DE4310136A1

DE4310136A1 - Verfahren zur Reinigung von Steinoberflächen

Info

Publication number: DE4310136A1
Application number: DE19934310136
Authority: DE
Inventors: Fred Dr Schambil; Rolf Dr Puchta
Original assignee: Henkel AG and Co KGaA
Current assignee: Henkel AG and Co KGaA
Priority date: 1993-03-29
Filing date: 1993-03-29
Publication date: 1994-10-06

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung der Ober flächen von Bauteilen aus Beton, Stein und anderen mineralischen Werkstof fen von Algen, Moos, Pilzen und ähnlichen organischen Verunreinigungen.

Auf porösen Oberflächen, die häufig feucht werden, entwickelt sich im Lau fe der Zeit oft ein Bewuchs von Algen, Moos, Schimmelpilzen oder anderen Organismen. Vor allem in und an Bauwerken wird dieser Bewuchs meist als störende Verunreinigung empfunden, die man möglichst gründlich und nach haltig entfernen möchte. Auf den sehr stark porösen Oberflächen von Beton, Stein und ähnlichen mineralischen Werkstoffen, beispielsweise Putzober flächen, ist die Entfernung allerdings mit großen Schwierigkeiten verbun den, da die in Vertiefungen sitzenden Verunreinigungen einer mechanischen Entfernung praktisch entzogen sind. Zwar hat man für diese Untergründe besondere Reinigungsmittel auf chemischer Basis entwickelt, doch sind diese Mittel, soweit sie ausreichende Wirksamkeit besitzen, aus ätzenden Substanzen aufgebaut und außerdem meist nicht biologisch abbaubar, so daß sie nicht ins Abwasser gelangen dürfen. Hier eine Verbesserung zu schaffen, war Aufgabe der vorliegenden Erfindung.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Reinigung der Oberfläche von Bauteilen aus Beton, Stein und anderen mineralischen Werkstoffen von Al gen, Moos, Pilzen und anderen organischen Verunreinigungen, bei dem die Oberfläche mit der wäßrigen Dispersion einer quartären Ammoniumverbindung die ein, zwei oder drei Acyloxyalkylgruppen im Molekül enthält, wobei sich der Acylteil von gesättigten oder ungesättigten Fettsäuren mit 8 bis 22 C-Atomen ableitet, vollständig benetzt, diese Dispersion bis zur Entfer nung der Verunreinigung einwirken läßt und sie dann mit Wasser abspült. Besonders bevorzugt werden quartäre Ammoniumverbindungen eingesetzt, in denen die enthaltenen Fettacylreste überwiegend von C₁₆- und/oder C₁₈- Fettsäuren abgeleitet sind.

Mit dem neuen Verfahren werden Algen, Moos, Pilze und ähnliche Verunreini gungen weitgehend selbsttätig entfernt, d. h., daß außer dem Auftragen der Dispersion auf die verunreinigte Oberfläche praktisch keine mechanische Bearbeitung notwendig ist. In einer bevorzugten Ausführungsform des Ver fahrens enthält die aufgetragene Dispersion 5 bis 20 Gew.-% der quartären Ammoniumverbindung der Formel I. Die Einwirkzeit hängt etwas von der herr schenden Temperatur ab und wird bei höheren Temperaturen kürzer. Meist genügen bei der angegebenen Konzentration Einwirkzeiten von wenigen Stun den bis zu maximal einem Tag. Im Innenbereich, beispielsweise an Keller wänden, wird die aufgetragene Dispersion anschließend mit einem Wasser strahl abgespült, wobei die noch verbliebenen Reste der Verunreinigungen mit abgeschwemmt werden. Im Außenbereich kann das Abspülen auch dem Regen überlassen werden, wenn man es nicht vorzieht, im Anschluß an die notwen dige Einwirkungszeit auch hier mit Wasser die Reste von Reinigungsmittel und Verunreinigungen abzuspülen.

Die verwendeten quartären Ammoniumverbindungen sind biologisch gut abbau bar, so daß keine Bedenken gegen ihre Einleitung in die Kanalisation be stehen. Sie sind toxikologisch und dermatologisch unbedenklich und auch in höherer Konzentration nicht ätzend, so daß ihre Anwendung selbst für Laien keine Gefahr darstellt. Ohne daran gebunden zu sein, wird vermutet, daß ein wesentlicher Teilschritt des Reinigungsvorgangs mit diesen quartären Ammoniumverbindungen in der Adsorption dieser Verbindungen an der negativ geladenen Oberfläche der mineralischen Werkstoffe besteht.

Die erfindungsgemäß verwendeten quartären Ammoniumverbindungen sind als solche lange bekannt, beispielsweise aus der deutschen Offenlegungsschrift 1 935 499 oder der US-Patentschrift 3 915 867. Im engeren Sinne handelt es sich bei den quartären Ammoniumverbindungen um solche der Formel I:

R¹ R² R³ R⁴ N⁺ X⁻ (I)

in der
R¹ eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, insbesondere Methyl bedeutet;
R² eine Alkyl- oder Alkenylgruppe mit 1 bis 22 Kohlenstoffatomen ist, oder eine Hydroxyalkylgruppe mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen bedeutet;
R³ eine Alkyl- oder Alkenylgruppe mit 1 bis 22 Kohlenstoffatomen oder eine Acyloxyalkylgruppe ist, deren Acylrest sich von gesättigten oder ungesät tigten, linearen oder verzweigten Fettsäuren mit 10 bis 22 Kohlenstoff atomen ableitet und deren Oxyalkylgruppe die Oxyethyl- oder Oxypropyl- oder Oxyisopropylgruppe ist;
R⁴ = R³ oder R² ist;
X⁻ ein Anion ist.

Handelsübliche Verbindungen dieser Formel sind beispielsweise die Handels produkte Stepantex, Firma Stepan, und Synprolam, Firma ICI. Die beispiels weise aufgeführten typischen Handelsprodukte unter der Markenbezeichnung Stepantex enthalten zwei 2-Acyloxyalkylgruppen, wohingegen die beispiels weise aufgeführten handelsüblichen Produkte unter der Handelsbezeichnung Synprolam eine 2-Acyloxyalkylgruppe enthalten. Beide Handelsprodukte sind für die erfindungsgemäßen Mittel gut geeignet.

Dementsprechend handelt es sich bei den für die erfindungsgemäßen Mittel besonders gut geeigneten quartären Ammoniumverbindungen um Verbindungen der Formel I, in der R¹ die Methylgruppe, R² die Hydroxyethylgruppe, R³ und R⁴ 2-Acyloxyethylgruppen mit Acylresten mit 10 bis 22 Kohlenstoffato men bedeuten und die als Anion ein Chlorid-, Bromid- oder Methosulfat-An ion enthalten. In gleicher Weise geeignet sind quartäre Ammoniumverbindun gen der Formel I, in der R¹ und R² die Methylgruppe, R³ eine 2-Acyloxy ethylgruppe mit Acylresten mit 10 bis 22 Kohlenstoffatomen, R⁴ eine Alkyl- oder Alkenylgruppe mit 10 bis 22 Kohlenstoffatomen, und X ein Chlorid-, Bromid- oder Methosulfat-Anion ist. Andere Mittel enthalten quartäre Ammo niumverbindungen der Formel I, in der R¹ die Methylgruppe, R² die Hydroxy ethylgruppe, R³ und R⁴ 2-Acyloxyethylgruppen mit Acylresten mit 10 bis 22 Kohlenstoffatomen und X einen Chlorid-, Bromid- oder Methosulfat-Anion ist, in Kombination mit einer quartären Ammoniumverbindung der Formel I, in der R¹ und R² die Methylgruppe, R³ eine 2-Acyloxyethylgruppe mit Acyl resten mit 10 bis 22 Kohlenstoffatomen, R⁴ eine Alkyl- oder Alkenylgruppe mit 10 bis 22 Kohlenstoffatomen und X ein Chlorid-, Bromid- oder Methosul fat-Anion ist.

Für die Zwecke des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die quartären Ammo niumverbindungen der Formel I in Form einer Dispersion in Wasser verwen det, die vorzugsweise eine Konzentration von 5 bis 20 Gew.-% dieser Ver bindung aufweisen soll. Höher konzentrierte Dispersionen lassen sich eben falls verwenden, wenn sie vor dem Auftragen auf die Oberflächen auf die obengenannte Konzentration mit Wasser verdünnt werden. Konzentrationen von wesentlich unter 5 Gew.-% erfordern unverhältnismäßig lange Einwirkzeiten. Sofern die Dispersionen sehr dünnflüssig sind, macht die Anwendung an senkrechten Flächen Schwierigkeiten, da die Dispersion vor ausreichender Einwirkzeit zu stark abläuft. Dispersionen, die Viskositäten zwischen 100 und 1000 mPas aufweisen, besitzen diesen Nachteil nicht, sondern haften auch an senkrechten Flächen ausreichend lange. Die Bestimmung der Viskosi tät soll hier mit Hilfe eines Brockfield-Viskosimeters bei 20°C bestimmt werden, wobei für Werte bis 500 mPas Spindel 1 und für Werte zwischen 500 und 1000 mPas Spindel 2 verwendet wird.

Sofern die erfindungsgemäß verwendeten Dispersionen nicht allein auf Grund ihrer Konzentration die gewünschte Viskosität aufweisen, kann die Viskosi tät auch durch Zusatz geeigneter Verdickungsmittel eingestellt werden. Vorzugsweise werden für diesen Zweck polymere Verdicker, Fettsäuren, Fett alkohole, Fettsäureethanolamide, Fettalkoholsulfate, Lecithin, Aminoamide, Glyceride und Mischungen aus diesen Substanzen eingesetzt. Meist werden für den gewünschten Zweck nicht mehr als 5 Gew.-% dieser Verdickungsmit tel, vorzugsweise zwischen 0,05 und 3 Gew.-% eingesetzt.

Weitere Hilfsstoffe werden in den erfindungsgemäß verwendeten Dispersionen in der Regel nicht benötigt, sind aber selbstverständlich nicht ausge schlossen, wenn deren Einsatz für bestimmte Zwecke notwendig erscheint. Zu erwähnen seien hier beispielsweise organische Lösungsmittel, wie Ethanol, Isopropanol oder Glykole, die in den handelsüblichen quartären Ammonium verbindungen als Konfektionierungshilfsmittel enthalten sind. Soweit die erfindungsgemäßen Dispersionen, wie bei den aus Handelsprodukten herge stellten üblich, einen pH-Wert im schwach sauren Bereich von etwa 2 bis etwa 4,5 aufweisen, benötigen die eingesetzten Mittel auch keine Konser vierungsstoffe, um längere Zeit haltbar zu sein.

Die Herstellung der erfindungsgemäß verwendeten Dispersionen ist denkbar einfach. Soweit nicht von handelsüblichen Dispersionen oder Lösungen der Wirkstoffe ausgegangen wird, werden die quartären Ammoniumverbindungen der Formel I im geschmolzenen Zustand in Wasser unter Anwendung von Scher kräften eingerührt und bilden selbständig Dispersionen, in die dann die Verdickungsmittel nachträglich eingebracht werden. Wahlweise können die verdickenden Substanzen auch in Wasser vorgelegt werden.

Auch die Anwendung der Dispersion im Verfahren bietet keine Schwierigkei ten. Sie wird üblicherweise mit Hilfe eines Pinsels, einer Bürste oder eines Schwamms auf die Oberflächen aufgetragen, wobei je nach Porosität der Oberfläche und Intensität der Verunreinigungen und je nach Konzen tration der Dispersion pro Quadratmeter Oberfläche vorzugsweise 50 bis 400 g, insbesondere 100 bis 200 g der Dispersion aufgetragen werden. Die Arbeitsgeräte können anschließend einfach mit Wasser ausgespült werden. Das Abspülen der Dispersion kann beispielsweise mit Hilfe einer Gießkanne oder eines Wasserstrahls erfolgen, wobei selbst an stärker porösen Flächen in der Regel keine weitere mechanische Bearbeitung notwendig ist. Die üb lichen mineralischen Baumaterialien werden durch das erfindungsgemäße Ver fahren nicht angegriffen, so daß das Verfahren sehr breit anwendbar ist.

Beispiel 1

Eine Dispersion von 17 Gew.-% Stepantex VS 90 (ein Produkt aus Trietha nolamin, Talgfettsäure und Dimethylsulfat) in Wasser, die durch Zusatz von etwa 0,1 Gew.-% eines kationisch modifizierten Polymers (BP 7050, Firma BP) auf eine Viskosität von 200 mPas bei 20°C eingestellt worden war, wurde zur Reinigung eines Zementfußbodens und einer Ziegelwand, die stark mit Algen und Moos bewachsen waren, eingesetzt. Zu diesem Zweck wurden etwa 200 g der Dispersion pro m² Fläche mit Hilfe einer weichen Bürste aufge tragen und etwa eine Stunde einwirken gelassen. Die Dispersion blieb während dieser Zeit als weiße Masse auf der Fläche stehen. Nach dem Ab spülen mit einem weichen Wasserstrahl traten die ursprüngliche Zementober fläche und die Ziegelwand wieder in alter Farbe zu Tage. An den behandel ten Stellen waren praktisch keine Moos- und Algenreste mehr zu erkennen.

Beispiel 2

Eine Dispersion von 5 Gew.-% Stepantex VS 90 in Wasser, die durch Zusatz von etwa 0,5 Gew.-% eines Fettalkoholsulfats (Sulfopon T 55, Firma Henkel) auf eine Viskosität von 250 mPas bei 20°C eingestellt worden war, wurde zur Reinigung einer mit Moos und Flechten bewachsenen Terrassenfläche aus Waschbetonplatten eingesetzt. Pro m² wurden etwa 400 g der Dispersion auf getragen und etwa 3 Stunden einwirken gelassen. Nach dem anschließenden Abspülen mit einem Wasserstrahl waren praktisch keine Verunreinigungen mehr vorhanden.

Claims

1. Verfahren zur Reinigung der Oberfläche von Bauteilen aus Beton, Stein und anderen mineralischen Werkstoffen von Algen, Moos, Pilzen und ähn lichen organischen Verunreinigungen, bei dem man die Oberfläche mit der wäßrigen Dispersion einer quartären Ammoniumverbindung, die ein, zwei oder drei Acyloxyalkylgruppen im Molekül enthält, wobei sich der Acylteil von gesättigten oder ungesättigten Fettsäuren mit 8 bis 22 C-Atomen ableitet, vollständig benetzt, diese Dispersion bis zur Ent fernung der Verunreinigung wirken läßt und sie dann mit Wasser ab spült.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der quartären Ammoniumverbindungen um eine solche der Formel I: R¹ R² R³ R⁴ N⁺ X⁻ (I)handelt, in der
R¹ eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, insbesondere Methyl bedeutet;
R² eine Alkyl- oder Alkenylgruppe mit 1 bis 22 Kohlenstoffatomen ist oder eine Hydroxyalkylgruppe mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen bedeutet;
R³ eine Alkyl- oder Alkenylgruppe mit 1 bis 22 Kohlenstoffatomen oder eine Acyloxyalkylgruppe ist, deren Acylrest sich von gesättigten oder ungesättigten Fettsäuren mit 10 bis 22 Kohlenstoffatomen ableitet und deren Oxyalkylgruppe die Oxyethyl- oder Oxypropyl- oder Oxyisopropyl gruppe ist;
R⁴ = R³ oder R² ist;
X⁻ ein Anion ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem eine quartäre Ammoniumver bindung verwendet wird, in der die enthaltenen Fettacylreste überwie gend von C₁₆- und/oder C₁₈-Fettsäuren abgeleitet sind.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem eine Dispersion verwendet wird, die zwischen 5 und 20 Gew.-% an quartärer Ammoniumver bindung der Formel I enthält.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die angewendete Dispersion durch Zusatz eines Verdickungsmittels auf eine Viskosität von 100 bis 1000 mPas bei 20°C eingestellt ist.

6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem ein Verdickungsmittel aus der Grup pe polymere Verdicker, Fettsäuren, Fettalkohole, Fettsäureethanolami de, Fettalkoholsulfate, Lecithin, Aminoamide, Glyceride und deren Mi schungen ausgewählt ist.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem pro 1 m² Oberflä che 50 bis 400 g, vorzugsweise 100 bis 200 g der Dispersion der quar tären Ammoniumverbindung angewandt werden.