DE3887830T2 - Viskoelastische Reinigungsmittel und deren Anwendung. - Google Patents

Viskoelastische Reinigungsmittel und deren Anwendung.

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Description

  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft verdickte Reinigungszusammensetzungen mit viskoelastischer Rheologie und insbesondere solche verdickten Reinigungszusammensetzungen, die eine viskoelastische Rheologie aufweisen, die so zubereitet wurden, daß sie als Abflußreiniger Verwendung finden, oder die so zubereitet wurden, daß sie als Reinigungsmittel für harte Oberflächen Verwendung finden. 2. Beschreibung des Standes der Technik
  • Es finden sich viele Hinweise in der Literatur, die sich mit der Entwicklung einer verdickten Reinigungszusammensetzung befassen, die ein Bleichmittel enthält und als Reinigungsmittel für harte Oberflächen Verwendung findet. Die Wirksamkeit solcher Zusammensetzungen wird durch viskose Zubereitungen stark verbessert, wobei die Verweilzeit des Reinigungsmittels erhöht wird. Das Verspritzen während der Anwendung und des Gebrauchs wird minimal gehalten und die Vorliebe des Verbrauchers für ein verdicktes Produkt ist gut dokumentiert. Schilp beschreibt in der U.S. 4,337,163 ein Hypochlorit, welches mit einem Aminoxid oder einer quaternären Ammoniumverbindung und einer gesättigten Fettsäureseife verdickt ist. Stoddart beschreibt in der U.S. 4,576,728 ein verdicktes Hypochiorit, welches 3- oder 4-Chlorbenzoesäure, 4-Brombenzoesäure, 4-Toluylsäure und 3-Nitrobenzoesäure im Gemisch mit einem Aminoxid enthält. DeSimone beschreibt in der U.S 4,113,645 ein Verfahren zur Dispersion eines Duftstoffs in einem Hypochlorit unter Verwendung einer quaternären Ammoniumverbindung. Bentham et al. beschreiben in der U.s. 4,399,050 ein Hypochlorit, welches mit bestimmten carboxylierten grenzflächenaktiven Mitteln, Aminoxiden und quaternären Ammoniumverbindungen verdickt ist. Jeffrey et al. beschreiben in der GB 1 466 560 Bleichmittel mit einer Seife, grenzflächenaktiven Mitteln und einer quaternären Ammoniumverbindung. Aus verschiedenen Gründen sind die in der Literatur beschriebenen verdickten Hypochloritzusammensetzungen im Handel nicht erhältlich. In vielen Fällen ist die Verdickung ungenügend, um die gewünschte Verweilzeit auf nicht-horizontalen Oberflächen zu erhalten. Die Zugabe von Bestandteilen und/oder die Modifizierung der Eigenschaften der gelösten Bestandteile ergibt oft zusätzliche Schwierigkeiten mit der Zusammensetzung, wie Synärese, wodurch die Zugabe weiterer Bestandteile erforderlich wird, um zu versuchen, diese Schwierigkeiten zu korrigieren. Polymere verdickte Hypochlorit-Bleichzusammensetzungen besitzen die Neigung, daß sie durch das Hypochlorit oxidiert werden. Die bekannten verdickten Bleichprodukte zeigen im allgemeinen eine Phaseninstabilität bei erhöhten (über etwa 38ºC (100ºF)) und/oder niedrigen (unter etwa 2ºC (35ºF)) Lagerungstemperaturen. Schwierigkeiten treten bei kolloidalen Verdickungsmitteln auf, da diese entweder einen scheinbaren Körpergehalt oder thixotrope Rheologien aufweisen, die bei hohen Viskositäten ein Abbinden oder Erhärten ergeben können. Andere bekannte Hypochloritzusammensetzungen werden mit grenzflächenaktiven Mitteln verdickt, und sie können Hypochlorit-Stabilitätsprobleme verursachen. Verdickungssysteme mit grenzflächenaktiven Mitteln sind ebenfalls nicht kosteneffizient, wenn sie in hohen Gehalten, die erforderlich sind, um die gewünschten Produkt-Viskositätswerte zu erhalten, verwendet werden. In der europäischen Patentanmeldung von Stoddard werden strukturviskose Zusammensetzungen beschrieben, und es wird versucht, die Viskoelastizität in solchen strukturviskosen Zusammensetzungen zu vermeiden.
  • In der EP-A-0,265,979 wird eine verdickte wäßrige Reinigungszusammensetzung beschrieben, in die ein quaternäres Ammoniumsalz oder Aminoxid als grenzflächenaktives Mittel und ein organisches anionisches Sulfonat eingearbeitet sind und die ein strukturviskoses Verhalten zeigen.
  • Die bekannten Abflußreiniger wurden mit einer Vielzahl von aktiven Stoffen formuliert, um die Vielzahl der Materialien zu entfernen, die eine Verstopfung oder Verengung der Abflüsse verursachen können. Solche Aktivstoffe können Säuren, Basen, Enzyme, Lösungsmittel, Reduktionsmittel, Oxidationsmittel und thioorganische Verbindungen umfassen. Solche Zusammensetzungen werden beispielsweise in den U.S. Patentschriften 4,080,305, erteilt für Holdt et al.; 4,395,344, erteilt für Maddox; 4,587,032, erteilt für Rogers; 4,540,506 erteilt für Jacobson et al.; 4,610,800, erteilt für Durham et al.; und in den europäischen Patentanmeldungen 0,178,931 und 0,185,528, beide im Namen von Swann et al., beschrieben. In der US-A-3,503,890 wird ein Verfahren zur Freimachung von Abflüssen beschrieben, bei dem eine wäßrige Zusammensetzung verwendet wird, welche eine kationische quaternäre Ammoniumverbindung und ein anionisches Gegenion enthält. Im allgemeinen haben die Forscher auf diesem Gebiet ihre Bemühungen in Richtung auf Aktivstoffe oder Kombinationen aus Aktivstoffen gerichtet, die eine verbesserte Wirksamkeit oder Geschwindigkeit aufweisen, wenn sie bei typischerweise auftretenden Verstopfungsmaterialien verwendet werden, oder die sicherer zu verwenden sind. Eine Schwierigkeit bei diesem Weg ist jedoch, daß, unabhängig von der Wirksamkeit der Aktivstoffe die Wirksamkeit der Aktivstoffe herabgesetzt oder zerstört wird, wenn die Zusammensetzung nicht vollständig zu der Verstopfung befördert wird. Dies ist besonders offensichtlich, wenn der verstopfte Abfluß eine Ansammlung von stehendem Wasser ergibt, und eine Abflußöffnungszusarnmensetzung, die zu solch stehendem Wasser gegeben wird, wird dabei wesentlich verdünnt werden. In den obigen europäischen Patentanmeldungen von Swann et al. wird ein Versuch beschrieben, die Abgabeschwierigkeiten zu beseitigen, indem die Aktivstoffe in Polymerperlen eingekapselt werden. Die Patentschriften von Rogers und Durham et al. beziehen sich auf die Abgabeschwierigkeiten und erwähnen, daß ein Verdickungsmittel verwendet wird, um die Lösungsviskosität zu erhöhen und die Verdünnung abzuschwächen. Ähnlich wird ein Verdickungsmittel gegebenenfalls in der Formulierung von Jacobson et al. verwendet. Die viskoelastischen Eigenschaften von wäßrigen Detergenslösungen auf der Grundlage quaternärer Ammoniumverbindungen und anionischer Gegenionen werden in "Journal of Colloid and Interface Science", Bd. 57, Nr. 3, Dezember 1976, Seiten 575-577 und in "Seifen-Öle-Fette-Wachse", 111 Jg., Nr. 15/1985, Seiten 467-471, beschrieben. ZUSAMMENFASSUNG DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
  • Aufgrund des Standes der Technik besteht ein Bedarffür eine verdickte Reinigungszusammensetzung mit einer viskoelastischen Rheologie, die als Abflußreinigungszusammensetzung verwendet werden kann. Es besteht weiterhin ein Bedarffür eine viskoelastische Reinigungszusammensetzung, die bleich und phasenstabil, selbst bei hohen Viskositäten und niedrigen Temperaturen, ist, und die wirtschaftlich zubereitet werden kann.
  • Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine viskoelastische verdickte Reinigungszusammensetzung zu Verfügung zu stellen.
  • Es ist weiterhin Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Reinigungszusammensetzung zu Verfügung zu stellen, die Verwendbarkeit als Abflußreiniger wegen ihrer viskoelastischen Rheologie besitzt.
  • Es ist weiterhin Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Abflußreinigungszusammensetzung, die hochwirksam ist, zu Verfügung zu stellen.
  • Es ist weiterhin Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine viskoelastische verdickte Reinigungszusammensetzung zu Verfügung zu stellen, die während der normalen Lagerung und bei erhöhten oder sehr niedrigen Temperaturen selbst in Anwesenheit eines Bleichmittels phasenstabil ist.
  • Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine stabile verdickte Hypochloritzusammensetzung mit viskoelastischer Rheologie zu Verfügung zu stellen.
  • Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein viskoelastisches Verdickungssystem, welches sowohl bei hohen als auch bei niedrigen Ionenstärken wirksam ist, zu Verfügung zu stellen.
  • Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Reinigungszusammensetzung mit viskoelastischer Rheologie zu Verfügung zu stellen, mit der das Füllen der Behälter während der Herstellung vereinfacht und die Abgabe beim Verbraucher erleichtert wird.
  • Die Erfindung betrifft gemäß einer ersten Ausführungsform eine verdickte Reinigungszusammensetzung mit viskoelastischer Rheologie, die in wäßriger Lösung enthält
  • (a) eine aktive Reinigungsverbindung, die in einer für die Reinigung wirksamen Menge vorhanden ist;
  • (b) ein viskoelastisches Verdickungssystem, das in einer für die Verdickung wirksamen Menge vorhanden ist, und das im wesentlichen aus
  • (I) einer quaternären Ammoniumverbindung, ausgewählt aus den mit den folgenden Strukturen:
  • (iii) und ihren Gemischen;
  • worin R&sub1;, R&sub2; und R&sub3; gleich oder unterschiedlich sind und Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl oder Benzyl bedeuten, R&sub4; C&sub1;&sub4;&submin;&sub1;&sub8;-Alkyl bedeutet und R&sub5; C&sub1;&sub4;&submin;&sub1;&sub8;-Alkyl bedeutet; und
  • (II) einem Gemisch organischer Gegenionen, das mindestens ein Sulfonat oder Sulfat und ein Carboxylat, ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus C&sub2;&submin;&sub1;&sub0;-Alkylcarboxylaten, Arylcarboxylaten, C&sub2;&submin;&sub1;&sub0;-Alkylsulfonaten, Arylsulfonaten, sulfatierten C&sub2;&submin;&sub1;&sub0;-Alkylalkoholen, sulfatierten Arylalkoholen und deren Gemischen, besteht, wobei das Sulfonat oder Sulfat und Carboxylat in einem Verhältnis von etwa 1:6 bis 6:1 vorhanden sind, und wobei die entstehende Zusammensetzung phasenstabil ist und eine Ionenstärke von mindestens etwa 0,09 g-Ionen/kg besitzt.
  • Es soll bemerkt werden, daß der Ausdruck "Reinigung", wie er hier verwendet wird, allgemein eine chemische, physikalische oder enzymatische Behandlung umfaßt, die eine Verringerung oder Entfernung von unerwünschtem Material ergibt, und eine "Reinigungszusammensetzung" spezifisch Abflußöffnungsmittel bzw. Rohrreiniger, Reiniger für harte Oberflächen und Bleichzusammensetzungen umfaßt. Die Reinigungszusammensetzungen können aus einer Vielzahl von chemisch, physikalisch oder enzymatisch reaktiven aktiven Bestandteilen, einschließlich Lösungsmitteln, Säuren, Basen, Oxidationsmitteln, Reduktionsmitteln, Enzymen, Detergentien und thioorganischen Verbindungen, bestehen.
  • Das Gegenion kann Substituenten umfassen, die chemisch mit der aktiven Reinigungsverbindung stabil sind. Bevorzugt sind die Substituenten Alkyl- oder Alkoxygruppen mit 1-4 Kohlenstoffatomen, Halogene und Nitrogruppen, die alle in Anwesenheit der meisten Aktivstoffe, einschließlich von Hypochlorit, stabil sind. Die Viskosität der erfindungsgemäßen Zubereitungen kann im Bereich von etwas größer als die von Wasser bis mehrere tausend mPa.s (Centipoise (cP)) liegen. Bevorzugt vom Standpunkt des Verbrauchers aus ist ein Viskositätsbereich von etwa 20 mPa.s (cP) bis 1000 mPa.s (cP), bevorzugter von etwa 50 mPa.s (cP)
  • Gemäß einer zweiten Ausführungsforin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Reinigung von Verengungen, die durch organische Materialien in Abflußrohren verursacht werden, gemäß dem
  • (a) in ein Abflußrohr, das darin ein organisches Verengungsmaterial aufweist, eine Abflußöffnungszusammensetzung eingeleitet wird, die einen Aktivstoff für die Abflußöffnung und das viskoelastische Verdickungssystem gemäß der ersten Ausführungsform enthält;
  • (b) die Zusammensetzung in Kontakt mit dem organischen Verengungsmaterial gehalten wird, so daß sie damit reagieren kann; und
  • (c) die Zusammensetzung und das Verengungsmaterial weggespült werden.
  • Das viskoelastische Verdickungsmittel wirkt so, daß es die aktiven Komponenten zusammenhält, und ermöglicht, daß die Lösung durch das stehende Wasser mit sehr geringer Verdünnung hindurchwandern kann. Das viskoelastische Verdikkungsmittel ergibt ebenfalls erhöhte Perkolationszeiten durch die porösen oder teilweise Verstopfungen, wodurch längere Reaktionszeiten ermöglicht werden und die Entfernung des Verstopfungsmaterials verstärkt wird.
  • Gegebenenfalls kann in irgendeiner Ausführungsform ein Aminoxid oder ein Betain als grenzflächenaktives Mittel zur Erhöhung der Verdickung und für eine verbesserte phasenstabilität bei niedriger Temperatur zugegeben werden.
  • Es ist ein Vorteil der vorliegenden Erfindung, daß die Reinigungszusammensetzung verdickt ist und viskoelastische Rheologie aufweist.
  • Es ist ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung, daß das viskoelastische Verdickungsmittel in Anwesenheit einer Vielzahl von Aktivstoffen für die Reinigung, einschließlich von Hypochlorit, chemisch und phasenstabil ist, und diese Stabilität sowohl bei hohen als auch bei niedrigen Temperaturen beibehalten wird.
  • Es ist ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung, daß das viskoelastische Verdickungsmittel eine stabile viskose Lösung bei relativ niedrigen Kosten ergibt.
  • Es ist ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung, daß die Zusammensetzung, wenn sie als Abflußreiniger formuliert wird, schnell durch das stehende Wasser mit minimaler Verdünnung hindurchwandert und die Wirksamkeit des Reinigungsmittels verbessert wird.
  • Es ist ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung, daß die verbesserte Wirksamkeit, die durch die viskoelastische Rneologie ermöglicht wird, eine sichere Abflußreinigungszubereitung mit niedrigeren Gehalten von weniger oder weniger toxischen Aktivstoffen ermöglicht.
  • Es ist ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung, daß das viskoelastische Verdickungsmittel sowohl bei hohen als auch bei niedrigen Ionenstärken wirksam ist.
  • Es ist ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Zusammensetzung, daß die Viskoelastizität das Füllen der Behälter und die Abgabe erleichtert, indem das Tropfen verringert ist.
  • Es ist ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Zusammensetzung, daß die Verdickung mit relativ niedrigen Gehalten an grenzflächenaktiven Mitteln erreicht wird und daß die chemische und physikalische Stabilität verbessert sind.
  • Dem Fachmann werden diese und andere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung nach dem Lesen der folgenden Beschreibung offensichtlich. Aktive Reinigungsverbindungen
  • Eine Zahl von Reinigungsverbindungen ist bekannt und mit dem viskoelastischen Verdickungsmittel verträglich. Solche Reinigungsverbindungen wirken mit den gewünschten Zielmaterialien entweder durch chemische oder durch enzymatische Reaktion oder durch physikalische Zwischenreaktionen zusammen, diese werden im folgenden kollektiv als Reaktionen bezeichnet. Nützliche reaktive Verbindungen umfassen somit Säuren, Basen, Oxidationsmittel, Reduktionsmittel, Lösungsmittel, Enzyme, thioorganische Verbindungen, grenzflächenaktive Mittel, Detergentien und ihre Gemische. Beispiele von nützlichen Säuren umfassen: Carbonsäure, wie Zitronen- oder Essigsäure, schwache anorganische Säuren, wie Borsäure oder Natriumbisulfat, und verdünnte Lösungen von starken anorganischen Säuren, wie Schwefelsäure. Beispiele von Basen umfassen die Alkalimetailhydroxide, -carbonate und -silicate, und insbesondere die Natrium- und Kaliumsalze davon. Oxidationsmittel, d.h. Bleichen, sind besonders bevorzugte Reinigungsaktivstoffe, und sie können aus den verschiedenen Halogen- oder Persauerstoffbleichen ausgewählt werden. Beispiele geeigneter Persauerstoffbleichen umfassen Wasserstoffperoxid und Peressigsäuren. Beispiele von Enzymen umfassen Proteasen, Amylasen und Cellulasen. Nützliche Lösungsmittet umfassen gesättigte Kohlenwasserstoffe, Ketone, Carbonsäureester, Terpene, Glykolether und ähnliche. Thioorganische Verbindungen, wie Natriumthioglykolat können zugegeben werden, um zu helfen, Haar und andere Proteine zu zersetzen. Verschiedene nicht- ionische, anionische, kationische oder amphotere grenzflächenaktive Mittel können, wie es aut diesem Gebiet bekannt ist, für ihre Detergenseigenschaften zugegeben werden. Beispiele umfassen Taurate, Sarcosinate und Phosphatester. Bevorzugte Reinigungsaktivstoffe sind Oxidationsmittel, insbesondere Hypochlorit, und Basen, wie Alkalimetallhydroxide. Am meisten bevorzugt ist ein Gemisch aus Hypochlorit und einem Alkalimetallhydroxid. Der Reinigungsaktivstoff wird in einer reinigungswirksamen Menge, die im Bereich von etwa 0,05 bis etwa 50 Gew.-%, abhängig von dem Aktivstoff, liegen kann, zugegeben. Quaternäre Ammoniumverbindung
  • Das viskoelastische Verdickungsmittel wird durch Kombination einer Verbindung mit einem quaternären Stickstoff, beispielsweise quaternären Ammoniumverbindungen (Quats), mit einem Gemisch aus organischen Gegenionen gebildet. Das Quat wird aus der Gruppe ausgewählt, die besteht aus jenen der folgenden Strukturen:
  • worin R&sub1;, R&sub2; und R&sub3; gleich oder unterschiedlich sind und Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl oder Benzyl bedeuten, und R&sub4; C&sub1;&sub4;&submin;&sub1;&sub8; bedeutet;
  • worin R&sub5; C&sub1;&sub4;&submin;&sub1;&sub8;-Alkyl bedeutet, und;
  • (iii) Gemischen davon.
  • Am meisten bevorzugt, insbesondere wenn eine Ionenstärke vorhanden ist, ist ein C&sub1;&sub4;&submin;&sub1;&sub8;-Alkyltrimethylammoniumchlorid und insbesondere Cetyltrimethylammoniumchlorid (CETAC). Es soll bemerkt werden, daß, wenn auf Kohlenstoffkettenlängen des Quats oder irgendeiner anderen Verbindung hierin Bezug genommen wird, die im Handel erhältlichen polydispersen Formen in Betracht kommen. Somit wird eine gegebene Kettenlänge innerhalb des bevorzugten C&sub1;&sub4;&submin;&sub1;&sub8;-Bereichs überwiegend aber nicht ausschließlich die spezifizierte Menge bedeuten. Die Pyridinium- und Benzyldimethylammonium-Kopfgruppen sind nicht bevorzugt, wenn die Ionenstärke hoch ist. Es ist weiterhin bevorzugt, daß, wenn R&sub1; Benzyl bedeutet, R&sub2; und R&sub3; nicht Benzyl bedeuten. Im Hadel erhältliche Quats sind üblicherweise mit einem Anion assoziiert. Solche Anionen sind mit den Gegenionen der vorliegenden Erfindung vollständig verträglich und beeinflussen die Durchführung der Erfindung im allgemeinen nicht. Besonders typisch ist das Anion Chlorid und Bromid oder Methylsulfat. Wenn der Reinigungsaktivstoff Hypochlorit enthält, ist jedoch das Bromidanion nicht bevorzugt.
  • Die quaternäre Ammoniumverbindung wird in Gehalten zugegeben, die, wenn die quaternäre Ammoniumverbindung mit dem Gemisch aus organischen Gegenionen vermischt wird, verdikkungswirksam sind. Im allgemeinen werden etwa 0,1 bis 10,0 Gew.-%, bezogen auf die quaternäre Ammoniumverbindung, verwendet, und es ist bevorzugt, etwa 0,3 bis 3,0% Quat zu verwenden. Organisches Gegenion
  • Das Gemisch aus organischem Gegenion umfaßt mindestens ein Sulfonat oder Sulfat und ein Carboxylat, ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus C&sub2;&submin;&sub1;&sub0;-Alkylcarboxylaten, Arylcarboxylaten, C&sub2;&submin;&sub1;&sub0;-Alkylsulfonaten, Arylsulfonaten, sulfatierten C&sub2;&submin;&sub1;&sub0;-Alkylalkoholen, sulfatierten Arylalkoholen und ihren Gemischen. Die Arylverbindungen leiten sich von Benzol oder Naphthalin ab und können unsubstituiert oder substituiert sein. Die Alkyle können verzweigtkettig oder geradkettig sein, und bevorzugt sind es solche, die 2 bis 8 Kohlenstoffatome aufweisen. Die Gegenionen können in Säureform zugegeben werden und in die an ionische Form in situ überführt werden, oder sie können in anionischer Form zugegeben werden. Geeignete Substituenten für die Alkylgruppen oder Arylgruppen sind C&sub1;&submin;&sub4;-Alkyl- oder Alkoxygruppen, Halogene, Nitrogruppen und ihre Gemische. Substituenten, wie Hydroxy- oder Amingruppen sind für die Verwendung mit einigen Nicht-Hypochloritreinigungsaktivstoffen, wie Lösungsmitteln, grenzflächenaktiven Mitteln und Enzymen, geeignet. Wenn ein Substituent vorhanden ist, kann er in irgendeiner Stellung der Ringe vorhanden sein. Wenn Benzol verwendet wird, sind die para-(4)- und meta-(3)-Stellungen bevorzugt. Das Gegenion wird in einer Menge zugegeben, die ausreicht, eine Verdickung zu ergeben und eine viskoelastische Rheologie zu ergeben, und bevorzugt in einer Menge von etwa 0,01 bis 10 Gew.-%. Ein bevorzugtes Molverhältnis von Quat zu Gegenion liegt zwischen etwa 12:1 und 1:6, und ein bevorzugteres Verhältnis beträgt etwa 6:1 bis 1:3. Ohne Beschränkung auf eine besondere Theorie wird angenommen, daß das Gegenion die Bildung der verlängerten Micellen des Quats aktiviert. Diese Micellen können ein Netzwerk bilden, welches eine wirksame Verdickung ergibt. Es wurde überraschenderweise gefunden, daß die viskoelastische Verdickung, wie sie hierin definiert wird, nur auftritt, wenn das Gegenion minimal oder nichtgrenzflächenaktiv ist. Versuchsergebnisse zeigen, daß allgemein die Gegenionen der vorliegenden Erfindung in Wasser löslich sein sollten. Grenzflächenaktive Gegenionen arbeiten normalerweise nicht, sofern sie nicht eine kritische Micellkonzentration (CMC) von über etwa 0,1 molar besitzen, bestimmt in Wasser bei Raumtemperatur (etwa 21ºC (70ºF)). Gegenionen mit einer CMC unter diesem Wert sind im allgemeinen zu unlöslich, um verwendet werden zu können. Beispielsweise sind die Natrium- und Kaliumsalze von geradkettigen Fettsäuren (Seifen) mit einer Kettenlänge von weniger als 10 Kohlenstoffen geeignet, jedoch können im allgemeinen Seifen mit geringerer Kettenlänge nicht verwendet werden, da ihre CMC-Werte unter etwa 0,1 molar liegen. Vergleiche Milton J. Rosen, Surfactants and Interfacial Phenomena, John Wiley and Sons.
  • In der Tabelle 1 ist die Wirkung auf die Viskosität und die Phasenstabilität einer Reihe unterschiedlicher Gegenionen angegeben. Das Quat ist in jedem Beispiel CETAC, und etwa 5,5-5,8 Gew.-% Natriumhypochlorit, 4-5 Gew.-% Natriumchlorid und etwa 1,4-1,9 Gew.-% Natriumhydroxid sind ebenfalls vorhanden. Tabebe I. Wirksamkeit des Gegenions Tabelle I. Wirksamkeit des Gegenions (Fortsetzung)
  • Die Beispiele 15-25 und 44-47 der Tabelle 1 zeigen, daß die Viskosität von dem Verhältnis des Gegenions zu dem Quat abhängt. Wenn das Quat CETAC und das Gegenion 4- Chlorbenzoesäure ist, wird eine maximale Viskosität bei einem Quat-zu-Gegenion Gewichtsverhältnis von etwa 4:3 erhalten. Mit CETAC und Natriumxylolsulfonat beträgt das Verhältnis etwa 5:1, ausgedrückt durch das Gewicht.
  • Erfindungsgemäß ist das Gegenion ein Gemisch aus einem Carboxylat und einem Sulfonat, das überraschenderweise eine wesentlich bessere Phasenstabilität bei niedriger Temperatur als jede Verbindung individuell ergibt. Die hierin verwendeten Sulfonat-enthaltenden Gegenionen umfassen die sulfatierten Alkoholgegenionen. Dies ist selbst in Anwesenheit von Ionenstärke zutreffend. Beispiele solcher Gemische sind in Tabelle II angegeben. Beispiele bevorzugter Carboxylate sind Benzoat, 4-Chlorbenzoat, Naphthoat, 4-Toluat und Octanoat. Bevorzugte Sulfonate umfassen Xylolsulfonat, 4-Chlorbenzolsulfonat und Toluolsulfonat. Am meisten bevorzugt ist ein Gemisch von mindestens einem aus der Gruppe, die besteht aus 4-Toluat, 4-Chlorbenzoesäure und Octanoat mit Natriumxylolsulfonat. Das Verhältnis von Carboxylat zu Sulfonat liegt zwischen etwa 6:1 bis 1:6, bevorzugt liegt es etwa zwischen 3:1 bis 1:3. Gemische aus Gegenionen können ebenfalls wirken, um die Viskosität synergistisch zu erhöhen und insbesondere bei niedrigen Verhältnissen von Gegenion zu Quat. Ein solcher Synergismus erscheint in einigen Fällen, selbst wenn das Gegenion eine schlechte Phasenstabilität oder niedrige Viskosität ergibt, wenn es allein verwendet wird. Beispielsweise besitzen die Beispiele II und 46 der Tabelle I (Benzoesäure und Natriumxylolsulfonat) niedrige Viskositäten (2 mPa.s (cP) bzw. 224 mPa.s (cP)) und sind phaseninstabil bei -1ºC (30ºF). Wenn sie jedoch kombiniert werden, sind die Beispiele alle, wie es in den Proben 3 bis 5 der Tabelle II gezeigt wird, sehr phasenstabil selbst bei -18ºC (0ºF), und die Probe 5 zeigt eine wesentlich höhere Viskosität als die Proben aus den einzelnen individuellen Komponenten. Tabelle II. Wirkung der gemischter Gegenionen Tabelle II. Wirkung der gemischten Gegenionen (Fortsetzung)
  • Alle Rezepturen enthalten 0,113 Gew.-% Natriumsilicat (SiO&sub2;/Na&sub2;O 3,22); 5,6-5,8 Gew.-% Natriumhypochlorit; 4-5 Gew.-% Natriumchlorid und 1,7-1,8 Gew.-% Natriumhydroxid
  • Die Viskositäten werden bei 22-27ºC (72-81ºF) mit einem Brookfietd Rotoviskometer, Modell LVTD, unter Verwendung einer Spindel #2 gemessen.
  • 4-CBA = 4-Chlorbenzoesäure
  • 4-CBSA = 4-Chlorbonzotsulfonsäure
  • SXS = Natriumxylolsulfonat
  • 2-CBA = 2-Chlorbenzoesäure
  • BSA = Benzolsulfonsäure
  • 2,4-D = 2,4-Dichtorbenzoesäure
  • TSA = Toluolsulfonsäure 4-NBA = 4-Nitrobenzoesäure
  • MNS = Methylnaphthalinsulfonat
  • C = trübe
  • F = gefroren Grenzflächenaktive Comittel
  • Durch die Zugabe von grenzflächenaktiven Comitteln, ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus Aminoxid, Betain und ihren Gemischen, kann die Verdickung verstärkt und die Phasenstabilität bei niedriger Temperatur verbessert werden. Die bevorzugten grenzflächenaktiven Comittel sind Alkyldimethylaminoxide und Alkylbetaine. Die längste Alkylgruppe des Aminoxids oder Betains enthält im allgemeinen 8 bis 18 Kohlenstoffatome in der Länge, und sie sollte nahe des oberen Endes des Bereiches liegen, wenn die Gehalte von grenzflächenaktiven Comitteln hoch sind. Nützliche Mengen liegen im Bereich von Spurenelementen (weniger als etwa 0,01%) bis zu einer Menge, die gleich ist, wie die des Quats. In der Tabelle III ist iie Wirkung angegeben, die bei der Zugabe der grenzflächenaktiven Comittel bei der Phasenstabilität und der Viskosität erhalten wird.
  • Beispielsweise folgt aus Tabelle III, Rezeptur 11, daß die Zugabe von 0,04 Gew.-% Myristyl/Cetyldimethylaminoxid zu der Formel 19 der Tabelle II ungefähr die Viskosität verdoppelt und die Phasenstabilitätsgrenze bei niedriger Temperatur um mindestens 15º erniedrigt. Ähnliche Wirkungen sind erkennbar, wenn die Rezepturen III-9 und III-10 mit II-18 und die Rezeptur III-12 mit II-24 verglichen werden. Daß Betaine gut wirken, wird gezeigt, wenn man die Rezepturen III-18 und III-19 mit der Rezeptur II-25 vergleicht. Ein solches Verhalten ist überraschend, da die Rezeptur 26 und 27 in Tabelle III und die Rezepturen in Tabelle I zeigen, daß diese grenzflächenaktiven Comittel keine Verdikkung mit nur den organischen Gegenionen, wie sie bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden, ergeben. Wird jedoch zuviel grenzflächenaktives Comittel zugegeben, kann sich die Viskosität erniedrigen, was erkennbar ist, wenn man die Rezepturen 3 mit 4 und 13 mit 14 in Tabelle III vergleicht. Tabelle III. Wirkung der grenzflächenaktiven Comittel
  • DMAO = Dimethylaminoxid
  • TAC = Trimethylammoniumchlorid
  • CETAC = Cetyltrimethylammoniumchlorid
  • 4-CBA = 4-Chlorbenzoesäure
  • SXS = Natriumxylolsulfonat
  • C = trübe
  • F = gefroren
  • Alle Rezepturen enthalten 5,8 Gew.-% Natriumhypochlorit, 1,5 Gew.-% Natriumhydroxid, 4,5 Gew.-% Natriumchtorid, 0,25 Gew.-% Natriumcarbonat und 0,113 Gew.-% Natriumsilicat (SiO&sub2;/Na&sub2;O = 3,22)
  • Viskositäten wurden bei 22-27ºC (72-81ºF) mit einem Brookfield Rotoviskometer, Modell LVTD, unter Verwendung einer Spindel #2 bestimmt.
  • Gemäß der zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform wird ein Verfahren zum Öffnen von Abflüssen zu Verfügung gestellt, bei dem die Abflußöffnungszusammensetzung, die einen Abflußöffnungsaktivstoff und ein viskoelastisches Verdickungsmittel gemäß der ersten Ausführungsform enthält, verwendet wird.
  • Das viskoelastische Verdickungsmittel kann irgendein Verdickungsmittel sein, das innerhalb der hier angegebenen Grenzen viskoelastische Eigenschaften ergibt, und gehört dem Typ an, wie er für die erste Ausführungsform hier beschrieben wurde. Polymere, grenzflächenaktive Mittel, Colloide und ihre Gemische, die einer wäßrigen Lösung viskoelastische Strömungseigenschaften verleihen, sind auch geeignet. Die Viskoeiastizität des Verdickungsmittels verleiht der Reinigungszusammensetzung vorteilhafterweise ungewöhnliche Strömungseigenschaften. Die Elastizität bewirkt, daß der Strom auseinanderbricht und in die Flasche zurückspringt, wenn mit dem Gießen aufgehört wird, anstatt daß er sirupartige Bänder bzw. Streifen bildet. Außerdem erscheinen elastische Fluide stärker viskos als ihre Viskosität anzeigt. Zur quantitativen Bestimmung der Elastizität können Instrumente verwendet werden, die Oszillations- oder kontrollierte Spannungskriechmessungen möglich machen. Einige Parameter können direkt bestimmt werden (vergleiche Hoffmann und Rehage, Surfactant Science Series, 1987, Bd. 22, 299-239 und EP 204,472> , oder sie können unter Verwendung von Modellen berechnet werden. Erhöhte Relaxationszeiten zeigen eine erhöhte Elastizität, aber die Elastizität kann durch Erhöhung des Widerstands gegenüber der Strömung moderiert werden. Da der statische Schermodul ein Maß für den Widerstand gegenüber der Strömung ist, wird das Verhältnis der Relaxationszeit (Tau) zu dem statischen Schermodul (GO) zur Messung der relativen Elastizität verwendet. Tau und GO können aus den Oszillationswerten unter Verwendung des Maxwell Modells berechnet werden. Tau kann ebenfalls berechnet werden, indem man den umgekehrten Wert der Frequenz mit dem maximalen Verlustmodul nimmt. GO wird erhalten, indem man die Komplexviskosität durch Tau dividiert. Das Tau/GO (relative Elastizität) sollte größer als etwa 0,03 Sek./Pa sein.
  • Einige Verbraucher mögen das Aussehen der elastischen Strömungseigenschaften nicht. Daher sollte für bestimmte Produkte die Elastizität minimal gehalten werden. Es wurde empirisch bestimmt, daß eine gute Verbraucherakzeptanz üblicherweise für Lösungen mit einem Tau/GO unter 0,5 Sek./Pa erhalten wird, obgleich wesentlich höhere relative Elastizitäten geschaffen werden können. Die relative Elastizität kann durch Variierung der Typen und der Konzentrationen von Quat und der Gegenionen und durch Einstellen der relativen Konzentrationen der Gegenionen und Quat variiert werden.
  • In der Tabelle IV ist die Wirkung von Zusammensetzungen auf die Rheologie und die entsprechende Abflußreinigungsleistung dargestellt. Letztere wird durch zwei Parameter gemessen: (1) Prozentgehalt Abgabe; und (2) Strömungsrate. Der Prozentgehalt Abgabe wird gemessen, indem 20 ml der Zusammensetzung bei 23ºC (73ºF) in 80 ml stehendes Wasser gegossen werden und die Menge an nichtverdünntem abgegebenem Produkt gemessen wird. Die Strömunqsgeschwindigkeit bzw. Strömungsrate wird gemessen, indem 100 ml der Zusammensetzung durch ein Nr.230-US-mesh-Sieb gegossen werden und die Zeit aufgezeichnet wird, die vergeht, bis die Zusammensetzung durch das Sieb hindurchgeht. Eine Abgabe von 0% zeigt an, daß nur verdünntes Produkt, wenn überhaupt, die Verstopfung erreicht hat. Eine 100%ige Abgabe zeigt an, daß das gesamte Produkt im wesentlichen unverdünnt die Verstopfung ereicht hat. Die Rheologie wird mit einem Bolin-VOR-Rheometer bei 25ºC (77ºF) in dem oszillierenden Zustand bestimmt. Die Viskosität ist die In-Phase-Komponente, extrapoliert auf 0 Hertz. Die Relaxationszeit Tau und das statische Schermodul GO werden unter Verwendung des Maxwell Modells berechnet. Das Verhältnis Tau/GO, wie zuvor beschrieben, ist ein Maß für die relative Elastizität. Tabelle IV. Wirkung der Zusammensetzung auf die Rheologie und die Abflußöffnungsleistung
  • Die hier beschriebene viskoelastische Zusammensetzung ist wesentlich anders als die Zusammensetzungen gemäß dem Stand der Technik, da ihre Elastizität und nicht nur die einfache Viskosität der wesentliche Parameter für den Erfolg der vorliegenden Erfindung ist. Das viskoelastische Verdickungsmittel ergibt überraschende Vorteile, wenn es in einem Abflußreiniger verwendet wird. Da die elastischen Komponenten die Lösung zusammenhalten, wird sie durch stehendes Wasser mit nur geringer Verdünnung hindurchwandern und an der Verstopfung einen hohen Prozentgehalt an aktivem Stoff abgeben. Die Elastizität bewirkt eine höhere Abgabegeschwindigkeit an Aktivstoff als die rein viskose Lösung der gleichen Viskosität. Dies gilt selbst wenn die Viskosität der Lösung niedrig ist. So wird die Viskosität alleine nicht eine gute Wirkung ergeben, aber die Elastizität alleine wird es, und eine Lösung, die elastisch ist und eine gewisse Viskosität besitzt, wird eine überlegene Wirkung zeigen. Solche rein viskosen Lösungen ergeben weiterhin nicht die höchsten Abgaberaten, sofern nicht die Viskosität sehr hoch ist (über etwa 1000 mPa.s (cP)). Dies ergibt andere Schwierigkeiten, einschließlich der Schwierigkeit bei der Abgabe bei niedrigen Temperaturen, einer schlechten Penetration in die Verstopfungen, einer verringerten Verbraucherakzeptanz, hoher Kosten, die mit solchen hohen Viskositäten einhergehen. Die Elastizität ergibt ebenfalls erhöhte Perkoiationszeiten durch poröse oder Teilverstopfungen, wodurch überraschenderweise die Wirksamkeit der Abflußöffnungszusammensetzung erhöht wird.
  • In der Tabelle V werden die Wirksamkeit gegenüber der Rheologie für fünf Rezepturen verglichen: ein nichtverdickter Vergleich, eine mit Sarcosinat nicht-viskoelastische verdickte Zubereitung, eine leicht viskoelastische Zubereitung aus einem grenzflächenaktiven Mittel und einer Seife, und zwei erfindungsgemäße viskoelastische Zubereitungen. Die Abgabe- und Strömungsgeschwindigkeitsparameter wurden wie in Tabelle IV bestimmt. Tabelle V. Wirkung gegenüber Rheologie
  • Alle Rezepturen enthalten 5,8 Gew.-% Natriumhypochlorit, 1,75 Gew.-% Natriumhydroxid und 0,11 Gew.-% Natriumsilicat (SiO&sub2;/Na&sub2;O 3,22).
  • MDMAO = Myristyldimethylaminoxid
  • CETAC = Cetyltrimethylammoniumchlorid
  • 4-CBA = 4-Chlorbenzoesäure
  • SXS = Natriumxylolsulfonat
  • Aus Tabelle V ist ersichtlich, daß die Rezepturen 1 und 2, die nicht viskoelastische sind, sehr niedrige Abgabewerte und hohe Strömungsraten besitzen. Dies gilt selbst, wenn die Rezeptur 2 mäßig verdickt wird. Die Rezepturen der Tabelle IV zeigen, daß bei einem Tau/GO-Wert von etwa 0,03 oder darüber ein bevorzugter Abgabeprozentgehalt über etwa 75% erreicht wird. Bevorzugter ist ein Abgabeprozentgehalt von über etwa 90%. So sind relative Elastizitäten von über etwa 0,03 Sek./Pa erforderlich, und bevorzugt sind Werte über etwa 0,05 Sek./Pa. Eine am meisten bevorzugte relative Elastizität liegt über etwa 0,07 Sek./Pa. Eine Strömungsrate von weniger als etwa 150 ml/min ist erforderlich, bevorzugt ist weniger als etwa 100 ml/min. Aus den Tabellen IV und V ist erkennbar, daß die relative Elastizität der Zusammensetzung im Gegensatz zur Viskosität für die Abflußöffnungswirkung wesentlich ist. Vergleicht man beispielsweise die Rezepturen 3 mit 4 der Tabelle V, so ist erkennbar, daß die Rezeptur 4 wesentlich besser wirkt, als die Rezeptur 3, obgleich sie nur etwa die Hälfte der Viskosität mit einer etwas höheren relativen Elastizität besitzt. Die Rezepturen 15 und 17 der Tabelle IV zeigen ebenfalls, daß niedrige Viskositätsrezepturen gute Abflußöffnungseigenschaften besitzen, solange sie eine ausreichende relative Elastizität besitzen.
  • Es soll bemerkt werden, daß die hier beschriebenen Viskositäten Scherviskositäten sind, d.h. solche, die durch Widerstand gegenüber der Strömung senkrecht zu dem Spannungsvektor gemessen werden. Jedoch ist der Parameter, der die Rheologie der vorliegenden Erfindung am genauesten definiert, die Dehnungsviskosität, d.h. der uniaxiale Widerstand gegen die Strömung längs des Spannungsvektors. Da eine Möglichkeit für die direkte Messung der Dehnungsviskosität in Lösung, wie hier beschrieben, nicht verfügbar ist, wird der relative Elastizitätsparameter (Tau/GO) als Annäherung genommen. Es soll bemerkt werden, daß, wenn eine Möglichkeit für die Messung der Dehnungsviskosität verfügbar wird, diese Möglichkeit verwendet werden kann, um den Umfang der vorliegenden Erfindung weiter zu definieren.
  • Der maximale Nutzen der viskoelastischen Rheologie der erfindungsgemäßen Abflußreinigungszusammensetzung wird erhalten, wenn die Zusammensetzung dichter als Wasser ist, so daß sie durch stehendes Wasser penetrieren kann. Obgleich weniger dichte Zusammensetzungen noch von der viskoelastischen Rheologie profitieren, wenn sie bei Abflüssen verwendet werden, die poröse oder Teilverstopfungen aufweisen, wird der volle Nutzen erhalten, wenn die Zusammensetzung eine Dichte besitzt, die größer ist als Wasser. In vielen Fällen wird diese Dichte erhalten, ohne daß es erforderlich ist, ein Verdichtungsmaterial zuzugeben. In Zubereitungen, welche Natriumhypochlorit enthalten, ist beispielsweise ausreichend Natriumchlorid vorhanden, wobei das Hypochlorit eine Dichte, die größer als Wasser ist, ergibt. Wenn es erforderlich ist, die Dichte zu erhöhen, ist ein Salz, wie Natriumchlorid, bevorzugt, und es wird in Mengen von 0 bis etwa 20% zugegeben.
  • Der Reinigungsaktivstoff ist eine Säure, eine Base, ein Lösungsmittel, ein Oxidationsmittel, ein Reduktionsmittel, ein Enzym, ein grenzflächenaktives Mittel oder eine thioorganische Verbindung oder ein Gemisch davon, die für die Öffnung von Abflüssen geeignet sind. Solche Materialien umfassen solche, wie sie zuvor bei der ersten Ausführungsform beschrieben wurden, die entweder chemisch mit dem Verstopfungsmaterial reagieren, um es zu zerlegen, oder die bewirken, daß es in Wasser besser löslich oder dispergierbar wird, die physikalisch mit dem Verstopfungsmaterial zusammenwirken, beispielsweise durch Adsorption, Absorption, Solvatation oder Erwärmen (d.h. das Fett zu schmelzen) oder die enzymatisch eine Reaktion katalysieren, bei der das Verstopfungsmaterial bricht oder leichter in Wasser löslich oder dispergierbar wird. Besonders geeignet sind die Alkalimetallhydroxide und -hypochlorite. Gemische aus den zuvor erwähnten Stoffen sind ebenfalls geeignet. Das Abflußöffnungsmittel kann bestimmte Adjuvantien, wie sie auf diesem Gebiet bekannt sind, einschließlich Korrosionsinhibitoren, Farbstoffen und Duftstoffen, enthalten.
  • Ein bevorzugtes Beispiel einer Abflußöffnungsrezeptur umfaßt:
  • (a) eine quaternäre Alkylammoniumverbindung mit mindestens einer C&sub1;&sub4;-Alkylgruppe;
  • (b) ein organisches Gegenion;
  • (c) ein Alkalimetallhydroxid;
  • (d) ein Alkalimetallsilicat;
  • (e) ein Alkalimetallcarbonat; und
  • (f) ein Alkalimetallhypochlorit.
  • Die Komponenten (a) und (b) enthalten viskoelastische Verdickungsmittel und wurden zuvor bei der ersten Ausführungsform beschrieben. Das Alkalimetallhydroxid ist bevorzugt Kalium- oder Natriumhydroxid und ist in einer Menge zwischen etwa 0,5 und 20% vorhanden. Das bevorzugte Alkalimetallsilicat ist eins, das die Formel M&sub2;O(SiO)n besitzt, worin M ein Alkalimetall bedeutet und n zwischen 1 und 4 bedeutet. Bevorzugt bedeutet M Natrium und n 2,3. Das Alkalimetallsilicat ist in einer Menge von etwa 0 bis 5% vorhanden. Das bevorzugte Alkalimetallcarbonat ist Natriumcarbonat in Mengen zwischen etwa 0 und 5%. Etwa 1 bis 10,0% Hypochlorit sind vorhanden, bevorzugt etwa 4 bis 8,0%.
  • Die Zusammensetzung der ersten Ausführungsform besitzt ebenfalls Verwendung als Reinigungsmittel für eine harte Oberfläche. Hypochlorit kann ebenfalls in die Abflußöffnungszusammensetzung, wie zuvor beschrieben, eingearbeitet werden. Die dicken Lösungen sind klar und transparent und besitzen höhere Viskositäten als die bekannten Hypochloritlösungen. Da die viskoelastische Verdickung wirksamer ist, ist weniger grenzflächenaktives Mittel erforderlich, um die Viskosität zu erhalten, und die chemische und physikalische Stabilität des Mittels ist im allgemeinen besser. Weniger grenzflächenaktives Mittel ergibt eine bessere kostensparende Zusammensetzung. Als Reinigungsmittel für eine harte Oberfläcke verhindert die viskoelastische Rheologie, daß die Zusammensetzung sich auf horizontalen Flächen ausbreitet, und erleichtert somit den Schutz nahe bleichempfindlicher Oberflächen. Die Viskoelastizität ergibt weiterhin den Vorteil eines dicken Systems, beispielsweise eine erhöhte Verweilzeit auf nicht-horizontalen Oberflächen. Im allgemeinen ist das bevorzugte Quat für die Verwendung mit Hypochlorit (oder einer anderen Quelle mit Ionenstärke) eine quaternäre Alkyltrimethylammoniumverbindung mit einer Alkylgruppe mit 14 bis 18 Kohlenstoffatomen und am meisten bevorzugt ist das Quat CE- TAC. Bedingt durch die relativ hohe Ionenstärke des Hypochlorits ist es bevorzugt, daß R&sub1;, R&sub2; und R&sub3; relativ klein sind, und Methylgruppen sind besonders bevorzugt. In der Anwesenheit von Hypochlorit ist die Zusammensetzung am stabilsten, wenn nicht mehr als etwa 1,0 Gew.-% Quat vorhanden sind, obgleich bis zu etwa 10 Gew.-% Quat verwendet werden können. Substituierte Benzoesäuren sind als Gegenionen bevorzugt, wobei 4-Chlorbenzoesäure mehr bevorzugt ist. Am meisten bevorzugt sind Gemische aus 4-Chlorbenzoesäure oder 4-Toluylsäure mit einem Sulfonatgegenion, wie Natriumxylolsulfonat. In der Anwesenheit eines Bleichmittels sollten Hydroxyl-, Amino- und Carbonyl-Substituenten an dem Gegenion vermieden werden. In der Tabelle VI sind das Hypochlorit und die Viskositätsstabilität für verschiedene Rezepturen, die Gemische aus Gegenionen enthalten, angegeben. Tabelle VI. Stabilität bei 120ºF
  • Alle Rezepturen enthalten 5,2-5,8 Gew.-% Natriumhypochlorit, 1,6-1,8 Gew.-% Natriumhydroxid, etwa 4.5 Gew.-% Natriumchlorid, 0,25 Gew.-% Natriumcarbonat und 0,113 Gew.-% Natriumsilicat (SiO&sub2;/Na&sub2;O = 3,22).
  • Die Viskositäten wurden bei 22-24ºC (72-76ºF) mit einem Brookfield Rotoviskometer, Modell LVTD, unter Verwendung einer Spindel #2 bei 30 UpM bestimmt.
  • 4-CBA = 4-Chlorbenzoesäure
  • 4-CBSA = 4-Chlorbenzolsulfonsäure
  • SXS= Natriumxylolsulfonat
  • 2-CBA = 2-Chlorbenzoesäure
  • BSA= Benzolsulfonsäure
  • NA= Naphthoesäure
  • SA= Salicylsäure
  • 4-NBA = 4-Nitrobenzoesäure
  • Aus der Tabelle VII folgt, daß das Gemisch aus Carboxylat- und Sulfonatgegenionen eine signifikante Verbesserung in der Viskositätsstabilität, wie auch in der Phasenstabilität ergibt, verglichen mit bekannten Formulierungen, die gleiche Mengen an Hypochlorit enthalten. Die Rezepturen 1 und 2 entsprechen erfindungsgemäßen Zusammensetzungen und sie behalten im wesentlichen ihre Anfangsviskosität nach 2 Wochen bei 41ºC (106ºF) bei, wobei die Rezeptur 2 nur eine geringe Abnahme nach 12 Wochen bei 41ºC (106ºF) zeigt. Ein Vergleich zeigt, daß keine der bekannten Zubereitungen nur die Hälfte ihrer Anfangsviskosität nach 12 Wochen bei 41ºC (106ºF) behält. Tabelle VII. Viskositätsstabilität, verglichen mit anderen Rezepturen
  • Alle Rezepturen enthalten 4,5-5,8 Gew.-% Natriumhypochlorit, 1,5-1,8 Gew.-% Natriumhydroxid, 3,5-4,6 Gew.-% Natriumchlorid, 0,25 Gew.-% Natriumcarbonat, und 0,11-0,45 Gew.-% Natriumsilicat (SiO&sub2;/Na&sub2;O = 3,22).
  • Die Viskositäten wurden bei 22-24ºC (72-75ºF) mit einem Brookfield Rotoviskometer, Modell LVTD, unter Verwendung einer zylindrischen Spindel #2 bei 30 UpM bestimmt.
  • (1) enthält 0,05 Gew.-% Cetyltrimethylammoniumchlorid, 0,12 Gew.-% 4-Chlorbenzoesäure und 0,35 Gew.-% Natriumxylolsulfonat.
  • (2) enthält 0,62 Gew.-% Cetyltrimethylammoniumchlorid, 0,09 Gew.-% 4-Chlorbenzoesäure und 0,29 Gew.-% Natriumxylolsulfonat.
  • (3) enthält 0,97 Gew.-% Natriumlaurylsulfat, 0,30 Gew.-% Natriumlauroylsarcosinat und 0,30 Gew.-% Natriumlaurylethersulfat.
  • (4) enthält 0,60 Gew.-% Myristyl/Cetyldimethylaminoxid, 0,20 Gew.-% Caprinsäure und 0,10 Gew.-% Laurinsäure.
  • (5) enthält 0,65 Gew.-% Myristyl/Cetyldimethylaminoxid und 0,20 Gew.-% Natriumalkylnaphthalinsulfonat.
  • (6) enthält 1,00 Gew.-% Myristyl/Cetyldimethylaminoxid, 0,25 Gew.-% Natriumxylolsulfonat und 0,35 Gew.-% Dinatriumdodecyldiphenyloxiddisulfonat.
  • Die Bleichquelle kann aus verschiedenen Hypochlorit-erzeugenden Spezies, beispielsweise Halogenbleichen, ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus Alkalimetall- und Erdalkalimetallsalzen von Hypohalit, Haloaminen, Haloiminen, Haloimiden und Haloamiden, ausgewählt werden. Es wird angenommen, daß all diese in situ hypohalogenige Bleichspezies bilden. Hypochlorit und Verbindungen, die in wäßriger Lösung Hypochlorit bilden, sind bevorzugt, obgleich Hypobromit ebenfalls geeignet ist. Repräsentative Hypochloritbildende Verbindungen umfassen Natrium-, Kalium-, Lithium- und Calciumhypochlorit, chloriertes Trinatriumphosphatdodecahydrat, Kalium- und Natriumdichlorisocyanurat und Trichlorcyanursäure. Organische Bleichquellen, die für die Verwendung geeignet sind, umfassen heterocyclische N-Brom- und N-Chlorimide, wie Trichlorcyanursäure und Tribromcyanursäure, Dibrom- und Dichlorcyanursäure und die Kalium- und Natriumsalze davon, N-bromiertes und N-chloriertes Succinimid, Malonimid, Phthalimid und Naphthalimid. Ebenfalls geeignet sind Hydantoine, wie Dibrom- und Dichlordimethylhydantoin, Chlorbromdimethylhydantoin, N- Chlorsulfamid (Haloamid) und Chloramin (Haloamin). Besonders bevorzugt ist bei der vorliegenden Erfindung Natriumhypochlorit mit der chemischen Formel NaOCl in einer Menge im Bereich von etwa 0,1 bis etwa 15 Gew.-%, bevorzugter etwa 0,2 bis 10 Gew.-% und am meisten bevorzugt etwa 2,0 bis 6,0 Gew.-%.
  • Bevorzugt wird das viskoelastische Verdickungsmittel nicht durch Ionenstärke verringert, noch erfordert es für die Verdickung Ionenstärke. Überraschenderweise sind die erfindungsgemäßen viskoelastischen Zusammensetzungen phasenstabil und behalten ihre Rheologie in Lösungen mit mehr als etwa 0,5 Gew.-% ionisierbarem Salz, beispielsweise Natriumchlorid und Natriumhypochlorit, entsprechend einer Ionenstärke von etwa 0,09 g-Ionen/kg-Lösung. Überraschenderweise bleibt die Rheologie der Zusammensetzung bei Gehalten von ionisierbarem Salz zwischen etwa 5 und 20%, entsprechend einer Ionenstärke zwischen etwa 1-4 g-Ionen/kg, stabil. Es wird angenommen, daß die viskoelastische Rheologie selbst bei Ionenstärken von mindestens etwa 6 g-Ionen/kg gleich bleibt. In der Tabelle VIII sind die Wirkungen eines Salzes auf die Viskosität und Phasenstabilität für eine erfindungsgemäße Hypochlorit-enthaltende Zusammensetzung dargestellt. Tabelle VIIIMögliche Bestandteile
  • Puffer und Mittel zur Einstellung des pHs können zur Einstellung oder Aufrechterhaltung des pHs zugegeben werden. Beispiele von Puffern umfassen die Alkalimetallphosphate, -polyphosphate, -pyrophosphate, -triphosphate, -tetraphosphate, -silicate, -metasilicate, -polysilicate, -carbonate, -hydroxide und Gemische davon. Bestimmte Salze, beispielsweise die Erdalkaliphosphate, -carbonate, -hydroxide etc. können ebenfalls als Puffer wirken. Es kann ebenfalls geeignet sein, als Puffer solche Materialien, wie Aluminiumsilicate (Zeolite), Borate, Aluminate und bleichresistente organische Materialien, wie Gluconate, Succinate, Maleate und ihre Alkalimetallsalze, zu verwenden. Diese Puffer wirken so, daß sie die erfindungsgemäßen pH-Bereiche, die mit dem Reinigungsaktivstoff verträglich sind, in Abhängigkeit von der Umgebung aufrechterhalten. Die Kontrolle des pH-Wertes kann erforderlich sein, um die Stabilität des Reinigungsaktivstoffs zu erhalten und um das Gegenion in anionischer Form zu halten. Bei dem ersten Fall wird ein Reinigungsaktivstoff, wie Hypochlorit bei einem pH über 10, bevorzugt über oder um etwa 12, gehalten. Die Gegenionen erfordern andererseits im allgemeinen nicht einen pH, der über etwa 8 liegt, und er kann so niedrig wie pH 5-6 betragen. Gegenionen auf der Grundlage starker Säuren können selbst niedrigere pH-Werte aushalten. Die Gesamtmenge an Puffer, einschließlich der, die inhärent in der Bleiche vorhanden ist, plus irgendwelcher zugegebener Menge kann von etwa 0,0% bis 25% variieren.
  • Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können so zubereitet werden, daß sie Komponenten, wie Duft- bzw. Aromastoffe, Farbstoffe, Weißmacher, Lösungsmittel, Chelatbildungsmittel und Builder enthalten, durch die die Wirksamkeit, Stabilität oder das ästhetische Aussehen der Zusammensetzung verbessert wird. Von etwa 0,01% bis etwa 0,5% eines Duft- bzw. Aromastoffs, wie sie im Handel von International Flavors and Fragrance, Inc., erhältlich sind, können in irgendeine Zusammensetzung gemäß der ersten, zweiten oder dritten Ausführungsform zugegeben werden. Farbstoffe und Pigmente können in geringen Mengen zugegeben werden. Ultramarinblau (UMB) und Kupferphthalocyanine sind Beispiele von häufig verwendeten Pigmenten, die in die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen eingearbeitet werden können. Geeignete Builder, die gegebenenfalls zugegeben werden können, umfassen Carbonate, Phosphate und Pyrophosphate, wobei die Builder die Funktion, wie es auf diesem Gebiet bekannt ist, ausüben, die Konzentration an freien Calcium- oder Magnesiumionen in wäßriger Lösung zu verringern. Bestimmte der zuvor erwähnten Puffermaterialien, beispielsweise Carbonate, Phosphate, Phosphonate, Polyacrylate und Pyrophosphate, wirken ebenfalls als Builder.
  • Verdickte Reinigungs-Zusammensetzung mit viskoelastischer Rheologie, dadurch gekennzeichnet, daß sie in wäßriger Lösung
  • (a) eine aktive Reinigungsverbindung, die in einer für die Reinigung wirksamen Menge vorhanden ist;
  • (b) ein viskoelastisches Verdickungssystem, das in einer verdickungswirksamen Menge vorhanden ist, das im wesentlichen aus
  • (I) einer quaternären Ammoniumverbindung, ausgewählt aus solchen der folgenden Strukturen (iii) Gemischen davon;
  • worin R&sub1;, R&sub2; und R&sub3; gleich oder unterschiedlich sind und je Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl oder Benzyl bedeuten, R&sub4; C&sub1;&sub4;&submin;&sub1;&sub8;-Alkyl bedeutet und R&sub5; C&sub1;&sub4;&submin;&sub1;&sub8;-Alkyl bedeutet; und
  • (II) einem organischen Gegenion-Gemisch, enthaltend mindestens ein Sulfonat oder Sulfat und ein Carboxylat, ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus C&sub2;&submin;&sub1;&sub0;-Alkylcarboxylaten, Arylcarboxylaten, C&sub2;&submin;&sub1;&sub0;-Alkylsulfonaten, Arylsulfonaten, sulfatierten C&sub2;&submin;&sub1;&sub0;-Alkylalkoholen, sulfatierten Arylalkoholen, und deren Gemischen, wobei das Sulfonat oder Sulfat und Carboxylat in einem Verhältnis von etwa 1:6 bis 6:1 vorhanden sind, enthält, und wobei die entstehende Zusammensetzung phasenstabil ist und eine Ionenstärke von mindestens etwa 0,09 g-Ion/kg besitzt.
  • 2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aktive Reinigungsverbindung ausgewählt wird aus Säuren, Basen, Oxidationsmitteln, Reduktionsmitteln, Lösungsmitteln, Enzymen, Detergentien, thioorganischen Verbindungen, und ihren Gemischen.
  • 3. Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die quaternäre Ammoniumverbindung eine Alkyltrimethylammonium-Verbindung ist, die eine Alkylgruppe mit 14 bis 18 Kohlenstoffatomen enthält.
  • 4. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Aryl-Gegenion Benzol und Naphthalin ist.
  • 5. Zusammensetzung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Benzol und das Naphthalin mit 1 bis 4 Kohlenstoff-Alkyl- oder -Alkoxygruppen, Halogenen und Nitrogruppen substituiert sein können.
  • 6. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung eine relative Elastizität besitzt, die grösser ist als etwa 0,03 sec/Pa.
  • 7. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente (a) in einer Menge von etwa 0,05% bis 50% vorhanden ist; die Komponente (b) (I) in einer Menge von etwa 0,1 bis 10,0% vorhanden ist; und die Komponente (b) (II) in einem Molverhältnis zur Komponente (b) (I) zwischen etwa 6:1 und 1:12 vorhanden ist.
  • 8. Verdickte viskoelastische Zusammensetzung für die Abflußöffnung, dadurch gekennzeichnet, daß sie in wäßriger Lösung
  • (a) einen Aktivstoff für die Abflußöffnung, der in einer Abflußöffnungs-wirksamen Menge vorhanden ist, und
  • (b) das viskoelastische Verdickungssystem von Anspruch 1, das in einer verdickungswirksamen Menge vorhanden ist, enthält, wobei die Zusammensetzung eine relative Elastizität von über etwa 0,03 sec/Pa besitzt.
  • 9. Zusammensetzung für die Abflußöffnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Aktivstoff für die Abflußöffnung ausgewählt wird aus Säuren, Basen, Oxidationsmitteln, Reduktionsmitteln, Lösungsmitteln, Enzymen, Detergentien, thioorganischen Verbindungen, und ihren Gemischen.
  • 10. Zusammensetzung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung eine Abgaberate von über etwa 70%, bestimmt durch Gießen einer ersten Menge der Zusammensetzung in eine zweite Menge von stehendem Wasser und Messen des abgegebenen unverdünnten Produkts, und eine Strömungsrate von weniger als etwa 150 mL/m durch ein US-230-Mesh-Sieb besitzt.
  • 11. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Aktivstoff für die Abflußöffnung ein Alkalimetallhydroxid und ein Alkalimetallhypochlorit enthält, und daß die quaternäre Ammoniumverbindung des viskoelastischen Verdickungssystems die folgende Struktur besitzt:
  • 12. Zusammensetzung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin 0 bis 5 Gew.-% eines Alkalimetallsilicats und 0 bis etwa 5 Gew.-% eines Alkalimetallcarbonats enthält.
  • 13. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung eine Dichte, die größer ist als die von Wasser, und eine Viskosität von mindestens etwa 20 mPa.s (cP) besitzt.
  • 14. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Alkalimetallhydroxid in einer Menge von etwa 0,5 bis 20 Gew.-%, das Alkalimetallhypochlorit in einer Menge von etwa 1 bis 10 Gew.-%, die quaternäre Ammoniumverbindung in einer Menge von etwa 0,1 bis 10 Gew.-% und das Gemisch aus organischem Gegenion in einer Menge von etwa 0,01 bis etwa 10 Gew.-% vorhanden sind.
  • 15. Verdickte viskoelastische Hypochlorit-Zusammensetzung, dadurch gekennzeichnet, daß sie in wäßriger Lösung
  • (a) eine Hypochlorit-bildende Quelle, die in einer Menge vorhanden ist, die ausreicht, eine bleichwirksame Menge an Hypochlorit zu ergeben; und
  • (b) das viskoelastische Verdickungssystem von Anspruch 1, das in einer verdickungswirksamen Menge vorhanden ist,
  • enthält.
  • 16. Zusammensetzung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung eine relative Elastizität von über etwa 0,03 sec/Pa und eine Viskosität von mindestens etwa 20 mPa.s (cP) besitzt.
  • 17. Zusammensetzung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Hypochlorit-bildende Quelle in einer Menge von etwa 0,1 bis 15 Gew.-%, die quaternäre Ammoniumverbindung in einer Menge von etwa 0,1 bis 10 Gew.-%, das organische Gegenion-Gemisch in einer Menge von etwa 0,01 bis 10 Gew.-% vorhanden sind, und daß das Molverhältnis von quaternärer Ammoniumverbindung zu dem Gemisch aus organischem Gegenion zwischen etwa 12:1 und 1:6 liegt.
  • 18. Verfahren zur Reinigung von Verengungen, die durch organische Materialien in Abflußrohren verursacht wurden, dadurch gekennzeichnet, daß
  • (a) in das Abflußrohr, das eine organische Verengung darin umfaßt, eine Zusammensetzung für die Abflußöffnung nach einem der Ansprüche 8 bis 14 eingeleitet wird;
  • (b) die Zusammensetzung in Kontakt mit dem organischen Verengungsmaterial bleiben kann, um damit zu reagieren, und
  • (c) die Zusammensetzung und das Verengungsmaterial weggespült werden.
  • 19. Verfahren zur Herstellung einer Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestandteile für die Bildung der Zusammensetzung in irgendeiner gewünschten Reihenfolge vermischt werden.
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