DE2113860A1 - Fluechtige Reinigungsmittel - Google Patents

Fluechtige Reinigungsmittel

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Description

beim Ausstoß der Zubereitung aus dem unter Druck stehenden Behälter entsteht, verteilt die Zubereitung über die Oberfläche, wobei darauf vorhandene Schmutz- und Staubteilchen losgelöst und entfernt werden, während öle, Wachse, Salze und andere organische und anorganischen Oberflächenverunreinigungen gelöst werden. Das Volumen und die Geschwindigkeit des abgegebenen Sprühmittels spült und transportiert alle entfernten und gelösten Stoffe zum tiefsten Punkt auf der Oberfläche, die gereinigt wird, während nur ein dünner gleichmäßiger Film des Reinigungsmittels, der auf der Oberfläche gleichmäßig verteilt ist, zurückbleibt, welcher dann praktisch vollständig verdampft, so daß kein sichtbarer Restfilm oder keine sichtbaren Flecken hinterbleiben. Wenn das Reinigungsmittel in einem Entfettungs- oder ültraschallreinigungstank enthalten ist, wird die zu reinigende Oberfläche in die Lösung getaucht und nach Herausziehen der Oberfläche aus dem Tank läuft der Reiniger ab und führt dabei die gelösten organischen und anorganischen Substanzen mit sich, so daß eine saubere rückstandsfreie Oberfläche hinterbleibt.
Die Erfindung betrifft neue Oberflächenreinigungsmittel und insbesondere flüchtige, kein Abreiben erfordernde Reinigungsmittel für optische Linsen, die in geeignete Behälter gefüllt sind.
Viele verschiedene Reinigungsmittel sind bereits zum Reinigen von Oberflächen wie Glas, Wänden, Gebälk und anderen Holzgegenständen, Kunststoffen und so weiter benutzt worden. Diese Mittel enthalten im allgemeinen ein Detergens. Nach dem Auftragen zum Reinigen einer Oberfläche wie Glas, im allgemeinen unter Putzen,
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Abreiben oder Polieren, lassen sie einen Film zurück, der als Fänger für Schmutz- und Staubteilchen wirkt und die optische Präzision von feingeschliffenen Linsen beeinträchtigt.
Es wurden viele Versuche unternommen, flüchtige Reinigungsirr" " tel zu erzeugen, die nach Ausübung der Reinigungsfunktion vollständig verdampfen und keinen Rückstandsfilm hinterlassen. Zwar gibt es flüchtige Zusammensetzungen, die keinen Rückstandsfilm hinterlassen, sie vermögen jedoch nicht praktisch alle Arten von Verunreinigungen, die sich auf der Oberfläche eines Werkstücks finden können, angemessen zu entfernen.
Außerdem enthalten die meisten flüchtigen Reinigungsmittel eine Kombination von Alkohol und Wasser. Wegen der hohen Oberflächenspannung von Wasser koaleszieren diese Reinigungsmittel nach der Verteilung auf der zu reinigenden Oberfläche zu kleinen Tröpfchen oder Kügelchen. Beim Verdampfen des Lösungsmittels von der zu reinigenden Oberfläche konzentriert sich der wasserlösliche Schmutz in diesen Tröpfchen und verursacht Oberflächenringe oder Fleckenbildung.
Die Mangel der bereits vorhandenen Oberflächenreiniger schaffen schwierige Probleme bei der Reinigung von feingeschliffenen optischen Linsen und anderen Oberflächen und Werkstoffen. Wegen der hohen Qualitätsnormen, mit denen diese Linsen hergestellt werden, und der bei ihrer Anwendung erforderlichen Präzision sollen sowohl ein Abreiben als auch eine Fleckenbildung völlig vermieden werden. Wenn eine optische Linse selbst mit zarten Fasern, Stoffen oder Geweben während des Reinigungsverfahrens abgerieben wird, besteht die Gefahr, daß die Oberfläche durch ein anhaftendes schleifendes Teilchen zerkratzt und damit das Leistungsvermögen der Linse vermindert wird. Ferner wird
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die geplante Lichttransmissions- und Refraktionscharakteristik verschlechtert, wenn auf einer optischen Linse nach der Reinigung Rückstandsfilme oder Flecken hinterbleiben«
Die Erfindung bezweckt daher ein Reinigungsmittel mit wirksamem Reinigungsvermögen, das keinen Rückstandsfilm auf der Oberfläche nach der Reinigung hinterläßt.
Ziel der Erfindung ist ferner ein Reinigungsmittel, das praktisch vollständig verdampft, nachdem es seine Reinigungsfunktion ausgeübt hat.
Durch die Erfindung soll außerdem ein Reinigungsmittel geschaffen werden, bei dem die Notwendigkeit des Abreibens völlig entfällt.
Ein solches Reinigungsmittel soll sich mit Hilfe verschiedener Flüssigkeitsabgabe- und -spendesysteme, zum Beispiel Pumpspender, leicht auf jede beliebige Oberfläche auftragen lassen.
Die Erfindung sieht weiter ein Reinigungsmittel vor, das sich auf der ganzen zu reinigenden Oberfläche als zusammenhängender Film verteilt und dadurch die Bildung von Kügelchen oder "Fischaugen" und von daraus entstehenden Flecken beseitigt.
Die Erfindung bezweckt auch ein Reinigungsmittel, das sich auf eine beliebige Oberfläche leicht durch Versprühen des Mittels aus einem unter Druck stehenden Behälter auftragen läßt.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist ein Reinigungsmittel, das minimale Wassermengen enthält.
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Durch die Erfindung soll ferner ein Reinigungsmittel geschaffen werden, das sich zur Abgabe in einem Strom mit hohem Volumen eignet, der auf die zu reinigende Oberfläche gerichtet ist, so daß Schmutz- und Staubteilchen abgelöst und weggeführt werden, die sonst während des Reinigungsvorgangs nicht ohne die Gefahr des Verkratzens oder der Beschädigung der Linsenoberfläche entfernt werden könnten.
Die Erfindung ist außerdem auf ein Reinigungsmittel gerichtet, das auf viele glatte undurchlässige Oberflächen, zum Beispiel Metalle und Kunststoffe, aufgebracht werden kann.
Weitere Sonderziele der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen, Elementen, Kombinationen und Betriebsanweisungen, die hierin im einzelnen beschrieben und in den Zeichnungen dargestellt sind.
Die Erfinduna bezieht sich auf die Zubereitung eines neuen vollständig flüchtigen Reinigungsmittels mit niederer. Wassergehalt, das unterschiedliche Mengen von zwei oder mehr leicht verdampfbaren Alkoholen als Hauptanteil seiner Bestandteile und wenigstens ein flüchtiges oberflächenaktives Mittel enthält, und in einem mit Druck arbeitenden Abgabe- oder Pumpspendesystem, in einem Normaldruckentfettungs- oder Ultraschalltank oder in anderen Flüssigkeitsabgabe- und -spendesystemen angewandt wird. Die Verwendung eines praktisch vollständig flüchtigen Reinigungsmittels mit niederem Wassergehalt, das in einen unter Druck stehenden Behälter abgefüllt ist, ergibt einen außerordentlich wirksamen Reiniger für optische Linsen, der erstens Fremdteilchen, die sich auf der Oberfläche angesammelt haben, abzulösen und wegzuführen und zweitens Filme aus den gewöhnlich auftretenden Arten von Fett-, öl-, Wachs- und Salzablagerungen aufzulösen und zu entfernen
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vermag, ohne einen Rückstandsfilm oder Flecken zu hinterlassen. Sämtliche Verbindungen, die in der Reinigungszubereitung verwendet werden, sind praktisch flüchtig und praktisch wasserfrei.
Bei einem Tank kann die zu reinigende Oberfläche in das Reinigungsmittel eingetaucht oder in dem Reinigungsmittel gehalten werden, um die organischen und anorganischen Oberflächenvermireinigungen aufzulösen. Nach Entnahme aus dem Tank und Verdampfung des Reinigungsmittels ist die Oberfläche ausreichend sauber, rückstandsfrei und fleckenfreia Bei dieser Verwendungsart ist es zweckmäßig«, zwei oder drei solche Tanks zu verwenden, land die zn reinigenden Gegenstände in der gleichen Reihenfolge von Tank zu Tank zu befördern, so clriß die iststs Taushbehandlung mit einem schmutzfreien Reinigungsmittel erfolgt»
Die gewünschte. Wirkung der erfindungsgemäßen Mittel wird dadurch erzielt, daß in den Mitteln der Wassergehalt beträchtlich verringert und ein flüchtiges oberflächenaktives Mittel und ein flüchtiges Fettlösungsmittel zusätzlich zu verschiedenen Alkoholen mit verschiedenen Verdampfungeraten, die den Hauptanteil des Reinigungsmittels bilden, enthalten ist, wobei das Gänse in einem unter Druck stehenden Behälter mit einem ventilgesteuerten Auslaß abgefüllt ist. Dadurch wird ein Reinigungsmittel erhalten, das an verschiedenen Stellen auf irgendeine zu reinigende Oberfläche aufgebracht werden kann und bei Kontakt mit der Oberfläche Schmutz- und Staubteilchen wegwäscht, die meisten üblichen anorganischen und organischen Substanzen löst, sich gleichmäßig auf der gesamten Oberfläche verteilt, in gesteuerter abgestufter Weise verdampft und deshalb keine sichtbaren Rückstandsfilme oder Flecken hinterläßt.
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Anhand der Figuren wird die Erfindung weiter erläutert.
Figur 1 ist ein Diagramm, das die Dampfdrucke der für die erfindungsgemäßen Zwecke verwendeten alkoholischen Bestandteile als Funktion der Temperatur im Vergleich zu Wasser zeigt.
Figur 2 zeigt in Form eines Diagramms die abgestufte Flüchtigkeit der Komponenten eines bevorzugten Reinigungsmittels nach der Erfindung.
Figur 3 gibt die mit einem Differentialabtastkalorimeter ermittelten Testergebnisse wieder, aus denen die zusätzliche Wärme zu ersehen ist, die dem bevorraten Mitte1 nach der Erfindung zum Ausgleich für die Verdampfungskühluna zuqeführt wird.
Erfindungsgemäß wird eine Mischung aus wenigstens zwei flüchtigen Alkoholen und wenigstens einem flüchtigen oberflächenaktiven Mittel verwendet. Das oberflächenaktive Mittel muß mit der alkoholischen Mischung mischbar oder darin löslich sein und kann ein Hetzmittel, Detergens und/oder Fettlösungsmittel sein. Diese Mittel können von Natur aus leicht verdampfbar oder infolge ihrer Auflösung in der alkoholischen Komponente verdampfbar sein.
Die für die erfindungsgemäßen Zwecke verwendete alkoholische Komponente muß bei Umgebungsdruck und Umgebungstemperatur, d. h. Atmosphärendruck und einer Temperatur von nicht mehr als 27 Grad C (80 Grad F), leicht verdampfbar sein. Besonders geeignet sind Methanol oder Äthanol oder eine Mischung dieser beiden Alkohole, die bei Umgebungsbedingungen leicht verdampfen, wobei Methanol in allen Mitteln bevorzugt wird, wie noch erläutert wird. Zusätzlich können die Propanole (vorzugsweise n-Propylalkohol) und ungesättigten Alkohole
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mit 3 ,bis 5 Kohlenstoffatomen wegen der Mischbarkeit solcher Alkohole und der Neigung der Mischungen zur Bildung hochflüchtiger Azeotrope, die rasch und vollständig verdampfen, verwendet werden.
Im allgemeinen macht die alkoholische Komponente 70 bis 99 Gewichtsprozent des erfindungsgemäßen Mittels aus, und die oberflächenaktiven Mittel betragen 1 bis 30 Gewichtsprozent des Mittels. Wenigstens 30 Gewichtsprozent der alkoholischen Komponente und vorzugsweise wenigstens 40 Gewichtsprozent sollen aus Methanol und/oder Äthanol bestehen. Wasserfreie oder praktisch wasserfreie Alkohole werden bevorzugt, da Wasser für einen optimalen Betrieb als nachteilig angesehen wird. Da jedoch die Absorption von Wasser in Methanol und Äthanol schwer zu vermeiden ist, können bis zu 8 Gewichtprozent und vorzugsweise nicht mehr als 5 % davon in der Praxis aus Wasser bestehen.
Wenn die oberflächenaktiven Mittel aus Komponenten bestehen, die sämtlich eine verhältnismäßig niedere Flüchtigkeit haben, sollen sie nicht mehr als IO Gewichtsprozent des Mittels und vorzugsweise weniger als 5 % ausmachen. Wenn das oberflächenaktive Mittel wenigstens überwiegend aus einer Komponente besteht, die bei Umgebungstemperatur und umgebungsdruck leicht verdampft, kann es bis zu 30 Gewichtsprozent des Mittels ausmachen, obwohl es vorzugsweise weniger als 15 % beträgt. Die oberflächenaktiven Mittel schließen Fettlösungsmittel wie Glycolether und Dialkyläther ein, die beide weniger als 6 Kohlenstoffatome aufweisen. Detergentien mit einem verhältnismäßig hohen Maß an Flüchtigkeit, die auch als oberflächenaktive Mittel zur Förderung einer gleichmäßigen Benetzung wirken, werden mit besonderem Vorteil verwendet. Beispielhaft dafür sind die alkylsubstituierten Alkinole
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mit bis zu 12 Kohlenstoffatomen und vorzugsweise 6 bis 9 Kohlenstoffatomen. Andere verhältnismäßig flüchtige Verbindungen, die oberflächenaktive Eigenschaften zeigen, können ebenfalls verwendet werden, zum Beispiel C-CU-Ester von organischen C1-C.-Säuren.
Bei der bevorzugten Ausfuhrungsform des erfindungsgemäßen Reinigungsmittels werden drei Alkohole, nämlich Methanol, Äthanol und n-Propylalkohol, verwendet, die 94 bis 98 Gewichtsprozent des Reinigungsmittels ausmachen. Es ist jedoch für den Fachmann ersichtlich, daß ein solches Reinigungsmittel auch dann wirksam ist, wenn nur zwei Alkohole verwendet werden, wobei vorzugsweise das Äthanol weggelassen wird. Das Methanol ist wesentlich, da Methanol als Lösungsmittel für viele der üblichen anorganischen Substanzen auf d er zu reinigenden Oberfläche wirkt und sie beim Ablaufen mit sich führt. Das Äthanol wird in dem bevorzugten Reinigungsmittel deshalb verwendet, weil es sowohl anorganische als auch organische Substanzen zu lösen vermag und zur Erzielung einer Verdampfungs-"Brücke" zwischen der höheren Flüchtigkeit von Methanol und der vergleichsweise niedrigeren Flüchtigkeit des n-Propylalkohols dient. Das Äthanol löst auch anorganische Substanzen und einige der leichteren organischen Substanzen. Der n-Propy1alkohol hat einen Dampfdruck, der dem des Wassers nahekommt und ist der letzte Alkohol, der verdampft. Da die schwereren organischen Schmutzstoffe häufig schwieriger aufzulösen sind, bietet die Verwendung von n-Propylalkohol die Gewähr, daß die hartnäckigen schwereren organischen Substanzen gelöst und durch Abfließen abtransportiert werden.
Der übrige Anteil dieses bevorzugten Reinigungsmittels von 2 bis 6 % besteht aus 1 bis 3 Gewichtsprozent eines
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flüchtigen oberflächenaktiven Mittels, das sowohl als Netzmittel als auch als Detergens zu wirken vermag, vorzugsweise 3,5-Dimethyl-l-hexin-3-ol, und 1 bis 3 Gewichtsprozent eines Fettlösungsmittels aus der Klasse der Glycoläther, vorzugsweise 2-Methoxyäthanol. Die Verwendung eines Fettlösungsmittels bietet eine zusätzliche Sicherheit, daß alle schwereren organischen Substanzen von der Oberfläche entfernt und in den Alkoholen vor deren Verdampfung gelöst werden. Das oberflächenaktive Mittel dient einem doppelten Zweck, da es als Detergens dient, das der Zubereitung zusätzliche Reinigungskraft verleiht, und auch als Netzmittel wirkt, um zu gewährleisten, daß sich das Reinigungsmittel vollständig und gleichmäßig auf der gesamten Oberfläche, auf die es aufgetragen wird, verteilt.
Die bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Reinigungsmittels hat folgende Zusammensetzung:
Tabelle
Gewichtsprozent bevorzugt
Bereich 30,0
Methanol 25 - 35 20,0
Äthanol 15 - 25 46,0
n-Propylalkohol 40 - 50 2,0 .
2-Methoxyäthanol 1-3 2,0
3,5-Dimethyl-l-hexin-3-ol 1-3
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In Figur 1 sind die Dampfdrucke der Hauptbestandteile in der bevorzugten Zubereitung als Punktion der Temperatur aufgetragen. Der Dampfdruck von Wasser als Funktion der Temperatur ist als gestrichelte Kurve dargestellt. Aus Figur 1 und Tabelle I ist zu ersehen, daß 96 % der bevorzugten Zubereitung einen Dampfdruck haben, der größer als der von Wasser oder diesem sehr ähnlich ist. Da die Flüchtigkeit einer bestimmten Substanz dem Dampfdruck der Substanz direkt proportional ist, ist es sinnvoll anzunehmen, wenn man die Existenz von Azeotropen nicht berücksichtigt, daß jeder Anteil, der aus dem Film aus gemischten Lösungsmitteln verdampft, reicher an dem flüchtigeren Lösungsmittel ist, so daß der Anteil, der zuletzt verdampft, in Bezug auf das am wenigsten flüchtige Lösungsmittel am reichsten ist. Selbst wenn sich jedoch Azeotrope bilden, die zur Folge haben, daß das weniger flüchtige Material teilweise zusammen mit dem stärker flüchtigen Material verdampft, findet dennoch in gewissem Ausmaß eine stufenweise Verdampfung statt. Die ideale eingestellte abgestufte Flüchtigkeit des bevorzugten Reinigungsmittel, wie es von der Oberfläche, auf die es aufgebracht wird, verdampfen würde, falls keine Azeotrope gebildet werden, ist in Figur 2 graphisch dargestellt. Die Stufe, die das 3,5-Dimethyll-hexin-3-ol wiedergibt, ist gestrichelt gezeichnet, da in diesem Fall der Dampfdruck geschätzt wurde. In Wirklichkeit läuft die Verdampfung in einem Dreistufenverfahren ab, wie es in Figur 3 dargestellt ist.
Die in Figur 3 dargestellte Kurve wurde durch Erwärmen der bevorzugten Zubereitung in einem Differential-Abtastkalorimeter, Fabrikat Perkin Eimer Modell DSC-IB erhalten. Das Differential-Abtastkalorimeter enthält zwei Schalen, eine Probenschale und eine Kontrollschale oder leere Schale, Das Gerät registriert die Wärme, die
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der Probenschale zugeführt werden muß, damit beide Schalen bei der gleichen Temperatur gehalten werden.
Zur Ermittlung der in Figur 3 dargestellten Kurve wurde die bevorzugte Zubereitung in die Probenschale gefüllt und die zweite Schale trocken gelassen. Beide Schalen wurden mit einer Geschwindigkeit von 1,25 Grad C pro Minute von etwa 29 Grad C bis etwa 39 Grad C auf zunehmende Temperaturen gebracht. Die Kurve von Figur 3 zeigt die zusätzliche Wärme, die zur Erhöhung der Temperatur der Probenschale für jedes Temperaturinkrement erforderlich ist, im Vergleich zu der Wärme, die zur Temperaturerhöhung der trockenen Kontrollschale um das gleiche Temperaturintervall benötigt wird. Es wird daher angenommen, daß die in Figur 3 wiedergegebenen Testergebnisse bedeutsame Fluktuationen in der Geschwindigkeit der Verdampfung des Mittels mit zunehmender Temperatur wiedergeben und ebenso wie visuelle Tests stark darauf hinweisen, daß der VerdampfungsVorgang in drei aufeinanderfolgenden unterscheidbaren Stoffen oder Abschnitten erfolgt. Das Kurvensegment 21 ist eine gerade Linie, bis der Inflektionspunkt 30 erreicht wird. Die Änderung der Kurvensteigung an dieser Stelle zwischen Kurvensegment 21 und dem nächsten Kurvensegment 22 entspricht offenbar einer Änderung in der Wärme der Verdampfung, die in der Schale, welche die bevorzugte Zubereitung enthält, stattfindet.
Das Kurvensegment 22 ist eine steilere Gera <e, bis der nächste Inflektionspunkt 31 erreicht wird. Daran schließt sich das Kurvensegment 23 mit einer wesentlich anderen Steigung als die Kurvensegmente 21 oder 22 an. Die Testdauer betrug etwa 8 Minuten, wenn jedoch die Lösung auf eine Oberfläche gesprüht wird, ist die Flüssigkeitshöhe wesentlich kleiner a fe in der Testschale, und die Zubereitung verdampft normalerweise vollständig in 2 bis 3 Minuten.
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Es wird angenommen, daß während der ersten Stufe das meiste Methanol verdampft, nachdem die anorganischen Substanzen durch Abfließen infolge der Schwerkraft abtransportiert wurden, und daß auch das meiste Äthanol verdampft, nachdem es anorganische und einige organische Substanzen durch Abfließen unter dem Einfluß der Schwerkraft abtransportiert hat. Es wird angenommen, daß in der zweiten Stufe alles übrige Methanol und Äthanol verdampft und daß auch der n-Propylalkohol verdampft, nachdem er organische Oberflächenverunreinigungen durch Abfließen unter dem Einfluß der Schwerkraft entfernt hat.
Kennzeichnend für die letzte Stufe ist eine sichtbare Trübung, die auftritt und dann wieder langsam verschwindet. Es wird angenommen, daß dies die Verdampfung des zurückgebliebenen 2-Methoxyäthanols und 3,5-Dimethyll-hexin-3-ols ist. Nach Ablauf von 2 bis 3 Minuten ist die Oberfläche sauber, hat keine Schmutzflecken und zeigt keinen sichtbaren Rückstandsfilm.
Selbst wenn in Wirklichkeit nicht die angenommene dreistufige Verdampfung stattfindet, ergibt die überlegte Auswahl von Lösungsmitteln und oberflächenaktiven Mitteln, welche die Fähigkeit zur Loslösung, zum Detergieren oder zum Auflösen der Schmutzstoffe haben, praktisch flüchtig und frei von nicht-flüchtigen Verunreinigungen sind und deshalb keine Ablagerungen hinterlassen, praktisch wasserfrei sind und niedrige Oberflächenspannungen und unterschiedliche Dampfdrucke haben, ein Reinigungsmittel, das auf praktisch jede Oberfläche entweder durch Anwendung eines unter Druck stehenden Behälters oder durch Eintauchen in einen Ultraschall- oder üblichen Reinigungs- oder Entfettungstank aufgebracht werden kann, die Oberfläche durch Entfernung nicht nur von Staub- und Schmutzteilchen, sondern
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auch von üblicherweise auftretenden anorganischen und organischen Verunreinigungen vollständig säubert und eine rückstandsfreie fleckenlose Oberfläche hinterläßt.
Durch richtige Auswahl eines oder mehrerer flüchtiger Lösungsmittel, deren Dampfdruck niedriger als der von Wasser ist, werden starke Verdampfungskühlungseffekte vermieden. Im allgemeinen kühlt sich nach Auftrag des Reinigungsmittels die Oberfläche des Werkstücks auf eine unter dem Taupunkt liegende Temperatur ab und verursacht Kondensation von Feuchtigkeit. Bei Auswahl von Lösungsmitteln, die niedrigere Dampfdrucke als Wasser haben und außerdem Lösungsmittel für Wasser sind, wird während der letzten Abschnitte der Trocknung das kondensierte Wasser in den Lösungsmitteln gelöst, welche die Oberfläche gleichmäßig zu benetzen vermögen. Dadurch wird das kondensierte Wasser daran gehindert, die Oberflächen während des Trocknens in Form diskreter Tröpfchen oder "Fischaugen" zu bedecken, in denen geringe Spuren teilchenförmiger Materie suspendiert und gelöst sind, und diese teilchenförmigen Feststoffe nach dem Trocknen in charakteristischen fleckenartigen sichtbaren Mustern zu hinterlassen.
Eine abrupte Verdampfungskühlung, kondensierte Wassertröpfchen, isolierte "Fischaugen"-Tropfen aus unabhängig verdampfendem Lösungsmittel und Ablagerungen oder Rückstandsfilme aus Fremdstoffen und Verunreinigungen, die bei der Verdampfung des Lösungsmittels zurückbleiben, werden durch die erfindungsgemäßen Zubereitungen unabhängig davon, ob eine stufenweise Verdampfung stattfindet oder nicht, sämtlich praktisch beseitigt.
Tests haben ergeben, daß aus diesen Gründen die oben beschriebene Zubereitung für ein Linsenreinigungsmittel,
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das kein Abreiben erfordert, vorzuziehen ist. Es ist jedoch möglich, die in dieser Zubereitung verwendeten Substanzen abzuändern und dennoch ein Reinigungsmittel mit brauchbaren Eigenschaften zu erhalten. Die Bereiche, in denen die Mengen der bevorzugten Substanzen abgeändert werden können, sind nachstehend angegeben:
Tabelle II Gewichtsprozent
Methanol 15-50
Äthanol 0-25
2-Methoxyäthanol 0 - 4
3,5-Dimethyl-l-hexin-3-ol 0-4
n-Propylalkohol als Rest, vorzugs
weise wenigstens 25 %
Bei Anwendung dieser Tabelle von Bereichen ist es wesentlich, den Zweck zu berücksichtigen, dem jede der Substanzen dient. Es wäre unvernünftig, ein Reinigungsmittel zuzubereiten und dabei die Höchstmenge für jede Substanz zu verwenden, so daß die Menge des n-Propylalkohols bei ihrem absoluten Minimum von 17 Gewichtsprozent liegen würde. Der n-Propylalkohol wird benötigt, um die schweren organischen Substanzen auf der Oberfläche zu lösen und zu entfernen. Da die schweren organischen Substanzen sich ihrer Auflösung stärker widersetzen als die anorganischen Substanzen, kommt es entscheidend darauf an, daß in der Zubereitung eine ausreichende Menge n-Propylalkohol enthalten ist, so daß die Entfernung sämtlicher organischer Substanzen gewährleistet ist. Wenn daher
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der Methanolgehalt bis zu seiner oberen Grenze erhöht wird, soll der Äthanolgehalt gesenkt werden.
Es wäre möglich, aufgrund der hierin gegebenen Lehre ein Reinigungsmittel zu bereiten, ohne alle hierin angegebenen Verbindungen oder aber Ersatzstoffe dafür zu verwenden. Als mögliche Ersatzstoffe könnten beispielsweise andere Glycoläther statt 2-Methoxyäthanol verwendet werden. Anstelle von 3,5-Dimethyl-l-hexin-3-ol könnten irgendein anderes flüchtiges oberflächenaktives Mittel oder eine Kombination von flüchtigen oberflächenaktiven Mitteln verwendet werden, die gleichzeitig als Detergens und als Netzmittel wirken. Ferner kann Isopropylalkohol anstelle von n-Propylalkohol eingesetzt werden. Es können sogar kleine Mengen nichtflüchtiger oberflächenaktiver Mittel verwendet werden, sofern sie zusammenhängende optisch annehmbare Filmrückstände hinterlassen, zum Beispiel der Dioctylester von Natriumsulfobernsteinsäure. Beispiele für Reinigungsmittel mit solchen Ersatzstoffen zeigen die Tabellen III und IV.
Tabelle Methanol III Gewichtsprozent
Äthanol 2,0
n-Propylalkohol 16,67
2-Butoxyäthanol 79,3
3,5-Dimethyl-l-hexin-3-ol 1/0
1,0
Dioctylester von Natriumsulf obernsteinsäure 0,03
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Tabelle IV Gewichtsprozent
Methanol 2,0
Äthanol 16,67
n-Propylalkohol 46,0
Isopropylalkohol 33,3
2-Butoxyäthanol 1,0
3,5-Dimethyl-l-hexin-3-ol 1,0
Dioctylester von Natriumsulf ©bernsteinsäure 0,03
Diese Reinigungsmittel sind ein geeigneter Ersatz für die bevorzugte Zubereitung bei Anwendungen, bei denen ein optisch klarer Film zulässig ist.
Mit Isopropylalkohol wurden umfangreiche Tests durchgeführt, und es wurde festgestellt, daß Isopropylalkohol beim Verdampfen einen geringen Rückstand hinterläßt. Aus diesem Grund wurde Isopropylalkohol nicht in die bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Reinigungsmittels aufgenommen. Falls jedoch ein rückstandsfreier Isopropylalkohol erhältlich wäre, könnte er den n-Propylalkohol leicht ersetzen.
Die bedeutenden Vorteile, die mit einer praktisch wasserfreien Zubereitung für ein Reinigungsmittel erzielt werden, wurden bei der Prüfung dieser Zubereitung festgestellt, bei der ein Versuchsansatz bereitet wurde,
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der 1 Gewichtsprozent Wasser enthielt. Nach Auftrag auf die zu reinigende Oberfläche und nach der Verdampfung wurde beobachtet, daß die Oberfläche Schmutzflecken aufwies. Bei Verwendung der bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Reinigungsmittels, die praktisch wasserfrei ist, wurde eine saubere rückstandsfreie fleckenlose Oberfläche erhalten.
Die Wirksamkeit dieses Reinigungsmittels wird durch Abgabe unter Druck zur Erzielung einer Schmutzverdrängungskraft verbessert, wobei die Zubereitung in einen unter Druck gesetzten Behälter oder Pumpspender mit einem ventilbetätigten Abgabeauslaß abgefüllt wird. In einer zweckmäßigen Ausfuhrungsform wird die Zubereitung unter Druck in einen "Aerosol"-Druckbehälter mit einem Treibmittel, vorzugsweise Dichlordifluormethan, abgefüllt. Dieses besondere System ergibt einen zweistufigen Reinigungsvorgang für jede Oberfläche, auf das es aufgebracht wird. In der ersten Stufe werden die Staub- und Schmutzteilchen durch den Auftrag der Zubereitung auf die Oberfläche losgelöst und weggespült. Diese Spülwirkung wird durch Kräfte erreicht, die beim Austreiben der Zubereitung gegen die zu reinigende Oberfläche erzeugt werden. Wenn das Reinigungsmittel auf die Oberfläche, auf die es aufgebracht wird, auftrifft, werden die unlöslichen Staub- und Schmutzteilchen durch den Sprühstrahl losgelöst und abgespült.
Die zweite Reinigungsstufe wird durch das Reinigungsmittel selbst erzielt, wenn es sich gleichmäßig über die gesamte Oberfläche, auf die es aufgebracht wird, verteilt und anorganische und organische Substanzen auf der Oberfläche löst und durch Abfließen unter dem Einfluß der Schwerkraft abtransportiert, ohne einen· sichtbaren Rückstandsfilm oder Flecken zu hinterlassen. Dieses System ergibt einen selbstspülenden,
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selbstreinigenden, vollständig verdampfenden, kein Nachwischen erfordernden Linsenreiniger, der eine rückstandsfreie fleckenlose Oberfläche hinterläßt.
Die Reinigung wird durch Auftrag aus einem Abstand und ohne irgendeine andere Berührung der zu reinigenden Oberfläche als durch das Reinigungsmittel erzielt. Die Tests, die mit dem erfindungsgemäß zubereiteten Oberflächenreiniger durchgeführt wurden, haben gezeigt, daß normal verschmutzte Oberflächen durch einen einzigen Auftrag dieses Oberflächenreinigers ohne manuellen Kontakt mit der Oberfläche gereinigt werden können. Außerdem wurden auch stark verschmutzte Oberflächen mit diesem Oberflächenreiniger allein durch mehrmaligen Auftrag des Oberflächenreinigers und ohne manuellen Kontakt gereinigt.
Es wurde gefunden, daß die erfindungsgemäßen Reinigungsmittel mit vielen Werkstoffen verträglich sind. Zwar sollten vor allem Reinigungsmittel zur Reinigung der Oberflächen von optischen Linsen geschaffen werden, ihre Wirksamkeit ist jedoch nicht auf Linsenoberflächen beschränkt. Die erfindungsgemäßen Mittel sind vielmehr für die Reinigung vieler verschiedener Werkstoffe sehr vorteilhaft.
Bei der bevorzugten Ausführungsform des Onerflächenreinigers wird die oben beschriebene Zubereitung zusammen mit Dichlordifluormethan als Treibmittel in solcher Weise abgefüllt, daß der Druckbehälter etwa 85 Gewichtsprozent der Zubereitung und etwa 15 Gewichtsprozent des Treibmittels enthält. Es hat sich"gezeigt, daß dies ein wirksames Verhältnis zur Erzielung ausreichender Kräfte für die "Verdrängungs"-Reinigung von Stufe 1 ist. Die Art und Menge des verwendeten Treibmittels kann jedoch in weiten Grenzen abgeändert werden, da sie von anderen ümgebungsbedingunqen abhängig ist. Der Treibmittelgehalt und
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der Treibmitteltyp können entsprechend der gewünschten Treibkraft oder der angestrebten Art von Sprüheffekt gewählt werden. Ferner kann das Treibmittel für jeden verschiedenen Abgabeauslaß entsprechend abgeändert werden, um die gewünschten Treib- und Sprühbedingungen zu erzielen. Es ist besonders zu beachten, daß Schwierigkeiten, die bei bekannten Reinigungsmitteln auftraten, durch diesen Oberflächenreiniger beseitigt v/erden. Der erfindungsgemäße Oberflächenreiniger verdrängt nicht nur beim Auftrag Schmutz- und Staubteilchen auf der Oberfläche und spült sie weg, sondern verteilt sich anschließend gleichmäßig auf der Oberfläche, auf die er aufgebracht wird, und löst anorganische und organische Substanzen. Es wird angenommen, daß sich die Zubereitung, wenn sie verdampft, a Ib ein einziger Flüssigkeitskörper zum tiefsten Punkt der Oberfläche, auf die sie aufgebracht wurde, zurückzieht, wobei sich der hintere Rand dieses zurückgezogenen Flüssigkeitskörpers selbst "abstößt" und die gelösten Verunreinigungen mitnimmt, so daß eine saubere rückstandsfreie fleckenlose Oberfläche zurückbleibt, ohne daß ein Nachreiben, Polieren oder ein zusätzlicher Kontakt mit der Oberfläche erforderlich ist.
Die Hauptschwierigkeiten mit üblichen Oberflächenreinigern sind das erforderliche Nachreiben der Oberfläche zur Erzielung einer ausreichenden Sauberkeit und das Vorliegen eines Rückstandsfilms und von Flecken auf der Oberfläche, nachdem der Reiniger verdampft ist. Viele dieser bekannten Schwierigkeiten werden erfindungsgemäß dadurch beseitigt, daß zusätzlich zu einem oder mehreren anderen leichtflüchtigen Lösungsmitteln Methanol verwendet wird und daß anderes Wasser als solches, das als Verunreinigung in Spuren vorhanden ist, praktisch völlig ausgeschlossen wird.
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Fleckenbildung erfolgt bei den Reinigern, die merkliche Wassermengen enthalten, weil die hohe Oberflächenspannung von Wasser dazu führt, daß sich das Reinigungsmittel auf der Oberfläche in Form zahlreicher Kügelchen oder "Fischaugen"-Gebilde während des Trocknens verteilt. Wenn das Reinigungsmittel verdampft, werden Spuren unlöslicher Stoffe und Teilchen, die aus der Atmosphäre aufgenommen werden, in jedem Kügelchen oder "Fischauge" zunehmend konzentriert und bleiben nach dem Trocknen auf der Oberfläche als Schmutzflecken zurück. Infolge der Verwendung von Lösungsmitteln mit niederer Oberflächenspannung bildet die erfindungsgemäße Zubereitung beim Auftrag auf eine Oberfläche oder während des Trocknens keine Kügelchen, sondern verteilt sich gleichmäßig auf der gesamten zu reinigenden Oberfläche und bleibt während des Trocknungsabschnitts als praktisch gleichmäßiger Film erhalten. Obwohl es nicht unbedingt erforderlich ist, enthält die bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgernäßen Reinigungsmittels ein Netzmittel, um die vollständige Verteilung dieser Zubereitung weiter zu verbessern. Indem die Bildung von Kügelchen oder "Fischaugen" verhindert wird, werden Schmutzflecken praktisch ausgeschlossen.
Der zweite Vorteil des erfindungsgemäßen Reinigungsmittels liegt darin, daß keinerlei Nachreiben der Oberfläche erforderlich ist. Das Abreiben mit Vliesstoffen, Lappen, Linsenreinigungstüchern oder anderen Hilfsmitteln ist gefährlich, da dabei stets die Gefahr besteht, daß daran schleifende Teilchen anhaften und dadurch die Oberfläche verkratzt wird. Dies ist besonders gefährlich, wenn es sich um optische Präzisionslinsen handelt. Dadurch, daß erfindungsgemäß nur Verbindungen verwendet werden, die bei Umgebungstemperaturen oder gewöhnlichen Raumtemperaturen verdampfbar sind, wird die Notwendigkeit eines Nachreibens der Oberfläche beseitigt.
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Einige bekannte Reinigungsmittel sind zwar theoretisch flüchtig, in der Praxis hinterlassen sie jedoch einen Rückstandsfilm, von dem angenommen wird, daß er aus gelösten und nicht verdampften Stoffen oder Verunreinigungen auf der Oberfläche besteht, und dieser Film kann Schmutz- und Staubteilchen einfangen. Die bevorzugten Zubereitungen nach der Erfindung sind dagegen nicht nur flüchtig, sondern hinterlassen auch beim Verdampfen keinen Rückstandsfilm.
Die in den erfindungsgemäßen Zubereitungen verwendeten Alkohole haben abgestufte proportionale Flüchtigkeitsraten. Nachdem sich das Reinigungsmittel vollständig auf der Linsenoberflache verteilt hat, findet offenbar die Verdampfung in gesteuerter, abgestufter Weise statt. Durch diese gesteuerte Geschwindigkeit der Verdampfung in Verbindung mit der Verwendung einiger Lösungsmittel, deren Dampfdruck niedriger als der von Wasser ist, wird eine ausgedehnte Kondensation atmosphärischer Feuchtigkeit in Form diskreter Tröpfchen infolge der Abkühlung der Oberfläche bei der Verdampfung vermieden. Diese flüchtigen Lösungsmittel lösen das kondensierte Wasser und halten es in Form eine·"? gleichmäßigen Oberflächenfilms, so daß Fleckenbildung infolge Schmutzkonzentration in den kondensierten Wassertröpfchen vermieden wird. Außerdem wird die Entfernung von organischen und anorganischen Substanzen dadurch gewährleistet, daß die erfindungsgemäße Zubereitung kleine Mengen eines oberflächenaktiven Mittels und eines Fettlösungsmittels enthält.
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Claims (25)

Patentansprüche
1. Praktisch vollständig flüchtiges, praktisch wasserfreies Oberflächenreinigungsmittel, gekennzeichnet durch
A. wenigstens zwei flüchtige Alkohole, die den Hauptanteil des Mittels in Gewichtsprozent bilden, und
B. wenigstens ein flüchtiges oberflächenaktives Mittel.
2. Reinigungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Alkohole aus Methanol besteht und ein anderer der Alkohole einen niedrigeren Dampfdruck als Methanol hat.
3. Reinigungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es die Alkohole in einem Gewichtsprozentverhältnis enthält, das eine gesteuerte abgestufte Verdampfung ergibt.
4. Reinigungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es außerdem ein flüchtiges und praktisch wasserfreies Fettlösungsmittel enthält.
5. Reinigungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle seine Bestandteile bei Umgebungstemperaturen verhältnismäßig flüchtig, praktisch wasserfrei und praktisch frei von rückstandsbildenden Verunreinigungen sind und dadurch verdampfen, ohne einen sichtbaren Rückstandsfilm oder Flecken zu hinterlassen.
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6. Reinigungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet/ daß die Zubereitung in einen unter Druck stehenden Behälter abgefüllt ist.
7. Reinigungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Alkohole, bezogen auf das Gewicht des Reinigungsmittels, etwa 20 bis 50 Gewichtsprozent Methanol enthalten und daß die oberflächenaktiven Mittel etwa O,05 bis 4 Gewichtsprozent 3,5-Dimethyl-l-hexin-3-ol enthalten.
8. Reinigungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Alkohole, bezogen auf das Gewicht des Mittels, etwa 20 bis 50 Gewichtsprozent Methanol und etwa 0 bis 4 Gewichtsprozent eines Glycoläthers enthalten und daß der Rest im wesentlichen aus einer oder mehreren anderen flüchtigen Flüssigkeiten bestellt.
9. Spender für einen vollständig flüchtigen Oberflächenreiniger, gekennzeichnet durch
A. ein Oberflächenreinigungsmittel aus wenigstens zwei flüchtigen Alkoholen, die den Hauptanteil des Mittels bilden, und wenigstens- einem flüch-
• tigen oberflächenaktiven Mittel,
B. ein Lösungsmittel mit mittlerem Siedepunkt und
C. einem unter Druck stehenden Spendebehälter, in dem sich das Reinigungsmittel befindet und aus dem es als Drucksprühüng zum Auftrag auf eine Oberfläche zu deren Reinigung ohne Notwendig- V keit eines manuellen Kontakts mit der Oberfläche des zu reinigenden Werkstücks abgegeben werden kann.
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10. Oberflächenreinigungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es etwa 20 bis 50 Gewichtsprozent Methanol, bis zu etwa 25 Gewichtsprozent Äthanol, bis zu 4 Gewichtsprozent 2-Methoxyäthanol, bis zu 4 Gewichtsprozent 3,5-Dimethyl-l-hexin-3-ol und von dem 2-Methoxyäthanol und 3,5-Dimethyl-l-hexin-3-ol wenigstens eines und als Rest im wesentlichen n-Propylalkohol enthält.
11. Reinigungsmittel nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Bestandteile praktisch wasserfrei und frei von nichtflüchtigen Verunreinigungen sind und dadurch vollständig verdampfen, ohne einen Rückstandsfilm oder Flecken zu hinterlassen.
12. Reinigungsmittel nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß es 25 bis 35 Gewichtsprozent Methanol, 15 bis 25 Gewichtsprozent Äthanol, 40 bis 50 Gewichtsprozent n-Propylalkohol, 1 bis 3 Gewichtsprozent 2-Methoxyäthanol und 1 bis 3 Gewichtsprozent 3,5-Dimethyl-l-hexin-3-ol enthält.
13. Verfahren zur vollständigen Reinigung einer Oberfläche ohne hinterbleibende Rückstandsfilme oder Flecken, dadurch gekennzeichnet, daß man
A. ein praktisch vollständig flüchtiges, praktisch wasserfreies Reinigungsmittel, das wenigstens zwei Alkohole enthält, die den Hauptanteil des Mittels bilden und in einem Verhältnis vorliegen, das eine gesteuerte abgestufte Verdampfung ergibt, in einen unter Druck stehenden Behälter mit einem ventilbetätigten Auslaß abfüllt und
B. das Reinigungsmittel aus dem unter Druck stehenden Behälter in Form eines auf die zu reinigende Oberfläche gerichteten Sprühstrahls abgibt, der auf die Oberfläche auftrifft und dabei unlösliche Schmutz- und Staubteilchen loslöst und abspült, sich vollständig
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und gleichmäßig über die Oberfläche, auf die er aufgebracht wird, verteilt und dabei alle anorganischen und organischen Substanzen auflöst und sie durch Abfließen unter dem Einfluß der Schwerkraft abtransportiert und praktisch vollständig verdampft und dadurch die Oberfläche ohne manuellen Kontakt reinigt.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Reinigungsmittel verwendet, das außerdem wenigstens ein verhältnismäßig flüchtiges oberflächenaktives Mittel und ein Lösungsmittel mit mittlerem Siedepunkt enthält.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Reinigungsmittel verwendet, dessen sämtliche Bestandteile praktisch wasserfrei und frei von nicht flüchtigen Verunreinigungen sind.
16. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß man das Reinigungsmittel unter Druck mit einem Treibmittel abfüllt.
17. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennezeichnet, daß das Reinigungsmittel, nachdem es sich vollständig und gleichmäßig über die Oberfläche, auf die es aufgebracht wurde, verteilt hat, als ein einziger Flüssigkeitskörper fortschreitend verdampft, wobei sich die Fläche des mit Lösungsmittel bedeckten Gebiets der Oberfläche ständig in Richtung auf das Gebiet.der größten Flüssigkeitshöhe verkleinert und die gelösten organischen und anorganischen Substanzen mitnimmt.
18. Verfahren zur vollständigen Reinigung einer Oberfläche ohne hinterbleibende Rückstandsfilme oder Flecken, dadurch gekennzeichnet, daß man
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A. einen Tank mit einem praktisch völlig flüchtigen, praktisch wasserfreien Reinigungsmittel füllt, das wenigstens zwei Alkohole enthält, die den Hauptanteil des Reinigungsmittels bilden und in einem Gewichtsverhältnis vorliegen, das eine gesteuerte abgestufte Verdampfung ergibt,
B. die zu reinigende Oberfläche in das Reinigungsmittel taucht und unlösliche Schmutz- und Staubteilchen davon verdrängt und abwäscht und
C. die Oberfläche aus dem Tank entnimmt, wobei sich das Reinigungsmittel vollständig und gleichmäßig auf der Oberfläche verteilt, alle anorganischen und organischen Substanzen auflöst, sie durch Abfließen unter dem Einfluß der Schwerkraft abtransportiert und vollständig verdampft und dadurch die Oberfläche ohne jeden manuellen Kontakt reinigt.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Reinigungsmittel verwendet, das außerdem wenigstens ein verhältnismäßig flüchtiges oberflächenaktives Mittel und ein Lösungsmittel mit mittlerem Siedepunkt enthält.
20. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Reinigungsmittel verwendet, dessen sämtliche Bestandteile praktisch wasserfrei und frei von nicht flüchtigen Verunreinigungen sind.
21. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichrnet, daß nach Entnahme der Oberfläche aus dem Tank das Reinigungsmittel, nachdem es sich vollständig und gleichmäßig über die Oberfläche, auf die es aufgebracht wurde, verteilt hat, ads ein einziger Flüssigkeitskörper von
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der Stelle der niedrigsten Flüssigkeitskonzentration zu der Stelle der größten Flüssigkeitskonzentration verdampft und dabei die gelösten organischen und anorganischen Substanzen mitnimmt.
22. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet/ daß man die zu reinigende Oberfläche in den Tank stellt und die unlöslichen Schmutz- und Staubteilchen durch Ultraschallreinigung verdrängt und abwäscht.
23. Verfahren zur vollständigen Reinigung einer Oberfläche ohne zurückbleibende Rückstandsfilme oder Flecken, dadurch gekennzeichnet, daß man
A. ein praktisch völlig flüchtiges, praktisch wasserfreies Reinigungsmittel, das wenigstens zwei Alkohole enthält, die den Hauptanteil des Reinigungsmittels bilden und in einem Gewichtsverhältnis vorliegen, das eine gesteuerte abgestufte Verdampfung ergibt, in einen Flüssigkeitsabgabe- und -spendebehälter abfüllt und
B. das Reinigungsmittel aus dem Behälter in Form eines auf die zu ^einigende Oberfläche gerichteten Sprühstrahls abgibt, der sich vollständig und gleichmäßig über die Oberfläche, auf die er aufgebracht wird, verteilt, alle anorganischen und organischen Substanzen auflöst und sie durch Abfließen unter dem Einfluß der Schwerkraft abtransportiert, praktisch vollständig verdampft und dadurch die Oberfläche ohne manuellen Kontakt reinigt.
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24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß man als Flüssigkeitsabgabe- und -spendebehälter einen Pumpspender verwendet.
25. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Reinigungsmittel verwendet, das außerdem wenigstens ein verhältnismäßig flüchtiges oberflächenaktives Mittel und ein Lösungsmittel mit mittlerem Siedepunkt enthält.
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