DE69629936T2

DE69629936T2 - Reinigungsmittel mit verbesserter rheologie

Info

Publication number: DE69629936T2
Application number: DE69629936T
Authority: DE
Inventors: Alain Luciani; Bernard Antelme; Sylvie Fauvet; Vincent Manget; Jean-François Lhoste
Original assignee: Reckitt Benckiser France SAS
Current assignee: Reckitt Benckiser France SAS
Priority date: 1995-09-19
Filing date: 1996-09-18
Publication date: 2004-09-09
Anticipated expiration: 2016-09-19
Also published as: GB2305434B; GB2305434A; BR9610477A; CN1117843C; ES2205057T3; AU6993396A; CN1200759A; NZ318449A; CA2232400C; WO1997011147A1; EP0862610B1; ZA967868B; GB9519110D0; US6268325B1; DE69629936D1; CA2232400A1; MX9802117A; AU710976B2; EP0862610A1; AR003626A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Reinigungszusammensetzungen und insbesondere Reinigungszusammensetzungen zur Verwendung auf harten Oberflächen, wie keramischen Badezimmerausstattungen und Toiletten. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung solche Reinigungszusammensetzungen, die ein Schleifmaterial und ein Bleichmittel einschließen und eine gewünschte Rheologie aufweisen.
Reinigungszusammensetzungen, die Schleifpartikel einschließen, sind im Fachgebiet gut bekannt. Die Schleifpartikel sind in solchen Zusammensetzungen eingeschlossen, um bei der Entfernung von Verschmutzungen und Flecken von den Oberflächen physikalisch zu helfen.
Es ist auch gut bekannt, Bleichmittel in Reinigungszusammensetzungen einzulagern, um die Zusammensetzungen mit desinfizierenden und/oder antimikrobiellen Eigenschaften zu versehen und weiter bei der Schmutz- und Fleckentfernung zu helfen.
Ein besonderes Problem beim Formulieren von Zusammensetzungen, die Schleifpartikel einschließen, ist gewesen, die Partikel in der Zusammensetzung während der Lagerung der Zusammensetzung vor dem Gebrauch in Suspension zu halten. Verschiedene Lösungen für dieses Problem sind vorgeschlagen worden und etwas Erfolg ist dadurch beansprucht worden, dass die rheologischen Eigenschaften der Zusammensetzung so angepasst wurden, dass die Zusammensetzung eine hohe Viskosität aufweist (die die Partikel in Suspension halten kann), bis die Zusammensetzung äußeren Kräften, zum Beispiel Scherkräften, unterworfen wird. So wird die hohe Viskosität während der Lagerung erhalten, aber die Viskosität wird beim Ausgießen oder Herauspressen der Zusammensetzung aus der Flasche, in der sie gelagert wird, erniedrigt. Beispiele von Zusammensetzungen dieses allgemeinen Typs und ähnliche Typen sind in US 5279755 , EP 0606707 , EP 0606712 , EP 0206534 , EP 0159923 , EP 0009942 , EP 0003625 , GB 1495549, GB 1437857 und EP 0011984 zu sehen.
Es ist jedoch wünschenswert, dass, wenn die Zusammensetzung aus ihrem Vorratsbehälter entnommen wird, die Viskosität der Zusammensetzung auf einem ausreichend hohen Niveau erhalten wird, um der Zusammensetzung zu ermöglichen, an einer nichthorizontalen Oberfläche "hängenzubleiben". Mit anderen Worten, die Zusammensetzung muss eine ausreichende Verweilzeit auf der Oberfläche aufweisen, um den Wirkstoffen der Zusammensetzung zu ermöglichen, die gewünschte Wirkung aufzuweisen. Einige der vorstehend aufgeführten Literaturangaben sprechen dieses Problem ebenfalls an. Auch können die rheologischen Eigenschaften der Zusammensetzung so angepasst werden, dass die Zusammensetzung eine sogenannte "plastische" Rheologie aufweist, wodurch die Zusammensetzung zähflüssig gemacht wird, um die Schleifpartikel in Suspension zu halten, aber fließfähig bleibt, ohne dass übermäßig geschüttelt oder gerührt werden muss. So bleibt eine Zusammensetzung mit "plastischer" Rheologie aus ihrem Vorratsbehälter leicht entnehmbar.
Viele Zusammensetzungen des vorstehend beschriebenen Typs im Stand der Technik haben auf Phosphaten und deren Derivaten basierende Puffermittel eingeschlossen. Diese Puffermittel werden jetzt als umweltschädigend betrachtet und es ist wünschenswert, Zusammensetzungen bereitzustellen, die die Verwendung von Phosphatpuffern vermeiden.
Es ist jetzt überraschenderweise gefunden worden, dass eine Zusammensetzung, die die gewünschten rheologischen Eigenschaften aufweist und die stabil Schleifpartikel suspendieren kann, umfasst:

A) einen kolloidbildenden Bestandteil, insbesondere eine Tonerde
B) ein polymeres wasserlösliches Verdickungsmittel
C) Schleifpartikel und
D) ein Bleichmittel

Wünschenswerterweise wird die Zusammensetzung auch mindestens einen wasserlöslichen oberflächenaktiven Stoff einschließen, um die Reinigungseigenschaften der Zusammensetzung zu verbessern.
Folglich stellt die vorliegende Erfindung eine thixotrope Reinigungszusammensetzung für harte Oberflächen bereit, umfassend:

A) 1% bis 10% des kolloidbildenden Materials
B) 0,5% bis 10% eines polymeren Verdickungsmittels
C) 1% bis 60% Schleifpartikel und
D) ein Bleichmittel,

In dieser Beschreibung sind alle Konzentrationen in Gew.-%, sofern nicht anders angegeben.
Bevorzugte kolloidbildende Materialien sind Tone, wie Smectittone, Bentonit, Laponit und Montmorillonit. Bentonittone sind besonders bevorzugt. Typischerweise werden Bentonittone etwa 58% Siliciumoxid, 25% Aluminiumoxid und 3% Magnesiumoxid mit geringeren Mengen (weniger als 2%) anderer Oxide umfassen.
In bevorzugten Variationen der Erfindung ist der Ton in einer Menge von 1% bis 5%, insbesondere 2% bis 5% vorhanden. Ein besonders bevorzugter Ton ist Laviothix P1, erhältlich von Laviosa Chimica Mineraria S.p.A., Livorno, Italien.
Ohne an eine Theorie gebunden werden zu wollen, nimmt man an, dass die Verdickung der Formulierungen der Erfindung durch die Wechselwirkung des polymeren Verdickungsmittels mit dem kolloidbildenden Ton auftritt. Insbesondere nimmt man an, dass die polymeren Ketten des polymeren Verdickungsmittels Hohlräume in der Tonstruktur besetzen können.
Im Prinzip kann ein beliebiges bleichstabiles polymeres Verdickungsmittel, das entsprechend mit dem Ton wechselwirkt, in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, obgleich Polymere mit verzweigten Ketten aufgrund ihrer gesteigerten Verdickungswechselwirkung bevorzugt sein können.
Besonders bevorzugte polymere Verdickungsmittel sind Copolymere von Acrylsäure, wie Acusol, insbesondere Acusol 810A. Acusol ist von Rohm & Haas Company erhältlich. Ein anderes geeignetes polymeres Verdickungsmittel ist Polygel D. A., das von 3 V Sigma erhältlich ist.
In besonders bevorzugten Variationen der Erfindung ist das polymere Verdickungsmittel in einer Menge von 0,5% bis 5% vorhanden.
In den Zusammensetzungen der Erfindung ist die Auswahl der Schleifpartikel nicht beschränkt und beliebige geeignete bleichstabile Partikel entsprechender Partikelgröße und Schleifschärfe können verwendet werden. Beispiele geeigneter Schleifpartikel schließen Calciumcarbonat, Bimsstein, Kalkspat, Dolomit, Feldspat, Talk, Aluminiumoxid, Kieselerde, Quarz, Perlit, Zirkoniumsilikat und Diatomeenerde und organische Materialien, wie Melamin, Harze, wie Harnstoff-Formaldehydharze, Polyethylenkügelchen und Polyamidderivate ein. Calciumcarbonat ist besonders bevorzugt.
In bevorzugten Zusammensetzungen sind die Schleifpartikel in Mengen von 1% bis 30%, am stärksten bevorzugt 2% bis 15%, vorhanden.
Das in den Zusammensetzungen der Erfindung verwendete Bleichmittel ist vorzugsweise ein Bleichmittel auf Halogenbasis. Geeignete Beispiele schließen Hypohalogenit, insbesondere Hypochloritsalze der Alkali- und Erdalkalimetalle, insbesondere Natriumhypochlorit oder Kaliumhypochlorit, Halogenamine, Halogenimine, Halogenimide, Halogenamide, Isocyanuratderivate, wie Kalium- oder Natriumdichlorisocyanurat, Trichlorcyanursäure, Dichlordimethylhydantoin, Chlorbromdimethylhydantoin, N-Chlorsulfamid, Chloramin und chloriertes Trinatriumphosphatdodecahydrat ein. Natriumhypochlorit ist besonders bevorzugt.
Das Bleichmittel ist vorzugsweise in einer Menge von nicht mehr als 15%, besonders nicht mehr als 13% und am stärksten bevorzugt nicht mehr als 9% vorhanden. Jedoch wird die tatsächliche in der Zusammensetzung vorhandene Menge Bleichmittel entsprechend der Menge verfügbaren Chlors, die resultiert, bestimmt werden. Also sind die vorstehend genannten Mengen nur zur Orientierung und die Menge Bleichmittel, die erforderlich ist, um eine gegebene Menge verfügbaren Chlors bereitzustellen, kann durch Fachleuten bekannte Verfahren bestimmt werden. Vorzugsweise wird der Anteil des verfügbaren Chlors zwischen 0,5% und 15% liegen.
Zusätzlich zu den vorstehenden Bestandteilen können die Zusammensetzungen der Erfindung weiter oberflächenaktive Stoffe einschließen, um die Reinigungseigenschaften der Zusammensetzung zu verbessern. Die oberflächenaktiven Stoffe müssen natürlich bleichstabil sein und werden auch wünschenswerterweise einen zusätzlichen Beitrag zum Verdickungssystem durch Wechselwirkung mit dem kolloidbildenden Ton bereitstellen. Insbesondere bevorzugt sind oberflächenaktive Stoffe des Aminoxidtyps (die einen nützlichen Anteil an Schaumentwicklung bei Verwendung der Zusammensetzung bereitstellen) und Natriumlaurylsulfat. Ein bevorzugter oberflächenaktiver Stoff vom Aminoxidtyp, der unter dem Handelsnamen Aromox^TM von Akzo Nobel erhalten werden kann, ist ein Cocodimethylaminoxid. Natriumlaurylsulfat ist von Albright & Wilson unter dem Handelsnamen Empicol erhältlich.
Andere oberflächenaktive Stoffe und Gemische oberflächenaktiver Stoffe können auch oder alternativ in die Zusammensetzungen der Erfindung eingebracht werden, von denen Beispiele Alkylethersulfate, Alkylsulfate, Dodecylbenzolsulfonat, Paraffinsulfonate, Xylol-, Cumol- und Toluolsulfonate, Sulfosuccinate, oberflächenaktive Stoffe vom Carboxylattyp, oberflächenaktive Stoffe vom Carboxylethertyp, α-Olefinsulfonate, Carboxyamphoglycinate und Derivate davon einschließen. Diese oberflächenaktiven Stoffe können im Allgemeinen in Mengen von bis zu 10%, vorzugsweise bis zu 5% und insbesondere 1% bis 3% vorhanden sein.
Wie es im Fachgebiet bekannt ist, kann der pH-Wert einer Zusammensetzung eine Wirkung auf die Partikelgröße der Partikel in Suspension und damit auf die Stabilität der Suspension aufweisen. Es ist die Hypothese aufgestellt worden, dass der pH-Wert die Oberflächenladung auf den Partikeln beeinflussen kann. So werden die Partikel bei saurem pH-Wert protoniert und tragen eine positive Ladung und das Gegenteil trifft bei alkalischem pH-Wert zu. Im oberflächengeladenen Zustand ist es weniger wahrscheinlich, dass sich die Partikel zu Flocken verbinden. Bei dazwischenliegenden pH-Werten können die Partikel einen Zustand der Ladung Null erreichen, bei dem es wahrscheinlicher ist, dass die Partikel agglomerieren, so dass die mittlere Partikelgröße zunimmt und Flockenbildung auftreten kann.
In der vorliegenden Erfindung ist gefunden worden, dass, wenn die Schleifpartikel Calciumcarbonat sind, die Calciumcarbonatpartikel bei pH-Werten einer flüssigen Phase von weniger als etwa pH 5,5 dazu neigen, sich zu Flocken zu verbinden, und es bei pH-Werten von größer als etwa pH 12 eine gesteigerte Tendenz zur Ausflockung gibt. Im Fall eines Tons ist gefunden worden, dass die Ausflockung der Tonpartikel nur bei pH-Werten größer als etwa pH 11 aufzutreten beginnt. Wenn die vorstehenden zwei Bestandteile in Zusammensetzungen der Erfindung zusammen mit dem polymeren Verdickungsmittel formuliert werden, wird gefunden, dass minimale Partikelgrößen bei pH-Werten von etwa pH 9 bis pH 12, insbesondere pH 10,5 bis pH 11,5 auftreten. In dieser Hinsicht ist es deshalb wünschenswert, dass die Zusammensetzungen der Erfindung auf einen pH-Wert innerhalb der vorstehenden Bereiche eingestellt werden. Jedoch muss auch überlegt werden, die Viskosität und Bleichstabilität zu optimieren, und, wenn diese Faktoren in Betracht gezogen werden, ist der bevorzugte pH-Wert der Zusammensetzungen der Erfindung pH 13 bis pH 14, besonders pH 13,4. Im Allgemeinen wird der Zusammensetzung Natriumhydroxid zugesetzt werden, um den pH-Wert einzustellen, aber andere geeignete pH-einstellende Materialien, wie sie im Fachgebiet bekannt sind, können verwendet werden. Der Zusatz des Natriumhydroxids dient auch dazu, die Elektrolytkonzentration zu erhöhen, was das Verdickungsvermögen des polymeren Verdickungsmittels verbessern kann. Das Natriumhydroxid kann in einer Menge von 0% bis 20%, besonders 1% bis 10% und insbesondere 1% bis 4% vorhanden sein.
Die Zusammensetzungen der Erfindung können durch entsprechende Auswahl der Mengen eines oder mehrerer Bestandteile von dem Natriumhydroxid, dem Ton und dem Acrylpolymer eingestellt werden, dass sie eine gewünschte Rheologie aufweisen. Ferner wird während der Formulierung der Zusammensetzung eine erhöhte Rührzeit zu einer Viskositätszunahme führen. Die Zusammensetzungen der Erfindung sind thixotrop mit einem relativ niedrigen Fließpunkt. So behalten die Zusammensetzungen eine Viskosität, die ausreicht, um die Schleifpartikel zu suspendieren, solange sie vor dem Gebrauch gelagert werden, und sie weisen strukturviskoses Fließverhalten auf, um bei Verwendung ein Ausdrücken der Zusammensetzung aus einer Flasche zu gestatten. Die Zusammensetzungen der Erfindung gewinnen nach dem Herausdrücken eine hohe Viskosität zurück und können so an nichthorizontalen Oberflächen "hängenbleiben". Ferner verteilen sich die Zusammensetzungen der Erfindung aufgrund einer ausgezeichneten Oberflächenbenetzbarkeit gut auf einer harten Oberfläche. Die Oberflächenbenetzbarkeit kann durch den Kontaktwinkel der Zusammensetzung auf der Oberfläche entsprechend Fachleuten bekannten Verfahren gemessen werden.
Andere optionale Nebenbestandteile können auch in den Zusammensetzungen der Erfindung vorhanden sein, wie optische Aufheller, Farbstoffe, Pigmente und Duftstoffe. Optische Aufheller, wie Titandioxid oder andere Titanderivate, können in Mengen von bis zu 10%, vorzugsweise nicht mehr als 1% vorhanden sein. Duftstoffe können in Mengen von bis zu 1%, vorzugsweise bis zu 0,5% vorhanden sein.

Das Folgende ist ein Beispiel einer bevorzugten Zusammensetzung gemäß der Erfindung:

Laviothix P1	2,7%
Acusol 810A	1%
Durcal 15 (RTM) (CaCO₃)	5%
Natriumhypochlorit (15%)	ca. 9%
Aromox DMM CD-W (RTM)	0,1%
Empicol LX28 (RTM)	2,5%
NaOH (50%)	4% (2% wirksam)
TiO₂	0,18%
Duftstoff	0,07%
Farbstoff	1%
Wasser	Rest

Alle Prozentsätze hier sind Gewichtsprozente.
Die vorstehende bevorzugte Zusammensetzung kann gemäß folgendem Verfahren formuliert werden:
Wasser wird einem Gefäß zugesetzt und gerührt, um einen Strudel zu erzeugen. Das TiO₂ wird zugesetzt und das Rühren zum Beispiel 10 Minuten fortgesetzt, um eine einheitliche Dispersion zu erhalten. CaCO₃ wird dann zugesetzt und wieder wird das Rühren geeigneterweise 10 Minuten fortgesetzt, um eine einheitliche Dispersion zu erzielen, wonach das Laviothix zugesetzt wird und das Rühren weitere 30 Minuten fortgesetzt wird. Acusol wird dann zugesetzt und das Rühren etwa weitere 10 Minuten bei erhöhter Geschwindigkeit, falls nötig, fortgesetzt. Der vorstehenden Vormischung wird schrittweise NaOH zugesetzt. Eine Erniedrigung der Viskosität wird zu sehen sein und die Geschwindigkeit des Rührers sollte entsprechend eingestellt werden. Die oberflächenaktiven Stoffe (Empicol und Aromox) werden dann zugesetzt und das Rühren wird etwa weitere 10 Minuten fortgesetzt, worauf die Zugabe des Natriumhypochlorits in einer Menge, um den gewünschten Anteil verfügbaren Chlors zu erzielen, folgt. Schließlich werden der Farbstoff und Duftstoff zugesetzt und das Rühren wird bei einer niedrigeren Geschwindigkeit etwa 5 Minuten fortgesetzt.
Die vorstehende Formulierung stellt einen Fließpunkt der Größenordnung von 3,6 Pa und einen thixotropen Bereich von 236 Pa/s bereit. So zeigt diese Formulierung ausgezeichnete Fließfähigkeit aus einer Flasche. Ferner weist die Formulierung einen Kontaktwinkel von 13° auf einer glasierten Oberfläche auf, was ausgezeichnete Benetzbarkeit zeigt. Im Gegensatz dazu zeigt ein eingedicktes Bleichmittel, das zur Zeit auf dem Markt ist, einen Fließpunkt von 26,4 Pa, einen thixotropen Bereich von 6721 Pa/s und einen Kontaktwinkel von 33°.

Claims

Thixotrope Reinigungszusammensetzung für harte Oberflächen, umfassend: (A) 1% bis 10% w/w eines kolloidbildenden Materials, (B) 0,5% bis 10% w/w eines polymeren Verdickungsmittels, (C) 1% bis 60% w/w Schleifpartikel und (D) ein Bleichmittel, wobei der Rest aus Wasser und optionalen Nebenbestandteilen besteht.
Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, wobei das kolloidbildende Material eine Smectittonerde, ein Bentonit, Laponit oder Montmorillonit oder ein Gemisch aus zwei oder mehreren Bestandteilen davon ist.
Zusammensetzung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das polymere Verdickungsmittel ein Copolymer von Acrylsäure ist.
Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die Schleifpartikel aus Calciumcarbonat, Bimsstein, Kalkspat, Dolomit, Feldspat, Talk, Aluminiumoxid, Kieselerde, Quarz, Perlit, Zirkoniumsilikat und Diatomeenerde und organischen Materialien, wie etwa Melamin, Harzen, wie etwa Harnstoff-Formaldehydharzen, Polyethylenkügelchen und Polyamidderivaten ausgewählt sind.
Zusammensetzung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Bleichmittel aus einem Hypohalogenit, wie etwa Hypochloritsalzen von Alkali- und Erdalkalimetallen, wie etwa Natriumhypochlorit, Halogenaminen, Halogeniminen, Halogenimiden, Halogenamiden, Isocyanuratderivaten, wie etwa Kalium- oder Natriumdichlorisocyanurat, Trichlorcyanursäure, Dichlordimethylhydantoin, Chlorbromdimethylhydantoin, N-Chlorsulfamid, Chloramin und chloriertem Trinatriumphosphatdodecahydrat ausgewählt ist.
Zusammensetzung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das kolloidbildende Material in einer Menge von 1% bis 5% w/w, bevorzugt 2% bis 5% w/w, vorhanden ist.
Zusammensetzung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das polymere Verdickungsmittel in einer Menge von 0,5% bis 5% w/w vorhanden ist.
Zusammensetzung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Schleifpartikel in einer Menge von 1% bis 30% w/w, bevorzugt 2% bis 15% w/w, vorhanden sind.
Zusammensetzung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Menge des verfügbaren Chlors 0,5% bis 15% w/w beträgt.
Zusammensetzung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, welche bis zu 10% w/w, bevorzugt 1% bis 3% w/w, eines oder mehrerer oberflächenaktiver Stoffe, wie etwa oberflächenaktive Stoffe des Aminoxidtyps und Natriumlaurylsulfat; bis zu 10% w/w, bevorzugt bis zu 1% w/w, eines oder mehrerer optischer Aufheller, wie etwa Titanderivate; und bis zu 1% w/w, bevorzugt bis zu 0,5% w/w, eines Duftstoffes einschließt.
Zusammensetzung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, welche so formuliert ist, dass sie einen pH-Wert zwischen pH 13 und pH 14, bevorzugt pH 13,4, aufweist.
Verwendung einer Zusammensetzung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche als Reinigungszusammensetzung zur Verwendung auf harten Oberflächen.