Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist somit die Entwicklung eines Reinigers,
der die zu reinigende Oberfläche
insbesondere bei harten Oberflächen
wie Glas und Keramik, so modifiziert, daß sich das Benetzungsverhalten
gegenüber
einer unbehandelten Oberfläche
langanhaltend verändert.
Dadurch soll die Oberfläche
weniger schnell verschmutzen und schnell trocknen; weiterhin soll
die Oberflächenmodifikation
bewirken, dass das Erscheinungsbild der Oberfläche vom Anwender als „sauberer" bewertet wird, also
so, dass nur pünktchen-
und keine haufen- oder
nasenförmigen
Schmutzrückstände gebildet
werden. Außerdem
soll die Additivierung des Reinigers möglichst effizient sein, d.h.
der maximale Effekt mit dem minimalen Einsatz an Additiv erfolgen.
Aus
dem Stand der Technik ist es bereits bekannt, einer harten Oberfläche temporär hydrophile
Eigenschaften zu verleihen und so auch das Trocknungs- und Ablaufverhalten
zu verbessern. Als hydrophilierende Agenzien eignen sich dabei beispielsweise
nanopartikuläre
Silica-Sole. Daneben sind bevorzugt Polymere einsetzbar, vor allem
amphotere Polymere, bei denen es sich insbesondere um Copolymere
der Acrylsäure
und quaternärer
Ammoniumverbindungen handelt.
Reinigungsmittel
mit Nanopartikeln (u.a. auch mit Silica-Solen) zur Oberflächenmodifikation
finden sich beispielsweise in
EP 1215276 A1 (Clariant) oder
DE 19952383 A1 (Henkel).
In diesen Schriften wird keine Angabe über den Bedeckungsgrad der
Oberfläche
gemacht, sondern lediglich die generelle Wirkung angegeben. Auch
US 2002/0045010 (Procter & Gamble)
beansprucht ein nanoteilchenhaltiges Mittel zur hydrophilen Beschichtung
von Oberflächen.
Die Beschichtung kann die Oberfläche
laut Beschreibung vollständig
oder teilweise bedecken, ohne dass hierzu genauere Angaben gemacht
werden.
Der
Einsatz geeigneter amphoterer Polymere in Reinigungsmitteln für harte
Oberflächen
wird beispielsweise in
US
6,703,358 B1 (Rhodia) beschrieben. Das verwendete Copolymer
ist dabei aufgebaut aus den folgenden Monomeren: (a) quaternäre Ammoniumverbindung
einer gegebenen Formel, vorzugsweise MAPTAC (Methacrylamidopropyltrimethylammoniumchlorid),
(b) Einfach ungesättigte
C
3-C
8-Carbonsäuren (mit
Ethylengruppierung) sowie deren Anhydride und wasserlöslichen
Salze, vorzugsweise Acrylsäure,
Methacrylsäure,
usw., (c) gegebenenfalls neutrale hydrophile ungesättigte Verbindung,
beispielsweise Acrylamid, Vinylalkohol, Acrylsäure-C
1-C
4-Alkylester, etc. Neben dem Copolymer enthält das Mittel
noch mindestens ein Tensid, gegebenenfalls auch weitere Inhaltsstoffe.
Die Mittel werden als Reinigungsmittel für harte Oberflächen (Hand-
sowie Maschinengeschirrspülmittel,
Glas- und Badreiniger) verwendet. Durch ihre Anwendung werden die
Oberflächen
hydrophiliert und damit der Kontaktwinkel der Oberfläche gegen
Wasser minimiert. Auf den Bedeckungsgrad der Oberfläche wird
nicht eingegangen.
Ähnliche
Copolymere werden in WO 01/05921 A1 (Rhodia) eingesetzt. Monomer
(a) ist hier vorzugsweise DADMAC (Diallyldimethylammoniumchlorid).
Auch mit diesen Mitteln werden den behandelten Oberflächen hydrophile
Eigenschaften verliehen. Wiederum findet sich kein Hinweis auf den
Bedeckungsgrad der Oberfläche.
Hydrophilierende Mittel mit weiteren amphoteren Polymeren, wiederum
ohne Erwähnung
des Bedeckungsgrads, werden auch in
US
6,569,261 (Rhodia) beschrieben.
Überraschend
wurde nun gefunden, dass beim Zusatz hydrophilierender Substanzen
wie Polymeren oder kolloidalem Silica-Sol zu Reinigungsmitteln,
insbesondere Reinigungsmitteln für
harte Oberflächen,
nicht die vollständige
Bedeckung der Oberfläche
mit dem Additiv zum besten Ergebnis führt. Tatsächlich hat sich eine Oberflächenbedeckung
von mindestens 33 % bis maximal 86 % als optimal erwiesen, besonders
bevorzugt ist ein Bedeckungsgrad von 45 % bis 72 %. Dies bietet
gegenüber
herkömmlichen
Reinigern auch den Vorteil, dass ein geringerer Rohstoffeinsatz
vonnöten
ist.
Der
Zusatz der hydrophilierenden Substanzen bewirkt dabei eine Strukturierung
der harten Oberfläche auf
Mikrometerebene. Auf dieser Größenebene
werden somit Gradienten in der Grenzflächenspannung erzeugt, die zu
einer verbesserten Benetzung führen.
Dies ist auch möglich,
wenn die Oberfläche
nur eine minimale Rauhigkeit aufweist. Auch die Oberflächenladung
muß nicht
erhöht
sein, sie kann sogar sinken. Einzig entscheidend ist die ausreichende
Anzahl an Mikrogradienten der Grenzflächenspannung auf der Oberfläche.
Die
Hydrophilierung der Oberfläche
durch den Einsatz dieser Reinigungsmittel führt zu einer langanhaltenden
Benetzbarkeit der Oberfläche
als flächiger
Film. Hierdurch werden die Schmutzpartikel gleichmäßig verteilt
und bilden keine "Nasen", so daß das Erscheinungsbild
der gereinigten Oberfläche über einen
längeren Zeitraum
sauber ist. Dieser Effekt, wie auch die geringere Wiederanschmutzungsneigung,
das verbesserte Schmutzablöseverhalten,
die schnelle und gleichmäßige Trocknung
der Oberfläche
nach erneuter Beregnung und die Antibeschlagwirkung, sind über einen
längeren
Zeitraum, beispielsweise zwei Wochen lang, nach der Anwendung des
Mittels zu beobachten, jedoch erfolgt keine permanente Ausrüstung der
Oberfläche.
Durch
die Hydrophilierung der Oberfläche ändert sich
auch ihr Kontaktwinkel, sowohl gegen Wasser als auch gegen Ethylenglycol.
Die unbehandelte Oberfläche
hat einen Kontaktwinkel gegen Wasser von 34° ± 10°, vorzugsweise 34° ± 5°, nach der
Behandlung mit dem erfindungsgemäßen Mittel
beträgt
er 10° ± 10°, vorzugsweise
10° ± 5°. Gegen Ethylenglycol ändert sich
der Wert von 8° ± 10°, vorzugsweise
8° ± 5°, auf 18° ± 10°, vorzugsweise
18° ± 5°.
Für Bedeckungsgrade
von 0–32
% wurde gefunden, dass mit den angegebenen Mitteln keine Änderung
des Kontaktwinkels hin zum gewünschten
Bereich erzielt werden kann. Als Grund für dieses Verhaften wird vermutet,
dass sich in diesen Fällen
nur lokal begrenzte Bereiche mit verbessertem Benetzungsverhalten ausbilden.
Eine homogen benetzende Fläche
wird erst für
Be deckungsgrade größer 32 %
gefunden. Für
Bedeckungsgrade größer 87%
wurde gefunden, dass zwar flächige
Benetzung, jedoch auch Multischichtbildung und Aggregation der Polymere
oder Partikel auf der Oberfläche
stattfindet, was zu lokalen Bereiche mit opaker Optik oder Trübung führen kann,
die vom Beobachter/Verbraucher als unattraktiv wahrgenommen werden.
Maßgeblich
für die
Erzielung des als optimal ermittelten Bedeckungsgrades von 33 bis
86% ist die Einsatzkonzentration an Polymeren bzw. Nanopartikeln
sowie der Grad an spezifischer Ladung, der in der jeweiligen Mischung
mit Tensiden und Lösungsmitteln
zu einem Gleichgewicht aus Aggregation und interpartikulärer Abstoßung führt. Geringe
Bedeckungsgrade entstehen bei zu frühzeitiger Aggregation und hohen
Abstoßungskräften gleicher,
hoher Ladungen, zu hohe Bedeckungsgrade bei zu später Aggregation
und geringen Abstoßungskräften bei
ungleichen und geringen Ladungen.
Das
Reinigungsmittel genügt
selbstverständlich
auch den üblichen
technischen und ästhetischen
Anforderungen an ein Reinigungsmittel für harte Oberflächen. So
weist es eine gute Reinigungsleistung gegenüber verschiedenartigen Anschmutzungen
auf, eignet sich auch zum Versprühen
und ist in einer bevorzugten Ausführungsform transparent.
Zur
Hydrophilierung ist der Zusatz bestimmter Nanopartikel oder aber
bestimmter Polymere vonnöten, die
sich bei der Reinigung auf der Oberfläche anlagern. Geeignete Nanopartikel
sind dabei insbesondere kolloidale Silica-Sole, also stabile Dispersionen
von amorphem partikulärem
Siliciumdioxid SiO2 mit Partikelgrößen im Bereich von 1 bis 100 nm, vorzugsweise 3
bis 50 nm, insbesondere 4 bis 40 nm, beispielsweise 9 nm. Beispiele
für solche
geeigneten Silica-Sole sind Bindzil® 30/360,
15/500, 30/220, 40/200, 257/360 (Akzo), Nyacol® 215,
830, 1430, 2034DI sowie Nyacol® DP5820, DP5480, DP5540
etc. (Nyacol Products), Levasil® 100/30,
100F/30, 100S/30, 200/30, 200F/30, 300F/30, VP 4038, VP 4055 (H.C.
Starck/Bayer) oder auch CAB-O-SPERSE® PG
001, PG 002 (wäßrige Dispersionen
von CAB-O-SIL®,
Cabot), Quartron PL-1, PL-3 (FusoChemical Co.), Köstrosol
0830, 1030, 1430 (Chemiewerk Bad Köstritz). Bei den eingesetzten
Silica-Solen kann es sich auch um oberflächenmodifiziertes Silica handeln,
das mit Natriumaluminat behandelt wurde (Alumina-modifiziertes Silica).
Als
hydrophilierende Polymere sind insbesondere amphotere Polymer geeignet,
beispielsweise Copolymere aus Acryl- oder Methacrylsäure und
MAPTAC, DADMAC oder einer anderen polymerisierbaren quaternären Ammoniumverbindung.
Weiterhin können
auch Copolymere mit AMPS (2-Acrylamido-2-methylpropansulfonsäure) verwendet
werden. Polyethersiloxane, also Copolymere von Polymethylsiloxanen
mit Ethylenoxid- oder Propylenoxidsegmenten sind weitere geeignete
Polymere. Ebenfalls einsetzbar sind Acrylpolymere, Maleinsäure-Copolymere
und Polyurethane mit PEG (Polyethylenglykol)-Einheiten.
Geeignete
Polymere sind beispielsweise unter den Handelsnamen Mirapol Surf-S
100, 110, 200, 210, 400, 410, A 300, A 400 (Rhodia), Tegopren 5843
(Goldschmidt), Sokalan CP 9 (BASF) oder Polyquart Ampho 149 (Cognis)
kommerziell erhältlich.
Die
hydrophilierenden Stoffe, sowohl bei Verwendung von Silica als auch
von Polymeren, sollten in einer Konzentration von 0,0001 bis 10
% eingesetzt werden, vorzugsweise von 0,01 bis 3 %.
Das
erfindungsgemäße Mittel
kann weiterhin auch oberflächenaktive
Substanzen enthalten. Als oberflächenaktive
Substanzen eignen sich für
die erfindungsgemäßen Mittel
Tenside, insbesondere aus den Klassen der anionischen und nichtionischen
Tenside. Vorzugsweise enthalten die Mittel anionische Tenside. Die Menge
an anionischem Tensid liegt üblicherweise
nicht über
10 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 0,01 und 5 Gew.-%, insbesondere
zwischen 0,01 und 1 Gew.-%,
beispielsweise 0,5 Gew.-%. Sofern die Mittel nichtionische Tenside
enthalten, liegt deren Konzentration in anwendungsfertigen Mitteln üblicherweise
nicht über
3 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 0,001 und 0,3 Gew.-% sowie insbesondere
zwischen 0,001 und 0,1 Gew.-%. In einer bevorzugten Ausführungsform
ist das erfindungsgemäße Mittel
jedoch frei von nichtionischen Tensiden. Als besonders vorteilhaft
hat es sich weiterhin erwiesen, wenn der Tensidgehalt insgesamt
in der anwendungsfertigen Zusammensetzung nicht mehr als 6 Gew.-%
beträgt.
Wird das Mittel als Konzentrat zur Verdünnung vor der Anwendung angeboten,
so beträgt
der Tensidgehalt insgesamt vorzugsweise nicht mehr als 15 Gew.-%,
besonders bevorzugt 1 bis 12 Gew.-%, insbesondere 2 bis 10 Gew.-%.
Als
anionische Tenside eignen sich vorzugsweise C8-C18-Alkylbenzolsulfonate, insbesondere mit
etwa 12 C-Atomen im Alkylteil, C8-C20-Alkansulfonate, C8-C18-Monoalkylsulfate, C8-C18-Alkylpolyglykolethersulfate mit 2 bis
6 Ethylenoxideinheiten (EO) im Etherteil sowie Sulfobernsteinsäuremono-
und -di-C8-C18-Alkylester. Weiterhin
können
auch C8-C18-α-Olefinsulfonate,
sulfonierte C8-C18-Fettsäuren, insbesondere
Dodecylbenzolsulfonat, C8-C22-Carbonsäureamidethersulfate,
C8-C18-Alkylpolyglykolethercarboxylate,
C8-C18-N-Acyltauride, C8-C18-N-Sarkosinate
und C8-C18-Alkylisethionate
bzw. deren Mischungen verwendet werden.
Die
anionischen Tenside werden vorzugsweise als Natriumsalze eingesetzt,
können
aber auch als andere Alkali- oder Erdalkalimetallsalze, beispielsweise
Magnesiumsalze, sowie in Form von Ammonium- oder Mono-, Di-, Tri-
bzw. Tetraalkylammoniumsalzen enthalten sein, im Falle der Sulfonate
auch in Form ihrer korrespondierenden Säure, z.B. Dodecylbenzolsulfonsäure.
Beispiele
derartiger Tenside sind Natriumkokosalkylsulfat, Natrium-sec.-Alkansulfonat
mit ca. 15 C-Atomen sowie Natriumdioctylsulfosuccinat. Als besonders
geeignet haben sich Natrium- Fettalkylsulfate und -Fettalkyl+2EO-ethersulfate
mit 12 bis 14 C-Atomen erwiesen.
Als
nichtionische Tenside sind vor allem C8-C18-Alkoholpolyglykolether, d.h. ethoxylierte
und/oder propoxylierte Alkohole mit 8 bis 18 C-Atomen im Alkylteil
und 2 bis 15 Ethylenoxid- (EO) und/oder Propylenoxideinheiten (PO),
C8-C18-Carbonsäurepolyglykolester
mit 2 bis 15 EO, beispielsweise Talgfettsäure+6-EO-ester, ethoxylierte
Fettsäureamide
mit 12 bis 18 C-Atomen im Fettsäureteil
und 2 bis 8 EO, langkettige Aminoxide mit 14 bis 20 C-Atomen und
langkettige Alkylpolyglycoside mit 8 bis 14 C-Atomen im Alkylteil
und 1 bis 3 Glycosideinheiten zu erwähnen. Beispiele derartiger
Tenside sind Oleyl-Cetyl-Alkohol mit 5 EO, Nonylphenol mit 10 EO,
Laurinsäurediethanolamid,
Kokosalkyldimethylaminoxid und Kokosalkylpolyglucosid mit im Mittel
1,4 Glucoseeinheiten. Besonders bevorzugt werden Fettalkoholpolyglykolether
mit insbesondere 2 bis 8 EO, beispielsweise C12-14-Fettalkohol+4-EO-ether,
sowie C8-10-Alkylpolyglucoside mit 1 bis
2 Glycosideinheiten eingesetzt.
C8-C18-Alkylalkoholpolypropylenglykol/polyethylenglykolether
stellen bevorzugte bekannte nichtionische Tenside dar. Sie können durch
die Formel I, RiO-(CH2CH(CH3)O)p(CH2CH2O)e-H, beschrieben
werden, in der Ri für einen linearen oder verzweigten,
aliphatischen Alkyl- und/oder Alkenylrest mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen,
p für 0
oder Zahlen von 1 bis 3 und e für
Zahlen von 1 bis 20 steht.
Die
C8-C18-Alkylalkoholpolyglykolether
der Formel I kann man durch Anlagerung von Propylenoxid und/oder
Ethylenoxid an Alkylalkohole, vorzugsweise an Fettalkohole, erhalten.
Typische Beispiele sind Polyglykolether der Formel I, in der Ri für
einen Alkylrest mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen, p für 0 bis
2 und e für Zahlen
von 2 bis 7 steht. Bevorzugte Vertreter sind beispielsweise C10-C14-Fettalkohol+1PO+6EO-ether
(p = 1, e = 6) und C12-C18-Fettalkohol+7EO-ether
(p = 0, e = 7) sowie deren Mischungen.
Es
können
auch endgruppenverschlossene C8-C18-Alkylalkoholpolyglykolether eingesetzt
werden, d.h. Verbindungen, in denen die freie OH-Gruppe in der Formel
I verethert ist. Die endgruppenverschlossenen C8-C18-Alkylalkoholpolyglykolether können nach
einschlägigen
Methoden der präparativen
organischen Chemie erhalten werden. Vorzugsweise werden C8-C18-Alkylalkoholpolyglykolether
in Gegenwart von Basen mit Alkylhalogeniden, insbesondere Butyl-
oder Benzylchlorid, umgesetzt. Typische Beispiele sind Mischether
der Formel I, in der Ri für einen
technischen Fettalkoholrest, vorzugsweise C12/14-Kokosalkylrest,
p für 0
und e für 5
bis 10 stehen, die mit einer Butylgruppe verschlossen sind.
Bevorzugte
nichtionische Tenside sind weiterhin Alkylpolyglykoside (APG) der
Formel II, RiiO[G]x,
in der Rii für einen linearen oder verzweigten,
gesättigten
oder ungesättigten
Alkylrest mit 8 bis 22 Kohlenstoffatomen, [G] für einen glykosidisch verknüpften Zuckerrest
und x für
eine Zahl von 1 bis 10 stehen. APG sind nichtionische Tenside und
stellen bekannte Stoffe dar, die nach den einschlägigen Verfahren
der präparativen organischen
Chemie erhalten werden können.
Die Indexzahl x in der allgemeinen Formel II gibt den Oligomerisierungsgrad
(DP-Grad) an, d.h. die Verteilung von Mono- und Oligoglykosiden,
und steht für
eine Zahl zwischen 1 und 10. Während
x in einer gegebenen Verbindung stets ganzzahlig sein muß und hier
vor allem die Werte x = 1 bis 6 annehmen kann, ist der Wert x für ein bestimmtes
Alkylglykosid eine analytisch ermittelte rechnerische Größe, die
meistens eine gebrochene Zahl darstellt. Vorzugsweise werden Alkylglykoside
mit einem mittleren Oligomerisierungsgrad x von 1,1 bis 3,0 eingesetzt.
Aus anwendungstechnischer Sicht sind solche Alkylglykoside bevorzugt,
deren Oligomerisierungsgrad kleiner als 1,7 ist und insbesondere
zwischen 1,2 und 1,6 liegt. Als glykosidischer Zucker wird vorzugsweise
Xylose, insbesondere aber Glucose verwendet.
Der
Alkyl- bzw. Alkenylrest Rii (Formel II)
kann sich von primären
Alkoholen mit 8 bis 18, vorzugsweise 8 bis 14 Kohlenstoffatomen
ableiten. Typische Beispiele sind Capronalkohol, Caprylalkohol,
Caprinalkohol und Undecylalkohol sowie deren technische Gemische,
wie sie beispielsweise im Verlauf der Hydrierung von technischen
Fettsäuremethylestern
oder im Verlauf der Hydrierung von Aldehyden aus der ROLELENschen
Oxosynthese anfallen.
Vorzugsweise
leitet sich der Alkyl- bzw. Alkenylrest Rii aber
von Laurylalkohol, Myristylalkohol, Cetylalkohol, Palmoleylalkohol,
Stearylalkohol, Isostearylalkohol oder Oleylalkohol ab. Weiterhin
sind Elaidylalkohol, Petroselinylalkohol, Arachidylalkohol, Gadoleylalkohol,
Behenylalkohol, Erucylalkohol sowie deren technische Gemische zu
nennen.
Als
weitere nichtionische Tenside können
stickstoffenthaltende Tenside enthalten sein, z.B. Fettsäurepolyhydroxyamide,
beispielsweise Glucamide, und Ethoxylate von Alkylaminen, vicinalen
Diolen und/oder Carbonsäureamiden,
die Alkylgruppen mit 10 bis 22 C-Atomen, vorzugsweise 12 bis 18
C-Atomen, besitzen. Der Ethoxylierungsgrad dieser Verbindungen liegt
dabei in der Regel zwischen 1 und 20, vorzugsweise zwischen 3 und
10. Bevorzugt sind Ethanolamid-Derivate
von Alkansäuren
mit 8 bis 22 C-Atomen, vorzugsweise 12 bis 16 C-Atomen. Zu den besonders
geeigneten Verbindungen gehören
die Laurinsäure-,
Myristinsäure-
und Palmitinsäuremonoethanolamide.
Besonders
bevorzugt sind auch Mittel, welche anionisches und nichtionisches
Tensid enthalten, insbesondere Kombinationen von Fettalkylsulfaten
und/oder Fettalkoholpolyglykolethersulfaten mit Fettalkoholpolyglykolethern.
Neben
den bisher genannten Tensidtypen kann das erfindungsgemäße Mittel
weiterhin auch Kationtenside und/oder amphotere Tenside enthalten.
Geeignete
Amphotenside sind beispielsweise Betaine der Formel (Riii)(Riv)(Rv)N+CH2COO-, in der Riii einen gegebenenfalls durch Heteroatome
oder Heteroatomgruppen unterbrochenen Alkylrest mit 8 bis 25, vorzugsweise
10 bis 21 Kohlenstoffatomen und Riv sowie
Rv gleichartige oder verschiedene Alkylreste
mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen bedeuten, insbesondere C10-C18-Alkyl-dimethylcarboxymethylbetain
und C11-C17-Alkylamidopropyl-dimethylcarboxymethylbetain.
Die Mittel enthalten amphotere Tenside in Mengen, bezogen auf die Zusammensetzung,
von 0 bis 10 Gew.-%.
Geeignete
Kationtenside sind u.a. die quartären Ammoniumverbindungen der
Formel (Rvi)(Rvii)(Rviii)(Rix)N+X-, in der Rvi bis Rix für vier gleich-
oder verschiedenartige, insbesondere zwei lang- und zwei kurzkettige,
Alkylreste und X- für ein Anion, insbesondere ein
Halogenidion, stehen, beispielsweise Didecyl-dimethyl-ammoniumchlorid,
Alkyl-benzyl-didecyl-ammoniumchlorid und deren Mischungen. Die Mittel
enthalten kationische Tenside in Mengen, bezogen auf die Zusammensetzung,
von 0 bis 10 Gew.-%.
In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
enthält
das Mittel als tensidische Komponenten jedoch nur ein oder mehrere
Aniontenside, vorzugsweise C8-C18-Alkylsulfate
und/oder C8-C18-Alkylethersulfate, und/oder
ein oder mehrere nichtionische Tenside.
Weiterhin
können
die erfindungsgemäßen Reinigungsmittel
wasserlösliche
organische Lösungsmittel, beispielsweise
niedere Alkohole und/oder Etheralkohole, vorzugsweise aber Gemische
verschiedener Alkohole und/oder Etheralkohole, enthalten. Niedere
Alkohole im Sinne dieser Erfindung sind dabei geradkettige oder verzweigte
C1-6-Alkohole. Die Menge an organischem
Lösungsmittel
beträgt üblicherweise
nicht mehr als 50 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 30 Gew.-%, insbesondere
0,5 bis 15 Gew.-%, äußerst bevorzugt
1 bis 10 Gew.-%.
Als
Alkohole werden insbesondere Ethanol, Isopropanol und n-Propanol
eingesetzt. Als Etheralkohole kommen hinreichend wasserlösliche Verbindungen
mit bis zu 10 C-Atomen im Molekül
in Betracht. Beispiele derartiger Etheralkohole sind Ethylenglykolmonobutylether,
Propylenglykolmonobutylether, Diethylenglykolmonobutylether, Propylenglykolmonotertiärbutylether
und Propylenglykolmonoethylether, von denen wiederum Ethylenglykolmonobutylether
und Propylenglykolmonobutylether bevorzugt werden. Werden Alkohol
und Etheralkohol nebeneinander eingesetzt, so liegt das Gewichtsverhältnis beider
vorzugsweise zwischen 1 : 2 und 4 : 1. Werden dagegen Gemische zweier
verschiedener Etheralkohole, insbesondere Ethylenglykolmonobutylether
und Propylenglykolmonobutylether, eingesetzt, so liegt das Gewichtsverhältnis beider
vorzugsweise zwischen 1 : 6 und 6 : 1, insbesondere zwischen 1 :
5 und 5 : 1, beispielsweise bei 4 : 1, wobei vorzugsweise der Anteil
des Etheralkohols mit weniger C-Atomen der höhere von beiden ist.
Weiterhin
können
die erfindungsgemäßen Mittel
flüchtiges
Alkali enthalten. Als solches werden Ammoniak und/oder Alkanolamine,
die bis zu 9 C-Atome im Molekül
enthalten können,
verwendet. Als Alkanolamine werden die Ethanolamine bevorzugt und
von diesen wiederum das Monoethanolamin. Der Gehalt an Ammoniak
und/oder Alkanolamin beträgt
vorzugsweise 0,01 bis 3 Gew.-%, insbesondere 0,02 bis 1 Gew.-%,
besonders bevorzugt 0,05 bis 0,75 Gew.-%.
Alkalische
Mittel können
neben dem flüchtigen
Alkali zusätzlich
Carbonsäure
enthalten, wobei das Äquivalentverhältnis von
Amin und/oder Ammoniak zu Carbonsäure vorzugsweise zwischen 1
: 0,9 und 1 : 0,1 liegt. Geeignet sind Carbonsäuren mit bis zu 6 C-Atomen,
wobei es sich um Mono-, Di- oder Polycarbonsäuren handeln kann. Je nach Äquivalentgewicht
von Amin und Carbonsäure
liegt der Gehalt an Carbonsäure
vorzugsweise zwischen 0,01 und 2,7 Gew.-%, insbesondere zwischen 0,01 und 0,9
Gew.-%. Beispiele geeigneter Carbonsäuren sind Ameisensäure, Essigsäure, Glykolsäure, Milchsäure, Zitronensäure, Bernsteinsäure, Adipinsäure, Äpfelsäure, Weinsäure und
Gluconsäure,
von denen vorzugsweise Essigsäure,
Zitronensäure
und Milchsäure
verwendet werden. Besonders bevorzugt wird Essigsäure eingesetzt.
Erfindungsgemäße saure
Reinigungsmittel können
anstelle von flüchtigem
Alkali auch eine oder mehrere Säuren
enthalten. Als Säuren
eignen sich insbesondere organische Säuren wie die bereits genannten Carbonsäuren Ameisensäure, Essigsäure, Zitronensäure, Glycolsäure, Milchsäure, Bernsteinsäure, Adipinsäure, Äpfelsäure, Weinsäure und
Gluconsäure
oder auch Amidosulfonsäure.
Daneben können
aber auch die Mineralsäuren
Salzsäure,
Schwefelsäure
und Salpetersäure
bzw. deren Mischungen eingesetzt werden. Besonders bevorzugt sind
Säuren,
ausgewählt
aus der Gruppe umfassend Amidosulfonsäure, Zitronensäure, Milchsäure und
Ameisensäure.
Sie werden vorzugsweise in Mengen von 0,1 bis 5 Gew.-% eingesetzt,
besonders bevorzugt 0,5 bis 4 Gew.-%, insbesondere 1 bis 3 Gew.-%.
Daneben
können
die erfindungsgemäßen sauren
Reinigungsmittel auch geringe Mengen an Basen enthalten. Bevorzugte
Basen stammen aus der Gruppe der Alkali- und Erdalkalimetallhydroxide
und -carbonate, insbesondere der Alkalimetallhydroxide, von denen
Kaliumhydroxid und vor allem Natriumhydroxid besonders bevorzugt
ist. In den sauren Mitteln werden Basen in Mengen von nicht mehr
als 1,5 Gew.-% eingesetzt, vorzugsweise 0,01 bis 0,1 Gew.-%.
Das
Mittel weist vorzugsweise eine Viskosität nach Brookfield (Modell DV-II+,
Spindel 31, Drehfrequenz 20 min-1, 20°C) von 0,1
bis 200 mPa·s,
insbesondere 0,5 bis 100 mPa·s, äußerst bevorzugt
1 bis 60 mPa·s,
auf. Zu diesem Zweck kann das Mittel Viskositätsregulatoren enthalten. Die
Menge an Viskositätsregulator
beträgt üblicherweise
bis zu 0,5 Gew.-%, vorzugsweise 0,001 bis 0,3 Gew.-%, insbesondere
0,01 bis 0,2 Gew.-%, äußerst bevorzugt
0,05 bis 0,15 Gew.-%.
Geeignete
Viskositätsregulatoren
sind beispielsweise organische natürliche Verdickungsmittel (Agar-Agar,
Carrageen, Tragant, Gummi arabicum, Alginate, Pektine, Polyosen,
Guar-Mehl, Johannisbrotbaumkernmehl, Stärke, Dextrine, Gelatine, Casein),
organische abgewandelte Naturstoffe (Carboxymethylcellulose und
andere Celluloseether, Hydroxyethyl- und -propylcellulose und dergleichen,
Kernmehlether), organische vollsynthetische Verdickungsmittel (Polyacryl-
und Polymethacryl-Verbindungen, Vinylpolymere, Polycarbonsäuren, Polyether,
Polyimine, Polyamide) und anorganische Verdickungsmittel (Polykieselsäuren, Tonmineralien
wie Montmorillonite, Zeolithe, Kieselsäuren).
Zu
den Polyacryl- und Polymethacryl-Verbindungen zählen beispielsweise die hochmolekularen
mit einem Polyalkenylpolyether, insbesondere einem Allylether von
Saccharose, Pentaerythrit oder Propylen, vernetzten Homopolymere
der Acrylsäure
(INCI-Bezeichnung gemäß International
Dictionary of Cosmetic Ingredients der The Cosmetic, Toiletry, and
Fragrance Association (CTFA): Carbomer), die auch als Carboxyvinylpolymere
bezeichnet werden. Solche Polyacrylsäuren sind u.a. von der Fa.
3V Sigma unter dem Handelsnamen Polygel®, z.B.
Polygel® DA,
und von der Fa. BFGoodrich unter dem Handelsnamen Carbopol® erhältlich, z.B.
Carbopol® 940
(Molekulargewicht ca. 4.000.000), Carbopol® 941
(Molekulargewicht ca. 1.250.000) oder Carbopol® 934
(Molekulargewicht ca. 3.000.000). Weiterhin fallen darunter folgende
Acrylsäure-Copolymere: (i) Copolymere
von zwei oder mehr Monomeren aus der Gruppe der Acrylsäure, Methacrylsäure und
ihrer einfachen, vorzugsweise mit C1-4-Alkanolen
gebildeten, Ester (INCI Acrylates Copolymer), zu denen etwa die
Copolymere von Methacrylsäure,
Butylacrylat und Methylmethacrylat (CAS-Bezeichnung gemäß Chemical
Abstracts Service: 25035-69-2) oder von Butylacrylat und Methylmethacrylat
(CAS 25852-37-3) gehören
und die beispielsweise von der Fa. Rohm & Haas unter den Handelsnamen Aculyn® und
Acusol® sowie
von der Firma Degussa (Goldschmidt) unter dem Handelsnamen Tego® Polymer
erhältlich
sind, z.B. die anionischen nicht-assoziativen Polymere Aculyn® 22,
Aculyn® 28,
Aculyn® 33
(vernetzt), Acusol® 810, Acusol® 823
und Acusol® 830
(CAS 25852-37-3); (ii) vernetzte hochmolekulare Acrylsäurecopolymere,
zu denen etwa die mit einem Allylether der Saccharose oder des Pentaerythrits
vernetzten Copolymere von C10-30-Alkylacrylaten
mit einem oder mehreren Monomeren aus der Gruppe der Acrylsäure, Methacrylsäure und
ihrer einfachen, vorzugsweise mit C1-4-Alkanolen
gebildeten, Ester (INCI Acrylates/C10-30 Alkyl Acrylate Crosspolymer)
gehören
und die beispielsweise von der Fa. BFGoodrich unter dem Handelsnamen
Carbopol® erhältlich sind,
z.B. das hydrophobierte Carbopol® ETD
2623 und Carbopol® 1382 (INCI Acrylates/C10-30
Alkyl Acrylate Crosspolymer) sowie Carbopol® AQUA
30 (früher
Carbopol® EX
473). In der internatio nalen Anmeldung WO 97/38076 ist eine Reihe von
der Acrylsäure
abgeleiteter Polymere aufgeführt,
die geeignete Viskositätsregulatoren
darstellen.
Weitere
Verdickungsmittel sind die Polysaccharide und Heteropolysaccharide,
insbesondere die Polysaccharidgummen, beispielsweise Gummi arabicum,
Agar, Alginate, Carrageene und ihre Salze, Guar, Guaran, Traganth,
Gellan, Ramsan, Dextran oder Xanthan und ihre Derivate, z.B. propoxyliertes
Guar, sowie ihre Mischungen. Andere Polysaccharidverdicker, wie
Stärken
oder Cellulosederivate, können
alternativ, vorzugsweise aber zusätzlich zu einem Polysaccharidgummi
eingesetzt werden, beispielsweise Stärken verschiedensten Ursprungs
und Stärkederivate,
z.B. Hydroxyethylstärke,
Stärkephosphatester
oder Stärkeacetate, oder
Carboxymethylcellulose bzw. ihr Natriumsalz, Methyl-, Ethyl-, Hydroxyethyl-,
Hydroxypropyl-, Hydroxypropyl-methyl-
oder Hydroxyethyl-methyl-cellulose oder Celluloseacetat. Ein besonders
bevorzugter Polysaccharidverdicker ist das mikrobielle anionische
Heteropolysaccharid Xanthan Gum, das von Xanthomonas campestris
und einigen anderen Spezies unter aeroben Bedingungen mit einem
Molekulargewicht von 2-15 × 106 produziert wird und beispielsweise von
der Fa. Kelco unter den Handelsnamen Keltrol® und
Kelzan® oder
auch von der Firma Rhodia unter dem Handelsnamen Rhodopol® erhältlich ist.
Als
Verdickungsmittel können
weiterhin Schichtsilikate eingesetzt werden. Hierzu zählen beispielsweise
die unter dem Handelsnamen Laponite® erhältlichen
Magnesium- oder Natrium-Magnesium-Schichtsilikate der
Firma Solvay Alkali, insbesondere das Laponite® RD
oder auch Laponite® RDS, sowie die Magnesiumsilikate
der Firma Süd-Chemie,
vor allem das Optigel® SH.
Bei
der Wahl des geeigneten Viskositätsregulators
ist darauf zu achten, daß der
transparente Eindruck des Reinigungsmittels erhalten bleibt, d.h.
der Einsatz des Verdickungsmittels sollte nicht zur Eintrübung des Mittels
führen.
In
einer Ausführungsform
kann das erfindungsgemäße Reinigungsmittel
auch als höherviskose
Flüssigkeit
formuliert werden. Die Viskosität
beträgt
dann zwischen 200 und 1000 mPa·s
(Brookfield- Viskosimeter DV-II+, small sample adaptor). Der Gehalt
an Viskositätsregulator
(Verdickungsmittel) kann in diesen Fällen bis zu 2 Gew.-% betragen.
Neben
den genannten Komponenten können
die erfindungsgemäßen Mittel
weitere Hilfs- und Zusatzstoffe enthalten, wie sie in derartigen
Mitteln üblich
sind. Dazu zählen
insbesondere Farbstoffe, Parfümöle, Konservierungsmittel,
Komplexbildner für
Erdalkaliionen, Enzyme, Bleichsysteme und Antistatikstoffe. Weiterhin
können
zur Oberflächenmodifizierung
Polymere, insbesondere Copolymere wie beispielsweise die von der Firma
BASF erhältlichen
Sokalane®, etwa
das Sokalan® CP
9, das Natriumsalz eines Maleinsäure-Olefin-Copolymers,
eingesetzt werden.
Die
Menge an derartigen Zusätzen
liegt üblicherweise
nicht über
2 Gew.-% im Reinigungsmittel. Die Untergrenze des Einsatzes hängt von
der Art des Zusatzstoffes ab und kann beispielsweise bei Farbstoffen bis
zu 0,001 Gew.-% und darunter betragen. Vorzugsweise liegt die Menge
an Hilfsstoffen zwischen 0,01 und 1 Gew.-%.
Der
pH-Wert der erfindungsgemäßen Mittel
kann über
einen weiten Bereich variiert werden, bevorzugt ist jedoch ein Bereich
von 2,5 bis 12. Dabei besitzen Glasreinigerformulierungen und Allzweckreiniger
insbesondere einen pH-Wert von 6 bis 11, äußerst bevorzugt von 7 bis 10,5
und Badreiniger insbesondere einen pH-Wert von 2 bis 5, äußerst bevorzugt
von 2,5 bis 4,0.
Die
erfindungsgemäßen Mittel
werden vorzugsweise anwendungsfertig formuliert. Eine Formulierung als
vor der Anwendung entsprechend zu verdünnendes Konzentrat ist im Rahmen
der erfindungsgemäßen Lehre
ebenfalls möglich,
wobei die Inhaltsstoffe dann im oberen Bereich der jeweils angegebenen
Mengenbereiche enthalten sind.
Die
erfindungsgemäßen Mittel
können
durch Aufmischen unmittelbar aus ihren Rohstoffen, anschließendes Durchmischen
und abschließendes
Stehen des Mittels bis zur Blasenfreiheit hergestellt werden.
Die
erfindungsgemäßen Mittel
werden zur Reinigung harter Oberflächen eingesetzt. Dabei eignen
sich alkalische Reiniger vor allem zur Glasreinigung, sowohl für Fenster
als auch für
Spiegel und sonstige Gläser. Saure
Reiniger eignen sich für
weitere harte Oberflächen,
vor allem solche, die gelegentlich oder häufig mit schmutzigem oder auch
sauberem Wasser überspült werden,
beispielsweise WCs, Duschen, Badewannen und Fußböden in Badezimmern oder auch
Küchenoberflächen. Ein
weiteres Einsatzgebiet erfindungsgemäßer Mittel sind Klarspüler für Geschirrspülmaschinen.
Aber auch textile Oberflächen
können
durch den Einsatz erfindungsgemäßer Mittel
eine Hydrophilierung erfahren. Noch ein weiteres Anwendungsgebiet
ist die Hydrophilierung von Oberflächen im Automobilbereich, sowohl
von Autolacken als auch von Autoscheiben. Die erfindungsgemäßen Mittel
können
selbstverständlich
auch für
Lacke im Allgemeinen verwendet werden, und auch Metalloberflächen lassen
sich mit ihnen hydrophilieren.