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Reinigungsmittel und Verfahren zu seiner Herstellung Die Erfindung
betrifft Mittel zum Reinigen von Teppichen, Bodenbelägen, Postermaterial und dergleichen.
Sie betrifft insbesondere Reinigungsmittel mit einem Gehalt an Holzmehl zum Entfernen
der Verunreinigungen. Reinigungsmittel gemäß der Erfindung sind frei von natürlichen
färbenden Bestandteilen, wie Tannine und Harze, die durch Zerstörung oder Umwandlung
in harmlose nicht färbende Stoffe aus dem Holzmehl entfernt sind. Bei BerUhrung
des Reinigungsmittels mit leicht gefärbten Waren werden diese nicht gefärbt. Das
Reinigungsmittel enthält ferner als wesentliche Bestandteile lösungsmittel zum Angreifen
und Dockern von wasserlöslichen und wasserunlöslichen Verunreinigungen und Holzmehl,
um diese Verunreinigungen zu absorbieren und zu entfernen. Das Mittel enthält keine
färbenden Stoffe, durch welche auch leicht gefärbte Waren flekkig oder mißfarben
gemacht werden können. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung besteht in einem Verfahren,
nach welchem dem Holzmehl eine beständige Färbung oder Schattierung gegeben wird,
die leicht und hell ist, so daß nicht nur das Aussehen des Mittels verbessert wird,
sondern daß auch das Aussehen der gereinigten Waren nicht verschlechtert wird, wenn
geringe Mengen des trockenen Holzmehls zeitweilig auf ihm verbleiben, Der letztere
Gegenstand ist von besonderer Bedeutung beim Reinigen. von modernen, hellgefärbten
Waren. Ein weiterer wesentlicher
Gegenstand der Erfindung besteht
demnach nicht nur im Bleichen des Holzmehls und im Entfernen der natürlichen färbenden
Bestandteile, wie Gerbstoffen, Harzen und anderen Stoffen, sondern auch in gewissen
Fällen, in dem Färben des Holzmehls mittels Direktfarbstoffen, die auf die Cellulose
aufziehen und ihr eine leichte Farbe geben, die nicht auf die zu reinigenden Waren
übertragen wird. Das hellgefärbte Reinigungsmittel wird beim Gebrauch dunkler durch
Absorption von Verunreinigungen aus den Waren, so daß nach dem Gebrauch die Färbung
direkt den Grad der Verunreinigung und die Menge des Schmutzes anzeigt, die aus
den Waren beim Reinigen entfernt sind. -Mittel gemäß der Erfindung bestehen im wesentlichen
aus den folgenden Bestandteilen: Holzmehl 18 - 35 Gew.%; Natriumperborat, Wasserstoffperoxyd,
Ammonium-, Kalium- oder. Natriumpersulfat für sich oder im Gemisch miteinander zum
Bleichen des Holzmehls in situ und zum Befreien von natürlich vorkommenden Stoffen,
die die Ware färben können 0,20 - 1,0 Gew.%; Wasser 25 - 70 Gew.%; Naphta,
Mineralöle, Erdölfraktionen, Trichloräthylen, Kohlenstofftetrachlorid, 1,1,1-Trichloräthan,
Tetrachloräthylen oder Mischungen dieser Stoffe 10 - 40 Gew.%.
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Ein organischer Emulgator aus einem nichtionischen und einem anionischen
organischen sythetischen Reinigungsmittel 0945-1,0 Gew. %; Trinatiumphosphat,
Tetranatriumpyrophosphat, Tetrakaliumpyrophosphat oder Gemische dieser Stoffe als
alakalische Reinigungsmittel 0,25 - 1,0 Gew. %.
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Vorzugsweise enthalten Mittel der erwähnten Art die nachstehenden
Mengen, die allerdings jeweils von den besonderen Umständen und den Anforderungen
abhängen:
| typisch Bereich |
| Holzmehl etwa 25 % 18 - 35 |
| Wasser " 50 % 25 - 70 |
| Petroleumfraktion " 12 % 5 - 40 % |
| chlorierter |
| Kohlenwasserstoff " 12 % 5 - 40 % |
| Emulgator " 0,85 % 0,25 - 1 ,0 % |
| alkalisches Reini- |
| gungsmittel " 0,55 % 0,25 - 1,0 % |
| Oxydationsmittel '# 0,25 % 0,20 - 1 ,0 % |
| Farbstoffe °' 0,001 % 0,00 - 0,05 % |
Der Farbstoff wird zweckmäßig in Mengen von 4 - 20 Gramm je 100 kg des Holzmehls
zugegeben. Seine Menge hängt ab von der Farbe und von der gewünschten Intensität
und kann auch unter 0,1 %, bezogen auf das Holzmehl, zurückgehen. Das oxydierende
Bleichmittel ist in Mengen zwischen etwa 0,2 % und etwa 1,0 % vorhanden, was auch
von der Art des Holzmehls abhängig ist.
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Im allgemeinen verwendet man Mengen zwischen 0,5 und 3 %, bezogen
auf das Gewicht des Holzmehls, was aber auch von dem verfügbaren aktiven Sauerstoff
und von dem Grade der Entfärbung abhängt.
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Die nachstehenden Beispiele zeigen die Zusammensetzung einiger Reinigungsmittel:
| Beispiel 1 |
| Aho rnho 1 zmehl 2 5 % |
| Wasser 38 % |
| Petroleumfraktion 25 % |
| Trichloräthylen 10 % |
| Natriumlaurylsulfat (Emulgator) 0,5 |
| Trinatirumphosphat (Reinigungsmittel) 0,4 % |
| Natriumperborat (Bleichmittel) 0,4 % |
| Fontamine-Farbstoff 0,01 % |
| Beispiel II |
| Aho rnho 1 zmehl 2 6 |
| Wasser 40,5 |
| Naphta 20,5 |
| Triohloräthylen 11,2 |
| Diäthanolamid von Kokosnußöl 0,88 |
| Trinatriumpho sphat 0921 Tetrakaliumpyrophosphat 0,38 |
| Wasserstoffperoxyd 0,35 |
| Beispiel III |
| Ahornholzmehl 25,2 |
| Wasser - 49 |
| Petroleumfraktion 12 |
| Trichloräthylen 1198 % |
| Isopropylamindo decylbenzolsulfonat 0,85 |
| Trinatriumpho sphat 0920 Tetrakaliumpyrophosphat 0,36 |
| Natriumperborat 0,24 |
Auch die Mischungen nach den Beispielen II und III können gewUnschtenfalls einen
Farbstoff in Yengen von etwa 0,001 ö bis
095 °%o enthalten,
Das Holzmehl
Das
verwendete Holzmehl, das auch aus Sägespänen bestehen kann, soll keine sehr groben
Teilchen und auch keine größeren Mengen von feinem Staub enthalten, die eine spätere
Entfernung von den Waren erschweren würden. Ein typisches Holzmehl oder Sägemehl
sollte Teilchendurchmesser von
0,7 bis 0,15 mm haben. In vielen Fällen ist
sogar ein engerer Bereich vorzuziehen, z.B. ein solcher zwischen 0,5 und 0,18 mm
Teilchendurchmesser. In anderen Fällen kann man auch ein gröberes Sägemehl mit Teilchendurchmessern
zwischen 2,0 und
0,7 mm verwenden.
Das lösungsmittel
Die flüssige Phase des Mittels macht in der Regel etwa 75 Gew.% aus, Sie enthält
nicht nur Wasser in einer solchen Menge, daß die wasserlöslichen Schmutzbestandteile
angegriffen, gelöst oder gelockert werden können, .sondern auch mit Wasser nichtmischbare
Zösungsmittel für ölige, teerige und ähnliche wasserunlösliche Verunreinigungen.
Im allgemeinen enthält das Reinigungsmittel mehr Wasser als wasserunlösliche Bestandteile,
Die Wassermenge kann daher zwischen 25 und 70 Gew.% liegen, Die anderen Flüssigkeiten,
die im wesentlichen aus Kohlenwasserstoffen bestehen, können in Mengen zwischen
10 und q-0 Gew.% vorhanden sein. Als Kohlenwasserstoffe verwendet man vorzugsweise
Erdölfraktionen, beispielsweise Naphta, Mineralöle, Zeichtöle oder dergleichen,
in Mengen von 5 bis ¢0 %, Hierzu kann ein chlorierter Kohlenwasserstoff in einer
Menge von über 5 % hinzukommen. Wenn eine Feuergefährlichkeit ohne Bedeutung ist,
kann der chlorierte Kohlenwasserstoff auch ganz weggelassen werden und man kann
anstelle dessen eine Petroleumfraktion verwenden.
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Eine sehr geeignete Petroleumfraktion ist ein praktisch geruchloser
isoparaffinischer Kohlenwasserstoff, der bei der Herstellung von alkyliertem Gasolin
anfällt, Zeichtöle und Benzine können auch in derselben Yenge verwendet werden mit
demselben guten Ergebnis. Auf dem Märkt befinden sich heutzutage viele derartige
Öle und Verdünnungsmittel. Die besten von ihnen haben einen Siedepunkt von etwa
150 bis 200o C, Der am meisten empfehlenswerte chlorierte Kohlenwasserstoff ist
Trichloräthylen. Dieser ist feuerhemmend, wenig giftig, hat einen erträglichen Geruch,
eine hohe Verdunstungsgeschwindigkeit und verschiedene andere gewünschte Eigenschaften.
Pan kann aber an seiner Stelle auch Kohlenstofftetrachlorid, 1,1,1-Trichloräthan,
Tetrachloräthylen und andere wohlbekannte chlorierte Kohlenwasserstoffe verwenden.
Wenn
das Verhältnis des Wassers zu der Erdölfraktion in dem Bereich von wenigstens ¢
: 1 gehalten wird, so ist die Feuergefahr im wesentlichen herabgesetzt. Die größere
Wassermenge verdünnt die Petroleumfraktion so weitgehend, daß die entstehenden Dämpfe
praktisch nicht entzündbar sind. Der chlorierte Kohlenwasserstoff, z.B. das Trichloräthylen,
setzt zusätzlich die Entflammbarkeit herab, insbesondere dann; wenn der chlorierte
Kohlenwasserstoff und die Petroleumfraktion in den Mengen vorhanden sind, wie sie
etwa im Beispiel III beschrieben werden. Der Emulgator und die reinigenden
Salze
Außer dem Wasser und den Kohlenwasserstoffen muß man einen Emulgator oder
ein Netzmittel oder einen oberflächenaktiven Stoff und außerdem noch ein reinigendes
Salz verwenden. Der Emulgator gibt der Dispersion von Wasser und dem Kohlenwasserstoff
eine sehr feine Verteilung. Bei vollständiger Emulgierung der flüssigen Phase entsteht
ein homogenes Gemisch. Hierzu kann man fast jeden der bekannten oberflächenaktiven
Stoffe verwenden, von denen es eine große Menge gibt. Unter diesen seien erwähnt
die anionischen Netzmittel, wie Alkylarylsulfonate, z.B. Dodecylisopropylaniinsulfonat,
Triäthanolaminsalze von Lauryläthersulfaten, sulfonierte Alkohole, wie Natriuml
aurylsulf at. Weiter verwendet werden können nichtionogene Netzmittel, wie die Kondensationsprodukte
aus Diäthanolamin und einer höheren Fettsäure, z.B, das Diäthanolamid von Kokosnußfettsäure
und ähnlichen Fettsäuren und die äthylierten Alkylphenole, wie Isooctylphennylpolyäthoxyäthanol
mit im Durchschnitt 9 Ithylenoxydgruppen im Molekiil, ebenso wie die verschiedenen
Alkylarylpolyätheralkohole, aloxylierte Fettsäureester von Glycerin, Glykol und
anderen mehrwertigen Alkoholen und Kondensationsprodukte von Ä thylenoxyd mit Fettsäure.
Derartige Stoffe sind in weitem Umfange bekannt.
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Neben ihrer Wirkung als Emulgator und Netzmittel wirken diese Stoffe
auch als Reinigungsmittel, und zwar zusammen iliit den reirügenden
Salzen.
Die Yenge des verwendeten Emulgators ist nicht besonders kritisch. Im allgemeinen
liegt sie bei etwa 0,5 Gew.%, kann aber auch zwischen etwa 0,25 bis 1,0 % schwanken
oder gegebenenfalls 2 % betragen.
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Zur Reinigungswirkung trägt ein alkalischer Bestandteil bei, der auch
die freien Säuren des Holzmehls neutralisieren kamt. Daher enthalten Mittel gemäß.
der Erfindung vorzugsweise ein solches Salz. Zu diesen gehören die verschiedenen
alkalischen Phosphate und Polyphosphate, ebenso wie Natriumcarbonat, Natriumsilikat
anl dergleichen. Phosphate werden vorzugsweise verwendet, z.B. Trinatriumphosphat,
Tetranatriumpyrophosphat, Tetrakaliumpyrophosphat und Mischungen dieser Stoffe.
Da man die Reinigungsmittel häufig zum Behandeln von :garen aus VTolle verwendet,
muß eine zu große Alkalität vermieden werden. Der pH-Wert sollte in der Regel nicht
über 7, vorzugsweise zwischen 5,5 und 7 liegen. Je nach der Acidität des Holzmehls
verwendet man in der Regel 0,5 bis 0,7 Gew.% dieser alkalischen Stoffe, wobei man
auch innerhalb der Grenzen von 0,25 bis 1 % arbeiten kann. Diese Grenze hängt aber
von den sauren Bestandteilen ab. Fan kann das Trinatriumphosphat oder das Tetranatrivmpyrophosphat
für sich allein verwenden, vorzugsweise kombiniert man aber diese beiden Bestandteile.
Das Bleichmittel
Wie schon oben gesagt, mii_ssen die Tannine, Harze und andere
fMrbenden Bestandteile aus dem S2gemehl entfernt werden, da sie entweder leicht
gefärbte Waren färben würden oder einen Verlust der Brillanz mit sich bringet: können.
Das ist besonders bei hellgefärbten Waren zu beachten. Diese färbenden Bestandteile
müssen d.Llxc?-. Bleichen oder eine chemische Behandlung des Holzmehls ent-' fernt
oder zerstört werden. Zn geni'gendem Ausmaße geschieht dies durch die Verwendung
solcher chemischen Stoffe, die während der Herstellung des l"ittels Sauerstoff freisetzen.
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Das am besten geei£"nete h"ittel dieser Art ist T:atriumperborat,
das
in Gegenwart von Wasser etwa 10 Gew.% aktiven Sauerstoff in Form von Wasserstoffperoxyd
abspaltet. Man kann aber auch Natriumboratperhydrat verwenden, das je Molekül 1
Molekül Wasser weniger enthält, und etwa 15,5 ö aktiven Sauerstoff abspaltet. Andere
alkalische Salze, die aktiven Sauerstoff abgeben und daher gemäß der Erfindung verwendet
werden können, sind Natriumpyrophosphatperoxyd mit etwa 9 % aktivem Sauerstoff,
Natriumcarbonatperoxyd mit 14 J aktivem Sauerstoff und andere ähnliche Salze, die
in Berührung mit Wasser Wasserstoffperoxyd abspalten, wie Ammonium-, Natrium- und
Kaliummonopersulfat. Natriumperoxyd kann. auch verwendet werden, ist aber gefährlich.
Man kann auch Wasserstoffper-. oxyd selbst verwenden, obwohl er nicht bequem zu
handhaben ist. Alle diese alkalischen Salze spalten langsam Wasserstoffperoxyd ab,
so daß die Bleichwirkung nicht nur während des Mischens und Zusammenbringens stattfindet,
sondern auch einige Zeit nach dem Verpacken. Das Bleichmittel ist vorzugsweise in
einer Menge von etwa 1 Gew.%, bezogen auf das Holzmehl, in dem Mittel enthalten.
Die Mengen können aber. auch schwanken in Abhängigkeit von der Art des verwendeten
Holzmehls. Wenn man stark bleichen will, so kann das Bleichmittel in einer Menge
von 3 Gew.%, bezogen auf das Holzmehl, zugegen sein. Da das gesamte Mittel etwa
25 % Holzmehl enthält, so kann das Bleichsalz in Mengen von 0,25 bis 1,0 Gew.% zugegen
sein. Die Farbstoffe
Es ist wichtig, daß die gebleichten Holzteilchen eine
beständige helle und leuchtende Farbe aufweisen, welche die natürliche dunkle Farbe
des Holzmehls überdeckt. Das ist von ästhetischer und praktischer Bedeutung, insbesondere
dann, wenn nicht das ganze Bleichmittel gleich nach der Behandlung durch Abbürsten
und .Absaugen entfernt ist.
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Zum Färben des Holzmehls verwendet man Direktfarbstoffe oder für Cellulose
substantive Farbstoffe. Diese Farbstoffe werden vollständig
an
der Oberfläche der Cellulose gebunden, z.B. an den Holzteilchen, und zwar ohne Verwendung
von Beizmitteln. Die Farbstoffe können daher nicht auf andere Oberflächen übertragen
werden, Diese Farbstoffe sind wasserlöslich und sollen in sehr geringen Mengen in
den flüssigen Bestandteilen des Vittels enthalten sein. Diese Menge soll weniger
als 0,1 Gew.%, bezogen auf das Holzmehl, o der üblicherweise zwischen 0 ,00 5 bis
0 ,0 25 Gew. % liegen. Im gesamten Mittel können sie in Mengen zwischen etwa 0,001
bis etwa 0,05 Gew.% vorhanden sein.
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Das obenerwähnten Pontamin rot wird von der Firma E.I. Du Font de
Nemours & Co. hergestellt und erscheint in deren Katalogen als "Pontamin" Schnellrot
8 BIX , Von derselben Firma werden ferner andere für den vorliegenden Zweck geeignete
Farbstoffe unter dem Handelsnamen "Pontamin" vertrieben. Zu diesen gehören: Schnellrosa
B1, Schnellblau 4 G1, Schnellorange 2G1. Auch die Firma National Division of Allied
Chemieal & Dys Corp. vertreibt unter dem Handelsnamen "Solantine" verschiedene
geeignete Farben, wie z.B.:
| Gelb FF Conc, Gelb SG1, Türkis G, Rot SBZN, Schnellscharlach |
| 4 BA. |
Außer den genannten gibt es natürlich noch eine ganze Reihe anderer geeigneter Farben,
die substantiv auf Cellulose aufziehen.
Herstellungsverfahren
Zur Herstellung
des Mittels gibt man in einen Behälter zunächst die erforderliche Menge von Wasser,
fügt dann das alkalische Reinigungsmittel zu und löst es, gegebenenfalls unter Rühren.
Dann gibt man die angegebene Menge des Emulgators und des Kohlenwasserstoffes zu,
zusammen mit dem chlorierten Kohlenwasserstoff,
wenn ein solcher
verwendet wird. Die Reihenfolge der Zugabe des Emulgators und des mit Wasser nicht
mischbaren Lösungsmittels ist nicht von Bedeutung. Während der Zugabe muß die Lösung
mit hoher Geschwindigkeit gerührt werden, um eine feine Dispersion oder Emulsion
zu erhalten. Wenn man einen Farbstoff verwenden will, wie es z.B. im Beispiel T
beschrieben ist, so löst man diesen in einer geringen Menge von Wasser und gibt
die Lösung der Emulsion zu, worauf man durch Rühren innig mischt. Gleichzeitig bringt
man das-trockene Holzmehl in ein Mischgemäß, das geeignete Schaufeln besitzt, oder
in andere Mischgefäße.
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Das Bleichmittel, vorzugsweise Natriumperborat, wird jetzt dem Holzmehl
in Form eines trockenen Pulvers zugegeben. Dann mischt oder rührt man eine Zeit
lang, um das Bleichmittel gleichmäßig im Holzmehl zu verteilen.
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Nach dem Zumischen des Bleichpulvers zu dem Holzmehl gibt man stufenweise
die Emulsion zu, z.B. durch Einspriihen während des Yischens. Man erhält eine homogene
gleichmäßig gefärbte Yasse. Diese Masse entfernt man dann aus dem Mischgefäß und
verpackt sie in geeignete Behälter.
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Das Bleichen und Färben Die Farbstoffe werden anscheinend sehr
schnell von der Oberfläche der Holzteilchen aufgenommen. Das Freisetzen von aktivem
Sauerstoff zum Entfärben oder Bleichen der gefärbten Bestandteile im Holzmehl beginnt,
wenn das Wasser in dem Lösungsmittel in Berührung kommt mit dem Bleichsalz, wobei
wie oben beschrieben, Wasserstoffperoxyd gebildet wird. Das Freisetzen von Sauerstoff
dauert während des Mischens und Packens an. Das Bleichen beginnt also sofort nach
der Berührung der Holzteilchen und des Bleichmaterials mit Wasser, wobei das Benetzen
der Holzteilchen durch die Gegenwart des oberflächenaktiven Stoffes gesichert wird.
Wegen des langsamen Freiwerdens von aktivem Sauerstoff aus dem Bleichsalz
werden
Verluste an Sauerstoff vermieden, und die oxydierende Bleiche schreitet selbst nach
dem Verschließen der Behälter fort. Das Bleichen muß also nicht notwendigerweise
während der Herstellung und des Einpackens zu Ende geführt sein, sondern kann auch
noch Stunden nach dem Verschließen. der Packgefäße oder sogar noch Tage nachher
sich fortsetzen. Beim Fortschreiten des Bleichens verbessert sich der Glanz der
Farbstoffe, was gewünscht ist, auch aus ästhetischen Gründen. Das Bleichen greift
die Farbstoffe anscheinend nicht stark an, sondern unterstützt und verbessert die
Färbwirkung.
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Man kann also mit einer sehr kleinen Menge eines Direkt-Rot-Farbstoffes
ein helles leuchtendes Rosa erzielen, insbesondere mit Sägemehl aus Ahornholz, Selbstverständlich
kann man ähnliche Wirkungen auch mit anderen Farbstoffen erreichen.
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Es sei hervorgehoben, daß das Bleichen sehr wesentlich ist für die
Zerstörung oder Entfernung von färbenden, in Wasser löslichen Stoffen und fier die
Ausnahmefähigkeit der Holzteilchen für die Farbstoffe, Das tritt besonders in Gegenwart
von oberflächenaktiven Stoffen oder alkalischen Reinigungsmitteln hervor.
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Die bleichende Behandlung gemäß der Erfindung zerstört oder verwandelt
Gerbstoffe und andere färbende Stoffe des Holzmehls. Auch dann, wenn natürliche
Harze als färbende Bestandteile vorhanden sind, werden diese umgewandelt oder harmlos
gemacht. Da selbst das bevorzugte Holz, z.B. Ahornholz, gewisse Mengen von Gerbstoffen
und anderen färbenden Stoffen enthalten kann, so kann man nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren trotzdem eine sehr gleichni#ßige Bleiche erreichen. Im allgemeinen soll
man mehr Bleichmittel verwenden, wenn das Holz größere Mengen von färbenden Stoffen
enthält. Das Verfahren kann demnach sehr einfach den Eigenschaften des jeweils verwendeten
Holzes angepaßt werden, ebenso wie den späteren Verwendungszwecken.
Ein
sehr bedeutsamer Vorteil der erfindungsgemäßen Mittel besteht darin, daß sie wegen
ihrer hellen Farbe umso dunkler werden, je mehr Schmutz aus dem Teppich oder aus
den anderen Waren aufgenommen wird. Beim Fortschreiten der Reinigungsoperation geht
ihre Farbe in ein Gelbgrau oder Grau über, und zeigt damit der Hausfrau oder dem
anderen Personal, in welchem Grade das Reinigen fortschreitet.
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Bei Mischungen gemäß der Erfindung werden die besten Ergebnisse erhalten,
wenn der Wassergehalt und der Gehalt an Kohlenwasserstoffen so bemessen sind, daß
eine äußere Phase von organischen Lösungsmitteln und eine innere Phase von Wasser
entsteht, das jedes Holzteilchen umgibt. Hierdurch können die organischen Lösungsmittel
direkt auf die öllöslichen Schmutzteile der Ware einwirken, während das Wasser der
inneren Phase die wasserlöslichen Schmutzteile löst, Die gelösten Schmutzteile zusammen
mit unlöslichen Schmutzteilchen werden dann später vom Holzmehl absorbiert und können
von der Ware entfernt werden. Da das Holzmehl eine größere. Affinität zu Wasser
als zu Kohlenwasserstoffen hat, absorbiert es eher das Wasser als die Kohlenwasserstoffe
und läßt die letzteren in der äußeren Phase, wo sie direkt auf die öllöslichen Schmutzteilchen
einwirken können.