[0001] Die Erfindung betrifft flüssige, alkalische Reinigerkonzentrate für die industrielle
Reinigung von metallischen Oberflächen auf Basis konzentrierter wäßriger Lösungen
von alkalischen Builderstoffen und Tensiden.
[0002] Für die industrielle Reinigung von harten Oberflächen mit wäßrigen Lösungen wird
eine Vielzahl von Mitteln eingesetzt. Die wichtigsten Komponenten dieser Stoffe sind
Builder- und Tensidsysteme alleine und in Kombinationen miteinander. Die Eigenschaften
dieser Basismischungen aus Buildern und Tensiden müssen für den praktischen Einsatz
häufig noch durch den Zusatz von weiteren Inhaltsstoffen wie Komplexbildnern und Korrosionsinhibitoren
dem jeweils vorliegenden Anwendungsfall angepaßt werden.
[0003] Die wäßrigen Lösungen der alkalischen Reinigungsmittel besitzen einen pH-Wert von
ca. 11-14. Sie sind besonders für schwierige Reinigungsaufgaben, z.B. zur Entfernung
von dicken Öl- und Pigmentverschmutzungen in Reparaturbetrieben und zur Behälter-
und Anlagenreini gung, geeignet. Weiterhin wird dieser Produkttyp insbesondere zur
Feinreinigung von metallischen Oberflächen eingesetzt, wobei metallisch reine Oberflächen
gefordert sind. Dies gilt beispielsweise bei der Reinigung vor und nach Härteprozessen,
bei der Reinigung von Bandstahl vor der Glühe und vor dem Beschichten sowie bei der
Vorbehandlung von Werkstücken in Galvaniken, Phosphatierungen, Lackierereien und
Emaillierbetrieben. Mit diesen Reinigungslösungen wird eine sehr hohe Reinheit der
Werkstückoberfläche bei einem gleichzeitig guten Schmutztragevermögen des Bades erreicht.
Neben der manuellen Reinigung werden als Verfahren Tauchen, Bürsten, Spritzen, Ultraschall
und Elektrolyse alleine oder in Kombination miteinander angewendet.
[0004] Typische alkalische Reinigungsmittel werden als Pulver durch Mischen von 80 - 100
% alkalischer Buildersubstanz und 0 - 20 % verschiedener anionischer und nichtionischer
Tenside hergestellt. Die gebräuchlichsten anorganischen Builder sind alkalisch reagierende
Hydroxide, Silikate, Phosphate und Carbonate von Natrium und/oder Kalium. Je nach
Bedarf kommen noch als Komplexbildner Gluconate, Alkanolamine, Polycarbonsäuren,
Polyoxicarbonsäuren und Phosphonate zum Einsatz. Die Tensidmischungen bestehen aus
niedrig und hoch ethoxylierten und propoxylierten Alkylphenolen und/oder Fettalkoholen
mit verschiedener Kettenlänge und/oder Fettaminen mit verschiedenen Kettenlängen und/oder
Fettsäuren bzw. Sulfonsäuren. Diese Inhaltsstoffe sind in den alkalischen Reinigungsmitteln
in verschiedenen Kombinationen und Relativkonzentrationen vertreten. Die Zusammensetzung
eines optimalen Produktes kann in der Regel nur empirisch durch eine spezielle Musterbearbeitung
gefunden werden.
[0005] Pulverförmige Reinigungsmittel neigen stark zum Stauben und können daher beim Dosieren
eine Belästigung oder sogar Gefährdung des Anwenders verursachen. Andere Mittel können
bei der Lagerung - besonders unter Druck auf Stapelpaletten - verklumpen. Beim Nachschärfen
eines Reinigungsbades müssen die Lösungen auf ca. 40-50°C vorgewärmt, bewegt und das
Pulver unter langsamen Zurieseln in das Bad gegeben werden. Anderenfalls sinkt es
an der Zugabestelle auf den Boden und versteint, wodurch die Auflösegeschwindigkeit
drastisch abfällt. Beim Eintrag des festen Mittels in das heiße Bad können Spritzer
den Anwender gefährden. Derartige Mittel können nur unter großem, oft wirtschaftlich
nicht vertretbarem Aufwand automatisch dosiert werden, da sie in der Regel hygroskopisch
sind. Die Auswahl von Tensiden für derartige Reinigungsmittel ist stark eingeschränkt.
So werden beispielsweise nichtionische Tenside, die endständige OH-Gruppen aufweisen,
in Gegenwart von festem Ätznatron durch Luftsauerstoff oxidiert. Hierdurch wird die
Lagerbeständigkeit solcher Reinigungsmittel stark beeinträchtigt, was sich insbesondere
in den folgenden negativen Auswirkungen zeigt: Der Trübungspunkt der nichtionischen
Tenside steigt an, die optimale Reinigungstemperatur der Reinigungslösungen wird erhöht
und das Schaumverhalten beeinträchtigt, d.h. die Lösungen schäumen wesentlich stärker.
Weiterhin ist das Aufnahmevermögen des Pulvers für die flüssigen Tenside eng begrenzt.
Um ein rieselfähiges Pulver zu erhalten, dürfen obere Grenzwerte in der Konzentration
nicht überschritten werden, die von der Korngrößenverteilung des Pulvers abhängen.
[0006] Derartige Schwierigkeiten können mit flüssigen Reinigungsprodukten weitgehend vermieden
werden. Bei der Formulierung derartiger Reinigungsmittel tauchen jedoch zwei Probleme
auf: Natriumverbindungen der Buildersubstanzen können in der Mehrzahl der Fälle nur
bis zu einer maximalen Konzentration von ca. 100-150 g/l als thermodynamisch stabile
Lösungen bei Umgebungstemperatur (Raumtemperatur) konfektioniert werden. Beim Einsatz
der entsprechenden Kaliumverbindungen können dagegen Mengen von ca. 500 g/l gelöst
werden. Die Rohstoffkosten steigen dann allerdings beträchtlich auf etwa den doppelten
Wert an. Weiterhin ist die Löslichkeit der bewährten Tenside in derartig hoch salzhaltigen,
stark alkalischen Lösungen völlig ungenügend. Übliche nichtionische Tenside sind überhaupt
nicht aufzulösen, und bei anionischen Tensiden besteht nur die Möglichkeit, Verbindungen
aufzulösen, die eine sehr kurze, wenig hydrophobe C-Kette in der Größenordnung von
sechs oder weniger C-Atomen aufweisen. Nonylphenolethoxylate, Fettalkoholethoxylate,
Fettsäuren und Alkylbenzolsulfonate sind für derartige Reinigungsmittel ungeeignet.
In den Builderlösungen können bekanntlich Carbonsäuren mit einer maximalen Kettenlänge
von ca. 6 C-Atomen und Zuckertenside allein (EP-OS 148 087) und in Kombination bis
zu hohen Konzentrationen aufgelöst werden. Längerkettige Fettsäuren und nichtionische
Tenside können dagegen alleine nicht homogen eingearbeitet werden. In einer Zweierkombination
Fettsäure/ Zuckertensid bzw. nichtionisches Tensid/Zuckertensid werden die Tenside
in ca. 40 - 50 %igen Builderlösungen ebenfalls nicht gelöst. Die Kombinationen führen
dagegen beim Verdünnen mit Wasser bis zur Konzentration von ca. 30 % zu brauchbaren
Lösungen.
[0007] Es wurden daher schon Zweikomponentenreinigungsmittel vorgeschlagen, die als solche
kein Natriumhydroxid enthalten. So werden in der DE-OS 32 46 080 pulverförmige Silikatreiniger
beschrieben, die gefällte Kieselsäure und Phosphorsäure enthalten. Ferner werden
in der DE-OS 32 46 124 Boratreiniger beschrieben, die Borsäure bzw. Borate und Phosphorsäure
enthalten. Einen Überblick über solche Zweikomponentenreiniger gibt Ch. Roßmann in
"Rationelle Vorbehandlung durch kontinuierlichen Betrieb von Entfettungsbädern", Metalloberfläche,
Vol. 39 (1985), Seiten 41 bis 44. Diese Reiniger werden mit Hilfe von Dispergatoren
in Wasser suspendiert und gegebenenfalls mit Komplexbildnern versetzt. Da in dem
gebildeten Slurry die Konzentration an gelösten Salzen minimal und der pH-Wert durch
die Phosphorsäure leicht sauer eingestellt ist, können nur nichtionische Tenside,
jedoch keine anionischen Tenside in hohen Konzentrationen aufgelöst werden. Dieser
Slurry wird in das Reinigungsbad gepumpt und dort getrennt mit Natronlauge versetzt,
wobei das gewünschte SiO₂/Na₂O-Verhältnis bzw. der gewünschte pH-Wert eingestellt
wird. Beide Einzelkomponenten, d.h. Reiniger-Slurry einerseits und Natronlauge andererseits,
müssen in einem streng vorgegebenen Volumenverhältnis zueinander dosiert werden.
Die Fällungskieselsäure löst sich im alkalischen Medium des Reinigungsbades innerhalb
von wenigen Minuten zum Silikat auf.
[0008] Bei einem anderen Ansatz zur Problemlösung werden Builder und Tenside voneinander
getrennt in Wasser gelöst, versandt und später zum Ansetzen der Reinigungsbäder in
einem streng vorgegebenen Volumenverhältnis zueinander dosiert, vergleiche H. D.
Heidenbluth: "Rationaliserung und Automatisierung bei der Vorbehandlung vor dem Emaillieren";
Mitteilungen des Vereins Deutscher Emailfachleute e.V., Vol. 31 (1983), Seiten 109
bis 116. Zur Herstellung der Builderlösungen werden die Kaliumverbindungen eingesetzt,
die Wirkstoffkonzentrationen von ca. 50 % erlauben. Wegen der sehr hohen Rohstoffkosten
ist diese Arbeitsweise wenig wirtschaftlich.
[0009] Bei beiden Konzeptionen muß mit einem Zweikomponenten-Produkt gearbeitet werden,
was Nachteile für die Lagerhaltung und Dosierung einschließt. Weiterhin bestehen
keine einfachen, schnellen Analysenverfahren zur Bestimmung der Konzentration von
beiden Komponenten in den Reinigungsbädern.
[0010] In Chemical Abstracts Vol. 100 (1984), Seite 114, abstract 100:70
·377k, wird ein Geschirrspülmittel auf der Basis eines alkalischen Slurrys beschrieben,
wobei Alkalihydroxide, Phosphate und Silikate mit Wasser angeteigt werden. Zur Dispergierung
sind Polyacrylsäure und spezielle polymere Tenside erforderlich. Besondere Probleme
sind neben den hohen Rohstoffkosten die Dispersionsstabilität und die Beschränkung
auf ein spezielles copolymeres Tensid.
[0011] Die obengenannten Schwierigkeiten, Probleme und Nachteile beim Arbeiten mit den
alkalischen Pulverprodukten, mit den alkalischen Zweikomponentenprodukten oder mit
dem Slurry können mit homogenen, flüssigen alkalischen Produkten, die als Einkomponenten-Produkte
alle erforderlichen Inhaltsstoffe enthalten, vermieden werden. Es ist daher vorgeschlagen
worden, große Mengen an hydrotropen Substanzen, wie Cumolsulfonat, Ligninsulfonat,
Ethylhexylsulfat, Phosphorsäureester etc., einzusetzen. Diese hydrotropen Substanzen
dienen ausschließlich dazu, die reinigungstechnisch aktiven anionischen und nichtionischen
Tenside in die hoch salzhaltigen, stark alkalischen Builderlösungen einzubringen.
Sie liefern dagegen praktisch keinen Beitrag zum Reinigungsprozeß. Ein weiterer Nachteil
besteht darin, daß sie die Rohstoffkosten sehr stark anheben. Obwohl die hydrotropen
Substanzen die Löslichkeit der Tenside in der Builderlösung verbessern, ist es dennoch
nicht möglich, Reinigungsmittel, die Builderlösungen mit Wassergehalten von weniger
als 60 % aufweisen, einzusetzen. Durch die Zugabe von Wasser werden sie auf 60 -
70 % Wassergehalt verdünnt, was negative Auswirkungen auf die Verpackungs- und Transportkosten
mit sich bringt.
[0012] Nach Chemical Abstracts, Vol. 89 (1978), Seite 79, abstract 89:91
·432 u, können bei sodaalkalischen Produktkonzentraten nichtionische Tenside in den
Lösungen ohne hydrotrope Substanzen mit Konzentrationen von 2 - 6 % aufgelöst werden.
Nachteilig ist hier neben der geringen Alkalität die niedrige Wirkstoffkonzentration
um ca. 30 %.
[0013] Die gebräuchlichen technischen Industriereiniger werden üblicherweise in Silikat-
und Phosphatreiniger eingeteilt. Hierbei charakterisiert man die pulverförmigen Silikatreiniger
auf Basis von Natriummetasilikat und Ätznatron in der Regel durch das SiO₂/Na₂O-Gewichts-
bzw. Molverhältnis, das sich beim Auflösen der Produkte in Wasser einstellt. Derartige
Reiniger können bei Umgebungstemperatur bis zu einer maximalen Konzentration von
ca. 100 g/l in Wasser aufgelöst werden, sofern die ensprechenden Natriumsalze und
Ätznatron eingesetzt werden. Finden hingegen die entsprechenden Kaliumsalze und
Kaliumhydroxid Verwendung, so resultieren Lösungen mit einer maximalen Konzentration
von ca. 500 g/l.
[0014] Die DE-OS 35 18 672 beschreibt ein flüssiges Reinigungskonzentrat mit einem nichtionischen
Tensid und einer Kombination von drei Lösungsvermittlern für stark alkalische Reinigungsformulierungen.
Das Reinigungskonzentrat für stark alkalische Reinigungsformulierungen besteht aus
einem ethoxylierten und zusätzlich propoxylierten oder butoxylierten Fettalkohol,
einem Zuckertensid, einem Maleinsäureanhydridaddukt an eine ungesättigte Fettsäure
und einer verzweigten Carbonsäure. Derartige Reinigerformulierungen finden insbesondere
Verwendung im gewerblichen Bereich, wie Molkereien und Brauereien.
[0015] Demgemäß besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, Tenside in möglichst
hoher Konzentration in wäßrige, gleichfalls hochkonzentrierte Builderlösungen einzubringen
bzw. aufzulösen.
[0016] Weiterhin besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Reinigerkonzentrat
zum Reinigen von Metalloberflachen, insbesondere von Stahl, Buntmetall, Kupfer und
Zink, die anschließend Veredelungsprozessen wie Phosphatieren, Galvanisieren, Emaillieren,
Lackieren etc. unterworfen werden sollen, zur Verfügung zu stellen. Auch sollen die
erfindungsgemäßen Reinigerkonzentrate Anwendung bei der Zwischenreinigung vor Verarbeitungsprozessen,
beispielsweise vor der Glühe, finden.
[0017] Die vorstehend genannten Aufgaben werden gelöst durch flüssige, alkalische Reinigerkonzentrate,
die aus einer konzentrierten wäßrigen Lösung eines Builders oder Buildergemisches
sowie einer speziellen Tensidkombination bestehen.
[0018] Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind dementsprechend flüssige alkalische Reinigerkonzentrate
auf Basis von wäßrigen Lösungen alkalischer Builderstoffe und Tensiden, welche dadurch
gekennzeichnet sind, daß sie die folgenden Komponenten aufweisen:
a) 80 bis 99,7 Gew.-% einer wäßrigen Lösung eines Builders oder Buildergemisches,
enthaltend 50 bis 60 Gew.-% Wasser sowie mindestens ein Alkalimetallsilikat und/oder
Alkalimetallphosphat,
b) 0,3 bis 20 Gew.-% einer Tensidkombination bestehend aus anionischen Tensiden,
nichtionischen Tensiden und Alkylglucosiden.
[0019] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Reinigerkonzentrate
dadurch gekennzeichnet, daß die Buildergemische neben einem Alkalimetallsilikat
und/oder einem Alkalimetallphosphat ferner Alkalimetallhydroxide und/oder Alkalimetallgluconate
und/oder Alkanolamine enthalten.
[0020] Somit können die erfindungsgemäßen Reinigerkonzentrate die folgenden Builderstoffe
enthalten: Entweder Alkalimetallsilikat und Alkalimetallphosphat jeweils alleine
oder aber im Gemisch. Außerdem besteht die im Sinne der Erfindung bevorzugte Möglichkeit,
diese Builderstoffe mit Alkalimetallhydroxiden, Alkalimetallgluconaten und Alkanolaminen
zu kombinieren, wobei solche Kombinationen einen oder mehrere der zusätzlichen Builderstoffe
enthalten können. Hierzu sei auf die nachstehend angeführten, beispielhaften Builderge
mische verwiesen (siehe die Beispiele: "Buildergemische in wäßriger Lösung", Nr.
1 bis 10).
[0021] Als Alkalimetalle finden im Sinne der Erfindung vorzugsweise Natrium und/oder Kalium
Verwendung. Hierbei werden bevorzugt Mischungen entsprechender Natrium- und Kaliumverbindungen
eingesetzt, wobei der Anteil der Kalium-Ionen denjenigen der Natrium-Ionen übertrifft.
So soll das Verhältnis von Kalium-Ionen zu Natrium-Ionen vorzugsweise mindestens 4
: 1 betragen und kann sich zugunsten der Kalium-Ionen beliebig verschieben.
[0022] Wenn hier von Alkalimetallsilikaten die Rede ist, so werden erfindungsgemäß hierunter
wäßrige Lösungen von Alkalimetallsilikaten mit einem Molverhältnis SiO₂/Me₂O im Bereich
von 2 bis 4 : 1 (Me = Na und/oder K) und Feststoffgehalten im Bereich von 55 bis 28
Gew.-% verstanden. Vorzugsweise finden wäßrige Natriumsilikatlösungen, d.h. Wasserglaslösungen,
Verwendung, insbesondere solche mit einem Molverhältnis SiO₂/Na₂O im Bereich von
ca. 3,4 : 1 und einem Gesamtfeststoffgehalt von ca. 38 Gew.-%.
[0023] Unter dem Begriff Alkalimetallphosphate sind im Sinne der Erfindung Alkalimetall-Orthophosphate,
-Pyrophosphate und -Triphosphate (auch Tripolyphosphate genannt) zu verstehen. Von
diesen werden jedoch erfindungsgemäß die Triphosphate bevorzugt, insbesondere das
Kaliumtriphosphat.
[0024] Werden derartige Phosphate in Kombination mit den vorstehend erörterten Silikaten
eingesetzt, so soll in der Regel der Silikatanteil in den wäßrigen Builder lösungen
überwiegen; d.h. der Phosphatanteil liegt im Bereich von etwa 0,1 bis 10 Gew.-%, bezogen
auf die wäßrige Builderlösung.
[0025] Als Alkalimetallhydroxide werden erfindungsgemäß bevorzugt Natrium- und/oder Kaliumhydroxid
- in der Regel in Form ihrer 50- bzw. 45-gewichtsprozentigen wäßrigen Lösungen -
eingesetzt.
[0026] Werden nun die vorstehend erörterten Alkalimetallsilikatlösungen in Kombination
mit Alkalimetallhydroxiden verwendet, so verschiebt sich das jeweilige Molverhältnis
SiO₂/Me₂O einer solchen Kombination zu geringeren Werten. Anders ausgedrückt besagt
dies, daß bei gleichzeitiger Verwendung von Alkalimetallsilikaten und Alkalimetallhydroxiden
in der wäßrigen Builderlösung die Summe der Alkalimetalle in das Molverhältnis SiO₂/Me₂O
eingeht. Dementsprechend finden sich in den bereits vorstehend angesprochenen Beispielen
"Buildergemische in wäßriger Lösung" stets die Werte SiO₂/Me₂O für die jeweils angegebene
Kombination aus Alkalimetallsilikat und Alkalimetallhydroxid. Die Molverhältnisse
derartiger Kombinationen können generell in breiten Bereichen schwanken; erfindungsgemäß
bevorzugt sind hierbei jedoch Molverhältnisse SiO₂/Me₂O im Bereich von 0,1 bis 1,5
: 1. Insbesondere finden Kombinationen von wäßrigen Natriumsilikatlösungen mit Kaliumhydroxidlösungen
Verwendung, wobei hinsichtlich des Verhältnisses Kalium zu Natrium das oben Gesagte
gilt. Auch sind hierbei durchaus Gemische von Kaliumhydroxid- und Natriumhydroxidlösungen
möglich, wobei gleichfalls das angesprochene Verhältnis zu beachten ist.
[0027] Generell besteht auch die Möglichkeit, Alkalimetallphosphate mit Alkalimetallhydroxiden
zu kombinieren, beispielsweise Kaliumtriphosphat und Kaliumhydroxid. Hierbei kann
der Gehalt der wäßrigen Builderlösungen an Alkalimetallhydroxid im Bereich von 30
bis 50 Gew.-% liegen.
[0028] Werden Kombinationen von Alkalimetallsilikaten und Alkalimetallhydroxiden mit Alkalimetallphosphaten
verwendet, so ist ein Gehalt an Alkalimetallphosphat im Bereich von 1 bis 10 Gew.-%,
bezogen auf die wäßrige Builderlösung, erfindungsgemäß bevorzugt.
[0029] Im Sinne der Erfindung können ferner Alkalimetallgluconate, d.h. insbesondere das
Natrium- oder Kaliumgluconat, als zusätzliche Builderstoffe Verwendung finden; vorzugsweise
in Mengen von 0,5 bis 10 Gew.-%, bezogen auf die wäßrige Builderlösung.
[0030] Überraschenderweise können auch Alkanolamine als zusätzliche Builderstoffe in den
erfindungsgemäßen Reinigerkonzentraten Verwendung finden und homogen gelöst werden.
Generell werden hierbei unter dem Begriff Alkanolamine 1- bis 3-fach durch Hydroxyalkylgruppen
- mit 1 bis 4 C-Atomen im Alkylrest - substituierte Amine verstanden. Vorzugsweise
werden im Sinne der Erfindung Di- und/oder Triethanolamin eingesetzt; insbesondere
in Mengen von 0,5 bis 3 Gew.-%, bezogen auf die wäßrige Builderlösung.
[0031] Ein wesentlicher Punkt der Erfindung liegt ferner in der vorstehend angegebenen Tensidkombination,
bestehend aus anionischen Tensiden, nichtionischen Tensiden und Alkylglucosiden.
Diese Tensidkombination ermög licht erst ein homogenes Lösen derartiger Tenside in
den hoch salzhaltigen, hoch alkalischen wäßrigen Builderlösungen.
[0032] Die überraschend gefundene Tensidkombination zur Herstellung der flüssigen, alkalischen
Reinigerkonzentrate enthält:
1. Alkylglucoside:
[0033] Alkylmonoglucoside und/oder Alkylpolyglucoside mit 2 bis 6 Glucoseeinheiten, jeweils
mit acetalischer Bindung des hydrophoben Alkyl-Restes an das Glucosemolekül, wobei
der Alkylrest gesättigt und unverzweigt ist und 8 bis 14 C-Atome aufweist. Beispielhaft
seien hier genannt: C
12/14-Alkylmonoglucoside bzw. -polyglucoside sowie Octyl-/Decyl-1,8-glucosid. Das letztgenannte
Glucosid ist im Sinne der Erfindung bevorzugt. Die Glucoside werden je nach Anwendungsfall
in einer Konzentration von 0,1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Reinigerkonzentrat,
eingesetzt.
2. Anionische Tenside:
[0034] Geradkettige und verzweigte, gesättigte und ungesättigte Carbonsäuren mit Kettenlängen
von 6 - 18 C-Atomen und/oder deren Natrium- bzw. Kaliumsalze. Die Konzentrationen
liegen bei 0,1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Reinigerkonzentrat.
[0035] Als Beispiele für die im Sinne der Erfindung einzusetzenden anionischen Tenside
seien genannt: Linolsäure, n-Hexancarbonsäure, Isononansäure, Caprylsäure, Kaliumschmierseife
(= Kaliumsalz der Sojaölfettsäure).
3. Nichtionische Tenside:
[0036] Ethoxylierte bzw. propoxylierte Alkohole, Phenole und Amine. Insbesondere verwendet
werden Fettalkohole mit einer Kettenlänge von 12 - 18 C-Atomen, Oxoalkohole mit einer
Kettenlänge von 9 - 15 C-Atomen, Nonylphenol sowie Fettamine mit einer Kettenlänge
von 12 - 18 C-Atomen, jeweils mit 1 - 14 Mol Ethylenoxid (EO) bzw. Propylenoxid (PO).
[0037] Derartige nichtionische Tenside werden in Konzentrationen von 0,1 bis 5 Gew.-%,
bezogen auf das Reinigerkonzentrat, eingesetzt.
[0038] Beispielhaft seien hier genannt:
C₁₂₋₁₈-Fettalkohole, ethoxyliert mit 4, 9 oder 14 Mol EO; Oleylalkohol, ethoxyliert
mit 2 oder 10 Mol EO; C₉₋₁₂-Oxoalkohol, ethoxyliert mit 6 EO; C₁₁₋₁₅-Oxoalkohole,
ethoxyliert mir 7 oder 9 Mol EO; Nonylphenol, ethoxyliert mit 6 oder 12 Mol EO; C₁₂₋₁₈-Fettamine
(Kokosamin), ethoxyliert mit 12 Mol EO; C₁₄₋₁₈-Fettamine (Talgamin), ethoxyliert
mit 12 Mol EO. Auch die entsprechenden propoxylierten Verbindungen können Verwendung
finden.
[0039] In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Reinigerkonzentrat
dadurch gekennzeichnet, daß die Tensidkombination, jeweils bezogen auf das Reinigerkonzentrat,
die folgenden Komponenten enthält:
(c) 0,1 bis 5 Gew.-% anionisches Tensid, das ausgewählt ist aus der aus geradkettigen
und verzweigten, gesättigten und ungesättigten Carbonsäuren mit 6 bis 18 C-Atomen
und deren Alkalimetallsalzen bestehenden Gruppe sowie deren Gemische,
(d) 0,1 bis 5 Gew.-% nichtionisches Tensid, das ausgewählt ist aus der aus Fettalkoholen
mit 12 bis 18 C-Atomen, Oxoalkoholen mit 9 bis 15 C-Atomen, Nonylphenol und Fettaminen
mit 12 bis 18 C-Atomen, jeweils mit 1 bis 14 Mol Ethylenoxid oder Propylenoxid, bestehenden
Gruppe sowie deren Gemische und
(e) 0,1 bis 10 Gew.-% Alkylmonoglucoside und/oder Alkylpolyglucoside mit 2 bis 6
Glucoseeinheiten, jeweils mit acetalischer Bindung des geradkettigen und gesättigten,
8 bis 14 C-Atome aufweisenden Alkylrestes an Glucose, sowie deren Gemische.
[0040] Obwohl die genannte Tensidkombination durch die Variation innerhalb der obengenannten
Bereiche frei eingestellt werden kann, ist es bevorzugt, das Verhältnis von anionischen
Tensiden zu nichtionischen Tensiden zu Zuckertensiden im Bereich von 0,5 zu 0,5 zu
1,0 bis 2 zu 3 zu 5 einzustellen.
[0041] Weiterhin ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung die Verwendung der erfindungsgemäßen
Reinigerkonzentrate bei der Reinigung von Metalloberflächen, inbessondere von Stahl,
Buntmetallen, Kupfer und Zink vor Veredelungsprozessen wie Phosphatieren, Galvanisieren,
Emaillieren und Lackieren sowie bei der Zwischenreinigung vor Verarbeitungsprozessen,
insbesondere vor der Glühe.
[0042] Obwohl die erfindungsgemäßen Reinigerkonzentrate selbstverständlich auch in unverdünnter
Form angewendet werden können, ist jedoch im Sinne der vorliegenden Erfindung bevorzugt,
die Reinigerkonzentrate derart zu verwenden, daß man eine 1 bis 20 Gew.-% Reini
gerkonzentrat enthaltende wäßrige Lösung für die oben genannten Reinigungsprozesse
einsetzt. Dementsprechend enthalten bevorzugt verwendete Reinigungslösungen 10 bis
200 g/l der erfindungsgemäßen Reinigerkonzentrate.
[0043] Der Vorteil der erfindungsgemäßen flüssigen, alkalischen Reinigerkonzentrate besteht
zum einen darin, daß diese einen hohen Wirkstoffgehalt an Buildern aufweisen und
gleichzeitig Tenside in hoher Konzentration enthalten. Zum anderen ermöglicht es die
vorliegende Erfindung erstmals, derartige flüssige, alkalische Reinigerkonzentrate
zur Verfügung zu stellen, die gegenüber Produkten des Standes der Technik eine wesentlich
verbesserte Reinigungswirkung, insbesondere bei der Reinigung von Metalloberflächen,
aufweisen.
[0044] Da die handelsüblichen wäßrigen Ausgangslösungen der einzelnen Builderstoffe, die
im Sinne der Erfindung mit Vorteil zur Herstellung der Reinigerkonzentrate Verwendung
finden, erheblich preisgünstiger sind als die entsprechenden pulverförmigen Produkte
- wobei natürlich der gleich Wirkstoffgehalt zugrundegelegt wird -, wird der höhere
Preis der erfindungsgemäß bevorzugten Kaliumverbindungen der Builderstoffe - im Vergleich
zu dem der entsprechenden Natriumverbindungen - kompensiert. Die Rohstoffkosten für
die erfindungsgemäß bevorzugt verwendeten wäßrigen Builderlösungen liegen daher,
berechnet auf den Wirkstoffgehalt, in der gleichen Größenordnung wie die der Pulverprodukte.
[0045] In Abhängigkeit vom Alkoxylierungsgrad können die nichtionischen Tenside je nach
Bedarf zum Reinigen, Emulgieren und Entschäumen herangezogen werden.
[0046] Bei verschiedenen Anforderungen an die Reinigungslösungen können auch Mischungen
der nichtionischen Tenside eingesetzt werden.
[0047] Durch die erfindungsgemäße Kombination der verschiedenen Tenside innerhalb der Reinigerkonzentrate
können für alle Anwendungsfälle in der industriellen technischen Reinigung geeignete
Produkte angeboten werden. Es können Reinigungsmittel für das Spritz-, Bürst-, Tauch-
und Ultraschallverfahren sowie für die elektrolytische Reinigung formuliert werden.
Durch geeignete Kombinationen können vorgegebene Trübungspunkte eingestellt und so
Hochtemperatur- oder Niedrigtemperatur-Reiniger zubereitet werden.
[0048] Zusätzlich zu den beschriebenen Vorteilen der erfindungsgemäßen flüssigen Reinigerkonzentrate
wurde überraschend gefunden, daß die Temperatur in der Reinigerlösung und/oder in
einer nachfolgenden Spüle in Vergleich zu den entsprechenden Pulverprodukten bedeutend
herabgesetzt werden kann, wie durch das nachfolgende Ausführungsbeispiel belegt wird.
Hierdurch kann bei der Reinigung Energie in größerem Ausmaß eingespart werden.
[0049] Neben den oben genannten Wirkstoffkomponenten können erfindungsgemäße Reinigerkonzentrate
selbstverständlich auch weitere in alkalischen Reinigungsmitteln üblicherweise verwendete
Bestandteile, wie beispielsweise Entschäumer, Korrosionsinhibitoren, Komplexbildner
und/oder dergleichen, enthalten. Beispielhaft für im Sinne der Erfindung besonders
geeignete Verbindungen seien genannt:
Entschäumer: C
12/18-Fettalkohol(Kokosalkohol)-polyethylenglykol-butylether, Ethylendiamin + 30EO + 60PO;
jeweils in Mengen von 0,1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Reinigerkonzentrat.
Korrosionsinhibitoren: (für Buntmetalle) Benztriazol, Tolyltriazol; jeweils in Mengen
von 0,1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Reinigerkonzentrat.
Komplexbildner: Polycarbonsäuren, z.B. Polyacrylate; Phosphonsäuren, wie Hydroxyethan-1,1-diphosphonsäure
(HEDP), Amino-tris(methylenphosphonsäure) (ATMP), bzw. deren wasserlösliche Salze;
Aminopolycarbonsäuren, z.B. Ethylendiamintetraessigsäuren (EDTA), Nitrilotriessigsäure
(NTA) bzw. deren wasserlösliche Salze; Polyoxycarbonsäuren, z.B. Citronensäure bzw.
deren Salze; jeweils in Mengen von 0,1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Reinigerkonzentrat.
[0050] Ein Zusatz derartiger Verbindungen ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung keineswegs
generell erforderlich; solche Additive können vielmehr je nach Anwendungsfall von
Vorteil sein, wobei die jeweils erforderlichen Mengen auf den Bedarfsfall abzustimmen
sind.
[0051] Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Reinigerkonzentrate geht man in der Regel
in der folgenden Weise vor: Die wäßrigen Builderlösungen werden zunächst - unter Rühren
und bei Raumtemperatur - miteinander vermischt, beispielsweise eine Wasserglaslösung
mit Kalilauge und gegebenenfalls Kaliumtriphosphatlösung. Anschließend werden die
übrigen Bestandteile, d.h. die Tenside und gegebenenfalls Additive, gleichfalls unter
Rühren in die konzentrierte wäßrige Builderlösung eingetragen. Zur Bereitung von
verdünnten Anwendungslösungen, d.h. Reinigungslösungen, werden die Reinigerkonzentrate
in der Regel unter Rühren direkt in das Reinigungsbad eindosiert. Hierin liegt ein
weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Konzentrate: Ein vorheriges Auflösen, wie
bei Pulverprodukten üblich, entfällt. Natürlich können verdünnte Lösungen der Reinigerkonzentrate
auch durch Vermischen derselben mit der gewünschten Mengen an Wasser gewonnen werden.
[0052] Die nachfolgend genannten Beispiele dienen der Erläuterung der Erfindung, ohne diese
jedoch auf die hierbei speziell genannten Buildergemische oder Tensidkombinationen
zu beschränken.
Beispiele
[0053]

Anmerkung:
[0054] Natriumwasserglas 40/42 (Fa. Henkel KGaA, Düsseldorf):
Molverhältnis SiO₂/Na₂O = 3,42 : 1; 29,2 Gew.-% SiO₂, 8,8 Gew.-% Na₂O; Gesamtfeststoff
38 Gew.-%.
Anmerkung:
[0056] Kaliumschmiersiefe: Kaliumsalz der Sojaölfettsäure (C
16/18-Fettsäure);
Kokosamin: C
12/18-Fettamin, unverzweigt;
Talgamin: C
14/18-Fettamin, unverzweigt, gesättigt.
Ausführungsbeispiel
[0057] Feinstband, das mit einer Palmfettemulsion kalt gewalzt wurde, wurde in einer Lösung
von 55 g/l eines gemäß Beispiel 3 hergestellten Reinigerkonzentrates unter kathodischer
Polarisation mit einer Stromdichte von 1 A/dm² gereinigt und gespült, wobei die Reinigungszeit
und die Temperatur des Reinigungsbades und der Spüle variiert wurden. Auf dem Blech
wurde nach der Spüle die Wasserbenetzbarkeit geprüft und nach dem Trocknen die zurückgebliebene
Belegung an Öl und Graphit mittels der Verbrennungsmethode nach J. Kresse, "Metalloberfläche"
37, (1983), S. 500-503, bestimmt.
[0058] Die hierbei erhaltenen Werte sind in Tabelle I wiedergegeben:

Vergleichsbeispiel
[0059] Analog den Angaben im vorstehenden Ausführungsbeispiel wurde eine Reinigungslösung
gemäß DE-OS 35 18 672 eingesetzt und die hiermit erhaltenen Resultate getestet.
[0060] Die Reinigungslösung enthielt:
5 Teile des nachstehend angegebenen Konzentrats,
30 Teile Natriumhydroxid (berechnet als 100 %),
65 Teile Wasser.
[0061] Die Zusammensetzung des Konzentrats war:
45 Teile n-Decylglukosid,
20 Teile C
13/15-Oxoalkohol + 4PO + 2EO (in Blockform),
1,5 Teile Maleinsäureanhydridaddukt an Ölsäure (Molverhältnis 1 : 1),
13,5 Teile 2-Ethylhexansäure,
20 Teile Wasser.
[0062] Mit dieser Reinigungslösung wurden die in Tabelle II wiedergegebenen Ergebnisse erzielt:

[0063] Der Vergleich zeigt, daß mit dem Mittel gemäß dem Stand der Technik wesentlich schlechtere
Reinigungswirkungen erzielt werden als mit der Reinigungslösung, die auf dem erfindungsgemäßen
Reinigerkonzentrat basiert.
1. Flüssige alkalische Reinigerkonzentrate auf Basis von wäßrigen Lösungen alkalischer
Builderstoffe und Tenside, dadurch gekennzeichnet, daß sie die folgenden Komponenten
aufweisen:
a) 80 bis 99,7 Gew.-% einer wäßrigen Lösung eines Builders oder Buildergemisches,
enthaltend 50 bis 60 Gew.-% Wasser sowie mindestens ein Alkalimetallsilikat und/oder
Alkalimetallphosphat,
b) 0,3 bis 20 Gew.-% einer Tensidkombination bestehend aus anionischen Tensiden,
nichtionischen Tensiden und Alkylglucosiden.
2. Flüssige alkalische Reinigerkonzentrate nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Buildergemische neben einem Alkalimetallsilikat und/oder einem Alkalimetallphosphat
ferner Alkalimetallhydroxide und/oder Alkalimetallgluconate und/oder Alkanolamine
enthalten.
3. Flüssige alkalische Reinigerkonzentrate nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das Alkalimetall Natrium und/oder vorzugszweise Kalium ist.
4. Flüssige alkalische Reinigerkonzentrate nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß als Alkalimetall ein Gemisch von Natrium und Kalium verwendet wird, wobei das
Verhältnis von Kalium zu Natrium mindestens 4 : 1 beträgt.
5. Flüssige alkalische Reinigerkonzentrate nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Tensidkombination, jeweils bezogen auf das Reinigerkonzentrat, die folgenden
Komponenten enthält:
(c) 0,1 bis 5 Gew.-% anionisches Tensid, das ausgewählt ist aus der aus geradkettigen,
verzweigten, gesättigten und/oder ungesättigten Carbonsäuren mit 6 bis 18 C-Atomen,
und deren Alkalimetallsalzen, bestehenden Gruppe sowie deren Gemische,
(d) 0,1 bis 5 Gew.-% nichtionisches Tensid, das ausgewählt ist aus der aus Fettalkoholen
mit 12 bis 18 C-Atomen, Oxoalkoholen mit 9 bis 15 C-Atomen, Nonylphenol und Fettaminen
mit 12 bis 18 C-Atomen, jeweils mit 1 bis 14 Mol Ethylenoxid oder Propylenoxid, bestehenden
Gruppe sowie deren Gemische und
(e) 0,1 bis 10 Gew.-% Alkylmonoglucoside und/oder Alkylpolyglucoside mit 2 bis 6 Glucoseeinheiten,
jeweils mit acetalischer Bindung des geradkettigen und gesättigten, 8 bis 14 C-Atome
aufweisenden Alkylrestes an Glucose oder deren Gemische.
6. Flüssige alkalische Reinigerkonzentrate nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß das Verhältnis von anionischem Tensid zu nichtionischem Tensid zu Zuckertensid
im Bereich von 0,5 zu 0,5 zu 1,0 bis 2 zu 3 zu 5 eingestellt wird.
7. Verwendung eines Reinigerkonzentrates nach Ansprüchen 1 bis 6 bei der Reinigung
von Metalloberflächen, insbesondere von Stahl, Buntmetallen, Kupfer und Zink vor
Veredelungsprozessen wie Phosphatieren, Galvanisieren, Emaillieren und Lackieren
sowie bei der Zwischenreinigung vor Verarbeitungsprozessen, insbesondere vor der
Glühe.
8. Verwendung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß man eine 1 bis 20 Gew.-%ige,
das Reinigerkonzentrat enthaltende wäßrige Lösung einsetzt.