DE19923076B4 - Verfahren zur Herstellung von formstabilen Reinigungsmassen mit Softstruktur - Google Patents

Abstract

Verfahren zur Herstellung von festen und formstabilen Reinigungsmassen mit Softstruktur wobei Softstruktur bedeutet, dass die Reinigungsmasse unter mechanischer Belastung bei Erreichen der Fließgrenze den Effekt des plastischen Fließens zeigt, bestehend aus Tonerde, Tensiden, Hydrophobierungsmitteln, Rückfettungsmitteln, Wasser, Glycerin und weiteren Hilfsstoffen, dadurch gekennzeichnet, dass
1–10 Mass.-% aus einem Gemisch aus Kaliumseife und Fettalkohol-Ethoxylaten,
1–10 Mass.-% Hydrophobierungsmittel, ausgewählt aus Paraffinen, Silikonen, Fettsäuren und Fettsäurederivaten
1–10 Mass.-% Rückfettungsmittel, ausgewählt aus Lanolin, Fettsäureglyceriden, Fettsäureamiden und ethoxylierten Fettsäuren,
1–10 Mass.-% Glycerin und
1–10 Mass.-% Hilfsstoffen, ausgewählt aus Polierfasen, Duftölen, Stabilisatoren, Konservierungsmitteln und Deodorantien,
in 5–30 Mass.-% Wasser bei Temperaturen über 20 °C emulgiert und dann mit mindestens 55 Mass.-% Tonerde in einer Knetmaschine vermischt werden.

Description

• Die Oberflächen von Gebrauchsgegenständen, technischen Geräten und Anlagenteilen verlieren durch die Einwirkung von Licht, Luft, Feuchtigkeit und vor allem durch die Ablagerung von Schmutzteilchen rasch ihr ursprüngliches Aussehen. Die Oberflächen werden matt und der Glanz geht verloren.
• Die Wiederherstellung gealterter Oberflächen, aber auch die Gestaltung und Aufwertung neuer Oberflächen, erfolgt mit Reinigungs- und Poliermitteln. Dabei dürfen Poliermittel natürlich keine Kratzspuren erzeugen.
• Ein günstiges Reinigungs- und Polierverhalten wird erreicht, indem Tonerde (Abrasiva) mit oberflächenaktiven Substanzen und pflegenden Stoffen in einem ausgewogenen Verhältnis zusammengemischt wird.
• Handelsübliche Reinigungsmittel besitzen überwiegend flüssige oder pastenförmige Konsistenz. Bei den flüssigen Produkten dieser Art kann es sich um Lösungen, Suspensionen oder Emulsionen handeln.
• In der Anmeldung DE 29809306 U1 wird eine Reinigungsmischung mit fester oder flüssiger Konsistenz, bestehend aus Abrasiva, Tensiden, Rückfettungsmitteln, Hydrophobierungsmitteln und Wasser beschrieben, die gekennzeichnet ist durch ihren Gehalt an organischen und anorganischen Polierfasern. Die Herstellung von Reinigungsmassen mit vorteilhafter Softstruktur, wie sie von bestimmten Speiseeissorten allgemein bekannt ist, wird in dieser Anmeldung jedoch nicht offen gelegt. Aufgabe der Erfindung nach DE 29809306 U1 ist es, den Abrieb und das Zerkratzen der zu reinigenden Flächen möglichst klein zu halten.
• Die DE 19643103 C1 offenbart die Herstellung eines festen Universalreinigers. Die Reinigungsmischung wird ohne Wasser formuliert. Zudem ist es erforderlich durch Zusatz von Alkali die zugesetzten Fette zu verseifen. Man erhält im Ergebnis eine feste Reinigungsmischung, die als Reinigungs- oder Polierstein dienen kann.
• Eine Reinigungspaste, speziell geeignet für die Reinigung von Glas und Glaskeramik, wird in der DE 3908971 A beansprucht. Die Mischung reagiert jedoch stark sauer und eignet sich daher für die Anwendung auf Metalloberflächen aus Stahl, Aluminium oder Zink und anderen unedlen Metallen bzw. Metalllegierungen nicht, da diese Metalle angegriffen werden. Die Möglichkeit zur Ausbildung einer Softstruktur wird nicht erwähnt.
• Feste und formstabile Reinigungsmassen mit Softstruktur, die unter dem Einfluss der Schwerkraft nicht zerfließen, waren technisch bislang nicht herstellbar. Softstruktur soll bedeuten, dass die festen und formstabilen Reinigungsmassen unter mechanischer Belastung erst beim Erreichen der Fließgrenze den Effekt des plastischen Fließens zeigen.
• Reinigungsmassen mit Softstruktur sind von erheblichem Vorteil bei der Anwendung, da diese nicht verfließen oder abtropfen, sondern erst beim Reinigungsvorgang ihre Wirkung entfalten. Zudem bieten solche Reinigungsmassen erhebliche markttechnische Vorteile.
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, ein Verfahren zur Herstellung von festen und formstabilen Reinigungsmassen mit Softstruktur bereitzustellen.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Einsatzstoffe, das sind 1–10 Mass.-% Tenside, 1–10 Mass.-% Hydrophobierungsmittel, 1–10 Mass.-% Rückfettungsmittel, 1–10 Mass.-% Glycerin und weitere Hilfsstoffe (1–10 Mass.-%), in Wasser (5–30 Mass.-%) bei Temperaturen über 20 °C emulgiert und mit der Tonerde, zusammen 100 Mass.-%, in einer Knetmaschine vermischt werden.
• Unter Tensiden versteht man ober- bzw. grenzflächenaktive Substanzen. Sie verbessern die Benetzbarkeit von Oberflächen und vermögen Schmutzteilchen zu emulgieren. Viele Tenside besitzen gleichzeitig dispergierende Wirkung und ermöglichen die Feinverteilung der Schmutzpartikel.
• Für die Herstellung der beanspruchten Reinigungsmassen mit Softstruktur werden ani onische und neutrale Tenside im Gemisch eingesetzt. Als anionische Tenside eignen sich Kaliumseifen und als Neutraltenside, niedrig ethoxilierte Fettalkohole mit 5 bis 10 Molen Ethylenoxid je Mol Fettalkohol. Als Fettalkoholkomponenten dienen Cetyl- und/oder Stearylalkohol.
• Als Rückfettungsmittel eignen sich Lanolin, Fettsäureglyceride, Fettsäuresäureamide und ethoxilierte Fettsäuren. Bevorzugt verwendet wird Ölsäureglycerid.
• Hydrophobierungsmittel sollen die gereinigten Flächen mit einem Schutzfilm überziehen und das Anlaufen bzw. die Wiederverschmutzung verzögern. Zusätzlich sorgen diese Verbindungen für das Abperlen von Wasser von den gereinigten Oberflächen. Neben Paraffinen, Silikonen und verschiedenen Fettsäuren bzw. Fettsäurederivaten hat sich Stearinsäure als besonders geeignet für diesen Anwendungszweck erwiesen.
• Hilfsstoffe, welche die Wirkung der erfindungsgemäß hergestellten Reinigungsmassen verbessern, sind Polierfasern, Duftöle, Stabilisatoren, Konserviermittel und Deodorantien.
• Die Emulgierung der oben beschriebenen Wirkstoffe in Wasser gemäß Anspruch 1 erfolgt bei Temperaturen größer 20 °C, bei Verwendung der besonders bevorzugten Stearinsäure bei Temperaturen höher 55 ° C, durch intensives Rühren der wässrigen Mischung. Bei kleinen Ansätzen im Labormaßstab kann die Emulgierung von Hand durchgeführt werden, größere Ansätze, im halbtechnischen bzw. technischen Maßstab, werden mittels schnell laufender Rührer emulgiert. Ein Absinken der Emulsionstemperatur unter den Schmelzpunkt einer Wirkstoffkomponente ist zu vermeiden, weil ansonsten die Emulsion auskristallisiert.
• Nach Bereiten der Emulsion wird diese mit Tonerde im Sinne des Anspruchs 1 in einer Knetmaschine vermischt. Während des Mischvorgangs lassen sich weitere Hilfsstoffe zusetzen.
• Das erfindungsgemäß beanspruchte Knetverfahren arbeitet chargenweise, d. h. diskon tinuierlich. Nach homogener Durchmischung des Ansatzes wird die formstabile Reinigungsmasse ausgetragen und abgefüllt. Die Mischzeit hängt ab von den Drehgeschwindigkeiten von Bottich und Mischorganen und der Wirksamkeit der Mischwerkzeuge. Mittlere Mischzeiten betragen 5 bis 20 min.
• Die entsprechend des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzten Knetmaschinen besitzen zylindrische bzw. halbkugelförmige Form (Kessel oder Bottich). Wichtig ist, dass keine Totzonen oder schwer zu reinigenden Ecken in den Mischbehältern ausgebildet werden.
• Die Mischorgane, in einfacher, doppelter oder mehrfacher Ausführung, können zentrisch oder asymmetrisch angeordnet sein. Die Achse der Mischorgane ist vertikal oder leicht geneigt ausgerichtet. Die Mischwerkzeuge an den Enden der Mischorgane können Flügel-, Paddel- oder Pflugscharform besitzen.
• Das Volumen der Knetmaschinen kann innerhalb weiter Grenzwerte variieren, praktische Größen liegen zwischen 10 und 5000 l. Dementsprechend sind die Abmessungen der Knetorgane auszulegen. Übliche Abmessungen der halbkugelförmigen Bottiche liegen zwischen 0,5 bis 2 m im Durchmesser gerechnet.
• Bei einfacheren Ausführungen der Knetmaschinen rotiert nur der Mischarm mit Drehzahlen von 10–60 U/min. Die Drehzahl ist gewöhnlich manuell verstellbar. Der Mischarm mit Knetwerkzeug rotiert und bewegt sich zur guten Durchmischung gleichzeitig auf und ab.
• In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung benutzt man Knetmaschinen mit rotierendem Bottich und entgegen gesetzter, seltener gleicher, Drehung der Knetorgane. Die Dreharme mit Knetwerkzeugen beschreiben während der Drehbewegung zusätzlich eine Auf- und Abwärtsbewegung. Dadurch wird eine starke Auflockerung und Desagglomeration der zu mischenden Reinigungsmasse erreicht.
• Die Entleerung der Knetmaschine kann auf verschiedene Weise erfolgen: Beispielhaft seien angeführt die Bodenentleerung durch eine zu öffnende Klappe oder einen Schieber, Auskippen, Schneckenentleerung bei drehendem Mischbottich oder von Hand.
• Das Durchkneten der Reinigungsmassen stellt ein schonendes Mischverfahren dar, weil die Bestandteile der Reinigungsmasse nicht durch Schlag oder Reibung beansprucht werden. Der eintretende Temperaturanstieg hält sich ebenfalls in engen Grenzen. Bei langsam drehenden Knetern steigt die Temperatur in 10 min lediglich um 1–2 °C an, bei Schnellknetern steigt die Temperatur um bis zu 5 °C (10 min).
• Die erhaltenen festen Reinigungsmassen sind homogen gemischt, messbar an den hohen Varianzwerten.
• Die erfindungsgemäß hergestellten Reinigungsmassen zeigen charakteristische Softstruktur, ähnlich Softeis, und sind formstabil.
• Beispiel:
• 20 kg Poliertonerde werden in einem 50 l-Kneter vorgelegt und anschließend getrennt die Tensidemulsion bereitet. Dazu erhitzt man 6 kg Wasser in einem Behälter auf 75 °C und setzt unter intensivem Rühren 2,0 kg Stearinsäure, 0,4 kg Glycerin, 0,3 kg Kaliumseife, 0,5 kg Fettsäureamid (Gemisch) und 0,5 kg Fettalkohol-Ethoxilate zu. Die Emulgierung erfolgt mit Hilfe eines schnell laufenden Rührquirls (5 U/s). Nach Lösen bzw. Emulgierung der Einsatzstoffe in Wasser, Emulgierzeit ca. 5 min, wird die Emulsion langsam in den drehenden Bottich der Knetmaschine zur Tonerde gegeben.
• Der langsam drehende Kneter (Bottichdrehzahl 30 U/min) ist mit einem rotierendem Dreharm mit Paddel als Knetwerkzeug ausgerüstet.
• Nach 5 min Knetzeit werden 0, 2 kg Duftöl und 1 kg Polierfasern zugesetzt. Nach insgesamt 15 min Knetzeit ist die feste Reinigungsmasse ausreichend homogenisiert und weist Softstruktur auf. Die Masse kann dann ausgetragen und nach Abkühlung abgefüllt werden.

Claims (4)

1. Verfahren zur Herstellung von festen und formstabilen Reinigungsmassen mit Softstruktur wobei Softstruktur bedeutet, dass die Reinigungsmasse unter mechanischer Belastung bei Erreichen der Fließgrenze den Effekt des plastischen Fließens zeigt, bestehend aus Tonerde, Tensiden, Hydrophobierungsmitteln, Rückfettungsmitteln, Wasser, Glycerin und weiteren Hilfsstoffen, dadurch gekennzeichnet, dass 1–10 Mass.-% aus einem Gemisch aus Kaliumseife und Fettalkohol-Ethoxylaten, 1–10 Mass.-% Hydrophobierungsmittel, ausgewählt aus Paraffinen, Silikonen, Fettsäuren und Fettsäurederivaten 1–10 Mass.-% Rückfettungsmittel, ausgewählt aus Lanolin, Fettsäureglyceriden, Fettsäureamiden und ethoxylierten Fettsäuren, 1–10 Mass.-% Glycerin und 1–10 Mass.-% Hilfsstoffen, ausgewählt aus Polierfasen, Duftölen, Stabilisatoren, Konservierungsmitteln und Deodorantien, in 5–30 Mass.-% Wasser bei Temperaturen über 20 °C emulgiert und dann mit mindestens 55 Mass.-% Tonerde in einer Knetmaschine vermischt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Hydrophobierungsmittel Stearinsäure dient.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Tonerde und die wässrige Emulsion der Einsatzstoffe in einer Knetmaschine mit feststehendem Bottich und einem oder mehreren bewegten Mischelementen geknetet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vermischung von Tonerde und Emulsion in einem um die vertikale Achse rotierenden Bottich mit einem oder mehreren sich drehenden Mischwerkzeugen erfolgt, wobei die Drehrichtung relativ zum Bottich entgegengesetzt ist.