DE4401235A1

DE4401235A1 - Klarspülmittel für die maschinelle Reinigung von Geschirr

Info

Publication number: DE4401235A1
Application number: DE19944401235
Authority: DE
Inventors: Christian Dr Nitsch; Marica Nejtek; Birgit Dr Burg; Peter Dr Jeschke
Original assignee: Henkel AG and Co KGaA
Current assignee: Henkel AG and Co KGaA
Priority date: 1994-01-18
Filing date: 1994-01-18
Publication date: 1995-07-20
Also published as: WO1995019414A1

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft die Verwendung von C₆-C₁₀-n-Alkylsulfaten in Klar spülmitteln für die maschinelle Reinigung von Geschirr.

Stand der Technik

Marktübliche Klarspülmittel stellen Gemische aus schwachschäumenden Fett alkoholpolyethylen/polypropylenglycolethern, Lösungsvermittlern (z. B. Cumolsulfonat), organischen Säuren (z. B. Zitronensäure) und Lösungsmit teln (z. B. Ethanol) dar. Die Aufgabe dieser Mittel besteht darin, die Grenzflächenspannung des Wassers so zu beeinflussen, daß es in einem mög lichst dünnen, zusammenhängenden Film vom Spülgut ablaufen kann, so daß beim anschließenden Trocknungsvorgang keine Wassertropfen, Streifen oder Filme zurückbleiben. Eine Übersicht über die Zusammensetzung von Klarspü lern und Methoden zur Leistungsüberprüfung findet sich von W. Schirmer et al. in Tens. Surf. Det. 28, 313 (1991).

Bei der Verwendung moderner phosphatfreier und niederalkalischer Reiniger für das maschinelle Geschirrspülen kann es ferner zur Bildung von Kalk bzw. Silicatbelägen auf dem Spülgut und im Maschineninnenraum kommen kann, da das Calciumbindevermögen dieser Reiniger geringer ist als das der klassischen phosphathaltigen Produkte. Störende Kalk- bzw. Silicatbeläge treten insbesondere dann auf, wenn das Spülwasser der Geschirrspülmaschine nicht oder nicht ausreichend enthärtet wird und eine Wasserhärte von 4°d überschritten wird. In solchen Fällen lassen sich Kalk- bzw. Silicatbeläge wirksam vermeiden, wenn über den Klarspüler eine organische Säure, z. B. Zitronensäure in den Klarspülgang dosiert wird. Marktübliche Klarspüler enthalten daher beträchtliche Mengen an organischen Säuren, meist Zitro nensäure.

Aus der EP-B1 0 197 434 (Henkel) sind Klarspüler bekannt, die als Tenside Mischether enthalten. In der Geschirrspülmaschine wird eine Vielzahl un terschiedlicher Materialien (Glas, Metall, Silber, Kunststoff, Porzellan) gereinigt. Diese Materialvielfalt muß im Klarspülvorgang möglichst gut benetzt werden. Klarspülerformulierungen, die als Tensidkomponente aus schließlich Mischether enthalten, erfüllen diese Anforderungen nicht oder nur in geringem Umfang, so daß der Klarspül- bzw. Trocknungseffekt insbe sondere bei Kunststoffoberflächen, z. B. Polycarbonat, nicht zufrieden stellend ist.

Die nicht vorveröffentlichte deutsche Patentanmeldung P 43 23 252.3 be schreibt Klarspülmittel, die Tensidmischungen aus Mischethern und Fett alkoholethoxylaten bzw. Fettalkoholpropoxylaten enthalten. Solche Klar spüler zeigen ein positives Verhalten gegenüber Kunststoffoberflächen; bei diesen Formulierungen kann jedoch im allgemeinen nicht auf Lösungsver mittler wie z. B. Cumolsulfonat verzichtet werden. Solche Lösungsvermittler entfalten selbst keine tensidische, d. h. benetzende Wirkung, sie leisten also keinen Beitrag zum Klarspüleffekt. Weitere Nachteile dieser Lösungs vermittler sind, daß sie auf petrochemischer Basis hergestellt werden und biologisch nur langsam abbaubar sind.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, leistungsfähige Klarspü lerformulierungen bereitzustellen, die im Unterschied zu marktüblichen Klarspülern prinzipiell ohne übliche Lösungsvermittler wie Cumolsulfonat auskommen.

Es wurde nun gefunden, daß unverzweigte C₆-C₁₀-n-Alkylsulfate die lösungsvermittelnde Wirkung von typischen Lösungsvermittlern wie Cumolsulfonat erreichen und teilweise sogar übertreffen, dabei aber gleichzeitig tensidische, d. h. benetzende Wirkungen entfalten, die zum Klarspüleffekt beitragen. Im Vergleich zu dem typischen Lösungsvermittler Cumolsulfonat werden mit C₆-C₁₀-n-Alkylsulfonaten bei geringeren Einsatzmengen gleiche Phasenstabilitäten ( lösungsvermittelnde Wirkung) sowie leicht bis deutlich bessere Klarspüleffekte ( benetzende Wirkung) erzielt. Darüber hinaus sind C₆-C₁₀-n-Alkylsulfate im allgemeinen fett chemischer Herkunft und damit biologisch gut abbaubar.

Gegenstand der Erfindung ist daher die Verwendung von C₆-C₁₀-n-Alkylsul faten und deren Alkali- oder Ammoniumsalzen, insbesondere Na-salzen, in Klarspülmitteln zum maschinellen Spülen von Geschirr.

Besonders bevorzugt ist n-Octylsulfat und dessen Alkali- oder Ammonium salz, inbesondere das Na-n-Octylsulfat. Vorzugsweise werden die C₆-C₁₀-n- Alkylsulfate als Co-Tensid in sauren Klarspülerformulierungen auf Basis nichtionischer Tenside, insbesondere Fettalkoholethern, eingesetzt. In solchen Formulierungen tritt die gleichzeitig benetzende und lösungsver mittelnde Wirkung besonders gut zutage.

Ein weiterer Erfindungsgegenstand sind daher Klarspülmittel enthaltend

a) 0,5 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise 2 bis 10 Gew.-%, eines C₆-C₁₀-n- Alkylsulfats oder dessen Alkali- oder Ammoniumsalz, insbesondere Na- salz,
b) 0,5 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise 2 bis 20 Gew.-%, eines Fettalkohol ethers der Formel I in der R¹ für einen linearen oder verzweigten Alkyl- und/oder Alkenylrest mit 8 bis 18 C-Atomen, m für Zahlen von 0 bis 6 und n für Zahlen von 1 bis 6 steht,
und/oder 0,5 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise 2 bis 20 Gew.-%, eines Fett alkoholethers der Formel IIR²-O-(CH₂-CH₂O)_xR³ (II),in der R² für einen linearen oder verzweigten Alkyl- oder Alkenylrest mit 8 bis 14 C-Atomen, R³ für einen Methyl-, Ethyl-, einen linearen oder verzweigten Alkylrest mit 3 oder 4 C-Atomen oder einen Benzylrest und x für Zahlen von 5 bis 15 steht, und
c) 0,5 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 20 Gew.-%, jeweils bezogen auf das gesamte Mittel, einer organischen Di- oder Tricarbonsäure mit 2 bis 6 C-Atomen, vorzugsweise Zitronensäure.

Bei den C₆-C₁₀-n-Alkylsulfaten handelt es sich um handelsübliche Produkte, die i.a. durch Sulfatieren von C₆-C₁₀-Alkoholen, z. B. Capron-, Capryl- oder Caprinalkohol erhalten werden. Zu nennen ist insbesondere das Na-n- Octylsulfat, das unter der Bezeichung Texapon 842 (Fa. Henkel) im Handel erhältlich ist.

Bei den Fettalkoholethern der Formel I handelt es sich um bekannte nicht ionische Tenside, die man durch Anlagerung von zunächst Propylenoxid und dann Ethylenoxid bzw. ausschließlich Ethylenoxid an Fettalkohole erhält. Beispiele sind Polyglycolether der Formel (I), in der R¹ für einen Alkyl rest mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen, m für Zahlen von 0 bis 6 und n für Zahlen von 1 bis 6 steht. Die Indices n und m stellen dabei für ein be stimmtes Handelsprodukt Mittelwerte dar, da in der Praxis immer eine Ver teilung von Anlagerungsprodukten unterschiedlichen Alkoxylierungsgrades vorliegt.

Beispiele für Fettalkoholether der Formel I sind z. B.
Dehydol LS-2: C_12/14-Kokosfettalkohol-2EO-Addukt;
Dehydol LS-4: C_12/14-Kokosfettalkohol-4EO-Addukt;
Dehydol LS-5: C_12/14-Kokosfettalkohol-5EO-Addukt;
Dehypon LS-54: C_12/14-Kokosfettalkohol-5EO-4PO-Addukt;
Dehypon LS-45: C_12/14-Kokosfettalkohol-4EO-5PO-Addukt;
alle genannten Fettalkoholether sind Verkaufsprodukte der Fa. Henkel (EO Ethylenoxid, PO Propylenoxid).

Die Fettalkoholether der Formel (II) sind bekannte endgruppenverschlossene Fettalkoholpolyglycolether, die man nach einschlägigen Methoden der präpa rativen organischen Chemie erhalten kann. Vorzugsweise werden Fettalkohol polyglycolether in Gegenwart von Basen mit Alkylhalogeniden, insbesondere Butyl- oder Benzylchlorid umgesetzt. Typische Beispiele sind Fettalkohol ether der Formel (II), in der R² für einen technischen C_12/14-Kokosalkyl rest, x für 5 bis 10 und R³ für eine Butylgruppe steht (Dehypon LT 54 bzw. LS-104, Fa. Henkel). Die Verwendung von butyl- bzw. benzylgruppenver schlossenen Mischethern ist aus anwendungstechnischen Gründen besonders bevorzugt.

Die erfindungsgemäßen Klarspülmittel können die C₆-C₁₀-n-Alkylsulfate und die Fettalkoholether der Formel I bzw. II im Gewichtsverhältnis 10 : 90 bis 80 : 20, vorzugsweise 30 : 70 bis 70 : 30 und insbesondere 30 : 70 bis 40 : 60 enthalten.

Als organische Di- oder Tricarbonsäuren mit 2 bis 6 C-Atomen kommen z. B. Äpfelsäure, Weinsäure, Oxalsäure, Malonsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, insbesondere aber Zitronensäure in Betracht.

Die erfindungsgemäßen Klarspülmittel sind leistungsmäßig den marktüblichen Formulierungen hinsichtlich der gewünschten minimalen Schaumentwicklung, dem Trocknungseffekt, dem Klarspüleffekt und der Phasenstabilität eben bürtig und teilweise sogar überlegen, ohne auf den Einsatz zusätzlicher Lösungsvermittler angewiesen zu sein. In den Rahmen der Erfindung fallen aber auch Klarspülerformulierungen, die zusätzlich geringe Mengen (bis ca. 3 Gew.-%, bezogen auf das gesamte Mittel) an üblichen Lösungsvermittlern enthalten.

In den erfindungsgemäßen Klarspülmitteln ist im einfachsten Falle außer dem C₆-C₁₀-n-Alkylsulfat lediglich ein Fettalkoholether der Formel I mit m = 0, d. h. ein ethoxylierter C₈-C₁₈-Alkohol, z. B. Dehydol LS-2, LS-4 oder LS-5, enthalten. Alternativ dazu kann auch lediglich ein Fettalkoholether der Formel I mit m ≠ 0, d. h. ein propoxylierter und anschließend ethoxy lierter C₈-C₁₈-Alkohol, z. B. Dehypon LS-54 oder Dehypon LS-45, enthalten sein. Auch jede denkbare Mischung von einem oder mehreren Fettalkohol ethern der Formel I mit m = 0 und einem oder mehreren Fettalkoholethern der Formel I mit m ≠ 0 ist denkbar.

Darüber hinaus kann zu jeder der möglichen Einzelsubstanzen oder Mischun gen auch noch ein Fettalkoholether der Formel II, z. B. Dehypon LT 54 oder Dehypon LS-104, zugegeben werden. Die Fettalkoholether der Formel II kön nen - als Einzelsubstanz oder im Gemisch verschiedener Fettalkoholether der Formel II - auch als alleinige Fettalkoholether-Komponente ohne gleichzeitige Anwesenheit eines Fettalkoholethers der Formel I eingesetzt werden.

Als weitere in den erfindungsgemäßen Klarspülmitteln fakultativ enthaltene Substanzen können nichtionische Tenside vom Typ der C₆-C₁₈-Alkylglucoside und/oder der N-C₆-C₁₈-Acylglucamide sowie Farb- und Duftstoffe genannt werden.

Beispiele

Die Zusammensetzungen 1 bis 13 wurden durch einfaches Vermischen der Kom ponenten hergestellt. Die Zusammensetzungen 1 und 2 sind Klarspüler des Standes der Technik, die Zusammensetzungen 3 bis 13 sind erfindungsgemäß (Angaben in Gew.-%).

Anwendungstechnische Leistungsprüfung der Klarspülerformulierungen I. Prüfung des Schaumverhaltens der Klarspülerformulierungen

Die Schaumentwicklung des Klarspülers wurde mit Hilfe eines Umwälz druck-Meßgeräts ermittelt. Der Klarspüler (3 ml) wurde hierbei im Klarspülgang bei 50°C von Hand dosiert.

Dabei bedeuten:
0 Punkte = keine Schaumentwicklung
1 Punkt = schwache Schaumentwicklung
2 Punkte = mittlere Schaumentwicklung (noch akzeptabel)
3 Punkte = starke Schaumentwicklung

II. Trocknung

15 Minuten nach Beendigung des Spülprogramms wurde die Tür der Ge schirrspülmaschine vollständig geöffnet. Nach 5 Minuten wurde die Trocknung durch Auszählen der Resttropfen auf den unten aufgeführten Geschirrteilen bestimmt.

Bewertung:
0 Punkte = mehr als 5 Tropfen
1 Punkt = 5 Tropfen
2 Punkte = 4 Tropfen
3 Punkte = 3 Tropfen
4 Punkte = 2 Tropfen
5 Punkte = 1 Tropfen
6 Punkte = 0 Tropfen (optimale Trocknung)

III. Klarspüleffekt

Nach Beurteilung der Trocknung wurden die Geschirrteile außerhalb der Geschirrspülmaschine 30 Minuten zum Abkühlen abgestellt und dann un ter Beleuchtung in einem schwarzen Kasten visuell abgemustert. Beur teilt wurden die auf dem Geschirr und Besteck verbliebenen einge trockneten Resttropfen, Schlieren, Beläge, trüben Filme usw.

Bewertung:
0 Punkte = schlechter Klarspüleffekt
8 Punkte = optimaler Klarspüleffekt
Für die Leistungsprüfungen II. und III. wurden die Versuche in der Geschirrspülmaschine Bauknecht GSf 1162 mit enthärtetem Wasser durchgeführt. Dazu wurde das 65°C Normalprogramm gewählt. Im Reini gungsgang wurden 30 ml Somat® Reiniger (Henkel) dosiert. Die Klar spülermenge - der jeweils in Tabelle 1 angegebenen Klarspülerzusam mensetzung - betrug 3 ml, Ausnahmen: Beispiele 5, 7 und 8 jeweils nur 2 ml, und wurde von Hand bei 50°C im Klarspülgang dosiert. Die Salz belastung des Wassers lag zwischen 600 und 700 mg/l. Pro Klarspüler rezeptur wurden 3 Spülgänge durchgeführt.

Zur Beurteilung der Trocknung sowie des Klarspüleffekts wurden folgende Geschirrteile eingesetzt

- Gläser "Neckar-Becher" (Fa. Schott-Zwiesel), 6 Stück
- Edelstahlmesser "Brasilia" (Fa. WMF), 3 Stück
- weiße Porzellan-Eßteller (Fa. Arzberg), 3 Stück
- rote Kunststoffteller "Valon-Eßteller" (Fa. Haßmann), 3 Stück

Es zeigte sich, daß die n-Octylsulfat-haltigen Zubereitungen 3 bis 13 ge genüber den lösungsvermittlerhaltigen Zubereitungen hinsichtlich der Trocknung der Geschirrteile, des Schaumverhaltens und des Klarspüleffekts gleichwertige bis leicht bessere Leistungen aufweisen.

Claims

1. Verwendung von C₆-C₁₀-n-Alkylsulfaten und deren Alkali- oder Ammo niumsalzen, insbesondere Na-salzen, in Klarspülmitteln zum maschi nellen Spülen von Geschirr.

2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das C₆-C₁₀-n-Alkylsulfat n-Octylsulfat ist.

3. Klarspülmittel enthaltend

a) 0,5 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise 2 bis 10 Gew.-%, eines C₆-C₁₀-n- Alkylsulfats oder dessen Alkali- oder Ammoniumsalz, insbesondere Na- salz,
b) 0,5 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise 2 bis 20 Gew.-%, eines Fettalko holethers der Formel I in der R¹ für einen linearen oder verzweigten Alkyl- und/oder Alke nylrest mit 8 bis 18 C-Atomen, in für Zahlen von 0 bis 6 und n für Zahlen von 1 bis 6 steht,
und/oder 0,5 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise 2 bis 20 Gew.-%, eines Fettalkoholethers der Formel IIR²-O-(CH₂CH₂O)_xR³ (II),in der R² für einen linearen oder verzweigten Alkyl- oder Alkenylrest mit 8 bis 14 C-Atomen, R³ für einen Methyl-, Ethyl-, einen linearen oder verzweigten Alkylrest mit 3 oder 4 C-Atomen oder einen Benzyl rest und x für Zahlen von 5 bis 15 steht, und
c) 0,5 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 20 Gew.-%, jeweils bezogen auf das gesamte Mittel, einer organischen Di- oder Tricarbonsäure mit 2 bis 6 C-Atomen, vorzugsweise Zitronensäure.