Die vorliegende Erfindung beschreibt alkalische, feste, blockförmige Reinigungsmittelformulierungen, die einen Komplexbildner aus der Gruppe der Aminocarbonsäuren und einen Alkalitätsspender aus der Gruppe der Alkalimetallverbindungen enthalten, wobei der mengenmäßige Anteil an Kalium-Ionen, bezogen auf den gesamten Anteil an Alkali-Ionen, in der Formulierung geringer als 10 Mol-% ist, sowie deren Verwendung und Verfahren zu ihrer Herstellung.
Grundsätzlich sind alkalische, feste, blockförmige Reinigungsmittelformulierungen im Stand der Technik bekannt. Beispielsweise werden sie zur Reinigung im institutionellen Bereich, in Textilwäschereien oder zur allgemeinen Oberflächenreinigung eingesetzt. Derartige Reinigungsmittelformulierungen werden üblicherweise als feste, in Kapseln, Patronen oder sonstige Verpackungen gegossene Blöcke, die etwa 2 bis 20 kg wiegen, in den Markt gebracht. Im Laufe des Herstellprozesses derartiger Reinigungsmittelblöcke wird in der Regel eine wäßrige Mischung, die die einzelnen Komponenten enthält, erhitzt, um eine Schmelze zu bilden. Sobald die Schmelze, evtl. nach Zugabe weiterer Hilfsstoffe, als homogene Mischung vorliegt, wird die Schmelze in eine Gußform abgelassen, abgekühlt und anschließend läßt man die Mischung aushärten. Als Alkalinitätsquellen verwendet man in der Regel Alkalimetallhydroxide und/oder Alkalimetallsilikate oder andere Alkaliverbindungen. Neben der Alkalinitätsquelle ist in derartigen blockförmigen Reinigungsmittelformulierungen auch der Zusatz von Komplexbildnern bekannt. Komplexbildner auf Basis von Aminocarbonsäuren sind für ihre guten komplexbildenden Eigenschaften bekannt. Unter diese Gruppe fallen auch Ethylendiamintetraessigsäure, auch mit der Abkürzung EDTA bekannt, und Nitrilotriessigsäure, bekannt als NTA. In alkalischen, festen, blockförmigen Reinigungsmittelformulierungen führt der Einsatz von Aminocarbonsäure-basierten Komplexbildner jedoch zu dem Nachteil, daß in Abhängigkeit von der Art der vorhandenen Alkalinitätsquellen die Aminocarbonsäure-basierten Komplexbildner sehr schnell mit den Alkalinitätsquellen reagieren können, und die Mischung aushärtet, bevor sie homogenisiert und abgefüllt werden kann. Dieses Problem wurde im Stand der Technik erkannt und gelöst, So offenbart die EP 555 218 B1 eine Reinigungsmittelformulierung, die als alkalisches, blockförmiges, festes Produkt vorliegt und wenigstens einen Anteil einer Alkalinitätsquelle sowie einen Anteil eines Komplexbildners auf Basis von Aminocarbonsäure enthält. Die technische Lehre, die die EP 555 218 B1 zur Lösung des Problems beinhaltet, heißt, daß durch Einstellen der Mol-Verhältnisse von Natrium- zu Kaliumsalzen der Aminocarbonsäuren zwischen 1 : 0,1 und 1 : 12 die gewünschten blockförmigen Reingungsmittelformulierungen hergestellt und abgefüllt werden können, ohne daß der Herstell- und Abfüllprozeß durch vorzeitiges Aushärten behindert wird. Eine Verschiebung des Verhältnisses zu geringeren Kalium-Anteilen führt dazu, daß Probleme im Herstellprozeß und beim Abfüllen der Mischung aufgrund zu schnellen Aushärtens der Mischung entstehen. Reinigungsmittelformulierungen, die Komplexbildner auf der Basis von Aminopolycarbonsäuren enthalten und nur Natriumhydroxid als Alkalinitätsquelle beinhalten, tendieren dazu, innerhalb weniger Minuten nach Zugabe des Natriumhydroxids fest zu werden, während Reinigungsformulierungen, die nur Kaliumhydroxid beinhalten dahin tendieren, erst nach sehr langer Zeit fest zu werden und häufig unvollständig aushärten. Die Aushärtegeschwindigkeit der Reinigungsmittelformulierung sollte einerseits langsam genug sein, um zu verhindern, daß während des Herstell- und des Abfüllprozesses die Mischung bereits fest wird, andererseits sollten jedoch auch unnötige Verzögerungen im Produktionsprozeß verhindert werden. Eine Aushärtegeschwindigkeit, die zu einem festen, blockförmigen Produkt innerhalb etwa 2 bis 6 Stunden führt, ist ausreichend, um beide angestrebten Ergebnisse zu erzielen.
Der EP 555 218 B1 ist zu entnehmen, daß es für die Herstellung von festen, gegossenen, blockförmigen Reinigungsmittelformulierungen, die eine Alkalinitätsquelle und einen Komplexbildner auf Aminocarbonsäurebasis enthalten, erforderlich ist, daß mindestens 10 Mol-% und vorzugsweise 50 Mol-% Kaliumhydroxid, bezogen auf die gesamte Molmenge an Natrium- und Kaliumhydroxid, vorliegen.
Kaliumverbindungen haben jedoch gegenüber den entsprechenden Natriumverbindungen den Nachteil des insgesamt gesehen höheren Molgewichts. Die Folge ist, daß bei Einsatz identischer Gewichtsmengen korrespondierender Kalium- und Natriumverbindungen in den resultierenden Reinigungsmittelformulierungen ein geringerer molarer Anteil an Kaliumverbindung gegenüber der Natriumverbindung vorliegt. Bekanntermaßen spielt in alkalischen Reinigungsmittelformulierungen der Anteil an Hydroxidionen eine wesentliche Rolle. Formuliert man eine Reinigungsmittelformulierung mit Natriumhydroxid und eine zweite, die bezogen auf die Gesamtformulierung identische Gewichtsanteile Kaliumhydroxid enthält, so beinhaltet die Natriumhydroxid-haltige Formulierung einen um ca. 40 % höheren Anteil an reinigungsaktiven Hydroxid-Ionen. Um Reinigungsmittelformulierungen mit identischem Hydroxidgehalt herzustellen, sind somit bei Verwendung von Kaliumhydroxid um ca. 40 % höhere Gewichtsmengen erforderlich, als bei Verwendung von Natriumhydroxid.
Ein weiterer Aspekt ist, daß die Beschaffungskosten für den Rohstoff Kaliumhydroxid um ein Vielfaches höher sind, als die Beschaffungskosten für den Rohstoff Natriumhydroxid.
Aus den genannten Gründen wird bei der Formulierung von alkalischen Reinigungsmitteln wo immer möglich und sinnvoll auf den Einsatz der entsprechenden Kaliumverbindungen verzichtet.
Obwohl es möglich ist, blockförmige Reinigungsmittelformulierungen, die eine Alkalinitätsquelle und einen Komplexbildner auf Aminocarbonsäurebasis enthalten, zur Verfügung zu stellen, weist der Stand der Technik, wie beschrieben, den Nachteil auf, daß es nicht möglich ist, den molaren Anteil an Kaliumverbindungen am gesamten molaren Anteil von Kalium- und Natriumverbindungen unter 10 % zu senken.
Der vorliegenden Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, alkalische, feste, blockförmige Reinigungsmittelformulierungen zur Verfügung zu stellen, die einen Komplexbildner auf Aminocarbonsäurebasis und einen Alkalitätsspender aus der Gruppe der Alkalimetallverbindungen enthalten, wobei weitestgehend auf den Zusatz von Kaliumverbindungen verzichtet werden soll, sowie Verfahren zur Herstellung dieser Reinigungsmittelformulierungen und deren Verwendung.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind alkalische, feste, blockförmige Reinigungsmittelformulierungen, die
In bevorzugter Ausführung enthalten die erfindungsgemäßen Reinigungsmittelformulierungen, bezogen auf die gesamte Formulierung, mehr als 15 Gew.-% Alkalisalz von Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA), besonders bevorzugt mehr als 25 Gew.-% Alkalisalz von EDTA und insbesondere mehr als 35 Gew.-% Alkalisalz von EDTA.
Es ist weiterhin bevorzugt, daß Natriumhydroxid mehr als 20 Gew.-% und besonders bevorzugt mehr als 30 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Formulierung, ausmacht.
In einer bevorzugten Ausführung der erfindungsgemäßen Reinigungsmittelformulierungen liegt der Anteil organischer Polyhydroxyverbindungen mit mindestens 4 OH-Gruppen im Molekül bei 0,1 bis 10 Gew-%, und besonders bevorzugt bei 1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Formulierung, wobei die erfindungsgemäßen Polyhydroxidverbindungen vorzugsweise agewählt sind aus der Gruppe der Kohlenhydrate, die besonders bevorzugt aus der Gruppe der Saccharide stammen, und insbesondere ausgewählt sind aus den Monosacchariden, Glucose, Arabinose, Ribulose, Fructose und/oder den davon ageleiteten Oligo- und/oder Polysacchariden und im speziellen Fall zumindest anteilig Saccharose enthalten, wobei sie im ganz speziellen Fall ausschließlich Saccharose enthalten.
Die erfindungsgemäße Reinigungsmittelformulierung kann weitere Komponenten ausgewählt aus der Gruppe der Tenside, Carbonate, Sulfate, Silikate, Bleichmittel, Phosphonsäuren, Polycarbonsäuren und weiteren Komponenten mit komplexbildenden Eigenschaften, die nicht aus der Gruppe der Aminoarbonsäuren stammen, enthalten. Die Bleichmittel basieren vorzugsweise auf üblichen Aktivsauerstoffverbindungen wie Percarbonaten oder auf Aktivchlorverbindungen und sind in der Regel gecoatet, um nicht zu zerfallen. Jedoch ist auch der Einsatz spezieller besonders stabiler nicht gecoateter Bleichmittel wie beispielsweise Chloramin T möglich.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist es, die erfindungsgemäßen Reinigungsmittelformulierungen zur Herstellung von Reinigungslösungen für die Reinigung von festen Oberflächen, vorzugsweise für die maschinelle oder manuelle Reinigung von Geschirr, für die Reinigung von Membranen oder für die Reinigung von Melkanlagen sowie für die Reinigung von Textilien zu verwenden.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist es, Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Reinigungsmittelformulierungen zur Verfügung zu stellen, wobei
Die optimale Reihenfolge des Herstellprozesses kann durch den Fachmann ermittelt werden.
Die Abfüllformen für die erfindungsgemäßen Reinigungsformulierungen können entsprechende Kapseln, Patronen sowie sonstige Behälter oder Verpackungen sein. Der Abkühlvorgang findet vorzugsweise in Kühltürmen statt. Der gesamte Herstellprozeß wird vorzugsweise so geführt, daß die Viskosität des erfindungsgemäßen Reinigungsmittels nach einstündiger Rührzeit nach dem Mischen der Komponenten noch unter 10.000 mPas liegt, gemessen mit einem Brookfield-Viscosimeter, Spindel 6, bei 50 Umdrehungen pro Minute und 63 °C.
In einem Vergleichsversuch wurde durch Messen der Viskosität des Produktes untersucht, inwiefern die Realisierbarkeit von erfindungsgemäßen Reinigungsmittelformulierung möglich ist.
Um einen Eindruck über die Aushärtegeschwindigkeit zu erhalten, wurde eine Stunde, nachdem alle Komponenten zugegeben waren, eine weitere Stunde nachgerührt. Die Viskosität des Produktes beträgt dann 7.500 mPas (Brookfield, Spindel 6, 50 U/min, 63 °C).
Das Produkt härtet zu schnell aus. Die Formulierung ist nicht geeignet, um feste, blockförmige Reinigungsmittelformulierungen zu ermöglichen.
Aus dem Vergleichsversuch wird deutlich, daß das erfindungsgemäße Beispiel 1 die an die Erfindung gestellte Aufgabe löst, während das Vergleichsbeispiel 2 innerhalb weniger Minuten aushärtet und deshalb nicht verfügbar gemacht werden kann.