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Reinigungsmittel
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Die Erfindung betrifft ein Reinigungsmittel, bestehend aus Bestandteil
Anteil a) einem alkalischen Builder aus der Gruppe Natriumtripolyphosphat, Mischungen
von Natriumtripolyphosphat mit einer alkalischen Verbindung aus der Gruppe Kaliumhydroxid,
Natriumsulfat und Natriumcarbonat; Trinatriumphosphat, Tetranatriumpyrophosphat,
Natriumhydroxid, Nitriltriessigsäure, Natriumcitrat, Kaliumcitrat und Kombinationen
dieser Stoffe 5 bis 75% b) einem Netzmittel, bestehend aus einem Gemisch von Mono-
und Polygulcosiden eines gemischten Alkohols mit 8 bis 10 Kohlenstoff atomen und
einem Ethoxylat 0,5 bis 30% c) einem Flockungsmittel 2 bis 40%
Das
Reinigungsmittel der Erfindung ist insbesondere dazu bestimmt, in Form einer verdünnten
wäßrigen Lösung zur Reinigung verschmutzter Fußböden verwendet zu werden, vor allem
in Verbindung mit bestimmten Fußbodenreinigungsmaschinen.
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Bei der maschinellen Fußbodenreinigung wird das aufgetragene Reinigungsmittel
zusammen mit dem abgelösten Schmutz von der Maschine wieder aufgenommen. Während
früher die benutzte, schmutzhaltige Lösung in besonderen Behältern gesammelt und
bei Wiederauffüllung der Maschine mit frischer Reinigungslösung verworfen wurde,
sind neuere Maschinen mit einem Umlaufsystem ausgerüstet, in dem die wiederaufgenommene,
verschmutzte Reinigungslösung von Schmutzstoffen befreit und der Wiederverwendung
zugeführt wird. Zur Abscheidung der Verunreinigungen aus der benutzten Reinigungslösung
werden meist Filter eingesetzt, doch ergeben sich bei der Filtration häufig Schwierigkeiten,
weil die in der benutten Reinigungslösung suspendierten Schmutzstoffe häufig eine
so kleine Teilchengröße haben, daß sie die Poren normaler Tiefenfilter verstopfen.
Die Filter müssen dann häufig gereinigt oder ausgewechselt werden, und es ist ein
nicht unerheblich höherer Kraftaufwand erforderlich, um die Lösung durch das Filter
zu drücken.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Reinigungsmittel anzugeben,
das nicht nur schmutzlösend wirkt, sondern die abgelösten Schmutzteilchen auch agglomeriert,
so daß sie sich leicht aus der Reinigungslösung durch Filtration abtrennen lassen.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Reinigungsmittel der
eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß das Äthoxylat ein anionisches modifiziertes
Äthoxylat mit 4 bis 18 Kohlenstoffatomen
in der Hauptkette und
das Flockungsmittel ein Copolymerisat aus Dimethyl-diallylammoniumchlorid und Acrylamid
mit einem Molekulargewicht von über 1 Million ist.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
angegeben.
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Kaliumhydroxid wird in dem Reinigungsmittel der Erfindung wegen seiner
hohen Alkalität verwendet, da es in gewisser Hinsicht als pH-Puffer wirkt (Beispiele
1, 3 und 4). Wenn saure Verunreinigungen mit der Lösung in Berührung kommen, wird
der pH-Wert der Reinigungslösung auch nach Einwirkung wesentlicher Mengen solcher
Schmutzstoffe hoch gehalten.
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Eine weitere vorteilhafte Eigenschaft des Kaliumhydroxids besteht
darin, daß es die Grenzflächenaktivität des Netzmittels erhöht und fettige Schmutzstoffe
verseift, wodurch diese leichter löslich werden.
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Soda (Natriumcarbonat) wird als alkalischer Builder verwendet, der
dem Reinigungsmittel ein beträchtliches Verseifungsvermögen und auch eine gewisse
Fähigkeit zur Wasserenthärtung erteilt. Da wäßrige Sodalösungen einen hohen pH-Wert
haben, vermögen sie saure Schmutzstoffe zu neutralisieren und die Alkalität des
Reinigungsmittels zu erhöhen.
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Unter den anderen alkalischen Buildern und die Alkalität erhöhenden
Stoffen, die bei dem Reinigungsmittel der Erfindung verwendet werden können, finden
sich: Trinatriumphosphat Tetranatriumpyrophosphat Tetrakaliumpyrophosphat und Natriumhydroxid.
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Diese alkalischen Builder dienen als eigentliche Reinigungsmittel.
Ihre Hauptfunktion besteht darin, auf der zu reinigenden Fläche eventuell vorhandene
saure Schmutzstoffe zu neutralisieren. Ferner tragen diese Stoffe normalerweise
zu den Emulgiereigenschaften des Reinigungsmittels bei.
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Das Netzmittel ist ein anionisches modifiziertes Äthoxylat mit 4 bis
18 Kohlenstoffatomen in der Hauptkette, das in saurer Form vorliegt. Ein solches
biologisch abbaubares modifiziertes Äthoxylat ist beispielsweise unter dem Warenzeichen
"Triton DF-20" im Handel und ein wirksames Tensid. Seine Aufgabe in dem Reinigungsmittel
besteht darin, das Netuzvermögen des Wassers zu erhöhen, so daß die Reinigungslösung
rasch und vollständig in den Schmutz eindringen kann. Dadurch wird die mechanische
Energie, die zum Ablösen des Schmutzes vom Untergrund erforderlich ist, herabgesetzt.
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Das Tensid hat normalerweise einen in einem weiten Temperaturbereich
liegenden Dispersionstrübungspunkt. Damit die Materialien unter Arbeitsbedingungen
stabil in Lösung bleiben, sollte der Dispersionstrübungspunkt zwischen 0 und 100
OC liegen.
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Die Verwendung anionischer Tenside in einem Reinigungsmittel, das
auch kationische Polyelektrolyte als Flockungsmittel enthält, wurde bisher wegen
der entgegengesetzten Polarität dieser beiden Stoffe als unzweckmäßig angesehen.
Erfindungsgemäß wurde jedoch festgestellt, daß eine gegenseitige nachteilige Beeinflussung
nicht stattfindet, wenn das aniolnlsche Tensid in saurer Form vorliegt und einen
solchen Dispersionstrübungspunkt hat, daß die Materialien unter Arbeitsbedingungen
stabil in Lösung bleiben.
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Das Flockungsmittel ist ein kationischer Polyelektrolyt mit hohem
Molekulargewicht, der eine Agglomeration der suspendierten und dispergierten Schmutzteilchen
fördert. Diese bilden, wie festgestellt wurde, Flocken, die beim Bewegen der Reinigungslösung
aufschwimmen und leicht aus der Lösung abfiltriert werden können, während gleichzeitig
eine saubere Bodenfläche erhalten wird. Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Copolymerisat
aus Dimethyl-diallylammoniumchlorid und Acrylamid mit einem Molekulargewicht von
über 1 Million hat sich als Flockungsmittel ausgezeichnet bewährt. Anionische Flockungsmittel
haben die Fähigkeit, zusammengeballte Schmutzteilchen zum Aufschwimmen zu bringen,
normalerweise nicht, doch können bei bestimmten Arbeitslösungen auch zusätzlich
noch verträgliche anionische Flockungsmittel verwendet werden.
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Die alkalischen Builder bestehen, wie schon angegeben, vorzugsweise
aus folgenden Stoffen: Natriumtripolyphosphat Kombinationen von Natriumtripolyphosphat
mit Natriumsulfat und/oder Soda Trinatriumphosphat Tetranatriumpyrophosphat Natriumhydroxid
Nitriltriessigsäure Natriumcitrat Kaliumcitrat s0vie~Kombinationen dieser Stoffe.
Sie sind in einer solchen Menge zu nden, daß der pH-Wert der Lösung am besten mindestens
10 beträgt. Lösungen ittttinem niedrigeren pH-Wert können manchmal ebenfalls brauchbar
sein, doch ist in den meisten Fällen der höhere pH-Wert besser. Anstelle der Phosphate
kann
man vielfach mit Erfolg die Ersatz stoffe Nitriltriessigsäure und die Alkalicitrate
verwenden.
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Die Wirksamkeit des Reinigungsmittels kann dadurch unterstützt und
gefördert werden, daß ihm ein Flotationshilfsmittel zugesetzt wird. Gut bewährt
als Flotationshilfsmittel haben sich Natriumalkylarylsulfonate mit 11 bis 13 Kohlenstoffatomen
in der Alkylgruppe. Das Flotationshilfsmittel kann in einer Menge von 1 bis 10%
des Gesamtgewichtes des alkalischen Builders, Netzmittels und Flockungsmittels zugegeben
sein.
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Bei manchen Anwendungen empfiehlt sich ferner der Zusatz von Koagulationshilfsmitteln
wie Eisen(III)-chlorid, Alaun, Flugasche, Calciumchlorid, Eisen(II)-sulfat, Bentonit,
Guar-Harz und Polyäthylenoxid.
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In der nachstehenden Tabelle sind die Mengenbereiche angegeben, in
der die einzelnen Komponenten zur Herstellung des Reinigungsmittels in Form einer
Lösung oder eines Trockenproduktes eingesetzt werden: TABELLE I Bestandteil Anteil
Alkalischer Builder aus der Gruppe Natriumtripolyphosphat; Kaliumhydroxid, Soda;
Trinatriumphosphat; Tetranatriumpyrophosphat, Tetrakaliumpyrophosphat; Natriumhydroxid,
bestimmte Kombinationen dieser Builder 5 - 75% Netzmittel 0,5 - 30% Flockungsmittel
2 - 40% Wasser 0 - 90%
Es versteht sich, daß die jeweiligen Anteile
in den vorstehend angegebenen Bereichen unter Berücksichtigung des Gesamtergebnisses
so gewählt werden müssen, daß bei der Verwendung von Wasser in dem Konzentrat dieses
leichter löslich wird. Ferner muß man, wenn der Anteil einer Komponente an der oberen
Grenze des Bereichs liegt, die Anteile anderer aktiver Komponenten entsprechend
verringern.
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Ein engerer Arbeitsbereich wird durch folgenden Ansatz umschrieben,
der mit einigen Beispielen übereinstimmt: TABELLE II Bestandteil Anteil Alkalischer
Builder aus der Gruppe Natriumtripolyphosphat, Natriumsulfat, Soda, Trinatriumphosphat,
Tetranatriumpyrophosphat, Tetrakaliumpyrophosphat, Natriumhydroxid, bestimmte Kombinationen
dieser Verbindungen 4 - 40% Netzmittel 0,5 - 15% Flotationshilfsmittel (Natrium-alkyl-aryl-sulfonat)
0 - 3% Flockungsmittel (Copolymerisat aus Diallyl-dimethylammoniumchlorid und Acrylamid
mit einem mittleren Molekulargewicht von über 1 000 000) 2 - 40% Koagulationshilfsmittel
0 - 5% Wasser O - 90% Hinsichtlich der jeweils zu wählenden Anteile gelten die gleichen
Grundsätze, wie sie im Zusammenhang mit dem Ansatz nach Tabelle I dargelegt worden
sind.
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Die eigentliche Reinigungs- oder Arbeitslösung enthält Polyelectrolyt
in einer Menge zwischen 2 und 50000 ppm. Falls die Konzentration geringer als 2
ppm ist, ist das Flockungsvermögen der Lösung geringer als erwünscht; falls die
Konzentration höher als 50000 ppm ist, neigt die Lösung zum Gelieren. Normalerweise
wird mit einer Konzentration zwischen 100 und 20000 ppm eine einwandfreie Leistung
erzielt.
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Falls für bestimmte Anwendunqsfälle gewünscht, können dem Reinigungsmittel
Komplexbildner als Komponenten zugesetzt werden. Ebenso kann man dem Reinigungsmittel
die üblichen Parfüms und optischen Aufheller zusetzen.
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Anhand der folgenden Beispiele wird die Erfindung näher veranschaulicht.
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BEISPIEL 1 Aus folgenden Stoffen wurde ein erster Teil eines Reinigungsmittel-Konzentrats
hergestellt: Bestandteil Gehalt Natriumtripolyphosphat 5% Kaliumhydroxid (40% Wasser)
4% Soda (wasserfrei) 8% Natriummetasilicat (Pentahydrat) 3% Netzmittel (biologisch
abbaubares modifiziertes Äthoxylat) 2% Wasser 78% Das Wasser wurde in einen mit
einer Heizschlange ausgerüsteten
Rührkessel gegeben; dann wurden
die Trockenstoffe zugesetzt, und die Mischung wurde bis zum Lösen der Stoffe gerührt.
Sodann wurden die alkalischen Lösungen und danach das Netzmittel zugesetzt. Das
Gemisch wurde kräftig gerührt, bis die leicht strohgelb gefärbte Flüssigkeit homogen
und klar war.
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Beim Mischen kann eine exotherme Reaktion vorkommen, doch wird am
besten eine Mischtemperatur von etwa 43 OC eingehalten.
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Sodann wurde ein Flockungsmittel für den Zusatz zu dem Reinigungsmittel
hergestellt. Es bestand aus folgenden Komponenten: Bestandteil Gehalt Poly-diallyl-dimethyl-ammoniumchlorid
mit einem mittleren Molekulargewicht zwischen 250 000 und 300 000 50% Copolymerisat
aus Dimethyl-diallyl-ammoniumchlorid und Acrylamid mit einem Molekulargewicht von
über 1 Million 50% Das Flockungsmittel wurde mit Wasser im Verhältnis 50:50 gemischt
und das so vorgemischte Flockungsmittel wurde dem Reinigungsmittel-Konzentrat in
einer Menge von 2 bis 40%, bezogen auf das Trockengewicht des alkalischen Builders
und Netzmittels, zugesetzt. Am besten wird der Anteil des Flockungsmittels so gewählt,
daß es im Schmutz in einer Menge von 300-700 ppm zugegen ist. Aber auch Konzentrationen
zwischen 200 ppm und 2000 ppm können brauchbar sein.
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Auch ein Koagulationshilfsmittel kann zugesetzt werden, beispielsweise
Betonit in einer Menge bis zu 5 Gew.-%. Das Koagulationshilfsmittel ist aber nicht
bei allen Anwendungen erforderlich.
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Arbeitslösungen aus dem Reinigungsmittel enthalten 2 Gew.-% des Reinigungsmittels.
Bei starker Verschmutzung können Arbeitslösungen erforderlich sein, die bis zu 5
Gew.-% des Reinigungsmittels enthalten.
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BEISPIEL 2 Ein Reinigungsmittel-Konzentrat mit einer Zusammensetzung
wie dasjenige des Beispiels 1 wurde mit 20 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Builders
und Netzmittels, Poly-diallyldimethyl-ammoniumchlorid in Form einer 40Eigen Lösung
versetzt, und das Gemisch wurde nach dem Verfahren des Beispiels 1 zu einem Reinigungsmittel
verarbeitet.
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BEISPIEL 3 Aus folgenden Stoffen wurde ein Reinigungsmittel-Konzentrat
hergestellt: Bestandteil Gehalt Natriumtripolyphosphat 5% Kaliumhydroxid (40%ige
wäßrige Lösung) 4% Soda (wasserfrei 8% Natriummetasilicat 3% Netzmittel des Beispiels
1 2% Wasser 78% Dieses Reinigungsmittel-Konzentrat wurde sodann mit dem Flockungsmittel
des Beispiels 1 gemischt. Es wurde ein Reinigungsmittel erhalten, das zu sehr wirksamen
Arbeitslösungen mit einem Reinigungsmittel-Gehalt zwischen 2 und 10% verdünnt
werden
konnte. Es wurde gefunden, daß das Schmutzhaltevermögen der Arbeitslösungen etwa
35mal größer als das Gewicht der als Flockungsmittel dienenden Polyelektrolyten
war.
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BEISPIEL 4 Es wurde ein Reinigungsmittel-Konzentrat folgender Zusammensetzung
hergestellt: Bestandteil Gehalt Natriumtripolyphosphat 5% Kaliumhydroxid (40%ige
wäßrige Lösung) 4% Soda (wasserfrei) 8% Natriummetasilicat 3% Netzmittel des Beispiels
1 2% Wasser 78% Dieses Reinigungsmittel-Konzentrat wurde sodann mit dem Flockungsmitel
des Beispiels 1 gemischt. Es wurde ein Reinigungsmittel erhalten, das zu sehr wirksamen
Arbeitslösungen mit einem Reinigungsmittel-Gehalt zwischen 2 und 10% verdünnt werden
konnte. Es wurde gefunden, daß das Schmutzhaltevermögen der Arbeitslösungen etwa
35mal größer als das Gewicht des als Flockungsmittel dienenden Polyelektrolyten
war.
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Die Erfahrung hat gelehrt, daß eine typische Fußbodenreinigungsmaschine,
die mit einem im Handel erhältlichen Standardreinigungsmittel betrieben wird, mit
190 1 Reinigungs- oder 2.
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Arbeitslösung eine Gesamtfläche von 6300 m eines leicht verschmutzten
Fußbodens in einem Durchgang reinigen kann. Die gleiche Maschine kann nach der Ausrüstung
mit einem einzigen
Reinigungsmittelbehälter von 190 1 Fassungsvermögen
und einem einfachen Filter bei Verwendung des Reinigungsmittels gemäß der Erfindung
eine Fußbodenfläche von 21180 m2 in einem Durchgang reinigen. Diese größere Reinigungsleistung
wird durch die Wiederverwendung der Reinigungslösung möglich. Ferner wurde gefunden,
daß bei der Verwendung eines Standard-Reinigungsmittels zwei Durchgänge erforderlich
waren, um den gleichen Reinheitsgrad zu erzielen, der bei Verwendung des Reinigungsmittels
gemäß der Erfindung mit einem Durchgang der Maschine erreicht wird.
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Die bei einer Reinigungsstreifenbreite von 66 cm zuzuführende Flüssigkeitsmenge
liegt vorzugsweise in der Größenordnung von 9,5 1/min. Man erhält so eine verhältnismäßig
dicke Flüssigkeitsschicht auf dem Fußboden, deren Dicke in der Größenordnung von
etwa 0,1 mm liegt. Ständige Bewegung und Durchmischung dieser Schicht führt rasch
zur Bildung stabiler Flocken.
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Die Reinigungslösung gemäß der Erfindung kann mehrfach wiederverwendet
werden. Es versteht sich, daß die Anzahl der Wiederverwendungen in hohem Maße von
dem Verschmutzungsgrad abhängt, doch ist eine 8 - 10fach Wiederverwendung unter
normalen Verschmutzungsbedingungen leicht erreichbar. Bei bestimmten Arbeiten kann
es notwendig sein, verbrauchte Komponenten der Reinigungslösung zu ersetzen. Dies
gilt besonders für das Flockungsmittel und das Flotationshilfsmittel, da ein Teil
dieser Komponenten bei der Filtration aus der Lösung verlorengeht.