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Hintergrund der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Toilettenartikel wie Seife für den Hand-,
den Körper- und den Oberflächen-Gebrauch,
sowie andere Reinigungsprodukte.
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Die
Zeitdauer, die notwendig ist, um die Haut oder eine Oberfläche zu reinigen,
wurde ausgiebig recherchiert. Die Association for Professionals
in Infection Control and Epidemiology (APIC), Guideline for Hand Washing
and Hand Antisepsis in Health-Care Settings (1995) (Tabelle 1),
empfiehlt eine Waschzeit von 10–15 Sekunden
mit Seife oder einem Reinigungsmittel für eine Hand-Routine-Waschung
zu allgemeinen Zwecken. Die APIC empfiehlt eine antimikrobielle
Seife oder ein Reinigungsmittel oder eine alkohol-basierte Reibwaschung über 10–15 Sekunden,
um transiente Mikroorganismen in zum Beispiel Pflegeanwendungen
Mahlzeitenzubereitungsanwendungen zu entfernen oder zu zerstören. Die
APIC empfiehlt des Weiteren eine antimikrobielle Seife oder ein
Reinigungsmittel mit Bürsten
für mindestens
120 Sekunden für
chirurgische Anwendungen. Die US Centers for Disease Control and
Prevention (CDC) empfiehlt bis zu 5 Minuten Handreinigung für chirurgische
Anwendungen. Es ist klar, dass die Dauer der Zeit, die die Hände gewaschen
werden, eine große
Wirkung auf die Beseitigung von Mikroben haben kann. Deshalb gibt
es eine Notwendigkeit für
eine Reinigungsformel, die es dem Anwender ermöglicht, zu beurteilen, wie
lange er seine Hände
gewaschen hat, um die Richtlinien einzuhalten.
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FR 2805162 beschreibt ein
Verfahren zum visuellen Überwachen
eines Handwaschvorgangs, um eine optimale Antisepsis unter Verwendung
einer Seife zu gewährleisten,
die einen Indikator enthält,
der seine Farbe nach einer vorbestimmten Waschzeitdauer wechselt.
Der Indikator ist vorzugsweise ein Farbstoff, der von Mikrokügelchen
oder Mikrokapseln nach Aussetzen einer Reibung, Wärme oder
chemischer Wirkung einer Seifenkomponente freigegeben wird, oder
eine Substanz, die bei Oxidation oder durch eine Reaktion mit Komponenten
der Seife die Farbe wechselt.
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WO 99 60089 beschreibt eine
Reinigungsmittelzusammensetzung zur Verwendung mit einem Einweg-Reinigungspad,
wobei die Zusammensetzung einen flüchtigen Farbstoff umfasst.
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Geeignete
Handwasch-Gewohnheiten sind auch für Kinder wichtig. Kinder brauchen
vor allem Leitlinien für
die Festlegung der angemessenen Zeit, die für das Handwaschen verwendet
werden sollte. Diese Aufsicht wird in der Regel von den Eltern oder
anderen Betreuungspersonen geführt,
und ist, während
sie wichtig ist, nicht immer gegenwärtig. Neben der Elternaufsicht
sind verschiedene andere Mechanismen verwendet worden, um Kinder
dazu zu ermutigen, sich länger
die Hände
zu waschen. Seifen sind z. B. als Schäume formuliert worden, um die
Freude der Kinder beim Händewaschen
zu steigern und damit die Zeit zu verlängern, die Kinder mit dem Waschen
verbringen. Düfte
wurden ebenso verwendet, um die Erfahrung des Händewaschens erfreulicher zu
machen. Zweikammerbehälter
sind verwendet worden, um eine Farbänderung bei der Vermischung
der Komponenten zu erzeugen. Es ist auch vorgeschlagen worden, dass
die Reaktanden in dem Zweikammersystem alternativ durch gewisse
Mittel, wie durch Mikrokapseln, zusammen mit einer Komponente inaktiv
gehalten werden, bis eine ausreichende physikalische Anregung in
ihrer wirksamen Mischung resultiert, oder dass die Komponenten getrennt,
jedoch in einem Behälter,
durch den Einsatz einer nicht-mischbaren Mischung
aus zwei Phasen gehalten werden. Diese Verfahren, wenn sie auch
möglich
sind, sind unpraktisch und teuer. Weit einfacher wäre ein System,
dass eine Farbänderung
erzeugen würde,
die nicht auf eine physikalische oder Phasentrennung, um die Komponenten
ungemischt zu halten, beruht.
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Es
besteht ein Bedarf an einem farbändernden
Toiletten- oder Reinigungsartikel, der ein zeitverzögertes Zeichen
dafür gibt,
dass eine vorgegebene Reinigungsdauer nach der Dosierung vergangen
ist. Es gibt einen weiteren Bedarf für einen Toilettenartikel, den
zu verwenden den Kinders auch Spaß bereitet. Es gibt einen weiteren
Bedarf dafür,
dass die farbändernde
Chemie aus Komponenten hergestellt ist, die zuvor für eine spätere Abgabe
aus einem Einkammerbehälter
zusammen gemischt und verpackt werden können.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung wird durch Anspruch 1 definiert. Bevorzugte
Ausführungsformen
werden durch die angehängten
Ansprüche
umfasst.
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In
Reaktion auf die Schwierigkeiten und Probleme, die in dem Stand
der Technik anzutreffen sind, ist eine neue Zusammensetzung entwickelt
worden, die ein Basismaterial und einen Indikator oder ein Farbänderungsmittel
enthält,
der oder das eine Änderung
bereitstellt, die von einem Benutzer einige Zeit nach der Dosierung festgestellt
werden kann, und die in einer einzigen Phase stabil und für die Speicherung
in einem Einkammer-Spender geeignet ist. Die erkennbare Änderung
kann innerhalb von einer endlichen Zeit bis zu höchsten etwa 5 Minuten nach
der Dosierung auftreten, auch wenn die Änderung in der Regel nicht
vor einer Sekunde oder mehr nach der Abgabe auftritt. Die Änderung
kann in etwa zwischen 1 Sekunde und bis zu 120 Sekunden oder wünschenswerter
zwischen ca. 5 Sekunden und etwa 45 Sekunden, oder noch wünschenswerter zwischen
etwa 15 und 35 Sekunden auftreten. Die Farbänderung kann in etwa 10 Sekunden
auftreten. Diese Farbänderungszusammensetzung
kann Toilettenartikeln, wie Seifen, Hautlotionen, Kolognen, Sonnenschutzmitteln,
Shampoos, Gels, Zahnpasta, Mundspülungen und so weiter, sowie
anderen Reinigungsprodukten, wie Oberflächenreinigern und medizinischen
Desinfektionsmittel hinzugefügt
werden.
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Als
nützlich
für ein
besseres Verständnis
der Erfindung wird ein Spender beschrieben, der eine Aufbewahrungskammer
und eine Spenderöffnung
in Flüssigkeitsverbindung
damit und eine Reinigungszusammensetzung innerhalb der Aufbewahrungskammer
besitzt. Die Reinigungszusammensetzung ist eine Einphasen-Mischung
aus einem Tensid, einem Recktanten und einem Farbstoff, und es ändert die
Reinigungszusammensetzung ihre Farbe, nachdem sie ausgegeben worden
ist.
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Weiterhin
werden ein Hygiene-Unterrichtshilfe und ein Verfahren für die Entwicklung
einer Hygiene-Gewohnheit beschrieben. Die Hygiene-Unterrichtshilfe
hat einen Indikator, der eine Änderung
einem Benutzer, nachdem eine gewisse Zeit nach der Dosierung vergangen
ist, erkennbar macht. Das Verfahren der Entwicklung einer Hygiene-Gewohnheit
beinhaltet die Schritte der Abgabe von Seife und Wasser in die Hände eines
Benutzers, der die Hände
zusammen reibt, bis eine Änderung
erkannt wird, die dem Benutzer erkennbar ist, und das Waschen der
Hände mit
Wasser, wobei die Seife einen Indikator enthält, der die Änderung
bereitstellt, nachdem eine bestimmte Zeit nach der Abgabe der Seife
in die Hände
vergangen ist.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
eine Zeichnung eines Flüssigseifenspenders
der Pumpenart.
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2 ist
eine Zeichnung eines Spenders einer schäumenden Flüssigseife, der eine Pumpe verwendet.
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3 ist
eine Zeichnung einer nachgiebigen Aufbewahrungsflasche für flüssige Seife,
die für
die Seifenabgabe umgedreht werden kann.
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4 ist
eine Zeichnung von einem nicht-nachgiebigen, manuell zu öffnenden
Aufbewahrungsbehälter
für flüssige Seife.
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5 ist
die Zeichnung eines Flüssigseifenspenders
der Pumpenart, der für
die Wandmontage geeignet ist.
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Ausführliche Beschreibung der Erfindung
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Die
Erfindung ist in Anspruch 1 definiert. Die erkennbare Änderung
kann zum Beispiel in der Farbe oder im Schattierung oder Grad der
Farbe bestehen, und Änderungen
in der Farbe können
von farblos zu farbig, farbig zu farblos, oder von einer zu einer
anderen Farbe sein.
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Ein
Verfahren für
die Erzeugung des Farbänderungseffekts,
das für
ein besseres Verständnis
der Erfindung nützlich
ist, besteht in der Verwendung von farbändernder Elektrochemie auf
der Grundlage einer Reduktion/Oxidation oder Redox-Reaktion in der
Anwesenheit eines Farbstoffs, der gegenüber dieser Reaktion empfindlich
ist, einem Redox-Farbstoff. Diese Reaktion beinhaltet die Übertragung
von Elektronen zwischen mindestens einem Element oder einer Substanz
und einem oder einer anderen. In einer Redox-Reaktion erhöht das Element,
das Elektronen verliert, seine Wertigkeit und wird, wie man sagt,
oxidiert, und das Element, das Elektronen gewinnt, reduziert seine
Wertigkeit und wird, wie man sagt, reduziert. Umgekehrt wird ein
Element, das oxidiert worden ist, auch als ein Reduktionsmittel
bezeichnet, da es notwendiger Weise ein weiteres Element reduziert
haben muss, das heißt,
ein oder mehrere Elektronen an das andere Element abgegeben hat.
Ein Element, das reduziert worden ist, bezeichnet man auch als Oxidationsmittel,
da es notwendiger Weise ein weiteres Element oxidiert haben muss,
das heißt,
ein oder mehrere Elektronen von dem anderen Element empfangen hat.
Man beachte, dass, da Redox-Reaktionen die Übertragung von Elektronen zwischen mindestens
zwei Elementen einschließen,
es sich um eine Notwendigkeit handelt, dass in jeder Redox-Reaktion
ein Element oxidiert und ein anderes reduziert werden muss.
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Reduktionspotential
bezieht sich auf die Spannung, die eine Redox-Reaktion zu erzeugen
oder zu verbrauchen in der Lage ist. Es ist eine große Mühe aufgebracht
worden, Reduktionspotentiale für
die verschiedenen Redox-Reaktionen zusammenzustellen, und es sind
den Fachleuten für
diese Informationen verschiedene veröffentlichte Quellen zugänglich,
wie z. B. das "Handbook
of Photochemistry" von
S. Murov, I. Carmichael und G. Hug, herausgegeben von Marcel Dekker,
Inc. NY (1993), ISBN 0-8247-7911-8. Ein Reduktionsmittel mit ausreichendem
Redoxpotential reduziert einen Farbstoff in einen farblosen Zustand.
So würden
in Ermangelung eines solchen Reduktionsmittels der Farbstoff, und
mit Erweiterung das Basismaterial, die gleiche Farbe vor und nach
dem Gebrauch beibehalten. Eine erfolgreiche Redox-Reaktion sollte
Komponenten verwenden, die ein Potenzial in dem Bereich von –0,9 bis
+0,9 Volt aufweisen. Sauerstoff hat zum Beispiel ein Redoxpotential
von +0,82 Volt.
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Sauerstoff
ist in Wasser und anderen Materialien, wie zum Beispiel Flüssigseifeformeln
schlecht löslich.
Es ist daher in der Regel nicht ausreichend Sauerstoff in der Flüssigkeit
vorhanden, um den farblosen Farbstoff zurück in den farbigen Zustand
zu oxidieren. Es ist bekannt, dass die maximale Konzentration von Sauerstoff
in Wasser bei Raumtemperatur etwa 13 Parts per Million (ppm) beträgt, und
diese Spurmenge wird schnell von der viel größeren Menge an Reduktionsmittel
verbraucht. Als Folge wird in einer stationären, verschlossenen Flasche
der Farbstoff in der Flüssigkeitsformel
in dem reduzierten oder farblosen Zustand verbleiben. Wenn zum Beispiel
in dem Fall von Handseife eine kleine Menge der Flüssigkeitsformel
verwendet wird, indem man sie auf die Hände gibt und durch den Handwaschvorgang,
wird sie wird über
eine große
Fläche
der Haut verbreitet. Dies führt
dazu, dass die Sauerstoff-Konzentration in dieser sehr dünnen Filmschicht die
Konzentration übersteigt,
die das Reduktionsmittel verarbeiten kann, so dass es ermöglicht wird,
dass der Farbstoff in dem gewünschten
Indikatorzeitraum oxidiert wird und die Farbe sich entwickelt. Das
Einstellen der Konzentration des Reduktionsmittels und Farbstoffs
erlaubt die Änderung
des gewünschten
Zeitraums von der Dosierung bis zu der Farbänderung.
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Dieses
Phänomen
ist auch zu beobachten, wenn man einen geschlossenen Behälter, der
das Basismaterial, wie zum Beispiel eine Flüssigseifenformel, und den Farbänderungs-Indikator
enthält,
energisch schüttelt.
Wenn dies geschehen ist, hat sich durch die erhöhte Konzentration von Sauerstoff
in der Flüssigseife eine
Farbe entwickelt. Diese Farbe dissipiert langsam nachdem der Behälter zur
Ruhe gebracht worden ist, da der Rest des Sauerstoffs die flüssige Seife
langsam verlässt.
Das Reduktionsmittel übertrifft
schließlich
die Sauerstoff-Konzentration in der Flüssigseife und reduziert den
oxidierten Farbstoff in den farblosen Zustand zurück.
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Deshalb
wird eine Redox-Reaktion ausgelöst,
wenn das Basismaterial, das die farbändernde Zusammensetzung enthält, mit
der Luft gemischt wird. Es ist die Reaktion mit Sauerstoff in der
Luft, die die primäre Reaktion
ist, die die Farbänderung
startet. In dem Fall einer flüssigen
Handseife, wie oben zum Beispiel diskutiert, resultiert das Reiben
der Hände
aneinander in der Mischung von Luft in die Seife, so dass die Reaktion beginnt.
In der Redox-Reaktion mit Sauerstoff wird der Sauerstoff reduziert
und der Farbstoff wird oxidiert. Wie unten gezeigt (z. B. Beispiel
1), führt
diese primäre
Redox-Reaktion, wie die Reaktionen mit einem Reduktionsmittel und
einem Farbstoff, in denen der Farbstoff ein Redox-Farbstoff ist,
zu einer direkten Änderung
der Farbe.
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Wenn
sich die Farbänderungszusammensetzung
in dem Behälter
befindet, wird der Redox-Farbstoff durch die Wirkung des Reduktionsmittels,
das mit dem zur Verfügung
stehenden Sauerstoff reagiert, in seinem nicht-oxidierten Zustand
gehalten. Sobald die Zusammensetzung mit einen Überschuss an Sauerstoff in
Kontakt gerät,
wie, wenn sie dosiert wird, erschöpft sich das Reduktionsmittel
durch die Oxidation, und es nimmt dann der Redox-Farbstoff an der
Oxidation teil, wodurch die Farbänderung
erzeugt wird.
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Dieser
wie oben diskutierte Aspekt schließt einen Redox-Farbstoff und
ein Reduktionsmittel ein. Diese Komponenten sind wie folgt erstellt:
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Redox-Farbstoffe
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Redox-Farbstoffe
schließen
ein, ohne darauf beschränkt
zu sein, Lebensmittelblau 1, 2 und Lebensmittelgrün 3, Basisblau
17, Resazurin, FD & C
Blau Nr. 2, FD & C
Grün Nr.
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3,1,9-Dimethyl-Methylen-Blau,
und Saframin O. Geeignete Farbstoffe schließen ein, ohne darauf beschränkt zu sein,
Elemente der Thiazin-, Oxazin-, Azin- und Indigo-Farbstoffklassen. Andere Redox-Farbstoff-Kandidaten
sind identifiziert worden, die die folgenden Farbänderungen
mit diesem System ermöglichen:
| Farblos
zu Blau | Basis-Blau
17 |
| Farblos
zu Rot | Resazurin
(niedrige Farbstoffkonzentration) |
| Gelb
(in der Farbe der Dial-Flüssigseife ähnlich) | FD&C Grün Nr. 3 |
| Gelb
zu Violett | 1,9-Dimethyl-Methylen-Blau |
| Gelb
zu Rot | Resazurin
(größere Farbstoffkonzentration) |
| Gelb
zu Rosa | Saframin
O |
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Lebensmittelunbedenkliche
Farbstoffe wurden als Farbstoff-Kandidaten in der Reduktionsmittel/Redox-Farbstoff-Farbänderungs-Flüssigseife-Formel
bewertet, und es ist eine Vielzahl von Farbänderungs-Chemikalien geeignet.
Die Ergebnisse dieser Bewertung kann man in Beispiel 6 ersehen.
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Die
Menge an Farbstoff liegt wünschenswerter
Weise zwischen etwa 0,001 und 0,5 Gewichts-%, wünschenswerter zwischen 0,002
und 0,25 Gewichts-% Farbstoff und noch wünschenswerter zwischen 0,003
und 0,1 Gewichts-%.
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Reduktionsmittel
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Reduktionsmittel
schließen
ein, ohne darauf beschränkt
zu sein, jegliche Verbindung, die mit dem Redox-Farbstoff und dem
verwendeten Basismaterial kompatibel ist und die mit Sauerstoff
in einer Redox-Reaktion reagiert. Nach Mischen des Basismaterials,
des Farbstoffs und des Reduktionsmittels reduziert das Reduktionsmittel
den Farbstoff zu dem farblosen "reduzierten
Farbstoff". Das
Basismaterial wird in der Regel eine geringe Menge an gelöstem Sauerstoff
bereits vorliegen haben, und dieser Sauerstoff reagiert (oxidiert)
mit dem "reduzierten
Farbstoff", um den
farbigen Farbstoff zu bilden. Dieser wird durch die hohe Konzentration des
Reduktionsmittel in der Formel schnell wieder in die reduzierte
Form (farblos) zurückgewandelt.
Der Sauerstoff wird daher in der Formel verbraucht und schließlich zu
Wasser umgewandelt. Die Formel weist daher im Wesentlichen keinen
Sauerstoff auf. Dieses Gleichgewicht kann wie folgt dargestellt
werden:
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Dünnfilm,
hohe Sauerstoffaussetzung Geschlossene Flasche, wenig/kein Sauerstoff
In dem Fall einer Flüssigseifenformel
zum Beispiel wird nach der Abgabe der Seife auf die Hand (Hände) und
der Durchführung von
dem Handwaschvorgang die Seife auf die Hände als eine dünne Schicht
verteilt und mit Wasser verdünnt. Diese
Aktion ermöglicht es
Luftsauerstoff, zu dieser dünnen
Schicht durchzudringen und den Farbstoff in den farbigen Zustand
zu oxidieren. Das Reduktionsmittel reduziert diesen Farbstoff zu
einem gewissen Grad, wird aber letztlich von der überschüssigen Menge
an Luftsauerstoff überwogen,
der aufgrund der großen
ausgesetzten Fläche
eingeführt
wird und wird verbraucht, so dass es dem Farbstoff ermöglicht wird,
gefärbt
zu bleiben. Diese Farbformel gibt die visuelle Indikation dafür, dass
eine ausreichende Handwaschzeit vorliegt. Der "Kampf" von Sauerstoff gegen das Reduktionsmittel
für den
Farbstoff dauert eine endliche Zeit, so dass die Kontrolle über die
Handwaschzeitdauer für
die Indikationszwecke ermöglich
wird.
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Wenn
eine Flüssigseifenformel,
die die Zusammensetzung enthält,
in einem Behälter
geschüttelt
wird, wird Sauerstoff in die Seife gebracht. Der Sauerstoff wandelt
den farblosen "reduzierten
Farbstoff" in die
farbige Form um, jedoch wird durch die Löslichkeit von Sauerstoff in
Wasser zu nur 13 Parts per Million (ppm) der Sauerstoff schnell
durch das Umwandeln von einem Teil des Farbstoffs verbraucht. Dieser
farbige oxidierte Farbstoff wird durch die größere Konzentration des Reduktionsmittels
oxidiert, und die Seife wird schnell wieder farblos. Durch wiederholte
Zyklen kräftigen
Schüttelns
kann es möglich
werden, dass das Reduktionsmittel völlig verbraucht wird, in welchem
Fall die Seife gefärbt
bleiben würde.
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Reduktionsmittel,
die für
die Erzeugung der Redox-Reaktion durch Aussetzen gegenüber dem
Sauerstoff in der Luft geeignet sind, schließen ein, ohne darauf beschränkt zu sein,
Zucker wie Glukose, Galaktose und Xylose und so weiter. Andere geeignete
Reduktionsmittel schließen
ein, ohne darauf beschränkt
zu sein, Hydrochinon, Ascorbinsäure,
Cystein, Dithionit, Eisen-Ionen, Kupfer-Ionen, Silber-Ionen, Chlor,
Phenole, Permanganat-Ionen, Glukothion, Jod und Mischungen daraus.
Metall-Komplexe,
die als Reduktionsmittel fungieren können, eignen sich ebenso für die Praxis
dieser Erfindung. Metall-Komplexe schließen ein, ohne darauf beschränkt zu sein,
mononukleare, binukleare und Cluster-Komplexe, wie Eisen-Protoporphyrin-Komplexe und
Eisen-Schwefel-Proteine.
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Die
Reaktionsraten sind für
gleiche Gewichtsmengen verschiedener Reduktionsmittel verschieden, und
dieses kann ein weiteres Verfahren zum Modifizieren der Farbänderung
zu dem gewünschten
Zeitraum sein. Verschiedene Zucker wurden als Reduktionsmittel bewertet,
und die Ergebnisse dieser Bewertung kann man in Beispiel 6 ersehen.
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Die
Menge an Reduktionsmittel liegt wünschenswerter Weise zwischen
etwa 0,1 und 2,0 Gewichts-%, wünschenswerter
zwischen 0,2 und 1,50 Gewichts-% und noch wünschenswerter zwischen 0,3
und 1 Gewichts-%. Es ist auch wünschenswert,
dass das Verhältnis
von Reduktionsmittel zu Redox-Farbstoff mindestens 2 zu 1, wünschenswerter
mindestens 5 zu 1 und noch wünschenswerter
mindestens etwa 10 zu 1 ist.
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In
dem Aspekt der Erfindung kann die primäre Redox-Reaktion, die mit
Kontakt mit Luft begann, dann eine sekundäre Reaktion initiieren, die
in einer Farbänderung
resultiert. Ein Beispiel für
diesen Aspekt ist in Beispiel 2 gezeigt. Die primäre Reaktion
zwischen einem Reduktionsmittel und der Luft kann zum Beispiel zu einer
Veränderung
des pH-Werts der
Lösung
führen.
Die Veränderung
des pH-Werts kann dann dazu führen, dass
eine Farbänderung
durch die Verwendung von pH-sensitiven Farbstoffen stattfindet,
wie solchen, die zum Beispiel in The Sigma-Aldrich Handbook of Stains,
Dyes and Indicators von der Aldrich Chemical Company (1990), ISBN
0-941633-22-5, in dem inneren Umschlag beschrieben ist. Katalysatoren
und Puffer können ebenso
verwendet werden, um die Reaktionskinetik zu steuern. Die Komponenten
des Aspekts der Erfindung werden direkt im Weiteren diskutiert.
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pH-sensitive Farbstoffe
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Geeignete
Farbstoffe können
bei pH-Werten zwischen etwa 4 und 9 oder mehr, insbesondere 5 und
8 für den
normalen Gebrauch für
den menschlichen Körper
aktiviert werden, und sie können
somit mit den primären
Redox-Reaktionspartnern in einer solchen Weise gepaart werden, dass
sie die effektivste Farbänderung
erzeugen. Geeignete pH-sensitiven Farbstoffe schließen ein,
ohne darauf beschränkt
zu sein, Karminsäure,
Bromkresolgrün,
Chrysoidin, Methyl-Rot/Na-Salz, Alizarin-Rot S, Cochenille, Chlorphenol-Rot,
Bromocresol-Violett, 4-Nitrophenol, Alizarin, Nitrazin-Gelb, Bromthymolblau,
Brillant-Gelb, Neutral-Rot, Rosol-Säure, Phenol-Rot, 3-Nitrophenol, Orange
II und so weiter.
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Die
Menge des Farbstoffs, der in der Praxis der Erfindung verwendet
wird, sollte zwischen etwa 0,001 und 0,5 Gewichts-%, wünschenswerter
zwischen 0,002 und 0,25 Gewichts-% Farbstoff und noch wünschenswerter
zwischen 0,003 und 0,1 Gewichts-% liegen.
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Katalysatoren
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Der
Einsatz eines Katalysators, wie der Begriff allgemein in der wissenschaftlichen
Gemeinschaft verstanden wird, erhöht die Möglichkeit des Entwicklers,
die Geschwindigkeit der Reaktion durch Auswählen der Art und Menge des
Katalysators zu steuern. Ein Beispiel für einen Katalysator ist ein
Enzym, z. B. Glucose-Oxidase. Der Katalysator erzeugt eine Änderung
des pH-Werts der Lösung
nach Reaktion mit Luft (Sauerstoff), was später eine Farbänderung
durch die Verwendung eines pH-sensitiven Farbstoffs erzeugt. Ein
Beispiel für die
Wirkung von Katalysatoren auf die Reaktion ist in Beispiel 2 gezeigt.
Wenn ein Katalysator verwendet wird, kann er in einer Menge von
zwischen etwa 0,001 und 0,5 Gewichts-% vorliegen.
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pH-Pufferung
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Eine
pH-Pufferung wird üblicherweise
in chemischen Reaktionen verwendet, um die Reaktionsrate zu steuern.
In dem Fall der Erfindung kann ein pH-Puffer für diesen Zweck sowie zur Erhöhung der
Stabilität
der Mischung für
die Lagerung und den Transport verwendet werden. Die Pufferkapazität kann so
gestaltet werden, dass sie für
eine jede pH-Änderung,
die durch die relativ geringe Menge an Sauerstoff, die in der Lösung oder
in dem obigen "Kopfraum" über die Lösung in dem Aufbewahrungsbehälter enthalten
ist, hinreichend ist, jedoch unter der für die Pufferung der Lösung notwendigen,
wenn sie großen
Mengen von Sauerstoff ausgesetzt ist, wie es während des Einsatzes vorkommt,
liegt. Geeignete pH-Puffer enthalten, ohne darauf beschränkt zu sein,
Natrium-Laureth-Sulfat und Zitronensäure, und so weiter. Die Auswahl
eines oder mehrerer Puffermittel wäre jedoch von den Reaktanden
abhängig,
die verwendet werden, von der Wahl des Farbstoffs und des Katalysators,
falls vorhanden, und es liegt in der Fähigkeit der Fachleute des Stands
der Technik, sie auszuwählen.
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In
einem noch weiteren Aspekt der Erfindung kann die Farbänderung,
die durch die Redox-Farbstoff und pH-sensitiven Farbstoff-Zusammensetzungen
verursacht wird, zusammen in derselben Lösung verwendet werden. Es kann
ebenfalls mehr als ein Reduktionsmittel eingesetzt werden, um die
die Farbänderung
erzeugende Redox-Reaktion
mit dem Sauerstoff in der Luft zu initiieren.
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Die
Zeitspanne zwischen der Dosierung und der Farbänderung wird von der verwendeten
Formel ebenso wie von der aufgewendeten Energie, um Sauerstoff in
der Lösung
einzuführen,
abhängen.
Zum Beispiel wird das Dosieren einer Farbänderungs-Seifenlösung auf die Hände gefolgt
von kräftigem
Händereiben zu
einer rascheren Farbänderung
führen,
als dies weniger kräftiges
Händereiben
tun würde.
Die Verringerung der Menge des Farbstoffes und anderer Komponenten
wird ebenfalls zu der Verlängerung
der Zeit bis zur Farbänderung
führen.
Relativ einfache Experimente mit den Mengen und Arten von Seife,
Farbstoff und anderen Komponenten, die hier diskutiert werden, ermöglichen
es einem, eine Farbänderungs-Zusammensetzung
zu entwerten, die die Farbe in einer Zeitdauer von bis zu ca. 5
Minuten ändert.
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Es
wird angenommen, dass das Merkmal der reversiblen Farbänderung
der Erfindung die flüssige
Seife der Einzelkammer mit einen Spaß- und Spielaspekt versehen
würde.
Jede Veränderung
der Farbe von ihrer Ausgangsfarbe zu einer zweiten Farbe und zurück zu der
Ausgangsfarbe ist ein "Zyklus", und es sollte auch darauf
hingewiesen werden, dass der Farbänderungszyklus von der Konzentration
des Farbstoffs abhängig ist.
In den hier diskutierten Laborexperimenten reichte die Zahl der
Farbwechselzyklen in Abhängigkeit
von der Farbstoff-Konzentration von 12 bis 35 Zyklen.
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Spender
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Die
Indikator-Zusammensetzung der Erfindung kann zum Beispiel mit flüssiger Seife
in einer Reihe von verschiedenen Möglichkeiten dosiert werden.
Ein besonderes Beispiel besteht in der Verwendung von Spendern der
Flüssigkeits-Pumpenart,
die in 1 veranschaulicht ist. Dieser Spender enthält Seife 8,
hat ein unteres Aufnahmeelement 10, eine zentrale Pumpenanordnung 12 und
ein Ausgabeelement 14. Das untere Aufnahmeelement 10 erstreckt
sich nach unten in einen Vorratsbehälter 16 für die Aufbewahrung
der flüssigen Seife 8 bis
zu einem Punkt in der Nähe
des Bodens 18. Das untere Aufnahmeelement 10 in
dem Vorratsbehälter 16 ist
in gestrichelten Linien gezeigt. Die zentrale Pumpenanordnung 12 hat
ein Sperrventil und eine Federanordnung (nicht abgebildet), die
die Einweg-Bewegung von Flüssigseife 8 durch
die Pumpenanordnung 12 ermöglicht. Wenn ein Benutzer auf
das obere Ausgabeelement 14 drückt, wird die Pumpenanordnung 12 betätigt, wodurch
die Flüssigseife 8 aufwärts aus
dem Behälter 16,
durch das Aufnahmeelement 10 und die Pumpenanordnung 12 bewegt
wird und sie von dem Ausgabeelement 14 ausgegeben wird.
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Es
wird angenommen, dass ein jeder von zahlreichen Dosierungsmechanismen
mit der Erfindung genutzt werden kann. Ein weiteres Beispiel ist
ein Schaumpumpenspender, wie er zum Beispiel in dem
US-Patent Nr. 6 446 840 beschrieben
ist. mit Bezug auf
2 weist ein Schaumspender ein
unteres Aufnahmeelement
20, eine zentrale Pumpenanordnung
22 und
ein oberes Ausgabeelement
24 auf. Das Aufnahmeelement
20 hat
eine offene Röhre
26,
die sich während
des normalen Betriebs in die flüssige
Seife erstreckt, und es ist mit einer unteren Verlängerung
28 verbunden,
die eine Flüssigkeitskammer
30 bildet,
die aus einem Gehäuse
32 herausragt.
Ein Sperrventil
34 erlaubt lediglich eine Strömung aus
der Röhre
26 nach
oben in die Kammer
30. Die zentrale Pumpenanordnung
22 hat
eine Schaum erzeugende Düse,
die, wenn sie mit einer Flüssigkeit an
einer Seite unter Druck gesetzt wird, auf der gegenüberliegenden
Seite einen verwirbelnden Aerosol-Spray erzeugt. Axiale Durchgänge und
radiale Auslässe
erlauben einen Luftstrom aus der Kammer
36 in die Kammer
38.
Die Schaumbildungskammer
38 hält einen Schaumerzeuger. Das
Gehäuse
32 ist
dahingehend konstruiert, dass es sich am Rand eines Vorratsbehälters befindet,
der flüssige
auf schäumbare
Seife oder ein Reinigungsmittel enthält.
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Noch
ein weiterer Spender ist in 3 zu sehen.
In diesem Spender ist der Vorratsbehälter 40 nachgiebig
und mit einem Ventil 42 ausgestattet. Eine Entnahme von
Flüssigseife 8 wird
durch die Öffnung
des Ventils 42, Umdrehen des Spenders und Drücken des
Vorratsbehälters 40,
um Seife durch das Ventil 42 und zum Beispiel in die Hände zu zwingen,
erreicht.
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Noch
ein weiterer Spender ist in der 4 gezeigt,
und in diesem ist der Vorratsbehälter 50 nicht-nachgiebig.
Der Vorratsbehälter 50 ist
mit einem abnehmbaren Deckel 52 ausgestattet, der nach
oben hin von dem Vorratsbehälter 50 abgeschraubt
werden kann, so dass flüssige
Seife 8 manuell durch den Benutzer entfernt werden kann.
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Ein
noch weiteres Beispiel für
einen Spender wird üblicherweise
in Wandmontage-Installationen
verwendet. Dieser Spender ist in
5 dargestellt
und in dem
US-Patent Nr. 6 533
145 und
US-Design-Patent Nr.
3 889 90 beschrieben und verfügt über einen Vorratsbehälter
60,
eine zentrale Pumpenanordnung
62 und ein Ausgabeteil
64. Ähnlich wie
bei dem Pumpenspender der
1 weist
die zentrale Pumpenanordnung
62 ein Sperrventil und eine
Federanordnung (nicht abgebildet) auf, die die Einweg-Bewegung von
flüssiger
Seife durch die Pumpenanordnung
62 ermöglichen. Wenn ein Benutzer
auf das Ausgabeteil
64 drückt, wird die Pumpenanordnung
62 betätigt, wodurch
Flüssigkeit durch
den Vorratsbehälter
60 durch
die Pumpenanordnung
62 bewegt wird und aus dem Ausgabeteil
64 ausgegeben
wird. In verschiedenen Aspekten der Erfindungen kann das Ausgabeteil
64 sich
unterhalb des Vorratsbehälters
60 befinden,
und es kann die Pumpenanordnung
62 in dem Vorratsbehälter
60 eingelassen
sein.
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Basismaterialien
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Die
Farbänderungszusammensetzung
der Erfindung eignet sich für
den Zusatz zu Basis-Materialien wie
Toilettenartikel. Toilettenartikel schließen ein, ohne darauf beschränkt zu sein,
Seifen (flüssige
und feste), Haut-Lotionen, Cologne, Sonnenschutzmittel, Shampoos,
Gels, Zahnpasta, Mundspülungen
und dergleichen.
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Weitere
Basismaterialien schließen
ein, sind aber nicht drauf beschränkt, Reinigungs-Produkte wie Reiniger
für harte
Oberflächen
und medizinische Desinfektionsmittel. Reinigungsmittel für harte
Oberflächen, die
die Farbänderungschemie
der Erfindung beinhalten, können
in der Wohnung oder im geschäftlichen
Umfeld, zum Beispiel in Bereichen der Zubereitung von Mahlzeiten,
verwendet werden. Bei solchen Anwendungen kann die Zeit von der
Anwendung bis zu der Farbänderung
angepasst werden, um einen effektiven mikrobiellen Abbau zur Verfügung zu
stellen. Auch können
medizinische Desinfektionsmittel, die den Farbänderungsindikator dieser Erfindung
verwenden, einen Nutzer wissen lassen, wann eine ausreichende Zeit
für eine effektive
mikrobielle Kontrolle abgelaufen ist.
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Viele
Toilettenartikel und Reinigungsmittel enthalten ähnliche Kernzutaten, wie Wasser
und Tenside. Sie können
auch Öle,
Reinigungsmittel, Emulgatoren, Filmformer, Wachse, Duftstoffe, Konservierungsmittel, Weichmacher,
Lösungsmittel,
Verdickungsmittel, Feuchthaltemittel, chelatbildende Verbindungen,
Stabilisatoren, pH-Einsteller und so weiter enthalten. In dem
US-Patent Nr. 3 658 985 enthält zum Beispiel
eine anionische Zusammensetzung eine geringe Menge eines Fettsäure-Alkanolamids.
Das
US-Patent Nr. 3 769 398 offenbart
eine Betain-Zusammensetzung, die geringe Mengen an nichtionischen
Tensiden enthält.
Das
US-Patent Nr. 4 329 335 offenbart
auch eine Zusammensetzung, die als den Hauptbestandteil ein Betain-Tensid
und kleine Mengen eines nichtionischen Tensids und eines Fettsäure-Mono-
oder Di-Ethanolamids enthält.
Das
US-Patent Nr. 4 259 204 offenbart
eine Zusammensetzung mit 0,8 bis 20 Gewichts-% eines anionischen
Phosphorsäure-Esters
und ein zusätzliches
Tensid, das entweder anionisch, amphoter oder nichtionisch sein
kann. Das
US-Patent Nr. 4 329
334 offenbart eine anionische amphotere basierte Zusammensetzung,
die eine große Menge
an anionischen Tensiden und geringere Mengen eines Betain- und eines
nichtionischen Tensids enthält.
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US-Patent Nr. 3 935 129 offenbart
eine flüssige
Reinigungszusammensetzung, die ein Alkali-Metall-Silikat, Harnstoff,
Glyzerin, Triethanolamin, ein anionisches Reinigungsmittel und ein
nichtionisches Reinigungsmittel enthält. Der Silikatgehalt bestimmt
die Menge an anionischem und/oder nichtionischem Reinigungsmittel in
der flüssigen
Reinigungszusammensetzung.
US-Patent
Nr. 4 129 515 offenbart ein flüssiges Reinigungsmittel, das
eine Mischung von im wesentlichen gleichen Mengen von anionischen
Tensiden und nichtionischen Tensiden, Alkanolamin- und Magnesium-Salzen, und, optional,
zwitterionischen Tensiden als Schaummodifizierer umfasst.
US-Patent Nr. 4 224 195 offenbart
eine wässrige
Reinigungszusammensetzung, die eine bestimmten Gruppe von nichtionischen
Reinigungsmitteln, nämlich
ein Ethylenoxid eines sekundären
Alkohols, eine bestimmte Gruppe von anionischen Reinigungsmitteln,
nämlich
ein Schwefelsäure-Ester-Salz
eines Ethylenoxid-Addukts von einem sekundären Alkohol, und ein amphoterisches
Tensid, das möglicherweise
ein Betain sein kann, wobei entweder das anionische oder nichtionische
Tensid der wichtigste Bestandteil sein kann, umfasst. Reinigungszusammensetzungen,
die alle nichtionische Tenside enthalten, sind in dem
US-Patent Nr. 4 154 706 und
4 329 336 gezeigt.
US-Patent Nr. 4 013 787 offenbart
ein Polymer auf Piperazin-Basis in Conditioner- und Shampoo-Zusammensetzungen.
US-Patent Nr. 4 450 091 offenbart
Zusammensetzungen hoher Viskosität,
die eine Mischung aus einem amphoteren Betain-Tenside, einem nichtionischen
Polyoxybutylenepolyoxyethylen-Reinigungsmittel,
einem anionischen Tenside, einem Fettsäure-Alkanolamid und Polyoxyalkylen-Glykol-Fettsäuren-Ester
enthalten.
US-Patent Nr. 4 595
526 beschreibt eine Zusammensetzung, die ein nichtionisches
Tensid, ein Betain-Tensid, ein anionisches Tensid und einen C12-C14-Fettsäure-Mono-Ethanolamid-Schaum
Stabilisator.
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Weitere
Informationen zu diesen Zutaten können zum Beispiel erhalten
werden mit Bezug auf: Cosmetics & Toiletries,
Bd. 102, Nr. 3, März
1987; Balsam, M. S., et al., Hrsg., Cosmetic Science and Technology, 2.
Auflage, Bd. 1, S. 27–104
und 179–222,
Wiley-Interscience, New York, 1972, Bd. 104, S. 67–111, Februar 1989,
Cosmetics & Toiletries,
Bd. 103, Nr. 12, S. 100–129,
Dezember 1988, Nikitakis, JM, Hrsg., CTFA Cosmetic Ingredients Handbook,
erste Ausgabe, herausgegeben von The Cosmetic, Toilettry and Fragrance
Association, Inc., Washington, DC, 1988, Mukhtar, H, Hrsg., Pharmacology
of the Skin, CRC Press 1992, und Green, F. J., The Sigma-Aldrich
Handbook of Stains, Dyes and Indicators; Aldrich Chemical Company,
Milwaukee Wis., 1991.
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Beispielhafte
Materialien, die in der Praxis von dieser Erfindung verwendet werden
können,
schließen weiterhin
diejenigen ein, ohne aber darauf beschränkt zu sein, die in Cosmetic
and Toilettry Formulations von Ernest W. Flick, ISBN 0-8155-1218-X,
zweite Auflage, Abschnitt XII (Seiten 707–744), diskutiert werden.
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Dazu
gehören,
ohne aber darauf beschränkt
zu sein, beispielsweise folgende Formeln:
| Flüssighandseife | Gewichts-% |
| EMERY
5310 Kokosnuss-Schwefel-Succinat | 20 |
| EMERSAL
6400 Natrium-Lauryl-Sulfat | 10 |
| EMID
6513 Lauramid DEA | 3 |
| EMID
6540 Linolamid DEA | 2 |
| ETHOXYOL
1707 emulgierendes Acetat-Ester | 1 |
| EMERSOL
233 Ölsäure | 1 |
| EMERESSENCE
1160 Rose-Ether-Phenoxyethanol | 1 |
| Triethanolamin | 0,5 |
| Destilliertes
Wasser | Rest |
| Flüssigseife | Gewichts-% |
| Ammonium-Laureth-Sulfate,
60% | 24 |
| Cocamidopropyl-Betain | 6 |
| Stearamidopropyl-Dimethylamin | 1,5 |
| Natriumchlorid | 1,3 |
| Glykol-Distearat | 1 |
| Zitronensäure | 0,25 |
| Methylparaben | 0,15 |
| Propylparaben | 0,05 |
| Bronopol | 0,05 |
| Wasser | Rest |
| Festseife | Gewichts-% |
| Seifenbasis
80/20 | 95,68 |
| Wasser | 1 |
| Antioxidationsmittel | 0,07 |
| Parfümöl | 0,75 |
| Titanoxid | 0,5 |
| GLUCAM
E-20 | 2 |
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Beispiele
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(Vergleichendes) Beispiel 1A Redox-Farbstoff/Reduktionsmittel,
eine Farbänderung
erzeugend
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Die
Formel, die verwendet wurde: 200 Gramm von Kimberly-Clark antibakterieller
Professional Clear Skin Cleanser (PCSC C2001-1824), 0,01 Gramm Lebensmittelblau
Nr. 2 – Farbstoff
und 1,2 Gramm Glukosezucker. Dieses betrug in Gewichtsprozent 0,005
Farbstoff und 0,6 Gewichtsprozent Zucker und der Rest war Seife.
Die Mischung wurde bei Raumtemperatur über 20 Minuten gerührt, um
Zusatzstoffe zu lösen,
und dann in einen Spenderbehälter
gegossen. Stehend änderte
sich die Farbe zu einer blassgelben Farbe.
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In
diesem Beispiel wurde Indigo-Karmin (Lebensmittelblau Nr. 2, FD & C Nr. 1)-Farbstoff, normalerweise
in der Farbe blau/grün,
wenn er mit einer Glukose-/Flüssigseife-Lösung gemischt
worden war, durch die Glukose zu einer blassgelben Farbe reduziert.
Wenn das Seifengemisch Luft ausgesetzt wurde und mit den Händen verrieben
wurde, oxidierte Sauerstoff den Farbstoff in etwa 10 bis 20 Sekunden
zurück
zu der grünen/blauen
Farbe. Interessanterweise gibt es nicht genug Sauerstoff in der
Seife, während
sie in einem Behältnis
eingeschlossen ist, um den reduzierten Farbstoff zu oxidieren, wodurch
es ermöglicht
wird, dass sie in dem Behälter
gelb bleibt.
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Als
eine Variation dieses Beispiels 1A wurde eine Reihe weiterer (vergleichender)
Beispiele 1B–1G
mit denselben Zutaten in verschiedenen Proportionen durchgeführt und
die Zeit bis zu dem ersten Farbwechsel wurde festgehalten. Diese
Beispiele verwendeten eine Seifenlösung von 500 ml Kimberly-Clark
antibakterieller Professional Clear Skin Cleanser mit 9 Gramm Glukose
und einer Farbstoff-Lösung
von 0,2 Gramm Lebensmittelblau Nr. 2 in 100 ml Wasser. Es wurden
Proben hergestellt, indem die Farbstoff-Lösung in den unten angegebenen
Mengen in 100-ml-Becher gegeben wurde und die Seifenlösung hinzugefügt wurde,
um ein Gesamtvolumen von 20 ml zu erhalten. Beispiel 1G verwendete
10 ml der Seife und eine Glukose-Lösung mit weiteren 9 ml von
lediglich Seife mit 1 ml einer Farbstoff-Lösung.
| Glukose-Vorratslösung (ml) | Farbstoff-Vorratslösung (ml) | | |
| (Glukose
in Gramm) | (Farbstoff
in Gramm) | Zeit | Beispiel |
| 17
(0,170 g) | 3
(6 mg) | < 5 Sek. | 1B |
| 18
(0,180 g) | 2
(4 mg) | 5–10 Sek. | 1C |
| 19
(0,190 g) | 1
(2 mg) | 15–20 Sek. | 1D |
| 19,5
(0,195 g) | 0,5
(1 mg) | 40–50 Sek. | 1E |
| 19,75
(0,198 g) | 0,25
(0,5 mg) | 2
min. +/– 10
Sek. | 1F |
| 10
plus 9 ml Seife (0,10 g) | 1
(2 mg) | 15–20 Sek. | 1G |
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Somit
kann die Zeit für
die anfängliche
Farbänderung
als eine relativ klare Angelegenheit in dem Bereich des normalen
Experimentierens angesehen werden.
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Beispiel 2: pH-Wert-Änderung. die eine Farbänderung
verursacht
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Die
Formel, die verwendet wurde, war: 76 Gramm von Kimberly-Clark antibakterieller
Professional Clear Skin Cleanser (PCSC C2001-1824), 1 Gramm Glukose-Oxidase-Enzym-Katalysator
und eine Spur von Chlorophenol-Rot (die anfängliche Mischung), gefolgt
von dem Zusatz von 6,4 Milligramm Glukose-Zucker zu 4,7 Gramm der
anfänglichen
Mischung. Die anfängliche
Mischung blieb nach dem Mischen und nach der Zugabe der Glukose
(die endgültige
Mischung) rot. Die endgültige
Mischung wurde auf einen Träger
verbracht und manuell ausgestrichen, was zu einer allmählichen Farbänderung
in etwa 20 Sekunden hin zu gelb führte.
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Dieses
Beispiel der pH-Wert-Änderung,
die eine Farbänderung
erzeugt, besteht in der Hinzufügung eines
Glukose-Enzym-Katalysators und Chlorophenol-Rot zu einer Seifenlösung. Nach
dem Mischen wurde Glukose, die ein Redoxpotential von –0,42 V
aufweist, hinzugefügt,
und die Farbe (rot) änderte
sich nicht. Nach der Bewegung in Luft auf einer Oberfläche wurde
jedoch ausreichend Sauerstoff eingeführt, um die Glukose in Anwesenheit
des Katalysators zu Glukonsäure
zu reagieren und so den pH-Wert der Lösung auf unter 6 zu verringern,
wodurch eine Farbänderung,
die durch das Chlorophenol-Rot verursacht wird, induziert wird.
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(Vergleichendes) Beispiel 3: Redox-Farbstoff/Reduktionsmittel,
eine Farbänderung
unter Verwendung von Cystein/Ascorbinsäure erzeugend
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Reagent-Vorratslösungen wurden
mit den folgenden Zusammensetzungen hergestellt:
- – 2,0 Gramm
Indigo-Karmin (Lebensmittelblau 1, FD & C Blau 2) Redox-Farbstoff aufgelöst in 1000
ml Leitungswasser. Indigo-Karmin-Farbstoff ist von der Aldrich Chemical
Company aus Milwaukee WI, Katalog-Nummer 13116-4, erhältlich.
- – 10
Gewichts-% L-Ascorbinsäure-Reduktionsmittel
in Leitungswasser. Ascorbinsäure
ist von der Aldrich Chemical Company, Bestellnummer 25556-4, erhältlich.
- – 10
Gewichts-% DL-Cystein-Reduktionsmittel in Leitungswasser. Cystein
ist von der Aldrich Chemical Company, Bestellnummer 86167-7, erhältlich.
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Eine
Reihe von Wasser-Lösungen
wurden mit 1 ml der Indigo-Karmin-Reagenz-Vorratslösung hergestellt und mit Leitungswasser
auf 100 ml gebracht. Verschiedene Mengen der beiden anderen Reagenz-Vorratslösungen wurden,
wie unten gezeigt, dieser Farbstoff-Lösung hinzugefügt. Nachdem
sie geschüttelt
wurden, um die Farbänderung
zu initiieren, wurde es den Zusammensetzungen sodann erlaubt, ins
Gleichgewicht zu kommen, und sie wurden bezüglich der Zeit der Zurückänderung
der Farbe (zu farblos) gemessen und wie angegeben bezüglich des
pH-Werts getestet.
| REAGENT | Volumen
(ml) der hinzugefügten
Reagent-Vorratslösung |
| Cystein | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 5 | 10 | 20 | 1 | 5 | 10 | 20 |
| Ascorbinsäure | 1 | 5 | 10 | 20 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 5 | 10 | 20 |
| Zeit
bis zur | |
| Farblosigkeit (Min.) | NC | NC | NC | NC | 90 | 130 | 260 | ? | 260 | 45 | 25 | 10 |
| pH-Wert | 6,4 | 6,4 | 6,1 | 6,0 | 6,4 | 6,2 | 6,1 | 5,9 | 6,4 | 6,3 | 6,2 | 6,0 |
- NC = Keine Änderung der Farbe nach 19 Stunden.
- ? = Wurde irgendwann nach 3 Stunden und vor 19 Stunden farblos.
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Die
Cystein/Ascorbinsäure-Lösung wurde
ebenso in Flüssigseife-Formeln
(PCSC C2001-1824) getestet. Die wässrigen Lösungen der Reagenz-Vorratslösungen wurden
direkt 50 ml Flüssigseife
in den nachstehend aufgeführten
Mengen hinzugefügt.
Die Zusammensetzungen wurden wiederum geschüttelt, und dann wurde es ihnen
wieder erlaubt, ins Gleichgewicht zu kommen, und es wurde die Zeit,
die benötigt
wurde, die Farbänderung
umzukehren und der getestete pH-Wert aufgezeichnet.
| PROBE | Volumen (ml)
der hinzugefügten
Reagenzlösung |
| Farbstoff | 1 | 3 | 1 | 1 | 3 |
| Ascorbinsäure | 0 | 0 | 9 | 20 | 20 |
| Cystein | 0 | 0 | 9 | 20 | 20 |
| Zeit
bis zur | |
| Farblosigkeit (Min.) | NC | NC | 120 | 60 | 90 |
| pH-Wert | 6,7 | 6,7 | 6,1 | 6,0 | 6,0 |
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Die Änderung
von blau zu farblos ist durch Schütteln der Flüssigkeit,
um Sauerstoff einzuführen,
der den Farbstoff in etwa 20 Sekunden zurück zu der blauen Farbe oxidiert,
reversibel.
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Wie
man aus diesen Ergebnissen ersehen kann, kann das Cystein/Ascorbinsäure-System verwendet werden,
um eine farbändernde
Flüssigseife
mit Indigo-Karmin-Farbstoff
zu formulieren. Cystein allein führt auch
dazu, dass eine reversible Entfärbungsreaktion
auftritt, aber die Reaktionsrate ist sehr viel kleiner. Darüber hinaus
können
Substitute für
diese Reagenten verwendet werden, die den Fachleuten bekannt sind.
Cystein kann zum Beispiel durch Glutathion ersetzt werden, wenngleich
die Farbänderung
etwas langsamer ist. Indigo-Karmin-Farbstoff kann durch 1,9-Dimethyl-Methylen-Blau
(Thiazin-Farbstoff-Klasse) und Brillant-Cresyl-Blau-Säure(Thazin-Farbstoff-Klasse)
ersetzt werden.
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(Vergleichendes) Beispiel 4: Redox-Farbstoff/Reduktionsmittel,
eine Farbänderung
erzeugend
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Die
Formel, die verwendet wurde, war: 200 Gramm von Kimberly-Clark Professional
Moisturizing Instant Hand Antiseptic wie oben angegeben, 0,01 Gramm
Lebensmittelblau Nr. 2 – Farbstoff
und 1,2 Gramm Glukose-Zucker. Beim Händewaschen änderte sich die Farbe in etwa
10 bis 20 Sekunden von blau nach farblos.
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(Vergleichendes) Beispiel 5: Redox-Farbstoff/Reduktionsmittel,
eine Farbänderung
erzeugend
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Die
Formel, die verwendet wurde, war: 200 Gramm von Kimberly-Clark Professional
Eurobath Foam Soap (P8273-PS117-81,102), 0,01 Gramm Lebensmittelblau
Nr. 2-Farbstoff
und 1,2 Gramm Glukose-Zucker. Nach dem Mischen der Zutaten wurde
der weiße
Schaum auf die Hand gegeben, und die Seife verändert sich durch den Händewaschvorgang
von weiß nach
blau. Der Schaumbildungsspender führte ebenso, wie oben diskutiert,
nach dem Dosieren genug Sauerstoff der Seife zu, so dass die Seife
die Farbe auch ohne Bewegung in etwa 10 bis 20 Sekunden ändert.
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Beispiel 6: Redox-Farbstoffe, die die
Farbänderung
erzeugen
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Die
Farbstoffe wurden durch die Herstellung der Formel in Beispiel 1A
unter Verwendung des entsprechenden Farbstoffs, Waschen der Hände mit
fließendem
Wasser, und die Einstufung der Farbe und Zeit für die Änderung ausgewertet. Die folgenden
Ergebnisse wurden erzielt.
| Lebensmittelfarbe | Farbe
in der Seife | Farbe
bei Verwendung, | Bewertung |
| Blau
1 | Gelb | Blau | Funktioniert |
| Blau
2 | Gelb | Blau | Funktioniert |
| Rot
40 | Gelb | Gelb | Schlägt fehl |
| Grün 3 | Gelb | Grün | Funktioniert |
| Gelb
5 | Gelb | Gelb | Schlägt fehl |
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Die
Studie zeigte, dass Lebensmittelblau 1, 2 und Lebensmittelgrün 3 sämtliche
in der Flüssigseigenformel
gut funktionierten.
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(Vergleichendes) Beispiel 7: Auswertung
von einfachen Zuckern
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Es
wurde eine gegenüberstellende
Studie durchgeführt,
um die Auswirkung der Substitution von verschiedenen einfachen Zucker
auf die Zeit, die es dauert, bis die Farbe wieder zurück zu dem
Blassgelb wechselt, zu untersuchen. (Als Farbstoff wurde Lebensmittelblau
Nr. 2 verwendet.) Es sollte darauf hingewiesen werden, dass die
Reaktion von Sauerstoff aus der Luft, um die farblose (oder blassgelbe)
Seife während
des Händewaschens
in eine farbige Flüssigkeit
zu wandeln, sehr schnell ist. Somit wurden die Seife/Farbstoff-Lösungen geschüttelt, um
die Reduktionskraft der verschiedenen Zuckerarten und die Zeit zu
untersuchen, um wieder zu farblos/blassgelb zurückzukehren. Die Ergebnisse
sind im Folgenden aufgeführt:
| Zucker | Zeit
(Sekunden) |
| Glukose | 100 |
| Xylose | 80 |
| Galaktose | 120 |
- Saccharose Keine Änderung
