DE60207252T2

DE60207252T2 - Photokatalytische zusammensetzungen

Info

Publication number: DE60207252T2
Application number: DE60207252T
Authority: DE
Inventors: Malcolm Tom Dansom Lane MCKECHNIE; Duncan Roger Harper; Neil Campbell Dansom Lane MUIR
Original assignee: Reckitt Benckiser UK Ltd
Current assignee: Reckitt Benckiser UK Ltd
Priority date: 2001-06-28
Filing date: 2002-06-27
Publication date: 2006-08-03
Anticipated expiration: 2022-06-28
Also published as: ES2248567T3; GB0115832D0; US20070087953A1; US7141125B2; DE60207252D1; GB2376952A; EP1404793B1; ATE309321T1; US20040198625A1; GB2376952B; EP1404793A1; WO2003002702A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft fotokatalytische Zusammensetzungen und insbesondere, jedoch nicht ausschließlich fotokatalytische Reinigungszusmmensetzungen, die zum Reduzieren der Reinigungshäufigkeit und/oder -leistung vorgesehen sind, und Verfahren unter Einsatz derartiger Zusammensetzungen. Bezug genommen wird hier auf Reinigungszusammensetzungen und/oder Zusammensetzungen, die beim Bekämpfen von üblen Gerüchen und/oder Schmutz und/oder Mikroorganismen wirksam sind, wobei es sich hierbei um bevorzugte Zusammensetzungen handelt, jedoch sind die folgenden Beschreibungen und Definitionen auch auf Zusammensetzungen für andere Zwecke anwendbar.
Reinigungszusammensetzungen der Erfindung sind zum Reinigen von Oberflächen wie Keramikfliesen, Spülbecken, Bädern, Waschbecken, Toiletten, Arbeitsflächen, Öfen, Kochfeldern, Teppichen, Stoffen, Böden, lackiertem Holzwerk, Metallwerk, Laminaten, Glasoberflächen und dergleichen von besonderem Interesse.
Reinigungszusammensetzungen, die für allgemeine und für spezifische Verwendungen vorgesehen sind, sind auf dem Fachgebiet bekannt. Derartige Zusammensetzungen umfassen, wenn sie flüssig sind, ein oder mehrere oberflächenaktive Mittel, um ölige Ablagerungen anzulösen und/oder zu dispergieren und wasserlösliche Materialien zu lösen. Diese Reinigungszusammensetzungen können ein oder mehrere Lösungsmittel (einschließlich Wasser), Verdickungsmittel, Schleifteilchen, Bleichmittel, Desinfektionsmittel/antibakterielle Mittel, Parfüms, Wachse oder andere Poliermittel, Konservierungsmittel, Farbmittel und ähnliche Additive einschließen. Die flüssige Formulierung stellt ein Vehikulum zur Entfernung von unlöslichem teilchenförmigem Material bereit, und Gerüststoffe und Suspensionsmittel sind häufig in den Zusammensetzungen eingeschlossen, um dieses Ver fahren zu erleichtern. Die Zusammensetzungen des Fachgebiets sind mehr oder weniger beim Entfernen von Schmutz, gewöhnlich anorganischem Schmutz von Oberflächen und beim Verhindern dessen Wiederablagerung während des Reinigungsverfahrens wirksam. Jedoch ist die Wiederverschmutzung der Oberflächen nach Reinigung ein unvermeidliches und anhaltendes Verfahren.
So werden Haushalts- und andere Oberflächen fortlaufend durch verschiedene Mittel, einschließlich z.B., Verschmutzung, die aus der Nahrungsmittelherstellung, durch den Kontakt von Menschen und Haustieren, der Wiederablagerung von öligen Ablagerungen und von in der Luft enthaltenen Materialien, schmutzig oder verschmutzt. Diese und ähnliche Schmutzarten sind nicht nur ästhetisch unangenehm, sondern können auch eine schädliche Wirkung auf die Gesundheit haben. Der Schmutz kann allergenes Material wie Pollen, Staubmilben, Staubmilbenkot, Katzen- oder andere Tierallergene enthalten und des Weiteren schädliche oder toxische Materialien, die von benachbarten oder in der Nähe liegenden industriellen, Gerstenbau- oder landwirtschaftlichen Prozessen abgeleitet sind, einschließen. Abgelagerter Schmutz kann auch pathogene Mikroorganismen beherbergen oder unterhalten oder könnte Reste von menschlichen oder tierischen Fäkalien oder Urin einschließen. Es ist deshalb wichtig, dass dieser und ähnlicher abgelagerter Schmutz von Oberflächen wirksam und häufig entfernt wird.
Die Reinigung von Oberflächen ist deshalb eine häufige und oftmals zeitaufwendige Notwendigkeit und wird unvermeidlich als unangenehme Routinearbeit betrachtet. Es besteht Bedarf nach Mitteln zum Reduzieren der Reinigungshäufigkeit und erwünschtermaßen auch zum Erleichtern der Entfernung von auf Oberflächen abgelagertem Schmutz. Es ist klar, dass bekannte, herkömmliche Reinigungszusammensetzungen keine Wirkungen auf Schmutz haben, der nach dem Reinigungsverfahren bis zu dem Zeitpunkt auf Oberflächen abgelagert wird, an welchem das Reinigungsverfahren erneut vorgenommen wird. Die vorliegende Erfindung sucht deshalb nach der Bereitstellung von Reinigungszusammensetzungen, die zum Reduzieren der erforderlichen Reinigungshäufigkeit und/oder zum Er leichtern der Entfernung von abgelagertem Schmutz nach dem Reinigungsverfahren wirksam sind.
Es ist eine Aufgabe der Ausführungsformen der Erfindung, eine Zusammensetzung bereitzustellen, die eine verbesserte fotokatalytische Wirkung zeigt.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist eine flüssige Zusammensetzung bereitgestellt, die bei Verwendung auf eine Oberfläche aufgetragen wird und unter Zurücklassen eines Rückstands trocknet, wobei die Zusammensetzung ein Gemisch aus Folgendem umfasst:

(1) ein fotokatalytisches Material, bei welchen es sich um Peroxo-modifiziertes Titanoxid, vorzugsweise in seiner Anatasform, oder um Peroxo-modifizierte Titansäure oder ein Gemisch davon, umfassend bis zu 5 Gew.-% der Zusammensetzung, handelt;
(2) ein Sensibilisierungsmittel, das zum Absorbieren von sichtbarer oder Ultraviolett- oder Infrarotstrahlung fungiert und die fotokatalytische Wirkung des fotokatalytischen Materials verbessert, umfassend bis zu 1 Gew.-% der Zusammensetzung.

Es ist eine Aufgabe der Ausführungsformen der Erfindung, eine Reinigungszusammensetzung bereitzustellen, die zusätzlich zum Bekämpfen von vorliegenden üblen Gerüchen und/oder Schmutz und/oder unerwünschten Mikroorganismen beim Auftragen auf einen Ort, z.B. eine Oberfläche, übel riechende Verbindungen und/oder Schmutz und/oder unerwünschte Mikroorganismen nach ihrem Auftragen auf einen Ort weiter bekämpft.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Zusammensetzung bereitgestellt, umfassend ein fotokatalytisches Material, das üble Gerüche und/oder Schmutz und/oder unerwünschte Mikroorganismen auf einem Ort bekämpfen kann, oder ein Vorläufer für ein derartiges fotokatalytisches Material, ein Sensibilisierungsmittel, das zum Absorbieren von sichtbarer oder Ultraviolett- oder Infrarotstrahlung fungiert und die Wirksamkeit des fotokatalytischen Materials beim Bekämpfen von üblen Gerüchen und/oder Schmutz und/oder unerwünschten Mikroorganismen auf dem Ort verbessert, und einen Alkohol; wobei das fotokatalytische Material, das Sensibilisierungsmittel und der Alkohol wie hier definiert sind.
Der Begriff „Bekämpfen" bedeutet, dass die Zusammensetzung des zweiten Aspekts zum Entfernen und/oder Abbauen von übel riechenden Verbindungen und/oder Schmutz und/oder Mikroorganismen verwendet und/oder verhindern kann, dass sich üble Gerüche und/oder Schmutz und/oder Mikroorganismen auf dem Ort entwickeln. Der Begriff „Mikroorganismus" wird in dieser Beschreibung verwendet, um einen beliebigen mikroskopischen Organismus, der bekämpft wird, jedoch insbesondere ein Bakterium zu bezeichnen. Jedoch auch von Interesse als Mikroorganismen, die voraussichtlich von den Zusammensetzungen der Erfindung bekämpft werden, sind Viren und Pilze, insbesondere Hefen. Ein pathogener Mikronrganismus, der von besonderem Interesse ist, indem er die Wirksamkeit der Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung zeigt, ist das Bakterium Staphylococcus aureus.
Die Zusammensetzung des zweiten Aspekts schließt deodorisierende Zusammensetzungen und antiallergene Zusammensetzungen ein. Zum Beispiel können die Zusammensetzungen durch Abbau von übel riechenden Verbindungen als Ablagerungen und/oder als in der Luft enthaltene Verbindungen eine deodorierende Wirkung aufweisen. Für derartige Verwendungen können die Zusammensetzungen auf Oberflächen im entsprechenden Einsatzort aufgebracht oder in Raumsprays verwendet werden.
Durch die vorliegende Erfindung kann ein Rückstand oder eine Schicht aus fotokatalytischen Material auf einem Ort, z.B. einer Oberfläche bereitgestellt werden, durch welche Schmutz und/oder unerwünschte Mikroorganismen, die auf dem Rückstand oder der Schicht abgelagert sind, oder Schmutz oder unerwünschte Mikroorganismen, die auf der Oberfläche vorliegen, vor der Ablagerung des Rückstands oder der Schicht einer fotokatalytischen oder einer anderen fotochemischen Oxidation, Reduktion, radikalischen oder anderen fotochemischen Reaktion unterzogen werden, die zum Abbauen, „Wegbrennen" oder sonstigen Zersetzens des Schmutzes oder der unerwünschten Mikroorganismen oder zumindest von Hauptbestandteilen davon; und/oder zum Schwächen deren Kontakt mit der Oberfläche wirksam ist. Demzufolge kann behauptet werden, dass sich das Reinigungsverfahren nach Beendigung des herkömmlichen Vorgangs der Entfernung des Schmutzes oder der unerwünschten Mikroorganismen fortgesetzt.
Wie vorstehend angegeben, kann Schmutz allergenes Material enthalten, das durch die vorliegende Erfindung zersetzt oder auf andere Weise abgebaut wird. Von besonderem Interesse ist die Verwendung der Zusammensetzungen der Erfindung beim Bekämpfen von allergenem Schmutz, der mit Hausstaubmilben verbunden ist.
Es wird angenommen, dass die Fäkalien von zwei bestimmten Hausstaubmilbenspezies, Dermatophagoides farinae (bekannt als Der-f) und Dermatophagoides pternoyssinus (bekannt als Der-p) die Immunantwort des Körpers auslösen, wodurch bekannte allergene Antworten entstehen.
Ein Überblick dafür ist in Experimental and Applied Acarology, 10 (1991), Seite 167–186, in einem Artikel mit dem Titel „House dust-mite allergen", a review by L. G. Arlian, bereitgestellt.
Sowohl die Der-f- als auch Der-p-Spezies ist weltweit zu finden. In manchen Gebieten ist Der-f die einzige Dermatophagoides-Spezies. In anderen Gebieten ist Der-p die einzige Spezies. In weiteren anderen Bereichen sind beide Spezies gegenwärtig, wobei im Allgemeinen die eine oder die andere überwiegt.
Unter Verwendung des fotokatalytischen Materials kann eine Zersetzungsreaktion, welcher sich eine übel riechende Verbindung oder ein Schmutz unterzieht, fotoinduzierte Oxidations- und/oder fotoinduzierte Reduktionsreaktionen mit organischen oder anorganischen Bestandteilen der übel riechenden Verbindung oder des Schmutzes beinhalten. Diese Reaktionen können wiederum zur Erzeugung von freien Radikalen führen, die beim Abbau von organischem Material in der übel riechenden Verbindung oder im Schmutz wirksam sind. Diese Reaktionen können auch einen dauerhaften Nutzen nach Beendigung des anfänglichen Deodorierungs- oder Reinigungsverfahrens bereitstellen.
Ein möglicher Wirkungsmodus unter Verwendung des fotokatalytischen Materials ist nun beschrieben. Während wir nicht an eine wissenschaftliche Theorie gebunden sein wollen, kann in diesem vorgeschlagenen Wirkungsmodus einfallendes Licht von geeigneter Energie ein Elektron von einem Valenzband des fotokatalytischen Materials zu einem Leitungsband befördern. Es liegt dann ein Elektron (e^–) im Leitungsband und eine Elektronenlücke (h⁺) im Valenzband vor. Sowohl das Elektron als auch die Elektronenlücke können an die Oberfläche des fotokatalytischen Materialteilchens migrieren und mit Sauerstoff und Wasser wechselwirken, um radikale Spezies zu erzeugen. Diese radikalen Spezies können dann radikalische Zersetzungsreaktionen im organischen Schmutz bilden, die dann letztendlich Kohlendioxid bilden, wenn die radikalische Reaktion zu ihrem Abschluss verläuft. Es wird angenommen, dass das Sensibilisierungsmittel Licht vom sichtbaren oder Ultraviolett- oder Infrarot-(vorzugsweise vom sichtbaren)Bereich absorbieren kann, wodurch eine Anregung des Sensibilisierungsmittels bewirkt wird. Elektronen werden dann emittiert, wenn das Sensibilisierungsmittel vom angeregten Zustand zerfällt oder zersetzt, und diese Elektronen werden zum Leitungsband des fotokatalytischen Materials übertragen.
Das „fotokatalytische Material" liegt vorzugsweise in einer Menge von 0,2–3 Gew.-% und vorzugsweise 0,3–1 Gew.-% der Zusammensetzung vor.
Das fotokatalytische Material kann durch Bezugnahme auf Folgendes hergestellt werden.
Journal of the Ceramic Society of Japan 104[8], 715–718 (1996) Syntheses of Peroxo-Modified Anatase Sol from Peroxo Titanic Acid Solution, by Hiromichi ICHINOSE, Makoto TERASAKI, Hiroaki KATSUKI.
Journal of the Ceramic Society of Japan 104[10], 914–917 (1996) Properties of Anatase Films for Photocatalyst from Peroxotitanic Acid Solution and Peroxo-Modified Anatase Sol, by Hiromichi ICHINOSE, Akihiko KAWAHARA, Hiroaki KATSUKI.
Vorzugsweise ist das fotokatalytische Material für den Anwender nach der Anwendung nicht wahrnehmbar oder kaum wahrnehmbar. Vorzugsweise weist das in der vorliegenden Erfindung verwendete fotokatalytische Material eine mikroskopische Teilchengröße auf. Die mikroskopische Teilchengröße unterstützt auch das Erzielen einer gleichförmigen Dispersion innerhalb der Formulierung und das Maximieren der Wirksamkeit der fotokatalytischen Reaktion. Geeigneterweise weist das fotokatalytische Material eine mittlere Teilchengröße (Durchmesser) von mindestens 5 nm, vorzugsweise mindestens 10 nm, besonders bevorzugt mindestens 15 nm auf. Geeigneterweise weist das fotokatalytische Material eine mittlere Teilchengröße von weniger als 200 nm, vorzugsweise weniger als 100 nm auf. Eine besonders bevorzugte Klasse an fotokatalytischen Materialteilchen weist eine mittlere Teilchengröße im Bereich von 5–100 nm, insbesondere 30–100 nm auf.
Das fotokatalytische Material kann positiv geladen (von saurer Stammlösung) oder negativ geladen (von alkalischer Stammlösung) sein.
Das fotokatalytische Material kann mit einem zusätzlichen Element dotiert sein, das die Wirkung des Reduzierens der zum Befördern eines Elektrons des fotokata lytischen Materials zum Leitungsband unter Zurücklassen der entsprechenden Elektronenlücke im Valenzband erforderlichen Energie aufweist.
Das Sensibilisierungsmittel liegt in einer Menge bis zu 1%, vorzugsweise bis zu 0,1% stärker bevorzugt bis zu 0,02% und noch stärker bevorzugt bis zu 0,01% vor. Vorzugsweise liegt es in einer Menge von 0,00001%, stärker bevorzugt von 0,0001% vor.
In dieser Erfindung absorbiert das Sensibilisierungsmittel vorzugsweise Strahlung mit einer Wellenlänge, die im Bereich von 200–1200 nm, vorzugsweise 400–800 nm liegt. Sein Absorptionspeak in diesem Bereich kann eng sein. Folglich kann es typischerweise einen Unterbereich mit einer Breite von 50–200 nm absorbieren.
Es gibt viele Sensibilisierungsmittel, die die Wirksamkeit des fotokatalytischen Materials verbessern. Beispiele schließen kationische, anionische, nicht-ionische und amphotere Farbstoffe ein. Kationische Farbstoffe sind eine bevorzugte Klasse. Beispiele schließen Sensibilisierungsmittel aus einem Komplex von kationischem Farbstoff/anionischem Boratfarbstoff beschrieben in US 5,200,292 , ein. Die in US-A-3,395,987 offenbarten kationischen Cyaninfarbstoffe werden ebenso in der vorliegenden Erfindung als nützlich betrachtet.
Andere bevorzugte Sensibilisierungsmittel schließen die Rutheniumsensibilisierungsmittel, beschrieben in J. Am. Chem. Soc., Band 122, Nr. 12, 2000, Seite 2840–2849, ein. Diese weisen drei Paare carboxylierte Bipyridylgruppen auf, die an ein Ruthenium(II)- oder Ruthenium(III)-Atom komplexiert sind. Zwei derartige Komplexe können miteinander verkuppelt sein, um ein Polypyridin-Dyad, vorzugsweise ein Ru(II)-Ru(III)-Polypyridin-Dyad herzustellen.
Beispiele für bevorzugte Rutheniumsensibilisierungsmittel schließen folglich die folgenden Verbindungen oder Salze davon (günstigerweise Halogenidsalze, vorzugsweise Chloride) ein:
Ruthenium(III)bis(4,4'-dicarboxyl-2,2'-bipyridin)-(1,2-bis[4-(4'-methyl-2,2'-bipyridyl)]ethan)ruthenium(II)-bis-(4,7-dimethyl-1,10-phenanthrolin),
Ruthenium(III)bis(4,4'-dicarboxyl-2,2'-bipyridin)-(1,2-bis[4-(4'-methyl-2,2'-bipyridyl)]ethan)ruthenium(II)-bis-(2,2'-bipyridin),
Ruthenium(II)bis(4,4'-dicarboxyl-2,2'-bipyridin)-(4,4'-dimethyl-2,2'-bipyridin),
Ruthenium(II)bis(2,2'-bipyridin)-(4,4'-dimethyl-2,2'-bipyridin),
Ruthenium(II)tris(4,4'-dimethyl-2,2'-bipyridin),
Ruthenium(II)tris(2,2'-bipyridin),
Ruthenium(II)bis(4,4'-dicarboyl-2,2'-bipyridin),
Ruthenium(II)bis(2,2'-bipyridin),
Ruthenium(II)tris(4,7-dimethyl-1,10-phenanthrolin),
Ruthenium(II)bis(4,7-dimethyl-1,10-phenanthrolin).
Andere Sensibilisierungsmittelklassen von Interesse zur Verwendung mit einem fotokatalytischen Material in der vorliegenden Erfindung sind die Materialien, die in GB 1408144 beschrieben sind. Sie schließen Eosin, Bengal-Rosa, Fluorescein, Chlorophyll, metallfreise Porphyrin, sulfoniertes Phthalocyanin und sulfoniertes Zinkhphthalocyanin ein.
Andere Sensibilisierungsmittelklassen von Interesse zur Verwendung mit einem fotokatalytischen Material in der vorliegenden Erfindung schließen Organosilici um(IV)phthalocyanine und Naphthocyanine mit Q-Bandenabsorptionsmaxima bei Wellenlängen von größer als 660 nm ein. Weitere Informationen über diese Sensibilisierungsmittel sind in US 5,916,481 zu finden, wobei der Inhalt davon hier unter Bezugnahme eingebracht ist.
Weitere Informationen über nützliche Sensibilisierungsmittel sind in WO 98/32828 zu finden. Die darin beschriebenen Sensibilisierungsmittel könnten in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, und die Beschreibungen davon sind vorzugsweise hier unter Bezugnahme eingebracht.
Vorzugsweise schließt die Zusammensetzung ein filmbildendes Polymer ein. Geeignete filmbildende Polymere schließen Polyvinylalkohol (PVA), Polyvinylpyrrollidon (PVP), Novolakharze, Resolharze und Polyvinylphenolharze ein. Ein bevorzugtes filmbildendes Polymer ist PVP oder chemisch modifiziertes PVP.
Wird ein filmbildendes Polymer eingesetzt, umfasst es geeigneterweise mindestens 0,0005 Gew.-% der Zusammensetzung, vorzugsweise mindestens 0,001 Gew.-%. Es kann typischerweise bis zu 1 Gew.-% der Zusammensetzung, vorzugsweise bis zu 0,2 Gew.-% der Zusammensetzung umfassen.
In einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist auch eine Zusammensetzung bereitgestellt, die ein Gemisch aus Folgendem umfasst:

(1) ein fotokatalytisches Material, bei welchem es sich um Peroxo-modifiziertes Titandioxid, vorzugsweise in seiner Anatasform, oder Peroxo-modifizierte Titansäure oder ein Gemisch davon, umfassend bis zu 5 Gew.-% der Zusammensetzung, handelt;
(2) ein Sensibilisierungsmittel, das zum Absorbieren von sichtbarer oder Ultraviolett- oder Infrarotstrahlung fungiert und die fotokatalytische Wirkung des fotokatalytischen Materials verbessert und
(3) ein Netzmittel und/oder ein hygroskopischen Mittel.

Derartige Zusammensetzungen stellen eine ausgezeichnete Ablagerung der Wirkstoffe auf der Oberfläche ohne Schlierenbildung bereit. Es wird angenommen, dass das Netzmittel zum Anziehen von Wasser zu der abgelagerten Zusammensetzung fungiert, wodurch das katalytische Verfahren erleichtert wird.
Bevorzugte Netzmittel sind wie hier definierte einwertige und mehrwertige Alkohole. Umgekehrt dazu sind einwertige und mehrwertige Alkohole zur Verwendung im ersten und zweiten Aspekt hier Netzmittel und/oder sind hygroskop.
Vorzugsweise umfassen die Zusammensetzungen zusätzlich einen Alkohol, ausgewählt aus

(i) einem einwertigen Alkohol, umfassend mindestens 30% der Zusammensetzung; oder
(ii) einem mehrwertigen Alkohol, umfassend bis zu 5 Gew.-% der Zusammensetzung.

In bevorzugten Ausführungsformen kann die Zusammensetzung einen einwertigen Alkohol zusätzlich zu dem mehrwertigen Alkohol enthalten. In derartigen Ausführungsformen liegt der einwertige Alkohol geeigneterweise in einer Menge von mindestens 0,1 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 1 Gew.-% und besonders bevorzugt mindestens 2,5 Gew.-% der Zusammensetzung vor. In derartigen Ausführungsformen liegt der einwertige Alkohol in einer Menge bis zu 20 Gew.-%, stärker bevorzugt bis zu 12 Gew.-% und besonders bevorzugt bis zu 8 Gew.-% der Zusammensetzung vor.
In Ausführungsformen, in welchen mindestens 30 Gew.-% eines einwertigen Alkohols vorliegen, liegt der einwertige Alkohol vorzugsweise in einer Menge bis zu 65 Gew.-%, stärker bevorzugt bis zu 60 Gew.-% der Zusammensetzung vor. In derartigen Ausführungsformen bildet der einwertige Alkohol vorzugsweise mindestens 35 Gew.-% der Zusammensetzung. Ein mehrwertiger Alkohol könnte in derartigen Ausführungsformen – vorzugsweise in den hier definierten Mengen – vorliegen, liegt jedoch vorzugsweise nicht vor.
Egal ob die Zusammensetzung der Erfindung einen mehrwertigen Alkohol als einzigen Alkohol, oder wie es bevorzugt ist, auch einen mehrwertigen Alkohol enthält, umfasst der mehrwertige Alkohol vorzugsweise bis zu 3 Gew.-% der Zusammensetzung und stärker bevorzugt bis zu 2 Gew.-% der Zusammensetzung. Besonders bevorzugt umfasst er bis zu 1 Gew.-% der Zusammensetzung. In derartigen Ausführungsformen bildet der mehrwertiger Alkohol geeigneterweise mindestens 0, 001 Gew.-% der Zusammensetzung und vorzugsweise mindestens 0,01 Gew.-% der Zusammensetzung.
Vorzugsweise weist ein einwertiger Alkohol, der in der Erfindung verwendet wird, 1 bis 8 Kohlenstoffatome, vorzugsweise 1 bis 6 Kohlenstoffatome auf. Es kann linear oder verzweigt sein. Besonders bevorzugt sind Ethanol und Isopropanol.
Liegt ein mehrwertiger Alkohol in einer Zusammensetzung der Erfindung vor, weist er geeigneterweise 2 bis 4 Hydroxygruppen und 2 bis 8 Kohlenstoffatome auf. Besonders bevorzugt sind dreiwertige Alkohole, vorzugsweise mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen. Glycerin ist besonders bevorzugt.
Obwohl verzweigte oder insbesondere lineare Alkohole zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung genannt sind, sind cyclische Alkohole nicht ausgeschlossen.
Die Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung sind geeigneterweise in einer beliebigen geeigneten nassen Form bereitgestellt. Sie können in herkömmlicher Weise direkt aus einer Flasche oder z.B. durch ein Pump- oder ein Auslösespray oder einen Roller oder ein Aerosol verteilt werden. Auch könnten sie auf die Oberfläche durch eine Bürste, ein Pad, ein imprägniertes Gewebe oder impräg niertes Vlies oder einen Schwamm, Papiertuch, Gewebepapier oder imprägniertes oder nicht imprägniertes vorverpacktes Wischtuch auf die Oberflächen aufgetragen werden.
Ein oder mehrere Bestandteile der Zusammensetzung können in einem des Vorstehenden bereitgestellt werden, indem er z.B. ein absorbierenden Körper mit diesem imprägniert ist, und der andere Bestandteil oder die anderen Bestandteile können in einer anderen des Vorstehenden bereitgestellt z.B. in einer Auslösesprayflasche bereitgestellt werden.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Kit zur Verwendung bei der Durchführung des Verfahrens bereitgestellt, wobei der Kit mindestens zwei Elemente umfasst, die miteinander die vorstehend in der Definition des ersten oder dritten Aspekts definierten Bestandteile (1), (2) und (3) bereitstellen.
Flüssige Zusammensetzungen, insbesondere wässrige flüssige Zusammensetzungen sind besonders bevorzugt. Wässrige flüssige Zusammensetzungen können Emulsionen, einschließlich Mikroemulsionen sein und/oder Lösungsmittel enthalten, die diejenigen Sensibilisierungsmittel anlösen, die sich in einer Wasserphase nicht lösen. Flüssige Zusammensetzungen könnten gebrauchsfertig oder verdünnbar geliefert werden. Flüssige Zusammensetzungen können optisch klar oder trüb sein.
Während der Fachmann wässrige und nicht wässrige flüssige Formulierungen herstellen kann, die auf die vorstehenden Abgabeformen zugeschnitten sind, umfassen die Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung im Allgemeinen nicht mehr als 99,7% vorzugsweise 75–95% Wasser und kationische, anionische, nicht-ionische oder amphotere oberflächenaktive Mittel oder verträgliche Kombinationen davon in einer Menge von 0,05% bis 80%, typischerweise 0,5% bis 10%. Die oberflächenaktiven Mittel sollten im Hinblick auf die Natur der Zusammensetzung, insbesondere des fotokatalytischen Mittels oder des Vorläufers davon aus gewählt sein, um Stabilität innerhalb der Packung zu gewährleisten. Im Allgemeinen sind anionische oberflächenaktive Mittel zum Einbringen in saure Zusammensetzungen, insbesondere in diejenigen, die Titandioxid enthalten, nicht geeignet. Im Allgemeinen sind kationische oberflächenaktive Mittel zum Einbringen in alkalische Zusammensetzungen, insbesondere in diejenigen, die Titandioxid enthalten, nicht geeignet. Nichtionische oberflächenaktive Mittel sind in Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung besonders bevorzugt.
Beispiele für nicht ionische oberflächenaktive Mittel, die in der Zusammensetzung eingesetzt werden können, schließen diejenigen ein, die wasserlöslich oder wassermischbar sind und schließen eines oder mehrere von Folgenden ein, sind jedoch nicht darauf beschränkt: Aminoxide, Blockcopolymere, alkoxylierte Alkanolamide, alkoxylierte Alkohole, alkoxylierte Alkylphenole und Sorbitester, z.B. Sorbitmonooleat. In jedem Fall ist die jeweilige Alkylgruppe eine Fettalkylgruppe, geeigneterweise mit 7 bis 24 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 8 bis 16 Kohlenstoffatomen und kann verzweigt oder stärker bevorzugt linear sein. Alkoxylatketten können Propoxylatketten, gemischte Ethoxylat/Propoxylat-Ketten oder besonders bevorzugt Ethoxylatketten sein. Gute Beispiele schließen lineare Fettalkoholethoxylate (z.B. NOEDOL von Shell) und sekundäre Fettalkoholethoxylate (z.B. TERGITOL von Union Carbide) ein. Andere Beispiele schließen alkoxylierte Octyl- und Nonylphenole (z.B. IGEPAL von Rhone-Poulenc) ein.
Beispiele für kationische oberflächenaktive Mittel, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, schließen quartäre Ammoniumverbindungen und Salze davon, einschließlich quartäre Ammoniumverbindungen, die auch keimtötende Aktivität aufweisen und durch die allgemeine Strukturformel
gekennzeichnet sind, wobei mindestens einer der Reste R₁, R₂, R₃ und R₄ eine hydrophobe, aliphatische, arylaliphatische oder aliphatische Arylgruppe ist, die 6 bis 26 Kohlenstoffatome enthält, und der gesamte kationische Teil des Moleküls ein Molekulargewicht von mindestens 165 aufweist, ein. Die hydrophoben Gruppen können langkettiges Alkyl, langkettiges Alkoxyaryl, langkettiges Alkylaryl, halogensubstituiertes langkettiges Alkylaryl, langkettiges Alkylphenoxyalkyl oder Arylalkyl sein. Die übrigen anderen Gruppen an den Stickstoffatomen als die hydrophoben Reste sind im Allgemeinen Kohlenwasserstoffgruppen, die gewöhnlich insgesamt nicht mehr als 12 Kohlenstoffatome enthalten. Die Reste R₁, R₂, R₃ und R₄ können geradkettig oder verzweigt sein, sind jedoch vorzugsweise geradkettig und können ein oder mehrere Amid- oder Esterbindungen einschließen. Der Rest X kann ein beliebiger salzbildender anionischer Rest sein.
Beispiele für quartäre Ammoniumsalze in der vorstehenden Beschreibung schließen die Alyklammoniumhalogenide wie Cetyltrimethylammoniumbromid, Alkylarylammoniumhalogenide wie Octadecyldimethylbenzylammoniumbromid, und N-Alkylpyridiniumhalogenide wie N-Cetylpyirdiniumbromiod ein. Andere Typen von quartären Ammoniumsalzen schließen diejenigen, in welchen das Molekül entweder Amid- oder Esterbindungen enthält, wie Octylphenoxyethoxyethyldimethylbenzylammoniumchlorid und N-Laurylcocoaminoformylmethyl)pyridiniumchlorid ein. Andere wirksame Typen von quartären Ammoniumverbindungen, die als keimtötende Mittel nützlich sind, schließen diejenigen ein, in welchen der hydrophobe Rest durch einen substituierten aromatischen Kern gekennzeichnet sind, wie im Falle von Lauryloxyphenyltrimethylammoniumchlorid, Ce tylaminophenyltrimethylammoniummethosculfat, Dodecylphenyltrimethylammoniummethosulfat, Dodecylphenyltrimethylammoniumchlorid.
Bevorzugte quartäre Ammoniumverbindungen, die als keimtötende Mittel fungieren und in der vorliegenden Erfindung nützlich sind, sind diejenigen mit der Strukturformel:
wobei R₂ und R₃ gleiches oder verschiedenes C₈-C₁₂-Alkyl sind oder R₂ C₁₂-C₁₆-Alkyl, C₈-C₁₈-Alkylethoxy, C₈-C₁₈-Alkylphenolethoxy ist und Benzyl ist und X ein Halogenid z.B. Chloridbromid oder Iodid, oder Methosulfat ist. Die Alkylgruppen R₂ und R₃ können geradkettig oder verzweigt sein, sind jedoch vorzugsweise im Wesentlichen linear.
Ein Gemisch aus zwei oder mehreren oberflächenaktiven Mitteln kann ebenso verwendet werden. Andere bekannte oberflächenaktive Mittel, die vorstehend nicht speziell genannt sind, können ebenso in einigen Zusammensetzungen verwendet werden, insbesondere, wenn eines davon ein nicht-ionisches oberflächenaktives Mittel ist. Oberflächenaktive Mittel sind im Allgemeinen in McCutcheon's Detergents and Emulsifiers, North America Edition, 1982; Kirk-Othmer, Encyclopaedia of Chemical Technology, 3. Ausgabe, Band 22 Seite 346–387 beschrieben.
Oberflächenaktive Fluorverbindungen (FSOs), insbesondere fluorierte ethoxylierte nicht ionische oberflächenaktive Mittel, sind bevorzugte oberflächenaktive Mittel.
Ein anderes bevorzugtes oberflächenaktives Mittel ist eine quartäre kationische oberflächenaktive Ammoniumverbindung, wie vertrieben z.B. unter der Marke REWOQUAT, erhältlich von Goldschmidt AG und beschrieben als „Fettalkohole (ethoxyliert), 40–60%ige Konzentration" und quartäre Ammoniumverbindungen, Cocoalkyl-bis(hydroxyethyl)methyl, ethoxyliert, Chloride (> 20%)".
Bevorzugte oberflächenaktive Mittel weisen eine Oberflächenspannung auf, die 50 dyn/cm, vorzugsweise 40 dyn/cm und besonders bevorzugt 30 dyn/cm nicht übersteigt.
Fettlösende, haftunterstützende oder andere Lösungsmittel können ebenso im Allgemeinen in Mengen von nicht mehr als 99%, typischerweise nicht mehr als 50%, vorzugsweise nicht mehr als 12% und besonders bevorzugt nicht mehr als 8% der Zusammensetzung eingeschlossen sein. Beispiele schließen Glycole und Glycolether ein.
Andere Inhaltsstoffen der Zusammensetzungen können Dispersionsmittel, Suspensionsmittel, Farbmittel, Duftstoffe, Mittel zur Bekämpfung von üblen Gerüchen (Cyclodextrin, aktive Duftstoffkomponenten), oberflächenaktive/beschichtende Polymere für Dauerschutz/Beschichtung einer Oberfläche, Materialien mit Schimmel- und Mehltau- oder Kalk-entfernenden Eigenschaften (Bioxide, Materialien mit extremen pH-Werten), Verdickungsmittel, Polituren, Maskierungsmittel, Gewebeweichmacher, optische Aufheller, Mittel gegen das Ausbleichen von Wäsche, Enzyme, Verdickungsmittel, Konservierungsmittel, Bleichen, Bleichaktivatoren, Wachse, Stabilisierungsmittel, Treibmittel und weitere(s) Material(ien) zum Bekämpfen von unerwünschten Mikroorganismen einschließen. In bestimmten Variationen von flüssigen Zusammensetzungen der Erfindung können einige oder alle der Inhaltsstoffe hochflüchtig sein, wodurch ein Rückstand an fotokatalytischem Material auf einer Oberfläche in einer kontrollierten Weise zurück gelassen werden kann. Der Rückstand aus fotokatalytischem Mate rial sollte auf der Oberfläche derart gut dispergiert sein, dass er für das blanke Auge unsichtbar oder nahezu unsichtbar ist.
Geeignete Dispersionsmittel können Hydroxyethylcellulose, Polyvinylalkohol, Polyvinylacatat und Ethylenoxid-Propylenoxid-Blockcopolymere einschließen. Derartige Mittel können die Stabilität innerhalb der Packung unterstützen und einen guten Oberflächenkontakt beim Auftragen fördern.
Geeignete haftunterstützende Mittel können Materialien einschließen, die ausgewählt sind aus Polyvinylalkoholen, Polyacrylsäuren, Ethylenoxid-Propylenoxid-Blockcopolymeren, Hydroxyethylcellulosen, Proteinpolymeren und Polysaccharidpolymeren. Bevorzugte haftunterstützende Mittel können Polyvinylalkohole, Alginate, Gummi arabicum und Pektin einschließen.
Flüssige Zusammensetzungen der Erfindung, die gebrauchsfertig sind, können einen pH-Wert im Bereich von 1 bis 13, vorzugsweise 2 bis 12, besonders bevorzugt 3 bis 11 aufweisen. Bevorzugte Zusammensetzungen weisen pH-Werte von 7 oder mehr auf und sind stärker bevorzugt alkalisch. Der pH-Wert beträgt vorzugsweise 8 oder mehr. Folglich liegen die bevorzugten flüssigen Zusammensetzungen der Erfindung, die gebrauchsfertig sind, im Bereich von 8 bis 13, vorzugsweise 8 bis 12, besonders bevorzugt 8 bis 11.
Der pH-Wert darf nicht derselbe wie derjenige, der bei den wie gelieferten flüssigen Zusammensetzungen vorliegt, sein da Letztere verdünnt werden.
In einer Ausführungsform ist die Zusammensetzung eine Bleichzusammensetzung, die eine Peroxidverbindung, z.B. Wasserstoffperoxid oder einen Bildner davon oder Peressigsäure oder Perbernsteinsäure enthält.
Die Bestandteile der Zusammensetzung sollten derart ausgewählt werden und/oder die Zusammensetzung sollte derart formuliert werden, dass die Zusam mensetzung für eine ausreichende Zeitdauer stabil ist, ohne dass die Bestandteile durch das fotokatalytische Material und das Sensibilisierungsmittel zersetzt oder instabil gemacht werden. Vorzugsweise sind die Zusammensetzungen zum Verkauf in Behälter verpackt, die die Zusammensetzungen vor elektromagnetischer Strahlung mit Wellenlängen, die ihre fotokatalytische Wirkung fördern könnten, abschirmen. Alle derartigen Maßnahmen liegen in der gewöhnlichen Kompetenz des Fachmanns.
Flüssige Zusammensetzungen weisen vorzugsweise eine geeignete Rheologie auf, da sie Teilchen suspendieren und/oder das Herablaufen von nicht senkrechten Oberflächen beim Auftragen hemmen. Dazu können flüssige Zusammensetzungen thixotropisch sein und zeigen vorzugsweise eine Scherverdünnung mit einem geeigneten, vorzugsweise niedrigen Fließpunkt.
Bevorzugte Zusammensetzungen der Erfindung sind kolloidale Suspensionen von fotokatalytischen Materialteilchen.
Bevorzugte kolloidale Suspensionen der fotokatalytischen Materialteilchen zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung werden durch Schritte der Hydrolyse von Titantetrachlorid in Ammoniumhydroxid, Waschen des so gebildeten Niederschlags, Senken des pH-Werts auf 3,3 durch Zugabe einer Mineralsäure, vorzugsweise von Salpetersäure, Waschen, bis die Leitfähigkeit unter 500 μS fällt, und Peptisation durch Zugabe einer Mineralsäure, vorzugsweise von Salpetersäure entweder bei Raumtemperatur für eine Dauer von 7 Tagen oder bei 60–70°C für eine Dauer von 30–90 Minuten hergestellt. Die erhaltene kolloidale Suspension des fotokatalytischen Materials weist typischerweise eine Konzentration des fotokatalytischen Materials von etwa 10 g/l und eine mittlere Teilchengröße von etwa 20 nm auf. Dieses Verfahren ist nach dem Erfinder und dem Patentinhaber davon als das Woodhead-Verfahren bekannt.
Alternative kolloidale Suspensionen von fotokatalytischen Materialteilchen zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung können durch das „Isopropoxid"-Verfahren hergestellt werden. Dieses Verfahren beinhaltet die Schritte der Hydrolyse von Titanisopropoxid, geeigneterweise in Ammoniumhydroxid, Waschen des so gebildeten Niederschlags, Filtration und Peptisation durch Zugabe einer Mineralsäure, vorzugsweise von Salpetersäure entweder bei Raumtemperatur für eine Dauer von 7 Tagen oder bei 60–70°C für eine Dauer von 30–90 Minuten. Die erhaltene kolloidale Suspension des fotokatalytischen Materials weist typischerweise eine Konzentration des fotokatalytischen Materials von 25–30 g/l und eine mittlere Teilchengröße von etwa 20 nm auf, wenn die Peptisation bei Umgebungstemperatur durchgeführt wird. Wird die Peptisation bei erhöhter Temperatur durchgeführt, weist die erhaltene kolloidale Suspension typischerweise eine Konzentration des fotokatalytischen Materials über 100 g/l und eine mittlere Teilchengröße von etwa 90–100 nm, jedoch mit einer breiten Teilchengrößenverteilung auf.
Des Weiteren können alternative kolloidale Suspensionen der fotokatalytischen Materialteilchen zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung durch das Kormann-Verfahren hergestellt werden. In diesem Verfahren wird Titantetrachlorid bei 0°C unter einer Stickstoffdecke hydrolysiert. Eine Dialyse wird für eine Dauer von 3–12 Stunden durchgeführt, um unerwünschte Nebenprodukte der Hydrolyse zu entfernen. Die erhaltene fotokatalytische Materialsuspension wird unter Verwendung eines Rotationsverdampfers getrocknet, was durch ein Wasserbad bei 30°C unterstützt wird. Der erhaltene Feststoff wird in deionisiertem Wasser erneut suspendiert. Kein Peptisationschritt ist erforderlich. Die erhaltene kolloidale Suspensionen von fotokatalytischem Material weist typischerweise eine Konzentration des fotokatalytischen Materials von etwa 1 g/l und eine mittlere Teilchengröße im Bereich von 30–70 nm auf.
Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Reinigen oder Desinfizieren einer Oberfläche bereitgestellt, wobei das Verfahren die Schritte des getrennten oder gemeinsamen Inkontaktbringens der Oberfläche mit den vorstehend defienierten Bestandteilen, vorzugsweise, jedoch nicht unbedingt als eine Zusammensetzung, jedoch derart, dass ein Rückstand aus dem Titanmaterial auf der Oberfläche abgelagert wird, und Erlaubens der Bekämpfung von Schmutz oder unerwünschten Mikroorganismen, welche/r auf der Oberfläche vorliegt/vorliegen oder anschließend auf der Oberfläche abgelagert wird/werden, durch das Titanmaterial umfasst.
Im Falle von Schmutz kann die Bekämpfung durch Katalysieren oder Bewirken einer Oxidation, Reduktion oder anderen Zersetzung des Schmutzes durchgeführt werden.
Das Verfahren wird geeigneterweise, indem die Oberfläche und die Zusammensetzung bei Umgebungstemperatur vorliegen und ohne jegliche anschließende Wärmebehandlung durchgeführt.
Das Verfahren wird geeigneterweise unter sichtbarem Licht mit einer Intensität von mindestens 5000 Lux durchgeführt. Vorzugsweise wird das Verfahren unter Umgebungslichtbedingungen, z.B. Tageslicht- und/oder Raumlichtbeleuchtung durchgeführt.
Saure Zusammensetzungen können für Verfahren des Reinigens und Desinfizierens von Bädern und Toiletten vorteilhaft sein.
Alkalische Bedingungen können für Verfahren des Reinigens und Desinfizierens von Wasch- und Küchenumgebungen vorteilhaft sein.
Neutrale oder nahezu neutrale Bedingungen können für Verfahren zur Behandlung von empfindlichen Geweben und Oberflächen (z.B. Marmor und bestimmten lackierten Oberflächen) vorteilhaft sein.
Der Fachmann kann leicht verfügbare Zeta-Potentialplots für ausgewählte fotokatalytische Materialien befragen, um verfügbare und optimale Bereiche an oberflächenaktiven Mitteln zu bestimmen. Weiterhin kann der Fachmann Dispersionsmittel verwenden, um eine Co-Formulierung von Materialien zu erlauben, die sonst unverträglich sind.
Die kolloidale und Grenzflächen-Natur des fotokatalytischen Materials bestimmt die Natur der Sensibilisierungsmittel, oberflächenaktiven Mittel und von anderen Materialien, die zur guten Wirkung eingesetzt werden können, im Hinblick auf die Stabilität innerhalb der Packung, der Oberflächenbedeckung und der Haftung und fotokatalytischen Aktivität. Im Falle jeglichen Zweifels kann natürlich Versuch und Irrtum verwendet werden. Jedoch können wir durch die durch uns aufgestellte Anleitung die folgenden allgemeinen Angaben machen.
Bevorzugte saure fotokatalytisches Material enthaltende Zusammensetzungen schließen ein kationisches und/oder nicht-ionisches oberflächenaktives Mittel und vorzugsweise kein anionisches oberflächenaktives Mittel ein. Ein nicht-ionisches oberflächenaktives Mittel ist in allen Fällen ein bevorzugter Bestandteil.
Bevorzugte alkalische fotokatalytisches Material enthaltende Zusammensetzungen schließen ein anionisches und/oder ein nicht-ionisches oberflächenaktives Mittel und vorzugsweise kein kationisches oberflächenaktives Mittel ein (im Gegensatz dazu können mit bestimmten schwach alkalischen Zusammensetzungen, die Zinkoxid enthalten, auch kationische oberflächenaktive Mittel verwendet werden). Ein nicht-ionisches oberflächenaktives Mittel ist in allen Fällen ein bevorzugter Bestandteil.
Neutrale oder nahezu neutrale Zusammensetzungen können ein oberflächenaktives Mittel beliebigen Typs enthalten und schließen vorzugsweise ein nicht-ionisches oberflächenaktives Mittel ein.
Bei den im Verfahren behandelten Oberflächen kann es sich um harte Oberflächen, z.B. Oberflächen von Holzgegenständen, Fliesen, Sanitärware, lackierten Gegenständen, Frontplatten, Küchenoberflächen, Arbeitsflächen, Wänden, Teppichen, Rahmen, Dächern, Fenstern, Spiegeln, Duschkabinen und Duschvorhängen und Autos handeln. Bei den harten Oberflächen kann es sich um die die Oberflächen von Aussengartenstrukturen z.B. Gewächshäusern, Außenmöbeln, Terrassen und Wegen, Wänden oder Haus/Gartenoberflächen oder Bedachungen handeln.
Bei den im Verfahren behandelten Oberflächen kann es sich um faserartige Oberflächen, z.B. Kleidung, Einrichtungsgewebe und Teppiche handeln.
Wie vorstehend erwähnt und wie es aus der vorstehenden Beschreibung und den folgenden Beispiel ersichtlich ist, gilt unser Hauptinteresse der Bereitstellung einer verbraucherfreundlichen Reinigungszusammensetzung für Oberflächen, die zur Umschreibung eine Sauberkeit bewahrende oder selbstsäubernde Wirkung aufweist. Jedoch sind andere Zusammensetzungen mit einem fotokatalytischen Material oder einem Vorläufer für das fotokatalytische Material und einem Sensibilisierungsmittel im Gemisch im Umfang der Erfindung eingeschlossen. Derartige Zusammensetzungen können z.B. auf der Oberfläche eines Substrats, z.B. einer Keramik, von Glas oder Kunststoffen dauerhaft befestigt sein. Die Befestigung kann durch chemische Bindung und/oder ein quasi-mechanisches Verfahrens wie Sputtern erfolgen oder kann in einen Gegenstand, z.B. aus Keramik, Glas oder Kunststoffen während seiner Herstellung eingebracht werden. Zum Beispiel könnte die Zusammensetzung mit einem Kunststoffinaterial vor dessen Formen oder Extrusion verbunden werden. Auch abgedeckt sind Zusammensetzungen, die zu Wasser zugesetzt werden müssen, um dieses zu desinfizieren und/oder zu entfärben und/oder Schmutz und/oder Mikroorganismen auf Oberflächen in Kontakt mit dem Wasser zu bekämpfen oder üble Gerüche zu bekämpfen.
Die folgenden Beispiele sind für erfindungsgemäße Zusammensetzungen in Form einer Flüssigkeit veranschaulichend. Sie können alle Sensibilisierungsmittel, Farbmittel, Duftstoffe und Konservierungsmittel, vorzugsweise mit Konzentrationen von nicht mehr als jeweils 1% enthalten, wobei der Ausgleich der Formulierungen fotokatalytisches Material und Wasser ist.
Alle Prozentanteile in dieser Beschreibung sind, wenn nicht anders angegeben, in Gewichtbestandteil pro Gesamtgewicht Zusammensetzung ausgedrückt.
Die Erfindung wird nun weiter beispielsweise in Bezug auf die folgenden nicht beschränkenden Ausführungsformen beschrieben.
Wenn nicht anders angegeben, setzen die nun beschriebenen Verfahren Folgendes ein: Polyvinylpyrrollidon, hier [PVP], als Filmbildner und die ethoxylierte nicht-ionische oberflächenaktive Fluorverbindung ZONYL FS0, erhältlich von DuPont, hier [FS0]; das peroxomodifizierte Titandioxidprodukt mit der Markenbezeichnung HCT-3 von K. K. Haneron, 3-67 Wakabayashi, Yao shi, Osaka shi. Das Produkt enthält Peroxotitansäure in Lösung und peroxomodifizierte Anastase in Suspension, hier [Ti-peroxo]; oder zu Vergleichszwecke eine kolloidale Suspension von Titandioxid, hergestellt durch den früher beschriebenen Woodhead-Weg, unter Beteiligung von Hydrolyse und Titantetrachlorid, Ansäuerung, Waschen und Peptisation, hier [Ti-com]. Die Konzentration an Titandioxid im erhaltenen Material betrug etwa 10 g/l und die mittlere Teilchengröße etwa 20 mm.
Die Materialien wurden auf eine Konzentration der Titanverbindung (insgesamt wenn mehr als eine vorliegt von 1 g/l für die Versuche verdünnt.
Das Sensibilisierungsmittel wurde in deionisiertem Wasser mit Hilfe von Beschallung gelöst, um eine Lösung mit einer Konzentration von 3,5 × 10^–5 M herzustellen.
Das bevorzugte Rutheniumsensibilisierungsmittel, hier [Ru-terpyl], war Ruthenium(II)tris-(2,2'-bipyridyl)dichlorid mit der CAS-Nr. 97333-4-6-5 und der Struktur
C₃₀H₂₄N₆Ru
Exakte Masse: 570,11
Molekulargewicht: 569,62
C, 63,26; H, 4,25; N, 14,75; Ru, 17,74
Auch als Sensibilisierungsmittel verwendet wurden:
Ruthenium(II)bis(4,7-dimethyl-10-pentanthrolin)dichlorid, hier [Ru-phen], und
Ruthenium(II)bis(2,2'-bipyridyl)dichlorid, hier [Ru-bipy].
Zusammensetzungen wurden durch Mischen der Inhaltsstoffe hergestellt. In jeder Zusammensetzung betrug die [PVP]-Konzentration 0,025 Gew.-% und die [FOS]-Konzentration 0,05 Gew.-%. Deionisiertes Wasser war der einzige zusätzliche Bestandteil zu den vorstehend beschriebenen Materialien.
Auftragen auf Glas
Ein Vliesküchentuch wurde in die jeweilige Zusammensetzung getaucht und ausgewrungen, bis das Gewicht der verbliebenen Zusammensetzung etwa das Doppelte des Gewichts des trockenen Tuchs betrug. Das Tuch wurde dann in einer systematischen Weise von oben nach unten, dann von einer Seite zur anderen über eine vertikale Glasoberfläche gewischt. Man ließ das Fenster über Nacht trocknen. 15 Versuchspersonen wurden dann befragt, um den erhaltenen Schlierenbildungsgrad auf der folgenden Skala zu beurteilen:
0 – keine Schlierenbildung
1 – leichte Schlierenbildung
2 – mäßige Schlierenbildung
3 – starke Schlierenbildung
4 – übermäßige Schlierenbildung
Bezugsschlierenflecken bei den Werten 0 und 4 lagen in der Nähe der zu beurteilenden lecken, um den Versuchsteilnehmern behilflich zu sein.

Die gemittelten Ergebnisse sind nachstehend dargelegt.

[Ti-peroxo] + [Ru-bipy]-Zusammensetzung	– 0,39
[Ti-peroxo] + [Ti-terpy]-Zusammensetzung	– 0,22
[Ti-peroxo] + [Ru-phen]-Zusammensetzung	– 0,17
[Ti-comp] + [Ru-bipy]-Zusammensetzung	– 1,35

[Ti-comp] + [Ru-terpy]-Zusammensetzung	– 1,19
[Ti-comp] + [Ru-phen]-Zusammensetzung	– 1,89

Wirksamkeit gegen Flecken auf Glas
Fingerabdrücke wurden durch eine Versuchsperson in folgender Weise auf Glas aufgebracht. Die Versuchsperson rieb ihren Zeigefinger kräftig und wiederholt gegen ihre Stirn und legt den Finger achtmal auf unterschiedliche Stellen auf dem Glas auf um überschüssigen Talg vom Finger zu entfernen. Die Versuchsperson legte den Finger dann unter Verwendung des vorher beschriebenen Verfahrens auf den Teil des Glases auf, der vorher mit einer der vorstehend gekennzeichneten Zusammensetzungen beschichtet war. Die Prozedur wurde dann wiederholt, um einen Fingerabdruck auf einer Probe des mit einer anderen Zusammensetzung behandelten Glases zu erhalten, usw.
Zusätzlich wurde künstlicher Talg, erhalten von Scientific Surfaces S/D Inc., New York, USA auf Glas aufgebracht. 1 g künstlicher Talg wurde in einem Becherglas mit 50 ml auf einer Heizplatte geschmolzen. Nach dem vollständigen Schmelzen des künstlichen Talgs wurde das Becherglas geneigt und gedreht, um die Innenfläche des Becherglases zu beschichten. Man ließ den künstlichen Talg abkühlen und verfestigen. Eine Gummihandschuhe tragende Person rieb einen Finger über die Innenfläche des Becherglases und legte diesen Finger achtmal an unterschiedlichen Stellen auf das Glas, um überschüssigen künstlichen Talg von dem Finger zu entfernen, und schließlich auf einen Teil des Glases, der vorher mit einer der vorstehend gekennzeichneten Zusammensetzungen beschichtet war, auf. Die Prozedur wurde dann wiederholt, um einen Flecken auf einer Probe des mit einer anderen Zusammensetzung behandelten Glases zu erhalten, usw.
Die Beurteilung wurde wieder durch eine Versuchsperson unter Verwendung einer Bewertung von 0–4 durchgeführt, wobei 4 ein auf sauberes Glas aufgebrachter sehr schmutziger Fleck, der im Laufe der Zeit unverändert blieb und 0 Glas mit perfekt sauberem Erscheinungsbild war. Derartige Bezugsendpunkte lagen in der Nähe der zu beurteilenden Fläche, um den Versuchsteilnehmern behilflich zu sein.
Die Beurteilung wurde durch die Versuchspersonen anfänglich durchgeführt, als noch keine Zersetzung des Schmutzflecks stattgefunden haben konnte.
Die Ergebnisse sind nachstehend angegeben.
[Ti-peroxo] + [Ru-terpyl]-Zusammensetzung – künstlicher Talgabdruck. Bewertungsgrad: 1,2
[Ti-peroxo] + [Ru-terpyl]-Zusammensetzung – Fingerabdruck. Bewertungsgrad: 1,0
[Ti-peroxo]-Zusammensetzung, kein Rutheniumsensibilisierungsmittel – künstlicher Talgabdruck. Bewertungsgrad: 3,8
[Ti-peroxo]-Zusammensetzung, kein Rutheniumsensibilisierungsmittel – Fingerabdruck. Bewertungsgrad: 3,1

Claims

Flüssige Zusammensetzung, die bei Verwendung auf eine Oberfläche aufgetragen wird und unter Zurücklassen eines Rückstands trocknet, wobei die Zusammensetzung ein Gemisch aus Folgendem umfasst: (1) ein fotokatalytisches Material, bei welchem es sich um Peroxo-modifiziertes Titandioxid, vorzugsweise in seiner Anatasform, oder um Peroxo-modifizierte Titansäure oder ein Gemisch davon, umfassend bis zu 5 Gew.-% der Zusammensetzung, handelt; (2) ein Sensibilisierungsmittel, das zum Absorbieren von sichtbarer oder Ultraviolett- oder Infrarot-Strahlung fungiert und die fotokatalytische Wirkung des fotokatalytischen Materials verbessert, umfassend bis zu 1 Gew.-% der Zusammensetzung.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, umfassend ein Netzmittel und/oder ein hygroskopisches Mittel als Element (3).
Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, umfassend ein kationisches, anionisches, nicht-ionisches oder amphoteres oberflächenaktives Mittel oder eine verträgliche Kombination davon als Element (4).
Zusammensetzung nach Anspruch 3, wobei die Zusammensetzung ein fluoriertes oberflächenaktives Mittel umfasst.
Zusammensetzung nach Anspruch 2, umfassend einen Alkohol mit 2–8 Kohlenstoffatomen und 2–4 Hydroxygruppen als Element (3).
Zusammensetzung nach Anspruch 2, umfassend einen dreiwertigen linearen Alkohol mit 3–6 Kohlenstoffatomen als Element (3).
Zusammensetzung nach Anspruch 6, umfassend Glycerin als Element (3).
Zusammensetzung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Zusammensetzung ein oder mehrere filmbildende Polymere umfasst.
Zusammensetzung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Zusammensetzung alkalisch ist.
Verfahren zum Reinigen oder Desinfizieren einer Oberfläche, wobei das Verfahren die Schritte des getrennten oder gemeinsamen Inkontaktbringens der Oberfläche mit den vorstehend in den vorangehenden Ansprüchen definierten Bestandteilen derart, dass ein Rückstand aus dem Titanmaterial auf der Oberfläche abgelagert wird, und Erlaubens der Bekämpfung von Schmutz oder unerwünschten Mikroorganismen, welche/r auf der Oberfläche vorliegt/vorliegen oder anschließend auf der Oberfläche abgelagert wird/werden, umfasst.