Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, ein Reinigungsmittel zu schaffen,
das sich durch eine verbesserte Indikation des Erreichens bzw. Überschreitens
der Kapazitätsgrenze
eines Reinigungsmittels auszeichnet.
Der
Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß sich die Indikation des Erreichens
bzw. Überschreitens
der Kapazitätsgrenze
des Reinigungsmittels verbessern läßt, indem dem Reinigungsmittel
ein Indikator zugegeben wird, der von der Polarität des Lösungsmittels
bzw. des ihn umgebenden Mediums beeinflußt wird.
Gegenstand
der Erfindung ist ein Reinigungsmittel, das ein oder mehrere Tenside
und mindestens einen Farbstoff sowie weitere übliche Bestandteile umfaßt und das
dadurch gekennzeichnet ist, daß in
Abhängigkeit
von der Polarität
eine Farbänderung
eintritt, die als Indikator für
die Öl-
und Fettlösekraft
des Reinigungsmittels dient.
Ein
weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung
eines solvatochromen Farbstoffs als Indikator für die Öl- oder Fettlösekraft
eines Reinigungsmittels.
Die
Verwendung des erfindungsgemäßen Reinigungsmittels
hat den großen
Vorteil, daß der
Zeitpunkt, an dem das Reinigungsmittel "verbraucht" ist, d.h. an dem es seine Kapazitätsgrenze
erreicht hat, leicht erkennbar ist. Im Vergleich zu herkömmlichen
Reinigungsmitteln läßt sich
daher eine Überdosierung
des Reinigungsmittels verhindern. Vorteilhafterweise kann zunächst nur
wenig Reinigungsmittel der Wasch-, Spül- oder Reinigungslösung zugesetzt
werden. Falls die Menge an zu lösendem
Schmutz, z.B. Öl-
oder Fettschmutz, die Kapazitätsgrenze
der verwendeten Menge an Reinigungsmittel überschreitet, wird dies durch
eine Farbänderung
der Wasch-, Spül-
oder Reinigungslösung
angezeigt, so daß Reinigungsmittel
nachdosiert werden kann. Auf diese Weise wird es gleichzeitig auch
vermieden, daß mit
einer Lösung
des Reinigungsmittels weitergearbeitet wird, dessen Kapazitätsgrenze
bereits überschritten
ist und die daher nur noch ein unzureichendes Öllöse- und Emulgiervermögen besitzt.
Ein
weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Reinigungsmittels ist die
einfache Handhabbarkeit des Reinigungsmittels. Da der Indikator
direkt in das Reinigungsmittel integriert ist, ist eine falsche
Indikation durch eine fehlerhafte Anwendung praktisch ausgeschlossen.
Vorteilhaft ist es weiterhin, daß der Zeitpunkt des Erreichens
der Kapazitätsgrenze
des Reinigungsmittels direkt durch eine Farbänderung der verwendeten Reinigungslösung angezeigt
wird, wodurch ein Höchstmaß an Sicherheit
erreicht wird, daß die
Indikation von dem Anwender auch bemerkt wird.
Das
erfindungsgemäße Reinigungsmittel
umfaßt
sämtliche
Wasch-, Spül-
und Reinigungsmittel, die im Haushalt oder im gewerblichen Bereich
eingesetzt werden können,
wie z.B. Auto-Shampoos oder andere Reinigungsmittel zur Reinigung
von Autos, insbesondere zum Einsatz im privaten Bereich oder in
Autowaschanlagen; Reinigungsmittel zur Maschinen- oder Autoteileentfettung;
Spülmittel;
Geschirrspülmittel,
insbesondere Handgeschirrspülmittel;
Textilwaschmittel, insbesondere Handwaschmittel; Haushalts-Reinigungsmittel oder
Reinigungsmittel für
die Körperpflege
wie z. B. Badezusätze.
Die
erfindungsgemäßen Reinigungsmittel
enthalten ein oder mehrere Tenside, wie z.B. nichtionische, anionische,
amphotere und kationische Tenside sowie deren Gemische. Besonders
bevorzugt sind anionische Tenside. Die Tenside liegen üblicherweise
in einer Menge von 0,1 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 30 Gew.-%
und insbesondere 5 bis 15 Gew.-% bezogen auf die Zusammensetzung
vor.
Als
nichtionische Tenside werden vorzugsweise alkoxylierte, insbesondere
ethoxylierte, Alkohole, insbesondere primäre Alkohole, mit vorzugsweise
8 bis 18 C-Atomen und durchschnittlich 1 bis 12 Mol Ethylenoxid
(EO) pro Mol Alkohol eingesetzt, in denen der Alkoholrest linear
oder verzweigt sein kann bzw. lineare und verzweigte Reste im Gemisch
enthalten kann, so wie sie üblicherweise
in Oxoalkoholresten vorliegen. Insbesondere sind jedoch Alkoholethoxylate
mit linearen Resten aus Alkoholen nativen Ursprungs mit 12 bis 18 C-Atomen,
z.B. aus Kokos-, Palm-, Talgfett- oder Oleylalkohol, und durchschnittlich
2 bis 8 EO pro Mol Alkohol bevorzugt. Zu den bevorzugten ethoxylierten
Alkoholen gehören
beispielsweise C12-14-Alkohole mit 3 EO
bis 7 EO, C9-11-Alkohol mit 7 EO, C13-15-Alkohole mit 3 EO, 5 EO, 7 EO oder
8 EO, C12-18-Alkohole mit 3 EO, 5 EO oder
7 EO und Mischungen aus diesen, wie Mischungen aus C12-14-Alkoholen
mit 3 EO und C12-18-Alkoholen mit 7 EO.
Die angegebenen Ethoxylierungsgrade stellen statistische Mittelwerte
dar, die für
ein spezielles Produkt eine ganze oder eine gebrochene Zahl sein
können.
Bevorzugte Alkoholethoxylate weisen eine eingeengte Homologenverteilung
auf. Zusätzlich
zu diesen nichtionischen Tensiden können auch Fettalkohole mit
mehr als 12 EO eingesetzt werden. Beispiele hierfür sind Talgfettalkohol
mit 14 EO, 25 EO, 30 EO oder 40 EO. Auch nichtionische Tenside,
die EO- und Propylenoxid (PO)-Gruppen zusammen im Molekül enthalten,
sind einsetzbar.
Eine
weitere Klasse bevorzugt eingesetzter nichtionischer Tenside sind
die Fettalkoholpolyethylenglycolether, Fettalkoholpolyethylen/polypropylenglycolether
und Mischether, die gegebenenfalls endgruppeverschlossen sein können. Außerdem können als
nichtionische Tenside auch Alkylglykoside der allgemeinen Formel
RO(G)x eingesetzt werden, in der R einen
primären
geradkettigen oder methylverzweigten, insbesondere in 2-Stellung
methylverzweigten aliphatischen Rest mit 8 bis 22, vorzugsweise
12 bis 18 C-Atomen bedeutet und G das Symbol ist, das für eine Glykoseeinheit
mit 5 oder 6 C-Atomen, vorzugsweise für Glucose, steht. Der Oligomerisierungsgrad
x, der die Verteilung von Monoglykosiden und Oligoglykosiden angibt,
ist eine beliebige Zahl zwischen 1 und 10; vorzugsweise liegt x
bei 1,2 bis 1,4.
Eine
weitere Klasse nichtionischer Tenside sind alkoxylierte, insbesondere
ethoxylierte oder ethoxylierte und propoxylierte Fettsäurealkylester,
vorzugsweise mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen in der Alkylkette. Auch nichtionische
Tenside vom Typ der Aminoxide, beispielsweise N-Kokosalkyl-N,N-dimethylaminoxid
und N-Talgalkyl-N,N-dihydroxyethylaminoxid,
und der Fettsäurealkanolamide
können
geeignet sein. Die Menge dieser nichtionischen Tenside beträgt vorzugsweise
nicht mehr als die der ethoxylierten Fettalkohole, insbesondere nicht
mehr als die Hälfte
davon. Weitere geeignete Tenside sind Polyhydroxyfettsäureamide.
Ebenfalls
gut geeignet sind zwitterionische Tenside, insbesondere Betaine
wie z.B. Cocamidopropyl Betain.
Als
anionische Tenside werden beispielsweise solche vom Typ der Sulfonate,
Sulfate und Fettalkoholethersulfate eingesetzt. Als Tenside vom
Sulfonat-Typ kommen dabei vorzugsweise C9-13-Alkylbenzolsulfonate,
Olefinsulfonate, d.h. Gemische aus Alken- und Hydroxyalkansulfonaten
sowie Disulfonaten in Betracht. Besonders geeignet sind auch Alkansulfonate,
die aus C12-18-Alkanen beispielsweise durch
Sulfochlorierung oder Sulfoxidation mit anschließender Hy drolyse bzw. Neutralisation
gewonnen werden. Ebenso sind auch die Ester von a-Sulfofettsäuren (Estersulfonate),
z.B. die a-sulfonierten Methylester der hydrierten Kokos-, Palmkern- oder
Talgfettsäuren
geeignet. Besonders bevorzugt sind auch Fettalkoholethersulfate,
z.B. Texapon NSO.
Als
Alk(en)ylsulfate werden die Alkali- und insbesondere die Natriumsalze
der Schwefelsäurehalbester der
C12-C18-Fettalkohole,
beispielsweise aus Kokosfettalkohol, Talgfettalkohol, Lauryl-, Myristyl-,
Cetyl- oder Stearylalkohol oder der C10-C20-Oxoalkohole und diejenigen Halbester sekundärer Alkohole
dieser Kettenlängen
bevorzugt. Weiterhin bevorzugt sind Alk(en)ylsulfate der genannten
Kettenlänge,
welche einen synthetischen, auf petrochemischer Basis hergestellten
geradkettigen Alkylrest enthalten.
Weitere
geeignete Aniontenside sind sulfierte Fettsäureglycerinester. Unter Fettsäureglycerinestern sind
die Mono-, Di- und Triester sowie deren Gemische zu verstehen, wie
sie bei der Herstellung durch Veresterung von einem Monoglycerin
mit 1 bis 3 Mol Fettsäure
oder bei der Umesterung von Triglyceriden mit 0,3 bis 2 Mol Glycerin
erhalten werden. Bevorzugte sulfierte Fettsäureglycerinester sind dabei
die Sulfierprodukte von gesättigten
Fettsäuren
mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, beispielsweise der Capronsäure, Capronsäure, Caprinsäure, Myristinsäure, Laurinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure oder
Behensäure.
Auch
die Schwefelsäuremonoester
der mit 1 bis 6 Mol Ethylenoxid ethoxylierten geradkettigen oder verzweigten
C7-21-Alkohole, wie 2-Methyl-verzweigte
C9-11-Alkohole
mit im Durchschnitt 3,5 Mol Ethylenoxid (EO) oder C12-18-Fettalkohole
mit 1 bis 4 EO, sind geeignet. Sie werden in Reinigungsmitteln aufgrund
ihres hohen Schaumverhaltens nur in relativ geringen Mengen, beispielsweise
in Mengen von 1 bis 5 Gew.-%, eingesetzt.
Weitere
geeignete Aniontenside sind z.B. die Salze der Alkylsulfobernsteinsäure und
die Monoester und/oder Diester der Sulfobernsteinsäure mit
Alkoholen, vorzugsweise Fettalkoholen und insbesondere ethoxylierten
Fettalkoholen.
Als
weitere anionische Tenside kommen insbesondere Seifen wie z.B. gesättigte und
ungesättigte Fettsäureseifen,
wie die Salze der Laurinsäure,
Myristinsäure,
Palmitinsäure,
Stearinsäure,
hydrierte Erucasäure
und Behensäure
sowie insbesondere aus natürlichen
Fettsäuren,
z.B. Kokos-, Palmkern-, Olivenöl-
oder Talgfettsäuren,
abgeleitete Seifengemische, in Betracht.
Die
anionischen Tenside einschließlich
der Seifen können
in Form ihrer Natrium-, Kalium- oder Ammoniumsalze sowie als lösliche Salze
organischer Basen, wie Mono-, Di- oder Triethanolamin, vorliegen.
Vorzugsweise liegen die anionischen Tenside in Form ihrer Natrium-
oder Kaliumsalze, insbesondere in Form der Natriumsalze vor.
Als
weitere Tenside kommen sogenannte Gemini-Tenside in Betracht. Hierunter
werden im allgemeinen solche Verbindungen verstanden, die zwei hydrophile
Gruppen und zwei hydrophobe Gruppen pro Molekül besitzen. Diese Gruppen sind
in der Regel durch einen sogenannten „Spacer" voneinander getrennt. Dieser Spacer
ist in der Regel eine Kohlenstoffkette, die lang genug sein sollte,
daß die
hydrophilen Gruppen einen ausreichenden Abstand haben, damit sie
unabhängig
voneinander agieren können.
Derartige Tenside zeichnen sich im allgemeinen durch eine ungewöhnlich geringe
kritische Micellkonzentration und die Fähigkeit, die Oberflächenspannung
des Wassers stark zu reduzieren, aus. In Ausnahmefällen werden
jedoch unter dem Ausdruck Gemini-Tenside nicht nur dimere, sondern
auch trimere Tenside verstanden. Geeignete Gemini-Tenside sind beispielsweise
sulfatierte Hydroxymischether Dimeralkohol-bis- und Trimeralkohol-tris-sulfate
und -ethersulfate. Endgruppenverschlossene dimere und trimere Mischether
zeichnen sich insbesondere durch ihre Bi- und Multifunktionalität aus. So
besitzen die genannten endgruppenverschlossenen Tenside gute Netzeigenschaften
und sind dabei schaumarm. Eingesetzt werden können aber auch Gemini-Polyhydroxyfettsäureamide
oder Poly-Polyhydroxyfettsäureamide.
Beispiele
für die
in den erfindungsgemäßen Reinigungsmitteln
verwendbaren kationischen Tenside sind insbesondere quartäre Ammoniumverbindungen.
Bevorzugt sind Ammoniumhalogenide wie Alkyltrimethylammoniumchloride,
Dialkyldi methylammoniumchloride und Trialkylmethylammoniumchloride,
z. B. Cetyltrimethylammoniumchlorid, Stearyltrimethylammoniumchlorid,
Distearyldimethylammoniumchlorid, Lauryldimethylammoniumchlorid,
Lauryldimethylbenzylammoniumchlorid und Tricetylmethylammoniumchlorid.
Weitere erfindungsgemäß verwendbare
kationische Tenside stellen die quaternisierten Proteinhydrolysate
dar.
Bei
dem erfindungsgemäßen Wasch-,
Spül- oder
Reinigungsmittel handelt es sich im Regelfall um eine wässrige Lösung, die
jedoch weitere Lösungsmittel,
wie z.B. Alkohole, insbesondere Ethanol, enthalten kann. Neben ein
oder mehreren Tensiden und mindestens einem Farbstoff kann das erfindungsgemäße Wasch-,
Spül- oder
Reinigungsmittel gegebenenfalls weitere übliche Bestandteile enthalten,
wie z.b. Stabilisatoren, Parfümöle, Verdickungsmittel,
weitere Reinigungskomponenten, antibakterielle Wirkstoffe oder weitere Additive.
Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Reinigungsmittels
enthält
das Reinigungsmittel mindestens einen solvatochromen Farbstoff.
Solvatochrome
Farbstoffe sind Farbstoffe, die ein optisches Absorptionsvermögen aufweisen,
das abhängig
von der Lösemittelpolarität bzw. von
der Polarität
des umgebenden Mediums ist. Es existieren sowohl „positiv
solvatochrome" Farbstoffe,
die bei Erhöhung
der Polarität
des Lösungsmittels
eine bathochrome Verschiebung (zu größeren Wellenlängen) des
Absorptionsmaximums aufweisen, als auch „negativ solvatochrome" Farbstoffe, bei
denen eine hypsochrome Verschiebung (zu kleineren Wellenlängen) auftritt.
Die
Verwendung eines solvatochromen Farbstoffs ist besonders vorteilhaft,
da sich ein solches erfindungsgemäßes Reinigungsmittel auf einfache
Art und Weise herstellen läßt. So kann
der solvatochrome Farbstoff einem herkömmlichen Reinigungsmittel während oder
nach dem Herstellungsprozeß zugesetzt
werden. In der Regel werden ein oder mehrere solvatochrome Farbstoffe
in einer bevorzugten Gesamtkonzentration von 0,001 bis 10 Gew.-%,
insbesondere 0,01 bis 1 Gew.-% verwendet. Besonders bevorzugt ist
dabei eine Konzentration an solvatochromen Farbstoffen von bis zu
0,05 Gew.-%. Der Absorptionsbereich der solvatochromen Farbstoffe
sollte im Bereich 220 bis 1100 nm liegen, wobei ein Absorptionsbereich
von 250 bis 800 nm besonders bevorzugt ist. Die solvatochrome Verschiebung
sollte möglichst
groß sein.
In jedem Fall muß sie
größer Null
sein, wobei eine solvatochrome Verschiebung von 2 nm oder größer bevorzugt
ist, insbesondere größer gleich
10 nm. Besonders bevorzugte solvatochrome Farbstoffe zeigen eine
solvatochrome Verschiebung von größer 20 bis 200 nm.
Als
solvatochromer Farbstoffe kommen sämtliche solvatochromen Farbstoffe
in Betracht, z.B. Michlers Keton, Nilrot, Phenolblau oder beispielsweise
die in dem Artikel von C. Reichardt aufgeführten solvatochromen Farbstoffe
(C. Reichardt, Chem.Rev. 94 (1994), Seiten 2319 bis 2358).
Besonders
bevorzugt sind die folgenden solvatochromen Farbstoffe:
Der
Einsatz von solvatochromen Farbstoffen als Indikatoren hat ferner
den Vorteil, daß die
eintretenden Farbeffekte reversibel sind. Dies bedeutet, daß die bei
Erreichen bzw. Überschreiten
der Kapazität
des Reinigungsmittels eintretende Farbänderung durch Nachdosieren
von Reinigungsmittel wieder rückgängig gemacht
werden kann. Auf diese Weise wird ein System geschaffen, das eine
genaue Dosierung des Reinigungsmittels in Abhängigkeit von der Menge des
zu solubilisierenden Schmutzes ermöglicht. Da die Farbänderung
des solvatochromen Farbstoffs reversibel ist, kann das Reinigungsmittel
auch so eingesetzt werden, daß nicht
nur einmal, sondern mehrfach Reinigungsmittel nachdosiert wird,
wenn die jeweilige Kapazitätsgrenze
für die
verwendete Menge an Reinigungsmittel erreicht wird.
Der
solvatochrome Farbstoff wird üblicherweise
bereits dem Spül-
bzw. Reinigungsmittelkonzentrat zugesetzt. Dies kann beispielsweise
bereits bei der Herstellung erfolgen. Es ist aber auch möglich, den
Indikator für
das Erreichen der Kapazitätsgrenze
des Reinigungsmittels erst der verdünnten Reinigerlösung zuzusetzen.
Bevorzugt
sind solvatochrome Farbstoffe, die sich in der Ölphase lösen. Es können aber auch solvatochrome
Farbstoffe verwendet werden, die sich in der wässrigen Phase lösen. Bei
Verwendung eines geeigneten solvatochromen Farbstoffs wird dieser
in der Regel in den sich ausbildenden micellaren Aggregatstrukturen
solubilisiert werden. Es ist aber auch möglich, daß sich der solvatochrome Farbstoff
in der kontinuierlichen Phase löst.
Dies ist insbesondere bei der Ausbildung inverser Micell-Strukturen
vorteilhaft.
Die
auftretende Absorptionscharakteristik des solvatochromen Farbstoffs
für Licht
kann der Lösemittelpolarität seiner
Umgebung zugeordnet werden. Bei positiv solvatochromen Farbstoffen
bewirkt eine hydrophobere Umgebung eine Verschiebung des Absorptionsmaximums
zu kürzeren
Wellenlängen
(hypsochrome Verschiebung) und eine polarere Umgebung die Verschiebung
des Absorptionsmaximums des Lichts zu längeren Wellenlängen (bathochrome
Verschiebung). Bei negativ solvatochromen Farbstoffen ist es genau
umgekehrt.
Bei
Eintrag von öl-
oder fettartigem Schmutz in die Spülflotte verändern sich die Lösemitteleigenschaften
des die solvatochromen Farbstoffe umgebenden Mediums. Solcher öl- bzw.
fettartiger Schmutz wird beispielsweise in die Spülflotte eingetragen,
indem öl-
oder fettartige Anschmutzungen durch die Spül- oder Reinigungsleistung
des Reinigungsmittels von den zu reinigenden Gegenständen abgelöst werden
und in der Reinigungsmittellösung
solubilisiert werden. Der öl- oder fettartige
Schmutz wird in den micellaren Aggregaten solubilisiert. Dadurch
verändern
sich auch die Lösemitteleigenschaften
für die
in den micellaren Aggregaten solubilisierten solvatochromen Farbstoffe,
was sich durch eine Änderung
ihrer Absorptionseigenschaften für
Licht bemerkbar macht. Die micellare Umgebung ist aufgrund der hydrophoben
Alkylketten zunächst
sehr unpolar. So bewirkt die Solubilisierung von hydrophilen Ölen in den
micellaren Aggregaten eine Verschiebung des Absorptionsmaximums
zu längeren
Wellenlängen.
Demgegenüber
tritt bei der Solubilisierung hydrophoberer Öle in den micellaren Aggregaten
eine Verschiebung des Absorptionsmaximums zu kürzeren Wellenlängen auf. Wird
das erfindungsgemäße Reinigungsmittel
beispielsweise als Handgeschirrspülmittel eingesetzt, so handelt
es sich bei den durch das Reinigungsmittel solubilisierten Ölen zumeist
um hydrophile Öle,
so daß eine Verschiebung
des Absorptionsmaximums zu längeren
Wellenlängen
beobachtet wird.
Geeignete
positiv solvatochrome Farbstoffe, die zunächst in der polaren kontinuierlichen
Phase gelöst sind,
sollen bei Solubilisierung von fett- oder ölartigen Anschmutzungen in
die (weniger polare) Ölphase
wandern, wodurch ebenfalls eine Verschiebung des Absorptionsmaximums
der solvatochromen Farbstoffe, nämlich
zu kürzeren
Wellenlängen,
bewirkt wird.
Die
Wellenlängenverschiebung
des Absorptionsmaximums des oder der solvatochromen Farbstoffe wird
von dem Anwender des erfindungsgemäßen Spül-, Wasch- oder Reinigungsmittels
durch eine Farbänderung
der Spülflotte
optisch wahrgenommen. Das Erreichen einer bestimmten Farbe oder
eines bestimmten Farbtons indiziert dann das Erreichen der Kapazitätsgrenze
des verwendeten Reinigungsmittels. Wenn diese Kapazitätsgrenze
erreicht ist, ist keine ausreichende Solubisierungsfähigkeit
für Schmutz
mehr gegeben, d.h. die verbleibende Öl- oder Fettlösekraft
des Reinigungsmittels ist zu gering, und es ist erforderlich, daß Spül- oder
Reinigungsmittel nachdosiert wird.
Durch
Nachdosierung des Spül-
bzw. Reinigungsmittels wird die zuvor beschriebene Farbverschiebung
wieder rückgängig gemacht,
da sich ein neues Verteilungsgleichgewicht einstellt. Wird genügend Reinigungsmittel
nachdosiert, so weist das Medium in der Umgebung des solvatochromen
Farbstoffes nach der Einstellung des Verteilungsgleichgewichts nahezu
die ursprüngliche
Polarität
auf, so daß der
solvatochrome Farbstoff wieder das ursprüngliche Absorptionsverhalten
für Licht
zeigt und die Reinigungsmittellösung
somit wieder zu ihrer ursprünglichen
Farbgebung zurückkehrt.
Gemäß einer
besonders bevorzugten Ausführungsform
enthält
das erfindungsgemäße Reinigungsmittel
genau einen solvatochromen Farbstoff. Auf diese Weise läßt sich
die für
das Produkt gewünschte
Farbgebung bzw. Farbänderung
in Abhängigkeit
von der Polarität
gezielt einstellen. Zusätzlich
zu diesem solvatochromen Farbstoff können dem Spül- oder Reinigungsmittel auch
noch andere Farb- oder Indikatorstoffe zugesetzt werden, die keine
solvatochromen Eigenschaften aufweisen. Durch Wechselwirkung mit
diesen zusätzlichen
Farbstoffen kann die Absorptionscharakteristik des solvatochromen
Farbstoffs beeinflußt
werden. Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält das Reinigungsmittel
demgemäß genau
einen solvatochromen und genau einen nicht-solvatochromen Farbstoff.
Die Farbgebung bzw. Farbänderung
des Produktes wird von der Mischung beider Farbstoffe beeinflußt. Da nur
der solvatochrome Farbstoff eine Farbänderung in Abhängigkeit
von der Polarität
aufweist, läßt sich
auch hier die Farbgebung bzw. Farbänderung des Produktes gezielt
einstellen. Die ursprüngliche
Farbgebung ergibt sich aus einem Mischfarbton aus der ursprünglichen
Farbe des solvatochromen Farbstoffs und der Farbe des nicht-solvatochromen
Farbstoffs. Die Farbe der Reinigungsmittellösung, die nach der Wellenlängenverschiebung
des Absorptionsmaximums des solvatochromen Farbstoffs wahrgenommen
wird, ist ebenfalls eine Mischfarbe und ergibt sich aus der Farbcharakteristik
des solvatochromen Farbstoffs nach der Solubilisierung von öl- oder
fettartigem Schmutz und der im wesentlichen gleichbleibenden Farbe
des nichtsolvatochromen Farbstoffs. Durch den Zusatz eines nicht-solvatochromen Farbstoffs
läßt sich
also der auftretende Farbeffekt verändern, während gleichzeitig der Zeitpunkt
des Auftretens der Farbänderung
im wesentlichen nicht beeinflußt
wird. Dies kann insbesondere zur Verstärkung von auftretenden Farbeffekten
vorteilhaft sein.
Nach
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
enthält
das erfindungsgemäße Reinigungsmittel nur
einen solvatochromen Farbstoff und keine weiteren Farbstoffe oder
Indikatoren, weder einen solvatochromen Farbstoff noch einen nicht-solvatochromen
Farbstoff. Diese Ausführungsform
stellt die einfachste Realisierung des erfindungsgemäßen Reinigungsmittels
dar, da einem herkömmlichen
Reinigungsmittel nur ein einziger Farbstoff hinzugegeben werden
muß, um
zu dem erfindungsgemäßen Reinigungsmittel
zu gelangen. Dies hat den Vorteil, daß sich das erfindungsgemäße Reinigungsmittel
einfach und schnell herstellen läßt und somit
die Produktionskosten niedrig gehalten werden können. Die Konzentration des
solvatochromen Farbstoffs in dem Reinigungsmittel wird nach oben
hin praktisch nur durch die Löslichkeit
des Farbstoffs begrenzt. Als minimale Konzentration ist eine Konzentration
ausreichend, bei der noch eine Färbung
des Reinigungsmittels mit dem menschlichen Auge beobachtet werden
kann. Üblicherweise
werden Konzentrationen des solvatochromen Farbstoffs im Bereich
von 0,001 bis 10 Gew.-%, bevorzugt 0,01 bis 1 Gew.-% verwendet,
wobei Gehalte an solvatochromem Farbstoff von bis zu 0,05 Gew.-%
besonders bevorzugt sind. Die Tatsache, daß im Regelfall bereits geringe
Konzentrationen an solvatochromem Farbstoff ausreichend sind, um
eine Farbgebung des Reinigungsmittels zu erreichen und um die gewünschte Farbänderung
in Abhängigkeit
von der Polarität
beobachten zu können,
trägt weiter
dazu bei, daß die
Kosten für
das erfindungsgemäße Reinigungsmittel
niedrig gehalten werden können.
Vorzugsweise
liegt das erfindungsgemäße Reinigungsmittel
in konzentrierter Form fest, flüssig
oder gelförmig
vor, wobei ein flüssiges
Reinigungsmittelkonzentrat besonders bevorzugt ist. Die flüssige Form
ist insbesondere deshalb besonders vorteilhaft, weil die Farbgebung
des solvatochromen Farbstoffs hier bereits für das optische Erscheinungsbild
der Verkaufsform des Reinigungsmittels genutzt werden kann. Andererseits kann
der solvatochrome Farbstoff aber auch einem festen Reinigungsmittel
in konzentrierter Form zugesetzt werden. Auf diese Weise ist es
beispielsweise möglich,
einen zusätzlichen
Farbeffekt beim Lösen
des festen Reinigungsmittels zu erzielen. So tritt die Farbgebung
vieler solvatochromer Farbstoffe erst in Lösungen zutage, so daß das feste
Reinigungsmittelkonzentrat, welches den solvatochromen Farbstoff
enthält,
farblos ist bzw. die natürliche
Farbgebung des Reinigungsmittelkonzentrats aufweist. Bei der Lösung des
festen Reinigungsmittels bilden sich dann die micellaren Aggregatstrukturen
aus, in denen der solvatochrome Farbstoff solubilisiert wird, so
daß sich
die Farbgebung der Reinigungsmittellösung durch die Farbcharakteristik
des solvatochromen Farbstoffs ergibt bzw. von ihr wesentlich beeinflußt wird.
Auf diese Weise kann ein Reinigungsmittel erhalten werden, bei dem
nicht nur bei der Solubilisierung von öl- bzw. fettartigem Schmutz
eine Farbänderung auftritt,
sondern daß bereits
beim Lösen
des Reinigungsmittels selbst einen Farbumschlag aufweist.
Liegen
die Reinigungsmittel in flüssiger
bis gelförmiger
Form vor, so handelt es sich in der Regel um wässrige Zubereitungen, die gegebenenfalls
noch weitere, mit Wasser mischbare organische Lösungsmittel sowie Verdickungsmittel
enthalten. Die Herstellung von flüssigen bis gelförmigen Zubereitungen
kann kontinuierlich oder batchweise durch einfaches Vermischen der
Bestandteile gegebenenfalls bei erhöhter Temperatur erfolgen. Die
Verdickungsmittel, die zur Einstellung der Viskosität einer
flüssigen
Zusammensetzung dienen, können
einzeln oder im Gemisch zugesetzt werden. Geeignete Verdicker oder
Quellungsmittel sind üblicherweise
polymere Verbindungen. Es können
natürliche
Polymere, z.B. Agar-Agar, Carrageen, Tragant, Gummi arabicum, Alginate,
Pektine, Polyosen, Guar-Mehl, Johannisbrotbaumkernmehl, Stärke, Dextrine,
Xanthan, Gelatine und Casein, abgewandelte Naturstoffe, z.B. modifizierte
Stärken
und Cellulosen, wie z.B. Carboxymethylcellulose und andere Celluloseether,
Hydroxyethyl- und -propylcellulose sowie Kernmehlether, und vollsynthetische
Polymere verwendet werden. Darüber
hinaus können
auch tensidische Verdicker, z.B. Alkylpolyglycoside, eingesetzt
werden. Zu den in fester Form vorliegenden Reinigungsmitteln zählen z.B.
Pulver oder Kompaktate, wie z.B. Granulate oder Formkörper (Tabletten).
Die einzelnen Formen können
nach aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren hergestellt werden,
wie z.B Sprühtrocknen,
Granulieren und Verpressen.
Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungform
bildet das erfindungsgemäße Reinigungsmittel zwei
oder mehr Phasen, wobei zwei Phasen besonders bevorzugt sind. Auch
durch diesen zwei- oder mehrphasigen Aufbau lassen sich zusätzliche
Farbeffekte erzielen. So ist es beispielsweise möglich, nur einen solvatochromen
Farbstoff zuzusetzen, der nur eine der beiden Phasen anfärbt. Durch
Vermischen der beiden Phasen, z.B. durch Schütteln, stellt sich ein neuer
Farbton ein. Dieser neue Farbton kann gegenüber dem ursprünglichen
Farbton beispielsweise nur geringfügig verändert sein, was sich z.B. in
einer Intensitätsabnahme bemerkbar
machen kann. Andererseits ist es aber auch möglich, daß durch das Vermischen der
beiden Phasen bereits ein solvatochromer Effekt beobachtet werden
kann, da sich die Polarität
der Umgebung des solvatochromen Farbstoffs kurzzeitig verändert. Dies
ist vor allem dann der Fall, wenn solubilisierende Substanzen wie
Tenside in einer der beiden Phasen anwesend sind. Eine weitere Möglichkeit
ist es, dem erfindungsgemäßen Reinigungsmittel
neben einem solvatochromen Farbstoff, der eine Phase anfärbt, noch
einen weiteren solvatochromen oder nicht-solvatochromen Farbstoff
zuzusetzen, der auch die andere Phase anfärbt. Somit wird ein Reinigungsmittel
geschaffen, das unterschiedliche Farbstoffe in unterschiedlichen
Phasen aufweist. Durch Mischen der beiden Phasen, z.B. durch Schütteln, bildet
sich dann ein Mischfarbton aus, der ggf. auch wiederum einen solvatochromen
Effekt beinhalten kann. Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen
ermöglichen
eine große
Variationsvielfalt bezüglich
der auftretenden Farbeffekte.
Nach
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
wird dem erfindungsgemäßen Reinigungsmittel ferner
ein auxochromes Farbhilfsmittel, d.h. ein Farbverstärker, zugesetzt.
Solche Farbverstärker
können
sowohl einphasigen Systemen als auch mehrphasigen Systemen, z.B.
nur einer oder auch mehrerer Phasen zugesetzt werden. Gut geeignet
sind z.B. Trialkylamine, aromatische Amine, Dialkylthiole oder verschiedene Ether.
Nach
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Reinigungsmittels
enthält das
Reinigungsmittels einen oder mehrere immobilisierte solvatochrome
Farbstoffe. Der Begriff Immobilisierung ist dabei in diesem Zusammenhang
so zu verstehen, daß die
einzelnen Farbstoffmoleküle
in makromolekulare Strukturen eingebunden werden oder in bezug auf
ihre freie Bewegungsfähigkeit
eingeschränkt
werden. Unter Immobilisierung ist jedoch keine Fixierung an einen
Träger
zu verstehen, die zu einer Heterogenisierung des Systems führt. Die
beschriebene Immobilisierung bewirkt, daß die Löslichkeitseigenschaften der solvatochromen
Farbstoffe, insbesondere auch im Hinblick auf deren Biolöslichkeit,
beeinflußt
bzw. verändert werden
können.
Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der solvatochrome
Farbstoff an ein Polymer gebunden oder in ein Polymergerüst integriert.
So kann beispielsweise durch die gezielte Einbindung eines solvatochromen
Farbstoffs in die hydrophoben Teile eines amphiphilen Polymers dessen
Einlagerung in die sich in der Reinigungsmittellösung ausbildenden Micellen
gefördert
werden. Auf diese Weise ist es möglich, auch
solvatochrome Farbstoffe, die sich ansonsten nicht in das Innere
der micellaren Aggregatstrukturen einlagern ließen, in das Innere der Micellen
einzuführen.
Da das Polymergerüst
gleichzeitig auch die Umgebung des solvatochromen Farbstoffs beeinflußt, ist
es ferner möglich,
durch die Anbindung an ein Polymer oder die Integration in ein Polymergerüst, das
Absorptionsverhalten eines solvatochromen Farbstoffs bzw. seine
Farbcharakteristik zu beeinflussen.
Die
Bindung eines solvatochromen Farbstoffs an ein Polymer oder die
Integration in ein Polymergerüst kann
auf verschiedenstartigste Art und Weise erfolgen. Die solvatochromen
Farbstoffe können
beispielsweise an ein Polyethylenoxidgerüst gebunden werden oder in
Form eines Polyamids oder eines Polyacrylats in ein Polymergerüst integriert
werden. So beschreiben Lee und Yank beispielsweise ein Verfahren
zur Umsetzung des Farbstoffes Kongorot mit Sebazoylchlorid, bei
dem das entsprechende Polymer durch einfache Grenzflächenpolymerisation
erhalten werden kann (Taek Seung Lee, Changduk Yank, Polymer Bulletin
42 (1999), Seiten 655 bis 660). Eine weitere Möglichkeit ist es, Farbstoffmoleküle, die Ladungen
tragen, mit entgegengesetzt geladenen Polyelektrolyten oder Polyelektrolyt-Blockcopolymeren
mit einem Polyelektrolytblock und einem hydrophilen Polymerblock
(z.B. Polyethylenoxid) zu komplexieren (z.B. analog der in M. Antonietti
et al., Macromol. Rapid Communication 1997, 18, 287–294 beschriebenen
Methode). Der eingesetzte solvatochrome Farbstoff kann auch in verkapselter
Form eingesetzt werden.
Es
ist auch denkbar, die solvatochromen Farbstoffe in Cyclodextrine,
Dendrimere oder Calixarene einzulagern oder zu komplexieren.
Der
Indikator für
die Öl-
oder Fettlösekraft
des Reinigungsmittels, der in Abhängigkeit von der Polarität des Lösungsmittels
oder des ihn umgebenden Mediums seine Farbe ändert, hat eine bestimmte Farbgebung, wenn
die Kapazitätsgrenze
des Reinigungsmittels noch nicht erreicht ist, d.h. wenn die Lösung des
Reinigungsmittels noch ein genügendes Öllösevermögen bzw.
eine ausreichende Fettlösekraft
aufweist. Wird die Solubilisierungskapazität für fett- bzw. ölartigen Schmutz jedoch überschritten,
so macht sich dies durch eine Farbänderung des Indikators bemerkbar.
Durch den Farbumschlag läßt sich
somit auf einfache Art und Weise durch optische Wahrnehmung feststellen,
ob der Reiniger noch eine genügende
verbliebene Reinigungs- bzw. Öl-
oder Fettlösekraft
besitzt, oder ob die Lösung
des Reinigungsmittels bereits keine Solubilisierungskapazität für Öle oder
Fette mehr besitzt.
Vorteilhafterweise
enthält
ein solcher Indikator mindestens einen solvatochromen Farbstoff,
der in Abhängigkeit
von der Polarität
des Lösungsmittels
oder des ihn umgebenden Mediums seine Farbe ändert. Der erfindungsgemäße Indikator
kann einem herkömmlichen
Reinigungsmittel beispielsweise schon bei der Herstellung zugesetzt
werden. Es ist aber auch möglich,
daß der
Indikator in getrennter Form angeboten wird, und somit dem Reinigungsmittel
oder der Lösung
des Reinigungsmittels erst bei der Verwendung des Reinigungsmittels
beim Endverbraucher oder im gewerblichen Bereich zugesetzt wird.
Eine weitere Möglichkeit
ist es, den erfindungsgemäßen Indikator
in Farm eines Test-Kits zu verwenden. So kann beispielsweise eine
genau definierte Menge einer Reinigungsmittellösung mit einer definierten
Menge des erfindungsgemäßen Indikators
gemischt werden, um zu überprüfen, ob
die Lösung
des Reinigungsmittels noch ein ausreichendes Öllösevermögen bzw. eine ausreichende
Fettlösekraft
besitzt. Eine solche Vorgehensweise ist insbesondere dann von Vorteil,
wenn größere Mengen
einer Reinigungsmittellösung
bei einer bestimmten Anwendung verwendet werden, wie dies z.B. in
Autowaschanlagen oder Autowaschstraßen mit geschlossenem Wasserkreislauf
der Fall ist. Der Einsatz des erfindungsgemäßen Indikators ermöglicht es
hier, eine bereits verwendete und zurückgeführte Reinigungsmittellösung mehrfach
zu verwenden, bis ihre Solubilisierungskapazität für fett- oder ölartigen Schmutz
erreicht ist. Alternativ kann die Lösung des bereits teilweise
verbrauchten Reinigungsmittels auch durch Nachdosieren von neuem
Reinigungsmittel wieder aufgefrischt werden, um eine höhere Anzahl
von möglichen
Umläufen
der Reinigungsmittellösung
in dem geschlossenen Kreislaufsystem zu erreichen.
Ein
weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung
eines solvatochromen Farbstoffs als Indikator für die Öl- oder Fettlösekraft
eines Reinigungsmittels. Ein solcher Indikator zeigt durch seine Farbgebung
an, ob das Reinigungsmittel noch ein ausreichendes Öllösevermögen bzw.
eine ausreichende Fettlösekraft
besitzt. Bei Überschreiten
der Solubilisierungskapazität
des Reinigungsmittels ändert
sich die Farbe des Indikators und zeigt an, daß die Reinigungskraft des Reinigungsmittels
allenfalls nur noch in stark eingeschränktem Umfang gegeben ist. Dieses
optische Signal deutet an, daß die
verbrauchte Reinigungsmittellösung
zu verwerfen ist, oder die Reinigungsmittellösung zumindest durch Nachdosieren
von neuem Reinigungsmittel aufgefrischt werden muß. Der Indikator
zeigt also an, ob das Reinigungsmittel noch eine Restkapazität für die Solubilisierung
von öl-
bzw. fettartigem Schmutz besitzt, so daß auf diese Weise eine Überdosierung
von Reinigungsmittel vermieden werden kann.
Die
Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen näher beschrieben.