DE60020728T2 - Ultraschallgerät - Google Patents

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Maria Tim VAN HAUWERMEIREN
Richard Lieven DEKETELE
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Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Ultraschallgerät und auf ein Verfahren zum Reinigen eines Substrats.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Ultraschallschwingungen werden in der Industrie zum Reinigen verschmutzter Substrate verwendet. Insbesondere erfolgt dies unter Zugabe solcher Substrate in ein wässriges Bad, das Ultraschallschwingungen ausgesetzt wird. Tatsächlich werden Schmutzstoffe durch solche Schwingungen vom Substrat entfernt. Solch ein Verfahren wird zum Beispiel im U.S.-Patent US-A-4,494,748 erwähnt. Ein weiterer Verwendungsbereich von Ultraschallschwingungen zur Reinigung liegt im Reinigen von Zähnen oder Zahnprothesen, wobei ein vibrierendes Gerät in Kontakt mit den verschmutzten Zähnen oder Zahnprothesen gebracht wird und die Schwingungen die Schmutzstoffe entfernen. Solch ein Verfahren wird zum Beispiel im U.S.-Patent US-A-5,927,977 erwähnt.
  • Zu den Vorteilen einer Reinigung unter Verwendung von Ultraschallschwingungen zählen der reduzierte Aufwand und die verringerte Zeit, die zum Entfernen von Schmutzstoffen im Vergleich zu herkömmlichen, rein mechanischen Methoden erforderlich sind. Insbesondere sind Ultraschallschwingungen dort funktional, wo andere Methoden wahrscheinlich versagen würden, insbesondere beim Reinigen komplexer Oberflächen. Tatsächlich können solche Oberflächen einfach in ein wässriges Bad gegeben werden, die wässrige Lösung wird vibriert, so dass die gesamte eingetauchte Oberfläche gereinigt wird. Im speziellen Bereich der Zahnreinigung, bei dem das Ultraschallbad unpraktisch ist, ermöglicht die Verwendung eines Ultraschallgeräts, das direkt auf Schmutzstoffe angewandt wird, eine schnelle und effektive Reinigung.
  • Obgleich Reinigungsverfahren, die Ultraschallschwingungen verwenden, diese und auch weitere Vorteile aufweisen, haben sie jedoch auch Nachteile. Zum Beispiel erfordert das herkömmliche wässrige Bad, das die Ultraschallschwingungen überträgt, eine verhältnismäßig große elektrische Stromzufuhr, um die gesamte Flüssigkeit zum Vibrieren zu bringen, in die das verschmutzte Substrat eingetaucht ist. Ferner sind Ultraschallgeräte, die im zahnärztlichen Bereich verwendet werden, für diese bestimmte Anwendung optimiert. WO 99/42553 beschreibt ein Teppichfleckentfernungsprodukt und ein Verfahren zur Reinigung eines Teppichs unter Verwendung eines Handultraschallgeräts und einer Reinigungszusammensetzung. Das Ultraschallgerät weist einen harten Schalltrichter auf.
  • Die Erfindung strebt an, ein Ultraschallgerät zu liefern, wodurch die Entfernung der Schmutzstoffe in einer verringerten Zeitspanne und mit verringertem Aufwand erfolgt und ein begrenztes Maß an elektrischem Strom benötigt wird, wobei das Gerät für eine Vielzahl von Substraten geeignet ist.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Nach einem ersten Gesichtspunkt der Erfindung wird ein Handgerät zum Reinigen eines Substrats geliefert, wobei das Substrat aus Fasern besteht oder eine harte Haushaltsoberfläche ist, wobei das Gerät einen aktiven Teil aufweist, der bei einer Frequenz von mindestens 20 kHz mit einer Amplitude von mindestens 10 μm und bis zu 100 μm vibriert und wobei das Gerät mindestens zwei Konfigurationen aufweist, eine erste Konfiguration, bei der der aktive Teil hart ist, und eine zweite Konfiguration, bei der der aktive Teil weich ist. Nach einem zweiten Gesichtspunkt der Erfindung wird ein Verfahren zum Reinigen eines Substrats, wie in Anspruch 8 definiert, geliefert. Spezielle Ausführungsformen der Erfindung unterliegen den jeweiligen Unteransprüchen.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Ultraschallhandgeräts mit einem Aufbewahrungsbehälter für Reinigungslösung, der so beschaffen ist, dass er ab nehmbar in dem Gerät befestigt ist. Außerdem sind ein abnehmbar zu befestigender Reinigungskopf und ein weiterer Aufbewahrungsbehälter für Reinigungslösung gezeigt.
  • 2 ist eine perspektivische Ansicht zweier unterschiedlicher stiftförmiger Handultraschallgeräte (1A & 1B), die in der Erfindung verwendet werden, um Ultraschallwellen auf einen Fleck oder Schmutzstoff aufzubringen.
  • 3 ist eine perspektivische Ansicht eines stiftförmigen Ultraschallhandgeräts, das beim Abgeben von Ultraschallwellen auf eine Verschmutzung gezeigt wird.
  • 4 ist eine perspektivische Ansicht eines stiftförmigen Ultraschallhandgeräts, das erfindungsgemäß zum Abgeben von Ultraschallwellen auf einen Schmutzstof oder Fleck verwendet wird. Der Ultraschallschwingungsgenerator und die Stromquelle befinden sich in einem zweiten Gehäuse, das mit dem Reinigungskopf verbunden ist, der sich in einem ersten Gehäuse befindet.
  • 5A, B, und C sind perspektivische Ansichten dreier unterschiedlicher leimpistolen- und vakuumähnlich geformter Handultraschallgeräte. Außerdem ist eine abnehmbar befestigte Kartusche gezeigt, die Reinigungslösung enthält.
  • 6 ist eine perspektivische Ansicht eines stiftförmigen Ultraschallhandgeräts und einer Ladestation, die als ein zusätzlicher Behälter für Reinigungslösung dient. Das stiftförmige Ultraschallgerät ist abnehmbar auf der Ladestation befestigt.
  • 7 ist eine perspektivische Ansicht und Explosionszeichnung (7A) und eine Schnittansicht (7B) eines leimpistolen- oder bohrerähnlichen Handultraschallgeräts. Es wird gezeigt, wie der abnehmbare Behälter in dem Gerät befestigt ist und wo die Reinigungslösung aus dem Gerät auf die zu reinigende Oberfläche austritt.
  • 8 ist eine perspektivische Ansicht eines stiftförmigen Ultraschallhandgeräts, das ein weiteres Mal gezeigt ist, um darzustellen, wie die Kartusche mit der Reinigungslösung von dem Gerät entfernt bzw. daran befestigt wird.
  • 9 umfasst eine perspektivische Ansicht und zwei Explosionsansichten eines stiftförmigen Ultraschallhandgeräts, wobei gezeigt wird, wie die Kartusche mit der Reinigungslösung von dem Gerät entfernt bzw. daran befestigt wird und wie und wo die Reinigungslösung zur Verwendung auf der zu reinigenden Oberfläche abgegeben wird.
  • 10 ist eine perspektivische Ansicht zweier stiftförmiger Handultraschallgeräte, die dargestellt werden, wie sie Ultraschallwellen auf eine Oberfläche (10A & B) abgeben. Außerdem dargestellt wird ein doppelseitiges Ultraschallgerät (10C), bei dem jedes Ende zur Verwendung bei einer anderen Art Oberfläche wie Gewebe (Kleidung, Möbel) und harten Küchenoberflächen wie Böden, Geschirr, usw. konzipiert ist.
  • 11 ist eine perspektivische Ansicht eines Ultraschallhandgeräts und einer Ladestation sowie der Weise, in der die Anordnung in eine Wandsteckdose eingesteckt wird. Das Ultraschallgerät ist abnehmbar an der Ladestation befestigt.
  • 12 ist eine perspektivische Ansicht eines Ultraschallhandgeräts, in der ein abnehmbarer und wieder aufladbarer Akku für die Stromversorgung des Ultraschallhandgeräts gezeigt sind sowie die Weise, in der der Akku zum Wiederaufladen in eine Wandsteckdose eingesteckt wird.
  • 13 ist eine perspektivische Ansicht eines Ultraschallhandgeräts, das demjenigen in 11 ähnlich ist, außer dass das Ultraschallhandgerät und die Ladestation freistehend sind und die Anordnung über ein elektrisches Kabel in die Wandsteckdose eingesteckt wird. Das Ultraschallgerät ist abnehmbar an der Ladestation befestigt.
  • Ausführliche Beschreibung der Erfindung
  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät (1), das einen aktiven Teil (15) aufweist, der bei einer Frequenz von mindestens 20 kHz mit einer Amplitude von mindestens 10 μm und bis zu 100 μm vibriert. Tatsächlich weist das Gerät (1) einen aktiven Teil (15) auf, der bei einer Ultraschallfrequenz vibriert. Es sollte beachtet werden, dass die Ultraschallfrequenz andere niedrigere Frequenzen überlagern kann. Obgleich die Ultraschallfrequenz mindestens 20 kHz beträgt, hat sich herausgestellt, dass das Gerät (1) bei höheren Frequenzen von mindestens 30 kHz, mehr bevorzugt mindestens 40 kHz und am meisten bevorzugt mindestens 50 kHz effizienter funktioniert. Bezüglich der Amplitude hat sich herausgestellt, dass eine Amplitude von unter 10 μm nicht zufrieden stellend wäre, wohingegen eine Amplitude von über 100 μm bestimmte Arten brüchiger Substrate beschädigen könnte. Vorzugsweise umfasst die Amplitude 10 μm bis 100 μm, mehr bevorzugt 15 μm bis 75 μm, noch mehr bevorzugt 20 μm bis 50 μm. Es hat sich herausgestellt, dass eine Amplitude von 25 μm bis 40 μm eine optimale Wirksamkeit bietet, wenn das Gerät ohne eine Wischvorrichtung zwischen dem Gerät und den Geweben verwendet wird. Des Weiteren hat sich ferner herausgestellt, dass die Amplitude mindestens 25 μm (jedoch weniger 100 μm, wie vorstehend aufgeführt) betragen sollte, falls eine Wischvorrichtung während der Behandlung zwischen dem Gerät und den Geweben platziert wird.
  • Zum Reinigen von Substraten (11) (z. B. Geweben) mit einem Gerät (1), das einen aktiven vibrierenden Teil (15) enthält, der Ultraschall (Sonotrode oder Schalltrichter) in Kombination mit Reinigungslösung (10) überträgt, können die Schwingungen der Sonotrode (15) (aktiver Teil) in der Ebene des Gewebes oder senkrecht zum Gewebe oder durch eine Kombination beider Bewegungen erfolgen. Jedoch hat sich des Weiteren herausgestellt, dass die Richtung der von der Gerätsonotrode oder dem Gerätschalltrichter (15) ausgesendeten Schwingungen einen Einfluss auf die Reinigungswirksamkeit hat. Üblicherweise wird, wenn der vibrierende Teil (15) des Ultraschallgeräts (1) nur in der Gewebeebene vibriert, die Bewegung des Schalltrichters (15) als Y-Bewegung bezeichnet und, wenn die Bewegungsrichtung senkrecht zum Gewebe verläuft, wird dies als Z-Bewegung bezeichnet.
  • Des Weiteren fanden wir überraschenderweise heraus, dass die Fleckentfernungsleistung einer Sonotrode mit ausschließlicher Y-Bewegung (Ay = 40 μm, Az = 0,3 μm) verglichen mit einer fast ausschließlichen Z-Bewegung (Amplitude in Y-Richtung Ay = μm, Amplitude in Z-Richtung Az = 22 μm) etwas schlechter ist. Zusätzlich führt eine ausschließliche Y-Bewegung des Schalltrichters zu einer wesentlich stärkeren Fleckenverteilung auf der Oberfläche der Gewebe, was natürlich unerwünscht ist.
  • Daher sollte beim Behandeln eines Substrats (11) mit einem Ultraschallgerät (1) der Erfindung in Kombination mit einer Reinigungslösung (10) der Gerätschalltrichter (15) vorzugsweise so gehalten werden, dass die Richtung der Schalltrichterbewegungen im wesentlichen senkrecht zur Oberfläche des zu behandelnden Substrats (11) verläuft, wie in den 10A und 10B dargestellt; dies sollte vorzugsweise entweder der Fall sein, wenn der aktive Teil (15) des Geräts (1), der in Kontakt mit dem Substrat steht, hart ist (erste Konfiguration des Geräts) und das Substrat aus Fasern besteht (d. h. weich ist), jedoch auch, wenn der aktive Teil weich ist (zweite Konfiguration des Geräts) und das Substrat eine harte Haushaltsoberfläche wie Arbeitsoberflächen in der Küche oder Geschirr ist, wie in 3 dargestellt.
  • Während das Substrat (11) in den meisten Fällen an der Außenseite behandelt werden wird (z. B. außen am Kleidungsstück), kann die Behandlung als Alternative an der Innenseite des Substrats aufgetragen werden. Dies ist vorzugsweise bei zum Beispiel empfindlichen Geweben der Fall. In diesem Fall muss das Substrat nach außen gekehrt werden, ehe die Behandlung mit dem Gerät der Erfindung angewandt wird.
  • Das Handgerät weist mindestens zwei Konfigurationen auf, eine erste Konfiguration, bei der der aktive Teil hart ist, und eine zweite Konfiguration, bei der der aktive Teil nicht hart ist. Tatsächlich hat sich herausgestellt, dass die Verwendung eines harten aktiven Teils bevorzugt wurde, wenn das Gerät zum Beispiel auf aus Fasern bestehenden Substraten verwendet wurde, während die Ver wendung eines nicht harten aktiven Teils bevorzugt wurde, wenn das Gerät auf harten Oberflächen verwendet wurde. Auf diese Weise kann, indem diese 2 Konfigurationen zur Verfügung stehen, das Gerät wirkungsvoll bei einer Vielzahl unterschiedlicher Substrate verwendet werden. Dieses Prinzip kann eindeutig auf eine größere Anzahl an Konfigurationen ausgedehnt werden, je nach dem Grad der erforderlichen Anpassung.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform wird die oben beschrieben zweite Konfiguration erzielt, indem ein zusätzliches Element zum Gerät der ersten Konfiguration hinzugefügt wird. Das zusätzliche Element kann einfach um das Gerät gewickelt werden, zum Beispiel in der ersten Konfiguration. Solch ein zusätzliches Element enthält vorteilhaft ein poröses, scheuerndes, aus Fasern bestehendes, absorbierendes oder schwammartiges Material.
  • Die Erfindung bezieht sich auf harte Oberflächen oder einen harten aktiven Teil. Die Härte wird hierin durch die Longitudinalwellengeschwindigkeit des betreffenden Materials definiert, wobei die Longitudinalwellengeschwindigkeit bei harten Materialien üblicherweise bei über 3000 m/s liegt, was Holz, technische Verbundstoffe, technische Keramik, technische Legierungen und poröse Keramik einschließt. Dies wird in „Materials selection in mechanical design" von M. F. Ashby, Pergamon Press, 1992, Kapitel 4, Absatz 4.2 „Displaying Material Properties"; insbesondere siehe 4.1 Seite 25, erläutert.
  • In einem anderen Gesichtspunkt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf Verfahren zum Reinigen eines Substrats, wobei das Verfahren einen ersten Schritt umfasst, in dem eine Reinigungslösung und ein Handgerät nach der Erfindung geliefert werden.
  • Der Begriff „Reinigungslösung" bezeichnet eine Lösung, die vorzugsweise Tenside, Builder oder Bleichmittelarten sowie andere Inhaltsstoffe, die üblicherweise in im Fachgebiet beschriebenen Waschmittel- oder Geschirrspülmittelflüssigkeiten verwendet werden, umfasst. In einer speziellen Ausführungsform besteht die Reinigungslösung hauptsächlich aus Wasser und kann sogar ausschließlich aus Wasser bestehen. In einer speziellen Ausführungsform kann die Reinigungslösung erhitzt werden, um eine weitere Verbesserung beim Entfernen der Schmutzstoffe zu ermöglichen.
  • Der Begriff „Handgerät" soll bedeuten, dass das Gerät mit nur einer Hand betätigt werden kann. Üblicherweise weist das Gerät eine längliche Form auf, zum Beispiel ähnlich der Form elektrischer Schraubendreher.
  • Das Verfahren umfasst ferner einen zweiten Schritt, in dem die Lösung mit dem Gerät auf ein Substrat aufgebracht wird. Dies kann erreicht werden, indem die Lösung zum Beispiel auf das zu behandelnde Substrat aufgebürstet wird. Die Reinigungszusammensetzung enthält vorzugsweise ein Reinigungsmittel, das in der Reinigungszusammensetzung in einer wirksamen Menge vorhanden ist, mehr bevorzugt von etwa 0,0001 Gew.-% bis etwa 60 Gew.-%, noch mehr bevorzugt von etwa 0,001 Gew.-% bis etwa 30 Gew.-%, noch mehr bevorzugt von etwa 0,005 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-%, noch mehr bevorzugt von etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 5 Gew.-%. Diese Reinigungszusammensetzungen sind nachfolgend beispielhaft genauer aufgeführt.
  • In einem ersten Beispiel des Verfahrens besteht das Substrat oder die Oberfläche aus Fasern und das Gerät befindet sich in der ersten Konfiguration. In einem zweiten Beispiel des Verfahrens ist das Substrat oder die Oberfläche eine harte Haushaltsoberfläche und das Gerät befindet sich in der zweiten Konfiguration. Eine „faserige Oberfläche" umfasst jede Gewebeoberfläche, wie z. B. Bekleidung, wie Hemden, Hosen, Handschuhe, Hüte, Schuhe; Polster, wie Möbel, Autositze; Leinen, Vorhänge, Dekorationsstoffe, Teppiche, Vorleger, Tapisserien, Kissen, Tücher usw. Die „faserige Oberfläche" kann zum Beispiel aus natürlichen Fasern, wie Baumwolle, Wolle, Seide, künstlichen Fasern, wie Polyestern, Rayon, Dacron, oder Mischungen aus natürlichen und künstlichen Fasern, wie Polybaumwollmischungen, bestehen. Eine „harte Haushaltsoberfläche" umfasst jede Oberfläche, die üblicherweise in einer Haushaltsumgebung als unbelebte harte Oberfläche angesehen wird, wie Geschirr, Teller, Gläser, Besteck, Töpfe und Pfannen, sowie andere Oberflächen, wie Küchenarbeitsplatten, Spülbecken, Glas, Fenster, Emailleoberflächen, Metalloberflächen, Fliesen, Badewannen, Wände, Decken, Fußböden usw. Tatsächlich hat sich herausgestellt, dass durch die Verwendung eines erfindungsgemäßen Geräts die Entfernung von Haushaltsflecken, die zum Beispiel auf Nahrung, Gras, fettige Materialien oder Körperschmutz zurückzuführen sind, bedeutend verbessert wurde.
  • Ohne an eine Theorie gebunden zu sein, wird angenommen, dass durch die Ultraschallenergie die Rehydration und die Weichmachung des Schmutzes verbessert werden und dieser somit leichter gereinigt werden kann. Es wird angenommen, dass dies durch Erhöhung des Grads erfolgt, zu dem die formulierte Reinigungszusammensetzung in den Schmutz eindringt. Ohne an eine Theorie gebunden zu sein, wird ebenfalls angenommen, dass die Ultraschallwellen und die Ultraschallreinigungszusammensetzung durch Aufbrechen der Haftbindungen zwischen Schmutz und Substrat zur Entfernung des erweichten Schmutzes beitragen.
  • Durch Verwendung dieser Zusammensetzung mit einer Ultraschallenergiequelle können Flecken oder hartnäckige Verschmutzungen ohne Anwendung von übermäßigen Kräften, übermäßigem Reiben bzw. Druck oder anderen Maßnahmen, die eine Abnutzung des verschmutzten Materials oder der verschmutzten Oberfläche verursachen, entfernt werden. Dabei braucht der Anwender beim Fleckenentfernen keine manuelle Energie aufzuwenden, was die Verwendung für den Anwender erleichtert. Die Erfindung umfasst auch Verfahren, mit denen Flecken oder Verschmutzungen entweder von eingegrenzten Bereichen oder von dem gesamten zu säubernden Artikel entfernt werden.
  • Vorzugsweise umfassen diese Ultraschallreinigungsprodukte außerdem Anweisungen für die Anwendung des Produkts. Eine bevorzugte Folge von Anweisungen umfasst die folgenden Schritte:
    • (i) Auftragen einer wirksamen Menge der Reinigungszusammensetzung (22) auf die Oberfläche (11);
    • (ii) Aufbringen von Ultraschallwellen auf die Oberfläche (11) unter Verwendung des Geräts (1); und
    • (iii) wahlweise, Abspülen der Oberfläche (11) mit einer wässrigen Lösung.
  • Eine andere bevorzugte Folge von Anweisungen umfasst die folgenden Schritte:
    • (i) Verwendung des Geräts (1) zum Auftragen einer wirksamen Menge der Reinigungszusammensetzung (10) auf die Oberfläche (11) gleichzeitig und zeitgleich mit dem Reinigungskopf (15);
    • (ii) Bewegen des Reinigungskopfes (15) über die Oberfläche (11) unter Beibehaltung von Kontakt mit dieser und
    • (iii) wahlweise, Abspülen der Oberfläche (11) mit einer wässrigen Lösung.
  • In einem Gesichtspunkt hiervon wird bevorzugt, dass die Schritte (i) und (ii) gleichzeitig unter Verwendung eines Geräts oder Werkzeugs (1), das eine kontrollierte Abgabe der flüssigen Reinigungszusammensetzung (10) auf den Fleck (13) ermöglicht, ausgeführt werden, während zeitgleich Ultraschallwellen darauf aufgebracht werden.
  • In einem anderen Gesichtspunkt dieser Ausführungsform, in dem die Anweisungen zum Gebrauch den Verbraucher anweisen, die Reinigungszusammensetzung auf die eine oder mehrere Oberflächen vor und/oder während der Anwendung der Ultraschallenergie auf die eine oder mehrere Oberflächen aufzutragen.
  • Es ist wichtig, zu beachten, dass im Schritt (ii) „unter Beibehaltung von Kontakt mit dieser" dies nicht auf Ausführungsformen eingeschränkt werden soll, bei denen der Gerätreinigungskopf (15) direkt auf die Gewebeoberfläche aufgesetzt wird. Die andere Ausführungsform, in der eine Wischvorrichtung (getränkt mit einer Reinigungslösung oder auch nicht) ebenfalls zwischen dem Reinigungskopf und der Gewebeoberfläche platziert wird. In dieser letzten Ausführungsform müssen der Reinigungskopf, die Wischvorrichtung und die Gewebeoberfläche während der Behandlung in Kontakt miteinander stehen, so dass die Energiewellen ständig vom Reinigungskopf durch die Wischvorrichtung auf die Gewebeoberfläche übertragen werden.
  • Das akustische System in der vorliegenden Erfindung besteht vorzugsweise aus einem piezokeramischen Element oder Elementen (14), die üblicherweise als PZTs (14) bezeichnet werden, zusammen mit einem akustischen Verstärker, der üblicherweise als ein akustischer Schalltrichter oder ein akustischer Transducer bzw. Sonotrode (15) bezeichnet wird. Das gesamte akustische System ist dazu bestimmt, mit einer spezifischen Frequenz und Leistung zu arbeiten und am Ende oder an der Spitze der Sonotrode eine vorbestimmte Amplitude zu liefern (15). Die Reinigungswirksamkeit wird durch die Kombination aus Sonotrodenausführung, Amplitude, Frequenz und Leistung bestimmt. Außerdem werden nicht alle der Parameter unabhängig gewählt.
  • Bezüglich der Konstruktionsform der Sonotrode (15) konnten wir feststellen, dass unterschiedliche Formen verbesserte Reinigungsvorteile liefern. Eine spezifische Ausführungsform ist eine „Meißel"-Form, wie in den 5A, 5B und 5C dargestellt, bei der die Sonotrode (15) an dem Ende, das mit dem zu entfernenden Fleck in Kontakt kommt, verjüngt ist. Typischerweise beträgt die Breite der Sonotrode 0,05 bis 5 mm und die Länge 10 bis 50 mm. Ferner konnten wir feststellen, dass die Reinigung verbessert ist, wenn die Sonotrode (15) so konzipiert ist, dass sie auf dem gesamten Sonotrodenblatt eine gleiche Amplitude liefert. Jedoch bestehen andere Anwendungen, bei denen es möglicherweise von Vorteil ist, eine höher lokalisierte Amplitude aufzuweisen. Bei der spezifischen Ausführungsform haben wir festgestellt, dass ein Sonotrodenblatt in einer „Meißel"-Form, das bei 50 kHz, 30 Watt und 25 μm betrieben wird, erhebliche Reinigungsvorteile liefert.
  • Des Weiteren haben wir herausgefunden, dass Sonotroden, die in einer „scheibenförmigen" oder runden Form geformt sind, wie in den 1 und 4 dargestellt, erhebliche Reinigungsvorteile liefern. Diese Sonotrodenform weist üblicherweise einen Scheibenradius von 10 bis etwa 100 mm auf. Ferner kann die Sonotrode für den zu reinigenden Fleck ein eher dreidimensionales Erscheinungsbild bekommen, wie in den 2A, 2B, 3 und 5A bis 10C dargestellt. Die Sonotrode (15) kann in Form einer Halbkugel vorliegen oder eine Scheibe mit Eindellungen oder Vertiefungen an der Oberfläche sein. In einer anderen Ausführungsform kann die Sonotrode rechteckig, oval, dreieckig geformt sein. Aufgrund von ergonomischen Erwägungen wird eine Sonotrode mit runden Kanten bevorzugt. Jede dieser Formen bietet einzigartige Reinigungsmöglichkeiten. Darüber hinaus ist die Masse der Sonotrode zum Erzielen des gewünschten Reinigungsvorteils von Bedeutung. Wir haben festgestellt, dass die Sonotrode eine Masse zwischen 20 und 500 g aufweisen muss.
  • Außerdem muss das Sonotrodenmaterial so gewählt werden, dass es die gewünschten akustischen Eigenschaften besitzt und außerdem mit den in der Reinigungsanwendung verwendeten Chemikalien kompatibel ist. Die bevorzugten Materialien sind Titan und Stahl, vorzugsweise gehärteter Stahl. Weniger bevorzugt, jedoch für Reiniger geeignet, die im Wesentlichen frei von Bleichmitteln und Alkalität sind, ist Aluminium.
  • Das akustische System und insbesondere die Sonotrode (15) können, um das Reinigungsverfahren zu unterstützen, von Zusatzmaterialien eingeschlossen, umgeben sein oder sich in unmittelbarer Nähe zu ihnen befinden. Diese schließen ein, sind jedoch nicht beschränkt auf, Schwämme, Scheuerkissen, Stahlwollekissen, Vliese mit hoher Reibungskraft, getränkte oder nicht getränkte Wischvorrichtungen und absorbierende natürliche und synthetische Materialien. In einer Ausführungsform dieser Erfindung wird eine Wischvorrichtung während der Behandlung zwischen dem Reinigungskopf und der Gewebeoberfläche platziert. Vorzugsweise ist die Wischvorrichtung mit einer Reinigungslösung zusätzlich zu oder statt der Reinigungslösung, die vom Ultraschallgerät abgegeben wird, getränkt. Es hat sich herausgestellt, dass solch eine getränkte Wischvorrichtung ein Verlaufen der Reinigungslösung verhindern kann, was zu einem effizienteren und reinlicherem Verfahren führt. Vorzugsweise ist die für die Wischvorrichtung verwendete Reinigungslösung die gleiche wie die, die vom Gerät selbst abgegeben wird – siehe nachfolgende Beschreibung und Beispiel -. Diese Zusatzmaterialien können bei der Reinigung helfen, indem sie die Schmutzstoffe und Flecken entfernen, die vom Ultraschall zusammen mit der Chemie gelöst wurden, und/oder sie können restliche Flecken absorbieren und/oder die Reinigungslösung in engem Kontakt mit dem Fleck oder Schmutzstoff halten, der in Kontakt mit der Ultraschallenergie steht. Wahlweise können diese zusätzlichen Kissen entfernbar und/oder Einwegprodukte sein.
  • Wie vorstehend beschrieben, kann eine Wischvorrichtung zwischen dem aktiven Gerätteil und der Oberfläche des zu reinigenden Geräts platziert werden. Zum Reinigen weicher Substrate mit einem Gerät, das einen aktiven vibrierenden Teil, der Ultraschall überträgt (Sonotrode oder Schalltrichter), enthält, hat sich herausgestellt, dass das weiche Substrat gereinigt werden kann, indem ein dünnes Kissen (bzw. Wischvorrichtung) auf das zu reinigende Substrat und anschließend der Schalltrichter auf dieses Kissen aufgelegt wird. „Weiches Substrat" bezeichnet alle Gegenstände, die elastisch sind, im Gegensatz zu harten Oberflächen. Solche weichen Substrate schließen ein, sind jedoch nicht beschränkt auf, Textilbekleidung, Vliestextiloberflächen, Folienoberflächen und ähnliches. Die Wischvorrichtung (dünnes Gewebestück, Papier,...) kann mit Reinigungslösung benässt werden (durch das Gerät oder durch eine Pipette oder auf eine andere Weise) oder kann bereits Reinigungslösung enthalten (oder enthält Reinigungslösung und wird während des Reinigungsverfahrens weiter benässt). Je nach dem Material der Wischvorrichtung kann es ebenfalls einen Teil der Flecken-/Reinigungslösungsmischung absorbieren oder lediglich als ein Reinigungslösung tragender Puffer zwischen dem Schalltrichter und dem Gewebe agieren. Der Rest der Schmutzstoff-/Reinigungslösungsmischung wird durch ein darunter liegendes Absorptionskissen/ -material oder durch Tippen eines Absorptionsmaterials/-kissens auf das obere Kissen oder direkt auf das Substrat weiter absorbiert.
  • Der Vorteil des Platzierens der Wischvorrichtung auf dem Substrat liegt in einer geringeren Beschädigung des Substrats (z. B. Gewebe) – bei einer bestimmten Amplitude – als bei einem direkten Kontakt des Schalltrichters. Dies ermöglicht ferner die Verwendung einer höheren Amplitude ohne Beschädigung des weichen Substrats.
  • Ein weiterer Vorteil bei der Verwendung eines Kissens, das eine Reinigungslösung enthält, ist die Tatsache, dass die Reinigungslösung jederzeit verfügbar ist, sobald das Kissen auf dem Substrat platziert ist. Ein weiterer Vorteil ist der, dass die Reinigungslösung auf der Wischvorrichtung Substanzen enthalten kann, die in der Reinigungslösung, die über das Gerät geliefert wird, nicht formuliert sein können (z. B. Bleichmittel und Duftstoff), was zu einer höheren Leistung führen kann.
  • Ein dritter Vorteil bei der Verwendung einer absorbierenden Wischvorrichtung ist ein geringeres Verlaufen, da die Schmutzstoff-/Reinigungslösungsmischung von der Wischvorrichtung aufgesaugt wird und daher direkt vom Substrat entfernt wird. Die Wischvorrichtung könnte sogar aus unterschiedlichen Materialen/Bereichen bestehen. (z. B. ein Bereich in der Mitte, der direkt auf dem Fleck platziert werden würde, enthält (z. B. ist getränkt mit) Reinigungslösung, und der umgebende Bereich könnte aus stark absorbierenden Materialien bestehen, um die Schmutzstoff-/Reinigungslösungsmischung leicht vom Substrat zu entfernen und dadurch ein Verlaufen zu verhindern).
  • In einem Beispiel wird die Wischvorrichtung aus zwei Bereichen gebildet: Ein erster Bereich ist ein absorbierendes Material zur Absorption der Fleck-/Reinigungslösungsmischung, um ein Auslaufen zu verhindern. Der erste Bereich umfasst einen zweiten Bereich, der die Reinigungslösung enthält. Der Bereich, der die Reinigungslösung enthält, kann einfach ein Bereich bestehend aus Gewebe, das mit der Lösung getränkt wurde und das anschließend in das absorbierende Material eingeschlossen wurde, sein. Die Reinigungslösung kann als Alternative in einer aufplatzbaren Zelle enthalten sein (zum Beispiel aus einem Thermoplastfilm), die in absorbierendes Material eingeschlossen ist.
  • Um die Hemmung des Ultraschalls durch das Kissen-(Wischvorrichtungs)material und seiner vorteilhaften Wirkung auf das Reinigungsverfahren auszugleichen, hat sich herausgestellt, dass die Amplitude des vibrierenden aktiven Teils des Geräts erhöht werden sollte.
  • Es hat sich ebenfalls herausgestellt, dass die Verwendung eines dickeren Kissens (bzw. Wischvorrichtung) (z. B. aus Material mit einer Dicke von über 1 mm) dazu tendiert, die Reinigungsleistung im Vergleich zu einem dünneren Kissen zu verringern, da die erhöhte Dicke die Ultraschallübertragung auf die behandelte Oberfläche hemmt. Daher können, insbesondere wenn dicke Wischvorrichtungen verwendet werden, Mikroperforationen auf der Oberfläche der Wischvorrichtung angebracht werden.
  • In einem Beispiel der vorliegenden Erfindung, wie in den 1 bis 13 dargestellt, umfasst ein geeigneter Ultraschallerzeuger ein Gehäuse (16), wobei das Gehäuse (16) ein Greifmittel (17) umfasst, mehr bevorzugt befindet sich das Greifmittel (17) am proximalen Ende (18) des Gehäuses (16); einen Reinigungskopf (15), der dafür ausgelegt ist, auf der zu reinigenden Oberfläche zu liegen und sich darüber zu bewegen (oder als Alternative ist der Reinigungskopf dafür ausgelegt, sich geringfügig über der zu reinigenden Oberfläche zu befinden), mehr bevorzugt befindet sich der Reinigungskopf (15) am distalen Ende (19) des Gehäuses (16), wobei der Reinigungskopf (15) dafür ausgelegt ist, beweglich am Gehäuse (16) angebracht zu sein; ein Transducer-Mittel (14), das im Gehäuse angebracht ist, um den Reinigungskopf (15) bei einer Ultraschallfrequenz zu oszillieren; und ein Stromversorgungsmittel (21) zum Liefern von direktem Strom an das Transducer-Mittel (14), wobei das Stromversorgungsmittel (21) mit dem Gerät (1) oder dem Gerät (1) verbunden ist.
  • In einem anderen Beispiel der vorliegenden Erfindung, wie zum Beispiel in den 6, 11, 12 und 13 dargestellt, umfasst einen geeigneten Ultraschallerzeuger ein erstes Gehäuse (16), wobei das erste Gehäuse (16) ein Greifmittel (17) umfasst, mehr bevorzugt befindet sich das Greifmittel (17) am proximalen Ende (18) des ersten Gehäuses (16), einen Reinigungskopf (15), der dafür ausgelegt ist, auf der zu reinigenden Oberfläche zu liegen und sich darüber zu bewegen, mehr bevorzugt befindet sich der Reinigungskopf (15) am distalen Ende (19) des ersten Gehäuses (oder als Alternative ist der Reinigungskopf dazu ausgelegt, sich geringfügig über der zu reinigenden Oberfläche zu befinden) und der Reinigungskopf (15) ist dafür ausgelegt, beweglich am ersten Gehäuse (16) angebracht zu sein; ein zweites Gehäuse (23), wobei das erste Gehäuse (16) mit dem zweiten Gehäuse (23) verbunden ist und das zweite Gehäuse (23) ein Transducer-Mittel (14) umfasst, das im zweiten Gehäuse (23) angebracht ist, um den Reinigungskopf (15) bei einer Ultraschallfrequenz zu oszillieren; und ein Stromversorgungsmittel (21) zum Liefern von direktem Strom an das Transducer-Mittel (14), wobei das Stromversorgungsmittel (21) vorzugsweise mit dem Gerät oder dem Gerät (1) verbunden ist, mehr bevorzugt ist das Stromversorgungsmittel (21) im zweiten Gehäuse (23) angebracht.
  • In einem anderen Beispiel der vorliegenden Erfindung umfasst der Ultraschallerzeuger mindestens ein, mehr bevorzugt mindestens zwei, Lösungsspeichermittel, die mit dem Ultraschallerzeuger verbunden sind, und das Lösungsspeichermittel enthält mindestens eine, mehr bevorzugt mindestens zwei, Reinigungszusammensetzungen, die zum Reinigen der Oberfläche geeignet sind; und mindestens ein, mehr bevorzugt mindestens zwei, Abgabemittel, die im Gehäuse angebracht sind, um die mindestens eine Reinigungszusammensetzung von dem mindestens einen Lösungsspeichermittel an die Oberfläche zu liefern, vor oder zu dem Zeitpunkt, zu dem die Oberfläche vom Reinigungskopf berührt wird. In einer anderen Ausführungsform dieses Gesichtspunkts der vorliegenden Erfindung, wie zum Beispiel in den 1, 5A, 5B, 5C, 7A, 7B, 8 und 9 dargestellt, wird bevorzugt, dass das Lö sungsspeichermittel (22) so ausgelegt ist, entfernbar am Gehäuse (16) angebracht zu sein. In einer anderen Ausführungsform dieses Gesichtspunkts der vorliegenden Erfindung, wie in den 2A, 2B, 3, 6, 10A, 10B, 10C und 11 bis 13 dargestellt, wird bevorzugt, dass das Lösungsspeichermittel (22) am Gehäuse (16) angebracht ist. In einer anderen Ausführungsform dieses erfindungsgemäßen Aspekts kann sich der Lösungsaufbewahrungsbehälter entweder in dem ersten Gehäuse oder dem zweiten Gehäuse oder in beiden Gehäusen befinden, wobei die dazugehörige Abgabevorrichtung in dem ersten Gehäuse befestigt ist. Ein Vorteil von zwei oder mehr vorhandenen Aufbewahrungsbehältern liegt darin, dass inkompatible Reinigungsbestandteile, wie Bleichmittel und Duftstoffe, die normalerweise nicht ohne Verlust an Reinigungsaktivität in einer Reinigungszusammensetzung kombiniert werden könnten, in verschiedene Aufbewahrungsbehälter gefüllt werden können. Dadurch können die Zusammensetzungen die Reinigungsvorteile dieser inkompatiblen Bestandteile erlangen, da sie erst unmittelbar vor der Abgabe oder beim Auftragen auf die Oberfläche miteinander in Kontakt kommen. Dies bedeutet, dass jeglicher Verlust an Reinigungspotenzial minimiert wird.
  • Tatsächlich umfasst das Gerät vorzugsweise ferner einen Vorratsbehälter, der die Reinigungslösung enthält. Dieser Vorratsbehälter kann vorteilhaft abnehmbar oder wieder auffüllbar sein, zum Beispiel als eine Patrone. Das Gerät und eine oder mehr Patronen, die Reinigungslösung umfassen, können als ein Set bereitgestellt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform vibriert der aktive Teil, wenn die Reinigungslösung vom Vorratsbehälter geliefert wird.
  • Vorzugsweise ist das erste Gehäuse (16) im zweiten Gehäuse (23) untergebracht, solange es nicht in Gebrauch ist, wie in den 6, 11 und 13 dargestellt. Während des Gebrauchs dient das erste Gehäuse zum Reinigen der Oberfläche, während das zweite Gehäuse zur Aufbewahrung dient und das erste Gehäuse mit der Reinigungszusammensetzung bzw. den Reinigungszusammensetzungen, dem Strom und der Ultraschallenergie für die Reinigung der Oberfläche versorgt. Als Alternative liefert das zweite Gehäuse in einer anderen Ausführungsform dieses erfindungsgemäßen Aspekts nur Strom, entweder Gleichstrom aus einer Batterie oder aus dem Netz über einen Wechselrichter/Transformator.
  • In einem anderen Beispiel der vorliegenden Erfindung wird der Ultraschallerzeuger von einer beliebigen herkömmlichen Stromquelle, wie Netzstrom (24), photovoltaischen „Solar"-Zellen, Dynamos, wieder aufladbaren Batterien, Wegwerfbatterien oder Kombinationen davon angetrieben, wobei eine wieder aufladbare Batterie oder wieder aufladbare Batterien bevorzugt werden. Wenn ein Netzteil verwendet wird, werden Strom und Spannung über herkömmliche Verfahren, wie Wechselrichter, Abwärtstransformatoren usw. in Spannungen und Ströme umgewandelt, die geeignet sind, die Ultraschallwellen mit ausreichender Frequenz und Leistung zu liefern. Ebenso können einzelne Batterien oder Kombinationen von Batterien in Reihe oder parallel verwendet werden, um die Ultraschallwellen mit ausreichender Frequenz und Leistung zu liefern. Kombinationen aus Stromnetz und Batterie bzw. Batterien können verwendet werden, wobei die Möglichkeit besteht, dass die Batterie bzw. Batterien wieder aufgeladen werden, während das Stromnetz als Stromquelle für die Ultraschallwellen dient.
  • In einem Beispiel der vorliegenden Erfindung weist die Ultraschallwellenerzeugungsquelle eine Stromversorgung in Form einer wieder aufladbaren Batterie bzw. Batterien auf. Die Batterie oder die Batterien können entweder wieder aufgeladen werden, indem sie aus dem Gerät entfernt und direkt mit der Netzstromversorgung verbunden werden, oder aber mit einem Batterieaufladegerät, das sich im zweiten Gehäuse (23) befindet, das mit der Netzstromversorgung (24) verbunden ist, wie in 11 dargestellt.. Als Alternative wird eine mit der Netzstromversorgung verbundene „Ladestation", wie z. B. eine Aufbewahrungs- oder Docking-Station, zum Wiederaufladen des oder der Akkus verwendet. Der Ultraschallerzeuger wird in die „Ladestation" gelegt, wenn sie nicht verwendet wird, um die Ladung in dem Akku oder den Akkus aufrechtzuerhalten oder diese gegebenenfalls wieder aufzuladen. Als Alternative kann der Ultraschallerzeuger selbst direkt mit der Netzstromversorgung verbunden werden, um den Akku oder die Akkus ohne Entfernung aus dem Ultraschallerzeuger wieder aufzuladen.
  • In einem anderen Beispiel der vorliegenden Erfindung ist der Ultraschallerzeuger so ausgelegt, zu funktionieren, während er teilweise in einer wässrigen Umgebung eingetaucht ist, mehr bevorzugt ist der Ultraschallerzeuger so ausgelegt, zu funktionieren, während er gänzlich in einer wässrigen Umgebung eingetaucht ist. In einer anderen Ausführungsform dieses erfindungsgemäßen Aspekts ist der Ultraschallerzeuger wasserfest, mehr bevorzugt wasserdicht. Das bedeutet, dass das Gerät ohne Beschädigung des Geräts oder Gefahr für den Anwender teilweise oder vollständig eingetaucht sein kann, wenn es zur Reinigung in einer wässrigen Umgebung, wie z. B. zum Spülen von Geschirr, Töpfen usw., geeignet ist. Während Geräte, die nur zum Reinigen von Oberflächen wie Böden, Couchmöbeln, Kleidungsstücken, Tischen usw. verwendet werden würden, nicht dafür ausgelegt werden bräuchten, zu funktionieren, während sie teilweise in eine wässrige Umgebung eingetaucht sind, mehr bevorzugt dafür, zu funktionieren, während sie gänzlich in eine wässrige Umgebung eingetaucht sind, wird jedoch stark bevorzugt, dass die Geräte mindestens dafür ausgelegt sind, zu funktionieren, während sie teilweise in eine wässrige Umgebung eingetaucht sind.
  • In einem Beispiel der vorliegenden Erfindung weist das Ultraschall-Reinigungsgerät ein Gewicht von unter 1 kg (2,2 Pfund) auf, mehr bevorzugt unter 0,6 kg (1,3 Pfund). Eine Länge von unter 50 cm (20 Zoll), mehr bevorzugt von unter 30 cm (12 Zoll). Sein Durchmesser liegt unter 10 cm (4 Zoll), vorzugsweise von unter 5 cm (2 Zoll). Es enthält einen Produktvorratsbehälter von unter 500 ml, mehr bevorzugt unter 200 ml.
  • Ein anderer möglicher Ultraschallgenerator ist derjenige aus der gleichzeitig anhängigen Anmeldung US 60/180,629, Rechtsanwalt-Docket-Nummer 7341, eingereicht am 16. November 1998.
  • Es wird ferner bevorzugt, dass das Gerät eine Leistungsabgabe pro Einheit Oberflächenbereich des Reinigungskopfs von mindestens etwa 5 Watt/cm2, mehr bevorzugt mindestens etwa 10 Watt/cm2, noch mehr bevorzugt mindestens etwa 25 Watt/cm2, noch mehr bevorzugt mindestens etwa 50 Watt/cm2, liefert.
  • Typische Behandlungszeiten für Schmutzstoffe reichen von etwa 1 Sekunde bis etwa 10 Minuten, typischer von etwa 10 Sekunden bis etwa 5 Minuten, typischer von etwa 20 Sekunden bis 2 Minuten, noch typischer von etwa 30 Sekunden bis etwa 1 Minute, obwohl die Behandlungszeiten je nach der Intensität des Flecks oder der Hartnäckigkeit der Verschmutzung und je nach der Oberfläche, von der der Fleck/die Verschmutzung entfernt wird, variieren. Die Ultraschallquelle kann ein Ultraschallschwingungsgenerator, ein Ultraschallgenerator für Torsionsschwingungen oder ein Ultraschallgenerator für Axialschwingungen sein, wobei die eigentliche Reinigung und das Lockern des Flecks auf der Textilie mittels durch diese Ultraschallquellen erzeugter Stoßwellen ungeachtet des Mechanismus zur Erzeugung der Ultraschallstoßwellen erfolgt. Das Ultraschallwellen erzeugende Gerät kann batterie- oder netzbetrieben sein.
  • Ein Reinigungsset kann bereitgestellt werden, das ein Gerät, einen Herstellungsartikel oder ein Gerät nach der Erfindung umfasst. In einem Beispiel der vorliegenden Erfindung ist das Reinigungsset ein Gewebereinigungsset und die im Herstellungsartikel enthaltene Zusammensetzung ist eine Vorbehandlungszusammensetzung. In einem Beispiel der vorliegenden Erfindung ist die Reinigungszusammensetzung eine Wäschewaschmittelzusammensetzung, wie eine granulöse oder Vollwaschflüssigkeitszusammensetzung. Die Reinigungszusammensetzung kann wahlweise in Form eines Granulats, einer Tablette oder einer Flüssigkeit erfolgen. In einer weiteren Ausführungsform dieses Gesichtspunkts der vorliegenden Erfindung kann das Gewebereinigungszusammensetzungsset zusätzlich einen Gewebeweichmacher enthalten, wie einen im Spülgang zugefügten Gewebeweichmacher, einen Gewebeweichmacher, der in einem Wäschetrockner verwendet wird, wie zum Trockner hinzugefügte Tücher, oder Mischun gen davon. In einer anderen Ausführungsform dieses Gesichtspunkts der vorliegenden Erfindung kann das Gewebereinigungszusammensetzungsset bei einer Vielzahl von Oberflächen verwendet werden, wie Teppichen, Bekleidung und Bezügen, bei einer Vielzahl von Materialien, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf, Wolle, Nylon, Seide, Kunstseide, usw.
  • In einem anderen Beispiel der vorliegenden Erfindung ist das Reinigungsset ein Geschirrreinigungsset und die im Herstellungsartikel enthaltene Zusammensetzung ist eine Vorbehandlungszusammensetzung. In einem Beispiel der vorliegenden Erfindung ist die Reinigungszusammensetzung eine Waschmittelzusammensetzung für automatische Geschirrspülmaschinen, wie eine granulöse, gelförmige oder flüssige Maschinen-Geschirrspülmittelzusammensetzung. In einem weiteren Beispiel der vorliegenden Erfindung kann das Tafelgeschirrreinigungsset zusätzlich ein Spülhilfsmittel enthalten. In einer anderen Ausführungsform dieses Gesichtspunkts der vorliegenden Erfindung ist die Reinigungszusammensetzung eine Waschmittelzusammensetzung zum manuellen Geschirrspülen, wie eine gelförmige oder flüssige Leichtwaschmittelzusammensetzung. Unabhängig davon, ob die Reinigungszusammensetzung eine Maschinen-Geschirrspülmittelzusammensetzung oder Leichtwaschmittelzusammensetzung ist, kann die Reinigungszusammensetzung wahlweise in Form eines Granulats, einer Tablette, Flüssigkeit, eines Flüssiggels oder Gels erfolgen.
  • Reinigungslösungen
  • Die hierin verwendeten Reinigungslösungen oder Zusammensetzungen enthalten typischerweise geeignete herkömmliche Reinigungsmittel wie Builder, Tenside, Enzyme, Bleichaktivatoren, Bleichmittelverstärker, Bleichmittelkatalysatoren, Bleichmittel, Alkalinitätsquellen, Farbstoffe, Duftstoffe, Kalkseifendispergiermittel, polymere Fabübertragungshemmer, antibakterielle Mittel, Kristallisationsverzögerer, Photobleichmittel, Schwermetallionensequestiermittel, Anlaufschutzmittel, antimikrobielle Mittel, Antioxidanzien, Antiredepositionsmittel, Schmutzabweisemittel, Elektrolyte, pH-Modifikatoren, Verdickungsmittel, Schleifmittel, zweiwertige Metallionen, Metallionensalze, Enzymstabilisatoren, Korrosionshemmer, Diamine, Schaumstabilisierpolymere, Lösungsmittel, Verfahrenshilfsstoffe, Gewebeweichmacher, optische Aufheller, Hydrotropika. und Mischungen davon.
  • Tenside:
  • Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können Tenside umfassen, vorzugsweise ausgewählt aus: anionischen Tensiden, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus alkylalkoxylierten Sulfaten, Alkylsulfaten, Alkyldisulfaten und/oder linearen Alkylbenzolsulfonat-Tensiden, kationischen Tensiden, vorzugsweise ausgewählt aus quartären Ammoniumtensiden, nichtionischen Tensiden, vorzugsweise Alkylethoxylaten, Alkylpolyglucosiden, Polyhydroxyfettsäureamiden und/oder Amin- oder Aminoxidtensiden, amphoteren Tensiden, vorzugsweise ausgewählt aus Betainen und/oder Polycarboxylaten (zum Beispiel Polyglycinaten), und zwitterionischen Tensiden.
  • Eine große Vielzahl dieser Tenside kann in den erfindungsgemäßen Reinigungszusammensetzungen verwendet werden. Eine typische Auflistung anionischer, nichtionischer, ampholytischer und zwitterionischer Klassen und Arten dieser Tenside ist in US-Patent 3,664,961 aufgeführt, erteilt an Norris am 23. Mai 1972. Amphotere Tenside werden außerdem in „Amphoteric Surfactants, Second Edition", Herausgeber E. G. Lomax (veröffentlicht 1996 von Marcel Dekker, Inc.) detailliert beschrieben.
  • Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen umfassen vorzugsweise von etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 55 Gew.-%, mehr bevorzugt von etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 45 Gew.-%, mehr bevorzugt von etwa 0,25 Gew.-% bis etwa 30 Gew.-%, mehr bevorzugt von etwa 0,5 Gew.-% bis etwa 20 Gew.-% Tenside. Ausgewählte Tenside sind darüber hinaus wie folgt gekennzeichnet:
  • Polymeres Schaumstabilisierungsmittel – Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können wahlweise ein polymeres Schaumstabilisierungsmittel enthalten. Diese polymeren Schaumstabilisierungsmittel bieten ein erweitertes Schaumvolumen und eine längere Schaumdauer ohne Verlust der Fettlösefähigkeit der flüssigen Reinigungsmittelzusammensetzungen.
  • Enzyme – Während die Zusammensetzungen in einem Beispiel der vorliegenden Erfindung im Wesentlichen frei von Enzymen sind, zählt das Einschließen von Enzymen in einem anderen erfindungsgemäßen Aspekt zum Umfang der vorliegenden Erfindung. Geeignete Enzyme umfassen Enzyme, die ausgewählt sind aus Cellulasen, Hemicellulasen, Peroxidasen, Proteasen, Glucoamylasen, Amylasen, Lipasen, Cutinasen, Pectinasen, Xylanasen, Reductasen, Oxidasen, Phenoloxidasen, Lipoxygenasen, Ligninasen, Pullulanasen, Tannasen, Pentosanasen, Malanasen, β-Glucanasen, Arabinosidasen oder Mischungen davon. Eine mögliche Kombination ist eine Detergenszusammensetzung mit einem Cocktail herkömmlich anwendbarer Enzyme wie Protease, Amylase, Lipase, Cutinase und/oder Cellulase. Enzyme liegen, wenn sie in den Zusammensetzungen vorhanden sind, zu einem Anteil an aktivem Enzym von etwa 0,0001 Gew.-% bis etwa 5 Gew.-% der Detergenszusammensetzung vor.
  • Enzymstabilisierungssystem – Die enzymhaltigen Zusammensetzungen hierin können wahlweise außerdem von etwa 0,001 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-%, vorzugsweise von etwa 0,005 Gew.-% bis etwa 8 Gew.-%, am meisten bevorzugt von etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 6 Gew.-% eines Enzymstabilisierungssystems umfassen. Das Enzymstabilisierungssystem kann jedes Stabilisierungssystem sein, das mit dem reinigungswirksamen Enzym kompatibel ist. Ein derartiges System kann inhärent durch andere Formulierungswirkstoffe bereitgestellt werden oder getrennt zugegeben werden, zum Beispiel vom Formulierer oder einem Hersteller von gebrauchsfertigen Waschmittelenzymen. Derartige Stabilisierungssysteme können zum Beispiel Calciumionen, Borsäure, Propylenglycol, kurzkettige Carbonsäuren, Boronsäuren und Mischungen davon umfassen und sind so ausgelegt, dass sie verschiedene Stabilisierungsprobleme je nach Typ und physikalischer Form der Detergenszusammensetzung ansprechen.
  • Duftstoffe – Duftstoffe und Duftstoffbestandteile, die in den vorliegenden Zusammensetzungen und Verfahren nützlich sind, umfassen eine große Vielzahl von natürlichen und synthetischen chemischen Bestandteilen, einschließlich, ohne darauf beschränkt zu sein, Aldehyden, Ketonen, Estern und dergleichen. Ebenfalls enthalten sind verschiedene natürliche Extrakte und Essenzen, die komplexe Mischungen von Bestandteilen umfassen können, wie Orangenöl, Zitronenöl, Rosenextrakt, Lavendelöl, Moschus, Patschuli, balsamische Essenzen, Sandelholzöl, Kiefernöl, Zeder und dergleichen. Fertige Duftstoffe können äußerst komplexe Mischungen solcher Bestandteile umfassen. Typischerweise umfassen fertige Duftstoffe von etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 2 Gew.-% der vorliegenden Detergenszusammensetzungen und einzelne Duftstoffbestandteile können von etwa 0,0001 % bis etwa 90 % einer fertigen Duftstoffzusammensetzung umfassen.
  • Dispergierpolymer – Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können zusätzlich ein Dispergierpolymer enthalten. Ein Dispergierpolymer liegt, falls vorhanden, in den gebrauchsfertigen Zusammensetzungen typischerweise in Anteilen von 0 bis etwa 25 Gew.-%, vorzugsweise von etwa 0,5 Gew.-% bis etwa 20 Gew.-%, mehr bevorzugt von etwa 1 Gew.-% bis etwa 8 Gew.-% der Zusammensetzung vor. Dispergierpolymere sind für eine verbesserte Filmbildungsleistung der vorliegenden Zusammensetzungen nützlich, besonders in Ausführungsformen mit höherem pH-Wert, wie denjenigen, in denen der Wasch-pH-Wert mehr als etwa 9,5 beträgt. Besonders bevorzugt sind Polymere, die die Abscheidung von Calciumcarbonat oder Magnesiumsilicat auf Geschirr hemmen.
  • Zum diesbezüglichen Gebrauch geeignete Dispergierpolymere werden durch die Film bildenden Polymere, die in US-Pat. Nr. 4,379,080 (Murphy), erteilt am 5. April 1983, beschrieben sind, weiter veranschaulicht.
  • Geeignete Polymere sind vorzugsweise mindestens teilweise neutralisierte Salze oder Alkalimetall-, Ammonium- oder substituierte Ammoniumsalze (z. B. Mono-, Di- oder Triethanolammonium) von Polycarbonsäuren. Am meisten bevorzugt sind die Alkalimetallsalze, insbesondere Natriumsalze. Das Molekulargewicht des Polymers kann zwar über einen großen Bereich schwanken, beträgt jedoch vorzugsweise von etwa 1.000 bis etwa 500.000, mehr bevorzugt von etwa 1.000 bis etwa 250.000 und am meisten bevorzugt, insbesondere wenn die Zusammensetzung zur Verwendung in nordamerikanischen automatischen Geschirrspülgeräten bestimmt ist, von etwa 1.000 bis etwa 5.000.
  • Weitere geeignete Dispergierpolymere schließen diejenigen ein, die in den U.S.-Pat. Nr. 3,308,067, 4,530,766, 3,723,322, 3,929,107, 3,803,285, 3,629,121, 4,141,841, und 5,084,535; EP-Pat. Nr. 66,915 offenbart werden.
  • Copolymere von Acrylamid und Acrylat mit einem Molekulargewicht von etwa 3.000 bis etwa 100.000, vorzugsweise von etwa 4.000 bis etwa 20.000, und einem Acrylamid-Gehalt von weniger als etwa 50 Gew.-%, vorzugsweise weniger als etwa 20 Gew.-%, des Dispergierpolymers können ebenfalls verwendet werden.
  • Besonders bevorzugte Dispergierpolymere sind modifizierte Polyacrylat-Copolymere mit einem niedrigen Molekulargewicht.
  • Ein geeignetes Polyacrylat-Dispergierpolymer mit einem niedrigen Molekulargewicht besitzt ein Molekulargewicht von weniger als etwa 15.000, vorzugsweise von etwa 500 bis etwa 10.000, am meisten bevorzugt von etwa 1.000 bis etwa 5.000. Das am meisten bevorzugte Polyacrylat-Copolymer zum diesbezüglichen Gebrauch besitzt ein Molekulargewicht von etwa 3.500 und ist die vollständig neutralisierte Form des Polymers, das etwa 70 Gew.-% Acrylsäure und etwa 30 Gew.-% Methacrylsäure umfasst.
  • Andere hierin nützliche Dispergierpolymere umfassen die Polyethylenglycole und Polypropylenglycole mit einem Molekulargewicht von etwa 950 bis etwa 30.000, die von der Dow Chemical Company aus Midland, Michigan, erhältlich sind.
  • Weitere hierin nützliche Dispergierpolymere umfassen die Cellulosesulfatester, wie Celluloseacetatsulfat, Cellulosesulfat, Hydroxyethylcellulosesulfat, Methyl cellulosesulfat und Hydroxypropylcellulosesulfat. Das am meisten bevorzugte Polymer dieser Gruppe ist Natriumcellulosesulfat.
  • Eine weitere Gruppe von akzeptablen Dispergiermitteln sind die organischen Dispergierpolymere, wie Polyaspartat.
  • Materialpflegemittel – Wenn es sich bei den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen um Zusammensetzungen für automatisches Geschirrspülen handelt, können sie ein oder mehrere Materialpflegemittel enthalten, die als Korrosionsinhibitoren und/oder Korrosionsschutzhilfsstoffe wirksam sind. Solche Materialien sind bevorzugte Bestandteile von Zusammensetzungen für maschinelles Geschirrspülen, insbesondere in bestimmten europäischen Ländern, in denen die Verwendung von galvanisiertem Neusilber und Sterlingsilber in Haushaltsbesteck noch immer vergleichsweise üblich ist, oder wenn Aluminiumschutz von Bedeutung ist und die Zusammensetzung einen geringen Silicatgehalt aufweist. Im Allgemeinen umfassen solche Materialpflegemittel Metasilicat, Silicat, Bismutsalze, Mangansalze, Paraffin, Triazole, Pyrazole, Thiole, Mercaptane, Aluminiumfettsäuresalze und Mischungen davon.
  • Solche Schutzmaterialien sind, falls vorhanden, vorzugsweise in geringen Anteilen eingeschlossen, z. B. von etwa 0,01 % bis etwa 5 % der Zusammensetzung. Geeignete Korrosionsinhibitoren umfassen Paraffinöl, typischerweise einen überwiegend verzweigten aliphatischen Kohlenwasserstoff mit einer Anzahl von Kohlenstoffatomen im Bereich von etwa 20 bis etwa 50; bevorzugtes Paraffinöl ist ausgewählt aus überwiegend verzweigten C25-45-Arten mit einem Verhältnis von zyklischen zu nichtzyklischen Kohlenwasserstoffen von etwa 32:68. Ein Paraffinöl, das diese Eigenschaften erfüllt, wird von Wintershall, Salzbergen, Deutschland, unter der Handelsbezeichnung WINOG 70 verkauft. Außerdem ist die Zugabe geringer Mengen von Bismutnitrat (d.h. Bi(NO3)3) ebenfalls bevorzugt.
  • Andere Korrosionsinhibitorenverbindungen schließen Benzotriazol und vergleichbare Verbindungen ein; Mercaptane oder Thiole einschließlich Thionaph tol und Thioanthranol; und feinverteilte Aluminiumfettsäuresalze, wie Aluminiumtristearat. Dem Hersteller ist bekannt, dass solche Materialien im Allgemeinen auf angemessene Weise und in begrenzten Mengen verwendet werden, um jegliche Tendenz zur Flecken- oder Filmbildung auf Glaswaren oder zur Beeinträchtigung der Bleichwirkung der Zusammensetzungen zu vermeiden. Aus diesem Grund werden Mercaptane zum Verhindern von Mattwerden, die recht stark mit Bleichmitteln reagieren, und gewöhnliche Fett-Carboxylsäuresalze, die ein Ausfällen von Calcium bewirken, vermieden.
  • Komplexbildner – Die vorliegenden Detergenszusammensetzungen können wahlweise auch einen oder mehrere Eisen- und/oder Mangan-Komplexbildner enthalten. Derartige Komplexbildner können ausgewählt werden aus der Gruppe bestehend aus Aminocarboxylaten, Aminophosphonaten, polyfunktionell substituierten aromatischen Komplexbildnern und Mischungen davon, alle wie nachstehend definiert. Ohne an eine Theorie gebunden zu sein, wird angenommen, dass der Nutzen dieser Materialien teilweise auf ihre außergewöhnliche Fähigkeit zurückzuführen ist, Eisen- und Manganionen durch Bildung löslicher Chelate aus Waschlösungen zu entfernen.
  • Aminocarboxylate, geeignet als optionale Komplexbildner, umschließen Ethylendiamintetraacetate (EDTA), N-Hydroxyethylethylendiamintriacetate, Nitrilotriacetate, Ethylendiamintetraproprionate, Triethylentetraaminhexaacetate, Diethylentriaminpentaacetate und Ethanoldiglycine, Alkalimetall, Ammonium und substituierte Ammoniumsalze darin und Mischungen darin.
  • Aminophosphonate sind ebenfalls für die Verwendung als Komplexbildner in den Zusammensetzungen der Erfindung geeignet, wenn zumindest niedrige Konzentrationen an Gesamt-Phosphor in den Waschmittel-Zusammensetzungen erlaubt sind, und schließen Ethylendiamintetrakis(methylenphosphonate) als DEQUEST ein. Vorzugsweise enthalten diese Aminophosphonate keine Alkyl- oder Alkenylgruppen mit mehr als etwa 6 Kohlenstoffatomen.
  • Polyfunktionell substituierte aromatische Komplexbildner sind in den vorliegenden Zusammensetzungen ebenfalls nützlich. Siehe US-Patent 3,812,044, erteilt am 21. Mai 1974 an Connor et al. Bevorzugte Verbindungen dieses Typs in Säureform sind Dihydroxydisulfobenzole wie 1,2-Dihydroxy-3,5-disulfobenzol.
  • Ein bevorzugter biologisch abbaubarer Komplexbildner zur vorliegenden Verwendung ist Ethylendiamindisuccinat („EDDS"), besonders das [S,S]-Isomer, wie in US-Patent 4,704,233, 3. November 1987, an Hartman und Perkins, beschrieben.
  • Die Zusammensetzungen hierin können ferner wasserlösliche Methylglycindiessigsäure-(MGDA) Salze (oder Säureform) als einen Chelant oder Cobuilder enthalten. Gleichfalls können die so genannten „schwachen" Builder wie Citrat ebenfalls als Komplexbildner verwendet werden.
  • Falls verwendet, umfassen diese Komplexbildner im Allgemeinen von etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 15 Gew.-% der vorliegenden Detergenszusammensetzungen. Mehr bevorzugt umfassen die Komplexbildner, falls verwendet, von etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 3,0 Gew.-% solcher Zusammensetzungen.
  • H-Wert der Zusammensetzung
  • Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können einen großen Bereich abdecken, von sauer bis basisch und allen dazwischen liegenden Abstufungen. Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können einen pH-Wert von 2 bis 12 aufweisen. Wenn eine Zusammensetzung mit einem pH-Wert von mehr als 7 wirksamer sein soll, sollte sie vorzugsweise eine Puffersubstanz enthalten, die in der Lage ist, in der Zusammensetzung und in Verdünnungslösungen der Zusammensetzung, d. h. etwa 0,1 Gew.-% bis 0,4 Gew.-% wässrige Lösung, einen im Allgemeinen alkalischeren pH-Wert bereitzustellen. Der pKa-Wert dieser Puffersubstanz sollte etwa 0,5 bis 1,0 pH-Einheiten unter dem gewünschten pH-Wert der Zusammensetzung liegen (wie oben beschrieben bestimmt). Vorzugsweise sollte der pKa-Wert der Puffersubstanz von etwa 7 bis etwa 10 betragen. Unter diesen Bedingungen steuert die Puffer substanz den pH-Wert am wirksamsten und ist am sparsamsten im Verbrauch. In ähnlicher Weise kann ein saures Puffersystem eingesetzt werden, um den pH-Wert der Zusammensetzungen aufrechtzuerhalten.
  • Die Puffersubstanz kann selbst ein aktives Detergens sein oder ein organischer oder anorganischer Stoff mit einem geringen Molekulargewicht, der in dieser Zusammensetzung nur verwendet wird, um einen alkalischen pH-Wert aufrechtzuerhalten. Eine Art von bevorzugten Puffersubstanzen für erfindungsgemäße Zusammensetzungen sind stickstoffhaltige Stoffe. Einige Beispiele sind Aminosäuren, wie Lysin, oder niedere Alkoholamine, wie Mono-, Di- und Triethanolamin. Andere bevorzugte stickstoffhaltige Puffersubstanzen sind Tri(hydroxymethyl)aminomethan (HOCH2)3CNH3 (TRIS), 2-Amino-2-ethyl-1,3-propandiol, 2-Amino-2-methyl-propanol, 2-Amino-2-methyl-1,3-propanol, Dinatriumglutamat, N-Methyldiethanolamid, 1,3-Diamino-propanol-N,N'-tetra-methyl-1,3-diamino-2-propanol, N,N-Bis(2-hydroxyethyl)glycin (Bicin) und N-Tris(hydroxymethyl)methylglycin (Tricin). Mischungen aus beliebigen der oben aufgeführten Stoffe sind ebenfalls annehmbar. Nützliche anorganische Puffer/Alkalitätsquellen umfassen die Alkalimetallcarbonate und Alkalimetallphosphate, z. B. Natriumcarbonat, Natriumpolyphosphat. Ebenfalls geeignet sind organische Säuren, wie Citronensäure, Essigsäure und dergleichen. Zusätzliche Puffer siehe McCutcheons EMULSIFIERS AND DETERGENTS, North American Edition, 1997, McCutcheon Division, MC Publishing Company Kirk und WO 95/07971, wobei beide davon durch Bezugnahme eingegliedert sind.
  • Eine stark bevorzugte Gruppe von Puffern, vor allem in LDL-Zusammensetzungen, sind Diamine. Bevorzugte organische Diamine sind diejenigen, bei denen pK1 und pK2 im Bereich von etwa 8,0 bis etwa 11,5 liegen, vorzugsweise im Bereich von etwa 8,4 bis etwa 11, noch mehr bevorzugt von etwa 8,6 bis etwa 10,75. Bevorzugte Stoffe sind aufgrund von Leistungs- und Beschaffungsüberlegungen 1,3-Bis(methylamin)-cyclohexan, 1,3-Propandiamin (pK1 = 10,5; pK2 = 8,8), 1,6-Hexandiamin (pK1 = 11; pK2 = 10), 1,3-Pentandiamin (Dytek EP) (pK1 = 10,5; pK2 = 8,9), 2-Methyl-1,5-pentandiamin (Dytek A) (pK1 = 11,2; pK2 = 10,0). Andere bevorzugte Stoffe sind die primären/primären Diamine mit Alkylen-Spacern von C4 bis C8. Im Allgemeinen wird angenommen, dass primäre Diamine gegenüber sekundären und tertiären Diaminen bevorzugt sind.
  • Definition von pK1 und pK2 – Wie hier verwendet, sind „pKa1" und „pKa2" Größen eines Typs, der Fachleuten gemeinhin als „pKa" bekannt ist. pKa wird hierin auf dieselbe Weise verwendet, wie es Fachleuten auf dem Gebiet der Chemie gemeinhin bekannt ist. Die Werte, auf die hierin verwiesen wird, können aus der Literatur erhalten werden, wie aus „Critical Stability Constants: Volume 2, Amines" von Smith und Martel, Plenum Press, NY und London, 1975. Weitere Informationen zu pKa-Werten können aus der relevanten Unternehmensliteratur bezogen werden, wie die von Dupont, einem Lieferanten von Diaminen, gelieferten Informationen. Detailliertere Informationen zu pKa-Werten sind in der US-Patentanmeldung Nr. 08/770,972, erteilt am 29.12.96 an Procter & Gamble (Rechtsanwalt-Docket-Nr. 6459), zu finden.
  • Beispiele für bevorzugte Diamine umfassen folgende:
    Dimethylaminopropylamin, 1,6-Hexandiamin, 1,3-Propandiamin, 2-Methyl-1,5-pentandiamin, 1,3-Pentandiamin, 1,3-Diaminobutan, 1,2-Bis(2-aminoethoxy)ethan, Isophorondiamin, 1,3-Bis(methylamin)-cyclohexan und Mischungen davon.
  • Der Puffer kann durch andere optionale Waschkraft-Buildersalze ausgewählt aus nichtphosphaten, im Fachgebiet bekannten Waschkraft-Buildern, die die verschiedenen wasserlöslichen Alkalimetall-, Ammonium- oder substituierte Ammoniumborate, Hydroxysulfonate, Polyacetate und Polycarboxylat einschließen, komplementiert werden (d.h. zur verbesserten Sequestration in hartem Wasser). Bevorzugt werden die Alkalimetallsalze, insbesondere Natriumsalze, solcher Materialien. Alternierende, wasserlösliche, nicht phosphorige organische Builder können aufgrund ihrer Sequestereigenschaften verwendet werden. Beispiel für Polyacetat- und Polycarboxylatbuilder sind die Natrium-, Kalium-, Lithium-, Ammonium- und substituierten Ammoniumsalze von Ethylendiamintetraessigsäure; Nitrilotriessigsäure, Tartratmo nobernsteinsäure, Tartratdibernsteinsäure, Oxydibernsteinsäure, Carboxymethoxybernsteinsäure, Mellithsäure und Natriumbenzolpolycarboxylatsalze.
  • Falls verwendet, ist die Puffersubstanz in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen in einem Anteil von etwa 0,1 Gew.-% bis 15 Gew.-%, vorzugsweise von etwa 1 Gew.-% bis 10 Gew.-%, am meisten bevorzugt von etwa 2 Gew.-% bis 8 Gew-% der Zusammensetzung vorhanden. Wenn der verwendete fakultative Puffer ein Diamin ist, enthält die Zusammensetzung Diamin vorzugsweise zu mindestens etwa 0,1 Gew.-%, mehr bevorzugt mindestens etwa 0,2 Gew.-%, noch mehr bevorzugt mindestens etwa 0,25 Gew.-%, noch mehr bevorzugt mindestens etwa 0,5 Gew.-% der Zusammensetzung. Außerdem umfasst die Zusammensetzung vorzugsweise Diamin zu nicht mehr als etwa 15 Gew.-%, mehr bevorzugt nicht mehr als etwa 10 Gew.-%, noch mehr bevorzugt nicht mehr als etwa 6 Gew.-%, noch mehr bevorzugt nicht mehr als etwa 5 Gew.-%, noch mehr bevorzugt nicht mehr als etwa 1,5 Gew.-% der Zusammensetzung.
  • Wasserlösliche Silicate
  • Die vorliegenden Zusammensetzungen können ferner wasserlösliche Silicate umfassen. Wasserlösliche Silicate hierin sind beliebige Silicate, die in dem Maße löslich sind, dass sie sich nicht nachteilig auf die Fleckenentfernungs-/Filmbildungseigenschaften der Zusammensetzung auswirken.
  • Beispiele für Silicate sind Natriummetasilicat und allgemeiner die Alkalimetallsilicate, insbesondere solche mit einem SiO2:Na2O-Verhältnis im Bereich von 1,6:1 bis 3,2:1, und Schichtsilicate, wie die Natriumschichtsilicate, die im US-Patent 4,664,839, erteilt am 12. Mai 1987 an H. P. Rieck, beschrieben sind.
  • Bleichmittel und Bleichaktivatoren Die vorliegenden Zusammensetzungen enthalten außerdem vorzugsweise ein Bleichmittel und/oder einen Bleichaktivator. Bleichmittel liegen, falls vorhanden, typischerweise in Anteilen von etwa 1 % bis etwa 30 %, typischer von etwa 5 % bis etwa 20 % der Reinigungsmittelzusammensetzung vor, insbesondere zum Wäschewaschen. Die Menge an Bleichaktiva toren, falls vorhanden, beträgt typischerweise von etwa 0,1 % bis etwa 60 %, typischer von etwa 0,5 % bis etwa 40 % der Zusammensetzung, die das Bleichmittel plus Bleichaktivator umfasst.
  • Die hier verwendeten Bleichmittel können beliebige der Bleichmittel sein, die für Reinigungsmittelzusammensetzungen zur Textilreinigung, zur Reinigung harter Oberflächen oder anderer Reinigungszwecke, die derzeit bekannt sind oder die bekannt werden, nützlich sind. Diese schließen Sauerstoffbleichmittel sowie andere Bleichmittel ein. Perborat-Bleichmittel, z. B. Natriumperborat (z. B. Mono- oder Tetrahydrat), können hier verwendet werden. Ebenfalls geeignet sind organische und anorganische Persäuren. Geeignete organische oder anorganische Persäuren zum diesbezüglichen Gebrauch umfassen: Percarbonsäuren und -salze, Peroxokohlensäuren und -salze, Perimidsäuren und -salze, Peroxymonoschwefelsäuren und -salze, Persulfate, wie Monopersulfat, Peroxysäuren, wie Diperoxydodecandisäure (DPDA), Magnesiumperphthalsäure, Perlaurinsäure, Phthaloylamidoperoxycapronsäure (PAP), Perbenzoe- und Alkylperbenzoesäuren und Mischungen davon.
  • Builder – Builder können über zahlreiche Mechanismen wirken, einschließlich dem Bilden löslicher oder unlöslicher Komplexe mit Härteionen, durch Innenaustausch und indem sie eine Oberfläche bieten, die für die Fällung von Härteionen vorteilhafter ist als die Oberflächen von zu reinigenden Gegenständen. Die Builder-Konzentration kann in Abhängigkeit vom Verwendungszweck und physikalischer Form der Zusammensetzung sehr schwanken. Zum Beispiel können bei Zubereitungen mit hohem Tensidanteil die Builderverbindungen aufgelöst werden. Der Anteil an Gerüststoff kann in Abhängigkeit vom Verwendungszweck der Zusammensetzung und ihrer gewünschten physikalischen Form stark schwanken. Die Zusammensetzungen können mindestens etwa 0,1 Gew.-%, vorzugsweise von etwa 1 Gew.-% bis etwa 90 Gew.-%, mehr bevorzugt von etwa 5 Gew.-% bis etwa 80 Gew.-%, noch mehr bevorzugt von etwa 10 Gew.-% bis etwa 40 Gew.-% des Waschmittelbuilders enthalten. Geringere oder höhere Anteile an Gerüststoff werden jedoch nicht ausgeschlossen.
  • Geeignete Builder hierin können ausgewählt werden aus der Gruppe, bestehend aus Phosphaten und Polyphosphaten, insbesondere den Natriumsalzen; Carbonaten, Bicarbonaten, Sesquicarbonaten und Carbonatmineralien außer Natriumcarbonat oder Sesquicarbonat; organischen Mono-, Di-, Tri-, und Tetracarboxylaten, insbesondere wasserlöslichen, nicht tensidischen Carboxylaten in Säure-, Natrium-, Kalium- oder Alkanolammoniumsalzform und oligomeren oder wasserlöslichen niedermolekularen Polymercarboxylaten einschließlich aliphatischen und aromatischen Arten; und Phytinsäure. Diese können durch Borate komplementiert werden, z.B. zu pH-Pufferzwecken, oder durch Sulfate, insbesondere Natriumsulfat und sämtliche anderen Füllstoffe oder Träger, die für den Aufbau stabiler tensid- und/oder builderhaltigen Waschmittelzusammensetzungen wichtig sein könnten.
  • Buildermischungen, die gelegentlich als „Buildersysteme" bezeichnet werden, können verwendet werden und umfassen üblicherweise zwei oder mehr herkömmliche Builder, die wahlweise durch Chelante, pH-Puffer oder Füllstoffe komplementiert werden, obgleich die letzteren Materialien beim Beschreiben von Materialmengen hierin im Allgemeinen getrennt betrachtet werden. Hinsichtlich der relativen Mengen an Tensid und Builder in den vorliegenden granulösen Zusammensetzungen sind bevorzugte Buildersysteme üblicherweise bei einem Gewichtsverhältnis von Tensid zu Builder von etwa 60:1 bis etwa 1:80 formuliert. Bestimmte bevorzugte granulöse Waschmittel weisen dieses Verhältnis im Bereich von 0,90:1,0 bis 4,0:1,0 auf, mehr bevorzugt von 0,95:1,0 bis 3,0:1,0.
  • Polymeres Schmutzabweisemittel – Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können fakultativ ein oder mehrere Schmutzabweisemittel umfassen. Polymere Schmutzabweisemittel sind dadurch gekennzeichnet, dass sie sowohl hydrophile Segmente aufweisen, um die Oberfläche von hydrophoben Fasern, wie Polyester und Nylon, zu hydrophilieren, als auch hydrophobe Segmente, welche sich auf hydrophoben Fasern anlagern und bis zum Abschluss des Waschzyklus dort haften bleiben und somit als Anker für die hydrophilen Segmente dienen. Dadurch wird ermöglicht, dass Flecken, die im Anschluss an die Behandlung mit dem Schmutzabweisemittel auftreten, in späteren Waschprozessen leichter entfernt werden können.
  • Falls verwendet, umfassen Schmutzabweisemittel im Allgemeinen von etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-%, vorzugsweise von etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 5 Gew.-%, mehr bevorzugt von etwa 0,2 Gew.-% bis etwa 3 Gew.-% der Zusammensetzung.
  • Lehmschmutzentfernungs-/Antiredepositionsmittel – Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können wahlweise auch wasserlösliche ethoxylierte Amine enthalten, die Lehmschmutzentfernungs- und Antiredepositionseigenschaften aufweisen. Körnige Zusammensetzungen, die diese Verbindungen enthalten, enthalten typischerweise von etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 10,0 Gew.-% der wasserlöslichen ethoxylierten Amine; flüssige Detergenszusammensetzungen enthalten typischerweise von etwa 0,01 % bis etwa 5 %.
  • Polymere Dispergiermittel – Polymere Dispergiermittel können in den vorliegenden Zusammensetzungen vorteilhaft in Anteilen von etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 7 Gew.-% verwendet werden, insbesondere in Gegenwart von Zeolith- und/oder Schichtsilicatgerüststoffen. Geeignete polymere Dispergiermittel schließen polymere Polycarboxylate und Polyethylenglycole ein, obwohl andere, die auf dem Fachgebiet bekannt sind, ebenfalls verwendet werden können. Ohne an eine Theorie gebunden zu sein, wird angenommen, dass polymere Dispergiermittel die Gesamtleistung des Detergensgerüststoffs durch Hemmung des Kristallwachstums, Freisetzung von Teilchenschmutz durch Peptisierung und Antiredeposition verbessern, wenn sie in Kombination mit anderen Gerüststoffen (einschließlich Polycarboxylaten mit niedrigem Molekulargewicht) verwendet werden.
  • Aufheller – Beliebige optische Aufheller oder andere Aufhellungsmittel oder Weißmacher, die auf dem Fachgebiet bekannt sind, können in Anteilen von typi scherweise etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 1,2 Gew.-% in die vorliegenden Detergenszusammensetzungen eingeschlossen sein. Handelsübliche optische Aufheller, die in der vorliegenden Erfindung nützlich sein können, können in Untergruppen eingeteilt werden, die Derivate von Stilben, Pyrazolin, Cumarin, Carbonsäure, Methincyaninen, Dibenzothiophen-5,5-dioxid, Azolen, heterocyclischen Verbindungen mit 5- und 6-gliedrigen Ringen und andere verschiedenartige Mittel umfassen, jedoch nicht notwendigerweise auf diese begrenzt sind. Beispiele für solche Aufheller sind in „The Production und Application of Fluorescent Brightening Agents", M. Zahradnik, veröffentlicht von John Wiley & Sons, New York (1982), offenbart.
  • Farbstoffübertragungshemmer – Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können auch ein oder mehrere Stoffe einschließen, die die Übertragung von Farbstoffen von einem Textilerzeugnis auf ein anderes während des Reinigungsverfahrens wirksam hemmen. Solche Farbstoffübertragungshemmer schließen im Allgemeinen Polyvinylpyrrolidonpolymere, Polyamin-N-oxidpolymere, Copolymere aus N-Vinylpyrrolidon und N-Vinylimidazol, Manganphthalocyanin, Peroxidasen und Mischungen davon ein. Wenn diese Mittel verwendet werden, umfassen sie typischerweise von etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-% der Zusammensetzung, vorzugsweise von etwa 0,01 % bis etwa 5 % und mehr bevorzugt von etwa 0,05 % bis etwa 2 %.
  • Die Zusammensetzungen können wahlweise auch von etwa 0,005 Gew.-% bis 5 Gew.-% bestimmter Typen von hydrophilen optischen Aufhellern enthalten, die auch eine farbstoffübertragungshemmende Wirkung vorsehen. Eine spezielle Aufhellerart wird unter der Handelsbezeichnung Tinopal AMS-GX von der Ciba Geigy Corporation vermarktet.
  • Die spezifischen Arten optischer Aufheller, die für die erfindungsgemäße Benutzung ausgewählt sind, sehen besonders wirksame Leistungsvorteile hinsichtlich der Farbstoffübertragungshemmung vor, wenn sie in Kombination mit den ausgewählten polymeren Farbstoffübertragungshemmern benutzt werden, die vorste hend beschrieben wurden. Die Kombination solcher ausgewählter Polymermaterialien (zum Beispiel PVNO und/oder PVPVI) mit solchen ausgewählten optischen Aufhellern (zum Beispiel Tinopal UNPA-GX, Tinopal 5BM-GX und/oder Tinopal AMS-GX) stellt eine bedeutend bessere Farbstoffübertragungshemmung in wässrigen Waschlösungen bereit als einer dieser Detergenszusammensetzungsbestandteile, wenn dieser allein benutzt wird. Ohne an eine Theorie gebunden zu sein, wird angenommen, dass derartige Aufheller auf diese Weise wirksam sind, da sie eine hohe Affinität zu Geweben in der Waschlösung aufweisen und sich daher verhältnismäßig schnell auf diesen Geweben abscheiden. Das Ausmaß, in dem sich Aufheller an Geweben in der Waschlösung abscheiden, kann durch einen Parameter bestimmt werden, der als „Exhaustionskoeffizient" bezeichnet wird. Der Exhaustionskoeffizient wird im Allgemeinen als das Verhältnis von a) dem Aufhellermaterial, das auf dem Gewebe abgeschieden wird, zu b) der anfänglichen Aufhellerkonzentration in der Waschflotte definiert. Aufheller mit verhältnismäßig hohem Exhaustionskoeffizienten sind zum Hemmen des Farbstoffübergangs im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung am besten geeignet.
  • Natürlich ist erkennbar, dass andere herkömmliche Verbindungstypen optischer Aufheller wahlweise in den vorliegenden Zusammensetzungen benutzt werden können, um herkömmliche Gewebe-„Leuchtkraft"-Vorteile anstatt einer echten Farbstoffübergangshemmung bereitzustellen. Eine derartige Benutzung ist in Detergensformulierungen normalerweise üblich und allgemein bekannt.
  • Schaumunterdrücker – Verbindungen zur Verringerung oder Dämpfung der Bildung von Schaum können in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen eingeschlossen sein. Die Schaumunterdrückung kann in dem so genannten „Hochkonzentrationsreinigungsverfahren", wie in US 4,489,455 und 4,489,574 beschrieben, und in Waschmaschinen der europäischen Frontlader-Bauweise von besonderer Bedeutung sein.
  • Eine große Vielzahl von Stoffen kann als Schaumunterdrücker verwendet werden, und Schaumunterdrücker sind dem Fachmann wohl bekannt. Siehe zum Beispiel Kirk Othmer, „Encyclopedia of Chemical Technology", dritte Ausgabe, Band 7, Seite 430 bis 447 (John Wiley & Sons, Inc., 1979). Eine Kategorie von Schaumunterdrückern von besonderem Interesse umfasst Monocarbonfettsäure und lösliche Salze davon. Siehe US-Patent 2,954,347, erteilt am 27. September 1960 an Wayne St. John. Die als Schaumunterdrücker verwendeten Monocarbonfettsäuren und deren Salze besitzen typischerweise Kohlenwasserstoffketten von 10 bis etwa 24 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 12 bis 18 Kohlenstoffatomen. Geeignete Salze schließen die Alkalimetallsalze, wie Natrium-, Kalium- und Lithiumsalze, sowie Ammonium- und Alkanolammoniumsalze ein.
  • Die Zusammensetzungen können auch nichttensidische Schaumunterdrücker enthalten. Diese umfassen zum Beispiel: Kohlenwasserstoffe mit hohem Molekulargewicht wie Paraffin, Fettsäureester (z.B. Fettsäuretriglyceride), Fettsäureester aus einwertigen Alkoholen, aliphatische C18- bis C40-Ketone (z.B. Stearon), usw. Andere Schaumunterdrücker umfassen N-alkylierte Aminotriazine, wie Tri- bis Hexaalkylmelamine oder Di- bis Tetraalkyldiaminchlortriazine, die als Produkte aus Cyanurchlorid mit zwei oder drei Mol eines primären oder sekundären Amins gebildet werden, das 1 bis 24 Kohlenstoffatome enthält, Propylenoxid und Monostearylphosphate, wie Monostearylalkoholphosphatester und Monostearyldialkalimetall- (z. B. K, Na und Li)-phosphate und -phosphatester. Die Kohlenwasserstoffe, wie Paraffin und Halogenparaffin, können in flüssiger Form verwendet werden. Die flüssigen Kohlenwasserstoffe sind bei Raumtemperatur und Atmosphärendruck flüssig und weisen einen Fließpunkt im Bereich von etwa –40 °C und etwa 50 °C und einen Mindestsiedepunkt von nicht weniger als etwa 110 °C (Atmosphärendruck) auf. Die Verwendung wachsartiger Kohlenwasserstoffe, die vorzugsweise einen Schmelzpunkt von unter etwa 100 °C aufweisen, ist ebenfalls bekannt. Die Kohlenwasserstoffe bilden eine bevorzugte Kategorie von Schaumunterdrückern für Detergenszusammensetzungen. Kohlenwasserstoff-Schaumunter drücker sind zum Beispiel in US-Patent 4,265,779, erteilt am 5. Mai 1981 an Gandolfo et al., beschrieben. Die Kohlenwasserstoffe schließen somit aliphatische, alizyklische, aromatische und heterozyklische, gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffe mit von etwa 12 bis etwa 70 Kohlenstoffatomen ein. Der Begriff „Paraffin", wie er in dieser Besprechung der Schaumunterdrücker verwendet wird, soll Mischungen von echten Paraffinen und zyklischen Kohlenwasserstoffen einschließen.
  • Eine andere bevorzugte Kategorie von nichttensidischen Schaumunterdrückern umfasst Silikon-Schaumunterdrücker. Diese Kategorie schließt die Verwendung von Polyorganosiloxanölen, wie Polydimethylsiloxan, Dispersionen oder Emulsionen von Polyorganosiloxanölen oder -harzen und Kombinationen von Polyorganosiloxan mit Silicateilchen ein, wobei das Polyorganosiloxan auf dem Silica chemisorbiert oder kondensiert ist. Silikon-Schaumunterdrücker sind auf dem Fachgebiet allgemein bekannt und sind zum Beispiel in US-Patent 4,265,779, erteilt am 5. Mai 1981 an Gandolfo et al., und in der Europäischen Patentanmeldung Nr. 89307851.9, veröffentlicht am 7. Februar 1990 von Starch, M. S., offenbart.
  • Andere Silikon-Schaumunterdrücker sind in US-Patent 3,455,839 offenbart, das Zusammensetzungen und Verfahren zum Entschäumen von wässrigen Lösungen durch Einschluss geringer Mengen an Polydimethylsiloxanfluiden betrifft.
  • Die vorliegenden Zusammensetzungen können zwischen 0 % und etwa 10 % Schaumunterdrücker umfassen. Wenn Monocarbonfettsäuren und Salze davon als Schaumunterdrücker verwendet werden, sind diese typischerweise in Mengen von bis zu etwa 5 Gew.-% der Detergenszusammensetzung vorhanden. Vorzugsweise werden von etwa 0,5 % bis etwa 3 % Fett-Monocarboxylat-Schaumunterdrücker verwendet. Silikon-Schaumunterdrücker werden typischerweise in Mengen von bis zu etwa 2,0 Gew.-% der Detergenszusammensetzung verwendet, obwohl größere Mengen verwendet werden können. Dieser obere Grenzwert ist praktischer Natur, in erster Linie bedingt durch das Interesse, die Kosten minimal zu halten und mit geringeren Mengen für eine wirksame Kontrolle der Schaumbildung zu sorgen. Vorzugsweise werden von etwa 0,01 % bis etwa 1 % Silikon-Schaumunterdrücker verwendet, mehr bevorzugt von etwa 0,25 % bis etwa 0,5 %. Wie hier verwendet, schließen diese Gewichtsprozentwerte jegliches Silica ein, das in Kombination mit Polyorganosiloxan verwendet werden kann, sowie jegliche verwendbaren Zusatzstoffe. Monostearylphosphat-Schaumunterdrücker werden im Allgemeinen in Mengen im Bereich von etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 2 Gew.-% der Zusammensetzung verwendet. Kohlenwasserstoff-Schaumunterdrücker werden typischerweise in Mengen im Bereich von etwa 0,01 % bis etwa 5,0 % verwendet, obwohl höhere Anteile verwendet werden können. Die Alkohol-Schaumunterdrücker werden typischerweise zu 0,2 Gew.-% bis 3 Gew.-% der fertigen Zusammensetzungen verwendet.
  • Alkoxylierte Polycarboxylate – Alkoxylierte Polycarboxylate, wie solche, die aus Polyacrylaten hergestellt werden, sind hierin nützlich, um eine zusätzliche Fettentfernungsleistung bereitzustellen. Derartige Stoffe sind in WO 91/08281 und PCT 90/01815 auf S. 4 ff. beschrieben. Chemisch umfassen diese Stoffe Polyacrylate mit einer Ethoxy-Seitenkette pro 7–8 Acrylateinheiten. Die Seitenketten besitzen die Formel -(CH2CH2O)m(CH2)nCH3, worin m 2–3 ist und n 6–12 ist. Die Seitenketten verfügen über Esterbindungen mit dem „Polyacrylatgrundgerüst", um eine „kammartige" polymerartige Struktur bereitzustellen. Das Molekulargewicht kann variieren, liegt jedoch in der Regel im Bereich von etwa 2000 bis etwa 50.000. Solche alkoxylierten Polycarboxylate können von etwa 0,05 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-% der vorliegenden Zusammensetzungen umfassen.
  • Antimikrobielle Mittel – Ein antimikrobielles Mittel ist eine Verbindung oder Substanz, die Mikroorganismen abtötet oder deren Wachstum und Vermehrung verhindert oder hemmt. Durch ein richtig ausgewähltes antimikrobielles Mittel wird die Stabilität unter den Nutzungs- und Lagerungsbedingungen (pH, Temperatur, Licht usw.) für einen erforderlichen Zeitraum aufrechterhalten. Wünschenswerte Eigenschaften eines antimikrobiellen Mittels sind seine sichere und nicht toxische Handhabung, Formulierung und Verwendung sowie Umweltver träglichkeit und Kostenwirksamkeit. Klassen von antimikrobiellen Mitteln umfassen, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, Chlorphenole, Aldehyde, Biguanide, Antibiotika und biologisch wirksame Salze. Einige bevorzugte antimikrobielle Wirkstoffe in dem antimikrobiellen Mittel sind Bronopol, Chlorhexidindiacetat, TRICOSANTM, Hexetidin oder Parachlormetaxylenol (PCMX). Mehr bevorzugt ist der antimikrobielle Wirkstoff TRICOSANTM, Chlorhexidindiacetat oder Hexetidin.
  • Das antimikrobielle Mittel ist, falls verwendet, in einer mikrobiozidisch wirksamen Menge vorhanden, mehr bevorzugt von etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 10,0 Gew.-%, mehr bevorzugt von etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 8,0 Gew.-%, noch mehr bevorzugt von etwa 0,5 Gew.-% bis etwa 2,0 Gew.-% der Zusammensetzung.
  • Lösunugsmittel.
  • Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können wahlweise außerdem ein oder mehrere Lösungsmittel umfassen. Diese Lösungsmittel können in Verbindung mit einem wässrigen flüssigen Träger oder ohne die Gegenwart eines wässrigen flüssigen Trägers verwendet werden. Lösungsmittel sind allgemein als Verbindungen definiert, die bei Temperaturen von 20 °C–25 °C flüssig sind und nicht als Tenside gelten. Eines der Unterscheidungsmerkmale ist, dass Lösungsmittel eher als diskrete Einheiten und nicht als breite Verbindungsmischungen vorliegen. Einige Lösungsmittel, die in erfindungsgemäßen Reinigungszusammensetzungen für harte Oberflächen nützlich sind, enthalten von 1 Kohlenstoffatom bis 35 Kohlenstoffatome und zusammenhängende, lineare, verzweigte oder zyklische Kohlenwasserstoffgruppen von nicht mehr als 8 Kohlenstoffatomen. Beispiele geeigneter Lösungsmittel für die vorliegende Erfindung umfassen Methanol, Ethanol, Propanol, Isopropanol, 2-Methylpyrrolidinon, Benzylalkohol und Morpholin-n-oxid. Bevorzugt unter diesen Lösungsmitteln sind Methanol und Isopropanol.
  • Die Zusammensetzungen hierin können wahlweise einen Alkohol mit einer Kohlenwasserstoffkette von 8 bis 18 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 12 bis 16, enthalten. Die Kohlenwasserstoffkette kann verzweigt oder linear sein und kann ein Mono-, Di- oder Polyalkohol sein. Die hierin verwendeten Zusammensetzungen können wahlweise zu 0,1 Gew.-% bis 3 Gew.-% der Gesamtzusammensetzung einen derartigen Alkohol oder Mischungen davon umfassen, vorzugsweise zu 0,1 % bis 1 %.
  • Die Lösungsmittel zum diesbezüglichen Gebrauch umfassen all diejenigen, die dem Fachmann auf dem Gebiet der Reinigungszusammensetzungen für harte Oberflächen bekannt sind. Geeignete Lösungsmittel zum diesbezüglichen Gebrauch umfassen Ether und Diether mit 4 bis 14 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 6 bis 12 Kohlenstoffatomen und mehr bevorzugt 8 bis 10 Kohlenstoffatomen. Andere geeignete Lösungsmittel sind außerdem Glycole oder alkoxylierte Glycole, alkoxylierte aromatische Alkohole, aromatische Alkohole, aliphatische verzweigte Alkohole, alkoxylierte aliphatische verzweigte Alkohole, alkoxylierte lineare C1-C5-Alkohole, lineare C1-C5-Alkohole, C8-C14-Alkyl- und Cycloalkylkohlenwasserstoffe und -halokohlenwasserstoffe, C6-C16-Glycolether und Mischungen davon.
  • Typischerweise umfassen die im Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendeten Zusammensetzungen vorzugsweise bis zu 20 Gew.-% der Gesamtzusammensetzung eines Lösungsmittels oder Mischungen davon, mehr bevorzugt von 0,5 Gew.-% bis 10 Gew.-%, noch mehr bevorzugt von 3 Gew.-% bis 10 Gew.-% und noch mehr bevorzugt von 1 Gew.-% bis 8 Gew.-%.
  • Hydrophobes Lösungsmittel
  • Um die Reinigung in flüssigen Zusammensetzungen zu verbessern, kann ein hydrophobes Lösungsmittel verwendet werden, welches Reinigungswirksamkeit hat. Die hydrophoben Lösungsmittel, die in den vorliegenden Reinigungszusammensetzungen für harte Oberflächen eingesetzt werden können, können jedes der wohl bekannten „Entfettungslösungsmittel" sein, wie sie üblicherweise z. B. in der Trockenreini gungsindustrie, in der Reinigerindustrie für harte Oberflächen und in der metallverarbeitenden Industrie verwendet werden.
  • Hydrophobe Lösungsmittel werden, falls vorhanden, üblicherweise in einem Anteil von 0,5 % bis 30 % verwendet, vorzugsweise 2 % bis 15 %, mehr bevorzugt 3 % bis 8 %. Verdünnte Zusammensetzungen weisen üblicherweise Lösungsmittel in einem Anteil von 1 % bis 10 %, vorzugsweise von 3 % bis 6 % auf. Konzentrierte Zusammensetzungen enthalten zu 10 % bis 30 %, vorzugsweise zu 10 % bis 20 % ein Lösungsmittel.
  • Viele solcher Lösungsmittel umfassen Kohlenwasserstoff- oder halogenierte Kohlenwasserstoffgruppen vom Alkyl- oder Cycloalkyltyp und haben einen Siedepunkt deutlich über Raumtemperatur, d. h. über 20 °C.
  • Ein stark bevorzugtes Lösungsmittel ist Limonen, das nicht nur über gute Fettentfernungseigenschaften verfügt, sondern auch über angenehme Geruchseigenschaften.
  • Der Anteil hydrophober Lösungsmittel, falls vorhanden, beträgt 1 % bis 15 %, mehr bevorzugt 2 % bis 12 %, noch mehr bevorzugt 5 % bis 10 %.
  • Hydrotrope Stoffe
  • Die im erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Zusammensetzungen können wahlweise einen oder mehrere Stoffe umfassen, die hydrotrope Stoffe sind. Zur Verwendung in den vorliegenden Zusammensetzungen geeignete hydrotrope Stoffe umfassen die C1-C3-Alkylarylsulfonate, C6-C12-Alkanole, C1-C6-Carboxylsulfate und -sulfonate, Harnstoff, C1-C6-Hydrocarboxylate, C1-C4-Carboxylate, organische zweiwertige C2-C4-Säuren und Mischungen dieser hydrotropen Stoffe. Die erfindungsgemäße Zusammensetzung umfasst vorzugsweise zu 0,5 Gew. % bis 8 Gew.-% der flüssigen Detergenszusammensetzung einen hydrotropen Stoff, ausgewählt aus Alkalimetall- und Calciumsalzen von Xylol- und Toluolsulfonaten.
  • Bevorzugte hydrotrope Stoffe zum diesbezüglichen Gebrauch sind Natrium-, Kalium-, Calcium- und Ammoniumcumolsulfonat, Natrium-, Kalium-, Calcium- und Ammoniumxylolsulfonat, Natrium-, Kalium-, Calcium- und Ammoniumtoluolsulfonat und Mischungen davon. Am meisten bevorzugt sind Natriumcumolsulfonat und Calciumxylolsulfonat und Mischungen davon. Diese bevorzugten hydrotropen Stoffe können in der Zusammensetzung bis zu einem Anteil von 0,5 Gew.-% bis 8 Gew.-% vorhanden sein.
  • Die nachfolgenden Tabellen veranschaulichen mögliche Reinigungslösungen zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung weiter, sollen diese jedoch nicht einschränken.
  • Figure 00430001
  • Figure 00440001
  • Figure 00450001
  • Beispiel
  • Ein Ultraschalltrichter mit einer Länge von 9 cm und einer Breite an der Spitze von 1,5 cm, der ursprünglich für Schneidanwendungen verwendet wurde, wurde zum Erzeugen von Ultraschallschwingungen bei 50 kHz mit einer Amplitude von 40 Mikron mithilfe eines standardmäßigen PZT-Wandlers konzipiert. Die Elektronik, die den Wandler antreibt, war auf einer standardmäßigen Leiterplatte mit einer Größe von 5 mal 5 cm vorhanden und wurde von einer 36 W Li-Ionbatterie betrieben. Als Alternative hätte eine Batterie auf NiMH-Basis verwendet werden können.
  • Die Gesamtvorrichtung wurde so zusammengebaut, dass sie eine Handkombination bildete.
  • Eine zylindrische Hülle aus einem Schwammmaterial wurde über den Ultraschalltrichter gelegt, so dass die Spitze des Trichters nicht in direkten Kontakt mit dem zu reinigenden Substrat kommen konnte, wurde jedoch nicht von Schwammmaterial bedeckt.
  • Eine Kasserolle aus weißem Küchenporzellan wurde mit einer Schicht Lasagne bedeckt und anschließend in einen Herd bei 250 °C gegeben, bis das Lebensmittel völlig auf der Kasserolle aufgebrannt war und wurde abgekühlt.
  • Eine Reinigungsflüssigkeit aus einer Mikroemulsion aus Lebensmittelfett-Reinigungstensid und Lebensmittelfett-Reinigungslösungsmittel, bei pH 10 gepuffert, wurde in die Kasserolle gegeben, während der angebackene Schmutzstoff vorsichtig mit einer schwachen Reibungsfrequenz unter Verwendung des unter Ultraschall vibrierenden Geräts gerieben wurde.
  • Ohne an eine Theorie gebunden zu sein, wird angenommen, dass der Ultraschalltrichter das Substrat hauptsächlich durch Kavitation in der dünnen Flüssigkeitsschicht zwischen dem Substrat und der Spitze statt über direkten Kontakt reinigte.
  • Eine Gesamtmenge von 20 ml Reinigungslösung wurde abgegeben, und nach etwa 4 min Behandlungszeit war das gesamte Schmutzstoffmaterial von der Kasserolle abgelöst und wurde unter fließendem Wasser abgespült.
  • Die Kasserolle war vollständig sauber und wies keinerlei Kratzer oder irgendwelche Beschädigungen durch den Reinigungsvorgang auf.
  • Das gleiche Gerät wurde wie folgt ohne Schwamm verwendet:
    Ein weißes Stück gewirkter Baumwolle wurde mit einem runden Fleck aus schmutzigem Motoröl mit einem Durchmesser von 5 cm beschmutzt, das eintrocknete.
    Eine Reinigungsflüssigkeit wurde auf den Fleck gegeben. Die Reinigungsflüssigkeit enthielt 1,5 % H2O2, 2 % Fettreinigungstensid und wurde bei einem pH von 9 gepuffert. Während der Abgabe des Produkts wurde der Fleck vorsichtig mit einer schwachen Reibungsfrequenz unter Verwendung des Ultraschallschwingungen erzeugenden Geräts gerieben.
    Eine Gesamtmenge von 2 ml Reinigungslösung wurde abgegeben, und nach etwa 2 Minuten Behandlungszeit wurde das gesamte Schmutzmaterial entfernt.
  • Das weiße Stück Baumwolle war sauber und wies keinerlei Rückstände oder Flecken auf.

Claims (9)

  1. Handgerät (1) zum Reinigen eines Substrats, wobei das Substrat aus Fasern besteht oder eine harte Haushaltsoberfläche ist, wobei das Gerät einen aktiven Teil (15) aufweist, der bei einer Frequenz von mindestens 20 kHz mit einer Amplitude von mindestens 10 μm und bis zu 100 μm vibriert und wobei das Gerät (1) mindestens zwei Konfigurationen aufweist, eine erste Konfiguration, bei der der aktive Teil (15) hart ist, und eine zweite Konfiguration, bei der der aktive Teil (15) weich ist.
  2. Gerät (1) nach Anspruch 1, wobei die zweite Konfiguration erhalten wird, indem ein zusätzliches Element zum Gerät in der ersten Konfiguration hinzugefügt wird.
  3. Gerät (1) nach Anspruch 2, wobei das zusätzliche Element um den aktiven Teil (15) der ersten Konfiguration gewickelt wird.
  4. Gerät (1) nach Anspruch 1, wobei der aktive Teil (15) der zweiten Konfiguration ein poröses Material umfasst.
  5. Gerät (1) nach Anspruch 1, wobei das Gerät (1) ferner einen Vorratsbehälter (22) umfasst, der eine Reinigungslösung (10) enthält.
  6. Gerät (1) nach Anspruch 5, wobei der Vorratsbehälter (22) abnehmbar ist.
  7. Gerät (1) nach Anspruch 5, wobei die Reinigungslösung (10) ein Tensid und einen Builder umfasst.
  8. Verfahren zum Reinigen eines Substrats (11), wobei das Verfahren einen ersten Schritt umfasst, in dem eine Reinigungslösung (10) und ein Handgerät (1) bereitgestellt werden, wie in einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Verfahren des Weiteren einen zweiten Schritt umfasst, in dem die Lösung (10) mit dem Gerät (1) auf das Substrat (11) aufgetragen wird, wobei das Substrat (11) eine harte Haushaltsoberfläche ist und sich das Gerät (1) in der zweiten Konfiguration befindet.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Bewegungsrichtung des aktiven Teils (15) senkrecht zur Oberfläche des Substrats (11) ist.
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