DE2840464C3

DE2840464C3 - Reinigungsmittel für Fenster, Spiegel und reflektierende Oberflächen

Info

Publication number: DE2840464C3
Application number: DE2840464A
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Chem. Dr. Karlheinz 5657 Haan Disch
Original assignee: Henkel AG and Co KGaA
Current assignee: Henkel AG and Co KGaA
Priority date: 1978-09-16
Filing date: 1978-09-16
Publication date: 1981-04-09
Also published as: US4343725A; DE2840464A1; EP0009194B1; EP0009194A1; DE2840464B2; ATE1319T1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft wäßrige, gerüststoff- und lösungsmittelfreie Reinigungsmittel für Glas, insbesondere Fenster, Spiegel und ähnliche refelektierende Oberflächen, nachfolgend »Fensterreinigungsmittel« genannt.

Fensterreinigungsmittel kommen beim Gebrauch im Haushalt meist mit der Haut der Hände der Benutzer in Berührung und müssen daher entsprechend milde sein, d. h. sie sollen in erster Linie die Haut, aber auch umliegende Flächen aus Lack, Holz, Leder und dergleichen möglichst wenig angreifen und schädigen. Darüber hinaus müssen sie wirksam genug sein, den üblichen fett- und pigmenthaltigen Schmutz von Fensterscheiben, Spiegeln, Glassteinen, Autoscheiben und ähnlichen reflektierenden Oberflächen zu entfernen. Schließlich sollen die gereinigten Oberflächen schnell und streifenfrei, ohne mechanische«; Nachpolieren, auftrocknen.

Derartige Mittel enthalten im allgemeinen Ammoniak und/oder eine organische oberflächenaktive Verbindung mit hoher Netzfähigkeit in wäßriger Lösung, der noch wasserlösliche anorganische Lösungsmittel, wie beispielsweise niedermolekulare aliphatische Alkohole, Glycole, Glycolether oder Aceton, zugesetzt werden können.

Aus der DE-OS 2616 404 sind entsprechende Reinigungsmittel bekannt, die es ermöglichen sollen, daß Glasflächen beim Reinigungs- und Spülvorgang ohne gesondertes Abtrocknen fleckenfrei erhalten werden können. Dies sind wäßrige Medien, die 0.01-1 Gew.-% eines wasserlöslichen Tensids und ein wasserlösliches, nicht proteinisches, kationisches Polymer mit einem Molekulargewicht von 25000 bis 10000000 enthalten, wobei das Gewichtsverhältnis des Tensids zum Polymer in der Spülflüssigkeit etwa 2:1 bis etwa 1000:1 betragen soll. Bei diesen Mitteln wird jedoch ein Abspulen der Glasflächen vor dem Trocknenlassen empfohlen, was beim Reinigen großer Glasflächen im Haushalt, d. h. in geschlossenen Räumen nicht immer möglich, in jedem Falle aber unbequem ist. Ein weiterer Nachteil dieser kationischen Polymere ist ihre Unverträglichkeit mit anionischen Verbindungen, so daß z. B. die gebräuchliche Mitverwendung von Aniontensiden stark eingeschränkt ist. Man hat daher entsprechend der Lehre der DE-OS

is 2220540 wäßrigen oder wäßrig-alkoholischen Fensterreinigungsmitteln mit einem Gehalt von 0,01-5 Gew.-% eines nichtionischen oder anionischen oberflächenaktiven Mittels und gegebenenfalls auch Ammoniak etwa 0,03 bis 2 Ge\v.-% eines löslichen polymeren Salzes zugesetzt, wobei das polymere Salz aus einem Copolymeren von 1-2 MoI eines monovinylaromatischen Monomeren pro Mol einer ungesättigten Dicarbonsäure bzw. deren Anhydrid besteht, welches mit einer ausreichenden Menge Ammoniak, einer Alkalimetall-Base oder einem Amin unter Bildung von löslichmachenden Salzgruppierungen neutralisiert ist. Durch diesen Zusatz sollen die Streifenbildung auf den gereinigten Glasflächen sowie deren Beschlagen bei hoher Luftfeuchtigkeit

jo vermindert und ihnen eine staubabweisende Ausrüstung verliehen werden. Mit diesen Mitteln, die einerseits die dort beanspruchten polymeren Salze in den niedrigen Mengen des beanspruchten Konzentrationsbereichs enthalten, erzielt man zwar auf nur sehr wenig angeschmutzten Fensterscheiben oder Spiegeln einen guten Antibeschlageffekt, sie besitzen aber eine nur geringe Reinigungswirkung. Auf natürlich angeschmutzten Fenstern, die auf der Innenseite etwa Zigarettenrauch oder Zentralheizungsluft und auf der Außenseite des Abluft starken Straßenverkehrs ausgesetzt sind, reicht die Reinigungsleistung bei weitern nicht aus. Die Folge ist ein Verschmieren der von der Flotte nicht aufgenommenen Schmutzbestandteile auf der Scheibenfläche, so daß nach dem Reimgungsvorgang Schleier oder Schlieren zurückbleiben, also keine ausreichende Reinigung erfolgt. Erhöht man andererseits den Gehalt an polymeren Salzen innerhalb des beanspruchten Konzentrationsbereichs, so wird zwar die Schmutzentfernung besser, jedoch bilden sich dann auf den Glasflächen Rückstände aus der Reinigungsflotte. Diese Rückstände lassen sich durch trokkenes Polieren nicht entfernen, und man ist dann ebenfalls gezwungen, mit klarem Wasser nachzuwischen.

Auch nach der Lehre der US-PS 3 939 090 werden Fensterreinigungsmitteln zur verbesserten Reinigungsleistung und Antibeschlagwirkung 0,01 bis 0,1 Gew.-% eines Copolymeren aus einem von einem ethylenisch ungesättigten Carbonsäureanhydrid oder

bo -teilester abgeleiteten Monomeren mit einem carboxylgruppenfreien ethylenisch ungesättigten Monomeren zugesetzt, das ein Molgewicht von etwa 400 bis etwa 2000000 haben kann. Damit diese Mittel ihre Wirkung voll entfalten können, ist außerdem ein Zusatz von Lösungsmitteln unerläßlich.

Es wurde nun gefunden, daß man die mit den bekannten Polymerenzusätzen verbundenen Nachteile vermeiden kann, wenn man einem gerüststoff- und

lösungsmittelfreien Fensterreiniger auf Basis wäßriger Tensidlösungen geringe Mengen nichtionischer Polymerer, nämlich Polyethylenglycole mit Molgewichten zwischen 300000 und 4000000, vorzugsweise zwischen 500000 und 1000000, zusetzt. Überraschend war vor allem die unerwartet hohe Reinigungsverstärkung durch die sehr geringen Zusatzmengen dieser Polymeren bei gleichzeitig guter Antibeschlagwirkung, die der bei Verwendung der bekannten ionischen Polymeren entspricht. Darüber hinaus haben >o die erfindungsgemäß eingesetzten Polyethylenglycole die Fähigkeit, den Reibungswiderstand beim Abwischen der Glasoberflächen zu verringern, so daß der Abwischvorgang erleichtert wird. Ferner zeichnen sie sich gegenüber den bekannten zugesetzten Polymeren dadurch aus, daß sie mit nahezu allen gebräuchlichen Tensiden verträglich sind und daß die mit ihnen versetzten Fenstcrreinigungsmittei weder Lösungsmittelzusätze benötigen noch die mit ihnen gereinigten Flächen eines Nachspülens mit klarem Wasser bedürfen.

Die vorliegende Erfindung betrifft daher wäßrige, gerüststoff- und lösungsmittelfreie Reinigungsmittel für Glas, insbesondere für Fenster, Spiegel und reflektierende Oberflächen mit einem Gehalt an wasserlösliehen Polymeren, die dadurch gekennzeichnet sind, daß sie

- 0,01 bis 0,5, vorzugsweise 0,05 bis 0,2 Gew.-% eines wasserlöslichen nichtionischen Polymers

• aus der Gruppe der Polyethylenglycole mit Molgewichten zwischen 300000 und 4000000, vorzugsweise zwischen 500000 und 1000000,

- 0,1 bis 5, vorzugsweise 0,5 bis 5 Gew.-% synthetische anionische, nichtionische oder kationische Tenside oder geeignete Gemische daraus,

- 0 bis 5, vorzugsweise 0,1 bis 2 Gew.-% einer basischen Verbindung,

- Rest bis 100 Gew.-% entmineralisiertes Wasser sowie gegebenenfalls sonstige übliche Hilfsstoffe, insbesondere Duft- und Farbstoffe und Konservierungsmittel,

enthalten.

Die Fensterreiniger werden für den Gebrauch mit Wasser im Verhältnis 1:10 bis 1:100 zur sogenannten Gebrauchslösung verdünnt. Die Gebrauchslösung kann entweder mit Hilfe eines Schwammes oder Tuches auf die Glasflächen appliziert werden oder aber mittels einer Sprühpumpe direkt auf die Oberfläche gesprüht und sofort anschließend mit einem Fensterleder, einem Gummischieber oder einem Tuch abgewischt werden. Ein Nachwischen oder Trockenpolieren ist nicht erforderlich.

Die genannten Polyethylenglycole werden in bekannter Weise dadurch hergestellt, daß man Ethylenglycole in bekannter Weise einem Polykondensationsprozeß unterwirft. Man kann sie auch als Kondensationspolymere des Ethylenoxids mit Ethylenglycol oder Wasser auffassen. Sie besitzen die allgemeine Formel HO(-CHj-CH₂-O)_n H, wobei η im Falle der erfindungsgemäß eingesetzten Polyethy- e>o lenglycole zwischen 4800 und 64600 variieren kann.

Derartige Polymere sind auch im Handel erhältlich.

Die einsetzbaren Tenside und Tensidgemische sind praktisch nicht beschränkt. Lediglich Seifen sollten wegen ihrer Neigung zur Kalkfleckenbildüng in hartem Wasser, nicht verwendet werden, und die bekannte Unverträglichkeit der meisten Gemische aus anionischen und kationischen Tensiden ist zu beachten.

Die Tenside enthalten im Molekül wenigstens einen hydrophoben organischen Rest und einen wasserlöslich machenden anionischen, nichtionischen oder katiGnischen Rest. Bei dem hydrophoben Rest handelt es sich meist um einen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 8-26, vorzugsweise 10-22 und insbesondere 12-18 C-Atomen oder um einen alkylaromatischen Rest mit 6-18, vorzugsweise 8-16 aliphatischen C-Atomen.

Als anionische Tenside sind z. B. solche vom Typ der Sulfonate, Sulfate und der synthetischen Carboxylate brauchbar.

Als Tenside vom Sulfonattyp kommen Alkylbenzolsulfonate (C^jj-Alkyl), Gemische aus Alken- und Hydroxylakansulfonaten sowie Disulfonaten, wie man sie beispielsweise aus Monoolefinen mit end- oder innenständiger Doppelbindung durch Sulfonieren mit gasförmigem Schwefeltrioxid und anschließende alkalische oder saure Hydrolyse der Sulfonierungsgruppe erhält, in Betracht. Weiter eignen sich Alkansulfonate, die aus Alkanen durch Sulfochlorierung oder Sulfo:;ydation und anschließende Hydrolyse bzw. Neutralisation bzw. durch Bisulfitaddition an Olefine erhältlich sind. Weitere brauchbare Tenside vom Sulfonattyp sind die Ester von α-Sulfofettsäuren, z. B. die a-Sulfonsäuren aus hydrierten Methyl- oder Ethylestern der Cocos-, Palmkern- oder Talgfettsäure.

Geeignete Tenside vom Sulfattyp sind die Schwefelsäuremonoester primärer Alkohole (z. B. aus Cocosfettalkoholen, Talgfettalkoholen oder Oleylalkohol) und diejenigen sekundären Alkohole. Weiterhin eignen sich sulfatierte Fettsäurealkanolamide, Fettsäuremonoglyceride oder Umsetzungsprodukte von 1-4 Mol Ethylenoxid mit primären oder sekundären Fettalkoholen oder Alkylphenolen.

Weitere geeignete anionische Tenside sind die Fettsäureester bzw. -amide von Hydroxy- oder Amino-carbonsäuren bzw. -sulfonsäuren, wie 7. B. die Fettsäuresarcoside, -glycolate, -lactate, -tauride oder -isethionate

Die anionischen Tenside können in Form ihrer Alkali-, Erdalkali- und Ammoniumsalze sowie als lösliche Salze organischer Basen, wie Mono-, Di- oder Triethanolamin vorliegen. Die Natriumsalze werden meist aus Kostengründen bevorzugt.

Als nichtionische Tenside sind Anlagerungsprodukte von 4-40, vorzugsweise 4-20 Mol Ethylenoxid an 1 Mol Fettalkohol, Alkandiol, Alkylphenol, Fettsäure, Fettamin, Fettsäureamid oder Alkansulfonamid verwendbar. Besonders wichtig sind die Anlagerungsprodukte von 5-16 Mol Ethylenoxid oder Ethylen- und Propylenoxid an Cocos- oder Talgfettalkohole, an Oleylalkohol oder an sekundäre Alkohole mit 8-18, vorzugsweise 12-18 C-Atomen, sowie an Mono- oder Dialkylphenole mit 6-14 C-Atomen in den Alkylresten. Neben diesen wasserlöslichen Nonionics sind aber auch nicht bzw. nicht vollständig wasserlösliche Polyglycolether mit 1-4 Ethylenglycoletherresten im Molekül von Interesse, insbesondere, wenn sie zusammen mit wasserlöslichen nichtionischen oder anionischen Tensiden eingesetzt werden.

Weiterhin sind als nichtionische Tenside die wasserlöslichen, 20-250 Ethylenglycolethergruppen und 10-100 Propylenglycolethergruppen enthaltenden Anlagerungsprodukte von Ethylenoxid an Polypro-

pylenoxid, Alkylendiaminpoly-propylenglycol und Alkylpropylenglycole mit 1-10 C-Atomen in der AI-kylkette brauchbar, in denen die Polypropylenglycolkette als hydrophober Rest fungiert.

Auch nichtionische Tenside vom Typ der Aminoxide sind verwendbar. Typische Vertreter sind beispielsweise die Verbindungen N-Dodecyl-N,N-dimethylaminoxid, N-Tetradecyl-N.N-dihydroxyethylaminoxid, N-Hexadecyl-N,N-bis-(2,3-dihydroxypropyl)-aminoxid.

Die kationischen Tenside enthalten wenigstens einen hydrophoben und wenigstens einen basischen, gegebenenfalls als Salz vorliegenden wasserlöslichmachenden Rest. Bei dem hydrophoben Rest handelt es sich um einen aliphatischen oder cycloaliphatischen Kohlenwasserstoff rest mit vorzugsweise 10-22 C-Atomenoderum einen alkyl- bzw. cycloalkylaromatischen Rest mit vorzugsweise 8-16 aliphatischen C-Atomen. Als basische Reste kommen in erster Linie basische Stickstoffatome in Frage, die auch mehrfach in einem Tensidmolekül vorhanden sein können; bevorzugt handelt es sich um quartäre Ammoniumverbindungen, wie beispielsweise N-Dodecyl-Ν,Ν,Ν-trimethyIammoniummethosulfat, N-Hexadecyl- bzw. N-Octadecyl-N^N-trimethylammoniumchlorid, !^,N-Dicocosalkyl-KN-dimethylammoniumchlorid, N-Dodecyl-l^N-dimethyl-N-benzylammoniumbromid, das Umsetzungsprodukt von 1 Mol Talgalkylamin mit 10 Mol Ethylenoxid, N-Dodecyl-N,N',N'-trimethyl-l ,3-diaminopropan, N-Hexadecylpyridiniumchlorid.

Die genannten Stickstoffverbindungen lassen sich durch entsprechende Verbindungen mit quartärem Phosphoiatom oder mit tertiärem Schwefelatom ersetzen.

Als basische anorganische Verbindungen können die Hydroxide, Carbonate und Bicarbonate des Natriums, Kaliums, Lithiums bzw. Ammoniums, als basische organische Verbindungen Amine, wie Mono-, Di-undTrialkylamine,mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen im Alkylrest, entsprechende Mono-, Di- und Trialkanolamine, cycloaliphatische Amine wie Cyclohexylamin, heterocyclische Amine wie Morpholin usw. verwendet werden. Ammoniak in Form von Ammoniumhydroxid und Triethanolamin werden dabei bevorzugt.

Als Konservierungsmittel können die für wäßrige Tensidlösungen allgemein bekannten antimikrobiellen Wirkstoffe, wie z. B. Formaldehyd, Benzoate, Phenolderivate und ähnliche, zugesetzt werden. Die Zusätze an Färb- und Duftstoffen sind variabel und hängen von der Verfügbarkeit ihrer Beständigkeit in leicht alkalischen Reinigungsmitteln und vom jeweiligen Zeitgeschmack ab.

Versuchsmethoden

Die Anti-Nebelbildung wurde unter Laborbedingungen dadurch geprüft, daß man Spiegel von der Größe 40 X 50 cm zunächst sorgfältig säuberte und trocknete, mit einem Fettstift eine Mittellinie markierte und dann die einr Hälfte mit dem erfindungsgemäßen Fensterreiniguiigiiiinttel und die andere Hälfte mit einem Vergleichsprodukt behandelte. Nach dem Trocknen an der Luft wurden vor beide Spiegelhälften gleich große Gefäße mit siedendem Wasser gestellt und die Nebelbildung auf dem Spiegel beobachtet.

Diese Labormethode wurde in die Praxis umgesetzt, indem man Badezimmerspiegel wie vorstehend behandelte und anschließend die Dusche mit Heißwasser aufdrehte, so daß sich im Badezimmer Wasserdampf entwickelte. Dabei wurde das Beschlagen der Spiegelhälften beobachtet. Es ergab sich in allen Fällen völlige Übereinstimmung zwischen den Ergebnissen der Labormethode und dem praktischen Test. Die Reinigungswirkung, die Leichtigkeit des Abwischvorgangs, die Streifenbildung und das Wiederanschmutzverhalten wurde an Fensterscheiben, die

ίο durch unterschiedliche Umweltbedingungen auch unterschiedlich angeschmutzt waren, geprüft. Dabei wurden die erfindungsgemäßen Fensterreinigungsmittel und ein Vergleichsprodukt wiederum auf unmittelbar nebeneinanderliegenden Flächen angewendetund die Ergebnisse verglichen. Als Fensterscheiben wurden Innenscheiben kleiner Räume, in denen stark geraucht wurde, sowie Außenscheiben, die starker Verschmutzung durch Straßenverkehr ausgesetzt waren, herangezogen.

Schließlich wurden die erfindungsgemäßen Fensterreinigungsmittel und ein Vergleichsprodukt professionellen Fensterputzern für die Dauer von einigen Wochen zum Gebrauch zur Verfügung gestellt und anschließend die Erfahrungen beim Gebrauch abgefragt. Die Ergebnisse sind den nachfolgend wiedergegebenen Beispielen zu entnehmen.

Die Zusammensetzung des Vergleichsproduktes entsprach dabei dem erfindungsgemäßen Fensterreiniger, wobei jedoch als Polymeres ein Styrol-Maleinsäureanhydrid-Copolymeres mit einem ungefähren Molgewicht von 2300 eingesetzt wurde, wie es der DE-OS 2220540 entspricht.

Beispiel 1

- 1,5 Gew.-% eines Anlagerungsproduktes von Ethylen- und Propylenoxid an einen Oxoalkohol

- 0,1 Gew.-% Natriumsalz eines sulfatierten mit 2 Mol Ethylenoxid umgesetzten C₁₂-C₁₈-Fettalkoholgemisches

- 0,5 Gew.-% Ammoniaklösung (25%ig)

- 0,05 Gew.-% Polyethylenglycolether vom Molgewicht ca. 600000

- 0,001 Gew.-% Farbstoffe

- Rest Wasser, entmineralisiert.

v> Die Anti-Nebelbildung auf Spiegeln wurde verglichen mit einem Produkt gleicher Zusammensetzung, das, jedoch anstelle des Polyethylenglykolethers mengengleich ein Styrol-Maleinhydrid-Copolymer gemäß der DE-OS 2 220 540 enthielt. Beide Produkte lieferten in jeweils 1 %iger Lösung gute Antibeschlageffekte. Sodann wurden beide Produkte auf natürlich angeschmutzten Fensterscheiben angewendet. Hierbei erreichte man mit dem erfindungsgemäßen Fensterreiniger eine vollkommen streifeiifreie Glasfläche,

während das Vergleichsprodukt einen deutlichen Schleier hinterließ, der erst durch nachfolgendes Wischen mit klarem Wasser zu beseitigen war. Die beiden Vergleichsprodukte wurden außerdem für 6 Wochen professionellen Fensterputzern zum Gebrauch

bo gegeben. Die Befragung ergab, daß die erfindungsgemäße Formulierung hinsichtlich Reinigungswirkung, Rückstandsfreiheit, leichter Abwischbarkeit günstiger als das Vergleichsprodukt und als sonstige bisher von ihnen benutzte Mittel beurteilt wurden.

Beispiel 2

- 1,0 Gew.-% Anlagerungsprodukt von 10 Mol Ethylenoxid an ein C_11/14-Alkandiol

- 0,5 Gew.-%C_10/13-Alkylbenzolsulfonat, Na-SaIz

- 0,05 Gew.-% Polyethylenglycolether mit einem Molgewicht von etwa 400000

- 0,5 Gew.-% Ammoniaklösung (25%ig)

- Rest Wasser (entmineralisiert)

Mit diesem Produkt ließen sich bereits in l%iger Lösung durch Zigarettenrauchkondensat stark verunreinigte Fensterscheiben und ihre Rahmen aus Kunststoff streifenfrei reinigen.

Im Vergleich dazu hinterließ ein Produkt mit einem Gehalt an Styrol-Maleinsäureanhydrid-Copolymerem bei gleichem Tensidgehalt und gleicher Anwendungskonzentration leichte Schlieren auf den Fenstern, und die Fensterrahmen wurden nicht vollständig sauber.

Der Anti-Nebeleffekt auf Badezirrimerspiegeln nach dem Einlaufen heißen Wassers in die Badewanne war bei beiden Produkten gut.

Beispiel 3

- 3 Gew.-% C_10/13-Alkylbenzolsulfonat,
Na-SaIz

- 0,5 Gew.-%Nonylphenol, umgesetzt mit 10 Mol Ethylenoxid

- 0,1 Ge\v.-% Polyethylenglycolether mit einem Molgewicht von etwa 600000

- 0,001 Gew.-% Farbstoff

- 0,1 Gew.-% Duftstoff

- Rest Wasser.

Das Produkt reinigte in l%iger Lösung Außenscheiben, die starkem Straßenverkehr ausgesetzt waren, rückstandsfrei. Gegenüber einem handelsüblichen Fenslerreiniger ohne Polymergehalt war nicht nur der rückstandsfreie Reinigungserfolg besser, sondern auch die Abwischbarkeit deutlich erleichtert.

Claims

Patentansprüche:

1. Wäßrige, gerüststoff- und lösungsmittelfreie Reinigungsmittel fix Fenster, Spiegel und reflektierende Oberflächen mit einem Gehalt an wasserlöslichen Polymeren, dadurch gekennzeichnet, daß sie

- 0,01 bis 0,5, vorzugsweise 0,05 bis 0,2 Gew.-% eines wasserlöslichen nichtionischen Polymers aus der Gruppe der PoIyethylenglycole mit Molgewichten zwischen 300000 und 4000000, vorzugsweise zwischen 500000 und 1000000,

- 0 bis 5, vorzugsweise 0,1 bis 2 Gew.-% einer basischen Verbindung,

- Rest bis 100 Gew.-% entmineralisiertes Wasser sowie gegebenenfalls sonstige übliche Hilfsstoffe, insbesondere Dufl- und Farbstoffe und Konservierungsmittel

enthalten.

2. Reinigungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie 0,5 bis 5 Gew.-% an Tensiden, vorzugsweise an synthetischen anionischen und nichtionischen Tensiden, enthalten.

3. Reinigungsmittel nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie 0,1 bis 2 Gew.-% Ammoniak enthalten.