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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft ein nicht-nachzuspülendes isotropes Reinigungsmittel
(Reiniger) für
harte Oberflächen,
der insbesondere angepasst ist, um an glänzenden oder glatten, harten
Oberflächen,
wie Glasfenstern und dergleichen verwendet zu werden, und Schmutzablagerungen
davon entfernt, wobei die Menge an Rückstand, die durch nicht entfernten Schmutz,
Reiniger oder eine Kombination davon verursacht wird, wesentlich
vermindert wird. Die Erfindung betrifft insbesondere Zusammensetzungen
zur Reinigung harter Oberflächen,
die eine hydrotrope Verbindung und wesentliche Mengen an Aufbaustoffen
(Buildern/Bildnern) enthalten, und Verfahren zur Herstellung solcher
Zusammensetzungen.
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Beschreibung
des Stands der Technik
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Um
Schmutz, der an solchen Oberflächen wie
Glas oder Keramikfliesen abgelagert ist, zu entfernen, war der typische
Ansatz die Verwendung eines alkalischen wässrigen Reinigers auf Ammoniumbasis
oder anderer wässriger
Reiniger, die verschiedene Gemische an Tensiden und anderen Reinigungszusätzen enthalten.
Unglücklicherweise
haben viele Reiniger auf Ammoniakbasis eine ziemlich schlechte Fähigkeit,
Schmutz zu entfernen, während viele
Reiniger auf Tensidbasis ziemlich deutliche Mengen an Rückstand
auf solchen harten, glänzenden
Oberflächen
hinterlassen. Dieser Rückstand führt zu Streifenbildung,
bei der Schmutz, der Reiniger oder beides uneinheitlich von der
Oberfläche
gewischt werden, und Filmbildung, bei der eine dünne Schicht des Rückstands
an der zu reinigenden Oberfläche
haften bleibt.
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Es
wurden wässrige
Reinigungszusammensetzungen für
harte Oberflächen
beschrieben, die verschiedene spezielle Inhaltsstoffe enthalten,
die die Leistung des Reinigers unterstützen sollen, um eine angemessene
Reinigungsleistung mit reduzierter Film- oder Streifenbildung zu
erreichen.
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Die
US-PS 4,606,842 beschreibt
eine Zusammensetzung zur Reinigung von Glas und ähnlichen glänzenden harten Oberflächen, welche
Polyacrylharze enthält,
die eine Polyacrylsäure
oder ein Gemisch aus Polyacrylsäure
und einem Acrylpolymerkomplex mit einer Phosphonat- oder Schwefel-enthaltenden
Gruppe umfassen können,
die als Builder in einer wässrigen
Zusammensetzung verwendet wird, welche auch ein organisches Lösungsmittelsystem
und mindestens ein Oberflächen-aktives
Detergenz enthält.
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Die
US-PS 4,690,779 beschreibt
eine Zusammensetzung zur Reinigung harter Oberflächen, die Kettenpolymere von
Polyacrylsäure
in Kombination mit bestimmten nicht-ionischen Tensiden umfasst, die
zusammen als Reiniger harter Oberflächen wirken.
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Die
US-PS 5,126,068 beschreibt
die Verwendung von bestimmten Ethylenoxid/Propylenoxid-Polymer-Tensiden
und organischen Tensiden in Kombination mit bestimmten Polycarbonsäurebuildern
als Reinigungsinhaltsstoffe in Reinigern harter Oberflächen mit
verminderten Film-/Streifenbildungseigenschaften.
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Die
US-PS 4,343,725 beschreibt
einen Reiniger auf Wasserbasis für
Glasspiegel und reflektierende Oberflächen, der frei von Detergenzbuildern und
organischen Lösungsmitteln
ist und der ein wasserlösliches
nicht-ionisches Polyoxyethylenglykolpolymer mit einem Molekulargewicht
zwischen 300 000 und 4 000 000 enthält.
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Die
US-PS 4,943,392 beschreibt
wässrige Detergenzzusammensetzungen,
die für
die Verwendung als Universalhaushaltsreiniger-Zusammensetzungen
für harte
Oberflächen
geeignet sind, wobei der Hauptbestandteil Butoxypropanol ist.
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Die
US-PS 5,252,245 beschreibt
einen wässrigen
Reiniger für
harte Oberflächen
mit verbesserter Rückstandsentfernung
und verminderter Film-/Streifenbildung, der Lösungsmittel ausgewählt aus
der Gruppe bestehend aus C
1-6-Alkanol, C
3-24-Alkylenglykolether, amphotere und anionische
Tenside, ein Puffersystem und Duftstoff enthält.
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Die
US-A-3,679,608 beschreibt schwach-schäumende Reinigungszusammensetzungen
für harte
Oberflächen,
die hauptsächlich
aus einem primären
Tensid, einem Schaumunterdrücker und
Tensid, einem komplexbildenden Builder, einem Salz, einem hydrotropen
Mittel und Wasser bestehen.
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Die
US-A-3,294,693 beschreibt Detergenzkonzentrate, die ein nicht-ionisches
Tensid, einen alkalischen Builder und ein Polyethoxyphosphat-Hydrotrop
als Lösungsvermittler
enthalten.
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Die
US-A-5,389,283 beschreibt wässrige flüssige Zusammensetzungen,
die hauptsächlich
aus Wasser, Säuren
ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus Hydroxycarbon- und Dicarbonsäuren, Salzen,
die Anionen von Säuren
ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus Hydroxycarbon- und Dicarbonsäuren enthalten,
einem nichtionischen Tensid, einem hydrotropen Material und gegebenenfalls
einem bioziden Material bestehen.
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Wässrige Reinigungszusammensetzungen des
Stands der Technik haben Nachteile. Sie enthalten häufig wenig
oder gar kein Detergenz oder Buildersalze und neigen deswegen dazu,
eine schlechte Reinigungsleistung zu haben.
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Es
gibt ein Erfordernis zum Einverleiben von großen Mengen an Buildern und
Tensiden in Reiniger für
eine harte Oberfläche,
um die Reinigungsleistung zu erhöhen,
während
die geringe Film- und Streifenbildung beibehalten wird.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Hydrotrope
sind in Reinigern für
harte Oberflächen
eingesetzt worden, um die Produktstabilität oder -homogenität über große Temperaturbereiche zu
erhalten. Die verwendete Menge ist die minimal benötigte, um
die erforderliche Stabilität
oder Homogenität
des Reinigers zu erreichen. Kein praktischer oder ökonomischer
Vorteil wurde damit verbunden, eine Menge an Hydrotrop im Überschuss
zu der minimal zum Erhalten eines stabilen Reinigers benötigten zu
verwenden.
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Es
ist nun festgestellt worden, dass das Einverleiben einer hydrotropen
Verbindung in einen Reiniger für
harte Oberflächen,
bevorzugt auf Wasserbasis, unerwartet eine verminderte Film- und
Streifenbildung an gereinigten Oberflächen bietet, wenn die hydrotrope
Verbindung der Zusammensetzung in einem spezifischen Verhältnis zu
den anderen Feststoffen zugesetzt wird.
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Somit
stellt die Erfindung in einem Aspekt eine Zusammensetzung zum Reinigen
von harten Oberflächen
bereit, die frei von organischem Lösungsmittel ist, umfassend:
- (a) mindestens ein Detergenztensid,
- (b) mindestens ein Detergenzbuilder, wobei, falls die Zusammensetzung
in der Form eines wässrigen
Systems vorliegt, die Menge des mindestens einen Detergenzbuilders
5 bis 20 Gew.-% der Zusammensetzung beträgt, und
- (c) eine Menge eines Hydrotrops, die wirksam ist, eine Streifen-
oder Filmbildung auf der Oberfläche nach
einem Reinigen zu verhindern, wobei das Gewichtsverhältnis des
Hydrotrops zum Detergenzbuilder 1:1,8 bis 4:1 beträgt und das
Gewichtsverhältnis
von Hydrotrop zu dem vereinigten Gewicht anderer Feststoffe mindestens
1:3,5 beträgt.
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Die
erfindungsgemäßen Zusammensetzungen
können
in trockener Form, d.h. als Pulver, oder in flüssiger Form, d.h. auf Wasserbasis,
vorliegen. Natürlich
müssen
trockene Zusammensetzungen entweder zu Wasser oder zu einer anderen
Flüssigkeit
gegeben werden, bevor sie zum Reinigen harter Oberflächen verwendet
werden.
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Gegebenenfalls
verwendete Komponenten umfassen z.B. Alkanolamine, Seifen, sowie
Duftstoff, Farbstoffe, Aufheller.
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In
einem anderen Aspekt betrifft die Erfindung auch Verfahren zur Herstellung
von Reinigern für
harte Oberflächen,
die zur hervorragenden Reinigung einer harten Oberfläche imstande
sind, ohne einen sichtbaren Rückstand
zu hinterlassen. Diese Verfahren beinhalten die Zugabe einer Menge
eines Hydrotrops, die wirksam ist, eine Film- oder Streifenbildung
auf der Oberfläche
zu verhindern.
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Die
erfindungsgemäßen Verfahren
und Zusammensetzungen bewirken eine verminderte Filmbildung, die
aus einem Rückstand
aus Reiniger, Schmutz oder beidem besteht, auf der zu reinigenden
harten Oberfläche.
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Die
Erfindung verbessert somit insgesamt die Reinigungsleistung dadurch,
dass einem Reiniger für
harte Oberflächen
eine Menge eines Hydrotrops einverleibt wird, die wirksam ist, die
Sichtbarkeit von Rückständen eines
Reinigers für
harte Oberflächen
und folglich eine Film- und Streifenbildung zu vermindern.
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Die
Erfindung stellt Reiniger für
Glas- und andere harte, glänzende
Oberflächen
bereit, die praktisch keine Film- oder Streifenbildung haben.
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In
einem weiteren Aspekt enthalten die erfindungsgemäßen Reiniger
für harte
Oberflächen
antibakterielle oder keimtötende
quaternäre
Ammoniumverbindungen; solche Zusammensetzungen können eine harte Oberfläche reinigen,
während
sie gleichzeitig Bakterien entfernen oder töten. Diese Zusammensetzungen
stellen eine ausgezeichnete Reinigung und Desinfektion einer harten
Oberfläche
bereit, wobei keine sichtbaren Rückstände oder
Streifen zurückbleiben.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Gruppe von Balkendiagrammen, die die Verbesserung zeigen, die
durch die Zugabe einer erfindungsgemäßen Menge an Hydrotrop zu verschiedenen
Rezepturen wässriger
Reiniger für harte
Oberflächen,
basierend auf verschiedenen Tensid-Stoffen, erhalten wird. Offene
Balken stellen Zusammensetzungen dar, die eine erfindungsgemäße wirksame
Menge eines Hydrotrops umfassen, die zur Verhinderung von Film-
und Streifenbildung benötigt
wird, und gefüllte
Balken stellen Rezepturen ohne solch eine Menge an Hydrotrop dar.
Die größeren Zahlen
stellen geringere Filmbildung auf einer Skala von 1 bis 10 dar.
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GENAUE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Erfindungsgemäß wurde
festgestellt, dass der Zusatz einer ausreichenden Menge einer hydrotropen
Verbindung in einen Reiniger für
harte Oberflächen,
vorzugsweise einen Reiniger für
harte Oberflächen
auf Wasserbasis, unerwartet eine verminderte Film- und Streifenbildung
auf gereinigten Oberflächen
bereitstellt. In den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen ist die
hydrotrope Verbindung in einem Verhältnis des Gewichts der hydrotropen
Verbindung zum Gewicht aller Feststoffe ausschließlich des
Hydrotrops von vorzugsweise 1:3,5 bis 4:1 enthalten. Zusätzlich beträgt das Verhältnis von
Hydrotrop zu Builder 1:1,8 bis 4:1.
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In
mehr bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung ist das Verhältnis
des Hydrotrops zu den anderen Feststoffen 1:2,5 bis 2,5:1. Bei besonders bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung ist das Verhältnis
des Hydrotrops zu den anderen Feststoffen 1:2 bis 2:1. Bei weiter
bevorzugten Ausführungsformen
ist das Gewichtsverhältnis
des Hydrotrops zu allen Feststoffen ausschließlich des Detergenzbuilders
1:3,5 bis 4:1.
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Falls
die Zusammensetzung eine antibakterielle Zusammensetzung ist, umfasst
die Zusammensetzung vorzugsweise ein quaternäres Ammoniumgermizid, ein Alkylpolyglukosid
und ein C8-16-Aminoxid. Mehr bevorzugt enthält solch
eine Zusammensetzung 0,01 bis 5 Gew.-% eines quaternären Ammoniumgermizids,
0,5 bis 5 Gew.-%
eines Alkylpolyglukosids und 0,5 bis 5 Gew.-% eines C8-16-Aminoxids, vorzugsweise
eines C10-16-Aminoxids. Am meisten bevorzugt
beinhaltet solch eine Zusammensetzung Ethylendiamintetraacetat.
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Die
hierin verwendeten Begriffe "Hydrotrop" und "hydrotrope Verbindung" beziehen sich auf
Benzolsulfonate, Naphthalinsulfonate, kurzkettige (C1-11) Alkylbenzolsulfonate,
mittelkettige (C6-11) Alkylsulfonate, mittelkettige
(C6-11) Alkylsulfate, Alkylpolyglukoside,
mittelkettige (C6-C10)
Alkyldimethylaminoxide, Alkyldiphenyloxiddisulfonate, Phosphatesterhydrotrope
und mittelkettige (C6-11) Alkylethersulfate
(bis zu 10 Mol an Ethylenoxid). Die Kationen der erfindungsgemäß verwendeten
hydrotropen Verbindungen beinhalten Alkalimetall-, Ammonium- und
Triethanolammoniumkationen. Folglich beinhalten diese Bezeichnungen
kurzkettige, wasserlösliche
Tenside, die einen hydrophilen Substituenten und einen oder mehrere
hydrophobe Kohlenwasserstoffsubstituenten umfassen, wobei die maximale
Kettenlänge
von jedem der genannten Kohlenwasserstoffsubstituenten C11 ist.
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Kurzkettige
(C1-4) Alkylbenzolsulfonate beinhalten beispielsweise
Isopropylbenzolsulfonate, Xylolsulfonate, Toluolsulfonate, Cumolsulfonate
und Gemische davon.
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Repräsentative,
nicht-einschränkende
Beispiele an mittelkettigen (C6-8) Alkylsulfonaten
sind Hexylsulfonate, Octylsulfonate und Hexyl-/Octylsulfonate und
Gemische davon. Andere Hydrotrope sind Naphthalinsulfonate.
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Die
Bezeichnungen "Hydrotrop" und "hydrotrope Verbindung" beziehen sich auch
auf Alkylpolysaccharide wie Alkylpolyglykoside, polymere Hydrotrope,
C8-10-Aminoxide, Alkyldiphenyloxiddisulfonate und
Phosphatester wie Isopropanolalkylphosphatester und dergleichen.
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Erfindungsgemäß bevorzugt
verwendete Hydrotrope sind Xylolsulfonate, Cumolsulfonate, Alkylsulfonate
mit durchschnittlich 6-8 Kohlenstoffatomen im Alkylanteil und Alkylpolyglykoside
mit durchschnittlich 10 Kohlenstoffatomen im Alkylanteil. Ein bevorzugtes
Alkylpolyglycosid ist Alkylpolyglukosid, bevorzugt ein Alkylpolyglukosid
mit durchschnittlich 10 Kohlenstoffatomen im Alkylanteil.
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Geeignete
Alkylpolysaccharide, wie solche beschrieben in der
US-PS 4,565,647 , sind nicht-ionische
Tenside und beinhalten solche, die eine hydrophobe Gruppe und ein
Polysaccharid haben, z.B. ein Polyglukosid, eine hydrophile Gruppe
mit 1,3 bis 10, bevorzugt mit 1,3 bis 3, am meisten bevorzugt mit
1,3 bis 2,7 Saccharideinheiten. Jedes reduzierende Saccharid mit
5 oder 6 Kohlenstoffatome kann verwendet werden, z.B. können Glukose,
Galaktose und Galaktosylgruppen durch Glukosylgruppen ersetzt werden. (Die
hydrophobe Gruppe kann an den 2-, 3-, 4-, etc. Positionen verankert
sein, was eine Glukose oder Galaktose an Stelle eines Glukosids
oder Galaktosids ergibt.) Die Intersaccharidbindungen können beispielsweise
zwischen der 1 Position der zusätzlichen
Saccharideinheiten und den 2-, 3-, 4- und/oder 6-Positionen der
vorangegangenen Saccharideinheiten liegen.
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Geeignete
polymere Hydrotrope sind in der europäischen Patentveröffentlichung
0636687 A2 beschrieben. Die polymeren Hydrotrope, die für die erfindungsgemäße Verwendung
geeignet sind, beinhalten solche mit der Formel:
wobei
E eine hydrophile
funktionelle Gruppe ist;
R ein H oder ein C
1-10-Alkylrest
oder eine hydrophile funktionelle Gruppe ist;
R
1 eine
niedere Alkylgruppe oder aromatische Gruppe ist; und
R
2 ein H oder eine cyclische, Alkyl- oder
aromatische Gruppe ist.
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Die
vorliegende Erfindung stellt folglich flüssige Detergenzzusammensetzungen
bereit, welche hervorragende Glanzleistungen zusammen mit verbesserten
Reinigungseigenschaften sowohl bei fettigem, öligem Schmutz als auch bei
anorgani schem Partikelschmutz mit geringer Tendenz, eine Film- oder
Streifenbildung auf gewaschenen Oberflächen zu verursachen.
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Wässrige flüssige Reiniger
werden konzentriert verwendet oder können vom Verbraucher weiter mit
Wasser verdünnt
werden, um eine große
Vielfalt an harten Oberflächen
zu reinigen.
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Die
Verwendungen solcher Reinigungsflüssigkeiten sind zu zahlreich,
um komplett angegeben zu werden, aber solche Zusammensetzungen können kombiniert,
z.B. mit Wasser, und zur Reinigung von gestrichenen Oberflächen, Wänden, Böden, äußeren Geräteoberflächen, Tischen,
Stühlen,
Fenstern, Spiegeln usw. verwendet werden. Solche Zusammensetzungen
werden normalerweise in einer Konzentration von 1 bis 20 Gew.-%
aller nicht-wässrigen
Komponenten in Wasser bereitet. Solche Zusammensetzungen sind in
der vorliegenden Definition von Reinigern für harte Oberflächen enthalten.
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen
haben typischerweise die folgenden Inhaltsstoffe und Mengenverhältnisse.
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Solche
flüssigen
Reiniger enthalten 0,05 bis 20% eines geeigneten Tensids. Sukzessiv
mehr bevorzugte Bereiche an Tensid-Anteil sind 1 bis 10% eines Tensids
und 2 bis 5% eines Tensids. Im Allgemeinen sind die Tenside, die
für die
Rezeptur von Reinigern für
harte Oberflächen
nützlich
sind, diejenigen in der nachstehenden allgemeinen Tensidbeschreibung.
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Eine
weitere benötigte
Komponente der erfindungsgemäßen Reiniger,
bevorzugt der wässrigen flüssigen Reiniger,
ist 0,01% bis 20% eines Buildersalzes. Jeder der nachstehend beschriebenen
Builder oder anorganischen Salze kann dabei als Builder benutzt
werden.
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Die
erfindungsgemäßen Reiniger
für harte Oberflächen, bevorzugt
wässrige
Reiniger, können eine
Vielzahl an weiteren Inhaltsstoffen beinhalten, wie nachstehend
ausführlicher
beschrieben wird.
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In
wässrigen
Systemen ist der Restgehalt der Zusammensetzung (1-99%) Wasser,
bevorzugt weiches Wasser, um die anfängliche Belastung der komplexbildenden
Builder zu minimieren.
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Eine
weiterführende
Erläuterung
der Anforderungen und der Rezeptur von flüssigen Reinigern findet sich
in den US-PSen 3,679,608 und 3,970,594.
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Das Detergenztensid
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Erfindungsgemäße flüssige Reiniger
enthalten 0,1% bis 40% eines geeigneten Detergenztensids. Sukzessive
mehr bevorzugte Bereiche des Tensid-Anteils sind 1 bis 10% des Tensids
und 2 bis 5% des Tensids. Im Allgemeinen sind die für die Rezeptur
von wässrigen
flüssigen
Reinigern nützlichen
Tenside die für
Reiniger für
harte Oberflächen
gebräuchlichen.
Einige spezielle Tenside sind diejenigen aus der allgemeinen Tensidbeschreibung
der
US-PS 4,287,020 .
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Das
Detergenztensid gehört
zu den folgenden Klassen: anionische, kationische, nicht-ionische, zwitterionische
und amphotere Tenside und Gemische davon. Kationische, zwitterionische,
nicht-ionische und amphotere Tenside sind gut bekannt; Beispiele
für solche
Tenside sind in der
US-PS 4,287,080 beschrieben.
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Geeignete
Tenside für
die Verwendung in solchen Reinigern sind beispielsweise ein oder
mehrere der folgenden: lineares Natriumalkylbenzolsulfonat (LAS),
insbesondere C
12-14 LAS; das Natriumsalz eines
Kokosnussalkylethersulfats mit 3 Mol Ethylenoxid; die Addukte primärer, sekundärer und
tertiärer Alkohole
mit einem Alkylkettenlängenbereich
von 11 bis 15 Kohlenstoffatomen und durchschnittlich 2 bis 12 Ethylenoxidgruppen;
die Natrium- und Kaliumsalze von Kokosnussfettsäuren (Kokosnussseifen); die Kondensationsprodukte
eines Alkohols mit linearer oder verzweigter Kette mit 8 bis 16
Kohlenstoffatomen und mit einer durchschnittlichen Kohlenstoffkettenlänge von
8 bis 12 Kohlenstoffatomen mit 2 bis 8 Mol Ethylenoxid pro Mol Alkohol;
ein Amid mit einer der bevorzugten Formeln:
wobei R eine geradkettige
Alkylgruppe mit 7 bis 15 Kohlenstoffatomen und einer durchschnittlichen
Kohlenstoffkettenlänge
von 9 bis 13 Kohlenstoffatomen ist und wobei jedes R
1 eine
Hydroxyalkylgruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen oder eine Hydroxylalkylgruppe
ethoxyliert mit bis zu 6 Mol Ethylenoxid ist; ein zwitterionisches
Tensid mit einer der bevorzugten Formeln der zuvor angegebenen allgemei nen
Tensidbeschreibung; oder ein Phosphinoxidtensid mit einer der bevorzugten
Formeln der allgemeinen Beschreibung von semipolaren nicht-ionischen
Tensiden. Eine weitere bevorzugte Klasse an Tensiden ist die der
Fluorkohlenstofftenside, beispielsweise FC-129, ein Kalium-fluoriertes
Alkylcarboxylat, und FC-170-C, ein Gemisch aus fluorierten Alkylpolyoxyethylenethanolen,
beide von der 3M Corporation zu erhalten, sowie die Zonylfluortenside
von der DuPont-Corporation. Auch Gemische von verschiedenen Tensiden
können
verwendet werden.
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Geeignete
Beispiele für
erfindungsgemäß verwendete
Tenside beinhalten auch alpha-sulfonierte Alkylester. Diese Stoffe
können
reine Alkylester sein oder Mischungen aus (1) einem Einfachsalz
eines alpha-sulfonierten Alkylesters einer Fettsäure mit 8-20 Kohlenstoffatomen,
wobei der den Ester bildende Alkylanteil eine gerade oder verzweigte
Alkylkette mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen ist, und (2) einem Zweifachsalz
einer alpha-sulfonierten Fettsäure,
das Verhältnis
des Einfachsalzes zum Zweifachsalz ist mindestens 2:1. Die erfindungsgemäß geeigneten
alpha-sulfonierten Alkylester sind typischerweise hergestellt durch
Sulfonieren eines Alkylesters einer Fettsäure mit einem Sulfonierungsmittel
wie SO3. Auf diese Weise hergestellte alpha-sulfonierte
Alkylester enthalten normalerweise einen geringen Anteil, nicht mehr
als 33 Gew.-%, des Zweifachsalzes der alpha-sulfonierten Fettsäure, welches
aus der Hydrolyse des Esters resultiert. Bevorzugte alpha-sulfonierte Alkylester
enthalten weniger als 10 Gew.-% des Zweifachsalzes der entsprechenden
alpha-sulfonierten Fettsäure.
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Die
alpha-sulfonierten Alkylester, d.h. Alkylestersulfonat-Tenside,
beinhalten lineare Ester einer C8-C20-Carbonsäure (d.h. Fettsäuren), welche
mit gasförmigen
SO3 sulfoniert sind gemäß "The Journal of American Oil Chemists
Society", 52 (1975),
Seiten 323-329. Geeignete Ausgangsstoffe umfassen natürliche fettige
Substanzen, wie die von Talg, Palmöl und Kokosnuss.
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Die
bevorzugten Alkylestersulfonat-Tenside umfassen Alkylestersulfonat-Tenside
mit der Strukturformel:
wobei R
3 ein
C
8-C
20-Kohlenwasserstoffrest,
bevorzugt ein Alkylrest, oder eine Kombination daraus, R
4 eine gerade oder verzweigte Kette eines
C
1-C
6-Kohlenwasserstoffrests,
bevorzugt eines Alkylrests, oder eine Kombination daraus und M ein
Kation ist, welches ein wasserlösliches
Salz mit dem Alkylestersulfonat bildet. Geeignete Salz-bildende
Kationen beinhalten Metalle wie Calcium, Magnesium, Natrium, Kalium
und Lithium, und substituierte oder unsubstituierte Ammoniumkationen
wie Monoethanolamin, Diethanolamin und Triethanolamin. Vorzugsweise
ist R
3 ein C
10-C
16-Alkylrest und R
4 eine
Methyl-, Ethyl- oder Isopropylgruppe. Mehr bevorzugt sind alpha-sulfonierte
Methylester aus Gemischen von Fettsäuren mit durchschnittlich 12
bis 16 Kohlenstoffatomen. Am meisten bevorzugt sind alpha-sulfonierte Methyl-
und Ethylester aus Gemischen von Fettsäuren mit durchschnittlich 12
bis 14 Kohlenstoffatomen. Ein besonders bevorzugtes Gemisch hat
durchschnittlich 13,6 Kohlenstoffatome im Fettsäureanteil.
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Für viele
Zwecke sind synthetische (d.h. nicht-seifenartige) Detergenztenside
wünschenswert.
Geeignete synthetische Tenside sind in der
US-PS 4,287,080 beschrieben.
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Ampholytische
und amphotere Detergenzien sind erfindungsgemäß ebenfalls nützlich.
Ampholytische synthetische Detergenzien können allgemein als Derivate
von aliphatischen Aminen beschrieben werden, die eine Kette von
8 bis 18 Kohlenstoffatomen und eine anionische, wasserlösliche Gruppe, z.B.
eine Carboxyl-, Sulfo- oder
Sulfatgruppe, enthalten. Beispiele für Verbindungen, die unter diese
Definition fallen, sind Natrium-3-dodecylaminopropionat, Natrium-3-dodecylaminopropansulfonat
und Dodecyldimethylammoniumhexanoat. Andere Beispiele an ampholytischen
und amphoteren Tensiden sind in der
US-PS
3,318,817 beschrieben.
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Zwitterionische
Oberflächen-aktive
Mittel, die in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung anwendbar
sind, sind allgemein beschrieben als intern neutralisierte Derivate
von aliphatischen quaternären
Ammonium-, Phosphonium- und tertiären Sulfoniumverbindungen,
bei denen die aliphatische Gruppe eine gerade oder verzweigte Kette
sein kann, und wobei einer der aliphatischen Substituenten 8 bis 18
Kohlenstoffatome und einer eine anionische, wasserlösliche Gruppe,
z.B. eine Carboxyl-, Sulfo-, Sulfat-, Phosphat- oder Phosphongruppe,
enthält.
Einige dieser zwitterionischen Tenside sind in den folgenden US-PSen
beschrieben: 2,129,264; 2,178,353; 2,774,786; 2,813,898 und 2,828,332.
Die Ammoniumpropansulfonate mit 8 bis 21 Kohlenstoffatomen sind
eine Klasse von Tensid-Verbindungen, die hierbei wegen ihrer relativ
geringen Empfindlichkeit gegen Calciumionen (Härte) bevorzugt werden.
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Die
speziell bevorzugten Beispiele an zwitterionischen Tensiden haben
folgende Formel:
wobei R
2 8
bis 16 Kohlenstoffatome enthält
mit durchschnittlich 10 bis 13 Kohlenstoffatomen, jedes R
3 ausgewählt
ist aus der Gruppe bestehend aus Alkyl- und Hydroxyalkylgruppen
mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen und R
4 eine
gesättigte
Alkylen- oder Hydroxyalkylengruppe
ist mit 2 bis 5 Kohlenstoffatomen und wobei die Hydroxygruppe in
der genannten Hydroxyalkylengruppe an ein Kohlenstoffatom gebunden
ist, welches vom Stickstoffatom durch mindestens eine Methylengruppe
getrennt ist.
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Die
wasserlöslichen
Betain-Tenside sind ein weiteres Beispiel für ein erfindungsgemäß geeignetes
zwitterionisches Tensid. Diese Stoffe haben die allgemeine Formel:
wobei R
1 eine
Alkylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen ist; R
2 und
R
3 jeweils Niederalkylgruppen mit 1 bis
4 Kohlenstoffatomen sind und R
4 eine Alkylengruppe
ist, ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus Methylen-, Propylen-, Butylen- und
Pentylengruppe.
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Beispiele
geeigneter Betainverbindungen dieses Typs beinhalten Dodecyldimethylammoniumacetat,
Tetradecyldimethylammoniumacetat, Hexadecyldimethylammoniumacetat,
Alkyldimethylammoniumacetat mit einer durchschnittlichen Alkylgruppenlänge von
14,8 Kohlenstoffatomen, Dodecyldimethylammoniumbutanoat, Tetradecyldimethylammoniumbutanoat,
Hexadecyldimethylammoniumbutanoat, Dodecyldimethylammoniumhexanoat,
Hexadecyldimethylammoniumhexanoat, Tetrade cyldimethylammoniumpentanoat
und Tetradecyldipropylammoniumpentanoat. Besonders bevorzugte Betain-Tenside
umfassen Dodecyldimethylammoniumacetat, Dodecyldimethylammoniumhexanoat,
Hexadecyldimethylammoniumacetat und Hexadecyldimethylammoniumhexanoat.
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Geeignete
kationische Detergenzien sind solche mit der Formel RN(R2)3 +X–,
wobei R eine Alkylkette mit 8 bis 20 Kohlenstoffatomen ist und jedes
R2 ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend
aus Alkyl- und Alkanolgruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und
Benzylgruppen, wobei normalerweise nicht mehr als eine Benzylgruppe
vorhanden ist. Zwei R2-Gruppen können durch
entweder eine Kohlenstoff-Kohlenstoffether- oder eine Iminobindung
verbunden sein, um eine Ringstruktur zu bilden. X stellt ein Halogenatom,
eine Sulfatgruppe, eine Nitratgruppe oder eine andere Pseudohalogengruppe
dar. Spezielle Beispiele sind Kokosnussalkyltrimethylaminchlorid, Dodecyldimethylbenzylbromid
und Dodecylmethylmorpholinochlorid.
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Der Detergenzbuilder
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Detergenzbuilder,
d.h. Buildersalze, sind essentiell für die hier beschriebenen wässrigen
Reiniger und umfassen 5 bis 20 Gew.-% der wässrigen Zusammensetzungen.
Die geeigneten Builder sind wasserlöslich oder wasserdispersibel
und umfassen organische und anorganische Salze. Gemische von organischen
und anorganischen Salzen können
benutzt werden.
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Geeignete
anorganische alkalische Buildersalze, die erfindungsgemäß allein
oder in Gemischen verwendet werden können, umfassen Alkalimetallcarbonate,
-borate, -pyrophosphate, -orthophosphate, -polyphosphate, -phosphonate,
-bicarbonate, -polyacetate, -carboxylate, -polycarboxylate, -polyacetylcarboxylate,
-carboxymethyloxysuccinate, -carboxymethyloxymalonate, -ethylendiamin-N,N-dibernsteinsäuresalze,
-polyepoxysuccinate, -oxydiacetate, -triethylentetraminhexaessigsäuresalze,
-N-Alkyliminodiacetate oder -dipropionate, -alpha-Sulfofettsäuresalze,
-dipicolinsäuresalze,
oxidierte Alkalimetallpolysaccharide, -polyhydroxysulphonate, -silicate und
Gemische davon. Spezielle Beispiele an Buildern beinhalten Natrium-
und Kaliumtripolyphosphat, Phosphate und Hexametaphosphate. Ammonium- oder
substituierte Ammonium-, z.B. Triethanolammonium-, -salze dieser
Stoffe können
ebenfalls verwendet werden. Andere spezielle Beispiele von geeigneten
Salzen sind Natriumsesquicarbonat, Natriumcarbonat, Natriumtetraborat,
Natrium- und Kaliumpyrophosphat und Natrium- und Ammoniumbicarbonat. Die
erfindungsgemäß bevorzugt
verwendeten Alkalibuilder sind die Alkalimetallphosphate, -carbonate, -silicate,
-polyphosphate und -sesquicarbonate. Am meisten bevorzugt sind Natriumtripolyphosphat,
Trinatriumphosphat, Natriumsesquicarbonat und Gemische davon.
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Geeignete
erfindungsgemäß verwendete
organische alkalische Buildersalze (allein oder in Mischungen) sind
Alkalimetall-, Ammonium- oder substituierte Ammoniumaminocarboxylate:
z.B. Natrium- und Kalium-ethylendiamintetraacetat, Natrium- und Kalium-N-(2-hydroxyethyl)ethylen-
und -diamintriacetate, Natrium- und Kaliumnitrilotriacetate und
Natrium-, Kalium- und Triethylammonium-N-(2-hydroxyethyl)-nitrilodiacetate.
Die Alkalimetall-, Ammonium- und Alkanolammoniumsalze der Zitronensäure können entsprechend
benutzt werden. Die Alkalimetallsalze der Phytonsäure, z.B.
deren Natriumsalze, sind ebenso geeignet als organische komplexbildende
Alkalibuildersalze.
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Polyphosphonate
sind ebenfalls wertvolle erfindungsgemäß verwendete Builder, besonders
die Natrium- und Kaliumsalze der Ethan-1-hydroxy-1,1-diphosphonsäure, die
Natrium- und Kaliumsalze der Methylendiphosphonsäure und die Natrium- und Kaliumsalze
der Ethan-1,1,2-triphosphonsäure.
Andere Beispiele sind die Alkalimetallsalze der Ethan-2-carboxy-1,1-diphosphonsäure, der
Hydroxymethandiphosphonsäure,
der Carbonyldiphosphonsäure,
der Ethan-1-hydroxy-1,1,2-triphosphonsäure, der Ethan-1-hydroxy-1,1,2-triphosphonsäure, der
Propan-1,1,3,3-tetraphosphonsäure,
der Propan-1,1,2,3-tetraphosphonsäure und der Propan-1,2,2,3-tetraphosphonsäure.
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Die
geeigneten Builder können
so gestaltet werden, dass sie entweder Phosphathaltige oder Phosphat-freie
Reinigungszusammensetzungen bereitstellen, wobei Phosphat-haltige
Zusammensetzungen vom Standpunkt der Schmutzentfernung aus zu bevorzugen
sind.
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Andere
Beispiele für
geeignete Alkali-Detergenzbuilder beinhalten solche, die in der
US-PS 3,309,319 von Spalte
4, Zeile 44 bis Spalte 5, Zeile 9 beschrieben sind.
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Kann-Komponenten
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Die
erfindungsgemäßen Rezepturen
können Ammonium-
und Alkalimetallsalze von Fettsäuren beinhalten,
wie z.B. Mono- oder Diethanolammonium-, Natrium- und Kaliumsalze
der Kokosnussfettsäuren.
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Germizide
können
den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen
einverleibt werden, wenn der Reiniger für spezielle Anwendungen bestimmt
ist, wie die Reinigung von Badezimmerfliesen. Veranschaulichende
Germizide sind in der
US-PS 3,882,038 beschrieben.
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Bei
den antimikrobiellen oder desinfizierenden Rezepturen ist der Zweck
der quaternären
Ammoniumdesinfektionsmittel die Verminderung der Vermehrung oder
das Abtöten
von Gram-positiven und Gram-negativen Organismen, denen man z.B.
in Küchenumgebungen
begegnet. Diese Desinfektionsmittel sind ebenfalls nützlich erfolgreich
beim Abtöten von
Schimmelpilzen, Hefen und Pilzen. Solche geeigneten Desinfektionsmittel
beinhalten BTC 8358, welches N-Alkyl- (50% C
14,
40% C
12 und 10% C
16)-Dimethylbenzylammoniumchlorid
ist, im Handel erhältlich
von der Stepan Company, Northfield, Illinois. Andere quaternäre Ammoniumverbindungen
können
jedes der gutbekannten Klasse der quaternären Ammoniumgermizide sein,
beschrieben durch die Formel:
wobei mindestens einer der
Reste R
1, R
2, R
3 und R
4 ("die 'R'-Gruppen") ein hydrophober, aliphatischer, Aryl-aliphatischer
Rest oder aliphatischer Arylrest mit 6 bis 26 Kohlenstoffatomen
ist, der gesamte Kationenanteil des Moleküls ein Molekulargewicht von mindestens
165 hat und die restlichen R-Gruppen hydrophobe, aliphatische, Aryl-aliphatische
Rest oder aliphatische Aryleste mit 6 bis 26 Kohlenstoffatomen sind.
Die hydrophoben Reste können
langkettige Alkyl-, langkettige Alkoxyaryl-, langkettige Alkylaryl-, Halogen-substituierte
langkettige Alkylaryl-, langkettige Alkylphenoxyalkyl-, Arylalkylgruppen
usw. sein. Die restlichen Reste am Stickstoffatom außer den
hydrophoben Resten sind Substituenten mit Kohlenwasserstoffstruktur,
die im Allgemeinen insgesamt nicht mehr als 12 Kohlenstoffatome
enthal ten. Der Rest X in der vorstehenden Formel ist ein beliebiger Salz-bildender
anionischer Rest.
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Geeignete
quaternäre
Ammoniumverbindungen der vorstehenden Beschreibung beinhalten Alkylammoniumhalogenide
wie Cetyltrimethylammoniumbromid, Alkylarylammoniumhalogenide wie
Octadecyldimethylbenzylammoniumbromid, N-Alkylpyridiniumhalogenide
wie N-Cetylpyridiniumbromid und dergleichen. Andere geeignete Arten
von quaternären
Ammoniumsalzen beinhalten solche, bei denen das Molekül entweder
Amid- oder Esterbindungen wie Octylphenoxyethoxyethyldimethylbenzylammoniumchlorid,
N-(Laurylkokosnussaminoformylmethyl)-pyridiniumchlorid, usw. enthält. Andere
sehr effektive Arten von quaternären
Ammoniumgermiziden sind solche, bei denen der hydrophobe Rest charakterisiert
ist durch einen substituierten aromatischen Kern wie im Falle von
Lauryloxyphenyltrimethylammoniumchlorid, Cetylaminophenyltrimethylammoniummethosulfat,
Dodecylphenyltrimethylammoniummethosulfat, Dodecylbenzyltrimethylammoniumchlorid,
chloriertes Dodecylbenzyltrimethylammoniumchlorid und dergleichen.
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Bevorzugte
quaternäre
Ammoniumgermizide der vorstehend beschriebenen allgemeinen Art sind
die quaternären
langkettigen Alkyldimethylbenzylammoniumsalze, die quaternären Alkylphenoxyalkoxyalkyldimethylbenzylammoniumsalze,
die N-(Acylkokosnussaminoformylmethyl)-pyridiniumhalogenide,
die langkettigen Alkyltrimethylamoniumhalogenide, die langkettigen
Alkylbenzyldimethylbenzylammoniumhalogenide und die langkettigen
Alkylbenzyldiethylethanolammoniumhalogenide, bei denen der Alkylrest
8-18 Kohlenstoffatome enthält.
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Noch
weitere veranschaulichende geeignete quaternäre Ammoniumgermizide sind:
Dioctyldimethylammoniumchlorid, Octyldecyldimethylammoniumchlorid,
Didecyldimethylammoniumchlorid, (C12-C18)-n-Alkyldimethylbenzylammoniumchlorid, (C12-C18)-n-Alkyldimethyl(ethylbenzyl)ammoniumchlorid
und (C12-C18)-n-Alkyldimethylbenzylammoniumsaccharinat.
Dies ist keine abschließende
Liste und andere quaternäre
Ammoniumsalze mit germizider Aktivität sind ausreichend. Das erfindungsgemäß verwendete
quaternäre
Ammoniumsalz muss nicht einheitlich sein, sondern kann auch eine
Mischung aus zwei oder mehr quaternären Ammoniumsalzen sein. Die
Menge, in Gewichtsprozent, des quaternären Ammoniumsalzes, entweder
als einfache Einheit oder als Mischung, ist normalerweise 0,1% bis
2,0%. Das bevorzugte quaternäre
Ammoniumgermizid ist ein Gemisch aus 34 Gew.-% C12 und
16 Gew.-% C14-n-Alkyldimethyl(ethylbenzyl)ammoniumchlorid und
30 Gew.-% C14, 15 Gew.-% C16,
2,5 Gew.-% C12 und 2,5 Gew.-% C18 n-Alkyldimethylbenzylammoniumchlorid.
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Andere
Kann-Komponenten beinhalten 0,01 bis 10 Gew.-% Monoalkylamine mit
1 bis 4 Kohlenstoffatomen, Dialkylamine mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen
in jedem Alkylrest, Trialkylamine mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen
in jedem Alkylrest, Mono-, Di- und
Trialkanolamine mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen in jedem Alkylrest,
Cycloalkylamine und Morpholin.
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Bei
vielen Anwendungen wird es sehr wünschenswert sein, einen Schaumunterdrücker als
Inhaltsstoff in die wässrigen
flüssigen
Reiniger zu geben. Der Zweck dieses Inhaltsstoffes ist es, das Erfordernis
zum wiederholten Spülen
einer Oberfläche nach
deren Waschen auszuschließen,
um alle sichtbaren Spuren des Tensids zu entfernen. Die Zusammensetzung
sollte 1 bis 3% des Schaumunterdrückers enthalten, wenn dieser
verwendet wird. Ein Beispiel eines geeigneten Schaumunterdrückers ist ein
Tensid, welches das Kondensationsprodukt eines geradkettigen, statistischen,
sekundären
Alkohols mit einer Kettenlänge
von 11 bis 15 Kohlenstoffatomen und mit einer durchschnittlichen
Länge von
12 bis 15 Kohlenstoffatomen mit 0 bis 3 Mol Ethylenoxid ist. Es
gibt eine bestimmte Beziehung zwischen der Menge an primärem Tensid
und der Menge an Schaumunterdrücker,
welche verwendet werden sollte. Es sind 1 bis 3%, bevorzugt 1 bis
2% des Schaumunterdrückers
in der Zusammensetzung und das Verhältnis des primären Tensids
zum Schaumunterdrücker
reicht von 4:1 bis 0,7:1, vorzugsweise von 2:1 bis 1:1 und am meisten
bevorzugt von 1,5:1 bis 1:1.