-
Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von festen
Oberflächen,
insbesondere von Armaturen in Badezimmern und ähnlichen Räumlichkeiten.
-
Zur
Reinigung von festen Oberflächen
und Armaturen, insbesondere im Badezimmerbereich, werden Reinigungsmittel
häufig
in Form von Schaum appliziert, da diese Anwendungsform den Vorteil
hat, daß die
Reinigungsmittel auch an senkrechten und schrägen Flächen gut haften und nicht in
kürzester
Zeit von diesen Flächen
ablaufen. Ein derartiges Reinigungsverfahren mit Schaum, bei dem
als wesentliche Tenside im Reiniger Alkylpolyglycoside verwendet
werden, wird in der älteren
deutschen Patentanmeldung
DE
42 16 380 A1 beschrieben. Der Schaum enthält eine
verhältnismäßig niedrige
Konzentration an Tensid, die für
dieses Verfahren ausreichend ist. Nachteilig bei der Anwendung der
Reinigungsmittel in Form von Schaum ist die Tatsache, daß wegen
der niedrigen Tensidkonzentration und der für die Erzeugung des Schaum
notwendigen Vorrichtungen, wie Sprühpumpen und Aerosolverpackungen,
eine Verdünnung
der Reinigungsmittel zu verdünnteren
wäßrigen Lösungen auf
große
Schwierigkeiten stößt. Andererseits
ist die Anwendung ein und desselben Mittels einmal in konzentrierter
und zum anderen Mal in stärker
verdünnter
Form heute besonders erwünscht, da
für die übliche Unterhaltsreinigung
die Anwendung konzentrierter Mittel nicht notwendig ist. Aus diesem Grunde
werden nach wie vor auch wäßrige Reinigungsflüssigkeiten
als solche zur Reinigung von Oberflächen und Armaturen im Badezimmerbereich
entweder konzentriert oder bei Bedarf in verdünnter Form eingesetzt. Insbesondere
bei der Anwendung in konzentrierter Form weist dieses Verfahren
bis heute noch eine Reihe von Problemen auf. So erfordern viele
Präparate
ein gründliches
Nachspülen
mit Wasser und Trockenwischen, um zu vermeiden, daß Rückstände der
Reinigungsmittel auf hochglänzenden
Oberflächen,
beispielsweise Spiegeln, Kachelflächen oder Chromflächen sichtbar
bleiben. Ursachen sind die mangelnde Gleichmäßigkeit und mangelnde Trans parenz
der Reinigungsmittelrückstände. Ein
weiteres Problem im modernen Badezimmer ist die Reinigung der zahlreichen
Gegenstände
aus Kunststoffen, beispielsweise Badewannen, Duschkabinen oder Armaturenteile.
Die verschiedenen hier anzutreffenden Kunststoffe, wie Polymethacrylat,
Polypropylen, Polyacetal und schlagfestes Polystyrol (ABS) unterliegen
in sehr unterschiedlichem Maß der
Spannungsrißkorrosion,
die durch tensidische Reinigungsmittel beträchtlich verstärkt wird
und zur vollständigen
Funktionslosigkeit derartiger Objekte führen kann. Ein weiterer Nachteil
bei der Anwendung der bekannten konzentrierten Flüssigreiniger
ist die Schädigung
von empfindlichen Emailleflächen,
die dann auftritt, wenn die Reiniger zur Entfernung von Kalkablagerungen
sauer eingestellt sind. Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es
deshalb, ein Verfahren zur Reinigung von Oberflächen und Armaturen, insbesondere
im Radbereich zu entwickeln, das die vorgenannten Nachteile nicht
aufweist.
-
Die
erfindungsgemäße Lösung der
Aufgabe besteht in einem Verfahren zur Reinigung von Badezimmerarmaturen
und anderen festen Oberflächen,
bei dem die zu reinigenden Armaturen oder Oberflächen mit einer unverdünnten wäßrigen Reinigungslösung behandelt
werden, die eine kalklösende
Säure oder
deren Alkalisalz enthält
und deren Tensidgehalt wenigstens zu 50 Gew.-% aus Alkylpolyglycosid
besteht. Vorzugsweise enthält
die wäßrige Reinigungslösung keine
anderen nichtionischen Tenside außer Alkylpolyglykosiden.
-
Das
neue Reinigungsverfahren zeichnet sich durch eine sehr gute Reinigungswirkung
aus und erlaubt es, Kalkrückstände auch
auf empfindlichen Oberflächen
ohne Schädigungen
zu entfernen. Auch dann, wenn nicht gründlich nachgespült oder
nachpoliert wird, entstehen gleichmäßige und transparente Rückstände, die auch
auf hochglänzenden
Flächen
praktisch unsichtbar sind. Auch bei hohen Tensidkonzentrationen
in der Reinigerlösung
wird an den im Badezimmerbereich üblichen Kunststoffmaterialien
praktisch keine Beschleunigung der Spannungsrißkorrosion beobachtet.
-
Bei
den in der wäßrigen Reinigungslösung als
Tenside verwendeten Alkylpolyglycosiden handelt es sich um Verbindungen
der allgemeinen Formel I: R-O(-G)n (I)in
der R einen langkettigen Alkylrest mit 8 bis 22 C-Atomen, G einen
glycosidisch gebundenen Rest eines Monosaccharids und n einen Wert
zwischen 1 und 10 bedeuten.
-
Alkylpolyglycoside
sind als oberflächenaktive
Substanzen seit mehr als 50 Jahren bekannt und können auf verschiedenen Wegen
hergestellt werden. In diesem Zusammenhang sei nur auf die europäische Patentanmeldung
362 671 hingewiesen, in der auch Literatur zu älteren Verfahren zitiert wird.
-
Eine
für den
technischen Maßstab
heute bedeutsame Synthese besteht im wesentlichen in der säurekatalysierten
Kondensation von Monosacchariden vom Typ der Aldosen (HO-G) mit
langkettigen Alkoholen (R-OH), die 8 bis 22, vorzugsweise 8 bis
18 C-Atome enthalten. Unter Wasseraustritt entstehen Alkylglycoside der
Formel I, wobei der Wert von n durch die Wahl der Reaktionsbedingungen
in weiten Grenzen variiert werden kann. Erfindungsgemäß brauchbar
sind Alkylglycoside der Formel I mit n = 1 bis 10; bevorzugt werden Verbindungen
mit Werten für
n zwischen 1 und 6, inbesondere 1 bis 2. In Produkten, bei denen
n größer als
1 ist, stellt n naturgemäß einen
statistischen Mittelwert dar.
-
Bei
der Herstellung der Alkylglycoside kann man auch von Oligo- oder
Polysacchariden ausgehen, die dann im Verlauf der säurekatalysierten
Reaktion zunächst
durch Hydrolyse und/oder Alkoholyse zu niederen Bruchstücken depolymerisiert
werden ehe sich die Alkylglycoside der Formel I bilden. Auch Gemische
verschiedener reduzierender Monosaccharide oder Polysaccharide,
die verschiedene Monosaccharideinheiten enthalten, lassen sich als
Ausgangsmaterialien verwenden, wobei, falls n größer als 1 ist, entsprechend
gemischt zusammengesetzte Alkylpolyglycosidmoleküle entstehen können.
-
Als
Ausgangsmaterialien eignen sich vorzugsweise folgende Monosaccharide:
Glucose, Mannose, Galaktose, Arabinose, Apiose, Lyxose, Gallose,
Altrose, Idose, Ribose, Xylose und Talose sowie die aus diesen Monosacchariden
zusammengesetzten Oligo- und Polysaccharide, beispielsweise Maltose,
Lactose, Maltotriose, Hemicellulose, Stärke, Partialhydrolisate der
Stärke
und Zuckersirup. Im Rahmen der Erfindung werden allerdings Alkylglycoside
bevorzugt, die aus gleichen Monosaccharideinheiten aufgebaut sind.
Besonders bevorzugt werden dabei Alkylglycoside, bei denen der Rest
(-G) von der Glucose abgeleitet ist. Für diese auch als Alkylpolyglucoside
bezeichneten Verbindungen werden entsprechend als Ausgangsmaterialien
Glucose, Maltose, Stärke
und andere Oligomere der Glucose verwendet.
-
Der
Alkylteil R leitet sich bei der oben beschriebenen Herstellung von
langkettigen, gegebenenfalls ungesättigten, vorzugsweise primären Alkoholen
ab, die verzweigt sein können,
vorzugsweise aber nicht verzweigt sind. Beispiele sind die synthetischen
Oxoalkohole mit 9 bis 15 C-Atomen und die aus natürlichen
Fettsäuren
gewonnenen Fettalkohole mit 8–22
C-Atomen. Bevorzugt werden die Fettalkohole mit 8 bis 18 C-Atomen
sowie die Oxoalkohole mit 11 bis 15 C-Atomen, insbesondere aber
die Fettalkohole mit 8 bis 10 C-Atomen oder mit 12 bis 14 C-Atomen.
-
Neben
den eigentlichen Alkylglykosiden der Formel I enthalten technisch
hergestellte Produkte im allgemeinen noch gewisse Anteile an freiem
Alkohol R-OH und nicht acetalisierte Saccharide, gegebenenfalls
in oligomerisierter Form. Diese technischen Verunreinigungen stören in den
meisten Fällen
beim beabsichtigten Verwendungszweck nicht. Wird bei der Herstellung
der Alkylglykoside von Alkoholgemischen ausgegangen, beispielsweise
von Alkoholen auf Basis natürlicher
Fette, handelt es sich selbstverständlich auch bei den Alkylglykosiden
um Gemische mit entsprechend weiter Bedeutung von R in der Formel
I.
-
Neben
den Alkylpolyglycosiden können
die im erfindungsgemäßen Verfahren
verwendeten Reinigungslösungen
weitere Tenside enthalten, sofern dadurch die vorteilhaften Wirkungen
des Verfahrens nicht beeinträchtigt
werden. In der Regel machen die Alkylpolyglycoside aber wenigstens
50 Gew.-% der insgesamt enthaltenen Tenside aus. Vorzugsweise beträgt ihr Anteil
wenigstens 60 Gew.-%. Das heißt,
das Gewichtsverhältnis
von Alkylpolyglycosid zur Summe aller anderen enthaltenen Tenside
beträgt
vorzugsweise wenigstens 1:1, insbesondere beträgt es wenigstens 2:1. Bei den
Tensiden, die neben den Alkylpolyglycosiden in den Reinigungslösungen vorliegen
können,
handelt es sich insbesondere um anionische Tenside, von denen vor
allem langkettige Alkylsulfate mit 12 bis 18 C-Atomen im Alkylteil,
sowie Olefinsulfonate und Alkansulfonate mit 15 bis 18 C-Atomen
im Alkylteil zu erwähnen
sind. Sie werden vorzugsweise als Natriumsalze eingesetzt. Besonders
bevorzugt werden Fettalkoholsulfate mit im Mittel etwa 12 C-Atomen
in der Alkylkette. Ethoxylate langkettiger Alkohole und deren Schwefelsäurehalbester,
die in besonders starkem Maße
spannungsrißauslösend wirken,
werden in den erfindungsgemäß eingesetzten
Reinigungslösungen
vorzugsweise nicht verwendet. Der Gesamtgehalt an Tensiden beträgt in diesen
Lösungen
vorzugsweise zwischen 5 und 50 Gew.-%, insbesondere zwischen 6 und
20 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gewicht der unverdünnten Reinigungslösung.
-
Als
weitere Komponente enthalten die im erfindungsgemäßen Verfahren
verwendeten Reinigungslösungen
kalklösende
organische oder anorganische Säuren,
gegebenenfalls in Form ihrer wasserlöslichen Salze, insbesondere
der Natriumsalze. Beispiele bevorzugter Säuren sind Essigsäure, Milchsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Zitronensäure und
Phosphorsäure.
Selbstverständlich
können
auch mehrere Säuren
oder deren Salze gleichzeitig in den Mitteln enthalten sein. Organische
Säuren
und deren Salze werden bevorzugt. Der Gesamtgehalt an kalklösenden Säuren und
deren Salzen beträgt
in den Reinigungslösungen
vorzugsweise 5 bis 20 Gew.-%, insbesondere 6 bis 10 Gew.-%, wobei
für die
Salze das Gewicht der entsprechenden Säure für die Gehaltsbestimmung zugrundegelegt
wird. Der pH-Wert der erfindungsgemäß eingesetzten Reinigungslösungen liegt
vorzugsweise im schwach sauren Bereich, wobei die Bereiche zwischen 3,5
und 5,5 und insbesondere zwischen 4 und 5 besonders bevorzugt werden.
-
Als
organische Lösungsmittel
können
die im erfindungsgemäßen Verfahren
verwendeten wäßrigen Reinigungslösungen insbesondere
einwertige Alkohole mit 2 bis 3 C-Atomen, also Ethanol, n-Propanol
und Isopropanol enthalten, von denen wiederum Ethanol besonders
bevorzugt wird. Der Gehalt an Alko holen liegt in den Lösungen,
vorzugsweise nicht über
3 Gew.-% und vorzugsweise zwischen etwa 0,3 und 2 Gew.-%. Der Zusatz
der Alkohole erhöht
die Kältestabilität der Reinigungslösungen und
verbessert an bestimmten Anschmutzungen das Reinigungsergebnis im
erfindungsgemäßen Verfahren,
ohne die Spannungsrißkorrosion an
Kunststoffoberflächen
zu fördern.
Dies gilt insbesondere dann, wenn das Gewichtsverhältnis von
Alkylpolyglycosid zu Alkohol größer als
6:1 und insbesondere größer als
10:1 gewählt
wird.
-
Zur
Verbesserung der Haftung an vertikalen Flächen kann es zweckmäßig sein,
die im erfindungsgemäßen Reinigungsverfahren
verwendeten Lösungen
viskos einzustellen. Sofern Fettalkoholsulfat als anionisches Tensid
in den Lösungen
enthalten ist, kann dies ohne weiteres durch Zusatz von wasserlöslichen
Salzen, insbesondere von Natriumchlorid, in Mengen von vorzugsweise
1 bis 5 Gew.-% erreicht werden. Es ist aber auch möglich, höhere Viskositäten durch
Zusatz üblicher
Verdickungsmittel einzustellen. So können beispielsweise mit Polysacchariden
oder Polysaccheridderivaten in Mengen zwischen etwa 0,1 und 1 Gew.-%, vorzugsweise
0,2 bis 0,5 Gew.-%, jeweils bezogen auf die unverdünnte Reinigungslösungen,
ausreichend hohe Viskositäten
eingestellt werden. Vorzugsweise werden Reinigungslösungen mit
Viskositäten
von 50 bis 600 mPas, insbesondere 100 bis 200 mPas im erfindungsgemäßen Verfahren
verwendet.
-
Neben
den genannten Bestandteilen können
die im erfindungsgemäßen Verfahren
eingesetzten Lösungen
weitere Wirk- und Zusatzstoffe, wie sie in Sanitärreinigern dieser Art üblich sind,
in geringen Mengen enthalten. Auch bei der Mitverwendung derartiger
Hilfs- und Zusatzstoffe ist selbstverständliche Voraussetzung, daß diese
Stoffe die positiven Ergebnisse, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
erhalten werden, nicht beeinträchtigen.
Beispiele für
diese Hilfs- und Zusatzstoffe sind Farbstoffe, Korrosionsinhibitoren,
antimikrobielle Wirkstoffe bzw. Konservierungsstoffe und Parfüm.
-
Zur
Reinigung, insbesondere von stark verschmutzten und stark verkalkten
Armaturen oder Oberflächen,
wird die Reinigungslösung
mit einem Tuch oder einem Schwamm unverdünnt in einer Menge von vorzugsweise
etwa 10 bis 30 g/m2 aufgebracht und nach
entsprechender Einwirkzeit durch Abwischen oder vorzugsweise durch
Abspülen
mit Wasser wieder von dem Objekt entfernt. Die nach dem Auftrocknen
der Lösungen
verbleibenden Rückstände sind
im allgemeinen transparent und praktisch nicht sichtbar, so daß auch auf ein
Nachpolieren verzichtet werden kann. Zur Unterhaltsreinigung nur
leicht verschmutzter Flächen
und Armaturen können
dieselben Reinigungslösungen
zunächst
stark mit Wasser im Verhältnis
von etwa 1:100 bis 1:1000 verdünnt
und dann in dieser Form angewendet werden. Bei Anwendung dieser
stark verdünnten
Lösung
können
selbst säureempfindliche
Oberflächen
problemlos gereinigt werden.
-
Beispiele
-
Mehrere
Reingungsflüssigkeiten,
deren genaue Zusammensetzungen in Tabelle 1 (in Gewichtsprozent)
angegeben ist, wurden mit folgenden Prüfverfahren auf ihre Brauchbarkeit
im erfindungsgemäßen Reinigungsverfahren
an Badezimmerarmaturen und ähnlichen
Oberflächen
geprüft.
-
a) Schädigungen
von Kunststoffen
-
Diese
Prüfungen
wurden an extrudiertem Plexiglas XT der Firma Röhm, das sich als besonders
empfindlich gegen Spannungsrißkorrosionen
herausgestellt hatte, in Anlehnung an die deutsche Norm DIN 53449 durchgeführt, wobei
hier das besonders aussagekräftige
Biegestreifen-Prüfverfahren
(DIN Teil 3) angewendet wurde. Hierzu wurden der Norm entsprechend
dimensionierte Plexiglasstreifen mit Diisopropylether gereinigt, in
einer Spannvorrichtung vorschriftsmäßig befestigt und am Streifenende
mit 0,8 kg belastet, um eine Vorspannung zu erzielen. Auf den gespannten
Kunststoff wurde dann Filterpapierstreifen (15 × 200 mm) aufgelegt und mit
1 ml der Reinigungslösung
getränkt,
ohne die Schnittflächen
der Kunststoffstreifen zu benetzen. Die Einwirkzeit betrug 15 Minuten
wobei Verdunstungsverluste mit zusätzlicher Flüssigkeit ausgeglichen wurden. Nach
dieser Zeit wurden die Filterpapierstreifen entfernt, anhaftende
Produktreste aber nicht beseitigt. Die Beurteilung erfolgte nach
insgesamt 24 Stunden mit folgender Benotung:
1 = unverändert
2
= Silberschimmer
3 = Rißbildung
4
= Bruch
-
In
den Prüfungen
wurden jeweils 5 Kunststoffstreifen in gleicher Weise geprüft. Tabelle
2 enthält
die gemittelten Ergebnisse.
-
b) Prüfung
der Reinigungsleistung
-
Diese
Prüfungen
wurden entsprechend der Qualitätsnorm
für Badezimmerreiniger
des Industrieverbandes Putz- und Pflegemittel e. V., Frankfurt am
Main (veröfentlicht
in Seifen-Öle-Fett-Wachse,
115, 21–24 (1989))
durchgeführt.
Bei diesem Prüfverfahren
werden weiße
PVC-Streifen in einem Standardtestgerät zunächst mit einer Anschmutzung
aus Vaseline, Olein, Aluminiumpalmitat, Flammruß und Lanolin in Testbenzin versehen,
und nach dem Abtrocknen unter standardisierten Bedingungen mit einem
Schwamm, der mit der zu prüfenden
Lösung
getränkt
wurde, gewischt. Die Auswertung erfolgt auf fotoelektrischem Wege
mit Hilfe eines Remissionsmeßgeräts, wobei
die unbehandelte weiße
Folie als Weißstandard
(100%) verwendet wird. Die bei den gereinigten PVC-Platten gefundenen
Remissionswerte in Prozent werden dem Reinigungsvermögen der geprüften Lösungen gleichgesetzt.
Sie sind ebenfalls in Tabelle 1 aufgeführt.
-
c) Prüfung
des Lösevermögens für Calciumcarbonat
-
Diese
Prüfungen
wurden an Marmorplatten der Abmessungen 75 × 150 × 5 mm durchgeführt, die
zunächst
mit Ethanol entfettet, mit Wasser gespült und bis zur Gewichtskonstanz
bei 105°C
getrocknet worden waren. Zur Prüfung
des Lösevermögens wurden
die Platten bei Raumtemperatur 10 Sekunden in die Reinigerlösung eingetaucht,
danach entnommen, senkrecht in ein Stativ so eingestellt, daß anhaftendes
Produkt ablaufen konnte und sich kein Sumpf am Fuß der Platte
bildete. Die Einwirkzeit in dieser Stellung betrug weitere 10 Minuten.
Danach wurden die Platten unter fließendem Wasser abgespült und mit
einer Bürste
von anhaftenden Rückständen befreit.
Nach erneuter Trocknung bis zur Gewichtskonstanz wurde zurückgewogen und
die Menge des abgelösten
Calciumcarbonats aus der Gewichtsdifferenz ermittelt. Die in Tabelle
1 angegebenen Werte sind Mittelwerte, die in 5 Versuchen mit verschiedenen
Marmorplatten und jeweils frischer Reinigungslösung erhalten wurden.
-
-
