Projekt 26660/01

Neue Pinselreiniger auf der Basis von Mikroemulsionen

Projektträger

Forschungszentrum Jülich GmbH Institut für Festkörperforschung
52425 Jülich
Telefon: 0 24 61/61 25 41

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Pinselreiniger sind Spezialflüssigkeiten zum Reinigen von Pinseln, Bürsten oder Walzen, die weitgehend aus Lösungsmitteln wie z. B. aromatischen bzw. aliphatischen Kohlenwasserstoffen bestehen. Sie besitzen ein großes Gefährdungspotential hinsichtlich Arbeits- und Umweltschutz. Deshalb war es das Ziel des Projekts neuartige Pinselreiniger zu entwickeln, die sich auszeichnen durch einen drastisch reduzierten Lösemittelgehalt sowie der Verwendung von Lösemitteln mit geringem Gefahrstoffpotential wie Esteröle. Dieses Ziel soll durch die Entwicklung neuartiger Mikroemulsionsreiniger erreicht werden.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDie Entwicklungsarbeit bestand aus zwei Teilprojekten. Zuerst sollte ein neuartiger Reiniger mit hochsiedenden aliphatischen Kohlenwasserstoffen als Ölkomponente entwickelt werden. Im zweiten Arbeitspaket sollten die Kohlenwasserstofföle durch Pflanzenöle oder Gemische aus Pflanzenölen und synthetischen, leicht abbaubaren Estern ersetzt werden. Die Reinigerentwicklung bestand aus der Formulierung von Mikroemulsionen mit einem möglichst breiten Temperaturstabilitätsfenster sowie Tests der Reinigungsleistung. Aus Sicht des Arbeitsschutzes und der Ökologie war es sinnvoll sowohl den Tensidanteil als auch die die Ölkomponente möglichst zu minimieren.


Ergebnisse und Diskussion

Im ersten Projektabschnitt sollte ein Reiniger auf Basis von hochsiedenden, aliphatischen Kohlenwasserstoffölen formuliert werden. Dabei wurde erkannt, dass der Anteil Kohlenwasserstofföl, der benötigt wird um eine zufriedenstellende Reinigungsleistung zu erreichen, für kennzeichnungsfreie Formulierungen zu hoch liegt. Deshalb wurde frühzeitig der Schwerpunkt der Arbeiten auf den zweiten Projektabschnitt verlagert, mit dem Ziel die Kohlenwasserstofföle durch Esteröle zu ersetzen. Hochsiedende Esteröle sind in der Regel kennzeichnungsfrei, was die Formulierung eines kennzeichnungsfreien Reinigers erleichtert. Zudem sind diese Öle erheblich besser biologisch abbaubar als Kohlenwasserstofföle. Allerdings stellt die Formulierung von Mikroemulsionen mit Esterölen eine große Herausforderung dar. Dies gilt besonders, wenn Stabilität in einem großen Temperaturfenster bei einem möglichst geringen Ten-sidanteil erreicht werden soll. Es ist jedoch im Rahmen der durchgeführten Entwicklungsarbeiten gelungen, Tensidgemische zu finden, die sich hervorragend zur Formulierung hocheffizienter Esteröl-Mikroemulsionen eignen. Der Tensidanteil konnte auf bis zu 4% reduziert werden, unter Gewährleistung einer Temperaturstabilität zwischen <10°C und >40°C. Dieses Temperaturfenster ist insbesondere für Lagerung und Transport notwendig, um Entmischung der Mikroemulsion zu vermeiden. Bei Verwendung geeigneter Tenside lassen sich somit vollständig kennzeichnungsfreie Formulierungen herstellen. Insbesondere aufgrund des geringen Tensidgehalts müssen die neuen Formulierungen nur in Wassergefährdungsklasse 1, schwach wassergefährdend, eingestuft werden. Weiterhin sind die neuen Formulierungen nahezu geruchsneutral, ganz im Gegenteil zu den konventionellen Reinigern. Obwohl sie zu nahezu 2/3 aus Wasser bestehen, sind die Reinigungsleistungen mit denen von konventionellen Reinigern vergleichbar. Frische und auch eingetrocknete Farbreste lassen sich problemlos entfernen. Im Gegensatz zu den konventionellen Reinigern eignen sich die Mikroemulsionen auch zur Entfernung von eingetrockneten wasserlöslichen Lacken. Allerdings weisen die neuen Reiniger auch Nachteile auf. Aufgrund der Schwerflüchtigkeit müssen die Pinsel mit Wasser ausgewaschen werden, um Reinigerreste zu entfernen. Außerdem ist der Reinigungsvorgang bei frischen Farben etwas langsamer als mit konventionellen Reinigern. Dies liegt an der erhöhten Viskosität der neuen Reiniger.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Im Herbst 2009 fand am Forschungszentrum Jülich der Tag der Neugier statt. Im Rahmen dieser Veranstaltung wurde das Projekt vorgestellt. Die Projektergebnisse wurden 2012 im Rahmen eines Vortrags auf dem wissenschaftlichen Symposium Softcomp präsentiert. Außerdem wurde in einem weiteren Vortrag auf der Fachtagung Surfactants in Solution über die Ergebnisse berichtet. Weiterhin sollen die Ergebnisse in einer Fachzeitschrift veröffentlicht werden


Fazit

Die Herstellungskosten des neuen Reinigers sind mit denen von konventionellen Pinselreinigern vergleichbar. Obwohl heutzutage zu einem großen Teil Farben und Lacke auf Wasserbasis eingesetzt werden, für die prinzipiell keine Pinselreiniger mehr notwendig sind, werden diese Reiniger noch in großen Mengen eingesetzt. Eine für das Forschungszentrum Jülich durchgeführte Marktstudie ergab, dass alleine in deutschen Baumärkten pro Jahr ca. 1 Mio. Liter Pinselreiniger verkauft werden. Im Rahmen des Projekts wurde auch das Potential der neuen Reiniger für andere Anwendungen untersucht. Im privaten und gewerblichen Bereich werden insbesondere im Bausektor Reinigungsmittel zum Entfernen von Klebstoffresten, Dichtmassen oder fettartigen Verunreinigungen verwendet. Deshalb wurden mit dem neuen Reiniger exploratorische Tests in diesen Bereichen durchgeführt. Die Ergebnisse zeigten, dass die neuen Reiniger auch für diese Anwendungen verwendet werden können. Es ist deshalb zu erwarten, dass durch gezielte Weiterentwicklung Reiniger für diese Spezialanwendungen formuliert werden können.