Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bleiche oberflächen¬ aktiver Verbindungen durch Kombination von Persauerstoff- Verbindungen 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¬ stoff-Verbindungen, wie beispielsweise Wasserstoffperoxid, Perborate oder Percarbonate eingesetzt, die die früher häufig verwendeten Hypochlorite beinahe vollständig verdrängt haben.

Von Nachteil bei der Bleiche mit Persauerstoff-Verbindungen ist die ausgeprägte Abhängigkeit der Bleicheffekte von Ver¬ unreinigungen, die den spontanen Zerfall der Peroxide bewir¬ ken und in der Praxis zu erheblichen Schwankungen der Bleichergebnisse führen. Weitere Probleme stellen die hohen Anforderungen an die Arbeitssicherheit, die zum Teil langen Kesselbelegungszeiten sowie die auftretenden Schaumprobleme dar.

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 Persauerstoff- ^"- Verbindungen, das sich dadurch auszeichnet, daß man die Bleiche in Gegenwart von Bleichboostern ausgewählt aus der Gruppe, die von

a) Doppelschichthydroxid-Verbindungen und b) Triacetin

gebildet wird, durchführt.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß durch den Zusatz von Doppelschichthydroxid-Verbindungen, insbesondere Hydrotalcit, und/oder Triacetin die Bleichwirkung von Persauerstoff-Ver¬ bindungen, insbesondere Wasserstoffperoxid, signifikant

verbessert werden kann. Gemäß der Lehre des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es möglich, die Farbe oberflächenaktiver Ver¬ bindungen mit einer vergleichsweise geringeren Menge an Per¬ sauerstoff-Verbindungen in kürzeren Zeiten so aufzuhellen, daß sie höchsten ästhetischen Anforderungen genüge leisten. Durch den verminderten Einsatz an Bleichmitteln und die weitgehende Vermeidung eines spontanten Peroxidzerfalls unter Freisetzung von Sauerstoff wird zudem auch die Schaumproble¬ matik gelöst.

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

Besonders gute Bleichergebnisse werden beispielsweise an Al- yl- und/oder Alkenyloligoglykosiden der Formel (I) erzielt,

_R l_0-[G] _p (I)

in der

R* für einen Alkyl- und/oder Alkenylrest mit 4 bis 22 Koh¬ lenstoffatomen, [G] für einen Zuckerrest mit 5 oder 6 Kohlenstoffatomen und p für Zahlen von 1 bis 10

steht,

deren Verfärbungen in der Regel u. a. die Folgen einer star¬ ken thermischen Belastung bei der destillativen Aufarbeitung darstellen.

Besonders bevorzugt lassen sich Alkyl- und/oder Alkenyloli¬ goglykoside bleichen, die sich von Aldosen bzw. Ketosen und insbesondere von der Glucose ableiten. Die bevorzugten Alkyl- und/oder Alkenyloligoglykoside sind somit die Alkyl- und/oder Alkenyloligoglucoside.

Die Indexzahl p in der allgemeinen Formel (I) 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 Alkyl- und/oder Alkenyloligoglykosid eine analytisch ermittelte rechnerische Größe, die meistens eine gebrochene Zahl darstellt. Vorzugs¬ weise werden Alkyl- und/oder Alkenyloligoglykoside mit einem mittleren Oligomerisierungsgrad p von 1,1 bis 3,0 gebleicht. Besonders bevorzugt sind solche Alkyl- und/oder Alkenyloli¬ goglykoside, deren Oligomerisierungsgrad kleiner als 1,7 ist und insbesondere zwischen 1,2 und 1,5 liegt.

Der Alkyl- bzw. Alkenylrest R* kann sich von primären Alko¬ holen mit 4 bis 22, vorzugsweise 8 bis 18 Kohlenstoffatomen ableiten. Typische Beispiele sind Butanol, Capronalkohol, Caprylalkohol, Caprinalkohol, Laurylalkohol, Myristylalkohol, Cetylalkohol, Palmoleylalkohol, Stearylalkohol, Isostearylal- kohol, Oleylalkohol, Elaidylalkohol, Petroselinylalkohol, Arachylalkohol, Gadoleylalkohol, Behenylalkohol, Erucylalko- hol sowie deren technische Mischungen auf Basis von natür¬ lichen Fetten und Ölen, beispielsweise Palmöl, Palmkernöl, Kokosöl oder Rindertalg.

Alkyl- und/oder Alkenyloligoglykoside 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 0 301 298 AI und WO 90/3977 verwiesen.

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- kyϊphenolethersulfate 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 PerSauerstoff-Verbindungen 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¬ stoff-Verbindungen kann 0,5 bis 5, vorzugsweise 1 bis 3 Gew.-% - bezogen auf den Feststoffgehalt der zu bleichenden oberflächenaktiven Verbindung - betragen.

Bei den Doppelschichthydroxid-Verbindungen handelt es sich um bekannte, zwei-dimensionale anorganische Polykationen, bei denen der innerkristalline Ladungsausgleich durch bewegliche Zwischenschichtanionen erfolgt [(Zhimia, _2__- 99 (1970)]. Che¬ misch gesehen, stellen diese Verbindungen basische Mischsalze zwei- und dreiwertiger Metallionen dar, die der Formel (II) folgen,

[M(II)!_-,__(III) _x (OH) ₂ ]A * z H ₂ 0 (II)-

in der

M(II) für Magnesium und/oder Calcium,

M(III) für Aluminium,

A für ^\' ein Anion, aus der von Carbonat, Hydrogencarbo- nat, Sulfat, Hydroxid und Halogeniden gebildeten

Gruppe, x für eine Zahl von 0,2 bis 0,4 und z für 0 oder eine Zahl von 1 bis 10

steht.

Einige Eigenschaften dieser Verbindungsklasse, etwa deren Verwendung als Katalysatormaterial, als Ionenaustauscher und einige medizinische Anwendungen wurden von W. T. Reichle zu¬ sammenfassend beschrieben [CHKMTECH, Jan. 1986, 58]. Ver¬ schiedene Möglichkeiten zur ihrer technischen Herstellung sind der DE-OS 20 61 156 zu entnehmen.

Ein gut charakterisierter und hinsichtlich seiner besonders vorteilhaften Eigenschaften als Bleichbooster und Peroxid¬ stabilisator bevorzugter Vertreter dieser Stoffgruppe ist der als Mineral in der Natur vorkommende Hydrotalcit. Es sind auch synthetisch hergestellte Hydrotalcite bekannt, die z.B. in den DE-C-15 92 126, DE 33 46 943 AI, DE 33 06 822 AI und EP 0 207 811 AI beschrieben sind. Hydrotalcit ist ein natür¬ liches Mineral mit der Idealformel

r__g ₆ Al2(OH) ₁₆ ]C0 ₃ * 4 H ₂ 0,

dessen Struktur von derjenigen des Brucits (Mg(0H)2) abge¬ leitet ist. Brucit kristallisiert in einer SchichtStruktur mit den Metallionen in Oktaederlücken zwischen zwei Schichten aus dichtgepackten Hydroxylionen, wobei nur jede zweite Schicht der Oktaederlücken besetzt ist. Im Hydrotalcit sind einige Magnesiumionen durch Aluminiumionen ersetzt, wodurch das Schichtpaket eine positive Ladung erhält. Diese wird durch die Anionen ausgeglichen, die sich zusammen mit zeo- lithischen Kristallwasser in den Zwischenschichten befinden.

Als weitere typische Vertreter dieser Stoffgruppe seien

- Magaldrat [Mg ₁ oAl5(OH)3 ₁ ] (Sθ4)2 * n H2O,

- Pyroaurit [ ggFe2(OH)-_6]Cθ3 * 4,5 H2O und

- Hydrocalumit [Ca ₂ Al(OH)6]N0 ₃ * n H ₂ 0

genannt.

Triacetin stellt den Triester des Glycerins mit Essigsäure dar und ist eine bekannte, wohlfeile chemische Verbindung.

Die Bleichbooster können in Konzentrationen von 0,1 bis 5, vorzugsweise 0,5 bis 2 Gew.-% - bezogen auf den Feststoff- gehalt der zu bleichenden oberflächenaktiven Verbindung - eingesetzt werden.

Zur Bleiche werden die oberflächenaktiven Verbindungen mit den Persauerstoff-Verbindungen und den Bleichboostern ver¬ setzt. Dies kann bei Umgebungstemperatur oder aber auch bei der Bleichtemperatur erfolgen, wobei letztere 50 bis 110, vorzugsweise 70 bis 90°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 8 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:

^A ) Ci2/i4-Kokosalkyloligoglucosid

Plantaren( ^R ) APG 600, Fa.Henkel KGaA, Düsseldorf/FRG

DP-Grad = 1,3

50 gew.-%ig in Wasser

B) alpha-Sulfotalgfettsäuremethylester-Na-Salz Texin( ^R ) ES 68, Fa.Henkel KGaA, Düsseldorf, FRG 30 gew.-%ig in Wasser

Beispiele 1 bis 3, Vergleichsbeispiele VI und V2:

Die Tenside A und B wurden jeweils mit 2 Gew.-% Wasserstoff¬ peroxid in Form einer 30 gew.-%igen wäßrigen Lösung sowie ge-_ gebenenfalls 1 Gew.-% Hydrotalcit (C300, Fa.Giulini, Ludwigs- hafen/FRG) bzw. 2 Gew.-% Triacetin versetzt, auf pH 10 einge¬ stellt und unter Rühren über einen Zeitraum von 2 h auf eine Temperatur von 90°C erhitzt. Die Konzentrationsangaben sind jeweils auf den Feststoffanteil der Tenside bezogen. Die Er¬ gebnisse sind in Tab.l zusammengefaßt.

Tab.1; Bleiche oberflächenaktiver Verbindungen

Legende; BB - Bleichbooster c(BB) = Konzentration Bleichbooster HDT = Hydrotalcit TRI = Triacetin