[0001] Die Erfindung betrifft neue Reinigungsmittel, mit denen lackierte oder nichtlackierte
Oberflächen von Fahrzeugen, Motoren, Fußböden in Werkstätten oder andere Arbeitsflächen
gereinigt und entfettet werden können, wobei die entsprechenden entfernten Verunreinigungen
demulgiert werden.
[0002] Mittel zur Reinigung von festen Oberflächen, die mit Fetten oder fettartigen Verschmutzungen
verunreinigt sind, sind insbesondere im technischen Bereich weit verbreitet. Bisher
werden für die entsprechenden Reinigungsoperationen entweder Zusammensetzungen verwendet,
die Fette oder fettartige Verschmutzungen emulgieren, oder sogenannte "Kaltreiniger"
eingesetzt. Letztere sind (nach Römpp's Chemie-Lexikon, Franck'sche Verlagsbuchhandlung
Stuttgart, Band 3 (1983), Seite 2033/34) Lösungsmittelgemische, die hohe Anteile chlorierter
oder nichtchlorierter Kohlenwasserstoffe (Erdölfraktionen) enthalten und mit oder
ohne Emulgatoren und anderen Zusätzen zur Kaltentfernung von Fetten, Ölen, Wachsen,
Teer usw. verwendet werden. Bei Verwendung derartiger Kaltreiniger werden die Abwässer
nicht nur mit den von den behandelten Oberflächen abgelösten Fetten, Ölen etc. belastet,
sondern zusätzlich auch mit organischen Lösungsmitteln, insbesondere mit chlorierten
Kohlenwasserstoffen, so daß eine Abtrennung der umweltschädlichen Komponenten von
den entsprechenden Abwässern zwingend erforderlich, da gesetzlich vorgeschrieben,
ist. Zudem haben organische Lösungsmittel enthaltende Kaltreiniger den weiteren Nachteil,
daß bei der Reinigungsoperation feuergefährliche, geruchsbelästigende oder sogar
gesundheitsschädliche Dämpfe entstehen, so daß die entsprechenden Reinigungsoperationen
nur unter extremen Vorsichts- und Gesundheitsschutzmaßnahmen durchgeführt werden
können.
[0003] Die erstgenannten, emulgierend wirkende Komponenten enthaltenden Reinigungsmittel
haben den wesentlichen Nachteil, daß zwar Fette oder fettartige Verschmutzungen von
den zu reinigenden Oberflächen entfernt werden können, diese Verschmutzungen jedoch
im Wasser emulgiert werden. Dabei wird in Kauf genommen, daß entweder größere Mengen
von Ölen, Fetten oder anderen Verunreinigungen in das Abwasser gelangen, was wegen
der damit verbundenen Umweltverschmutzung unerwünscht ist, oder zusätzliche Mittel
zum Brechen der gebildeten Emulsionen zugesetzt werden müssen, um eine Abtrennung
der organischen Verunreinigungen in Ölabscheidern zu ermöglichen. Abgesehen von ökonomischen
Aspekten ist jedoch der nachträgliche Zusatz demulgierender Agenzien mit einer weiteren
Gewässerbelastung verbunden, so daß auch diese Lösung nicht befriedigen kann.
[0004] In der DE-OS 25 29 096 werden Mittel zur Kaltreinigung von mit Fetten oder fettartigen
Verunreinigungen kontaminierten festen Oberflächen offenbart, die im wesentlichen
in wässrigen Emulsionen aus ethoxylierten Phenolen mit 8 bis 20 C-Atomen in der Alkylkette
und ethoxylierten aliphatischen Alkoholen mit 9 bis 18 C-Atomen in der Alkylkette
bestehen. Die vorgeschlagenen Kaltreiniger sind neutral bis schwach alkalisch eingestellt
und können bei gutem Fettlösevermögen aufgrund ihrer geringen bzw. fehlenden Alkalität
gefahrlos gehandhabt werden.
[0005] Ferner werden in der DE-OS 29 01 927 Reinigungsmittel zur Entfernung von öligen Verunreinigungn
vorgeschlagen, die Fettalkoholethoxylate in Kombination mit Phenol- oder Niederalkylphenolethoxylaten
enthalten. Bei der Reinigungsoperation werden die fett- oder ölhaltigen Verunreinigungen
in Form einer Emulsion von der zu reinigenden Oberfläche entfernt. Die gebildeten
Emulsionen sind zwar relativ kurzlebig, es werden jedoch Stunden bis zum Brechen
derselben benötigt.
[0006] Zusätzlich zu den oben genannten Nachteilen, die den meisten aus dem Stand der Technik
bekannten Reinigungsmitteln zueigen sind, haben die genannten Reiniger eine solche
Konsistenz, daß sie auf senkrechten Flächen, beispielsweise auf Wänden oder auf den
senkrechten Außenflächen von Fahrzeugen, unmittelbar ablaufen und eine längere Einwirkzeit
nur dadurch erreicht werden kann, daß ein Mittel zur Viskositätserhöhung zugesetzt
oder die Fläche mehrfach mit dem Reiniger behandelt werden muß. Die Fläche wird also
nicht für eine genügend lange Zeit mit dem Reiniger in Kontakt gehalten, so daß in
der Regel eine wiederholte Applikation erforderlich ist.
[0007] Aufabe der vorliegenden Erfindung war es, alternativ zu den aus dem Stand der Technik
bekannten Mitteln solche Reiniger zur Verfügung zu stellen, die ohne Belastung der
Umwelt eingesetzt werden können. Insbesondere sollte eine Emulsionsbildung vermieden
und auf die Verwendung von organischen Lösungsmitteln, beispielsweise Chlorkohlenwasserstoffen,
Estern und Fraktionen der Mineralöldestillation (Benzin, Kohlenwasserstoffe), vollständig
verzichtet werden. Die Applikation der neuen Reiniger sollte auf jedem Wege möglich
sein und dabei zu einer über längere Zeit anhaltenden Benetzung der behandelten Oberfläche
führen. Eine Reinigungswirkung sollte zudem schon bei Raumtemperatur gegeben sein.
Außerdem wurden an die biologische Abbaubarkeit über das gesetzlich vorgeschriebene
Maß hinaus (Waschmittelgesetz, Chemikaliengesetz) erhöhte Anforderungen gestellt.
[0008] Überraschend wurde nun gefunden, daß Reiniger mit guter Reinigungswirkung und demulgierenden
Eigenschaften erhalten werden können, die die zu reinigende Fläche auch ohne Mittel
zur Viskositätserhöhung ausreichend lange mit den Reinigerkomponenten in Kontakt halten,
wenn man wässrige Kombinationen von Buildern bzw. Kom plexbildnern mit einem oder
mehreren Alkanolaminen und einem oder mehreren nichtionischen Tensiden verwendet.
[0009] Die Erfindung betrifft somit demulgierende Reinigungsmittel mit Flächenfeuchthalteeffekt,
die folgende Komponenten enthalten:
(a) Builder/Komplexbildner in einer Menge von 0,5 bis 10 Gew.-%,
(b) ein oder mehrere Alkanolamin(e) in einer Menge von 20 bis 60 Gew.-%,
(c) ein oder mehrere nichtionische(s) Tensid(e) in einer Menge von 1 bis 15 Gew.-%
sowie
(d) Wasser in einer Menge, die sich mit den Komponenten (a) (b) und (c) zu 100 Gew.-%
summiert.
[0010] Die erfindungsgemäßen demulgierenden Reinigungsmittel können gegebenenfalls zusätzlich
Lösungsvermittler in einer Menge von 1 bis 10 Gew.-% und/oder Korrosionsinhibitoren
für Leichtmetalle in einer Menge von 0,15 bis 0,25 Gew.-% und/oder Korrosionsinhibitoren
für Buntmetalle in einer Menge von 0,2 bis 0,4 Gew.-% und/oder Duftstoffe und/oder
Farbstoffe in einer Menge von 0 bis 1 Gew.-% enthalten.
[0011] Als Builder/Komplexbildner kommen an sich bekannte, Alkalimetall-, Erdalkalimetall-
und/oder Übergangsmetallionen komplexierende Verbindungen in Frage. Als solche sind
beispielsweise Ethylendiamintetraessigsäure, Nitrilotriessigsäure, Diethylentriaminpentaessigsäure,
N-(2-Hydroxyethyl-)ethylendiamintriessigsäure (Trilon
R C) und deren wasserlösliche Alkalimetallsalze, bevorzugt deren Natriumsalze, zu
nennen. Die genannten Builder/Komplexbildner werden bevorzugt in einer Menge von 2
bis 4 Gew.-% in den erfindungsgemäßen Reinigern eingesetzt.
[0012] Eine weitere Komponente der erfindungsgemäßen Reiniger sind Alkanolamine. Alternativ
kann entweder eine Verbindung dieser Stoffklasse oder mehrere derartige Verbindungen
in beliebigem Mischungsverhältnis miteinander eingesetzt werden. Als Beispiele bevorzugter
Alkanolamine sind Diethanolamin, Triethanolamin, Diisopropanolamin und Triisopropanolamin
zu nennen. Verbindungen dieser Stoffklasse werden bevorzugt in Mengen von 25 bis
50 Gew.-% eingesetzt.
[0013] Für das Erreichen des erfindungsgemäß angestrebten Effektes der "Feuchthaltung" der
behandelten Oberfläche, d.h. das Ermöglichen eines über einen unmittelbaren Ablauf
des angewendeten Mittels hinaus andauernden Kontaktes der Reinigerkomponenten mit
der behandelten Oberfläche, ist die Verwendung der Alkanolaminkomponente in einer
Menge unterhalb von 20 Gew.-% kritisch: Mengen unterhalb von 20 Gew.-%, bezogen auf
das erfindungsgemäße wässrige Reinigerkonzentrat, würden den angestrebten "Feuchthalteeffekt"
deutlich verschlechtern.
[0014] Als weitere Komponente enthalten die erfindungsgemäßen demulgierenden Reinigungsmittel
nichtionische Tenside. Auch in diesem Fall kann ein einziger Vertreter dieser Stoffgruppe
oder alternativ ein Gemisch zweier oder mehrerer nichtionischer Tenside eingesetzt
werden, solange dabei die Menge im Bereich von 1 bis 15 Gew.-% liegt. Als Vertreter
dieser Stoffklasse sind Addukte von 4 mol Ethylenoxid an n- oder i-Octanol sowie Addukte
von 2 mol Propylenoxid und 5 bis 6 mol Ethylenoxid an die genannten C₈-Alkohole zu
nennen. Die bevorzugte Menge der verwendeten nichtionischen Tenside liegt im Bereich
von 3 bis 6 Gew.-%.
[0015] Als Lösungsvermittler, die den aus den oben genannten Komponenten (a), (b), (c) und
(d) bestehenden demulgierenden Reinigungsmitteln gegebenenfalls zusätzlich beigegeben
werden können, kommen aromatische Sulfonate, wie Cumolsulfonat oder Butylglykolsulfonat
in Frage. Außerdem können gegebenenfalls Korrosionsinhibitoren für Leichtmetalle
wie beispielsweise Phosphorsäure und/oder Korrosionsinhibitoren für Buntmetalle, beispielsweise
Tolyltriazol, zugesetzt werden. Falls dies erwünscht ist, können die demulgierenden
Reinigungsmittel gemäß der Erfindung auch Duftstoffe und/oder Farbstoffe enthalten.
[0016] Die Reiniger werden dadurch hergestellt, daß die genannten Komponenten in den jeweiligen
Mengen nach an sich bekannten Methoden miteinander vermischt werden. Die Lagerung
bzw. der Versand erfolgt in der Regel in Form eines die Kombination der angegebenen
Rohstoffe enthaltenden wässrigen Konzentrates, auf das sich auch die angegebenen Mengen
(in Gew.-%) beziehen.
[0017] Zur Reinigung und Entfettung von lackierten oder unlackierten Oberflächen von Fahrzeugen,
Motoren, Fußboden und Wänden von Werkstätten etc. werden die erfindungsgemäßen demulgierenden
Reinigungsmittel mit Feuchthalteeffekt in beliebiger Verdünnung mit Wasser eingesetzt.
Je nach Applikationsart und Verschmut zungsgrad der zu reinigenden Flächen werden
3 %ige oder höher konzentrierte wässrige Lösungen eingesetzt. Bei hoher Verschmutzung
kann sogar das Konzentrat verwendet werden. Die Applikation erfolgt im Sprüh-, Tauch-
oder Hochdruckspritzverfahren mit entsprechenden Geräten. Bereits bei Raumtemperatur
wird ein her vorragendes Reinigungsergebnis erzielt. Die Produktzusammensetzung
gewährleistet außerdem eine ca. 20-bis 30-minütige Feuchthaltung der zu reinigenden
Oberfläche und damit einen entsprechend langen Kontakt der reinigend wirkenden Komponenten
mit der Kontamination. Dies ist beispielsweise bei der Reinigung von Lokomotiven
zur Erzielung eines guten Reinigungsergebnisses von außerordentlicher Wichtigkeit.
[0018] Abgesehen von dem oben genannten Feuchthalteeffekt ist gegenüber den herkömmlichen
Produkten die demulgierende Wirkung von entscheidendem Vorteil. Wird beispielsweise
bei Raumtemperatur eine erfindungsgemäße Anwendungslösung von 10 bis 50 %iger Konzentration
mit Spülwässern auf eine Konzentration kleiner/gleich 2 % verdünnt, so scheidet sich
zusätzlich eingebrachtes Mineralöl von der Lösung selbsttätig praktisch vollständig
ab, wenn diese 30 Minuten ruht. Mit entsprechenden Abwasser-Sammelbehältern kann
allein durch eine derartige mechanische Ölabscheidung der Ölgehalt von Abwasser auf
weniger als 50 mg . 1⁻¹ gesenkt werden.
[0019] Gegebenenfalls ist es möglich, zur weiteren Senkung des Ölgehaltes das Abwasser mit
Eisen(II)sulfat oder Aluminiumsulfat zu versetzen und dadurch eine Ausflockung der
Verunreinigungen zu erzielen. Durch diesen, aus dem Stand der Technik bekannten,
zusätzlichen Reinigungsschritt kann der Restölgehalt im Abwasser auf einen Wert unter
10 mg . 1⁻¹ gesenkt werden.
[0020] Die Erfindung wird durch die nachstehenden Beispiele näher erläutert.
Beispiel 1
Reinigungswirkung
[0021] Entfettete Stahlbleche (50 mm × 100 mm × 1 mm) wurden in eine Mischung von Heißdampfzylinderöl
und ASTM III-Öl im Volumenverhältnis 1 : 1 eingetaucht, nach 10 min entnommen und
4 h senkrecht aufgehängt. Die so vorbehandelten Testbleche wurden dann in 50 %ige
Reinigerlösung der nachfolgenden Zusammensetzung getaucht und die Zeit bis zur vollständigen
Entfettung (visuelle Beurteilung) wurde gemessen.
(a) Reiniger gemäß der Erfindung (Konzentrat):
7 Gew.-% Nitrilotriacetat-Trinatriumsalz (Trilon AR, 38 %ig),
9,5 Gew.-% Diethanolamin,
18,0 Gew.-% Triethanolamin,
6,0 Gew. % eines Kondensationsproduktes von n-Octanol an 4 mol EO,
5,0 Gew.-% Natriumcumolsulfonat, 40 %ig und 54,5 Gew.-% Wasser.
(b) Reiniger gemäß der Erfindung (Konzentrat):
4,0 Gew.-% Ethylendiamintetraacetat-Natriumsalz (Trilon BR,
30,0 Gew.-% Triethanolamin,
15,0 Gew.-% Diethanolamin,
7,0 Gew.-% eines Kondensationsproduktes von i-Octanol an 2 mol Propylenoxid und 5
bis 6 mol Ethylenoxid,
3,0 Gew.-% Natriumbutylglykolsulfonat,
0,2 Gew.-% Phosphorsäure,
0,2 Gew.-% Tolyltriazol und
40,6 Gew.-% Wasser.
[0022] Vergleichsreiniger (Konzentrat):
5 Gew.-% eines Kondensationsproduktes von Nonylphenol an 5 mol EO,
2 Gew.-% Natriumcumolsulfonat,
5 Gew.-% Ethylenglykolmonobutylether,
1 Gew.-% Natronlauge und
87 Gew.-% Wasser.
[0023] Der Vergleichsreiniger enthielt also ein stark emulgierend wirkendes Tensid.
[0024] Ergebnis:
Die Reinigungswirkung der erfindungsgemäßen Mittel lag deutlich höher als die des
Vergleichsreinigers. Es wurde ein Zeitfaktor von 0,7 zugunsten der erfindungsgemäßen
Mittel erzielt, d.h., daß die erfindungsgemäßen Mittel in einer deutlich kürzeren
Zeit, bezogen auf den Vergleichsreiniger, die geforderte vollständige Entfettung
bewirkten.
Beispiel 2
Feuchthaltung:
[0025] Zur Erzielung eines optimalen Reinigungsergebnisses, insbesondere bei der Außenreinigung
von Fahrzeugen, ist eine Feuchthaltung über einen gewissen Zeitraum zwingend erforderlich.
Die in Beispiel 1 genannten Reiniger (a) und (b) wurden im Volumenverhältnis l : 10
mit Wasser verdünnt. Ein mit Polyurethanlack beschichtetes Stahlblech (50 mm × 100
mm × 1 mm) wurde in die entsprechende Lösung eingetaucht, nach einigen Minuten entnommen
und senkrecht aufgehängt. Nach 25 min war auf den behandelten Lackflächen noch ein
mit dem Finger wischbarer Flüssigkeitsfilm vorhanden.
Beispiel 3
Demulgierung
[0026] Die nachfolgend angegebenen Komponenten wurden in einem 2 1-Becherglas gemischt und
10 min mit einem Flügelrührer (16/15 mm) auf halber Flüssigkeitshöhe mit einer Rührgeschwindigkeit
von 800 U . min⁻¹ gerührt:
1620 ml Wasser,
20 ml Reinigerkonzentrat (vgl. Beispiel 1(a) (b)) und
2 ml einer Mischung von Heißdampfzylinderöl und ASTM III-Öl im Volumenverhältnis 1
: 1.
[0027] Nach Ablauf von 10 min wurde der Ansatz in einen 2 1-Scheidetrichter umgefüllt und
30 min ruhen gelassen. Nach 30 min wurde eine Flüssigkeitsprobe von 500 ml aus dem
Scheidetrichter abgelassen. Diese Wasserprobe enthielt nur noch geringe Mengen an
Restöl (kleiner 50 mg . l⁻¹.
[0028] Zu einer weiteren Probe von 500 ml der aus dem Scheidetrichter abgelassenen Lösung
wurden 0,75 g wasserfreies Aluminiumsulfat zugegeben und der pH-Wert mit 1 n-Natronlauge
auf 7,3 eingestellt. Danach wurde die Lösung 30 min ruhen gelassen. Der dabei gebildete
flockige Niederschlag wurde mit Hilfe eines Filters (NN 651 1/4) abfiltriert. Der
Restölgehalt des Filtrates betrug weniger als 10 mg . 1⁻¹.
Beispiel 4
Korrosionsschutz
[0029] Der auf den gereinigten Teilen nach der Behandlung verbleibende Produktfilm bietet
neben der Feuchthaltung - außerdem einen notwendigen temporären Korrosionsschutz.
Dies ist insbesondere bei der Reinigung des Motorenraumes von Bedeutung.
[0030] Die Prüfung bezüglich des Lagerungs-Korrosionsschutzes erfolgte gemäß des sogenanten
"Platten-Klimatests". Es wurden Stahlbleche der Qualität ST 1405 mit Trichlorethylen
gereinigt und anschließend in 10 %ige Lösungen der erfindungsgemäßen Reiniger getaucht.
Nach 5 min wurden die Bleche entnommen und bei Raumtemperatur getrocknet. Die Lagerung
der Bleche erfolgte in einer Klimabox bei 23°C und 100 % relativer Luftfeuchtigkeit.
Derartig behandelte Bleche zeigten auch nach 14 Tagen noch keine Korrosionserscheinungen.
[0031] Bei Zusatz von 0,15 bis 0,25 Gew.-% Phosphorsäure zum Produktkonzentrat und/oder
0,2 bis 0,4 Gew.-% Tolyltriazol zum Produktkonzentrat wurde auch ein vollständiger
Korrosionsschutz von Leichtmetalloberflächen, wie beispielsweise Oberflächen aus Aluminium
oder Magnesium, oder von Buntmetalloberflächen erreicht.
1. Demulgierende Reinigungsmittel mit Flächenfeuchthalteeffekt, enthaltend
(a) Builder/Komplexbildner in einer Menge von 0,5 bis 10 Gew.-%.
(b) ein oder mehrere Alkanolamin(e) in einer Menge von 20 bis 60 Gew.-%.
(c) ein oder mehrere nichtionische(s) Tensid(e) in einer Menge von 1 bis 15 Gew.-%
sowie
(d) Wasser in einer Menge, die sich mit den Komponenten (a), (b) und (c) zu 100 Gew.-%
summiert.
2. Reinigungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie gegebenenfalls
zusätzlich
(e) Lösungsvermittler in einer Menge von 1 bis 10 Gew.-% und/oder
(f) Korrosionsinhibitoren für Leichtmetalle in einer Menge von 0,15 bis 0,25 Gew.-%
und/oder
(g) Korrosionsinhibitoren für Buntmetalle in einer Menge von 0,2 bis 0,4 Gew.-% und/oder
(h) Duftstoffe und/oder Farbstoffe in einer Menge von 0 bis 1 Gew.-% enthalten.
3. Demulgierende Reinigungsmittel nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
daß sie Builder/Komplexbildner in einer Menge von 2 bis 4 Gew.-% enthalten.
4. Reinigungsmittel nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein oder
mehrere Alkanolamine in einer Menge von 25 bis 50 Gew.-% enthalten.
5. Reinigungsmittel nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein oder
mehrere nichtionische Tenside in einer Menge von 3 bis 6 Gew.-% enthalten.
6. Reinigungsmittel nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Builder/Komplexbildner
ausgewählt sind aus der Gruppe Ethylendiamintetraessigsäure, Nitrilotriessigsäure,
Diethylentriaminpentaessigsäure, N-(2-Hydroxyethyl-)ethylendiamintriessigsäure und
deren lösliche Alkalimetallsalze.
7. Reinigungsmittel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Builder/Komplexbildner
ausgewählt sind aus der Gruppe der Natriumsalze von Ethylendiamintetraessigsäure
und Nitrilotriessigsäure.
8. Reinigungsmittel nach Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Alkanolamine
ausgewählt sind aus der Gruppe Diethanolamin, Triethanolamin, Diisopropanolamin und
Triisopropanolamin.
9. Reinigungsmittel nach Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die nichtionischen
Tenside ausgewählt sind aus der Gruppe der Kondensationsprodukte von n-Octanol an
4 mol EO, i-Octanol an 4 mol EO, n-Octanol an 2 mol PO und 5 bis 6 mol EO und i-Octanol
an 2 mol PO und 5 bis 6 mol EO.
10. Reinigungsmittel nach Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie gegebenenfalls
zusätzlich als Lösungsvermittler aromatische Sulfonate wie Cumolsulfonat oder Butylglykolsulfat,
als Korrosionsinhibi toren für Leichtmetalle Phosphorsäure sowie als Korrosionsinhibitoren
für Buntmetalle Tolyltriazol enthalten.
11. Reinigungsmittelzubereitungen, enthaltend 3 bis 100 Gew.-% der demulgierenden
Reinigungsmittel nach Ansprüchen 1 bis 10 und 0 bis 97 Gew.-% zusätzliches Wasser.