DE69620158T2 - Reinigungsmittel - Google Patents

Description

Technisches Gebiet
• Diese Erfindung bezieht sich auf schäumbare Reinigungszusammensetzungen für die Verwendung zur Entfernung von Kalkablagerungsflecken von Oberflächen.
Technischer Hinter rq und
• Leitungswasser enthält stets eine bestimmte Menge gelöste Ionen, die sich gegebenenfalls auf Oberflächen, die mit Wasser in Kontakt stehen, in Form von Salzen ablagern, wenn das Wasser verdampft. Zu diesen Salzen gehören Calciumcarbonat, üblicherweise als Kalkablagerung bezeichnet. Dieses Phänomen der Anreicherung von Kalkablagerungen auf Oberflächen, die häufig mit Wasser in Kontakt kommen, kann die Oberflächen schädigen und das Funktionieren von Wasserhähnen oder Geräten wie Bügeleisen, beeinflussen. Außerdem ist die Anreicherung von Kalkablagerungen in der Toilettenschüssel ästhetisch unerwünscht und begünstigt die Ablagerung von weiterem Schmutz und das Wachstum von Mikroorganismen. Es ist daher wichtig, diese Anreicherung von Kalkablagerungen zu bekämpfen.
• Es sind bereits viele Zusammensetzungen zur Entfernung von Kalkablagerungen bekannt. So ist beispielsweise in EP-A-0 589 761 ein verdickter saurer wässriger Reiniger für Badewannen und andere Gegenstände mit harten Oberflächen beschrieben, der Kalkablagerungen, Seifenschaum und Fettverschmutzungen von den Oberflächen dieser Gegenstände entfernt, ohne diese Oberflächen zu beschädigen.
• Eine Zusammensetzung dieser Druckschrift umfasst:
• a) ein anionisches Tensid;
• b) ein nicht-ionisches Tensid;
• c) ein Xanthangummi-Verdickungsmittel mit einem Molekulargewicht von etwa 1 000 000 bis 10 000 000, beispielsweise Kelzan® T, vertrieben von der Firma Merck & Co.; und
• d) 2 bis 8% eines Säuregemisches aus Bernsteinsäure; Glutarsäure und Adipinsäure im Verhältnis von etwa 1 : 1 : 1; und
• (e) als Rest Wasser, wobei die Zusammensetzung einen pH-Wert von etwa 1 bis etwa 4, besonders bevorzugt von etwa 2,7 bis etwa 3,3, und eine Brookfield-Viskosität von etwa 200 bis 1000 mPas (cps) bei Raumtemperatur unter Verwendung einer Spindel #2 und 50 UpM hat. Die Zusammensetzung der Druckschrift enthält weder Sulfamidsäure noch Aminoxid-Tenside.
• In EP-A-0 606 712 ist eine verdickte gepufferte wässrige saure Zusammensetzung beschrieben. Die Zusammensetzung dieser Druckschrift umfasst Citronensäure und Natriumcitrat und in der Zusammensetzung gehören zu geeigneten Verdickungsmitteln konventionelle Verdickungsmittel wie Xanthangummi, Polymere, Alkylamine und Verdickungsmittel auf Tensidbasis sowie nicht-ionische und Aminoxid-Tenside. Die Zusammensetzung dieser Druckschrift enthält keine Sulfamidsäure.
• In EP-A-0 666 304 sind Zusammensetzungen beschrieben, die als ersten wesentlichen Bestandteil eine organische Säure wie Maleinsäure enthalten. In der in der Druckschrift beschriebenen Erfindung ist es bevorzugt, Maleinsäure entweder allein oder zusammen mit Sulfonsäuren wie Sulfamidsäure zu verwenden.
• Die Zusammensetzungen gemäß der in dieser Druckschrift beschriebenen Erfindung umfassen als einen zweiten wesentlichen Bestandteil ein Tensid oder Mischungen davon. Die Zusammensetzungen enthalten das genannte Tensid in einer geeigneten Menge unterhalb 1 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung. Die Zusammensetzung dieser Druckschrift enthält keine Aminoxid-Tenside. Gegebenenfalls umfassen die Zusammensetzungen dieser Druckschrift Verdickungsmittel.
• WO-A-94/28108 betrifft Reinigungszusammensetzungen, sie beschreibt jedoch keine sauren Zusammensetzungen zur Entfernung von Kalkablagerungen.
• EP-A-0130786 betrifft eine saure Reinigungszusammensetzung, die Wasser, ein Gemisch aus einer schwachen anorganischen Säure und einer schwachen organischen Säure, ein Aminoxid-Tensid und ein die Oberflächenspannung herabsetzendes Colösungsmittel umfasst.
• Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Zusammensetzung zur Entfernung von Kalkablagerungen, die in Form eines Schaums verwendet werden kann.
• Gemäß einer Ausführungsform ist der Gegenstand der vorliegenden Erfindung eine wässrige, flüssige, lagerungsbeständige, schäumbare Zusammensetzung zur Entfernung von Kalkablagerungen, die besteht aus:
• a. 5 bis 20 Gew.-% einer Mischung von Sulfamidsäure und mindestens einer organischen Carbonsäure;
• b. 0,001 bis 5 Gew.-% eines Verdickungsmittels, ausgewählt aus Acrylemulsionspolymer-Verdickungsmitteln, Xanthangummis, Rhamsangummis, Welangummis und Polyurethan;
• c. 2 bis 8 Gew.-% eines Aminoxid-Tensids,
• d. gegebenenfalls einem Farbstoff;
• e. gegebenenfalls einem Duftstoff; und
• f. entionisiertem Wasser als Rest;
• wobei die Viskosität der Zusammensetzung 300 mPas (cps) oder weniger beträgt, bestimmt unter Verwendung eines Brookfield-Viskosimeters bei 20ºC unter Verwendung einer Spindel #3 bei 30 UpM.
• Gemäß einer anderen Ausführungsform ist der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Entfernung von Kalkablagerungen von einem Substrat, das die Stufen umfasst:
• Aufbringen der erfindungsgemäßen Zusammensetzung auf ein Kalkablagerungen enthaltendes Substrat;
• Stehenlassen der Zusammensetzung im Kontakt mit dem Substrat für eine Zeitspanne, die ausreicht, um einen Ablagerungs-Entfernungseffekt zu erzielen; und
• Entfernen der Zusammensetzung von dem Substrat.
Beschreibung der Erfindung
• Alle hier angegebenen Komponentenmengen sind Gewichtsprozentsätze der Zusammensetzung zur Entfernung von Kalkablagerungen.
• Die erfindungsgemäße Zusammensetzung umfasst eine Mischung aus Sulfamidsäure und mindestens einer organischen Carbonsäure. Die Sulfamidsäure und die mindestens eine weitere Säure werden vorzugsweise miteinander gemischt in synergistisch wirksamen Mengen zur Entfernung von Kalkablagerungen. Vorzugsweise hat die organische Carbonsäure ein Molekulargewicht von 60 bis 250. Insbesondere handelt es sich bei der Carbonsäure um Milchsäure, Citronensäure oder irgendeine andere Hydroxysäure, in der die Hydroxygruppe in α-Stellung zu mindestens einem der Säurereste steht.
• Die Säuremischung liegt in einer Menge in dem Bereich von 5 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der wässrigen Reinigungszusammensetzung, besonders bevorzugt in einer Menge von 10 bis 20 Gew.-%, vor.
• Die erfindungsgemäße Zusammensetzung kann in Form eines Schaums mittels eines Schaumspenders ausgeteilt (verteilt) werden. Es kann schwierig sein, die Zusammensetzung auf diese Weise zu verteilen (auszuteilen), wenn die Zusammensetzung bei der Verwendung eine Endviskosität aufweist, die viel höher ist als 300 mPas (cps). Alle hier angegebenen Viskositäts-Messungen werden vorgenommen unter Verwendung eines Brookfield-Viskometers bei 20ºC unter Verwendung einer Spindel #3 bei 30 UpM. Vorzugsweise liegt die Endviskosität in dem Bereich von 200 bis 300 mPas (cps). Wenn die maximale Viskosität der erfindungsgemäßen Zusammensetzung durch die Notwendigkeit beschränkt ist, dass die Zusammensetzung durch einen Schaumspender verteilt werden soll, ist ein Aspekt von besonderer Bedeutung die Lagerbeständigkeit.
• Die den Gegenstand der Erfindung bildende Zusammensetzung beruht auf einer komplexen Mischung von Komponenten und die Zusammensetzung wird lange bevor sie mit den Händen des Endverbrauchers in Kontakt kommt, in eine Endverpackung gebracht. Es ist wichtig, dass die Viskosität der Zusammensetzung während der Lagerung innerhalb bestimmter Parameter gehalten wird, um eine Verteilung durch den Schaumspender zu ermöglichen. Die Langzeit-Stabilität der Viskosität wird hauptsächlich bestimmt durch den optimierten Gehalt und Typ an Verdickungsmitteln.
• Verdickungsmittel, die in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung wirksam sind, werden ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus Acrylemulsionspolymer-Verdickungsmitteln, Xanthangummis, Rhamsangummis, Welangummis und Polyurethanen. Das bevorzugte Verdickungsmittel ist Xanthangummi mit einer geänderten Rheologie. Das Verdickungsmittel liegt in einer Menge von 0,001 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Reinigungszusammensetzung, vor.
• Die den Gegenstand der Erfindung bildende lagerbeständige Zusammensetzung ist vorzugsweise in Form eines Schaums durch einen Schaumspender nach 6-monatiger Lagerung bei Raumtemperatur verteilbar und besonders bevorzugt nach einer Lagerung von einem Jahr bei Raumtemperatur. Vorzugsweise weist die den Gegenstand der Erfindung bildende lagerbeständige Zusammensetzung keine Phasentrennung oder Ausfällung nach der genannten Lagerung auf und die Viskosität der Zusammensetzung bleibt während der genannten Lagerung konstant.
• In der Regel liegt der Verschäumungsindex Σ zwischen 15 und 50, besonders bevorzugt zwischen 20 und 30.
• Während die Menge des Verdickungsmittels instrumentell ist, um dafür zu sorgen, dass die Zusammensetzung lagerbeständig bleibt, sei außerdem darauf hingewiesen, dass auch die Anwesenheit bestimmter Mengen an anderen Komponenten in der Zusammensetzung die Viskosität beeinflussen kann. Insbesondere kann erwartet werden, dass das Aminoxid-Tensid einen Einfluss auf die Viskosität der Zusammensetzung hat.
• Ein weiteres wichtiges Merkmal der erfindungsgemäßen Zusammensetzung zur Entfernung von Kalkablagerungen besteht darin, dass die Zusammensetzung in Form eines Schaums verteilbar bzw. austeilbar ist.
• Die Verteilung in Form eines Schaums erlaubt es der Zusammensetzung, auf dem Kalkablagerungs-Fleck eine wirksame Zeitspanne zu verbleiben. Die Zusammensetzung sollte in der Lage sein, mit dem Kalkablagerungs-Fleck in Kontakt zu bleiben, diesen zu benetzen und in diesen einzudringen für eine ausreichende Zeitspanne, um einen wirksamen Kalkablagerungs-Entfernungseffekt zu ergeben. Anschließend muss die Zusammensetzung mit Wasser leicht abwaschbar sein.
• Wichtig ist daher für die Wirksamkeit der Zusammensetzung die Qualität des Schaums, der gebildet wird. An einem Extrem können die Schäume lockere luftige Schäume sein, während an dem anderen Extrem die Schäume solche vom dichten Mousse-Typ sein können. Die erfindungsgemäße Zusammensetzung bildet in idealer Weise einen Schaum, der etwa in der Mitte liegt zwischen einem lockeren luftigen Schaumtyp und einem Schaumtyp in Form einer dichten Mousse, um eine maximale Ablagerungs-Entfernung und einen guten Anhaftungs-Parameter zu ergeben. Das Anhaften wird bestimmt durch Aufsprühen von etwa 10 g Produkt auf die Unterseite einer vorher gewogenen aufgehängten Platte mit einem Gewicht von etwa 200 g. Die Platte wird 5 min lang hängen gelassen und dann erneut gewogen. Das Anhaften wird bestimmt anhand der Produktmenge, die nach 5 min auf der Platte verbleibt. Vorzugsweise beträgt der Anhaftungs-Parameter der erfindungsgemäßen Zusammensetzung 50 bis 70% Produkt, das nach 5 min auf der Oberfläche verbleibt.
• Die Art und Menge des in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung vorhandenen Aminoxid-Tensids wird im allgemeinen bestimmt durch das Schaumprofil und den Anhaftungs-Parameter der Zusammensetzung. Außerdem ist aber der Anhaftungs-Parameter abhängig von der in der Zusammensetzung vorhandenen Verdickungsmittelmenge. Das Aminoxid hat vorzugsweise die Formel RR'R"NO, worin R für eine substituierte oder unsubstituierte Alkyl- oder Alkenylgruppe mit 8 bis 30, vorzugsweise 10 bis 20, besonders bevorzugt 10 bis 16 Kohlenstoffatomen steht. R ist vorzugsweise eine unsubstituierte Alkylgruppe. Die Gruppen R' und R" sind jeweils substituierte oder unsubstituierte Alkyl- oder Alkengruppen, die 1 bis 18, vorzugsweise 1 bis 4 Kohlenstoffatome enthalten. R' und R" stehen besonders bevorzugt jeweils für Methylgruppen.
• Das Aminoxid-Detergens-Tensid kann nach bekannten und üblichen Verfahren hergestellt werden. Ein derartiges Verfahren umfasst die Oxidation von tertiären Aminen auf die in dem US-Patent Nr. 3 223 647 und in dem britischen Patent 437 566 angegebene Weise. Ganz allgemein werden Aminoxide hergestellt durch kontrollierte Oxidation der entsprechenden tertiären Amine.
• Däs am meisten bevorzugte Tensid ist Lauryldimethylaminoxid. Das Aminoxid- Tensid liegt in einer Menge von 2,0 bis 8,0 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, vor.
• Die Zusammensetzung kann auch andere (weitere) optionale Komponenten enthalten, die geeignet sind für Zusammensetzungen zur Entfernung von Kalkablagerungen, z. B. Farbstoffe und Duftstoffe.
• Der Rest der erfindungsgemäßen Zusammensetzung (zum Auffüllen auf 100 Gew.-%) ist entionisiertes Wasser.
• Die erfindungsgemäße Zusammensetzung ist durch einen konventionellen Schaumspender verteilbar bzw. austeilbar.
Ausführungsformen der Erfindung
• Nachstehend sind beispielhafte erfindungsgemäße Zusammensetzungen angegeben.
Beispiel 1 Material Gew./Gew.-%
• entionisiertes Wasser als Rest
• Xanthangummi mit geänderter
• Rheologie (Kelco) 0,50
• Sulfamidsäure (GelpKe und Bate Ltd.) 10,00
• Citronensäure 4,00
• Lauryldimethylaminoxid 2,00
• 1%ige blaue Farbstofflösung 0,50
• Duftstoff 0,10
Beispiel 2 Material Gew./Gew.-%
• entionisiertes Wasser als Rest
• Xanthangummi mit geänderter
• Rheologie (Kelco) 0,70
• Sulfamidsäure (GelpKe und Bate Ltd.) 9,00
• Milchsäure (Purac®) 5,00
• Lauryldimethylaminoxid 4,00
• 1%ige blaue Farbstofflösung 0,30
• Duftstoff 0,20
Beispiel 3 Material Gew./Gew.-%
• entionisiertes Wasser als Rest
• Xanthangummi mit geänderter
• Rheologie (Kelco) 0,60
• Sulfamidsäure (GelpKe und Bate Ltd.) 13,00
• Milchsäure (Puracº) 1,00
• Lauryldimethylaminoxid 5,00
• 1%ige Farbstofflösung Acid Blue 7 0,40
• Duftstoff 0,10
• Die Zusammensetzung des Beispiels 3 wies eine Viskosität von 250 mPas (cps) auf und beim Verteilen durch einen konventionellen Schaumspender wurde ein Schaum mit einem Anhaftungs-Parameter von 50 bis 70% über einen Zeitraum von 5 min gebildet.
• Die Zusammensetzung war ein Jahr lang bei Raumtemperatur lagerbeständig.
• Die Zusammensetzung des Beispiels 3 wurde in bezug auf die Wirksamkeit unter Anwendung des folgenden Marmorwürfel-Tests getestet.
• Marmorwürfel-Test
• 1) 3 Marmorwürfel mit einem Gewicht von etwa 20 g wurden mit destilliertem Wasser gewaschen und in einem Ofen bis zu ihrer Gewichtskonstanz bei Raumtemperatur getrocknet;
• 2) jeder Marmorwürfel wurde gewogen (W&sub0;);
• 3) 150 g des zu testenden Produkts wurden in einen Erlenmeyerkolben eingewogen;
• 4) die vorher gewogenen Marmorwürfel wurden in das Testprodukt gelegt;
• 5) die Marmorwürfel wurden 18 h lang liegen gelassen;
• 6) nach 18 h wurden die Marmorwürfel aus dem Testprodukt entfernt und mit entionisiertem Wasser gründlich gespült;
• 7) jeder Marmorwürfel wurde 12 h lang in einem Ofen getrocknet und bei Raumtemperatur gewogen (W1).
• Der Prozentsatz der Kalkablagerungs-Entfernung wurde wie folgt berechnet:
• W&sub0; - W&sub1; · 100% = % Gewichtsverlust.
Interpretation der Ergebnisse
• Je höher der Prozentsatz des Gewichtsverlustes ist, umso stärker ist die Kalkablagerungs-Entfernungsaktivität des Produkts.
Ergebnisse des oben genannten Marmorwürfel-Tests
• Für die Zusammensetzung des Beispiels 3 lag der durchschnittliche Gewichtsverlust-Prozentsatz (für die drei Würfel) in dem Bereich von 35 bis 40%.
Vergleichsbeispiel 1
• Eine handelsübliche Maleinsäure-Kalkablagerungs-Entfernungszusammensetzung wurde auf die gleiche Weise wie oben getestet und der Gewichtsverlust-Prozentsatz lag in dem Bereich von 20 bis 30%.
Industrielle Anwendbarkeit
• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zusammensetzung zur Entfernung von Kalkablagerungen, die unter Anwendung konventioneller Herstellungs- und Verpackungsmethoden hergestellt werden kann. Die verschäumbare Zusammensetzung zur Entfernung von Kalkablagerungen behält ihre Schaumbildungs- und rheologischen Eigenschaften nach einer Lagerungsdauer bei Raumtemperatur von 6 Monaten, vorzugsweise von ein Jahr, bei. Diese Lagerbeständigkeit erlaubt es dem Verbraucher, die Zusammensetzung zur Entfernung von Kalkablagerungen auch dann zu verwenden, wenn die Zusammensetzung bereits lange vor dem Kauf und vor der Verwendung in ihre Endverpackung eingeführt worden ist.

Claims (9)

1. Wässrige, flüssige, lagerungsbeständige, schäumbare Zusammensetzung zur Entfernung von Kalkablagerungen, die besteht aus:

a. 5 bis 20 Gew.-% einer Mischung von Sulfamidsäure und einer organischen Carbonsäure;

b. 0,001 bis 5 Gew.-% eines Verdickungsmittels, ausgewählt aus Acrylemulsionspolymer-Verdickungsmitteln, Xanthangummis, Rhamsangummis, Welangummis und Polyurethan;

c. 2 bis 8 Gew.-% eines Aminoxid-Tensids,

d. gegebenenfalls einem Farbstoff;

e. gegebenenfalls einem Duftstoff; und

f. entionisiertem Wasser als Rest;

wobei die Viskosität der Zusammensetzung 300 mPas (cps) oder weniger beträgt, bestimmt unter Verwendung eines Brookfield-Viskosimeters bei 20ºC unter Verwendung einer Spindel #3 bei 30 UpM.

2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, worin die Viskosität der Zusammensetzung in dem Bereich von 200 bis 300 mPas (cps) liegt, bestimmt unter Verwendung eines Brookfield-Viskosimeters bei 20ºC unter Verwendung einer Spindel #3 bei 30 UpM.

3. Zusammensetzung nach Anspruch 1, worin die Zusammensetzung einen Anhaftungs-Parameter von 50 bis 70% aufweist, bestimmt durch Aufsprühen einer Menge der Zusammensetzung auf die Unterseite einer aufgehängten Platte und erneutes Wiegen der Platte und der an der Platte anhaftenden Zusammensetzung nach 5 min.

4. Zusammensetzung nach Anspruch 1, worin die organische Carbonsäure ausgewählt ist aus der Gruppe, die besteht aus Milchsäure, Citronensäure, Hydroxysäuren, in denen die Hydroxygruppe in α-Stellung zu mindestens einem der Säurereste steht, und Mischungen davon.

5. Zusammensetzung nach Anspruch 1, worin das Aminoxid-Tensid ein Alkylaminoxid-Tensid ist.

6. Zusammensetzung nach Anspruch 5, worin das Alkylaminoxid-Tensid ein C&sub1;&sub0;-C&sub1;&sub6;-Alkyldimethylaminoxid ist.

7. Zusammensetzung nach Anspruch 6, worin das Alkylaminoxid-Tensid Lauryldimethylaminoxid ist.

8. Wässrige, flüssige, lagerungsbeständige, schäumbare Zusammensetzung zur Entfernung von Kalkablagerungen, die besteht aus:

5 bis 20 Gew.-% einer Mischung von Sulfamidsäure und einer organischen Carbonsäure, ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus Milchsäure, Citronensäure, Hydroxysäuren, in denen die Hydroxygruppe in α-Stellung zu mindestens einem der Säurereste steht, und Mischungen davon;

0,001 bis 5 Gew.-% eines Verdickungsmittels, ausgewählt aus der Gruppe, die besteht Acrylemulsionspolymeren, Xanthangummis, Rhamsangummis, Welangummis und Polyurethan;

2 bis 8 Gew.-% eines Aminoxid-Tensids;

gegebenenfalls einem Farbstoff;

gegebenenfalls einem Duftstoff;

entionisiertem Wasser als Rest,

wobei die Viskosität der Zusammensetzung 300 mPas (cps) oder weniger beträgt, bestimmt unter Verwendung eines Brookfield-Viskosimeters bei 20ºC unter Verwendung einer Spindel #3 bei 30 UpM.

9. Verfahren zur Entfernung von Kalkablagerungen von einem Substrat, das die Stufen umfasst:

Aufbringen der Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche auf ein Substrat, das Kalkablagerungen enthält;

Stehenlassen der Zusammensetzung im Kontakt mit dem Substrat für eine Zeitspanne, die ausreicht, um einen Ablagerungsentfernungseffekt zu erzielen; und

Entfernen der Zusammensetzung von dem Substrat.