"Reinigungsmittel für harte Oberflächen"
Die Erfindung betrifft schwachschäumende Reinigungsmittel für harte Ober¬ flächen. Als solche sind alle im Haushalt- und Gewerbesektor auftretenden, nicht textilen Oberflächen, ausgenommen Geschirr, zu verstehen. Für diese Art von Reinigungsmitteln hat sich der Begriff Allzweckreiniger (im fol¬ genden AZR genannt) eingebürgert. Schwachschäumende AZR sind solche, die bei manueller Anwendung ein geringfügiges Schaumvolumen entwickeln, das sich innerhalb weniger Minuten signifikant weiter verringert.
AZR sind seit langem bekannt. Es handelt sich dabei im wesentlichen um wäßrige Tensidlösungen unterschiedlichster Art mit oder ohne Zusatz an Buildern sowie mit oder ohne Zusatz an wasserlöslichen Lösungsmitteln oder Lösungsvermittlern. Nachteilig hat sich bei der manuellen Anwendung in der Praxis zunehmend deren hohes Schaumvermögen gezeigt. Der Verbraucher möch¬ te zwar zum Nachweis der Wirksamkeit bei Beginn seiner Reinigungsarbeit ein gewisses Schäumen der Anwendungslösung wahrnehmen, der Schaum soll dann jedoch anschließend möglichst rasch zusammenfallen, damit einmal ge¬ reinigte Flächen nicht nachgewischt werden müssen.
Um diesem vermehrten Wunsch nach geringerem Schäumvermögen nachzukommen, sind einige Hersteller von AZR dazu übergegangen, den Tensidgehalt ihrer Marktprodukte deutlich zu senken, was jedoch naturgemäß wiederum zu erheb¬ lichem Verlust an Reinigungsleistung führt. Der Anwender solcher Produkte muß die verringerte Reinigungswirkung durch vermehrten Aufwand an mecha¬ nischer Wischarbeit ausgleichen.
Wegen ihrer ökologisch guten Eigenschaften erfreut sich der Einsatz von Alkylpolyglucosiden (im folgenden APG genannt) in Wasch- und Reinigungs¬ mittel wachsender Beliebtheit. Alkylpolyglucoside sind aber als stark schäumende Tenside bekannt. Insbesondere aber werden sie für Produkte mit wunschgemäß hohem Schäumvermögen, also z.B. für manuell anzuwendende Ge-
schirrspülmittel oder für die Haarwäsche empfohlen. Die EP 70074, 70075, 70076 und 70 077 (Procter & Gamble) beschreiben derartige hochschäumende Wasch- und Reinigungsmittel auf Basis verschiedener APG-haltiger Tensid- kombinationen. Folgerichtig werden diese Kombinationen auch nicht für das Gebiet der AZR empfohlen.
Auch spezielle kurzkettige CQ - Cio-Alkylglucoside (z.B. Trition R CG-110 von Röhm & Haas) sind seit langem als gut schäumende und schaumstabile nichtionische Tenside bekannt. Schwachschäumende Reinigungsmittel mit ei¬ nem Gehalt an Al ypolyglucosiden für maschinelle Reinigungsarbeiten, ins¬ besondere Geschirrspülen, werden in WO 88/09369 (Staley) beschrieben. Diese Mittel erreichen eine gewisse Schaumarmut durch Mitverwendung von konventionellen, schwachschäumenden Fettalkoholalkoxylaten, welche einen HLB-Wert von etwa 10 oder weniger aufweisen und Propylenoxideinheiten ent¬ halten können.
Aufgabe der Erfindung war es, Mittel für die Verwendung zur manuellen Rei¬ nigung von harten Oberflächen, ausgenommen Geschirr, zu schaffen, welche zugleich ein gutes Reinigungsvermögen, gute biologische Abbaubarkeit und ein ausgeprägt schwaches Schäumvermögen besitzen. Als Kriterium sollte gelten, daß sich anfänglich bildender Schaum innerhalb von 5 Minuten sichtbar verringert.
Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß mit Hilfe von Kombinationen bestimmter als stark schäumend bekannter kurzkettiger Alkylpolyglucoside mit bestimmten nichtionischen Tensiden und Fettsäuren AZR mit hohem Rei¬ nigungsvermögen und extrem schwachem Schäumverhalten bereitgestellt werden können.
Die Aufgabe wurde somit gelöst durch Mittel, die im wesentlichen folgende Inhaltsstoffe enthalten (alle %-Angaben sind als Gewichtsprozent, bezogen auf Aktivsubstanz, zu verstehen):
a) 0,1 - 50, vorzugsweise 0,1 - 45 % Alkylpolyglucosiden der Formel R 0 Zx mit R = Cg - Cio, 0 = Sauerstoff und x = 1 - 6, wobei Z eine Zuk- kereinheit, z.B. Glucose- oder Xylose-Einheit darstellt, b) 0,001 - 30, vorzugsweise 0,005 - 20 % eines C - Cj -, vorzugsweise CQ - Cio-Fettalkoholalkoxylates mit einem HLB-Wert größer als 10, vor¬ zugsweise ≥ 11, c) 0,001 - 15, vorzugsweise 0,001 - 10 % Cß - 22"ι vorzugsweise Cio - Ciß- Fettsäuren und d) Rest auf 100 % Wasser und in AZR übliche Hilfsstoffe.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beinhaltet AZR der vorste¬ henden Art mit einem zusätzlichen Gehalt an üblichen Aniontensiden wie Fettalkoholsulfaten, Fettalkoholethersulfaten, Olefinsulfonaten, Paraffin- sulfonaten oder Mischungen davon, wobei deren Mengen weniger als 25 %, vorzugsweise weniger als 20 % der Gesamttensid enge gemäß a) + b) + c) beträgt, um das Schaumverhalten des Reinigungsmittels nicht zu beeinträch¬ tigen.
Bei den in den erfindungsgemäßen AZR einzusetzenden APG's handelt es sich um Fettalkoholpolyglycoside der Zusammensetzung R 0 (Z), wobei
R ein Alkylrest mit 8 - 10 Kohlenstoffatomen,
Z eine Zuckereinheit, z.B. Glucose- oder Xylose-Einheit sowie x = 1 - 6, vorzugsweise 1-3 bedeuten.
Unter Alkylrest sind die Alkylketten aus Fettalkoholen natürlichen oder synthetischen Ursprungs zu verstehen.
Bei den erfindungsgemäß einzusetzenden Fettalkoholalkoxylaten handelt es sich um solche, die einen HLB-Wert größer als 10, vorzugsweise größer/- gleich 11 aufweisen. Diese Verbindungen sind biologisch noch besser abbau¬ bar als solche mit HLB-Werten von kleiner als 10, wie sie in WO 88/09369 (Staley) beschrieben werden. Der HLB-Wert ist nach Griffin definiert als
Molgewicht des hydrophilen Anteils
HLB = • 20
Molgewicht des Fettalkoholalkoxylats
Besonders bevorzugt sind Anlagerungsprodukte von etwa 3 bis 20, vorzugs¬ weise etwa 4 bis 10 Mol Ethylenoxid (EO) an 1 Mol Fettalkohol mit 6 bis 16, vorzugsweise 8 bis 10 Kohlenstoffatomen in der Alkylkette. Die als Ausgangsrohstoffe dienenden Fettalkohole können sowohl aus natürlichen Ölen und Fetten als auch auf synthetischem Wege hergestellt werden.
Bei den erfindungsgemäß einzusetzenden Fettsäuren handelt es sich um Car¬ bonsäuren mit 8 bis 22, vorzugsweise 10 bis 18 C-Atomen in der Alkylkette. Sie liegen in Abhängigkeit vom pH-Wert der erfindungsgemäßen Mittel entwe¬ der in freier Form oder teilweise oder vollständig neutralisiert, also in Salzform vor.- Geeignete Kationen dieser Salze sind Alkalimettalkationen oder stickstoffhaltige Kationen wie Ammonium- oder Alkanola moniumionen.
Bei den fakultativ einzusetzenden Hilfsstoffen handelt es sich um Stoffe, die als Builder, Lösungsmittel, Hydrotrope, Reinigungsverstärker, Visko¬ sitätsregler, pH-Regulatoren, Konservierungsmittel, Färb- und Duftstoffe, Trübungsmittel usw. in AZR gebräuchlich sind.
Werden für Zusatzeffekte, wie z.B. Viskositätssteigerung oder zur Verbes¬ serung der Benetzung schwer benetzbarer Oberflächen zusätzlich bekannte Aniontenside mitverwendet, ist es nötig, deren Auswirkungen auf das Schaumverhalten der Endformulierung zu überprüfen. Ihre Mengen sollten jedenfalls weniger als 25 %, vorzugsweise weniger als 20 % der Gesamtmenge an APG, speziellen FA-AlkylalkoxyTaten und Fettsäuren ausmachen. Als Vis¬ kositätsregulatoren können auch C2 - Cß-Alkylglucoside mit 1 bis 10 Glu- coseeinheiten eingesetzt werden, wie sie z.B. aus EP 136 844 (Staley) be¬ kannt sind.
Selbstverständlich enthalten die erfindungsgemäßen AZR keinerlei schaum¬ fördernde Tenside wie A imoxide oder Fettsäurealkanolamide.
Reinigungsmittel, die 1 bis 90 Gew.-% Cß - Cis-Alkylpolyglucoside mit 1,5 bis 10 Glucoseeinheiten im Molekül, 1 bis 90 Gew.-% C8 -C22-Fettalkohol- ethoxylate mit 2 bis 12 Mol Ethylenoxid und HLB-Werten von 6 bis 15, 1 bis 15 Gew.-% Cß - C24-Fettsäuren und gegebenenfalls weitere synthetische Aniontenside enthalten, sind aus EP 75995 (Procter & Gamble) bekannt; sie werden jedoch ausschließlich zur Textilreinigung verwendet und auf ihr
Schaumverhalten wird nicht näher eingegangen.
Aus EP 199 765 (Henkel KGaA) sind CJO - C24-Alkylmonoglucoside als Visko¬ sitätsregler u.a. für Seifenlösungen bekannt, die nur geringe Mengen an nichtionischen Tensiden enthalten dürfen, da sonst die Viskosität negativ beeinflußt wird.
Flüssige Reinigungsmittel mit 2 bis 60 Gew.-% C8 -Ci8-Alkylmonoglucosiden, 0,1 bis 10 Gew.-% nichtionischen Tensiden mit einem HLB-Wert von kleiner als 5 und 0,1 bis 10 Gew.-% nichtionischen Tensiden mit einem HLB-Wert von nicht kleiner als 5 sowie 0,001 bis 8 Gew.-% eines oder mehrerer vorsätz¬ licher organischer oder anorganischer Salze sind aus EP 408 965 (Kao) be¬ kannt. Sie schäumen stark. Der Stand der Technik legte die neue und erfin¬ dungsgemäße Verwendung der speziellen Mittel nicht nahe.
Versuche
Zum Nachweis der Vorteile der erfindungsgemäßen gegenüber den bekannten Reinigungsmitteln für harte Oberflächen wurden Vergleiche hinsichtlich ihres Reinigungsvermögens angestellt.
Zur Prüfung des Reinigungsvermögens diente die unten nach "Seifen-Öle-Fet¬ te-Wachse", 112.. 371, (1986) beschriebene Testmethode, die sehr gut repro¬ duzierbare Ergebnisse liefert. Danach wurde das zu prüfende Reinigungsmit¬ tel auf eine künstlich angeschmutzte Kunststoffoberfläche gegeben. Als künstliche Anschmutzung für die verdünnte Anwendung des Reinigungmittels wurde ein Gemisch aus Ruß, Maschinenöl, Triglycerid gesättigter Fettsäuren und niedersiedendem aliphatischen Kohlenwasserstoff verwendet. Die Test¬ fläche von 26 x 28 cm wurde mit Hilfe eines Flächenstreichers gleichmäßig mit 2 g der künstlichen Anschmutzung beschichtet.
Ein Kunststoffschwamm wurde jeweils mit 10 ml der zu prüfenden Reinigungs ittellösung getränkt und mechanisch auf der ebenfalls mit 10 ml der zu prüfenden Reinigungsmittellösung beschichteten Testfläche bewegt.
Nach 10 Wischbewegungen wurde die gereinigte Testfläche unter fließendes Wasser gehalten und der lose sitzende Schmutz entfernt. Die Reinigungs¬ wirkung, d.h., der Weißgrad der so gereinigten KunststoffOberfläche wurde mit einem Farb-Differenz-Meßgerät "Microcolor" (Dr. B. 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, waren die abgelesenen Werte bei den gereinigten Kunststoff-Flächen mit dem Prozentgehalt Reinigungs¬ vermögen (% RV) gleichzusetzen. Bei den nachstehenden Versuchen sind die angegebenen % RV-Werte die nach dieser Methode ermittelten Werte für das Reinigungsvermögen der untersuchten Reinigungsmittel. Sie stellen jeweils Mittelwerte aus 3fachen Bestimmungen dar.
Die Meßwerte wurden in Relation zum Reinigungsergebnis einer als Standard benutzten handelsüblichen, schwachschäumenden AZR gesetzt.
Meßwerte Probe • 100 = %RV relativ Meßwert Standard
Der als Standard benutzte zum Zeitpunkt der Erfindung handelsübliche AZR hatte die Zusammensetzung:
2,0 % Alkansulfonat 1,5 % Fettalkoholethoxilat 0,5 % Seife 4,0 % Butyldiglykol ad 100,0 % Wasser, Färb- und Duftstoffe, Konservierungsmittel
Das Schaumverhalten der erfindungsgemäßen AZR wurde folgendermaßen ge¬ prüft:
In ein weitlumiges Becherglas wird das Prüfprodukt vorgelegt. Sodann wird darauf aus 30 cm Höhe im freien Fall die Menge an Leitungswasser zufließen gelassen, die mit der Menge an vorgelegtem Produkt die empfohlene Anwen-
dungslösung des Produkts ergibt. Die Schaumhöhe im Becherglas wird sofort nach Beendigung der Wasserzugabe und nach 3 Minuten abgelesen. Die Schaum¬ höhe nach 3 Minuten wird in Relation zum Anfangsschaum gesetzt und der Schaumzerfall folgendermaßen berechnet:
Schaumhöhe Anfang - Schaumhöhe 3 Minuten
Schaumzerfall (%) = • 100
Schaumhöhe Anfang
Ein typischer schaumarmer AZR hat einen Schaumzerfall von über 50 %.
Beispiele
Die folgenden Beispiele wurden durch Zusammenmischen der Komponenten und anschließende Einstellung des gewünschten pH-Wertes hergestellt. Alle Pro¬ zentangaben beziehen sich auf Gewichtsprozent Aktivsubstanz.
Beispiel 1
5,0 Gew.-% Cs - Cχo APG 2,0 Gew.-% Cs - Cχo Fettalkohol + 4 EO 0,5 Gew.-% Kokosfettsäure 2,0 Gew.-% Zitronensäure
X Gew.-% Natronlauge zur Einstellung des pH-Wertes des Fertigproduktes auf pH 7,5 ad 100,0 Gew.-% Wasser, Färb- und Duftstoffe, Konservierungsmittel
Das Beispiel stellt einen AZR dar, der in 1 %iger Lösung zur Anwendung kommt. Bei dieser Konzentration ist
- der Schaumzerfall: 100 %,
- das relative Reinigungsvermögen im Vergleich zum ebenfalls in 1 %iger Lösung geprüften Standard: 150 %
Der erfindungsgemäße AZR ist also trotz extremer Schaumarmut deutlich rei¬ nigungswirksamer als das handelsübliche Vergleichsprodukt.
Beispiel 2
20,0 Gew.-% C8 - Cio Eettalkohol + 4 E0 5,0 Gew.-% Palmkernfettsäure 1,0 Gew.-% Zitronensäure 10,0 Gew.-% Cumo sulfonat
X Gew.-% Kalilauge zur Einstellung des pH-Wertes des Fertigproduktes auf pH 8 ad 100,0 Gew.-% Wasser, Färb- und Duftstoffe
Das Beispiel 2 stellt ein AZR-Hochkonzentrat dar, welches in 0,1 %iger Lösung zur Anwendung kommt. Bei dieser Konzentration hat das Mittel
- einen Schaumzerfall von 100 %,
- ein Reinigungsvermögen im Vergleich zum Standard , welche in 1 %iger Lösung eingesetzt wurde, von 170 %.
Beispiel 3
2,0 Gew.-% Cs - Cio Alkylpolyglucosid
0,5 Gew.-% C4 APG
1,0 Gew.-% C12 - C14 Fettalkohol + 1 PO + 5 E0
1,0 Gew.-% Palmkernfettsäure
2,0 Gew.-% Dicarbonsäurege isch (Glutar-, Adipin- und
Bernsteinsäure) 0,05 Gew.-% Polyethylenoxid, MG 600000 2,0 Gew.-% Butylglykol
X Gew.-% Natronlauge zur Einstellung auf pH 8 ad 100,0 Gew.-% Wasser, Färb- und Duftstoffe, Konservierungsmittel
Das Beispiel zeigt in 1 %iger Anwendungslösung
- einen Schaumzerfall von 100 %,
- ein relatives Reinigungsvermögen im Vergleich zum ebenfalls in 1 %iger Lösung geprüften Standard von 130 %.
Beispiel 4
Dem Beispiel 3 wurden 0,5 % Fettalkoholethersulfat zugesetzt, um den Schaumzerfall bewußt nicht auf 100 % abfallen zu lassen. Auf die Reini¬ gungsleistung wirkte sich der Gehalt an Zusatztensid nicht aus. Der Schaum¬ zerfall betrug 90 %.
Beispiel 5
0,1 Gew.-% Cs - Cio Alkylpolyglucosid
0,05 Gew.-% C12 - C14 Fettalkohol + 6 E0
0,001 Gew.-% Kokosfettsäure
7,0 Gew.-% Ethanol
X Gew.-% Ammoniak zur Einstellung auf pH 10 ad 100,0 Gew.- Wasser
Es handelt sich hierbei um einen Allzwecksprühreiniger, der unverdünnt mittels Handsprühpumpe appliziert wird. Bei dieser Angebotsform erfolgt
die Bestimmung des Schaumzerfalls durch visuelle Abmusterung des Sprüh¬ vorganges: die angesprühte zu reinigende Fläche zeigte unmittelbar nach Applikation des Sprühreinigers keine Schaumbläschen.
Das relative Reinigungsvermögen im Vergleich zur 1 %igen Anwendungslösung des Standards betrug 180 %.
Beispiel 6
12,5 Gew.-% Cs-Alkylxylosid mit etwa 1,2 Xyloseeinheiten 12,5 Gew.-% Cio-Alkylxylosid mit etwa 1,5 Xyloseeinheiten 11,1 Gew.-% Cs-Fettalkohol + 4 EO 2,8 Gew.-% Kokosfettsäure 2,4 Gew.-% Zitronensäure 5,6 Gew.-% Cumolsulfonat X Gew.-% Kalilauge zur Einstellung des pH-Wertes des Fertigproduk¬ tes auf pH 7,5 ad 100 Gew.-% Wasser, Färb- und Duftstoffe.
In 1 %iger Lösung fand ein 80 %iger Schaumzerfall statt. Das relative Reinigungsvermögen im Vergleich zum Standard betrug dabei 126 %.