DE19646520A1 - Geschirrspülmittel mit verstärkter Reinigungswirkung - Google Patents
Geschirrspülmittel mit verstärkter ReinigungswirkungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft Geschirrspülmittel mit verstärkter Reinigungskraft, besonders gegen
angetrockneten und angebrannten Schmutz, bestehend aus einer Tensidmischung und
wasserlöslichen Abrasivkörpern.
Versucht man mit herkömmlichen Handgeschirrspülmitteln angetrockneten und angebrannten
Schmutz zu entfernen, stößt man schnell an die Leistungsgrenze der Produkte. Aufgabe der
Erfindung war es nun, ein Handgeschirrspülmittel zu formulieren, daß neben der sonst für
diese Produktgruppe üblichen Tensidmischungen eine lösliche Abrasivkomponente enthält.
Bei konzentrierter Anwendung erleichtert diese Komponente die Reinigung von hartnäckigen
Anschmutzungen, bei verdünnter Anwendung weist das Produkt das Leistungsprofil von
hochwertigen Handgeschirrspülmitteln auf.
Reinigungsmittel mit löslichen Abrasivkörpern sind im Stand der Technik bekannt. Die US
Patentschrift 4,179,414 (Mobil Oil) schlägt vor, zum Reinigen von harten Oberflächen eine
Paste mit 50 bis 65 Gew.-% Natriumbicarbonat zu verwenden.
In der US 3.981,826 (Procter & Gamble) wird eine wasserlösliche, nichtwäßrige, flüssige,
pastöse oder gelatinöse Reinigungsmittelzusammensetzung mit Abrasivwirkung beschrieben,
die eine Dispersion eines wassermischbaren, flüssigen Mediums mit einem festen,
wasserlöslichen, anionischen Tensid beinhaltet und zusätzlich ein mit einem
Suspendierhilfsmittel stabilisiertes festes, partikuläres, wasserlösliches, anorganisches Salz
umfaßt.
In der US 4,051,055 (Procter & Gamble) wird vorgeschlagen, bis zu 50 Gew.-%
Natriumbicarbonat als Pufferreagenz oder Waschmittelbuildermaterial für einen Reiniger zum
Säubern von Porzellan oder Emailleoberflächen einzusetzen, wobei die Zusammensetzung
außerdem noch Hypochlorid, ein Fluoridsalz und Ton mit kationaustauschenden
Eigenschaften enthalten soll.
Die internationale Anmeldung WO 90/04630 (Henkel Corporation) beansprucht eine wäßrige
Zusammensetzung für das Sprühtrocknen von Waschmitteln, die 8-25 Gew.-% Tenside, 25
bis 60 Gew.-% Natriumcarbonat, 10 bis 40 Gew.-% einer Builderkomponente, 15 bis 35 Gew.
% Natriumsulfat, 0,5 bis 5 Gew.-% Additive, 0,5 bis 10 Gew.-% Alkylpolyglycosid und 0,5
bis 10 Gew.-% Natriumchlorid enthält.
Die europäische Anmeldung EP 110 106 (Henkel) beschreibt wäßrige, lager- und
wirkstoffstabile, flüssige oder pastöse Reinigungs- bzw. Scheuermittel mit einem Gehalt von
0 bis 60, vorzugsweise 10 bis 50 Gew.-% einer Abrasivkomponente mit einer Korngröße von
1 bis 200 Mikrometern (µm).
Das europäische Patent EP 193 375 (Unilever) betrifft eine gießbare, homogene, scheuernde
Reinigungsmittelzusammensetzung für harte Oberflächen, die außer einem Tensid im
wesentlichen ein wasserlösliches Salz in Mengen über seine Sättigungsgrenze hinaus
enthalten soll, dessen ungelöste Partikel die vorübergehende Abrasivwirkung zeigen.
Bevorzugt wird hier Natriumbicarbonat eingesetzt. In diesen Reinigungsmitteln für harte
Oberflächen können nur bis zu 45 Gew.-% ungelöste Abrasivkörper eingebracht werden.
Die europäische Patentschrift EP 334 566 (Unilever) behandelt gießfähige, homogene,
wäßrige Reinigungsmittelzusammensetzungen mit einer wasserlöslichen Abrasivkom
ponente, die zumindestens teilweise Natriumsulfat enthält, und für die manuelle Reinigung
von Geschirr geeignet ist. Die Zusammensetzung soll selbstverdickend sein, d. h. ohne den
Zusatz von Verdickungsmittel auskommen und mindestens 30 bis 89,5 Gew.-% bevorzugt
45-70 Gew.-% Wasser enthalten. Die Mittel sollen eine scheinbare Viskosität bei 20°C von
mindestens 6500 Pas bei einer Schergeschwindigkeit von 3×10-5 s-1 und nicht mehr als 10
Pas bei einer Schergeschwindigkeit von 21 s-1 aufweisen.
Die Europäische Patentschrift EP 502 030 (Unilever) beansprucht ein scherverdünnendes,
flüssiges scheuerndes Scheuermittel mit einem pH-Wert von 7-13, umfassend mehr als 10
Gew.-% Wasser, 1,5 bis 30 Gew.-% einer Waschmittelaktivstoffverbindung, mehr als 45
Gew.-% und bis zu 75 Gew.-% Natriumbicarbonat in Form von ungelösten Teilchen mit
einem definierten Volumenteilchendurchmesser von weniger als 80 Mikrometern, einer
definierten Spannweite dieser Teilchendurchmesserverteilung von 1 bis 3 und einer
scheinbaren Viskosität von mindestens 400 Pas bei einer Schwergeschwindigkeit von 3×10-5
s-1 und einer Temperatur von 20°C und einer scheinbaren Viskosität von nicht mehr als 10
Pas bei 21 s-1 bei 20°C.
Keine im Stand der Technik vorgeschlagenen Zusammensetzungen eignet sich aber als
ausgezeichnet reinigendes, handverträgliches, hartnäckigen Schmutz entfernendes,
temperatur- und lagerstabiles, gießfähiges und ökologisch besonders verträgliches
Handgeschirrspülmittel mit großen, wie z. B. mindestens 150 Mikrometer (µm), bevorzugt
200 Mikrometern im Durchmesser betragenden, wasserlöslichen Abrasivkörpern.
Voluminösere Abrasivkörper haben den Vorteil einer verbesserten Reinigungswirkung bei
angebranntem Schmutz haben aber den Nachteil einer schlechteren Suspendierbarkeit in
konzentrierter Form und damit einhergehend eine verschlechterte Lagerstabilität.
Eine weiterhin verbesserte Reinigungsleistung bei angebranntem Schmutz erhält man bei der
Verwendung von größeren Mengen Natriumbicarbonat als wasserlöslicher Abrasiv
komponente (z. B. mehr als 45 Gew.-%). Arbeitet man solche Mengen in die für diese
Reinigerklasse typischen Tensidmischungen aus anionischen Tendsiden wie Fettalkoholether
sulfat oder Fettalkoholsulfat, nichtionischen Tensiden wie Alkylpolyglykosid und
zwitterionischen Tensiden wie z. B. Betaine ein, so erhält man häufig hochviskose, schlecht
dosierbare und schlecht lösliche Produkte. Versucht man mit zusätzlichen Lösemitteln die
Erniedrigung der Viskosität einzustellen, so verschlechtert sich die Lagerstabilität der
Dispersion häufig dramatisch, so daß aus den Informationen des Standes der Technik kein
stabiles, in hohen Mengen feste, wasserlösliche, große Abrasivkörper enthaltendes
Handgeschirrspülmittel mit hervorragenden Reinigungsleistungen hergestellt werden kann.
Lagerstabile Produkte mit guten Gießeigenschaften und hervorragenden Reinigungsleistungen
gegen angetrockneten und angebrannten Schmutz und sehr guten Eigenschaften in verdünnter
Anwendung erhält man, wenn man ein Gemisch aus Fettalkoholethersulfat, ggf.
Fettalkoholsulfat, Alkylpolyglykosid und Betain zusammen mit Natriumbicarbonat mit einem
mittleren Teilchendurchmesser von mehr als 150 Mikrometern bevorzugt 200 Mikrometern
als wasserlösliche Abrasivkomponente und Natriumchlorid und einem Polyolsystem
einarbeitet.
Gegenstand der vorliegenden Anmeldung ist demnach ein Handgeschirrspülmittel enthaltend
anionische Tenside, Alkylpolyglycoside und Betaintenside sowie zwischen 46 und 50 Gew.
% Natriumbicarbonat mit einem mittleren Teilchendurchmesser von mehr als 150
Mikrometern (µm) bevorzugt 200 Mikrometern als wasserlöslicher Abrasivkomponente und 6
bis 8 Gew.-% Natriumchlorid und 0 bis 5 Gew.-% bevorzugt 0,5 bis 5 Gew.-% Lösungsmittel,
bevorzugt Polyethylenglycole.
Anionische Tenside gemäß der vorliegenden Erfindung können aliphatische Sulfate wie
Fettalkoholsulfate, Fettalkoholethersulfate, Dialkylethersulfate, Monoglyceridsulfate und
aliphatische Sulfonate wie Alkansulfonate, Olefinsulfonate, Ethersulfonate, n-Alkylether
sulfonate, Estersulfonate, und Lingninsulfonate sein. Ebenfalls im Rahmen der vorliegenden
Erfindung verwendbar sind Fettsäurecyanamide, Sulfobernsteinsäureester, Fettsäure
isethionate, Acylaminoalkansulfonate (Fettsäuretauride), Fettsäuresarcosinate, Ethercarbon
säuren und Alkyl(ether)phosphate.
Besonders bevorzugt im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind die Fettalkoholethersulfate.
Fettalkoholethersulfate sind Produkte von Sulfatierreaktionen an alkoxylierten Alkoholen.
Dabei versteht der Fachmann allgemein unter alkoxylierten Alkoholen die Reaktionsprodukte
von Alkylenoxid, bevorzugt Ethylenoxid, mit Alkoholen, bevorzugt im Sinne der
vorliegenden Erfindung die längerkettigen Alkohole. In der Regel entstehen aus n Molen
Ethylenoxid und einem Mol Alkohol, abhängig von den Reaktionsbedingungen ein
komplexes Gemisch von Additionsprodukten unterschiedlichen Ethoxylierungsgrades. Eine
weitere Ausführungsform besteht im Einsatz von Gemischen der Alkylenoxide bevorzugt des
Gemisches von Ethylenoxid und Propylenoxid. Ganz besonders bevorzugt im Sinne der
vorliegenden Erfindung sind niederethoxylierte Fettalkohole (1-4 EO, bevorzugt 2 EO).
Bevorzugt werden die anionischen Tenside in Mengen zwischen 1 bis 30 Gew.-% eingesetzt,
aber auch Mengen bis 45 Gew.-% können verwendet werden, z. B. wenn die Verwendung von
Fettalkoholsulfaten bevorzugt wird.
Nichtionische Tenside im Rahmen der vorliegenden Erfindung können Alkoxylate sein wie
Polyglycolether, Fettalkoholpolygycolether, Alkylphenolpolyglycolether, endgruppen
verschlossene Polyglycolether, Mischether und Hydroxymischether und Fettsäure
polyglycolester sein. Ebenfalls verwendbar sind Ethylenoxid, Propylenoxid, Blockpolymere
und Fettsäurealkanolamide und Fettsäurepolyglycolether. Eine wichtige Klasse nichtionischer
Tenside die erfindungsgemäß verwendet werden kann, sind die Polyol-Tenside und hier
besonders die Glucotenside, wie Alkylpolyglucosid und Fettsäureglucamide. Besonders
bevorzugt sind die Alkylpolyglucoside.
Alkylpolyglycoside sind Tenside, die durch die Reaktion von Zuckern und Alkoholen nach
den einschlägigen Verfahren der präparativen organischen Chemie erhalten werden können,
wobei es je nach Art der Herstellung zu einem Gemisch monoalkylierter, oligomerer oder
polymerer Zucker kommt. Bevorzugte Alkylpolyglykoside können Alkylpolyglucoside sein,
wobei besonders bevorzugt der Alkohol ein langkettiger Fettalkohol ist oder ein Gemisch
langkettiger Fettalkohole ist mit verzweigten oder unverzweigten Alkylkettenlängen zwischen
C8 und C18 und der Oligomerisierungsgrad der Zucker zwischen 1 und 10 ist.
Besonders bevorzugt verwendet man die Alkylpolyglycoside in Mengen zwischen 0,1 bis
14,9 Gew.-% bevorzugt 1 bis 8 Gew.-% und besonders bevorzugt 1,0 bis 4,0 Gew.-%.
Zu den zwitterionischen Tensiden oder Amphotensiden, die erfindungsgemäß eingesetzt
werden können, zählen die Alkylbetaine, die Alkylamidobetaine, die Imidazoliniumbetaine
und die Aminopropionate, genauso wie die Sulfobetaine und Biotenside.
Bevorzugt werden diese zwitterionischen Tenside in Mengen zwischen 0,1 bis 14,9 Gew.-%
bevorzugt 1 bis 8 Gew.-% und besonders bevorzugt 1,0 bis 4,0 Gew.-% eingesetzt.
Als Lösungsvermittler, etwa für Farbstoffe und Parfümöle können beispielsweise
Alkanolamine, Polyole wie Ethylenglycol, Propylenglycol, 1,2 Glycerin und andere ein- und
mehrwertige Alkohole, sowie Alkylbenzolsulfonate mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen im
Alkylrest dienen. Bevorzugte Bestandteile im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind aber
auch Polyethylenglycole mit Molekulargewichten bis zu 20.000. Sie werden bevorzugt in
Mengen von 0 bis 5 Gew.-% bevorzugt 0,5 bis 5 Gew.-% eingesetzt.
Die für die erfindungsgemäßen Mittel günstige Viskosität liegt bei 20°C zwischen 1000 und
10000 mPas, bevorzugt zwischen 2500 und 10000 mPas besonders bevorzugt bei 3000 bis
7000 mPas (Scherrate von 10 s-1) bzw. 500 und 5000 Pas (Scherrate von 30 s-1).
Für günstige Lagereigenschaften bevorzugte Werte der Nullscherviskosität ηc liegen zwischen
1000 bis 10000 Pas bevorzugt zwischen 1000 und 5000 Pas.
Zur Kontrolle der Viskosität hat es sich bewährt Natriumchlorid zuzusetzen, wobei in den
meisten beobachteten Fällen eine überraschende Verringerung der Viskosität zu beobachten
ist. In den für die Erfindung günstigsten Mengen wird Natriumchlorid in Mengen zwischen 6
und 8 Gew.-% eingesetzt.
Daneben können noch weitere, in Handgeschirrspülmitteln übliche, Inhaltsstoffe, wie z. B.
Entschäumer (wie z. B. Siliconöle, Paraffinöle oder Mineralöle), Lösungsmittel (wie z. B.
Alkohole), Verdicker (wie z. B. natürliche oder synthetische Polymere),
Strukturierungsmittel, Parfumstoffe, Farbstoffe Korrosionsinhibitoren, Konservierungsmitteln
o.a. in Handgeschirrspülmitteln übliche Inhaltsstoffe in Mengen bis zu 5 Gew.-% enthalten
sein.
Um die besonderen Vorteile der Gießfähigkeit trotz hohem Feststoffanteil, der stabilen
Suspendierbarkeit trotz voluminöser Partikel und der temperaturabhängigen Lagerstabilität zu
zeigen wurden rheologische Messungen durchgeführt.
Mit dem schergeschwindigkeitskontrollierten Rotationsrheometer Rheometrics RFS II mit
Platte-Platte-Meßsystem (2 mm Spalt) wurden Fließversuche durchgeführt, welche neben der
Nullscherviskosität η0 die schergeschwindigkeitsabhängige Viskosität η liefern. Weiterhin
ergeben dynamische Strain-Sweep-Experimente Werte für die Viskoelastizität (Elastizitäts
modul G' und Verlustmodul G'') und die Fließgrenze τF bei Raumtemperatur.
In der Tabelle 1 sind neben den Variationen in der Zusammensetzung die Viskositäten η bei
den Scherraten 0 s-1, 10 s-1 und 30 s-1 das Elastizitäts- oder Speichermodul G', das
Viskositäts- oder Verlustmodul G'', das Verhältnis G'/G'' als Maß für den Grad der
Viskoelastizität und die Fließgrenze τF aufgeführt.
Untersucht wurde folgende beispielhafte Rahmenrezeptur I:
13,5 Gew.-% Texapon® N 70 (C12/C14-Fettalkoholether-2EO-sulfat)
1,3 Gew.-% Dehyton® SPK/OKA (Cocoamidopropylbetain)
2 Gew.-% APG® 600 UP W (Alkylpolyglucosid-C12/C16 Alkylkette)
0,01 Gew.-% Siliconentschäumer
0,37 Gew.-% Parfüm
deren variable Parameter waren:
4 bis 6 Gew.-% Polydiol® 300 (Polyethylenglycol mittleres Molekulargewicht 300)
4 bis 10 Gew.-% NaCl
46 bis 52 Gew.-% Natriumbikarbonat (BiKa)
Rest Wasser.
13,5 Gew.-% Texapon® N 70 (C12/C14-Fettalkoholether-2EO-sulfat)
1,3 Gew.-% Dehyton® SPK/OKA (Cocoamidopropylbetain)
2 Gew.-% APG® 600 UP W (Alkylpolyglucosid-C12/C16 Alkylkette)
0,01 Gew.-% Siliconentschäumer
0,37 Gew.-% Parfüm
deren variable Parameter waren:
4 bis 6 Gew.-% Polydiol® 300 (Polyethylenglycol mittleres Molekulargewicht 300)
4 bis 10 Gew.-% NaCl
46 bis 52 Gew.-% Natriumbikarbonat (BiKa)
Rest Wasser.
Tabelle I
Alle Muster (mit Ausnahme von Ansatz Nr. 3) weisen das für die Gießfähigkeit bei der
Anwendung günstige scherverdünnende pseudoplastische Fließverhalten mit Fließgrenze auf,
d. h. unter Scherung nimmt die Viskosität stark ab.
Bei verschwindender Scherung liegt eine für Lagerung günstige, meist hohe
Nullscherviskosität η0 vor. Alle Dispersionen verhalten sich mehr oder weniger
viskoelastisch.
In der Regel nehmen die rheologischen Eigenschaften mit zunehmenden Bikarbonat- und
Kochsalzgehalt bei gegebenen Polydiolgehalt in unterschiedlicherweise zu. Bei 46 und 48%
Natriumbikarbonat bauen sich die resultierenden Viskositäten und Dichten mit zunehmenden
Kochsalzgehalt auf und erreichen quasi Sättigungswerte. Bei 50 und 52% Natriumbikarbonat
sind durch den erhöhten Feststoffanteil hohe Viskositäten erreicht und die Dichte durchläuft
ein Maximum. Ohne sich auf eine bestimmte Theorie festzulegen, glaubt die Anmelderin, daß
dazu eine verstärkte Dispergierung von Luft beitragen könnte. Der Einfluß durch die
Variation der Kochsalzmenge ist hier weitaus weniger wirksam.
Die Erhöhung von 4 auf 6% für Polyethylenglycol bei 52% Natriumbikarbonat zur Kontrolle
der Viskosität bewirkt eine mehr oder weniger starke Destabilisierung der Dispersionen und
Erniedrigung der Viskositäten und Dichten.
Besonders stark destabilisierte Systeme wie zum Beispiel die Ansätze 3, 15, 45 und 46 weisen
Anzeichen einer Trennung bereits während der rheologischen Messung unter dem Einfluß der
wirkenden Scherkräfte auf.
Ein weiterer wichtiger Parameter für die Beurteilung der Lagerstabilität ist die Temperatur
abhängigkeit der gemessenen Werte. Die Tabelle II zeigt die Temperaturabhängigkeit der
rheologischen Eigenschaften für eine ausgewählte Dispersion nach Rezeptur I.
Temperaturabhängige Viskosität
Temperaturabhängige Viskosität
Zusammenfassend wurde gezeigt, daß sehr unterschiedliche Einflußfaktoren auf die
Gießfähigkeit und die Produktstabilität von suspendierten abrasiven wasserlöslichen
Natriumbicarbonatteilchen mit einem mittleren Teilchendurchmesser von mehr als 200
Mikrometern wirken. Zwischen 46 und 50 Gew.-% Natriumbikarbonat kann mit 6 bis 8 Gew.
% Kochsalz ein gießfähiges und lagerstabiles Produkt erhalten werden, dessen Eigenschaften
durch eine Anpassung des Gehalts des Polydiols justierbar sind.
Erhöhte Natriumbikarbonatgehalte bewirken zwar höhere Viskositätswerte, aber die bei den
dabei durchgeführten Messungen auftretenden Dichteschwankungen lassen Probleme bei der
technischen Realisierung erwarten.
Claims (5)
1. Gießfähiges lagerstabiles Handgeschirrspülmittel enthaltend anionische Tenside,
Alkylpolyglycoside und Betaintenside dadurch gekennzeichnet, daß zwischen 46 und 50
Gew.-% Natriumbicarbonat mit einem mittleren Teilchendurchmesser von mehr als 150
Mikrometern (µm) bevorzugt mehr als 200 Mikrometern als wasserlöslicher
Abrasivkomponente und 6 bis 8 Gew.-% Natriumchlorid und 0 bis 5 Gew.-% bevorzugt 0,5
bis 5 Gew.-% Lösungsmittel bevorzugt Polyethylenglycole enthalten sind.
2. Mittel nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß 0,4 bis 30 Gew.-% Tenside enthalten
sind.
3. Mittel nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als
anionische Tenside 0,2 bis 29,7 Gew.-% bevorzugt 5 bis 25 Gew.-%, besonders bevorzugt 10
bis 20 Gew.-% Fettalkoholethersulfate, 0,1 bis 14,9 Gew.-% bevorzugt 1 bis 8 Gew.-%
Alkylpolyglucoside und 0,1 bis 14,9 Gew.-% bevorzugt 0,5 bis 8 Gew.-% Betaintenside
enthalten sind.
4. Mittel nach einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich
zwischen 0,5 und 15 Gew.-% Fettalkoholsulfate enthalten sind.
5. Mittel nach einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß weiter in
Handgeschirrspülmitteln übliche Inhaltsstoffe, wie Entschäumer, Lösungsmittel, Verdicker,
Strukturierungsmittel, Parfumstoffe, Farbstoffe Korrosionsinhibitoren, Konservierungsmitteln
o.a. enthalten sind.
Priority Applications (6)
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US09/254,609 US6225272B1 (en) | 1996-11-12 | 1997-11-12 | Dishwashing detergent with enhanced cleaning effect |
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EP97951891A EP0941297A2 (de) | 1996-11-12 | 1997-11-12 | Geschirrspülmittel mit verstärkter reinigungswirkung |
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Publication Number | Publication Date |
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BR (1) | BR9713011A (de) |
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WO2002044311A2 (en) * | 2000-11-29 | 2002-06-06 | The Procter & Gamble Company | Hand dishwashing composition containing a suds suppresser and a method of use therefor |
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PL3118301T3 (pl) * | 2015-07-13 | 2019-04-30 | Procter & Gamble | Produkt czyszczący |
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