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Gebiet der
Erfindung
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Die
Erfindung betrifft Mikroemulsionsreinigungsmittel-Zusammensetzungen
sowie Verfahren zur Entfernung hydrophober Verschmutzung von verschiedenartigen
Gegenständen.
Insbesondere betrifft die Erfindung eine Mikroemulsionsreinigungsmittel-Zusammensetzung,
die Wasser, Öl
und eine Mischung aus nichtionischen Tensiden enthält. Zu den
Gegenständen,
die mit Hilfe der erfindungsgemäßen Mikroemulsionsreinigungsmittel-Zusammensetzungen
gereinigt werden können,
zählen
harte Oberflächen,
Textilien. Haut und Haare. Die Erfindung betrifft des weiteren die
Kontrolle der Stabilität
einer Mikroemulsionsreinigungsmittel-Zusammensetzung über einen
breiten Temperaturbereich.
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Hintergrund
der Erfindung
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Mikroemulsionen
zur Schmutzentfernung sind offenbart. Zum Beispiel beschreibt das
US-Patent Nr. 4 909 962 von Clark ein im wesentlichen klares Mikroemulsionsmaterial,
das für
vielfältige
Reinigungsanwendungen verwendet werden kann. Das Material kann mit
Wasser verdünnt
werden, um eine Gebrauchslösung zu
bilden.
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Zwar
hat sich die Mikroemulsionsreinigungstechnologie brauchbar erwiesen
als Mittel zur Abgabe von typischerweise anionischen, nichtionischen
oder anionischen Aminoxid-Tensidmischungen an eine zu reinigende
Stelle, doch ergeben die typischen Mikroemulsionszusammensetzungen
nicht die gewünschte Schmutzentfernung
bei Konfrontation mit stark hydrophober Verschmutzung und insbesondere
stark hydrophober Verschmutzung, die einen erheblichen Anteil an
hydrophobem, teilchenförmigem
Material enthält.
Zu den besonders schwierigen hydrophoben Verschmutzungen zählen Schmiermittel
oder Öle
auf der Grundla ge von hydrophobem Mineralöl sowie gebrauchtes Motoröl, das kohlenstoffhaltige
Teilchen enthält.
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Beispiele
für die
Mikroemulsionsreinigungsmitteltechnologie finden sich in US-Patent Nr. 5 597
792 von Klier et al.; US-Patent Nr. 5 415 813 von Misselyn et al.;
US-Patent Nr. 5 523 014 von Dolan et al.; sowie US-Patent Nr. 5
616 548 von Thomas et al.. Diese Patente beschreiben allgemein Mikroemulsionen,
die anionische oder kationische Tenside enthalten.
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US 5 858 954 betrifft Mikroemulsionsreinigungszusammensetzungen,
die ein Tensid enthalten, und WO 97/32967 betrifft Flüssigkristall-Reinigungsmittelzusammensetzungen.
US 6 008 180 offenbart flüssige Mikroemulsionsreinigungsmittel-Zusammensetzungen
für leichtere
Reinigungsaufgaben. Relevanter Stand der Technik ist auch
EP 0 842 606 A1 ,
da diese Anmeldung desinfizierende Mikroemulsionen betrifft.
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Viele
Mikroemulsionen im Stand der Technik sind nur in einem recht schmalen
Temperaturbereich stabil. Unter Bedingungen niedriger Temperatur
und hoher Temperatur, die beim Transport oder bei der Lagerung des
Produkts in einem Lagerhaus häufig
angetroffen werden, neigen Mikroemulsionen, die in einem recht schmalen
Temperaturbereich Stabilität
zeigen, zu Instabilität.
Dadurch bricht die Mikroemulsion und die Wirksamkeit der Zusammensetzung
zur Schmutzentfernung wird verringert. Wenn eine Mikroemulsion bricht,
kann es zudem eine erhebliche Zeit dauern, bis sich die Mikroemulsion
wieder bildet. Zur Erzielung eines optimalen Reinigungsnutzens erfolgt
der Reinigungsvorgang im allgemeinen bis eine Zusammensetzung eine
Mikroemulsion gebildet hat.
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Zusammenfassung
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Die
Erfindung macht eine Mikroemulsionsreinigungsmittel-Zusammensetzung
verfügbar.
Die Mikroemulsionsreinigungsmittel-Zusammensetzung enthält eine
wirksame mikroemulsionsbildende Menge Wasser, eine wirksame mikroemulsionsbildende
Menge einer Mischung aus nichtionischen Tensiden sowie eine wirksame
mikroemulsionsbildende Menge Öl.
Die Mikroemulsionsreinigungsmittel-Zusammensetzung läßt sich
so charakterisieren, daß sie
wenigstens 90% Durchgang sichtbaren Lichts durch eine 1 cm-Zelle
aufweist. Des weiteren ist die Mikroemulsionsreinigungsmittel-Zusammensetzung
vorzugsweise eine solche, die als 30 Gew.-% Wasser enthaltendes
Konzentrat eine Mikroemulsion aufrechterhält sowie als Gebrauchslösung mit 99
Gew.-% Wasser eine Mikroemulsion aufrechterhält. Außerdem behält die Mikroemulsionsreinigungsmittel-Zusammensetzung vorzugsweise
einen Mikroemulsionsstabilitätsbereich
von wenigstens 10°C
bei.
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Die
nichtionische Tensid-Mischung enthält ein Alkoholethoxylat-Tensid
und ein Alkylpolyglucosid-Tensid. Das Alkoholethoxylat-Tensid ist
ein C6-24-Alkoholethoxylat-Tensid, das zwischen
1 und 20 mol Ethylenoxid-Repetiereinheiten aufweist. Das Alkylpolyglucosid-Tensid
ist ein C6-24 Alkylpolyglucosid-Tensid mit
einem Polymerisationsgrad zwischen 1 und 10. Des weiteren ist dafür gesorgt,
daß das
Verhältnis
von Alkoholethoxylat-Tensid zu Alkylpolyglucosid-Tensid zwischen
1:4 und 4:1 beträgt.
Vorzugsweise ist das Gewichtsverhältnis von Alkoholethoxylat-Tensid
zu Alkylpolyglucosid-Tensid zwischen 1:3 und etwa 3:1. Die Ölkomponente
der Mikroemulsion ist vorzugsweise ein Öl, das bei 22°C eine Wasserlöslichkeit
von weniger als ein Gewichtsprozent aufweist.
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Wird
die Mikroemulsionsreinigungsmittel-Zusammensetzung als Konzentrat
bereitgestellt, so enthält sie
vorzugsweise zwischen 30 Gew.-% und 60 Gew.-% Wasser, zwischen 1
Gew.-% und 30 Gew.-% Öl
und zwischen 20 Gew.-% und 60 Gew.-% nichtionische Tensid-Mischung.
Wird die Mikroemulsionsreinigungs mittel-Zusammensetzung als Gebrauchslösung bereitgestellt,
so kann die Wasserkonzentration je nach der speziellen Anwendung
eingestellt werden, für
die die Mikroemulsion verwendet wird. Wird zum Beispiel die Mikroemulsionsreinigungsmittel-Zusammensetzung
als Handseife verwendet, so kann die Gebrauchslösung zwischen 30 Gew.-% und
99 Gew.-% Wasser enthalten. Wird die Mikroemulsionsreinigungsmittel-Zusammensetzung
als Vordetachiermittel verwendet, so enthält die Gebrauchslösung vorzugsweise
zwischen 30 Gew.-% und 60 Gew.-% Wasser. Wird die Mikroemulsionsreinigungsmittel-Zusammensetzung
als Teilewäscher
oder als Automobilreinigungsmittel verwendet, so wird die Gebrauchslösung vorzugsweise
so bereitgestellt, daß sie zwischen
90 Gew.-% und 99,9 Gew.-% Wasser enthält.
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Die
Mikroemulsionsreinigungsmittel-Zusammensetzung ist vorzugsweise
frei von oberflächenaktiven Mengen
an Tensiden, die wenigstens eine der folgenden Gruppen enthalten:
protonierte Amine, quartäre
Ammonium-Verbindungen, Sulfonate, Sulfate, Ethersulfate, Carboxylate
und Phosphate. Zudem kann die Mikroemulsionsreinigungsmittel-Zusammensetzung
so bereitgestellt werden, daß sie
im wesentlichen frei von flüchtigen
organischen Verbindungen (VOC) ist. Zu den flüchtigen organischen Verbindungen
können
im allgemeinen C13- und niederere Verbindungen
zählen,
die bestimmte Kohlenwasserstoffe umfassen können. Vorzugsweise ergibt die
Mikroemulsionsreinigungsmittel-Zusammensetzung
einen VOC-Gehalt von weniger als 300 ppm, besonders bevorzugt weniger
als 100 ppm und ganz besonders bevorzugt weniger als 10 ppm nach ASTM
D 3960-87.
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Die
Mikroemulsionsreinigungsmittel-Zusammensetzung kann ein Spaltungsmittel
zur Steuerung der Spaltungseigenschaften der Mikroemulsion enthalten.
Das Spaltungsmittel kann hilfreich sein zur Spaltung der Mikroemulsion,
um den Schmutz von den Tensiden zu trennen. Es kann zweckmäßig sein,
eine Mikroemulsion in regelmäßiger Folge
zu spalten, um Schmutz zu entfernen und sich wieder bilden zu lassen,
um eine Reinigungsmittel-Gebrauchslösung zu erge ben. Beispielsweise
lassen sich die Spaltungseigenschaften der Mikroemulsion durch Verändern der
Temperatur der Mikroemulsion steuern. Ein bevorzugtes Spaltungsmittel
umfaßt
ein amphoteres Tensid. Das Konzentrat kann zwischen 1 Gew.-% und
20 Gew.-% amphoteres Tensid enthalten, um die gewünschten
Spaltungseigenschaften zu ergeben.
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Wird
ein amphoteres Tensid in die Mikroemulsionsreinigungsmittel-Zusammensetzung
eingebracht, so sollte der pH der Reinigungsmittelzusammensetzung
bei weniger als 8 gehalten werden. Vorzugsweise wird der pH so gewählt, daß er unterhalb
des pKa des amphoteren Tensids bleibt.
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Die
Erfindung macht ein Verfahren zur Entfernung hydrophober Verschmutzung
von einem Gegenstand verfügbar.
Das Verfahren umfaßt
das Inberührungbringen
eines Gegenstands, der eine hydrophobe Verschmutzung aufweist, mit
einer Mikroemulsionsreinigungsmittel-Zusammensetzung. Zu den beispielhaften Gegenständen, die
mit einer Mikroemulsionsreinigungsmittel-Zusammensetzung in Kontakt
gebracht werden können,
zählen
Gewebe, harte Oberflächen
und der Außenbereich
von Automobilen. Die Mikroemulsionsreinigungsmittel-Zusammensetzung
kann vorzugsweise als Autowaschzusammensetzung verwendet werden. Demgemäß kann die
Mikroemulsionsreinigungsmittel-Zusammensetzung als Gebrauchslösung bereitgestellt und
auf den Außenbereich
eines Kraftfahrzeugs, etwa ein Auto oder Lastwagen, aufgesprüht werden.
Des weiteren kann die Mikroemulsionsreinigungsmittel-Zusammensetzung
als Haut- und/oder
Haarreiniger verwendet werden.
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Ausführliche
Erörterung
der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft Mikroemulsionsreinigungsmittel-Zusammensetzungen,
die eine Mischung aus nichtionischen Tensiden, Wasser und Öl enthalten.
Die Mikroemulsionsreinigungsmittel-Zusammensetzung kann hierin vereinfacht
als Mikroemulsion bezeichnet werden. Die Mikroemulsion kann ein
Spaltungsmittel zur Steuerung der Spaltungseigenschaften der Mikroemulsion
bei einer bestimmten Temperatur enthalten. Die Mikroemulsionsreinigungsmittel-Zusammensetzung
kann zusätzliche
Komponenten enthalten, darunter antimikrobielle Mittel, Korrosionshemmer,
Schmiermittel, Aufheller, Antirückverschmutzungsmittel,
anorganische Salze, Farbstoffe, Duftstoffe, Erweichungsmittel etc..
Die Mikroemulsion ist insbesondere dazu formuliert, das Entfernen
hydrophober und öliger
Verschmutzungen bei einer Vielzahl von Gebrauchsanwendungen zu verstärken.
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Die
Mikroemulsion kann so bereitgestellt werden, daß sie im wesentlichen frei
von ionischen Tensiden ist. Zu den beispielhaften Tensid-Typen,
die von der erfindungsgemäßen Mikroemulsion
ausgeschlossen werden können,
zählen
anionische Tenside, kationische Tenside und amphotere Tenside. Zu
den speziellen ionischen Tensiden, die von der Mikroemulsion ausgeschlossen
werden können,
zählen
Tenside, die wenigstens eine der folgenden Gruppen enthalten: protonierte
Amine, quartäre
Ammonium-Verbindungen, Sulfonate, Sulfate, Ethersulfate, Carboxylate
und Phosphate. Dafür
sorgen, daß die
Mikroemulsion im wesentlichen frei von ionischen Tensiden ist, oder
im wesentlichen frei von ionischen Tensiden, die wenigstens eine
der vorstehend angegebenen ionischen Gruppen aufweisen, heißt, daß die Mikroemulsion
weniger als 0,01 Gew.-% eines ionischen Tensids enthält. Zwar
ist es im allgemeinen zweckmäßig, ionische
Tenside von der Mikroemulsion auszuschließen, doch wurde von den Anmeldern
entdeckt, daß amphotere
Tenside besonders vorteilhafte Eigenschaften ergeben können, wenn
sie zum Beispiel als Spaltungsmittel eingesetzt werden. Demnach
läßt sich die
Mikroemulsion so charakterisieren, daß ionische Tenside außer amphoteren
Tensiden ausgeschlossen sind.
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Die
Mikroemulsion läßt sich
hinsichtlich Klarheit, Verdünnbarkeit
und Stabilitätsbereich
der Mikroemulsion (MSR: mikroemulsion stability range) charakterisieren.
Im allgemeinen ergibt die erfindungsgemäße Mikroemulsion eine klare
Zusammensetzung, die sich so charakterisieren läßt, daß allgemein keine Trübungen, suspendierte
Feststoffe und Teilchen und andere Anzeichen der Bildung einer Makroemulsion
vorhanden sind. Im allgemeinen kommt die Klarheit der Mikroemulsion
vorzugsweise der von deionisiertem Wasser nahe. Bei Messung mit
einem Bausch & Lomb
Spektrometer 20 zeigt die erfindungsgemäße Mikroemulsion vorzugsweise
einen Durchgang sichtbaren Lichts durch eine 1 cm-Zelle von wenigstens
90% des Durchgangs, der bei einer 1 cm-Zelle mit deionisiertem Wasser
unter gleichen Bedingungen beobachtet wird. Unter diesen Testbedingungen
zeigt die Mikroemulsion besonders bevorzugt wenigstens etwa 95%
Durchgang sichtbaren Lichts und zeigt ganz besonders bevorzugt wenigstens
etwa 98% Durchgang sichtbaren Lichts. Vorzugsweise entspricht der
prozentuale Durchgang dem von deionisiertem Wasser. Es sei klar,
daß die
Messung der Klarheit der Mikroemulsion das Vorhandensein einer Farbe
oder von Farbadditiven nicht ausschließt.
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Verdünnbarkeit
bezeichnet die Eigenschaft der Mikroemulsion, durch die sie Wasser
annehmen und ihre Klarheit bei einer Verdünnung von 1 Gew.-% beibehalten
kann. Das heißt,
1 Gew.-% der Mikroemulsion, die etwa die minimale, zur Bildung der
Mikroemulsion erforderliche Menge Wasser enthält, kann mit 99 Gew.-% Wasser
vereinigt werden, wobei die resultierende Zusammensetzung den vorstehend
erörterten
Grad an Klarheit beibehält.
Die Eigenschaft der Verdünnbarkeit
ist vorteilhaft, weil so eine Mikroemulsion erhalten wird, die sich
verdünnen
läßt, um eine
Gebrauchslösung
zu ergeben, die durch einen Kopf gesprüht werden kann, ohne den Kopf
zu verstopfen. Im allgemeinen richtet sich die in einer Gebrauchslösung bereitgestellte
Menge Wasser nach der speziellen Anwendung, für die die Gebrauchslösung eingesetzt
werden soll. Zum Beispiel kann eine Handseifengebrauchslösung bereitgestellt
werden, die zwischen 30 Gew.-% und 99 Gew.-% Wasser enthält, es kann
eine Vordetachiermittel-Gebrauchslösung bereitgestellt
werden, die zwischen 30 Gew.-% und 60 Gew.-% Wasser enthält, und
es kann ein Teilewäscher
und Automobilreiniger bereitgestellt werden, der zwischen 90 Gew.-%
und 99,9 Gew.-% Wasser enthält.
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Der
Stabilitätsbereich
der Mikroemulsion (MSR) bezeichnet den Temperaturbereich, in dem
die Mikroemulsion eine Mikroemulsion bleibt. Der MSR läßt sich
numerisch charakterisieren als der Temperaturbereich, in dem die
Zusammensetzung bei Atmosphärendruck
eine Mikroemulsion bleibt. Die Endpunkte des MSR werden dadurch
bestimmt, daß eine
Phasentrennung beobachtet wird. Phasentrennung kann typischerweise durch
Beobachten einer Trübung,
Opazität
oder Trennung in Schichten festgestellt werden. Allgemein lassen sich
die Endpunkte des MSR durch fehlende Stabilität der Mikroemulsion charakterisieren.
Unter Lagerungsbedingungen, die normalerweise in einem Lagerhaus
angetroffen werden, neigen Mikroemulsionen mit schmalem MSR zur
Phasentrennung, wenn die Temperatur zu hoch oder zu niedrig ist.
Zwar kann die Zusammensetzung wieder eine Mikroemulsion bilden,
doch muß man
möglicherweise
eine recht lange Zeit warten, bis sich die Mikroemulsion wieder
gebildet hat, ehe sie verwendet werden kann. Es ist im allgemeinen
nicht erwünscht,
solange warten zu müssen,
bis sich die Mikroemulsion wieder gebildet hat, ehe sie dann bei
einem Reinigungsvorgang verwendet werden kann. Die erfindungsgemäße Mikroemulsion
hat einen MSR von mehr als 5°C.
Vorzugsweise ist der MSR größer als
10°C und
besonders bevorzugt größer als
15°C. Die
erfindungsgemäße Mikroemulsion
kann so bereitgestellt werden, daß sie einen MSR von mehr als
30°C aufweist.
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Nichtionische
Tenside
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Die
Erfindung betrifft eine Mikroemulsion, die eine Mischung aus nichtionischen
Tensiden umfaßt.
Die nichtionischen Tenside umfassen vorzugsweise ein erstes Tensid,
das als recht gut wasserlöslich
erachtet wird, sowie ein zweites Tensid, das sowohl in Öl als auch
in Wasser als wenig löslich
erachtet wird. Das erste Tensid umfaßt vorzugsweise Alkoholethoxylat-Tenside,
und das zweite Tensid umfaßt
vorzugsweise Alkylpolyglycosid-Tenside.
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Zu
den erfindungsgemäß verwendbaren
Alkoholethoxylat-Tensiden zählen
vorzugsweise C6-24-Alkoholethoxylate, die
zwischen 1 und 20 mol Ethylenoxid-Repetiereinheiten aufweisen, und besonders
bevorzugt ein C9-15-Alkoholethoxylat, das
zwischen 3 und 9 mol Ethylenoxid-Repetiereinheiten aufweist. Die
Alkyl-Gruppe kann eine gerade Kette oder eine verzweigte Kette umfassen.
Ein bevorzugtes Alkoholethoxylat ist ein C12-15-Alkoholethoxylat,
das zwischen 4 und 6 Ethylenoxid-Repetiereinheiten aufweist. Bevorzugte
Alkoholethoxylate, die erfindungsgemäß verwendet werden können, sind
unter dem Namen Surfonic L24-5
von Huntsman Chemical erhältlich.
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Erfindungsgemäß verwendbare
Alkylpolyglycosid-Tenside enthalten eine C6-24-Alkyl-Gruppe und
besitzen einen Polymerisationsgrad zwischen 1 und 10. Vorzugsweise
haben die Alkylpolyglycosid-Tenside eine C8-14-Alkyl-Gruppe
und einen Polymerisationsgrad zwischen 1,1 und 5. Ein bevorzugtes
Alkylpolyglycosid-Tensid,
das erfindungsgemäß verwendet
werden kann, ist unter dem Namen Glucopon 625 von Henkel erhältlich.
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Es
sei klar, daß die
Alkoholethoxylat-Tensidkomponente der Mikroemulsion als einzelnes
Alkoholethoxylat oder als Mischung aus Alkoholethoxylaten bereitgestellt
werden kann. Ebenso kann die Alkylpolyglycosid-Tensidkomponente
der Mikroemulsion als einzelnes Alkylpolyglycosid oder als Mischung
aus Alkylpolyglycosiden bereitgestellt werden.
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Alkoholethoxylat-Tensid
und Alkylpolyglycosid-Tensid werden in einem Gewichtsverhältnis bereitgestellt,
das hinreichend ist, um beim Vereinigen mit Wasser und Öl eine Mikroemulsion
zu ergeben. Vorzugsweise ist das Gewichtsverhältnis von Alkoholethoxylat-Tensid
zu Alkylpolyglycosid-Tensid zwischen 1:4 und 4:1. Vorzugsweise ist
das Gewichtsverhältnis
von Alkoholethoxylat-Tensid zu Alkylpolyglycosid-Tensid zwischen
1:3 und 3:1 und besonders bevorzugt zwischen 1:2 und 2:1. Die Anmelder
haben gefunden, daß ein bevorzugtes
Gewichtsverhältnis
1:1 ist.
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Die
Mikroemulsion enthält
vorzugsweise eine Mischung aus nichtionischen Tensiden in einer
Menge, die ein Mikroemulsionskonzentrat ergibt, das sich unter Aufrechterhaltung
einer Mikroemulsionsgebrauchslösung
verdünnen
läßt. Vorzugsweise
enthält
das Konzentrat zwischen 20 Gew.-% und 60 Gew.-% an nichtionischer
Tensid-Mischung. Besonders bevorzugt enthält das Konzentrat zwischen
25 Gew.-% und 35 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt zwischen 30
Gew.-% und 50 Gew.-% an nichtionischer Tensid-Mischung.
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Wasser
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Das
Mikroemulsionskonzentrat enthält
vorzugsweise eine zumindest hinreichende Menge Wasser, um Mikroemulsionseigenschaften
innerhalb des gewünschten
Mikroemulsionsstabilitätsbereichs
zu ergeben. Vorzugsweise enthält
die Mikroemulsion wenigstens 30 Gew.-% Wasser. Im allgemeinen bleibt
die erfindungsgemäße Mikroemulsion
beim Verdünnen
mit Wasser eine Mikroemulsion. Das heißt, die Mikroemulsion kann
als Konzentrat verfügbar
gemacht und später
vom Anwender mit Wasser verdünnt
werden, um eine Gebrauchslösung
zu ergeben. Erwartungsgemäß kann die
Gebrauchslösung
demnach bis zu 99 Gew.-% Wasser enthalten. Vorzugsweise enthält das Mikroemulsionskonzentrat
zwischen 30 Gew.-% und 60 Gew.-% Wasser.
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Öl
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Die Ölkomponente,
die in das Mikroemulsionskonzentrat eingebracht wird, ist eine solche,
die bei 22°C
eine Wasserlöslichkeit
von weniger als 1 Gew.-% aufweist. Die Ölkomponente der Mikroemulsion
hilft bei der Bildung der Mikroemulsion und hat gleichzeitig die
Neigung, als Lösungsmittel
oder Weichmacher für
die hydrophobe Verschmutzung zu wirken. Zu den beispielhaften Öltypen,
die zur Bildung der erfindungsgemäßen Mikroemulsion verwendet
werden können,
zählen
Mineralöl,
Lösungsbenzin,
Holzterpentinöl,
Fettsäureester, Carbonsäurediester-Öle, Motoröle, Triglyceride
und dergleichen.
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Das
Mikroemulsionskonzentrat enthält
vorzugsweise wenigstens eine hinreichende Menge Öl, um Mikroemulsionseigenschaften
innerhalb des gewünschten
Mikroemulsionsstabilitätsbereichs
zu ergeben. Vorzugsweise wird die Ölkomponente in der Mikroemulsion
in einem Bereich zwischen 1 Gew.-% und 30 Gew.-% bereitgestellt.
Es sei klar, daß die
Mikroemulsion zur Entfernung hydrophober Verschmutzungen wie etwa öliger Substanzen
von einem Gegenstand bereitgestellt wird. Mit der Entfernung der
hydrophoben Verschmutzung nimmt also die Ölkomponente der Mikroemulsion
zu.
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Die
Mikroemulsion kann zur Entfernung hydrophober und teilchenförmiger Verschmutzungen
von einem Gegenstand bereitgestellt werden. Es sei klar, daß sich hydrophobe
und teilchenförmige
Verschmutzungen auf ölige
oder fettige Verschmutzung bezieht, die teilchenförmige Stoffe
enthält.
Im allgemeinen läßt sich diese
Art von Schmutz häufig
durch ein verkrustetes Erscheinungsbild charakterisieren. Mit Entfernung
der hydrophoben und teilchenförmigen
Verschmutzung kann die Ölkomponente
der hydrophoben und teilchenförmigen
Verschmutzung zu einem Teil der Ölkomponente
der Mikroemulsion werden. Zu den Beispielen für hydrophobe Verschmutzungen
zählen
Kohlenwasserstoffe, Teer, Bitumen, Asphalte etc.. Zu den Beispielen
für Teilchen,
die in der hydrophoben Verschmutzung angetroffen werden können, zählen mineralische
Tone, Sand, Erde, Lehm, natürliche
Mineralstoffe, Ruß,
Graphit, Graphitstoffe, Kaolin, Staub aus der Umgebung etc.. Zu den
Verschmutzungen von besonderem Interesse zählen im allgemeinen saubere
und schmutzige Motoröle, Asphaltene,
Kohlenwasserstoffe, Kohlenteere, mineralische Schmieröle, fettige
Verschmutzungen, Getriebeflüssigkeiten,
Hydrauliköle
und -fette und dergleichen. Diese Verschmutzungen sind typisch für Verschmutzungen,
die häufig
in Lastwagen- oder Autoreparaturwerkstätten, Tankstellen, industriellen
Wartungswerkstätten, Erdölraffinerien
und erdölverarbeitenden
Betrieben, Maschinenreparaturwerkstätten und lebensmittelverarbeitenden
Betrieben angetroffen werden, uns sie sind mit herkömmlichen
Reinigungsmitteln recht schwer zu entfernen. Zu den beispielhaften
Gegenständen,
die einer Reinigung zur Entfernung dieser Verschmut zungen unterzogen
werden können,
gehören
Arbeitskleidung, Maschinenteile, Bratrostteile und Ölwannen.
Die auf diesen Gegenständen
angetroffenen Verschmutzungen sind häufig durch ein verkrustetes
Erscheinungsbild gekennzeichnet. Des weiteren sind Tierhäute, z.B.
menschliche Haut, Haare und Nagelgewebe, häufig mit diesen Verschmutzungen
verunreinigt und sind mit herkömmlichen
Reinigungsmitteln schwer zu reinigen. Eine beispielhafte Technik
zur Reinigung harter Oberflächen,
z.B. Motorteile, umfaßt
die Kreislaufführung
einer Mikroemulsionsgebrauchslösung
in einem Bad und das Einbringen der zu reinigenden harten Oberflächen in
das Bad.
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Die
Mikroemulsion kann des weiteren zur Reinigung von harten Oberflächen, Textilien,
Haut und Haaren verwendet werden, die die vorstehend beschriebenen
hydrophoben und teilchenförmigen
Verschmutzungen aufweisen können
oder nicht. Die Mikroemulsion kann beispielsweise als Gebrauchslösung bereitgestellt und
zur Reinigung von Automobilen und Lastwagen bei einer Autowäsche verwendet
werden.
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Spaltungsmittel
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Zur
Steuerung der Spaltungseigenschaften der Mikroemulsion kann ein
Spaltungsmittel in die Mikroemulsion eingebracht werden. Das heißt, durch
Zusatz des Spaltungsmittels kann die Mikroemulsion so bereitgestellt
werden, daß bei
einer gewünschten
Temperatur Spaltung der Mikroemulsion erfolgt, so daß die Ölkomponente
abgetrennt und entfernt werden kann. Es wird angenommen, daß diese
kontrollierte Spaltungseigenschaft bei vielen Anwendungen wünschenswert
ist, darunter insbesondere die Verwendung der Mikroemulsion als
Reiniger für
harte Oberflächen
von Teilen und als Wäschereinigungsmittel.
Im Falle eines Reinigers für
harte Oberflächen
von Teilen kann eine die Mikroemulsion enthaltende wäßrige Lösung für die Reinigung hydrophober
Verschmutzungen von harten Oberflächen wie etwa Motorteilen im
Kreislauf geführt
werden. Sobald die im Kreislauf rückgeführte Gebrauchslösung mit
hydrophober Verschmutzung ge sättigt
ist, kann die Temperatur der Gebrauchslösung verändert werden, wodurch die Ölkomponente
abgespalten wird. Die Ölkomponente
kann dann isoliert und verworfen werden, und die Mikroemulsion kann
erfindungsgemäß wiedergebildet
werden.
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Das
Spaltungsmittel ist vorzugsweise ein amphoteres Tensid und ist im
Mikroemulsionskonzentrat vorzugsweise in einer Konzentration zwischen
1 Gew.-% und 20 Gew.-% bereitgestellt. Vorzugsweise wird das Spaltungsmittel
in einer Menge zwischen 2 Gew.-% und 10 Gew.-% und besonders bevorzugt
zwischen 3 Gew.-% und 7 Gew.-% bereitgestellt.
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Es
sei klar, daß sich
die Erörterung
der Tenside in dieser Anmeldung auf 100% aktive Tensid-Zusammensetzungen
bezieht. Natürlich
sind von manchen Herstellern Tenside mit einem bestimmten Aktivitätsgrad erhältlich.
Diese Tensid-Typen
können
erfindungsgemäß verwendet
werden, doch beruht die Berechnung der Tensid-Menge auf einem Aktivitätsgrad von
100%.
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Erfindungsgemäß können verschiedene
amphotere Tenside verwendet werden. Zu den bevorzugten amphoteren
Tensiden zählen
die Verbindungen mit den nachstehenden Formeln I–III.
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- worin
- X eine lineare oder verzweigte Alkylen-, Hydroxyalkylen- oder
Alkoxyalkylen-Gruppe
mit 1–4
Kohlenstoff-Atomen ist;
- R R4-CO-NH oder R4 ist,
worin R4 eine gesättigte oder ungesättigte,
verzweigte oder lineare Alkyl-Gruppe mit 4–22 Kohlenstoff-Atomen ist.
- R1 Wasserstoff, A oder (A)n-X-CO2 -Z+ ist,
wobei A ein lineares oder verzweigtes Alkyl, Hydroxyalkyl oder Alkoxyalkyl
mit 1–4
Kohlenstoff-Atomen ist, n eine ganze Zahl von 0 bis 6 ist, und Z
ein Alkalimetall-Kation, ein Wasserstoff-Ion oder ein Ammonium-Kation
ist;
- R2 (A)n-X-CO2 -Z+ ist;
und
- R3 nicht vorhanden oder A ist; worin
- R Wasserstoff, lineares oder verzweigtes Alkyl mit 1 bis 16
Kohlenstoft-Atomen
ist, wobei die Alkyl-Gruppe ununterbrochen oder durch Phenyl unterbrochen
ist, und X ein Anion ist.
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Das
amphotere Tensid kann ein amphoteres Dicarboxylat sein. Das amphotere
Dicarboxylat ist eine Verbindung mit folgender Formel:
R
C
6-17-Alkyl ist, y und z unabhängig voneinander
ausgewählt
sind aus der Gruppe bestehend aus 1 bis 6, und m und n unabhängig voneinander
ausgewählt
sind aus der Gruppe bestehend aus 0-6, m+n ≥ 1. Der Substituent X
+ bedeutet ein Proton, ein Alkalimetallkation
oder einen Teil eines Erdalkalimetallkations. Bevorzugte Materialien
zur Verwendung bei dieser Erfindung sind die amphoteren Dicarboxylat-Materialien
Dinatrium-cocoamphodiacetat, Dinatrium-cocoamphodipropionat, Dinatrium-cocoaminodipropionat
oder Mischungen derselben. Diese Materialien sind erhältlich von
Mona Industries, Inc., Patterson, N.J., und Rhône-Poulenc, Inc..
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Das
amphotere Dicarboxylat kann auf einmal zugesetzt werden, es kann
in mehrere Teile geteilt werden, die getrennt zugegeben werden,
oder es kann dem wäßrigen Strom
kontinuierlich zudosiert werden. Typischerweise wird das amphotere
Material vor der Zugabe eines kationischen Destabilisierungsmittels
oder Flockungsmittels und vor jedweder pH-Änderung oder Einleitung einer
Trennung zugesetzt. Bei einer bevorzugten Art der Nutzung des amphoteren
Dicarboxylat-Materials bei der Abtrennung hydrophober Verschmutzungen
von einem wäßrigen Strom
wird eine mit dem amphoteren Dicarboxylat-Material formulierte Reinigungsmittelzusammensetzung
verwendet. Derartige wäßrige Reinigungsmittel
können
bei vielfältigen
Reinigungsprozeduren verwendet werden, darunter Wäsche-, Fußbodenreinigung,
Reinigung von Geräten
etc.. Die Reinigungsmittelzusammensetzung enthält ein voll formuliertes, hergestelltes
System, wobei das amphotere Dicarboxylat als Komponente des Reinigungsmittels
verwendet wird. Die Reinigungsmittelzusammensetzung kann eine Vielzahl
anderer Komponenten enthalten, darunter sowohl organische als auch
anorganische funktionelle Materialien, Gerüststoffe etc..
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Wird
ein amphoteres Tensid in die Mikroemulsion eingebracht, so wird
dafür gesorgt,
daß der
pH der Mikroemulsion vorzugsweise weniger als 8 beträgt. Besonders
bevorzugt ist der pH unter 7 und ganz besonders bevorzugt unter
5.
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Vorzugsweise
wird der pH der Mikroemulsion so gesteuert, daß er kleiner ist als der pKa des amphoteren Tensids.
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Zusätzliche
Komponenten
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Neben
den vorstehend beschriebenen Komponenten können auch andere herkömmliche
Reinigungsmittelkomponenten in die Mikroemulsion eingebracht werden.
Zu diesen Komponenten können
Verbindungen zählen
wie etwa Bakterizide, Aufheller, Antirückverschmutzungsmittel, Erweichungsmittel,
anorganische Salze, Farbstoffe, Duftstoffe und Korrosionshemmer.
Zu den bevorzugten Bakteriziden zählen antimikrobielle Mittel
und oxidative antimikrobielle Mittel. Zu den beispielhaften oxidativen
antimikrobiellen Mitteln gehören
Wasserstoffperoxid, Persäuren,
Ozon, Hypochlorit und Chlordioxid. Komponenten, die die Reinigungseigenschaften
der Mikroemulsion beeinträchtigen,
können
von der Mikroemulsion ausgeschlossen werden.
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Die
erfindungsgemäße Mikroemulsion
kann als Reinigungszusammensetzung verfügbar gemacht werden und wird
so bereitgestellt, daß die
Mikroemulsion unter bestimmten Bedingungen aufrechterhalten wird,
und die Mikroemulsion kann selektiv zerstört werden, so daß eine Spaltung
in die öllöslichen
Komponenten und die wasserlöslichen
Komponenten erfolgt. Während
der Wäsche
ist es erwünscht,
daß die
Reinigungszusammensetzung eine Mikroemulsion bleibt, um so die Entfernung
einer Verschmutzung von einem Gegenstand zu erleichtern. Sobald
die Verschmutzung vom Gegenstand entfernt ist, kann die Mikroemulsion
selektiv zerstört
werden, so daß es
zur Abspaltung der öllöslichen
Komponenten von den wasserlöslichen
Komponenten kommt. Die öllöslichen
Komponenten, die die Verschmutzung enthalten, können dann abgetrennt werden.
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Die
Mikroemulsion kann als Mikroemulsion aufrechterhalten werden durch
Steuern (1) des pH der Zusammensetzung; (2) des Verhältnisses
von amphoterem Tensid zu anderen Tensiden; und (3) des Verhältnisses
von Tensiden zu Öl.
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Der
pH der Reinigungsmittelzusammensetzung sollte bei weniger als 8
gehalten werden. Vorzugsweise ist der pH kleiner als 7 und größer als
4. Ein bevorzugter pH-Bereich ist zwischen 5 und 6. Im allgemeinen wird
der pH so ausgewählt,
daß er
unter dem pKa des amphoteren Tensids bleibt,
sofern ein solches in der Zusammensetzung enthalten ist.
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Die
Tenside, die in der Mikroemulsion enthalten sein können, können – wie vorstehend
erörtert – als erstes
Tensid und zweites Tensid und als amphoteres Tensid bezeichnet werden.
Das erste Tensid ist vorzugsweise ein solches, das als recht gut
wasserlöslich
erachtet wird, das zweite Tensid ist vorzugsweise ein solches, das
als wenig löslich
in Wasser und Öl
erachtet wird, und das amphotere Tensid wird vorzugsweise als ein
solches erachtet, das in Wasser löslich und in Öl unlöslich ist.
Das erste Tensid ist vorzugsweise ein Alkoholethoxylat-Tensid, und das zweite
Tensid ist vorzugsweise ein Alkylpolyglucosid-Tensid.
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Die
Tensid-Komponente der Mikroemulsion enthält vorzugsweise eine höhere Menge
Alkylpolyglycosid-Tensid als amphoteres Tensid und eine höhere Menge
Alkoholethoxylat-Tensid als Alkylpolyglycosid-Tensid. Eine bevorzugte
Tensid-Zusammensetzung
enthält
zwischen 40 Gew.-% und 60 Gew.-% Alkoholethoxylat-Tensid, zwischen
15% Gew.-% und 35 Gew.-% Alkylpolyglycosid-Tensid und zwischen 2 Gew.-% und 15 Gew.-%
amphoteres Tensid. Eine besonders bevorzugte Tensid-Zusammensetzung
enthält
zwischen 45 Gew.-% und 55 Gew.-% Alkoholethoxylat-Tensid, zwischen
20 Gew.-% und 30 Gew.-% Alkylpolyglycosid-Tensid und zwischen 3
Gew.-% und 7 Gew.-% amphoteres Tensid.
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Die
Mikroemulsion wird bereitgestellt durch Steuern des Verhältnisses
von Tensid-Zusammensetzung zu Ölkomponente.
Im allgemeinen ist es wünschenswert,
ein Verhältnis
von Tensid-Zusammensetzung zu Öl zwischen
etwa 3,5 Teilen Tensid-Zusammensetzung und 0,5 Teilen Öl bis etwa
3,5 Teilen Tensid-Zusammensetzung
und etwa 1,5 Teilen Öl
vorzusehen. Vorzugsweise beträgt das
Verhältnis
von Tensid-Zusammensetzung zu Öl
etwa 3,5 Teile Tensid-Zusammensetzung
zu etwa 1 Teil Öl.
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Die
Mikroemulsion kann bei etlichen Anwendungen als Reinigungszusammensetzung
verwendet werden. Beispielsweise kann die Mikroemulsion als Gebrauchslösung bereitgestellt
und als Teilewäscher
eingesetzt werden, wobei sie in einem kreislaufgeführten Bad
bereitgestellt wird, wobei die zu reinigenden Teile in das Bad gegeben
und nach dem Reinigen wieder daraus entnommen werden. Die Mikroemulsionsreinigungsmittel-Zusammensetzung
kann als Kraftfahrzeug-Waschzusammensetzung eingesetzt werden, wobei
sie außen
auf ein Kraftfahrzeug aufgesprüht
und dann vom Kraftfahrzeug abgespült wird. In diesem Falle kann
die Mikroemulsionszusammensetzung als Autowaschzusammensetzung bezeichnet
werden. Des weiteren kann die Mikroemulsionsreinigungsmittel-Zusammensetzung
zum Waschen von Textilien in herkömmlichen Textilwaschmaschinen
verwendet werden.
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Wird
die Mikroemulsionsreinigungsmittel-Zusammensetzung als Kraftfahrzeug-Waschzusammensetzung
verwendet, so ist es zweckmäßig, ein Öl als Ölkomponente
der Mikroemulsion bereitzustellen, das von der Fahrzeugoberfläche verdunstet.
Es ist im allgemeinen nicht erwünscht,
ein Öl
zu verwenden, das eine dünne Ölschicht
auf der Fahrzeugoberfläche
zurückläßt. Besonders
bevorzugt sollte die Ölkomponente
der Mikroemulsion eine solche sein, die das Wasser zu kleinen Tröpfchen auf
der Oberfläche
des Fahrzeugs zusammenperlen läßt. Die Ölkomponente
ist vorzugsweise eine solche, die einen erwünschten Ablauf- und Trocknungseffekt
ergibt. Ein beispielhaftes Öl,
das in der Mikroemulsionszusammensetzung verwendet werden kann,
die zur Bereitstellung einer Kraftfahrzeug-Waschzusammensetzung
verwendet wird, ist Lösungsbenzin.
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Die
Erfindung betrifft außerdem
ein Verfahren zur Phasenumkehrung einer erfindungsgemäßen Mikroemulsionsgebrauchslösung. Durch Ändern der
Temperatur der Gebrauchslösung
ist es möglich,
eine Spaltung der Öl-
und Wasser phase herbeizuführen.
Die Ölphase
kann dann entfernt werden, und die Tenside können verwendet werden, um wieder
eine erfindungsgemäße Mikroemulsionsreinigungsmittel-Zusammensetzung
zu bilden.
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Beispiel 1
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Mikroemulsionszusammensetzungen
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In
diesem Beispiel ist die Formulierung mehrerer Mikroemulsionszusammensetzungen,
ihre Verdünnungsfähigkeit
und ihr Mikroemulsionsstabilitätsbereich
(MSR) angegeben. Die in den Tabellen 1 und 2 angegebenen Daten umfassen
bevorzugte Formulierungsrichtlinien für die angegebenen Komponenten.
Die Bereiche umfassen 40 Gew.-% bis 60 Gew.-% Wasser, 15 Gew.-%
bis 35 Gew.-% eines ethoxylierten, nichtionischen Tensids, 9 bis
24 Gew.-% Alkylpolyglycosid-Tensid
und 10 bis 25 Gew.-% hydrophobes Lösungsmittel. Bevorzugte Bereiche
umfassen 45 Gew.-% bis 55 Gew.-% Wasser, 15 Gew.-% ethoxyliertes
nichtionisches Tensid, 20 Gew.-% Alkylpolyglycoside und der Rest
hydrophobes Lösungsmittel.
Allgemein findet man, daß sich
mit einem Gesamtverhältnis
von nichtionischem Tensid (Ethoxylat plus Polyglycosid) zu hydrophobem Öl (z.B.
Mineralöl)
von größer als
1,4 eine Mikroemulsion ergibt, die wünschenswerte Eigenschaften
aufweist.
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Gezeigt
ist der Mikroemulsionsstabilitätsbereich
(MSR) für
die jeweilige Zusammensetzung, und dieser zeigt die Möglichkeit,
eine klare, flüssige,
gelförmige
oder feste Mikroemulsionzusammensetzung zu formulieren, die maximale
Waschleistung über
einen Temperaturbereich ergibt, d.h., die Reinigungsfähigkeit nimmt
innerhalb oder in der Nähe
des MSR normalerweise zu. Die Proben Nr. 1-7 bis 1-18 zeigen klare,
fließende
Mikroemulsionszusammensetzungen innerhalb verschiedener Temperaturbereiche,
z.B. 0-40°C, 40-70°C und 70-95+°C. Die Daten
zeigen auch den relativ breiten MSR (z.B. >30°C),
der für
er findungsgemäße Formulierungen
möglich
ist. Umgekehrt bilden die Beispiele Nr. 1-1 bis 1-5 eine dispergierbare,
milchige Emulsion (ergeben keine klare Mikroemulsion), und es zeigt
sich, daß sie
keinen definierten MSR ergeben.
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Eine
wichtige Eigenschaft aller Mikroemulsionszusammensetzungen ist auch,
daß sie
sich mit einer wäßrigen Phase
für Waschzwecke
unter Bildung klarer Lösungen
verdünnen
lassen. Typischerweise werden Verdünnungen von 0,1 und 1 Gew.-%
des Konzentrats verwendet, um die Robustheit des Systems zu bestimmen.
Das Beispiel zeigt die 1%-Klarheitsdaten bei allen Mikroemulsionsbeispielen,
die eine klare Verdünnung ergeben.
Im Gegenteil ergeben alle Emulsionsbeispiele trübe bis milchige verdünnte Lösungen.
Die "Beinahe"-Mikroemulsion von Beispiel Nr. 1-6 ergibt
ein trübes
Erscheinungsbild und nicht das Aussehen einer klaren Mikroemulsion.
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Die
Mengen der in Tabelle 1 dargestellten Komponenten sind in Gewichtsprozent
angegebenen.
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Beispiel 2
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Mikroemulsionszusammensetzungen
mit Gerüststoffen
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Es
wurden verschiedene Mikroemulsionszusammensetzungen hergestellt,
die ein System handelsüblicher
Gerüststoffe
(organische und anorganische Chelatbildner und Alkalitätslieferanten)
in der Wasserphase und Hexadecan als hydrophobes Lösungsmittel
enthielten. Bevorzugte Mikroemulsionszusammensetzungen enthalten
50 Gew.-% wäßrigen Gerüststoff,
20 Gew.-% ethoxyliertes nichtionisches Tensid, 20 Gew.-% Alkylglycosid-Tensid,
wobei der Rest hydrophobes Lösungsmittel
ist.
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Wie
in Tabelle 1 gezeigt, besteht auch eine Korrelation zwischen der
Klarheit des Konzentrats und der Klarheit der Gebrauchslösung, wobei
eine Vielzahl von Mikroemulsionsstabilitätsbereichen (MSR) verfügbar sind.
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Beispiel 3
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Andere hydrophobe
Phasen
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Es
wurden verschiedene Mikroemulsionszusammensetzungen hergestellt,
wobei verschiedene hydrophobe Komponenten eingebracht wurden. Die
Mikroemulsionszusammensetzungen sind in Tabelle 3 angegeben. Die
Mengen der Komponenten sind in Gewichtsprozent angegeben.
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Beispiel 4
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Textilwäsche mit
Mikroemulsionen
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Dieses
Beispiel zeigt den Nutzen der Mikroemulsionszusammensetzung als
Wäschereireinigungsmittel.
Es wurde ein herkömmliches
Wäschereiwaschverfahren
angewandt, um die Mikroemulsionen der vorliegenden Erfindung mit
einem handelsüblichen
Standardwaschmittel zu vergleichen. Zusammensetzung und Testergebnisse
sind in Tabelle 4 angegeben.
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Eine
Waschmaschine mit 15,9 kg (35 Ibs) wurde mit 9,1 kg (20 Ibs) versteiftem
Gewebe, 41,6 l (11 Gallonen) Wasser mit der richtigen Temperatur
(Spalte 5), den handelsüblichen
Waschmitteln (Spalte 2) und einer Reihe von Standardtestmustern
(6 Duplikate pro Test) mit handelsüblichem verschmutztem Motoröl (DMO)
gefüllt.
Der Waschmittelverstärker
(Spalte 3) wurde der Waschmaschine in verschiedenen Mengen zugesetzt
(Spalte 4), und der Reinigungszyklus wurde 10 Minuten laufengelassen,
wonach das Wasser abgelassen und dann 5 Minuten lang gespült wurde.
Die Muster wurden durch Messungen des Reflexionsvermögens mit
einem Hunter Ultrascan Sphere Spektrokolorimeter (Hunter Lab) bewertet.
Das Reflexionsvermögen
ist eine numerische Darstellung des Bruchteils des einfallenden
Lichts, das von der Oberfläche
reflektiert wird. Die Sauberkeit der Oberfläche ist mit einer Zunahme des
L-Werts (ein Maß für die Helligkeit,
das von 100 für makellos
weiß bis
0 für schwarz
variiert, etwa wie das Auge sie bewerten würde) und des Weißgrads (WI)
(ein Maß für den Grad
der Abweichung eines Gegenstands von einem "makellosen" Weiß) verbunden. Beide Werte erwiesen
sich als in hohem Maße
reproduzierbar und numerisch repräsentativ für die Ergebnisse der visuellen Inaugenscheinnahme.
Es wird gezeigt, daß durch
wirksame und vollständige
Reinigung die L- und WI-Werte auf diejenigen neuer Gewebe zurückgehen
bzw. diese übertreffen.
Mangelnde Reinigung bzw. Entfernung auf mittlerem Niveau gab keine
bis mittelmäßige Zunahmen
der Werte des Reflexionsvermögens.
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Die
in Spalte 7 von Tabelle 4 angegebenen Ergebnisse zeigen den Gegensatz
der Ergebnisse der Reinigungskraft der erfindungsgemäßen Mikroemulsion
zu denen eines Reinigungsmittelverstärkers auf der Grundlage eines
handelsüblichen
Lösungsmittels.
Wie gezeigt, können
vergleichbare Ergebnisse bei der Schmutzentfernung mit den beanspruchten
Mikroemulsionen als Reinigungsmittelverstärker für hartnäckige Verschmutzung gegenüber der
Verwendung eines lösungsmittelbasierten
Reinigungsmittelverstärkers
erzielt werden. Mit der Erfindung wird eine Verringerung der Waschtemperatur
um 17°C
(30°F) zur
Erzielung der gleichen Ergebnisse (siehe Spalte 6) erreicht. Wie
in Spalte 4 gezeigt, kann die erfindungsgemäße Mikroemulsion auch ohne
die Einschränkungen
hinsichtlich der VOC (flüchtige
organische Verbindungen) hergestellt werden - ein wesentlicher Einfluß auf Brennbarkeit
und gesundheitliche Bedenken.
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Die
Ergebnisse zeigen auch, daß die
Reinigungskraft mit Hilfe der Erfindung weiter verbessert werden kann,
indem mehr Additiv verwendet oder die Zusammensetzung der Mikroemulsion
verändert
wird. So läßt sich
auch bei niedrigeren Waschtemperaturen eine Zunahme der Reinigungskraft
von 10% gegenüber
dem Stand der Technik erreichen.
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Beispiel 5
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Reinigung
harter Oberflächen
mit Mikroemulsionen
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Es
wurden Reinigungsmittelzusammensetzungen zur Reinigung harter Oberflächen und
industrieller Teile verwendet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 5
angegeben. Gebrauchte Kraftfahrzeugölwannen mit erheblichen Schmutzschichten
wurden in Abschnitte mit 5 cm × 10
cm (2" × 4") geschnitten und
unter Rühren
15 Minuten bei 49°C
(120°F)
in der Lösung
(25 Gew.-% Mikroemulsion oder Reiniger in Wasser) eingeweicht, wonach
60 Minuten bei Raumtemperatur eingeweicht wurde. Die Abschnitte
wurden aus der Testlösung
genommen, gespült
und anhand einer Skala von 1 (schlecht) bis 5 (sehr gutvollständig) visuell
auf Schmutzentfernung bewertet.
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Wie
gezeigt, arbeiten die Mikroemulsionszusammensetzungen mit relativ
harmlosen Bestandteilen genauso effektiv wie diejenigen im Stand
der Technik, aber ohne die Verwendung gesundheitsschädlicher
Lösungsmittel
mit hohem VOC-Anteil;
d.h., die Ergebnisse der schmutzentfernenden Reinigungskraft kommen denjenigen
nahe, die für
Formulierungen mit flüchtigen
Lösungsmitteln
gefunden werden (vgl. Zeilen 1-2 mit 3-9). Die erfindungsgemäßen Mikroemulsionszusammensetzungen
weisen auch keine unangenehmen Gerüche nach Lösungsbenzin oder Glycolen auf.
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Dieses
Beispiel zeigt die positive Wirkung, die ein verzweigtes Alkylhydroxylamin
auf die Schmutzentfernungsleistungsfähigkeit haben kann (vergleiche
die Proben Nr. 5-3 mit 5-5 und 5-8). Diese Verbesserung scheint
Maxima aufzuweisen, wie sich zeigt, wenn man die Zeilen 4-6 und
7-9 vergleicht. Die Notwendigkeit der Alkyl-Verzweigung im Hilfsstoff
zeigt sich, wenn man die Proben Nr. 5-5 und 5-8 mit 5-10 und 5-11
vergleicht.
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Tabelle
5: Reinigungshilfsstoffe der Mikroemulsionen
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Beispiel 6
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Reinigung
industrieller Teile mit Mikroemulsionen
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Es
wurden Reinigungsmittelzusammensetzungen für das Waschen industrieller
Teile verwendet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 6 angegeben. Verschmutzte
Kraftfahrzeug-Ölwannenteile
wurden in einem handelsüblichen
Waschsystem gewaschen. Die Teile wurden 5mal über eine Waschzeit von 15 Sekunden
gebürstet,
gespült
und anhand einer Skala von 1 (schlecht) bis 5 (sehr gutvollständig) visuell
auf Schmutzentfernung bewertet.
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Die
Mikroemulsionszusammensetzungen mit relativ harmlosen Bestandteilen
arbeiten genauso effektiv wie diejenigen im Stand der Technik, aber
ohne die Verwendung gesundheitsschädlicher, möglicherweise feuergefährlicher
Lösungsmittel
mit hohem VOC-Anteil; d.h., die Ergebnisse der Reinigungskraft sind
identisch mit oder besser als diejenigen, die für Formulierungen mit Lösungsmitteln
gefunden werden (vgl. Zeile 1-2 gegenüber 3-4). Die Mikroemulsionszusammensetzungen
des vorliegenden Standes der Technik weisen auch keine unangenehmen
Gerüche
nach Lösungsbenzinen
oder Glycolen auf.
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Beispiel 7
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Entfernung
von Druckfarbe mit Mikroemulsionen
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Es
wurden Reinigungsmittelzusammensetzungen zur Entfernung von Druckfarbe
verwendet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 7 angegeben. Schmutzige
Druckpressen-Handtücher
aus einer Industriewäscherei wurden
vorher in einer Reihe von Formulierungen eingeweicht, wonach in
einem handelsüblichen
Waschprogramm gewaschen wurde (wie in Beispiel 4). Die Entfernung
der Druckfarbe wurde durch visuelle Prüfung bestimmt.
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Trotz
niedrigerer Gesamtkonzentration an aktiven organischen Verbindungen
hatten die Mikroemulsionszusammensetzungen als Vordetachierhilfsmittel
für Druckfarbe
bei weitem bessere Leistungsfähigkeit
als die handelsüblichen,
100% konzentrierten Öle.
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Tabelle
7: Entfernung von Druckfarbe
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Beispiel 8
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Es
wurden zwei Mikroemulsionszusammensetzungen hergestellt wie in Tabelle
1 angegeben.
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Tabelle
8: Mikroemulsionszusammensetzungen
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Bei
den Probenvorbereitungen wurden die Bestandteile in der Reihenfolge
wie gezeigt zugesetzt. Die jeweilige Mischung wurde dann gerührt und
auf eben unterhalb 49°C
(120°F)
erhitzt, bis alle Klumpen weg waren. Die Mischungen wurden dann
jeweils an der Luft auf Raumtemperatur abgekühlt. Die Zusammensetzung F
war bei 49°C
(120°F)
eine weiße
milchige Miniemulsion, wurde klar bei mittlerer Temperatur, und
wurde bei Abkühlung
auf Raumtemperatur schließlich
ganz leicht trüb.
Die Zusammensetzung G behielt über
den gesamten Abkühlungszyklus
ein leicht opakes Aussehen.
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Die
Zusammensetzung F wurde in einer Autowaschanlage mit Selbstbedienung
getestet. Ein Testwagen wurde zunächst nur mit Wasser vorgespült, um grobe
Teilchen zu entfernen, und wurde dann mit einem Schwamm mit einer
Testlösung
mit 15 g/l (2 oz/gal) Formulierung F behutsam abgewischt. Der Testwagen
wurde dann nur mit Wasser abgespült.
Bei der letzten Spülung
war ein Ablaufeffekt zu beobachten, und es wurde verbesserte Trocknung
erreicht. Der Karosserielack trocknete zu schönem Glanz, während die
Windschutzscheibe mit eini gen, jedoch nicht übermäßig vielen Wasserflecken ohne
Film trocknete. Die Ergebnisse wurden im Vergleich zu anderen in
der Praxis erprobten Formulierungen als ausgezeichnet erachtet,
was um so bemerkenswerter ist, wenn man bedenkt, daß es sich
hier um eine Formulierung auf der Grundlage eines nichtionischen
Tensids ohne Chelatbildner, Wasseraufbereitungsmittel oder anionische
Tenside handelt.
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Die
obige Diskussion, die Beispiele und Daten liefern die Grundlage
zum Verständnis
der Offenbarung. Die Erfindung kann jedoch vielfältige Zusammensetzungen und
Verfahren umfassen. Demgemäß ist die
Erfindung in den nachstehend beigefügten Ansprüchen begründet.
