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 reinigungsprozesseInfo
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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.
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.
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.
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.
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).
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.
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.
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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