DE4311159A1

DE4311159A1 - Verwendung flüssiger Konzentrate zum Reinigen harter Oberflächen

Info

Publication number: DE4311159A1
Application number: DE19934311159
Authority: DE
Inventors: Udo Dr Hees; Rainer Dr Jeschke; Manfred Dr Weuthen
Original assignee: Henkel AG and Co KGaA
Current assignee: Henkel AG and Co KGaA
Priority date: 1993-04-05
Filing date: 1993-04-05
Publication date: 1994-10-06
Also published as: PL310983A1; EP0693115A1; WO1994022998A1; CZ216195A3; HU9502904D0; HUT71623A

Description

Flüssige Allzweckreinigungsmittel für die Anwendung im Haushalt und in Gewerbebetrieben haben im letzten Jahrzehnt ihren festen Platz eingenom men, da sie einfach und problemlos anwendbar sind. Meist werden die Mittel als vorzugsweise wäßrige Konzentrate in den Handel gebracht. Sie lassen sich bereits als solche, d. h. unverdünnt, auf ein feuchtes saugfähiges Tuch beliebiger Beschaffenheit oder einen Schwamm aufbringen, mit dem die harten Oberflächen aus Metall, lackiertem Holz, Kunststoff, keramischen Erzeugnissen, wie Porzellan, Fliesen, Kacheln und dergleichen, abgewischt und dadurch Staub, Fettschmutz und Flecken entfernt werden. Dabei wird gewünscht, daß diese Oberflächenbehandlung ihrerseits keine Reinigungs mittelflecken und -streifen zurückläßt und keine Nachbehandlung, bei spielsweise mit einem mit klarem Wasser getränkten, also feuchten Tuch, erfordert.

Derartige flüssige Allzweckreinigungsmittel bestehen im allgemeinen aus konzentrierten Lösungen diverser Aniontensidgemische, aber auch Mischungen aus Anion- und nichtionischen Tensiden sind bekannt. Sie werden u. a. in der DE 27 09 690, der DE 28 40 463, der EP 71 411, der DE 39 43 070 und der DE 41 34 973 beschrieben.

Aus der EP 70 074 sind Kombinationen aus Alkylpolyglucosiden und C₁₂-C₁₄- Alkylsulfaten bzw. Alkylethersulfaten bekannt, die verstärkt schäumen. Ihre Verwendung als Allzweckreinigungsmittel konnte daher nicht zur Dis kussion stehen.

In der nicht vorveröffentlichten DE 42 10 365 werden Allzweckreinigungs mittel beschrieben, die überwiegend nichtionische Tenside neben gegebe nenfalls bis zu 25% der Gesamttensidmenge an anionischen Tensiden ent halten.

Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß man zu einer nicht vorherseh baren hervorragenden Reinigungsleistung flüssiger Reinigungsmittelkonzen trate für harte Oberflächen kommt, wenn man a) anionische und b) als nichtionische Tenside geringe Mengen als a) an Alkylpolyglycosiden der Formel ROZ_x mit R = C₈-C₁₄, O = Sauerstoff und x = 1-1,6, wobei Z eine Zuckereinheit, nämlich eine Glucose- und/oder vorzugsweise eine Xylose einheit darstellt, sowie gegebenenfalls zusätzlich noch andere bekannte nichtionische Tenside verwendet.

Die Reinigungsleistung dieser Konzentrate erreicht das Niveau bekannter, guter, aber nur noch ungern verwendeter alkylbenzolsulfonathaltiger Re zepturen mit einem reinigungsverstärkenden Polymeranteil, wie sie z. B. unter den Schutzumfang der DE 28 40 463 fallen.

Die vorliegende Erfindung betrifft somit die Verwendung flüssiger Konzen trate auf Basis wäßriger Lösungen von anionischen Tensiden und nichtio nischen Tensiden, organischen und/oder anorganischen Gerüstsubstanzen, wasserlöslichen Lösungsmitteln oder Lösungsvermittlern sowie sonstigen üblichen Bestandteilen derartiger Reinigungsmittel, die als nichtionisches Tensid etwa 0,1 bis 45, vorzugsweise etwa 1,0 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das gesamte Konzentrat, eines Alkylglycosids der Formel ROZ_x mit R = C₈- C₁₈, vorzugsweise C₈-C₁₄, O = Sauerstoff und x = etwa 1-2, vorzugs weise etwa 1-1,6, wobei Z eine Glucose- und/oder vorzugsweise eine Xylo seeinheit darstellt, enthalten, zur Reinigung von harten Oberflächen.

Unter den einsetzbaren Alkylglycosiden werden hier Verbindungen mit vor zugsweise durchschnittlich weniger als zwei Glucose- bzw. Xyloseeinheiten pro Alkyl-Rest, insbesondere solche mit etwa 1 bis 1,6 Glucose- bzw. Xylo seeinheiten verstanden. Unter "Alkyl" werden nicht nur, aber vorzugsweise die Reste der durch Hydrierung von natürlichen Fettsäuren hergestellten Fettalkohole, die ganz oder überwiegend gesättigt sind, die aber auch un gesättigte Anteile umfassen können, verstanden. Sie weisen etwa 8 bis 18, insbesondere im wesentlichen etwa 8 bis 14 Kohlenstoffatome auf.

Die Herstellung der Alkylpolyglycoside erfolgt entweder durch direkte Um setzung von Glucose oder Xylose mit dem entsprechenden Fettalkohol oder durch eine Umacetalisierung kurzkettiger Glycoside, vorzugsweise Butylgly coside, mit dem entsprechenden Alkohol. Die Zusammensetzung der einzelnen Produkte ist in der nachfolgenden Tabelle wiedergegeben:

Ihr Anteil am Gesamtgemisch kann etwa 0,1 bis 30, vorzugsweise etwa 1 bis 28 Gew.-% betragen.

Als anionische Tenside kommen solche vom Sulfonat- und/oder Sulfattyp in Betracht. Tenside vom Sulfonattyp sind Alkylbenzolsulfonate (C_9-15-Alkyl), Gemische aus Alken- und Hydroxyalkansulfonaten sowie Disulfonaten, wie man sie beispielsweise aus Monoolefinen mit end- oder innenständiger Doppel bindung durch Sulfonieren mit gasförmigem Schwefeltrioxid und anschlie ßende alkalische oder saure Hydrolyse der Sulfonierungsgruppe erhält, wei ter Alkansulfonate, die aus Alkanen durch Sulfochlorierung oder Sulfoxyda tion und anschließende Hydrolyse bzw. Neutralisation bzw. durch Bisul fitaddition an Olefine erhältlich sind, Ester von α-Sulfofettsäuren, z. B. die α-Sulfonsäuren aus hydrierten Alkylestern der Cocos-, Palmkern- oder Talgfettsäure. Vorzugsweise sind die erfindungsgemäßen Mittel jedoch frei von solchen Aniontensiden petrochemischen Ursprungs.

Die aus ökologischen Gründen bevorzugt eingesetzten Tenside vom Sulfattyp sind die Schwefelsäuremonoester primärer C₁₂-C₁₈-, vorzugsweise C₁₂-C₁₄- Alkohole und diejenigen entsprechender sekundärer Alkohole. Weiterhin eig nen sich sulfatierte Fettsäurealkanolamide, sulfatierte Fettsäuremonogly ceride oder sulfatierte Umsetzungsprodukte von etwa 1-5 Mol Ethylenoxid mit primären oder sekundären Fettalkoholen. Jedenfalls bevorzugt werden Derivate von Fettsäuren, da sie natürlichen Ursprungs sind und nachwach sende Rohstoffe darstellen.

Alle anionischen Tenside können in Form ihrer Alkali-, Erdalkali-, insbe sondere Magnesium- und Ammoniumsalze sowie als lösliche Salze organischer Basen, wie Mono-, Di- oder Triethanolamin vorliegen. Aus Kostengründen werden meist die Natriumsalze bevorzugt.

Neben den erfindungsgemäß eingesetzten Alkylpolyglucosiden und -xylosiden können als weitere nichtionische Tenside noch Alkylpolyglykolether mit einem HLB-Wert größer als 10, vorzugsweise 11, zugefügt werden. Unter Al kylrest dieser Alkylpolyglykolether sind die Alkylketten aus Fettalkoholen natürlichen oder synthetischen Ursprungs sowie von Oxoalkoholen zu verste hen. Diese Alkylpolyglykolether können in einem Verhältnis von etwa 0,1 bis 5, vorzugsweise von etwa 0,5 bis 3, bezogen auf ein Teil der erfin dungsgemäß benannten Alkylpolyglucoside bzw. -xyloside, eingesetzt werden. Die Gesamtmenge an nichtionischen Tensiden bleibt dabei erhalten.

Für die erfindungsgemäßen Reinigungsmittelkonzentrate können weiterhin als Gerüstsubstanzen etwa 0,1 bis 7, vorzugsweise etwa 0,5 bis 3 Gew.-%, bezo gen auf das gesamten Konzentrat, in ihrer Gesamtheit alkalisch reagierende anorganische oder organische Verbindungen, sowie anorganische oder orga nischen Komplexbildner verwendet werden, die bevorzugt in Form ihrer Alka li- oder Aminsalze, insbesondere der Natrium- und Kaliumsalze vorliegen. Zu den Gerüstsubstanzen zählen hier auch die Alkalihydroxide.

Weitere brauchbare anorganische Substanzen, die den erfindungsgemäßen Mit teln gegebenenfalls zugesetzt werden können, sind beispielsweise Bicarbo nate, Carbonate, Borate, Silikate oder Polyphosphate wie Pentanatriumtri phosphat, Pyrophosphate oder Orthophosphate. Die letztgenannten phosphor ionenhaltigen Salze sollten jedoch aus ökologischen Gründen zweckmäßiger weise nicht eingesetzt werden.

Zu den organischen Komplexbildnern vom Typ der Aminopolycarbonsäuren ge hören unter anderem die Nitrilotriessigsäure, Ethylendiamintetraessigsäu re, N-Hydroxyethyl-ethylen-diamintriessigsäure. Als Polyphosphonsäuren seien genannt: Methylendiphosphonsäuren, 1-Hydroxyethan-1,1-diphosphon säure, Propan-1,1,3-triphosphonsäure, Butan-1,2,3,4-tetraphosphonsäure, Polyvinylphosphonsäure, Mischpolymerisate aus Vinylphosphonsäure und Acrylsäure, Ethan-1,2,dicarboxy-1,2-diphosphonsäure, Ethan-1,2-dicarboxy- 1,2-dihydroxydiphosphonsäure, Phosphonobernsteinsäure, 1-Aminoethan-1,2- diphosphonsäure, Aminotri-(methylenphosphonsäure), Methylamino- oder Ethylamino-di-(methylenphosphonsäure) sowie Ethylendiamintetra(methylen phosphonsäure).

Als Beispiele für N- oder P-freie und daher bevorzugte ein- oder mehrwer tige Carbonsäuren oder deren Salze als Gerüstsubstanzen werden vielfach, wenn auch nicht ausschließlich, Carboxylgruppen enthaltende Verbindungen vorgeschlagen. Eine große Zahl dieser Carbonsäuren besitzt ein Komplex bildungsvermögen für Calcium. Hierzu gehören z. B. Citronensäure, Wein säure, Benzolhexacarbonsäure, Tetrahydrofurantetracarbonsäure, Gluconsäu re, Glutarsäure, Bernsteinsäure, Adipinsäure, Polyacrylsäuren und Copoly meren oder Gemische daraus.

Da Reinigungsmittel für den Haushalt im allgemeinen neutral bis schwach alkalisch eingestellt sind, d. h. ihre wäßrigen Gebrauchslösungen bei An wendungskonzentrationen von üblicherweise etwa 1-20, vorzugsweise etwa 5-15 g/l Wasser oder wäßriger Lösung einen pH-Wert im Bereich von 6,0-10,5, vorzugsweise 7,0-9,5, besitzen, kann zur Regulierung des pH-Wertes ein Zusatz geringer Mengen saurer und/oder alkalischer Komponenten, auch als Puffer, erforderlich sein.

Als saure Substanzen eignen sich übliche anorganische oder organische Säu ren oder saure Salze, wie beispielsweise Salzsäure oder Schwefelsäure, Milchsäure, Polycarbonsäuren, wie z. B. Citronensäure, Weinsäure, Glutar säure, Bernsteinsäure, Adipinsäure oder Gemische davon und dergleichen.

Sofern der Gehalt an alkalischen Gerüstsubstanzen nicht zur Regulierung des pH-Wertes ausreicht, können auch noch alkalisch wirkende organische oder anorganische Verbindungen wie z. B. Natriumhydroxid, Alkanolamine, nämlich Mono-, Di- oder Triethanolamin oder Ammoniak zugesetzt werden.

Außerdem kann man an sich bekannte Lösungsvermittler, einzeln oder als Gemisch untereinander, einarbeiten, wozu außer wasserlöslichen organischen Lösungsmitteln wie insbesondere niedermolekularen aliphatischen Alkoholen mit 1-4 Kohlenstoffatomen auch die sogenannten hydrotropen Stoffe vom Typ der niederen Alkylarylsulfonate, beispielsweise Toluol-, Xylol- oder Cumolsulfonate oder kurzkettige Alkylsulfate wie Octylsulfat oder die kurzkettigen Homologen anderer Tenside etwa auch der Alkylglykoside mit weniger als 8 Kohlenstoffatomen im Alkylrest, beispielsweise Butylglucosid gehören. Die anionischen Vertreter können auch in Form ihrer Natrium und/oder Kalium- und/oder Alkylaminosalze vorliegen. Als Lösungsvermittler sind weiterhin wasserlösliche organische Lösungsmittel verwendbar, insbe sondere solche mit Siedepunkten oberhalb von 75°C wie beispielsweise die Ether aus gleich- oder verschiedenartigen mehrwertigen Alkoholen oder die Teilether aus mehrwertigen Alkoholen. Hierzu gehören beispielsweise Di- oder Triethylenglykolpolyglycerine sowie die Teilether aus Ethylenglykol, Propylenglykol, Butylenglykol oder Glycerin mit aliphatischen, 1-6 Koh lenstoffatome im Molekül enthaltenen einwertigen Alkoholen.

Als wasserlösliche oder mit Wasser emulgierbare organische Lösungsmittel kommen auch Ketone, wie Aceton, Methylethylketon sowie aliphatische, cy cloaliphatische und aromatische Kohlenwasserstoffe, ferner die Terpenalko hole in Betracht.

Das Gewichtsverhältnis von Tensid zu Lösungsmittel bzw. Lösungsvermittler kann 1 : 0 bis 1 : 2, vorzugsweise 1 : 0,05 bis 1 : 1 betragen.

Zur Regulierung der Viskosität empfiehlt sich gegebenenfalls ein Zusatz geringer Mengen an höheren Polyglykolethern mit Molgewichten bis etwa 600 oder Polyglycerin. Weiterhin empfiehlt sich zur Regulierung der Viskosität ein Zusatz an Elektrolyten wie z. B. an Chloriden und/oder Sulfaten von Natrium- oder Magnesium und/oder Harnstoff.

Außerdem können die beanspruchten Mittel als sonstige übliche Bestandteile Zusätze an Farb- und Duftstoffen Konservierungsmitteln sowie polymeren Reinigungsverstärkern etwa gemäß DE 28 40 463 enthalten.

Eine Rahmenrezeptur der erfindungsgemäßen Konzentrate kann somit insgesamt etwa folgende Grundzusammensetzung aufweisen:

Bestandteile
Gew. -%
Alkylpolyglycoside
etwa 0,1 bis 30, vorzugsweise etwa 1 bis 28
Weitere Tenside	etwa 2,0 bis 20, vorzugsweise etwa 5 bis 15
Gerüstsubstanzen	etwa 0,1 bis 7, vorzugsweise etwa 0,5 bis 3
Tenside: Lösungsmittel/Lösungsvermittler	1 : 0 bis 1 : 2, vorzugsweise 1 : 0,05 bis 1 : 1
Farbstoffe/Duftstoffe/Reinigungsverstärker	geringe Mengen
Konservierungsmittel	geringe Mengen
Wasser	Rest jeweils auf 100

Versuche

Zum Nachweis der Vorteile der erfindungsgemäßen Reinigungsmittel gegenüber den bekannten Reinigungsmitteln für harte Oberflächen wurden Vergleiche hinsichtlich ihres Reinigungsvermögens angestellt.

Prüfung der Reinigungswirkung

Zur Prüfung des Reinigungsvermögens diente die unten beschriebene Test methode, die sehr gut reproduzierbare Ergebnisse liefert. Die Schmutzab lösung von harten Oberflächen wurde nach dem Reinigungsvermögen-Test, be schrieben in Seifen-Öle-Fette-Wachse 112, 371 (1986), beurteilt.

Das zu prüfende Reinigungsmittel wurde auf eine künstlich angeschmutzte Kunststoffoberfläche gegeben. Bei der Anwendung eines Reinigungsmittels mit 10 Gew.-% Tensidgehalt wurde als Testanschmutzung eine Mischung aus Vaseline®, Fettsäureglycerinestern und Pigmenten eingesetzt. Die Test fläche von 26×28 cm wurde mit Hilfe eines Flächenstreichers gleichmäßig mit 2 g der künstlichen Anschmutzung beschichtet. Die Testfläche wurde mit 10 ml der Reinigungsmittellösung beschichtet. Nach zehn Wischbewegungen mit einem Kunststoffschwamm wurde die gereinigte Testfläche unter fließen des Wasser gehalten und der lose sitzende Schmutz entfernt. Die Reini gungswirkung, d. h. der Weißgrad der so gereinigten Kunststoffoberfläche wurde mit einem Farb-Differenz-Meßgerät Microcolor der Firma Dr. Lange gemessen. Als Weiß-Standard diente die saubere weiße Kunststoffoberfläche. Da bei der Messung der sauberen Oberfläche auf 100% eingestellt und die angeschmutzte Fläche mit 0 angezeigt wurde, sind die abgelesenen Werte bei den gereinigten Kunststoff-Flächen mit dem Prozentgehalt Reinigungsver mögen (% RV) gleichzusetzen. Bei den nachstehenden Versuchen sind die an gegebenen Werte RL rel. (%) die nach dieser Methode ermittelten Werte für das Reinigungsvermögen der untersuchten Reinigungsmittel, bezogen auf die Reinigungsleistung der Vergleichsrezeptur gemäß DE 28 40 463 (RL = 100%). Sie stellen jeweils Mittelwerte aus Dreifachbestimmungen dar.

Beispiele

Es wurden Allzweckreinigerbasisrezepturen mit verschiedenen Alkylpolygly cosiden geprüft. Der Aktivsubstanzgehalt der Konzentrate betrug jeweils 10 Gew. -%.

Als Vergleich diente eine leistungsstarke handelsübliche Standardformulie rung, die unter den Schutzumfang der Patentschrift DE 28 40 463 fällt (RL = 100%):
8 Gew.-% Alkylbenzolsulfonat, Na-Salz,
2 Gew. -% Addukt von C_12/14-Alkylepoxid + Ethylenglycol + 10 Mol Ethylen oxid,
2 Gew. -% Na-gluconat,
0,1 Gew.-% Polyethylenglykol mit einem Molgewicht von ca. 600 000 (Polyox WSR 205® der Firma UCC)
Rest Wasser.

Die Reinigungsleistung der in den folgenden Beispielen angegebenen Formu lierungen wurde auf die Reinigungsleistung o.a. Standardformulierungen bezogen, wobei diese auf 100% gesetzt wurde. Der pH-Wert der Formulie rungen war je nach Bedarf entweder mit Natronlauge oder mit Citronensäure auf etwa 7,0 eingestellt.

Rezepturen

Wenngleich auch die hohe Reinigungsleistung des Standards nicht erreicht wird, so kann doch mit diesen Reinigungsmitteln bei optimaler Umweltver träglichkeit eine gute Reinigungsleistung erzielt werden.

Aus den Rezepturen 1-6 und 7-12 wird ersichtlich, daß die Reinigungs leistung von Alkylpolyxylosiden noch besser ist als die der entsprechenden Alkylpolyglucoside. Es war nicht zu erwarten, daß man zu Ergebnissen kommt, die nahe am Standard liegen und eine ökologisch verbesserte Rezep tur auf Basis nachwachsender Rohstoffe aufweisen.

Die in den Tabellen verwendeten Abkürzungen haben folgende Bedeutung:
FAES: C_12/14-Fettalkoholethersulfat mit ca. 2 EO, Na-Salz (Texapon® N),
FAS: C_12/14-Fettalkoholsulfat, Na-Salz,
APG-8: C₈-Alkylpolyglucosid (1,6 GE),
APG-10: C₁₀-Alkylpolyglucosid (1,6 GE),
APG-12: C₁₂-Alkylpolyglucosid (1,4 GE),
APG-14: C₁₄-Alkylpolyglucosid (1,4 GE),
APX-8: C₈-Alkylpolyxyosid (1,4 XE),
APX-10: C₁₀-Alkylpolyxylosid (1,4 XE),
APX-12: C₁₂-Alkylpolyxylosid (1,4 XE),
APX-14: C₁₄-Alkylpolyxylosid (1,4 XE),
Polyox® WSR 205: Polyethylenglykol MG 600 000
GE = Glucose-Einheiten pro Alkylrest
XE = Xylose-Einheiten pro Alkylrest.

Claims

1. Verwendung flüssiger Konzentrate auf Basis wäßriger Lösungen von an ionischen Tensiden und nichtionischen Tensiden, organischen und/oder anorganischen Gerüstsubstanzen, wasserlöslichen Lösungsmitteln oder Lösungsvermittlern sowie sonstigen üblichen Bestandteilen derartiger Reinigungsmittel, die als nichtionisches Tensid etwa 0,1 bis 45, vor zugsweise etwa 1,0 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das gesamte Konzentrat, eines Alkylpolyglycosids der Formel ROZ_x mit R = C₈-C₁₈, vorzugs weise C₈-C₁₄, O = Sauerstoff und x = etwa 1 bis 2, vorzugsweise etwa 1-1,6, wobei Z eine Glucose- und/oder vorzugsweise eine Xylose einheit darstellt, enthalten, zur Reinigung von harten Oberflächen.

2. Verwendung von Mitteln nach Anspruch 1, die als anionische Tenside solche vom Sulfonat- und/oder Sulfattyp, enthalten.

3. Verwendung von Mitteln nach Anspruch 1 und 2, die frei sind von anio nischen Tensiden petrochemischen Ursprungs.

4. Verwendung von Mitteln nach Anspruch 1 und 2, bei denen das Gewichts verhältnis von Alkylglycosiden zu anionischen Tensiden etwa 1 : 10 bis etwa 10 : 1, vorzugsweise etwa 1 : 7 bis etwa 1 : 1 beträgt.

5. Verwendung von Mitteln nach Anspruch 1 bis 4, die neben den Alkylpoly glykosiden noch weitere nichtionische Tenside enthalten, wobei die Gesamtmenge der nichtionischen Tenside unverändert bleibt.

6. Verwendung von Mitteln nach Anspruch 5, bei denen das Verhältnis von weiteren nichtionischen Tensiden zu Alkylpolyglykosiden etwa 0,1 bis 5:1, vorzugsweise etwa 0,5 bis 3 : 1 und insbesondere etwa 1:1 beträgt.