DE4105602A1 - Verwendung einer mischung aus mindestens zwei alkoxylierten alkoholen als schaumdaempfender tensidzusatz in reinigungsmitteln fuer maschinell ablaufende reinigungsprozesse - Google Patents

Verwendung einer mischung aus mindestens zwei alkoxylierten alkoholen als schaumdaempfender tensidzusatz in reinigungsmitteln fuer maschinell ablaufende reinigungsprozesse

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung einer Mischung aus mindestens zwei alkoxylierten Alkoholen der allgemeinen Formel I
R-O-(C₂H₄O)x-(C₃H₆O)y-H (I)
in der
x eine Zahl zwischen 1 und 12 bezeichnet und
y eine Zahl zwischen 1 bis 15 bedeutet,
wobei ein alkoxylierter Alkohol eine geradkettige oder verzweigte C8-C18- Alkylgruppe als Rest R und ein anderer eine geradkettige oder verzweigte C10-C20-Alkylgruppe als Rest R trägt, die beiden Reste R sich aber in der durchschnittlichen Anzahl der C-Atome um mindestens 0,5 unterscheiden müssen, und wobei beide alkoxylierten Alkohole im Verhältnis von 10 : 90 bis 90 : 10 vorliegen,
als schaumdämpfender Tensidzusatz in Reinigungsmitteln für maschinell ablaufende Reinigungsprozesse.
Weiterhin betrifft die Erfindung derartige Mischungen aus alkoxylierten Alkoholen I enthaltende Reinigungsmittel.
Nach den Erfahrungen der Praxis müssen bei maschinell ablaufenden Reinigungsprozessen, beispielsweise bei der maschinellen Geschirreinigung, im allgemeinen zwei aufeinanderfolgende, meist durch einen Zwischenspül­ gang mit Wasser getrennte Spülgänge mit verschiedenartigen Reinigungs­ mitteln angewendet werden. In der eigentlichen Reinigungsflotte kommen alkalisch reagierende Mittel zur Ablösung und Emulgierung von beispiels­ weise Speiseresten zum Einsatz. In der Nach- oder Klarspülflotte werden dagegen spezielle Klarspülmittel zur Erzielung einer klaren, fleck- und schleierfreien Oberfläche, z. B. auf Geschirr, verwendet. Diese Mittel müssen eine gute Netzwirkung haben, damit das Spülwasser filmartig von der Oberfläche abläuft und keine sichtbaren Rückstände hinterläßt, und gut in Wasser dispergierbar sein. wegen der starken Flottenbewegung in den hier­ bei verwendeten Reinigungs- und Spülmaschinen müssen Klarspülmittel zusätzlich ausreichend schaumarm sein.
Solche Mittel sind in großer Zahl bekannt; es seien beispielsweise Netz­ mittel wie Ethylen- und/oder Propylenoxidaddukte an Alkohole, Phenole oder Amine erwähnt.
So betrifft die EP-A 0 34 275 (1) die Verwendung von nichtionischen Tensiden, die durch Umsetzung mindestens eines 4- bis 14fach ethoxy­ lierten C8-C20-Alkanols mit 1,2-Butylenoxid im Molverhältnis 1 : 1,6 bis 1 : 2,4 erhalten worden sind, in biologisch abbaubaren und schwach schäumenden Reinigungs- und Spülmitteln.
Die EP-A 1 61 537 (2) betrifft die Verwendung von mit Methyl-, Ethyl- oder Allylresten endgruppenverschlossenen nichtionischen Tensiden, die durch stufenweise Alkoxylierung von C8-C22-Alkanolen mit mindestens zwei ver­ schiedenen Alkylenoxiden erhalten werden können, als schaumarme, schaum­ dämpfende und biologisch abbaubare Tenside in industriellen Reinigungs­ prozessen.
Die EP-B 0 19 173 (3) betrifft die Verwendung von zuerst mit Propylenoxid und dann mit Ethylenoxid umgesetzten C9-C18-Alkanolen als schaumarme und biologisch abbaubare Tensidzusätze in Geschirrspülmitteln für Geschirr­ spülmaschinen.
Tenside der genannten Art und auch Mischungen hieraus erweisen sich bei Verwendung in Reinigungsmitteln für maschinell ablaufende Reinigungs­ prozesse allerdings noch als verbesserungsbedürftig. Insbesondere das Schaumdämpfungsverhalten und die Dispergierbarkeit in Wasser sind noch nicht optimal.
Somit lag der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, den geschil­ derten Mängeln des Standes der Technik abzuhelfen.
Demgemäß wurde die Verwendung der eingangs definierten Mischungen aus mindestens zwei alkoxylierten Alkoholen I als schaumdämpfender Tensid­ zusatz in Reinigungsmitteln für maschinell ablaufende Reinigungsprozesse gefunden.
Als geradkettige oder verzweigte C8-C18- bzw. C10-C20-Alkylreste für R seien beispielsweise genannt: n-Octyl, 2-Ethylhexyl, n-Nonyl, iso-Nonyl, n-Decyl, iso-Decyl, n-Undecyl, n-Dodecyl, n-Tridecyl, iso-Tridecyl, n-Tetradecyl, n-Pentadecyl, n-Hexadecyl, n-Heptadecyl, n-Octadecyl und n-Eicosyl. Die Reste R sind vorzugsweise geradkettig oder nur in geringem Umfang verzweigt, d. h. sie enthalten maximal 3 Methyl- oder Ethylseiten­ ketten.
Je nach der Herkunft des bei der Synthese der Verbindungen I eingesetzten Alkanols handelt es sich bei R um Reste von natürlich vorkommenden Fettalkoholen oder vorzugsweise von synthetisch hergestellten Oxo- oder Ziegler-Alkoholen. Beispiele für gut einsetzbare nach der Oxosynthese hergestellte Alkohole sind C9/C11-, C12/C14-, C13/C15- und C16/C18-Alka­ nolgemische. Beispiele für gut einsetzbare nach der Ziegler-Synthese hergestellte Alkohole sind C8/C10-, C10/C12-, C12/C14-, C12/C16- und C16/C20-Alkanolgemische.
Da die bei der Synthese der Verbindungen I eingesetzten Alkanole in der Regel statistische Homologen- und auch Isomerengemische darstellen, ist es zweckmäßig, von einer durchschnittlichen Anzahl der C-Atome zu sprechen. Dieser Durchschnittswert stellt üblicherweise das Häufigkeitsmaximum dar.
Die alkoxylierten Alkohole I werden zweckmäßigerweise durch Ethoxylierung und anschließende Propoxylierung der genannten Alkanole in an sich bekannter Weise hergestellt. Diese Verfahren sind dem Fachmann bekannt und bedürfen keiner weiteren Erläuterung.
Der Ethoxylierungsgrad x liegt bei 1 bis 12, vorzugsweise 2 bis 5, insbe­ sondere 3 bis 4; der Propoxylierungsgrad beträgt 1 bis 15, vorzugsweise 2 bis 6, insbesondere 4 bis 6. Die Alkoxylierungsgrade x und y stellen in der Regel ebenfalls Durchschnittswerte dar.
Man verwendet eine Mischung aus mindestens zwei, vorzugsweise zwei oder drei, insbesondere zwei alkoxylierten Alkoholen I, wobei zwei Reste R sich in der durchschnittlichen Anzahl der C-Atome um mindestens 0,5 unter­ scheiden müssen, und wobei die entsprechenden zwei alkoxylierten Alkohole im Verhältnis von 10 : 90 bis 90 : 10, vorzugsweise 25 : 75 bis 75 : 25, vor­ liegen. Besonders günstig ist ein Unterschied in der durchschnittlichen Anzahl der C-Atome der beiden Reste R von mindestens 1, insbesondere ein Unterschied von 1 bis 2.
Maschinell ablaufende Reinigungsprozesse finden sich hauptsächlich in der Metallindustrie, in der Lebensmittelindustrie, z. B. der Getränke-, Konserven-, Zuckerindustrie oder milch-, fleisch- und fettverarbeitenden Industrie, im Gaststättengewerbe und auch im Haushalt. So müssen häufig von Metallgegenständen nach ihrer Herstellung oder Verarbeitung Verun­ reinigungen und Rückstände, die von beispielsweise Zieh- und Walzfetten oder organischen Korrosionsschutzmitteln herrühren, entfernt werden. Alle Oberflächen von Behältnissen und Arbeitsgeräten, die bei der Herstellung und Weiterverarbeitung sowie beim Transport mit einem Lebensmittel in Berührung kommen, müssen in bestimmten Zeitabständen von Lebensmittel­ rückständen und sonstigen Verschmutzungen gereinigt werden. Ein typisches Beispiel für einen industriell durchgeführten maschinellen Reinigungs­ prozeß aus der Getränkeindustrie ist die Wäsche von gebrauchten Flaschen, die beispielsweise Bier, Milch, Erfrischungsgetränke oder Mineralwasser enthielten.
Von besonderer Bedeutung ist die erfindungsgemäße Verwendung der bezeich­ neten Mischung aus alkoxylierten Alkoholen I bei der maschinellen Geschirreinigung im Haushalt, in Gaststättenbetrieben und in der Industrie. Hierbei werden die genannten Mischungen mit hervorragender Wirkung insbesondere als schaumdämpfende Tensidzusätze in Klarspülmitteln für die maschinelle Geschirreinigung eingesetzt.
Nähere Angaben zur Technologie der maschinellen Geschirreinigung und zur Zusammensetzung von hierbei verwendeten Reinigungs- und Klarspülmitteln finden sich beispielsweise in Tenside Detergents Bd. 19 (1982), S. 123-126, (4), oder in Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie, 4. Auflage, 8d. 20 (1981), S. 149-150, (5). Demnach enthält ein hierbei gebräuchliches Klarspülmittel nichtionische Tenside, Hydrotrope (Solubilisatoren) wie Isopropanol, Ethanol und/oder Cumolsulfonat, Wasser und gegebenenfalls organische oder anorganische Säuren und Hilfsstoffe wie Farbstoffe und Konservierungsmittel.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind weiterhin Reinigungsmittel für maschinell ablaufende Reinigungsprozesse, die eine Mischung aus mindestens zwei alkoxylierten Alkoholen I als schaumdämpfenden Tensidzusatz in einer Menge von 0,1 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise 0,5 bis 20 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Formulierung, enthalten.
Weiterhin sind Gegenstand der vorliegenden Erfindung Klarspülmittel für die maschinelle Geschirreinigung, die eine Mischung aus mindestens zwei alkoxylierten Alkoholen I als schaumdämpfenden Tensidzusatz in einer Menge von 0,5 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 15 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Formulierung, enthalten.
Mit der erfindungsgemäß zu verwendenden Mischung aus mindestens zwei alkoxylierten Alkoholen I erreicht man ein Optimum der gewünschten Eigen­ schaften bei der Reinigung der genannten harten Oberflächen, also bei­ spielsweise von Metall oder Geschirr, nämlich gute Netzwirkung, streifen­ freien Ablauf vom Spülgut, schaumdämpfende Wirkung bzw. Schaumarmut und gute Dispergierbarkeit in Wasser. Weiterhin ist von Vorteil, daß die bezeichnete Mischung der Verbindungen I biologisch gut abbaubar sind.
Beispiele Beispiel 1 Herstellung einer Mischung aus alkoxylierten Oxoalkohlen
In einem Autoklaven wurden 100 g eines C12/C14-Oxoalkohols mit einer durchschnittlichen Anzahl der C-Atome von 13 (entsprechend 0,5 mol) und 107 g eines C13/C15-Oxoalkohols mit einer durchschnittlichen Anzahl der C-Atome von 14 (entsprechend 0,5 mol) zusammen mit 0,2 g Kalilumhydroxid als Alkoxylierungskatalysator vorgelegt. Bei 110 bis 120°C wurden konti­ nuierlich 154 g Ethylenoxid (entsprechend 3,5 mol) eingegast. Zur Ver­ vollständigung der Umsetzung wurde 1 Stunde bei derselben Temperatur nachgerührt. Dann wurden bei 130 bis 140°C kontinuierlich 319 g Propylen­ oxid (entsprechend 5,5 mol) zugegeben. Anschließend ließ man 2 Stunden bei dieser Temperatur nachreagieren.
Es resultierten 680 g einer Mischung der alkoxylierten Oxoalkohole mit einer OH-Zahl von 83 und einem Trübungspunkt von 32°C, gemessen in Butyldiglykol gemäß DIN 53 917.
Anwendungstechnische Eigenschaften
Zur Messung der anwendungstechnischen Eigenschaften wurden Klarspülmittel­ formulierungen für die maschinelle Geschirreinigung im Haushalt herge­ stellt. Die nachfolgende Tabelle zeigt die Zusammensetzungen dieser Formulierungen.
Zur Charakterisierung der Formulierungen wurden der Trübungspunkt der Formulierungen, das Schaumdämpfungsverhalten in der Geschirrspülmaschine und die Dispergierbarkeit in heißem Wasser bestimmt.
Der Trübungspunkt wurde gemäß DIN 53 917 bestimmt. Aus Praxisunter­ suchungen weiß man, daß fallende Trübungspunkte, gleichbedeutend mit einer Zunahme der Hydrophobie, Verbesserungen im Schaumverhalten zur Folge haben, andererseits aber die Dispergierfähigkeit absenken, was zu einer ungleichmäßigen Verteilung des Klarspülers in der Spülflotte und damit zu einer Verschlechterung des Ablaufverhaltens (Flecken-, Streifen- und Schlierenbildung) führt. Bei Trübungspunkten < 40°C wird außerdem Instabilität, d. h. Phasentrennung, der Klarspülerformulierung beobachtet.
Das Schaumdämpfungsverhalten wird in der Geschirrspülmaschine durch den sogenannten "Ei-Test" geprüft. Hierbei wird durch magnetische Induktions­ messung in einem handelsüblichen Haushalts-Geschirrspülautomaten mit Hilfe eines Zählwerks die Zahl der Umdrehungen eines Sprüharms bestimmt. Durch Schaumbildung, die besonders bei Anwesenheit von Proteinen (Eiweiß) auf­ tritt, wird die Umdrehungszahl des Sprüharms vermindert. Die Umdrehungs­ zahl stellt somit wegen der verringerten Rückstoßkraft ein Maß für die Tauglichkeit von Tensiden in Reinigungsgeräten mit hoher Mechanik dar. Die Testzeit beträgt 12 Minuten, wobei die durchschnittliche Umdrehungszahl pro Minute aus der Gesamtumdrehungszahl berechnet wird. Der Waschvorgang wird bei Raumtemperatur begonnen, nach etwa 10 Minuten beträgt die Temperatur des Spülwassers 60°C.
Zur Beurteilung der Dispergierbarkeit wird die Klarspülformulierung mittels einer Membranpumpe in ein Glasrohr, durch das 90°C heißes Leitungswasser strömt, eingedüst. Am Ende des Glasrohres wird die so erzeugte Dispersion durch eine zweite Düse in ein Becherglas gesprüht. Bei einer Laufzeit von ca. 3,5 Min. werden ca. 30 ml Klarspülformulierung in einen Wasserstrom von 2 Liter Wasser von 90°C eindosiert. Die Dispersion wird im Glasrohr und im Becherglas visuell beurteilt und benotet, wobei folgendes Benotungsschema zugrunde liegt: Note 1 keine Dispersion, Produkt schwimmt auf (große Tropfen < 5 mm), Note 2 beginnende Dispergierung im Glasrohr, im Becherglas kleinere Tropfen (2 bis 3 mm), Note 3 mäßige Dispergierung im Glasrohr, im Becherglas mäßig dispergiert (feine Tröpfchen von ca. 1 mm), Note 4 gute Dispergierung im Rohr, im Becherglas feine Dispersion (Tröpfchen < 0,5 mm), Note 5 sehr feinteilige Dispersion im Glasrohr und im Becherglas.
Die Ergebnisse der Messungen sind in der nachfolgenden Tabelle wieder­ gegeben.
Tabelle
Zusammensetzung, Trübungspunkt, Geschirrspülmaschinen-Umdrehungszahl und Dispergierbarkeit von Klarspülformulierungen
Mittel des Standes der Technik:
Tensid A: C₁₃/C₁₅-Oxoalkohol+11 mol Ethylenoxid+2 ml Butylenoxid gemäß (1),
Tensid B: C₉/C₁₁-Oxoalkohol+7 mol Ethylenoxid+1 mol Butylenoxid+ Methyl-Endgruppenverschluß gemäß (2),
Tensid C: C₁₃/C₁₅-Oxoalkohol+4 mol Propylenoxid+2 mol Ethylenoxid gemäß (3).
Den obigen Beispielen ist zu entnehmen, daß bei Einsatz der erfindungs­ gemäß zu verwendenden Tensidzusätze (Beispiele 5 und 6) Klarspülformu­ lierungen erhalten werden, die ein ausgezeichnetes Schaumdämpfungs­ verhalten mit einer ausgezeichneten Dispergierbarkeit verbinden, trotz eines manchmal sehr tiefen Trübungspunktes (Beispiel 5). Häufig führt die Absenkung des Trübungspunktes durch Zusatz eines hydrophoben Tensids zwar zu einer Verbesserung der Schaumdämpfung, gleichzeitig aber zum Verlust der dispergierenden Eigenschaften. Durch Zusatz von Solubilisatoren wird üblicherweise der Trübungspunkt wieder angehoben und damit die Dispergier­ fähigkeit verbessert. Beispiel 5 zeigt, daß durch Zusatz der bezeichneten Mischungen aus Verbindungen I auf Solubilisatoren zur Anhebung des Trübungspunktes ganz oder zumindest teilweise verzichtet werden kann.
Die Vergleichsbeispiele 2, 3, 4 und 7 zeigen, wie durch Zusatz bzw. Mischung bekannter Mittel des Standes der Technik die Schaumdämpfung zwar etwas verbessert, die Dispergierfähigkeit aber durch Absenkung des Trübungspunktes verschlechtert wird.

Claims (5)

1. Verwendung einer Mischung aus mindestens zwei alkoxylierten Alkoholen der allgemeinen Formel I R-O-(C₂H₄O)x-(C₃H₆O)y-H (I)x eine Zahl zwischen 1 und 12 bezeichnet und
y eine Zahl zwischen 1 und 15 bedeutet,
wobei ein alkoxylierter Alkohol eine geradkettige oder verzweigte C8-C18-Alkylgruppe als Rest R und ein anderer eine geradkettige oder verzweigte C10-C20-Alkylgruppe als Rest R trägt, die beiden Reste R sich aber in der durchschnittlichen Anzahl der C-Atome um mindestens 0,5 unterscheiden müssen, und wobei beide alkoxylierte Alkohole im Verhältnis von 10 : 90 bis 90 : 10 vorliegen,
als schaumdämpfender Tensidzusatz in Reinigungsmitteln für maschinell ablaufende Reinigungsprozesse.
2. Verwendung einer Mischung aus mindestens zwei alkoxylierten Alkoholen I nach Anspruch 1, bei denen jeweils
x eine Zahl zwischen 2 und 5 bezeichnet und
y eine Zahl zwischen 2 und 6 bedeutet.
3. Verwendung einer Mischung aus mindestens zwei alkoxylierten Alkoholen I gemäß Anspruch 1 oder 2 als schaumdämpfender Tensidzusatz für Klarspülmittel für die maschinelle Geschirreinigung.
4. Reinigungsmittel für maschinell ablaufende Reinigungsprozesse, enthaltend eine Mischung aus mindestens zwei alkoxylierten Alkoholen gemäß Anspruch 1 oder 2 als schaumdämpfenden Tensidzusatz in einer Menge von 0,1 bis 40 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Formulierung.
5. Klarspülmittel für die maschinelle Geschirreinigung, enthaltend eine Mischung aus mindestens zwei alkoxylierten Alkoholen I gemäß Anspruch 1 oder 2 als schaumdämpfenden Tensidzusatz in einer Menge von 0,5 bis 30 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Formulierung.
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