EP0633924B1

EP0633924B1 - Verwendung von reinigungsmitteln für harte oberflächen, insbesondere glas

Info

Publication number: EP0633924B1
Application number: EP93908848A
Authority: EP
Inventors: Heinz-Dieter Soldanski; Bernd-Dieter Holdt; Jürgen Noglich
Original assignee: Henkel AG and Co KGaA
Current assignee: Henkel AG and Co KGaA
Priority date: 1992-03-30
Filing date: 1993-03-22
Publication date: 1996-06-19
Anticipated expiration: 2013-03-22
Also published as: GR3020378T3; WO1993020176A1; JPH07505182A; CA2133468A1; ATE139561T1; DK0633924T3; EP0633924A1; ES2088671T3; DE59303027D1; DE4210364A1; DE4210364B4

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von Reinigungsmitteln, die in unverdünnter Form zur Reinigung harter Oberflächen, insbesondere Glas, eingesetzt werden können.
Bei den heute üblichen Reinigungsmitteln für harte Oberflächen handelt es sich in der Regel um wäßrige Zubereitungen, die als wesentliche Wirkstoffe oberflächenaktive Substanzen, organische Lösungsmittel sowie gegebenenfalls Komplexbildner für die Härtebestandteile des Wassers, Abrasivstoffe und reinigend wirkende Alkalien enthalten. Reinigungsmittel, die vor allem für die Reinigung von Glas- und Keramikoberflächen bestimmt sind, werden häufig als Lösungen der Wirkstoffe in einem Gemisch aus Wasser und mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmitteln, in erster Linie niedere Alkohole und Glykolether, formuliert. Beispiele derartiger Mittel finden sich in der deutschen Offenlegungsschrift 22 20 540, den US-Patentschriften 3 839 234 und 3 882 038 sowie in den EP-Patentanmeldungen 344 847 und 393 772.
Bei der Anwendung der Reinigungsmittel stellt sich neben der selbstverständlichen Forderung nach hoher Reinigungsleistung auch die Forderung nach möglichst einfacher und bequemer Anwendung der Mittel. Meist wird erwartet, daß die Mittel bereits bei einmaligem Auftrag ohne weitere Maßnahmen die gewünschte Wirkung liefern. Hier stellt sich vor allem bei Anwendung auf glatten Oberflächen, insbesondere solchen, die wie Glas oder Keramik spiegelnd reflektieren können, Schwierigkeiten dadurch ein, daß Mittel, die gut reinigen, meist nicht streifenfrei auftrocknen, während solche Mittel, die im wesentlichen ohne sichtbare Rückstände auftrocknen, nur eine begrenzte Reinigungswirkung aufweisen. Um bei annehmbaren Rückstandsverhalten eine hinreichende Reinigungswirkung, insbesondere gegenüber fettigen Anschmutzungen zu erreichen, ist es notwendig, den Reinigungsmitteln neben organischen Lösungsmitteln auch größere Mengen an mehr oder weniger flüchtigen Alkalien zuzusetzen. Hier haben insbesondere Ammoniak und Alkanolamine Anwendung gefunden. Höhere Konzentration an Ammoniak bzw. Amin bewirken allerdings neben einer merklichen Geruchsbelästung eine entsprechende Erhöhung des pH-Wertes in der Reinigungsmittellösung mit der Folge, daß empfindlichere Oberflächen, wie beispielsweise Lackflächen, von diesen Reinigungsmitteln deutlich angegriffen werden. Es bestand daher nach wie vor Bedarf an Reinigungsmitteln, die bei hoher Reinigungsleistung die genannten Nachteile nicht aufweisen.
Die vorliegende Erfindung bietet eine Lösung dieses Problems durch Verwendung eines wäßrigen Reinigungsmittels, das anionisches Tensid, wassermischbares organisches Lösungsmittel aus der Gruppe der Alkohole, Etheralkohole und deren Gemische, Alkali aus der Gruppe Ammoniak, Alkanolamin mit bis zu 9 C-Atomen und deren Gemische, sowie eine Carbonsäure mit bis zu 6 C-Atomen oder ein Gemisch solcher Carbonsäuren enthält, wobei das Äquivalentverhältnis von Amin und/oder Ammoniak zu Carbonsäure zwischen 1 : 0,9 und 1 : 0,1 liegt. Vorzugsweise enthält das Reinigungsmittel darüber hinaus auch nichtionisches Tensid.
Das erfindungsgemäß verwendete Reinigungsmittel weist gegenüber einem solchen Mittel, das die gleiche Menge Alkali ohne Carbonsäurezusatz enthält, einen sehr viel schwächeren Geruch aus. Dagegen wird die hohe Reinigungsleistung durch den Zusatz der Carbonsäure praktisch nur unwesentlich verringert. Obwohl durch den Zusatz der Carbonsäure Ammonium- bzw. Aminsalze gebildet werden, zeigt das erfindungsgemäß verwendete Mittel ein ausgezeichnetes Rückstandsverhalten. Schmierige Rückstände, wie sie häufig bei alkanolaminreichen Mitteln zu beobachten sind, werden durch den Carbonsäurezusatz weitgehend vermieden. Auf diese Weise bleibt der Glanz der Oberflächen erhalten, ohne daß ein Nachspülen oder Nachpolieren notwendig wäre.
Es folgt nun eine Beschreibung der einzelnen Bestandteile des verwendeten Mittels:

a) Tenside

Als oberflächenaktive Substanzen eignen sich für die erfindungsgemäßen Mittel Tenside, insbesondere aus den Klassen der anionischen und nichtionischen Tenside. Vorzugsweise werden Mischungen aus anionischen und nichtionischen Tensiden eingesetzt. Die Menge an anionischem Tensid liegt beim anwendungsfertigen Mittel vorzugsweise zwischen 0,05 und 0,3 Gew.-%, insbesondere zwischen 0,08 und 0,2 Gew.-%, bezogen auf das fertige Mittel. In konzentrierten Mitteln, die vor der Anwendung noch verdünnt werden müssen, liegt die Konzentration entsprechend höher und kann vorzugsweise bis zu 3 Gew.-% betragen. Sofern neben anionischen Tensiden auch nichtionische Tenside verwendet werden, liegt deren Konzentration in den anwendungsfertigen Mitteln vorzugsweise nicht über 0,15 Gew.-% und insbesondere zwischen 0,02 und 0,08 Gew.-%. In Konzentraten liegt sie entsprechend höher, vorzugsweise bis etwa 1 Gew.-%.
Als anionische Tenside eignen sich vorzugsweise Alkylbenzolsulfonate mit 9 bis 16 C-Atomen im Alkylteil, insbesondere mit etwa 12 C-Atomen im Alkylteil, Alkansulfonate mit 12 bis 20 C-Atomen im Alkylteil, Monoalkylsulfate mit 12 bis 18 C-Atomen im Alkylteil, Alkylethersulfate mit 12 bis 18 C-Atomen im Alkylteil und 2 bis 6 Ethylenoxideinheiten (E0) im Etherteil sowie Sulfobernsteinsäureester mit 8 bis 16 C-Atomen in den Alkoholresten. Die anionischen Tenside werden vorzugsweise als Natriumsalze eingesetzt, können aber auch in Form von Ammonium- oder Aminsalzen verwendet werden.
Beispiele derartiger Tenside sind Natriumlaurylethersulfat mit 2 E0, Natriumkokosalkylsulfat, Natrium-sec.-Alkansulfonat mit ca. 15 C-Atomen sowie Natriumdioctylsulfsosuccinat. Als besonders geeignet haben sich Fettalkylsulfate mit 12 bis 14 C-Atomen erwiesen.
Als nichtionische Tenside sind vor allem ethoxylierte langkettige Alkohole mit 12 bis 18 C-Atomen im Alkylteil und 5 bis 15 Ethylenoxideinheiten (E0), ethoxylierte Alkylphenole mit 8 bis 10 C-Atomen im Alkylteil und 8 bis 14 Ethylenoxideinheiten, ethoxylierte Fettsäureamide mit 12 bis 18 C-Atomen im Fettsäureteil und 2 bis 8 Ethylenoxideinheiten, langkettige Aminoxide mit 14 bis 20 C-Atomen und langkettige Alkylpolyglycoside mit 8 bis 14 C-Atomen im Alkylteil und 1 bis 3 Glycosideinheiten zu erwähnen. Beispiele derartiger Tenside sind Oleyl-Cetyl-Alkohol mit 10 E0, Nonylphenol mit 10 E0, Laurinsäurediethanolamid, Kokosalkyldimethylaminoxid und Kokosalkylpolyglucosid mit im Mittel 1,4 Glucoseeinheiten. Besonders bevorzugt werden als nichtionische Tenside neben den Additionsprodukten aus Ethylenoxid und Fettalkoholen die Alkylpolyglycoside, und von diesen wiederum die Vertreter mit 8 bis 10 C-Atomen im Alkylteil und bis zu 2 Glucoseeinheiten.
Eine besonders bevorzugte Kombination aus Aniontensid und nichtionischem Tensid stellt die Kombination von Fettalkylsulfat mit Alkylpolyglucosid dar, bei der ein Optimum an Benetzung und Spreitungsverhalten vorzuliegen scheint.
Neben nichtionischen und/oder anionischen Tensiden können die erfindungsgemäß verwendeten Mittel auch kleinere Mengen von amphoteren Tensiden (Betaintensiden) enthalten. Bei diesen Tensiden handelt es sich um langkettige Verbindungen, die sowohl eine quartäre Ammoniumgruppe oder eine aminische Gruppe und eine anionische Gruppe, insbesondere ein Carboxylat- oder Sulfonatgruppe, enthalten. Beispiele derartiger Tenside sind N-Kokosalkyl-N,N-dimethylammoniumacetobetain und N-(Kokosacylamidopropyl)-N,N-dimethylammoniumacetobetain.

b) Wassermischbares organisches Lösungsmittel

In den erfindungsgemäß verwendeten Reinigungsmitteln werden als organische Lösungsmittel wassermischbare niedere Alkohole und/oder Etheralkohole, vorzugsweise aber Gemische aus Alkoholen und Etheralkoholen eingesetzt. Die Menge an organischem Lösungsmittel beträgt in anwendungsfertigen Reinigungsmitteln vorzugsweise 0,5 bis 15 Gew.-%, insbesondere 3 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das fertige Reinigungsmittel. In Konzentraten kann der Gehalt an organischem Lösungsmittel entsprechend höher sein und vorzugsweise bis zu 50 Gew.-% betragen.
Als Alkohole werdem insbesondere Ethanol, Isopropanol und n-Propanol eingesetzt, von denen wiederum Ethanol besonders bevorzugt wird. Als Etheralkohole kommen hinreichend wasserlösliche Verbindungen mit bis zu 10 C-Atomen im Molekül in Betracht. Beispiele derartiger Etheralkohole sind Ethylenglykolmonobutylether, Propylenglykolmonobutylether, Diethylenglykolmonobutylether, Propylenglykolmonotertiärbutylether und Propylenglykolmonoethylether. Besonders bevorzugt werden im Rahmen der Erfindung Ethylenglykolmonobutylether und Propylenglykolmonobutylether.
Werden Alkohol und Etheralkohol nebeneinander eingesetzt, so liegt das Gewichtsverhältnis beider vorzugsweise zwischen 1 : 2 und 4 : 1.

c) Flüchtiges Alkali

Wesentlich für die gute Reinigungsleistung der erfindungsgemäß verwendeten Mittel ist neben dem Gehalt an organischem Lösungsmittel der Gehalt an flüchtigem Alkali. Als solches werden Ammoniak und/oder Alkanolamine, die bis zu 9 C-Atomen im Molekül enthalten können, verwendet. Als Alkanolamine werden die Ethanolamine bevorzugt und von diesen wiederum das Monoethanolamin. Der Gehalt an Ammoniak und/oder Alkanolamin beträgt im anwendungsfertigen Reinigungsmittel vorzugsweise 0,1 bis 3 Gew.-%, insbesondere 0,2 bis 1,5 Gew.-%. In Reinigungsmittel konzentraten liegt der Gehalt entsprechend höher und kann beispielsweise 1 bis 10 Gew.-% betragen.
Vorzugsweise enthält das erfindungsgemäß verwendete Reinigungsmittel Ammoniak und Ethanolamin, insbesondere Monoethanolamin, nebeneinander. Hier scheint bei einem Gewichtsverhältnis von Ammoniak zu Monoethanolamin zwischen etwa 1 : 2 und etwa 1 : 10 eine besonders hohe Fettentfernungswirkung aufzutreten.

d) Carbonsäure

Von entscheidender Bedeutung für die besonderen Eigenschaften der erfindungsgemäß verwendeten Mittel ist der Gehalt an Carbonsäure, wobei das Äquivalentverhältnis von Amin und/oder Ammoniak zu Carbonsäure zwischen 1 : 0,9 und 1 : 0,1 liegt. Erfindungsgemäß geeignet sind Carbonsäuren mit bis zu 6 C-Atomen, wobei es sich um Mono-, Di- oder Polycarbonsäuren handeln kann. Je nach Äquivalentgewicht von Amin- und Carbonsäure liegt der Gehalt an Carbonsäure in anwendungsfertigen Reinigungsmitteln vorzugweise zwischen 0,05 und 3 Gew.-%, insbesondere zwischen 0,05 und 1 Gew.-%. In Konzentraten liegt der Gehalt entsprechend höher und kann beispielsweise 1 bis 10 Gew.-% betragen. Durch den Zusatz der Carbonsäure wird ein Teil des ansonsten frei vorliegenden Ammoniaks bzw. Alkanolamins in die Salzform übergeführt. Dadurch sinkt der pH-Wert deutlich und kann auf Werte zurückgestellt werden, bei denen eine Beschädigung empfindlicher Oberflächen nicht mehr eintritt. Vorzugsweise werden pH-Werte im gebrauchsfertigen Mittel von etwa 9 bis etwa 10 eingestellt. Trotz dieser Rücknahme des pH-Wertes weisen die Mittel nahezu die gleiche Reinigungsleistung wie entsprechende Mittel ohne den Säurezusatz auf. Mittel, die ohne Säurezusatz mit entsprechend weniger Amin bzw. Ammoniak auf derart niedrige pH-Werte eingestellt sind, weisen wesentlich schlechtere, nicht akzeptable Reinigungsergebnisse auf.
Beispiele geeigneter Carbonsäuren sind Essigsäure, Glykolsäure, Milchsäure, Zitronensäure, Bernsteinsäure und Adipinsäure, von denen vorzugsweise Essigsäure, Zitronensäure und Milchsäure verwendet werden. Besonders bevorzugt wird Essigsäure eingesetzt.

e) Sonstige übliche Hilfsstoffe

Neben den Komponenten a) bis d) können die erfindungsgemäß verwendeten Mittel Hilfs- und Zusatzstoffe enthalten, wie sie in derartigen Mitteln üblich sind. Dazu zählen insbesondere Farbstoffe, Parfümöle, Konservierungsmittel, Komplexbildner für Erdalkaliionen und Viskositätsregulatoren. Die Menge an derartigen Zusätzen liegt üblicherweise nicht über 2 Gew.-% im anwendungsfertigen Reinigungsmittel. Die Untergrenze des Einsatzes hängt von der Art des Zusatzstoffes ab und kann beispielsweise bei Farbstoffen bis zu 0,001 Gew.-% und darunter betragen. Vorzugsweise liegt die Menge an Hilfsstoffen zwischen 0,01 und 1 Gew.-%. In Konzentraten kann die Menge entsprechend größer sein und beispielsweise bis zu 10 Gew.-% betragen. Im übrigen bestehen die erfindungsgemäß verwendeten Mittel aus Wasser, wobei der Wassergehalt in Konzentraten wenigstens 10 Gew.-% betragen soll.
Ein anwendungsfertiges Reinigungsmittel hat demzufolge vorzugsweise folgende Zusammensetzung:

0,05 bis 0,3: Gew.-% anionisches Tensid,
0 bis 0,15: Gew.-% nichtionisches Tensid,
0,5 bis 15: Gew.-% wassermischbares organisches Lösungsmittel,
0,1 bis 3: Gew.-% Ammoniak und/oder Alkanolamin,
0,05 bis 3: Gew.-% Carbonsäure,
0 bis 2: Gew.-% sonstige übliche Hilfsstoffe
zu 100: Gew.-% Wasser.

Konzentrate, die vorher mit Wasser auf die Anwendungskonzentration verdünnt werden müssen, sind vorzugsweise folgendermaßen zusammengesetzt:

0,3 bis 3: Gew.-% anionisches Tensid,
0 bis 1: Gew.-% nichtionisches Tensid,
10 bis 50: Gew.-% wassermischbares organisches Lösungsmittel,
1 bis 10: Gew.-% Ammoniak und/oder Alkanolamin
1 bis 10: Gew.-% Carbonsäure,
0 bis 10: Gew.-% sonstige übliche Hilfsstoffe und
zu 100: Gew.-%, mindestens 10 Gew.-% Wasser.

Die Anwendung der Mittel geschieht in der Weise, daß man das anwendungsfertige Mittel in Mengen von beispielsweise etwa 1,5 bis 5 g/m² auf die zu reinigende Fläche aufträgt und unmittelbar im Anschluß daran diese Flächen mit einem saugfähigen weichen Gegenstand wischt und sie dadurch reinigt. Der Auftrag der Mittel geschieht vorzugsweise mit Hilfe geeigneter Sprühgeräte, um eine möglichst gleichmäßige Verteilung zu erreichen. Zum Wischen eignen sich in erster Linie Schwämme oder Tücher, die bei Behandlung größerer Flächen von Zeit zu Zeit mit Wasser ausgespült werden können. Eine weitere Behandlung der Oberflächen ist nicht notwendig, da die Reinigungslösungen praktisch schleierfrei auftrocknen und selbst auf kritischen hochglänzenden Oberflächen keine Streifen hinterlassen.

Beispiele

Die Mittel 1 bis 9 wurden unmittelbar aus den Rohstoffen als verdünnte wäßrige Lösungen aufgemischt, wobei das Parfüm zunächst in den organischen Lösungsmitteln vorgelöst wurde. Als letztes wurde die Carbonsäure zugegeben.
Zur Prüfung der Reinigungswirkung unter extremen Bedingungen wurden zwei verschiedene Methoden eingesetzt:

a) An weißen PVC-Platten (40 x 554 mm), die mit einer Testanschmutzung versehen waren, wurde nach standardisierter Behandlung im Gardener-Prüfgerät die Lichtremission vermessen. Der Testschmutz hatte folgende Zusammensetzung
- 7 % feinteiliger Ruß
- 57 % Myritol (R) (Fettsäuretriglycerid)
- 36 % Testbenzin
und war in Mengen von 0,3 g pro Platte gleichmäßig aufgetragen worden. Nach 1 bis 1,5 Stunden Trockenzeit wurden die Platten, die zu mehreren gleichzeitig angeschmutzt worden waren, für den Test eingesetzt. Der Reinigungsvorgang bestand in 20 Strichen mit einem Polyesterschwamm unter standardisierter Belastung (800 g), wobei 6 g Reinigungsmittel angewandt wurden. Nach Abspülen unter fließendem Wasser wurde vermessen. Die Ergebnisse dieser Versuche sind in der folgenden Tabelle als % Lichtremission im Vergleich zur unbehandelten Platte (100 %) angegeben (RV-Werte).
b) Hochglanzpolierte Bleche aus rostfreiem Stahl (40 x 554 mm) wurden mit je 0,4 g einer Mischung aus Pflanzenöl und Testbenzin (1 : 1) gleichmäßig bestrichen und nach dem Abdunsten des Lösungsmittels 15 Stunden bei 80 °C an der Luft gelagert. Die Reinigung der Bleche erfolgte dann wie unter a) angegeben, während die Beurteilung der Reinigungswirkung visuell im Vergleich zu einem ungereinigten und einem nicht angeschmutzten Blech vorgenommen wurde. Folgende Bewertungsnoten wurden verwendet:
- 1 = Fett vollständig entfernt
- 2 = Fett weitgehend entfernt
- 3 = Fett teilweise entfernt
- 4 = Fett nur zu einem geringen Teil entfernt
- 5 = Fett nahezu unverändert
Die Ergebnisse sind ebenfalls in der Tabelle angeführt.
Aus den Ergebnissen wird deutlich, daß mit den erfindungsgemäß verwendeten Beispielen 2, 3 und 7 nahezu das gleiche Reinigungsergebnis zu erzielen ist, wie mit den Mitteln, die bei gleicher Alkalikonzentration keinen Säurezusatz aufweisen (1,6). Gleichzeitig ist die erheblich verbesserte Reinigungsleistung gegenüber den Mitteln ohne Alkalizusatz oder mit nur geringem Alkalizusatz (4, 5, 8, 9) zu erkennen (Der pH-Wert in den Mitteln 4 und 8 erklärt sich aus Alkalispuren in den Tensidrohstoffen).

Claims

Verwendung eines wäßrigen Mittels zur Reinigung harter Oberflächen, wobei dieses Mittel anionisches Tensid, wassermischbares organisches Lösungsmittel aus der Gruppe der Alkohole, Etheralkohole und deren Gemische, Alkali aus der Gruppe Ammoniak, Alkanolamin bis zu 9 C-Atomen und deren Gemische, sowie eine Carbonsäure mit bis zu 6 C-Atomen oder ein Gemisch solcher Carbonsäuren enthält und in diesem Mittel das Äquivalentverhältnis von Amin und/oder Ammoniak zu Carbonsäure zwischen 1 : 0,9 und 1 : 0,1 liegt.
Verwendung nach Anspruch 1, bei der das Reinigungsmittel zusätzlich nichtionisches Tensid enthält.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei der im Reinigungsmittel die Carbonsäure aus der Gruppe Essigsäure, Zitronensäure, Milchsäure und deren Mischungen ausgewählt ist.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei der das Reinigungsmittel Ammoniak zusammen mit einem Ethanolamin aus der Gruppe Mono-, Di- und Triethanolamin sowie deren Mischungen, vorzugsweise mit Monoethanolamin enthält.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei der das Reinigungsmittel als wassermischbares organisches Lösungsmittel ein Gemisch aus niederem Alkohol mit 2 oder 3 C-Atomen und Glykolether aus der Gruppe Ethylenglykolmonobutylether, Propylenglykolmonobutylether und deren Mischungen enthält.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei der im Reinigungsmittel das anionische Tensid ausgewählt ist aus der Gruppe der Alkansulfonate, der Alkylethersulfate, der Alkylsulfate und deren Gemischen.
Verwendung nach Anspruch 2, bei der im Reinigungsmittel das nichtionische Tensid ausgewählt ist aus der Gruppe der Ethoxylate langkettiger Alkohole, der Alkylpolyglycoside und deren Mischungen.
Verwendung nach Anspruch 7, bei der im Reinigungsmittel eine Tensidkombination aus Fettalkylsulfat und Alkylpolyglucosid vorliegt.
Verwendung nach Anspruch 1, bei der das Reinigungsmittel folgende Wirkstoffe enthälten:
0,05 bis 0,3 Gew.-% anionisches Tensid,

0 bis 0,15 Gew.-% nichtionisches Tensid,

0,5 bis 15 Gew.-% wassermischbares organisches Lösungsmittel,

0,1 bis 3 Gew.-% Ammoniak und/oder Alkanolamin,

0,05 bis 3 Gew.-% Carbonsäure,

0 bis 2 Gew.-% sonstige übliche Hilfsstoffe

zu 100 Gew.-% Wasser.
Verwendung nach Anspruch 1, bei der das Reinigungsmittel zunächst durch Verdünnung eines Konzentrats hergestellt wird, das folgende Wirkstoffe enthält:
0,3 bis 3 Gew.-% anionisches Tensid,

0 bis 1 Gew.-% nichtionisches Tensid,

10 bis 50 Gew.-% wassermischbares organisches Lösungsmittel,

1 bis 10 Gew.-% Ammoniak und/oder Alkanolamin

1 bis 10 Gew.-% Carbonsäure,

0 bis 10 Gew.-% sonstige übliche Hilfsstoffe und

zu 100 Gew.-%, mindestens 10 Gew.-% Wasser.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 zur Reinigung harter Oberflächen, insbesondere Glas, wobei das Reinigungsmittel in Mengen von 1,5 bis 5 g pro m² auf die zu reinigende Fläche, vorzugsweise durch Besprühen, aufgetragen und diese Fläche im Anschluß daran durch Wischen mit einem saugfähigen weichen Gegenstand gereinigt wird.