DE69719983T2 - Tensidzusammensetzungen und diese enthaltende reinigungsmittel - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft grenzflächenaktive Verbindungen sowie wässrige alkalische Reinigungsmittel bzw. Detergenzien-Produkte, die diese grenzflächenaktiven Verbindungen enthalten und zur Reinigung harter Oberflächen bestimmt sind. Die Erfindung betrifft u. a. insbesondere Detergenzien-Verbindungen sowie separate Nachspülmittel, die jeweils zur Reinigung - speziell der maschinellen Reinigung - von Artikeln aus Glas, Kunststoff oder Keramik vorgesehen sind. Dabei umfasst der Begriff "Keramik" auch glasierte Feinkeramik und glasiertes Steingut sowie weitere Tonwaren, die als Tafelgeschirr verwendet werden, und der Begriff "Kunststoff" erstreckt sich auch auf Tafelgeschirr-Artikel, die aus polyrnerem Material wie z. B. Polycarbonaten oder Melaminen bestehen oder solche polymere Materialien enthalten.
• Speziell bei Artikeln aus Glas; Kunststoff oder Keramik, die als Trink- bzw. Essgeschirr Verwendung finden (nachfolgend kollektiv als "Glasware" bezeichnet), kommt es darauf an, dass diese Artikel nach dem Spülen trocknen, ohne dass sich dabei durch Ablagerung von Spülmittelresten auf ihnen unerwünschte und unansehnliche Beläge oder Flecken bilden. Beim Spülgang von Spülmaschinen industrieller Größe, wie sie z. B. in der Gastronomie verwendet werden, wird üblicherweise ein separates Nachspülmittel zugegeben, wobei es jedoch vorteilhaft wäre, wenn sich auf diese separate Zugabe weitestgehend oder sogar vollständig verzichten oder das Nachspülmittel entsprechend optimieren ließe.
• Ein weiteres Problem besteht darin, dass einige Getränke wie z. B. Biere - ob (dunkle) Starkbiere, helle bzw. dunkle ober- oder untergärige Biere usw. - traditionell mit einer "Schaumkrone" serviert werden, die für die Verkäuflichkeit des Getränks wichtig ist. Die Stabilität dieser Schaumkrone kann durch Reste von Detergenzien oder Nachspülmitteln auf der Glasware beeinträchtigt werden. Dieses Problem ist bei einigen dieser Getränke besonders ausgeprägt, wobei die Glasware, in der sie ausgeschenkt werden, durch einen zur Entfernung von Detergenzien-Resten ansonsten generell als wirksam geltenden Spülgang nur ungenügend gespült wird. Hier wäre es vorteilhaft, Reinigungsmittel bereitstellen zu können, die eine Reduzierung des separat zugegebenes Nachspülmittels bzw. den Verzicht auf ein solches Nachspülmittel erlauben, ohne dass dadurch die Schaumstabilitätseigenschaften der Getränke unangemessen beeinträchtigt wird, oder aber über Nachspülmittel zu verfügen, die das Problem des unzureichenden Schaumstandverhaltens beseitigen oder verringern.
• EP-B-432 836 beschreibt den Einsatz von Nachspülmitteln, die Alkylpolyglycoside enthalten, bei der Reinigung von Kunststoffartikeln -speziell solchen aus Polycarbonat - mit dem Ziel, der durch Einwirkung vorbekannter Nachspülmittel verursachten Spannungsrissneigung dieser Artikel zu begegnen. Oberflächenaktive Ethercarboxylatverbindungen werden in dieser Druckschrift als Bestandteile von Nachspülmitteln nicht erwähnt, auch wenn dargelegt wird, dass bestimmte Ethercarboxylate Polycarbonate angreifen. Auf die Reduzierung oder Vermeidung des Nachspülmittel-Schritts beim Reinigungsvorgang ohne unangemessene Beeinträchtigung des Schaumstandverhaltens bzw. die Verwendung eines Nachspülmittels, das dieses Schaumstandverhalten verbessert, wird in dieser Druckschrift nicht eingegangen.
• Gemäß einem ihrer Aspekte stellt die vorliegende Erfindung eine wässrige grenzflächenaktive Verbindung zum Einsatz als Nachspülmittel bereit, die ein akzeptables Schaumstandverhalten ergibt und dadurch gekennzeichnet ist, dass sie aus einer grenzflächenaktiven Ethercarboxylatverbindung - oder einer Kombination aus einer grenzflächenaktiven Ethercarboxylatverbindung und einer grenzflächenaktiven Alkylpolyglycosidverbindung - besteht oder diese enthält.
• Gemäß einem weiteren Aspekt sieht die vorliegende Erfindung ein wässriges alkalisches, tensidhaltiges Reinigungsmittel für harte Oberflächen vor, das zur Verwendung mit einer gegenüber der üblichen Praxis reduzierten Nachspülmittelzugabe - oder sogar völlig ohne anschließende Nachspülmittelzugabe - bestimmt und dadurch gekennzeichnet ist, dass es eine Ethercarboxylatverbindung oder eine Kombination aus einer Ethercarboxylatverbindung und einer Alkylpolyglycosidverbindung enthält.
• Zudem stellt die Erfindung ein Verfahren zur Reinigung einer harten Oberfläche wie z. B. derjenigen von Glas-, Kunststoff- oder Keramikartikeln bereit, bei dem das erfindungsgemäße Reinigungsmittel mit diesen Oberflächen in Kontakt gebracht wird.
• Außerdem stellt die Erfindung ein Verfahren zur Nachspülung von Glas- oder Keramikartikeln bereit, bei dem das erfindungsgemäße Nachspülmittel mit diesein Oberflächen in Kontakt gebracht wird.
• Der Begriff "Tensid" stellt einen Fachausdruck dar, der u. a. der Definition von engl. "Surfactants" (Tenside) in dem Buch "Surfactants", Europa Press, 3. Ausgabe, als gängige Bezeichnung für diejenige Klasse chemischer Produkte entspricht, deren Moleküle die Eigenschaften der Flüssigkeits/Gas- bzw. Flüssigkeit/Flüssigkeit-Grenzfläche verändern können, indem sie deren Oberflächen- bzw. Grenzflächenspannung reduzieren, wodurch entsprechende Veränderungen anderer Eigenschaften wie z. B. des Benetzungsverhaltens bewirkt werden.
• EP 457965-A beschreibt ein Textilwaschmittel, das ein Alkylpolyglycosid und ein Alkanolethercarboxylat zusammen mit Seife in einem Anteil von 5-30 Gew.-% dieses Mittels enthält. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung stellt sich dabei nicht, und die Präsenz eines erheblichen Seifenanteils wäre auch in einer Detergenzien-Zusammensetzung, von der Spülleistung verlangt wird, nicht angezeigt.
• DIE 4233385-A beschreibt Shampoos und Duschgels für den persönlichen Gebrauch, die zu 5-5D Gew.-% aus einem anionischen Tensid des Sulfat-, Sulfonat- oder Alkylphosphat-Typs bestehen und eine Polyethercarboxylsäure, ein Aminoxid sowie ein amphoteres Tensid- sowie optional ein Polyglukosidenthalten. Derartige Zusammensetzungen sind jedoch für den Bereich der vorliegenden Erfindung nicht von Belang und würden auch nicht die erforderliche Optimierung des Spülverhaltens liefern.
• Der erfindungsgemäß verwendete Ethercarboxylat-Tensid hat vorzugsweise die allgemeine Formel
• R'(OC&sub2;H&sub4;)n'O(CH&sub2;)n"COOX
• wobei
• R' für eine gerad- oder verzweigtkettige Alkylgruppe mit 5-9 Kohlenstoffatomen, jedoch vorzugsweise 5-8 Kohlenstoffatomen (z. B. 5-6 Kohlenstoffatomen) steht
• n' eine Zahl von 2-9 (vorzugsweise von 6-8) darstellt
• n" eine Zahl von 1-3 (vorzugsweise 1) ist
• X' für ein Wasserstoffatom, ein Alkalimetallatom oder eine Alkanolamingruppe (z. B. eine Diethanolamon- oder Triethanolamingruppe) steht. Diese Verbindungen zeichnen sich in wässrigen Medien - auch in wässrigen alkalischen Medien - durch eine nur schwach ausgeprägte Schaumbildungsneigung aus.
• Das erfindungsgemäß verwendete Polyglycosid-Tensid hat vorzugsweise die allgemeine Formel
• Zn-O-R
• wobei
• Z ein reduzierendes Hexosemolekül
• n eine Zahl von 1-5 und
• R eine Alkylgruppe mit bis zu 18 Kohlenstoffatomen darstellt.
• Die R-Gruppe stellt vorzugsweise eine gesättigte oder ungesättigte Gruppe mit geraden oder verzweigten Ketten dar und wird sinnvollerweise aus natürlich vorkommenden Fettsäuren gewonnen. Besonders zu bevorzugen sind dabei R- Gruppen mit mindestens 8 Kohlenstoffatomen, z. B. 8-14 Kohlenstoffatomen.
• Es erweist sich, dass die Alkylpolyglucoside, bei denen Z in der vorstehenden allgemeinen Formel ein Glukosemolekül darstellt, zu Zwecken der vorliegenden Erfindung besonders wirksam sind.
• Das Etherxarboxylat-Tensid bzw. die Kombination aus Ethercarboxylat-Tensid und Alkylpolyglycosid-Tensid sind in den erfindungsgemäßen Nachspül- oder Reinigungsmitteln vorzugsweise in einer effektiven Menge von insgesamt 1- 20 Gew.-%, jedoch besonders vorzugsweise in einer effektiven Menge von mindestens 4 Gew.-% enthalten. Der relative Anteil jedes der einzelnen Tenside variiert dabei bevorzugterweise von z. B. etwa 1-10 Gew.-%, wobei sich Werte von ca. 2-5 Gew.-% des Mittels als sehr sinnvoll erweisen.
• Obwohl der Tensidgehalt der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen vorzugsweise aus dem/den vorgenannten Tensid(en) besteht, können darin auch weitere Tenside vorhanden sein, soweit dies den Eigenschaften der endgültigen Zusammensetzung im Einzelfall nicht zuwiderläuft.
• Vorzugsweise sollte die Gesamtmenge solcher etwaiger Zusatz-Tenside jedoch weniger als 10 Gew.-% der erfindungsgemäßen Zusammensetzung ausmachen. Wie bereits durch die vorstehenden Patentschrift-Verweise angedeutet, sollte ein etwaiger Anteil von Seife oder von Sulfat-, Sulfonat- oder Alkylphosphat-Tensiden in dem erfindungsgemäßen Mittel vorzugsweise weniger als 5%, besonders bevorzugterweise jedoch unter 2% betragen; als sehr geeignet erweisen sich Anteile von unter 1%. An weiteren Tensiden, die in dem erfindungsgemäßen Mittel vorzugsweise nicht oder ggf. nur innerhalb der obigen Anteilsgrenzen vorhanden sein sollten, sind ethoxylierte nichtionische Tenside sowie andere anionische Tenside, aber auch amphotere oder kationische Tenside zu nennen.
• Die erfindungsgemäßen Nachspülmittel umfassen im Wesentlichen ein oder mehrere Tenside - darunter das Ethercarboxylat-Tensid - und Wasser, können jedoch auch weitere Substanzen gemäß üblichem Stand der Technik enthalten, so z. B. Acrylatpolymere, Gummi/Harzsubstanzen, mineralische Verdickungsmittel oder Schaumverhinderer, obwohl aufgrund der schaumverhindernden Eigenschaften der Ethercarboxylate die Verwendung eines weiteren Schaumverhindererers nicht empfehlenswert ist.
• Die erfindungsgemäßen wässrigen Reinigungsmittel sind im Wesentlichen alkalisch, d. h. sie weisen beispielsweise einen pH-Wert von mindestens 8 (sinnvollerweise jedoch von mindestens 9) bis 14 auf, wobei das Ethercarboxylat-Tensid im Rahmen der Erfindung mit einer solchen Umgebung besonders kompatibel ist und Reinigungsmittel von geringer Schaumneigung liefert. Die erforderliche Alkalinität ist durch den Einsatz einer stark basischen Verbindung wie z. B. Natrium- oder Kaliumhydroxid, oder einer sonstigen geeigneten Substanz in entsprechender Menge einstellbar. Eine begrenzte Menge eines wasserverträglichen organischen Lösemittels (z. B. eines polaren organischen Lösemittels) kann entweder als Bestandteil handelsüblicher Tenside; die ansonsten Bestandteil des erfindungsgemäßen Mittels sind, oder auch separat hinzugefügt werden. Der Anteil des organischen Lösemittels sollte jedoch vorzugsweise unter 10 Gew.-%, besonders bevorzugterweise unter 5 Gew.-% der Zusammensetzung ausmachen.
• Die erfindungsgemäßen Reinigungsmittel enthalten zudem ein oder mehrere Maskierungsmittel und/oder ein oder mehrere Dispergatoren. Die Maskierungsmittel können z. B. aus der Gruppe geeigneter Phosphate, Phosphonate, Heptonate, Borheptonate oder Gluconate ausgewählt werden (alternativ ist Nitriloessigsäure (NTE) oder Ethylendiamintetraessigsäure (EDTE) verwendbar), wobei ihr Anteil geeigneterweise mindestens 0,5 Gew.-% und höchstens 50 Gew.-% des Mittels betragen sollte. Als Dispergatoren kommen z. B. Polyacrylate in Frage, die sinnvollerweise in einer Konzentration von mindestens 0,5 Gew.-%, jedoch höchstens 5 Gew.-% des Mittels eingesetzt werden sollten.
• Die erfindungsgemäßen Reinigungsmittel eignen sich besonders zum maschinellen Reinigung von Geschirr, wie es in der Gastronomie eingesetzt wird, und erlauben den Einsatz eines separaten Nachspülmittels in reduzierter Menge, z. B. max. 0,2% oder unter 0,1 Vol.-%, oder sogar den völligen Verzicht auf dieses Nachspülmittel. Beim Reinigen von Glasware, die zum Ausschank von Bieren wie (dunklen) Starkbieren, hellen bzw. dunklen ober oder untergärigen Biere usw. dient, sorgen die erfindungsgemäßen Mittel - ob als Reinigungsmittel mit inhärenten Klarspüleigenschaften oder als separates Nachspülmittel - für optimiertes Schaumstandverhalten und optisches Erscheinungsbild. Die Dosierung beträgt dabei vorzugsweise mindestens 0,1 Vol.-%, insbesondere über 0,2 Vol.-%, und kann auch bis 1,0 Vol.-% und darüber betragen.
• Die Erfindung wird nachstehend anhand einiger - keineswegs erschöpfender - Beispiele verdeutlicht, wobei die Beispiele 5 und 8 erfindungsgemäß und die Beispiele 1-4, 6, 7, 9 und 10 nicht erfindungsgemäß, d. h. lediglich zu Vergleichszwecken aufgeführt sind.
Beispiele 1-7
• Die Schaumstabilitäts-Wirkung eines erfindungsgemäßen Reinigungsmittels wurde im Vergleich zu ähnlichen Zusammensetzungen beurteilt, aus denen sowohl das Ethercarboxylat als auch das Polyglycosid (d. h. das Basis-Detergenz) oder entweder das Ethercarboxylat oder das Polyglycosid entfernt oder mit anderen nichtionischen Tensiden ersetzt worden waren. Die Prüfung zur Beurteilung der Schaumstabilitäts-Wirkung war wie folgt aufgebaut: Eine Bierprobe wurde mindestens 12 Stunden lang entgast. Eine gemessene Menge des entgasten Biers wurde sodann in die standardisierte Schaumstandzeit- Prüfmaschine gegeben und mit CO&sub2; aufgeschäumt. Die Schaumstabilität wurde anhand der Zeit (in Sekunden) ausgedrückt, die die Flüssigkeits- /Schaumgrenzfläche benötigte, um eine definierte senkrechte Strecke zurückzulegen. In den Beispielen wurden jeweils 5 ml einer 0,4% v/v-Lösung des erfindungsgemäßen Mittels oder eines anderen Vergleichsmittels in das entgaste Bier eingebracht und daraufhin die Schaumstabilität gemessen. Ergebnisse, die um nicht mehr als 5% von dem (ohne Zusatz gemessenen) Kontrollergebnis abwichen, galten als "ausgezeichnet". Werte innerhalb eines Abweichungsspektrums von 10% wurden als "akzeptabel" eingestuft.
• Das Basis-Detergenz wies folgende Zusammensetzung auf (Anteile jeweils in Vol-%, sofern nicht anders angegeben):
• 55,5% Wasser
• 5, 5% NaOH (47% g/g)
• 25,0% Natriumborheptonat (30% g/g)
• 2,0% Kaliumpolyphosphat (50% g/g)
• 2,0% Phosphinokarboxylsäure (50% g/g)
• 10,0% Trinatriumnitriloazetat (31% g/g)
• Soweit Tenside hinzugefügt wurden, ersetzten diese entsprechende Wassermengen in der Basisformulierung.
• Die Tests ergaben folgende Resultate:
• Akypo LF4 ist ein Warenzeichen für ein Ethercarboxylat, dessen Formel der obengenannten Definition zur erfindungsgemäßen Verwendung geeigneter Ethercarboxylate entspricht.
• Berol AG6202 ist ein Warenzeichen für ein Alkylpolyglykosid, dessen Formel der obengenannten Definition zur erfindungsgemäßen Verwendung geeigneter Alkylpolyglykoside entspricht.
• Ethylan CPG 660 ist ein Warenzeichen für ein modifiziertes Alkoholethoxylat, das nach dem Stand der Technik als nichtionischer Nachspülmittel-Zusatz verwendet wird.
• Plurafac LF 404 ist ein Warenzeichen für ein Alkoholethoxylat, das ebenfalls nach dem Stand der Technik als nichtionischer Nachspülmittel-Zusatz verwendet wird.
• Im Rahmen eines Tests wurde die Formulierung aus vorstehendem Beispiel 5 in einer Dosierung von 0,4% - anstelle der handelsüblichen Kombination aus separatem Detergenz und Nachspülmittel - zur Reinigung gebrauchter Biergläser in einem Ausschank verwendet. Die Spülleistung wurde als ausgezeichnet bewertet. Schaumkrone und Aussehen des in den so gereinigten Gläsern servierten Biers (speziell der untergärigen Biere, deren Schaumstandverhalten durch Detergenzien und Nachspülmittelreste besonders leicht beeinträchtigt wird) erwiesen sich als enorm verbessert.
Beispiel 8-10
• Ein weiteres erfindungsgemäßes Reinigungsmittel wies folgende Zusammensetzung auf:
• 62,5% Wasser
• 8,0% NaOH (47% g/g)
• 230% Trinatriumnitriloazetaf (38% g/g)
• 2,5% Nitrilo-tris-methylenphosphonsäure (49% g/g)
• 4,0% Ätherkarboxylat (Akypo LF4)
• Bei der Prüfung auf Schaumstabilität anhand des im vorstehenden Beispiel genannten Verfahrens wurde mit der Reinigungszusammensetzung (Beispiel 8) eine Standzeit von 74 Sekunden erzielt, wogegen diese bei der Kontrollprobe (Beispiel 9) 81 Sekunden betrug. Im Falle des Basis-Detergenz (Beispiel 10), d. h. der Zusammensetzung ohne Ethercarboxylat (jedoch eingestellt wie oben) betrug die Schaumstandzeit 77 Sekunden.

Claims (8)

1. Wässrige alkalische, tensidhaltige Zusammensetzung zum Reinigen oder Nachspülen harter Oberflächen, die weniger als 5 Gew.-% wasserverträglichen organischen Lösemittels enthält, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen pH-Wert von 9-14 aufweist und eine Kombination aus einem Ethercarboxylat-Tensid mit der allgemeinen Formel

R'(OC&sub2;H&sub4;)n'O(CH&sub2;)n"COOX

wobei:

R': gerad- oder verzweigtkettige Alkylgruppe mit 5-9 Kohlenstoffatomen

n': Zahl von 2-9

n": Zahl von 1-3

X': Wasserstoffatom, Alkalimetallatom oder Alkanolamingruppe sowie einem Alkylpolyglykosid-Tensid.

2. Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, wobei n' für eine Zahl von 6- 8 und n" für die Zahl 1 steht.

3. Zusammensetzung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Alkylpolyglykosid die allgemeine Formel

Zn-O-R

aufweist, in der

Z ein reduzierendes Hexosemolekül

n eine Zahl von 1-5 und

R eine gerad- oder verzweigtkettige, gesättigte oder ungesättigte Alkylgruppe mit 8-18 Kohlenstoffatomen darstellt.

4. Zusammensetzung gemäß Anspruch 4, wobei Z für das Glukosemolekül steht.

5. Zusammensetzung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Anteil des Ethercarboxylats sowie des Polyglycosids an der Zusammensetzung jeweils 1-10 Gew.-% beträgt.

6. Zusammensetzung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der darin enthaltene Anteil an Seife oder Sulfat-, Sulfonat- bzw. Alkylphosphat-tensiden unter 1% liegt.

7. Zusammensetzung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, die außer dem Ethercarboxylat kein Schaumverhinderungsmittel enthält.

8. Verwendung einer Zusammensetzung gemäß Anspruch 1 zum Reinigen oder Spülen von Glasware oder keramischen Artikeln.