2 erhaltene Mischung unter Bildung einer Emulsion einbringt;
4. die in Schritt 3 erhaltene Emulsion bei erhöhter Temperatur homogenisiert; und
5. die in Schritt 4 erhaltene homogene Emulsion von der Temperatur, die sie am Ende von Schritt 4 hat, in zeitlich voneinander getrennten Stufen auf die Temperatur abkühlt, bei der sie gelagert wird.

2. Verfahren zur Herstellung einer Perlglanzdispersion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Perlglanzdispersion 10 bis 20 Gew.-% an Fettsäuren, Fettsäuremischungen oder Fettsäuresalzen enthält.

3. Verfahren zur Herstellung einer Perlglanzdispersion nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß R C₁₆ bis C₂₂ bedeutet.

4. Verfahren zur Herstellung einer Perlglanzdispersion nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Fettsäurerest R-COO sich von Caprinsäure, Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure, Arachinsäure, Behensäure, Cocosfettsäure, Talgfettsäure sowie Mischungen daraus ableitet.

5. Verfahren zur Herstellung einer Perlglanzdispersion nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Fettsäure technische Fettsäureschnitte verwendet werden.

6. Verfahren zur Herstellung einer Perlglanzdispersion nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie bis zu 10 Gew.-% an mehrwertigen C₂- bis C₈-Alkoholen enthält.

7. Verfahren zur Herstellung einer Perlglanzdispersion nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß mehrwertige C₂- bis C₆-Alkohole verwendet werden.

8. Verfahren zur Herstellung einer Perlglanzdispersion nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß als mehrwertige Alkohole Ethylenglykol, 1,2-Propylenglykol, 1,3-Propylenglykol, Glycerin, Diethylenglykol, Triethylenglykol, Erythrit, Arabit, Adonit, Xylit, Sorbit, Mannit, Dulcit oder Mischungen daraus verwendet werden.

9. Verfahren zur Herstellung einer Perlglanzdispersion nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die in Schritt 5 genannte Abkühlung der Emulsion in mindestens 3 zeitlich voneinander getrennten Stufen erfolgt.

10. Verfahren zur Herstellung einer Perlglanzdispersion nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die in Schritt 5 genannte Abkühlung der Emulsion in bis zu 5 zeitlich voneinander getrennten Stufen erfolgt.

11. Verfahren zur Herstellung einer Perlglanzdispersion nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in einer der Abkühlstufen die Emulsion innerhalb von 10 bis 30 min auf eine Temperatur von 80 bis 45, bevorzugt von 80 bis 75°C abgekühlt wird.

12. Verfahren zur Herstellung einer Perlglanzdispersion nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß in einer der Abkühlstufen die Emulsion innerhalb von 10 min bis 6 h auf eine Temperatur von 65 bis 35, bevorzugt von 65 bis 60°C abgekühlt wird.

13. Verfahren zur Herstellung einer Perlglanzdispersion nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß in einer der Abkühlstufen die Emulsion innerhalb von 45 min bis 3 h auf eine Temperatur von 45 bis 35°C abgekühlt wird.

14. Verfahren zur Herstellung einer Perlglanzdispersion nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß in einer der Abkühlstufen die Emulsion innerhalb von 10 min bis 2 h auf eine Temperatur von 45°C bis Lagertemperatur abgekühlt wird.

15. Verfahren zur Herstellung einer Perlglanzdispersion nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß in einer der Abkühlstufen die Emulsion innerhalb von 10 bis 30 min auf Lagertemperatur abgekühlt wird.

16. Tensidformulierung, enthaltend 1 bis 10 Gew.-% einer Perlglanzdispersion, die gemäß dem Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15 hergestellt ist.

17. Flüssige Feinwaschmittel, Universalwaschmittel, Handgeschirrspülmittel, Klarspüler, flüssige Reinigungs- und Desinfektionsmittel, flüssige Seifen, Haarshampoos, Haarspülungen, Haarfärbemittel, Haarwellmittel, Schaumbäder, Gesichtsreinigungsmittel, Duschbadzubereitungen und 2 in 1-Formulierungen, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Perlglanzdispersion enthalten, die gemäß dem Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15 hergestellt ist.