DE68921094T2

DE68921094T2 - Viskoelastische Detergentzusammensetzungen mit langen Relaxationszeiten.

Info

Publication number: DE68921094T2
Application number: DE68921094T
Authority: DE
Inventors: William L Smith
Original assignee: Clorox Co
Current assignee: Clorox Co
Priority date: 1988-05-20
Filing date: 1989-04-03
Publication date: 1995-06-08
Anticipated expiration: 2009-04-04
Also published as: US5389157A; EP0342786A2; ES2069578T3; EP0342786A3; DE68921094D1; US4900467A; AR244326A1; JP2908466B2; CA1323274C; JPH01319600A; ATE118538T1; EP0342786B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verdickungsmittel für Reinigungsmittel, wobei das Verdickungsmittel eine Scherverflüssigungs- (shear thinning) und viskoelastische Rheologie mit langen Relaxationszeiten besitzt, und insbesondere damit verdickte Reinigungsmittel, die ein Bleichmittel enthalten und die so zubereitet sind, daß sie als Abflußreiniger von Nutzen sind oder, die so zubereitet sind, daß sie als Reinigungsmittel für harte Oberflächen von Nutzen sind.
Auf dem Fachgebiet wurde häufig das Problem bearbeitet, ein verdicktes Reinigungsmittel zu entwickeln, das ein Bleichmittel enthalten kann und als Reiniger für harte Oberflächen von Nutzen sein kann. Die Effektivität solcher Mittel wird durch viskose Zubereitungen stark verbesert, welche die Verweilzeit des Reinigers erhöhen. Das Verspritzen während der Applikation und der Verwendung wird minimiert, und die Bevorzugung eines dickflüssigen Produkts durch den Verbraucher ist gut dokumentiert. In dem US-Patent 4 375 421 von Rubin et al. wird ein viskoses kein Hypochlorit enthaltendes Mittel beschrieben, das mindestens 5 % Amido- und Sulfobetaine sowie wasserlösliche organische oder anorganische Salze, wie Sulfate und Carbonate, enthält. Alkarylsulfonate sind speziell als mögliche grenzflächenaktive Mittel für das Mittel erwähnt. Rubin et al. ist jedoch dahingehend unterscheidbar, daß darin nicht beschrieben wird, daß die Mittel viskoelastisch sind, und Alkylbetaine sind spezifisch von denen, die nützlich sind, ausgenommen. Von Schilp, US-Patent 4 337 163, wird ein Hypochlorit, verdickt mit einem Aminoxid oder einer quaternären Ammoniumverbindung, und eine Seife aus gesättigter fettsäure beschrieben, und es wird erwähnt, daß ein C&sub8;&submin;&sub1;&sub8;-Alkylbetain in Mengen eingearbeitet werden kann, die etwa der des Aminoxids (1,5 Gew.-%) gleich sind. Stoddart, US-Patent 4 576 728, beschreibt ein verdicktes Hypochlorit, das 3- oder 4-Chlorbenzoesäure, 4-Brombenzoesäure, 4-Toluylsäure und 3-Nitrobenzoesäure in Kombination mit einem Aminoxid enthält, und erwähnt, daß ein C&sub8;&submin;&sub1;&sub8;-Alkylbetain in Mengen eingearbeitet werden kann, die etwa der des Aminoxids (1,5 Gew.-%) gleich sind. Weder Schilp noch Stoddart beschreiben irgendwelche Vorteile hinsichtlich des Verdickens oder der Rheologie durch den wahlweisen Zusatz ihrer Betaine. DeSimone, US-Patent 4 113 645, beschreibt ein Verfahren zur Dispersion eines Duftstoffs in Hypochlorit unter Verwendung einer quaternären Ammoniumverbindung. Bentham et al., US-Patent 4 399 050, beschreiben Hypochlorit, verdickt mit bestimmten carboxylierten grenzflächenaktiven Mitteln, Aminoxiden und quaternären Ammoniumverbindungen. Jeffrey et al., GB-A-1 466 560 beschreiben ein Bleichmittel mit einem Verdickungsmittel, umfassend ein Sarcosinat- oder Taurid-grenzflächenaktives Mittel sowie eine Seife, quaternäre Ammoniumverbindung, Betain, Aminoxid oder Alkanolamid. Farkas, US-Patent 2 834 737, beschreibt ein unverdünntes Hypochloritbleichmittel mit etwa 0,05 bis 1 % eines C&sub1;&sub0;&submin;&sub1;&sub6;-Alkylbetains als Schaummittel und um den Geruch des Hypochlorits zu maskieren. Hynam, US-Patent 3 684 722, beschreibt ein Alkalimetall-Hypochlorit, das durch ein grenzflächenaktives Mittel verdickt ist, welches ein C&sub8;&submin;&sub1;&sub8;-Alkylbetain und eine C&sub8;&submin;&sub1;&sub8;- Seife sein kann. Hardy et al., EP-A-129 980, beschreiben Hypochlorit, ein Aminoxid oder Betain und eine quaternäre Organosilicium-Ammoniumverbindung als Bactericid; es ist beschränkt auf eine Ionenstärke unter etwa 5,0 g mol/dm³. Gray, GB-A-1 548 379, beschreibt ein verdicktes Bleichmittel, das ein Saccharose-grenzflächenaktives Mittel mit einer quaternären Ammoniumverbindung, einem Aminoxid, einem Betain, einem Alkanolimid oder Kombinationen davon enthält.
EP-A-0 317 066, veröffentlicht am 24.05.89, beschreibt ein viskoelastisches verdicktes wäßriges Reinigungsmittel, umfassend eine aktive Reinigungsverbindung, eine quaternäre Ammoniumverbindung und ein organisches Gegenion. Eine spezielle Zubereitung umfaßt Cetyltrimethylammoniumchlorid, Cetylbetain, 4-Chlorbenzoesäure und Natriumxylolsulfonat. In GB- A-1 049 734 wird eine wäßrige homogene flüssige Detergenszusammensetzung beschrieben, umfassend 1 bis 40 Gew.-% eines Sulfobetaindetergens als grenzflächenaktives Mittel, 0 bis 40 Gew.-% eines mehrwertigen Elektrolyten und eine organische Verbindung, um das grenzflächenaktive Mittel zu solubilisieren. Die organische Solubilisierungsverbindung wird ausgewählt aus Carboxylaten, Ethylbenzolphosphonaten und furoaten. Die Rheologie der Zusammensetzungen wird nicht diskutiert.
FR-A-2 409 303 beschreibt ein wäßriges gefärbtes Bleichmittel, in dem bleichstabile Pigmentteilchen durch eine Trägerphase mit einer Flockenstruktur in stabiler Suspension gehalten werden, beispielsweise durch eine geflockte Calciumseife einer fettsäure, stabilisiert durch Micellenkomplexe, die sich beispielsweise zwischen Alkalimetall-Fettsäureseifen und grenzflächenaktiven Mitteln, wie Betainen, bilden.
Aus verschiedenen Gründen haben sich die verdickten Hypochloritzusammensetzungen des Standes der Technik kommerziell nicht durchgesetzt. In vielen fällen ist das Verdicken nicht ausreichend, um die gewünschte Verweilzeit auf nicht-horizontalen Oberflächen bereitzustellen. Die Zugabe von Komponenten und/oder die Modifikation der charakteristischen Eigenschaften gelöster Komponenten ergibt oft zusätzliche Probleme mit der Zusammensetzung, wie Synärese, die als Versuch, diese Probleme zu korrigieren, die Zugabe weiterer Komponenten erforderlich machen. Polymer-verdickte Hypochlorit-Bleichzusammensetzungen haben die Tendenz, durch Hypochlorit oxidiert zu werden. Verdickte Bleichprodukte des Standes der Technik weisen im allgemeinen bei erhöhten (oberhalb etwa 49ºC) und/oder niedrigen (unter etwa 2ºC) Lagertemperaturen Phaseninstabilität auf. Schwierigkeiten bestehen bei kolloidalen Verdickungsmitteln darin, daß diese dazu tendieren, entweder Falscher-Körper- oder thixotrope Rheologien aufzuweisen, was bei hohen Viskositäten zu einer Tendenz zum Absetzen (Set-up) oder Hartwerden führen kann. Andere Hypochloritzusammensetzungen des Standes der Technik werden mit grenzflächenaktiven Mitteln verdickt und können Hypochlorit-Stabilitätsprobleme aufweisen. Verdickungssysteme mit grenzflächenaktiven Mitteln sind außerdem nicht kostengünstig, wenn sie in den Anteilen verwendet werden, die notwendig sind, um die gewünschten Werte für die Viskosität des Produktes zu erreichen. In der europäischen Patentanmeldung 204 472 von Stoddart werden scherverflüssigende Zusammensetzungen beschrieben, und es wird versucht, die Viskoelastizität in solchen scherverdünnenden Zusammensetzungen zu vermeiden.
Abflußreiniger des Standes der Technik sind mit einer Vielzahl von aktiven Inhaltsstoffen zubereitet worden, um die Entfernung einer Vielzahl von Materialien, die zum Verstopfen oder zu Hindernissen in Abflüssen führen, zu erreichen. Solche aktiven Inhaltsstoffe können Säuren, Basen, Enzyme, Lösungsmittel, Reduktionsmittel, Oxidationsmittel und thioorganische Verbindungen umfassen. Beispiele für solche Zusammensetzungen sind: die US-Patente 4 080 305 von Holdt et al., 4 395 344 von Maddox, 4 587 032 von Rogers, 4 540 506 von Jacobson et al., 4 610 800 von Durham et al. und die europäischen Patentanmeldungen 0 178 931 und 0 185 528, beide von Swann et al. Generell haben die auf diesem Gebiet arbeitenden Personen ihre Anstrengungen auf aktive Inhaltsstoffe oder Kombinationen von aktiven Inhaltsstoffen gerichtet, die die Effizienz oder Geschwindigkeit verbessern, wenn sie an typischerweise bei Verstopfungen anzutreffenden Materialien verwendet werden; oder die in der Verwendung sicherer sind. Ein Problem dieses Ansatzes besteht jedoch darin, daß unabhängig von der Effektivität des aktiven Inhaltsstoffes, falls das Mittel der Verstopfung nicht vollständig zugeführt wird, die Effektivität des aktiven Inhaltsstoffes vermindert wird. Dies ist inbesondere offensichtlich, wenn der verstopfte Abfluß zu einer Pfütze von stehendem Wasser führt und wenn das zu diesem stehenden Wasser zugegebene Mittel zur Abflußöffnung dadurch erheblich verdünnt wird. In den obigen europäischen Patentanmeldungen von Swann et al. wird ein Versuch beschrieben, dieses Problem der Zuführung zu überwinden, indem die aktiven Inhaltsstoffe in Polymerkugeln eingekapselt werden. Die Patente von Rogers und Durham et al. betreffen das Problem der Zuführung und erwähnen, daß ein Verdickungsmittel verwendet wird, um die Viskosität der Lösung zu erhöhen und die Verdünnung zu vermindern. In ähnlicher Weise ist ein Verdickungsmittel ggf. in der Zubereitung von Jacobson et al. enthalten.

Zusammenfassung der vorliegenden Erfindung

Hinsichtlich des Standes der Technik besteht ein Bedarf an einem verdickten Reinigungsmittel mit einer Scherverflüssigungs-Rheologie und mit viskoelastischer Rheologie, das eine lange Relaxationszeit aufweist. Es besteht weiterhin ein Bedarf für ein viskoelastisches verdicktes Reinigungsmittel, das Bleichmittel- und phasenstabil ist, selbst bei hohen Viskositäten und niedrigen Temperaturen, und das wirtschaftlich zubereitet werden kann.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein viskoelastisches verdicktes Reinigungsmittel bereitzustellen.
Es ist weiterhin Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Reinigungsmittel bereitzustellen, das aufgrund einer viskoelastischen Rheologie als Abflußreiniger nützlich ist.
Es ist weiterhin Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein hocheffektives Abflußreinigungsmittel bereitzustellen.
Es ist weiterhin Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein viskoelastisches verdicktes Reinigungsmittel bereitzustellen, das während der normalen Lagerung und bei erhöhten oder sehr tiefen Temperaturen phasenstabil ist, selbst in Gegenwart eines Bleichmittels.
Es ist weiterhin Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine stabile verdickte Hypochloritzusammensetzung mit einer viskoelastischen Rheologie bereitzustellen.
Es ist weiterhin Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein viskoelastisches Verdickungssystem bereitzustellen, das sowohl bei hohen als auch niedrigen Ionenstärken effektiv ist.
Es ist weiterhin Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Reinigungsmittel mit viskoelastischer Rheologie bereitzustellen, um das Füllen von Behältern während der Herstellung zu vereinfachen und um die Entnahme bzw. Verteilung durch den Verbraucher zu erleichtern.
Es ist weiterhin Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Mittel bereitzustellen, das eine viskoelastische Rheologie und eine lange Relaxationszeit aufweist, um unangenehme Fließeigenschaften, die bei solchen viskoelastischen Rheologien inhärent sind, zu maskieren.
Kurz gesagt, umfaßt eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein stabiles Reinigungsmittel wie im beigefügten Patentanspruch 1 mit einer viskoelastischen Rheologie, enthaltend in wäßriger Lösung:
(a) eine aktive Reinigungsverbindung, die in einer für das Reinigen wirksamen Menge vorliegt;
(b) 0,1 bis 10 Gew.-% eines Betains oder Sulfobetains mit einer C&sub1;&sub4;&submin;&sub1;&sub8;-Alkylgruppe oder einer C&sub1;&sub0;&submin;&sub1;&sub8;-Alkylamino oder Alkylamidogruppe; und
(c) ein ausgewähltes anionisches organisches Gegenion, wobei das organische Gegenion in einem Molverhältnis zu Komponente (b) zwischen 1:10 und 3:1 vorliegt.
Es sollte beachtet werden, daß der Ausdruck "Reinigen", wie er hier verwendet wird, sich generell auf eine chemische, physikalische oder enzymatische Behandlung bezieht, die zu der Verringerung oder Entfernung von unerwünschtem Material führt, und "Reinigungsmittel" schließt speziell abflußöffnende Mittel, Reiniger für harte Oberflächen und bleichende Mittel ein. Das Reinigungsmittel kann aus einer Vielzahl von chemisch, physikalisch oder enzymatisch reaktiven aktiven Inhaltsstoffen bestehen, einschließlich Lösungsmittel, Säuren, Basen, Oxidationsmittel, Reduktionsmittel, Enzyme, Detergentien und thioorganische Verbindungen.
Die Viskoelastizität wird dem Reinigungsmittel durch ein binäres System verliehen, das ein Betain oder Sulfobetain mit einer C&sub1;&sub4;&submin;&sub1;&sub8;-Alkylgruppe oder einer C&sub1;&sub0;&submin;&sub1;&sub8;-Alkylamino- oder -Alkylamidogruppe und ein ausgewähltes anionisches organisches Gegenion, von dem angenommen wird, das es längliche Micellen fördert, einschließt. Vorzugsweise ist das Betain ein C&sub1;&sub4;&submin;&sub1;&sub8;-Alkylbetain. Das Gegenion wird aus einer Gruppe, bestehend aus C&sub2;&submin;&sub1;&sub0;-Alkylsulfonaten, Arylsulfonaten, sulfatierten Aryl- oder C&sub2;&submin;&sub1;&sub0;-Alkylalkoholen und Gemischen davon ausgewählt. Am meisten bevorzugt ist das Gegenion ein Arylsulfonat, z.B. Natriumxylolsulfonat. Das Gegenion kann Substituenten beinhalten, die gegenüber der aktiven Reinigungsverbindung chemisch stabil sind. Vorzugsweise sind die Substituenten Alkyl- oder Alkoxygruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, Halogenatomen oder Nitrogruppen, die alle gegenüber den meisten aktiven Inhaltsstoffen, einschließlich Hypochlorit, stabil sind. Die Viskosität der Zubereitungen der vorliegenden Erfindung kann von etwas höher als die von Wasser bis zu mehreren Tausend Centipoise (cP) reichen. Bevorzugt vom Standpunkt des Verbrauchers aus ist ein Viskositätsbereich von 20 cP bis 1000 cP, mehr bevorzugt 50 cP bis 500 cP.
Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Mittel gemäß dem beigefügten Anspruch 6 und ein Verfahren zur Abflußreinigung, wobei das Mittel in wäßriger Lösung umfaßt:
(a) einen aktiven Inhaltsstoff zur Öffnung von Abflüssen;
(b) ein Betain oder Sulfobetain mit einer C&sub1;&sub4;&submin;&sub1;&sub8;-Alkylgruppe oder eine C&sub1;&sub0;&submin;&sub1;&sub8;-Alkylamino- oder -Alkylamidogruppe; und
(c) ein ausgewähltes anionisches organisches Gegenion.
Das Mittel wird verwendet, indem man eine geeignete Menge in einen verstopfen Abfluß gießt. Das viskoelastische Verdickungsmittel bewirkt, daß die aktiven Komponenten zusammengehalten werden, dadurch wird ermöglicht, daß die Lösung sich mit sehr geringer Verdünnung durch das stehende Wasser bewegt. Das viskoelastische Verdickungsmittel führt auch zu erhöhten Durchsickerzeiten durch poröse oder teilweise Verstopfungen, was längere Reaktionszeiten ergibt und damit eine verbesserte Entfernung der Verstopfung. Die langen Relaxationszeiten erhöhen die Verbraucherakzeptanz des Produkts, und die Scherverflüssigung erleichtert das füllen und das Entnehmen bzw. Verteilen.
In einer dritten Ausführungsform kann die vorliegende Erfindung zubereitet werden als ein verdicktes Hypochlorit enthaltendes Mittel mit einer viskoelastischen Rheologie in Übereinstimmung mit Anspruch 1, das in wäßriger Lösung umfaßt:
(a) ein Hypochlorit-Bleichmittel;
(b) ein C&sub1;&sub4;&submin;&sub1;&sub8;-Alkylbetain oder C&sub1;&sub0;&submin;&sub1;&sub8;-Alkyl-, -Alkylamino- oder -Alkylamidosulfobetain; und
(c) ein ausgewähltes bleichmittelbeständiges anionisches organisches Gegenion.
Es ist ein Vorteil der vorliegenden Erfindung, daß das Reinigungsmittel verdickt ist mit einer viskoelastischen Rheologie.
Es ist ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung, daß das viskoelastische Verdickungsmittel chemisch stabil und phasenstabil in Gegenwart einer Vielzahl von aktiven Reinigungsverbindungen einschließlich Hypochlorit ist, und daß es diese Stabilität sowohl bei hohen als auch bei tiefen Temperaturen beibehält.
Es ist ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung, daß das Mittel stabil und viskoelastisch ist und relativ geringe Kosten aufweist und daß es aufgrund seiner langen Relaxationszeit den Anschein hat, sich sehr glatt gießen zu lassen, was die Verbraucherakzeptanz erhöhen kann.
Es ist ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung, daß das Mittel, wenn es als Abflußreiniger zubereitet ist, sich schnell mit geringer Verdünnung durch stehendes Wasser bewegt, wodurch die Wirksamkeit des Reinigers verbessert wird.
Es ist ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung, daß die verbesserte Wirksamkeit, die sich aus der viskoelastischen Rheologie ergibt, sicherere Abflußreiniger-Zubereitungen zuläßt mit geringeren Anteilen an aktiven Inhaltsstoffen oder weniger toxischen aktiven Inhaltsstoffen.
Weiterhin besteht ein Vorteil der vorliegenden Erfindung darin, daß das viskoelastische Verdickungsmittel sowohl bei hohen als auch bei niedrigen Ionenstärken effektiv ist.
Es ist weiterhin ein Vorteil des erfindungsgemäßen Mittels, daß das Scherverflüssigungsverhalten das füllen von Behältern und das Entnehmen bzw. Verteilen erleichtert.
Es ist noch ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Mittels, daß das Verdicken durch relativ geringe Anteile an grenzflächenaktivem Mittel erreicht wird, wodurch die chemische und physikalische Stabilität verbessert wird.
Diese und weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden zweifellos dem Fachmann nach der Lektüre der folgenden detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen deutlich werden.

Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen

In einer ersten Ausführungsform ist die vorliegende Erfindung ein verdickter viskoelastischer Reiniger, umfassend in wäßriger Lösung:
(a) eine aktive Reinigungsverbindung, die in einer für das Reinigen wirksamen Menge vorliegt;
(b) 0,1 bis 10 Gew.-% eines Betains oder Sulfobetains mit einer C&sub1;&sub4;&submin;&sub1;&sub8;-Alkylgruppe oder einer C&sub1;&sub0;&submin;&sub1;&sub8;-Alkylamino- oder Alkylamidogruppe; und
(c) ein ausgewähltes anionisches organisches Gegenion, wobei das organische Gegenion in einem Molverhältnis zu Komponente (b) zwischen 1:10 und 3:1 vorliegt und wobei das Mittel eine relative Elastizität zwischen 10 bis 500 s/Pa und eine Relaxationszeit größer als 5 s bei 25ºC aufweist.

Aktive Reinigungsverbindungen

Eine Anzahl Reinigungsverbindungen sind bekannt und sind mit dem viskoelastischen Verdickungsmittel kompatibel. Solche Reinigungsverbindungen wechselwirken mit ihren beabsichtigten Zielmaterialien entweder durch chemische oder enzymatische Reaktion oder durch physikalische Wechselwirkungen; dies wird nachfolgend zusammenfassend als Reaktionen bezeichnet. Zweckdienliche reaktive Verbindungen schließen daher Säuren, Basen, Oxidationsmittel, Reduktionsmittel, Lösungsmittel, Enzyme, thioorganische Verbindungen, grenzflächenaktive Mittel (Detergentien) und Gemische davon ein. Beispiele zweckdienlicher Säuren schließen ein: Carbonsäuren, wie Citronen- oder Essigsäure, schwache anorganische Säuren, wie Borsäure oder Natriumbisulfat, und verdünnte Lösungen starker anorganischer Säuren, wie Schwefelsäure. Falls vorhanden, muß die Säure ausreichend schwach und/oder verdünnt sein, um die Verminderung des pH-Werts des Mittels bis zu dem Punkt zu verhindern, an dem das Gegenion protoniert wird. Beispiele für Basen sind die Alkalimetallhydroxide, -carbonate und -silicate und speziell die Natrium- und Kaliumsalze davon. Oxidationsmittel, z.B. Bleichmittel, sind besonders bevorzugte aktive Reinigungsstoffe und können aus verschiedenen Halogen- oder Peroxy-Bleichmitteln ausgewählt werden. Beispiele geeigneter Peroxy-Bleichmittel sind Wasserstoffperoxid und Peressigsäuren. Beispiele für Enzyme sind Proteasen, Amylasen und Cellulasen. Zweckdienliche Lösungsmittel sind gesättigte Kohlenwasserstoffe, Ketone, Carbonsäureester, Terpene, Glykolether und dgl. Thioorganische Verbindungen, wie Natriumthioglycolat, können enthalten sein, um das Auflösen von Haar und anderen Proteinen zu unterstützen. Verschiedene nicht-ionische, anionische, kationische oder amphotere grenzflächenaktive Mittel können, wie auf dem fachgebiet bekannt, wegen ihrer Detergenseigenschaften enthalten sein. Beispiele sind Taurate, Sarcosinate und Phosphatester. Bevorzugte aktive Reinigungsstoffe sind Oxidationsmittel, insbesondere Hypochlorit, und Basen, wie Alkalimetallhydroxide. Am meisten bevorzugt ist ein Gemisch aus Hypochlorit und einem Alkalimetallhydroxid. Der aktive Reinigungsstoff wird in einer für das Reinigen wirksamen Menge zugegeben, die von 0,05 bis 50 Gew.-% reichen kann, in Abhängigkeit von dem aktiven Stoff. Die maximale Menge an aktivem Reinigungsstoff hängt davon ab, wie der aktive Inhaltsstoff mit den Betainmicellen, die sich in dem wäßrigen System bilden, in Wechselwirkung tritt. Beispielweise können wasserunlösliche Lösungsmittel oder andere organische Materialien, die im Inneren dieser Micellen solubilisiert werden, in einer molaren Menge vorhanden sein, die etwa der des Betains gleich ist. Große polare Moleküle, wie langkettige Alkohole oder Hilfs-grenzflächenaktive-Mittel (cosurfactants), die zwischen den Betainmolekülen in den Micellen solubilisiert werden, sind generell auf molare Konzentrationen unterhalb der des Betains beschränkt. Solche großen polaren Moleküle sind jedoch oft bevorzugt, da sie das Verdicken fördern oder andere Eigenschaften wie die Phasenstabilität verbessern. Kleine polarisierbare Verbindungen, wie Toluol und Butanol, die im Palisadenbereich der Micelle solubilisiert werden, können die Struktur der Micellen zerstören, die für die viskoelastische Verdickung verantwortlich sind, sie sind daher nicht bevorzugt. Der Palisadenbereich wird von M.J. Rosen in "Surfactants and Interfacial Phenomena", John Wiley & Sons, S. 125 (1978), als der Bereich "zwischen den hydrophilen Gruppen und den ersten paar Kohlenstoffatomen der hydrophoben Gruppen, die den äußeren Kern des Micelleninneren umfassen" definiert. Aktive Reinigungsstoffe, z.B. Natriumhypochlorit, die nicht aktiv mit den Betainmicellen in Wechselwirkung treten, werden nur durch ihre eigenen Löslichkeiten in Wasser eingeschränkt.

Betain

Wirksame Betaine schließen die C&sub1;&sub4;&submin;&sub1;&sub8;-Alkylbetaine und C&sub1;&sub4;&submin;&sub1;&sub8;-Alkylsulfobetaine ein. Besonders bevorzugt ist ein Cetyldimethylbetain (CEDB), wie Armotaine 16 (Warenzeichen für ein Produkt von AKZO Chemie America), das etwa 75 % C&sub1;&sub6;, 12 % C&sub1;&sub4; und 11 % C&sub1;&sub8; enthält. Es ist zu beachten, daß bei Bezugnahme auf Kohlenstoffkettenlängen des Betains oder irgendeiner anderen Verbindung hierin, die kommerziellen polydispersen formen betrachtet werden. D.h., eine gegebene Kettenlänge innerhalb des bevorzugten C&sub1;&sub4;&submin;&sub1;&sub8;-Bereichs wird hauptsächlich, aber nicht ausschließlich, die genau angegebene Länge haben. Der hierin unter Bezugnahme auf das Betain oder Sulfobetain verwendete Ausdruck "Alkyl" schließt sowohl gesättigte als auch ungesättigte Gruppen ein. Vollständig gesättigte Alkylgruppen sind in Gegenwart von Hypochlorit bevorzugt. C&sub1;&sub0;&submin;&sub1;&sub8;-Alkylamido- und -Alkylaminobetaine und Sulfobetaine mit C&sub1;&sub4;&submin;&sub1;&sub8;-Alkyl oder C&sub1;&sub0;&submin;&sub1;&sub8;-Alkyamino- oder -Alkylamidogruppen sind ebenfalls für die Verwendung in den erfindungsgemäßen Mitteln geeignet. Der pH des Mittels muß bei einem Wert gehalten werden, der hoch genug ist, um das Betain in seiner zwitterionischen Form zu halten. Das Sulfobetain ist bei niedrigeren pH- Werten funktionsfähig und ist daher bei solchen niedrigeren pH-Werten bevorzugt.
Das Betain wird in Anteilen von 0,1 bis 10,0 Gew.-% zugegeben, die in Kombination mit dem Gegenion für das Verdicken wirksam sind. Bevorzugt ist die Verwendung von 0,1 bis 5,0 % Betain und am meisten bevorzugt sind 0,15 bis 2,0 % Betain.

Gegenion

Das Gegenion ist ein anionisches organisches Gegenion, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus C&sub2;&submin;&sub1;&sub0;-Alkylsulfonaten, Arylsulfonaten, sulfatierten C&sub2;&submin;&sub1;&sub0;-Alkylalkoholen, sulfatierten Arylalkoholen und Gemischen davon. Die Arylverbindungen leiten sich von Benzol oder Naphthalin ab und können substituiert sein oder nicht. Die Alkylgruppen können verzweigt oder geradkettig sein und bevorzugt sind diejenigen mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen. Die Gegenionen können in Säureform zugegeben und in situ in die anionische Form umgewandelt werden, oder sie können in anionischer Form zugegeben werden. Geeignete Substituenten für die Alkyl- und Arylgruppen sind C&sub1;&submin;&sub4;-Alkyl- oder -Alkoxygruppen, Halogene, Nitrogruppen und Gemische davon. Substituenten, wie Hydroxy- oder Aminogruppen, sind für die Verwendung mit einigen aktiven Nicht-Hypochlorit-Reinigungsstoffen geeignet, wie Lösungsmittel, grenzflächenaktive Mittel und Enzyme. Falls vorhanden kann ein Substituent sich in jeder Position am Ring befinden. Wenn Benzol verwendet wird, sind die para-(4-) und meta-(3-)Positionen bevorzugt. In einigen Fällen kann der aktive Reinigungsstoff selbst in der Klasse der Gegenionen sein, die für die Verdickung wirksam sind. Das Gegenion wird in einer ausreichenden Menge zugegeben, um zu verdicken und zu einer viskoelastischen Rheologie zu führen und vorzugsweise in einer Menge zwischen 0,01 und 10 Gew.-%. Das Molverhältnis von Betain zu Gegenion beträgt zwischen 10:1 und 1:3. Ein bevorzugtes Molverhältnis von Betain zu Gegenion hängt von der Kettenlänge und Konzentration des Betains, der Art des Gegenions und der Ionenstärke der Lösung ab, sowie davon, ob das Hauptziel für das Mittel Phasenstabilitität oder Viskosität ist. Bei Verwendung von CEDB und Natriumxylolsulfonat beträgt ein bevorzugtes Molverhältnis von 2:1 bis 1:2. Ohne Beschränkung auf eine bestimmte Theorie wird angenommen, daß die anionischen Gegenionen die Bildung länglicher Micellen des Betains fördern. Diese Micellen können ein Netzwerk bilden, was zu effizientem Verdicken führt. Überraschenderweise wurde gefunden, daß das wie hier definierte, viskoelastische Verdicken auftritt, wenn das Gegenion, ausgewählt aus der oben beschriebenen Klasse, nur minimal oder nicht grenzflächenaktiv ist. Minimal oder nichtgrenzflächenaktive Gegenionen sind für die vorliegenden Zwecke so definiert, daß sie eine kritische Micellenkonzentration (critical micelle concentration, CMC) größer als etwa 0,1 M aufweisen, bestimmt in Wasser bei Raumtemperatur (etwa 21ºC). Die experimentellen Daten zeigen, daß die Gegenionen gemäß der vorliegenden Erfindung generell wasserlöslich sein sollten.
Tabelle I zeigt die Auswirkungen von Betain- und Gegenionkonzentrationen sowie der Art des Gegenions auf die Viskosität und Phasenstabilität. Das Betain ist in jedem Beispiel CEDB, und weiterhin sind etwa 5,5 bis 5,8 Gew.-% Natriumhypochlorit, 5 bis 6 Gew.-% Natriumchlorid und etwa 1,4 bis 1,9 Gew.-% Natriumhydroxid vorhanden. Außerdem wird auch der hohe Grad an Scherverflüssigung des Mittels verdeutlicht. Es ist zu beachten, daß die Zubereitungen 1 bis 3 in der Tat einen gewissen Grad an Scherverflüssigung aufgrund der Anwesenheit von Salzen, wie Natriumchlorid, aufweisen (siehe z.B. Zubereitung 3). In Tabelle I und den folgenden Tabellen II bis IV wurden die physikalischen Eigenschaften der Mittel nicht früher als zwei Tage, nachdem die Probe hergestellt wurde, gemessen, um genügend Zeit zu lassen, damit sich die verdickenden Strukturen des Mittels bilden. Tabelle I, Effekt der Gegenionen Gegenion Viskosität (cP) Anzahl Phasen Betain Gew.-% Gew.-% Bezeichnung Temp. (ºC) keines Tabelle I, Effket der Gegenionen (Fortsetzung) Gegenion Viskosität (cP) Anzahl Phasen Betain Gew.-% Gew.-% Bezeichnung Temp (ºC)
Betain = alkyldimethylbetain; Alkyl bedeutet 75 % C&sub1;&sub6;, 12 % C&sub1;&sub4; und 11 % C&sub1;&sub8;.
Zusätzlich du den obigen Salzen enthalten alle Zubereitungen 5,8 Gew.-% Natriumhypochlorit, 5,8 Gew.-% Natriumchlorid, 0,25 Gew.-% Natriumcarbonat, 1,5 Gew.-% Natriumhydroxid und 0,113 Gew.-% Natriumsilicat; Si&sub2;/Na&sub2;O = 3,22.
Die Viskositäten wurden bei 22 bis 26ºC mit einem Brookfield-Rotoviskometer, Modell LVTD, unter Verwendung einer zylindrischen Spindel #2 gemessen.
BA = Benzoesäure
BSA = Benzolsulfonsäure
TSA = Toluolsulfonsäure
SXS = Natriumxylolsulfonat
OSA = Octylsulfonat
* nicht erfindungsgemäß
Die Viskoelastizität des Verdickungsmittels einschließlich der Scherverflüssigung und der langen Relaxationszeiten verleiht dem Reinigungsmittel vorteilhafterweise ungewöhnliche Fließeigenschaften. Die Elastizität bedingt, daß am Ende des Gießens der Strom abbricht und in die Flasche zurückschnellt, anstatt sirupartige Streifen zu bilden. Außerdem erscheinen elastische fluide viskoser als ihre Viskosität angibt. Instrumente, die für oszillierende oder kontrollierte Spannungskriechmessungen geeignet sind, können verwendet werden, um die Elastizität zu quantifizieren. Einige Parameter können direkt gemessen werden (siehe Hoffmann und Rehage, Surfactant Science Series, 1987, Band 22, 209-239 und EP-A-204 472), oder sie können unter Verwendung von Modellen berechnet werden. Steigende Relaxationszeiten weisen auf steigende Elastizität hin, aber die Elastizität kann durch Erhöhen des Fließwiderstands gedämpft werden. Da der statische Schermodul ein Maß für den Fließwiderstand ist, wird das Verhältnis von Relaxationszeit (Tau) zu statischen Schermodul (GO) verwendet, um die relative Elastizität zu messen. Tau und GO können unter Verwendung des Maxwell-Modells aus den Oszillationsdaten berechnet werden. Tau kann auch berechnet werden, indem man den Kehrwert der Frequenz mit dem maximalen Verlustmodul (maximum loss modulus) nimmt. GO wird dann erhalten, indem man die komplexe Viskosität durch Tau dividiert. Um das viskoelastische Verdickungsmittel optimal auszunutzen, sollte Tau/GO (relative Elastizität) zwischen 10 bis 500 s/Pa, mehr bevorzugt zwischen 20 bis 250 s/Pa, liegen. Die relative Elastizität läßt sich variieren, indem man die Typen und Konzentrationen von Betain und Gegenionen variiert, und indem man die relativen Konzentrationen von Gegenionen und Betain anpaßt.
Einige Verbraucher mögen das Auftreten elastischer Fließeigenschaften nicht. Frühere Lehren, beispielsweise Stoddart, EP-A-204 472, strebten eine Minimierung der Elastizität an, um die Verbraucherakzeptanz zu verbessern. Eine Relaxationszeit von weniger als etwa 0,5 s bei 10ºC wurde als Obergrenze für die Bevorzugung durch den Verbraucher angesehen. Im Gegensatz zu diesen Lehren wurde überraschenderweise gefunden, daß Lösungen so hergestellt werden können, daß sie in akzeptabler Weise glatt erscheinen, indem man die Relaxationszeit stark vergrößert. Falls die Relaxationszeit (Tau) größer als 5 und vorzugsweise 10 s ist und Tau/GO zwischen 10 bis 500 s/Pa liegt, werden die unerwünschten Gießeigenschaften viskoelastischer Lösungen nicht beobachtet, und die Lösungen scheinen glatt zu fließen. Der andere Zugang auf dem Fachgebiet, um die Verbraucherakzeptanz viskoelastischer Mittel zu erhöhen, ist die Minimierung der Elastizität, wie z.B. in Stoddart, EP-A-204 472, beschrieben. Im Gegensatz dazu erfordert die vorliegende Erfindung keinerlei Verminderung der Elastizität, so daß die Lösungen die gesamten Vorteile einer solchen Elastizität für Anwendungen, wie abflußöffnende Zubereitungen, behalten.
Es ist zu beachten, daß hier angegebene Viskositäten Scherviskositäten sind, d.h. solche, die durch den Fließwiderstand senkrecht zum Spannungs- bzw. Schubvektor gemessen worden sind. Der Parameter, der jedoch die Rheologie der vorliegenden Erfindung am genauesten definiert, ist die Ausdehnungsviskosität (extensional viscosity), d.h. der uniaxiale Widerstand in Richtung des Spannungs- bzw. Schubvektors zu fließen. Da ein Mittel für die direkte Messung der Ausdehnungsviskosität in Lösungen, wie sie hierin beschrieben sind, bisher nicht zur Verfügung steht, wird der Parameter der relativen Elastizität (Tau/GO) als Näherung verwendet. Es sollte beachtet werden, daß, falls ein Mittel zur Messung der Ausdehnungsviskosität zugänglich werden wird, ein solches Mittel verwendet werden könnte, um den Bereich der vorliegenden Erfindung weitergehend zu definieren.
In einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein geeignetes Mittel zum Öffnen von Abflüssen bereitgestellt, umfassend in wäßriger Lösung:
(a) einen aktiven Stoff zum Öffnen von Abflüssen und die anderen Komponenten der vorstehend beschriebenen Mittel.
Tabelle II zeigt den Effekt der Zusammensetzung auf die Rheologie und die entsprechende Leistung beim Abflußreinigen. Letztere wird anhand zweier Parameter gemessen: (1) prozentuale Verdünnung, und (2) Fließgeschwindigkeit. Die prozentuale Verdünnung wird gemessen, indem man 20 ml des Mittels bei 23ºC in 80 ml stehendes Wasser gießt, und die sich ergebende Menge an unverdünntem Produkt mißt. Eine prozentuale Verdünnung von 100 % gibt an, daß sich das gesamte Produkt mit dem stehenden Wasser gemischt hat; eine prozentuale Verdünnung von 0 % gibt an, daß das gesamte Produkt die Verstopfung erreicht hat, ohne sich wesentlich mit dem stehenden Wasser zu vermischen. Die fließgeschwindigkeit wurde gemessen, indem man 100 ml des Mittels bei 24ºC durch ein Nr. 230 US-Mesh (63 um)- Sieb mit einem Durchmesser von 3,2 cm gießt, und die Zeit für das Passieren des Siebs aufzeichnet. Eine niedrige Fließgeschwindigkeit wird für einen Abflußreiniger bevorzugt, weil dies eine längere Kontaktzeit zwischen dem Abflußreiniger und porösen oder teilweise porösen Verstopfungen bedeutet. Eine bevorzugte prozentuale Verdünnung beträgt weniger als 25 %, mehr bevorzugt beträgt sie weniger als 10 % und am meisten bevorzugt beträgt sie weniger als 5 %. Eine bevorzugte Fließgeschwindigkeit ist kleiner als 100 ml/min, mehr bevorzugt ist sie kleiner als 50 ml/min. Die Rheologie wurde mit einem Bolin-VOR-Rheometer bei 25ºC mit der Oszillationsmethode gemessen. Die Viskosität ist die auf 0 Hz extrapolierte In-Phase-Komponente. Die Relaxationszeit, Tau, und der statische Schermodul, GO, wurden unter Verwendung des Maxwell-Modells berechnet. Wie vorstehend beschrieben, wird postuliert, daß das Verhältnis Tau/GO ein Maß für die relative Elastizität ist. Tabelle II Effekt der Zusammensezung auf die Rheologie und die Leistung des Abflußreinigers Betain Viskosität cP Tau Tau/GO %Verdünnung Fließgeschwindigkeit ml/min
Betain = Alkylbetain; Alkyl bedeutet 75 % C&sub1;&sub6;, 12 % C&sub1;&sub4; und 11 % C&sub1;&sub8;.
SXS = Natriumxylolsulfonat
Alle Zubereitungen enthalten 5,8 Gew.-% Natriumhypochlorit, 4,5 bis 6 Gew.-% Natriumchlorid, 0,25 Gew.-% Natriumcarbonat, 1,5 Gew.-% Natriumhydroxid und 0,113 Gew.-% Natriumsilicat; SiO&sub2;/Na&sub2;O = 3,22.
Die erfindungsgemäßen viskoelastischen Mittel stellen eine erhebliche Weiterentwicklung gegenüber den Mitteln des Standes der Technik dar, insofern, als die Elastizität anstelle der einfachen Viskosität der entscheidende Parameter für den Erfolg der Erfindung ist. Das viskoelastische Verdickungsmittel bringt überraschende Vorteile, wenn es als Abflußreiniger zubereitet wird. Da die elastischen Komponenten die Lösung zusammenhalten, bewegt es sich mit sehr geringer Verdünnung durch stehendes Wasser, und der Verstopfung wird ein hoher Prozentsatz an aktivem Stoff zugeführt. Die Elastizität führt zu einer höheren Zulieferungsrate des aktiven Stoffes als bei einer lediglich viskosen Lösung mit derselben Viskosität. Dies trifft selbst dann zu, wenn die Viskositätskomponente (GO) der Lösung gering ist. Viskosität alleine führt daher nicht zu einer guten Leistung, aber Elastizität alleine, und eine Lösung, die elastisch ist und eine gewisse Viskosität aufweist, ergibt eine überlegene Leistung. Solche ausschließlich viskosen Lösungen erreichen darüber hinaus nicht ihre höchsten Zuführungsraten, sofern die Viskosität nicht sehr hoch ist (über etwa 1000 cP). Daraus ergeben sich weitere Probleme, u.a. Schwierigkeiten bei der Entnahme bzw. beim Verteilen, bei niedrigen Temperaturen, schlechtes Eindringen in die Verstopfungen, verminderte Verbraucherakzeptanz und hohe Kosten, die mit dem Erreichen so hoher Viskositäten verbunden sind. Die Elastizität führt auch zu erhöhten Zeiten für das Durchsickern durch poröse oder teilweise Verstopfungen, wodurch überraschenderweise die Wirksamkeit eines Mittels zum Abflußöffnen erhöht wird.
In Tabelle III werden Leistung und Rheologie bei vier Zubereitungen verglichen: eine nicht-verdickte Kontrollzubereitung, eine nicht-elastische, verdickte Sarcosinatzubereitung, eine Zubereitung eines grenzflächenaktiven Mittels und einer Seife mit geringer Elastizität und eine erfindungsgemäße viskoelastische Zubereitung. Die Parameter der prozentualen Verdünnung und der fließgeschwindigkeit wurden wie in Tabelle II gemessen. Aus Tabelle III wird deutlich, daß die Zubereitungen 1, 2 und 3 hohe Werte für die prozentuale Verdünnung und relativ hohe Fließgeschwindigkeiten (Zubereitung I hat eine sehr hohe Fließgeschwindigkeit) aufweisen. Die prozentuale Verdünnung von Zubereitung 3 ist etwa 25mal größer als die der viskoelastischen erfindungsgemäßen Zubereitung 4. Dies ist überraschend, da die reine Viskositätskomponente (gemessen als GO) bei Zubereitung 4 viel geringer ist als bei den Zubereitungen 2 oder 3. Die überlegene Leistung der Zubereitung 4 scheint daher durch ihre größere Elastizität, gemessen durch Tau, bedingt zu sein. Tabelle III. Leistungsfähigkeit versus Rheologie Zubereitung Rheologie Viskosität Tau Tau/GO %Verdünnunga Fließgeschwindigkeitb nicht verdickt verdickt, nicht-elastisch verdickt, elastisch viskoelastisch
a. Prozentualer Anteil des Produktes, das durch stehendes Wasser hindurch die Verstopfung nicht erreicht. 20 ml Produkt bei 23ºC wurden in 80 ml stehendes Wasser gegossen.
b. Fließgeschwindigkeit des Produktes bei 23ºC durch ein 230 Mesh (63 um)-Sieb. Zubereitung Gew.-% Verbindung enthält keine Verdickungsmittel Sarcosinat(1) Laurinsäure Primarcor5980(2)
(1) Natriumlauroylsarcosinat
(2) Warenzeichen eines Produkts der Dow Chemical Co., umfassend ein Copolymer aus Acrylsäure und Ethylen
Alle Zubereitungen enthalten 5,8 Gew.-% Natriumhypochlorit, 1,75 Gew-% Natriumhydroxid, 5,8 Gew.-% Natriumchlorid und 0,11 Gew.-% Natriumsilicat (SiO&sub2;/Na&sub2;O = 3,22).
MDMAO = Myristyldimethylaminoxid
SXS = Natriumxylolsulfonat
CEDB = Cetyldimethylbetain
Den maximalen Nutzen aus der viskoelastischen Rheologie des erfindungsgemäßen Abflußreinigungsmittels erreicht man, wenn das Mittel eine höhere Dichte als Wasser hat, wodurch möglich wird, daß es sich durch stehendes Wasser hindurchbewegt. Während weniger dichten Mitteln immer noch die viskoelastische Rheologie zugute kommt, wenn sie bei Abflüssen mit porösen oder teilweisen Verstopfungen angewendet werden, wird der volle Nutzen erreicht, wenn das Mittel eine größere Dichte als Wasser besitzt. In vielen fällen wird diese Dichte erreicht, ohne daß ein Material zur Erhöhung der Dichte nötig ist. In Zubereitungen, die Natriumhypochlorit enthalten, ist beispielsweise genügend Natriumchlorid zusammen mit dem Hypochlorit vorhanden, um eine größere Dichte als Wasser zu erreichen. Wenn es notwendig ist, die Dichte zu erhöhen, ist ein Salz wie Natriumchlorid bevorzugt, und es wird in Anteilen von 0 bis 20 % zugesetzt.
Der reinigungsaktive Stoff ist eine Säure, Base, Lösungsmittel, Oxidationsmittel, Reduktionsmittel, Enzym, grenzflächenaktives Mittel oder thioorganische Verbindung oder Gemische davon, die zum Öffnen von Abflüssen geeignet sind. Solche Materialien schließen diejenigen, die vorstehend bei der ersten Ausführungsform beschrieben wurden, ein, die entweder so wirken, daß durch chemische Reaktion mit dem Verstopfungsmaterial dieses abgebaut wird oder eine höhere Wasserlöslichkeit oder Dispergierbarkeit erhält oder durch physikalische Wechselwirkung mit dem Verstopfungsmaterial, durch z.B. Adsorption, Absorption, Solvatation oder Erwärmen (d.h. um fett zu schmelzen) oder daß durch enzymatische Katalyse einer Reaktion die Verstopfung abgebaut oder stärker wasserlöslich oder dispergierbar wird. Besonders geeignet sind Alkalimetallhydroxide und -hypochlorite. Auch Kombinationen der vorstehend genannten sind geeignet. Der Abflußreiniger kann ebenfalls verschiedene auf dem Fachgebiet bekannte Zusatzstoffe enthalten, u.a. Korrosionsinhibitoren, Farbstoffe und Duftstoffe.
Ein bevorzugtes Beispiel für eine Zubereitung eines Abflußreinigers umfaßt:
(a> ein C&sub1;&sub4;&submin;&sub1;&sub8;-Alkylbetain oder Sulfobetain;
(b) ein anionisches organisches Gegenion wie obenstehend;
(c) ein Alkalimetallhydroxid;
(d) ein Alkalimetallsilicat;
(e) ein Alkalimetallcarbonat; und
(f) ein Alkalimetallhypochlorit.
Die Komponenten (a) und (b) umfassen das viskoelastische Verdickungsmittel und sind so wie oben bei der ersten Ausführungsform beschrieben. Das Alkalimetallhydroxid ist vorzugsweise Kalium oder Natriumhydroxid, und es liegt in einer Menge zwischen 0,5 und 20 % vor. Das bevorzugte Alkalimetallsilicat ist eines mit der formel M&sub2;O(SiO)n, worin M ein Alkalimetall bedeutet und n zwischen 1 und 4 beträgt. Vorzugsweise ist M Natrium, und n beträgt 3,2. Das Alkalimetallsilicat liegt in einer Menge von 0 bis 5 % vor. Das bevorzugte Alkalimetallcarbonat ist Natriumcarbonat in Anteilen zwischen 0 und 5 %. Etwa 1 bis 15 % Hypochlorit sind enthalten, vorzugsweise 4 bis 8,0 %.
Gemäß einer dritten Ausführungsform kann ein viskoelastisches Hypochlorit-Reinigungsmittel bereitgestellt werden und umfaßt in wäßriger Lösung
(a) ein C&sub1;&sub4;&submin;&sub1;&sub8;-Alkylbetain oder -Sulfobetain;
(b) ein bleichbeständiges, anionisches, organisches Gegenion wie obenstehend; und
(c) eine Hypochlorit-Bleichsubstanz.
Das Mittel gemäß der dritten Ausführungsform kann als Reiniger für harte Oberflächen von Nutzen sein. Hypochlorit kann auch in ein Mittel zum Öffnen von Abflüssen eingearbeitet werden, wie vorstehend beschrieben. Die dicken Lösungen sind klar und transparent und können höhere Viskositäten aufweisen als Hypochloritlösungen des Standes der Technik. Da das viskoelastische Verdicken effizienter ist, wird weniger grenzflächenaktives Mittel benötigt, um die Viskosität zu erreichen, und die chemische und physikalische Stabilität des Mittels ist generell besser. Weniger grenzflächenaktives Mittel ergibt auch ein kostengünstigeres Mittel. Bei dem Reiniger für harte Oberflächen verhindert die viskoelastische Rheologie, daß das Mittel sich von horizontalen Ausgangspunkten ausbreitet und hilft auf diese Weise, in der Nähe befindliche Bleichmittel-empfindliche Oberflächen zu schützen. Durch die Viskoelastizität ergeben sich auch die Vorteile eines verdickten Systems, z.B. erhöhte Verweilzeit auf nicht-horizontalen Oberflächen. Generell handelt es sich bei dem bevorzugten Betain für die Verwendung mit Hypochlorit um eine Alkyldimethylbetain- oder -sulfobetainverbindung mit einer Alkylgruppe mit 14 bis 18 Kohlenstoffatomen, am meisten bevorzugt ist das Betain CEDB. Die Alkylamidobetaine und Alkylaminobetaine sind in Gegenwart von Hypochlorit nicht bevorzugt. Weiterhin ist in Anwesenheit von Hypochlorit das Mittel am stabilsten mit nicht mehr als 1,0 Gew.-% Betain, obwohl bis zu 10 Gew.-% Betain verwendet werden können. Substituierte Benzolsulfonsäuren sind als Gegenion bevorzugt, wobei Xylolsulfonsäure am meisten bevorzugt ist. In Gegenwart von Bleichmittel sollten Hydroxyl-, Amino- und Carbonylsubstituenten am Gegenion vermieden werden.
Eine Bleichmittelquelle kann aus verschiedenen Hypochlorit-bildenden Substanzen ausgewählt werden, beispielsweise Halogenbleichmittel, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus den Alkalimetall- und Erdalkalisalzen von Hypohalogenit, Haloaminen, Haloiminen, Haloimiden und Haloamiden. Bei all diesen wird angenommen, daß sie hypohalogenige Bleichsubstanzen in situ bilden. Hypochlorit und Verbindungen, die in wäßriger Lösung Hypochlorit bilden, sind bevorzugt, obwohl Hypobromit ebenfalls geeignet ist. Repräsentative Hypochlorit bildende Verbindungen schließen Natrium-, Kalium-, Lithium- und Calciumhypochlorit, chloriertes Trinatriumphosphatdodecahydrat, Kalium- und Natriumdichlorisocyanurat und Trichlorcyanursäure ein. für die Verwendung geeigneter organischer Bleichmittelquellen schließen heterocyclische N-Brom- und N-Chlorimide, wie Trichlorcyanur und Tribromcyanursäure, Dibrom- und Dichlorcyanursäure sowie Kalium- und Natriumsalze davon, N-bromiertes und N-chloriertes Succinimid, Malonimid, Phthalimid und Naphthalimid ein. Ebenfalls geeignet sind Hydantoine, wie Dibrom- und Dichlordimethylhydantom, Chlorbromdimethylhydantom, N-Chlorsulfamid (Haloamid) und Chloramin (Haloamin). Erfindungsgemäß besonders bevorzugt ist Natriumhypochlorit mit der chemischen Formel NaOCl in einer Menge im Bereich von 0,1 Gew.-% bis 15 Gew.- %, mehr bevorzugt von 0,2 % bis 10 % und am meisten bevorzugt von 2,0 % bis 6,0 %. Es kann notwendig sein, einen Puffer oder ein anderes alkalisches Mittel zuzusetzen, um den pH des Mittels auf über 10,0, vorzugsweise etwa 12,0, zu erhöhen, um die Lagerstabilität des Mittels aufrechtzuerhalten.
Vorteilhafterweise wird das viskoelastische Verdickungsmittel weder durch Ionenstärke signifikant abgeschwächt, noch ist eine Ionenstärke für das Verdicken erforderlich. Überraschenderweise sind die viskoelastischen Mittel der vorliegenden Erfindung phasenstabil und behalten ihre Rheologie in Lösungen mit mehr als 4 Gew.-% ionisierbarem Salz, z.B. Natriumchlorid und Natriumhypochlorit, bei. Es wird angenommen, daß die Rheologie des Mittels bei Anteilen von ionisierbarem Salz von zwischen 5 und 20 % entsprechend einer Ionenstärke von zwischen etwa 1 bis 4 g-Ionen/kg stabil bleiben wird. Es wird ebenfalls erwartet, daß die viskoelastische Rheologie selbst bei Ionenstärken von mindestens 6 g-Ionen/kg bestehen bleiben würde. Tabelle IV zeigt die chemische Stabilität einiger Hypochlorit enthaltender Mittel gemäß der vorliegenden Erfindung. Tabelle IV Zubereitung Chemikal Gew.-% aktive Substanz Natriumhypochlorit Natriumhydroxid Natriumchlorid Natriumcarbonat Natriumsilicat(1) Alkyldimethylbetain(2) Natriumxylolsulfonat Ionenstärke des Mittels (g-Ionen/kg) 1. SiO&sub2;/Na&sub2;O = 3,22 2. Alkyl bedeutet 75 % C&sub1;&sub6;, 12 % C&sub1;&sub4; und 11 % C&sub1;&sub8;. Stabilität Prozent verbleibende Zeit (Wochen) Prozent verbleibende Viskosität (Wochen)

Mögliche Inhaltsstoffe

Ein wesentlicher möglicher Inhaltsstoff ist ein zusätzliches grenzflächenaktives Mittel bzw. Hilfs-grenzflächenaktives-Mittel, welches die Reinigungseffektivität oder die Viskosität und/oder Phasenstabilität des Mittels erhöhen kann. Beispiele bevorzugter zusätzlicher grenzflächenaktiver Mittel sind Aminoxide, Sarcosinate, Taurate und quaternäre Ammoniumverbindungen. Die Viskosität der hier genannten Mittel kann erhöht werden, indem man aliphatische und aromatische Kohlenwasserstofföle, wie Hexadecan und Dodecylbenzol, einarbeitet. Puffer und pH-regulierende Mittel können zugegeben werden, um den pH einzustellen oder aufrechtzuerhalten. Beispiele für Puffer sind die Alkalimetallphosphate, -polyphosphate, -pyrophosphate, -triphosphate, -tetraphosphate, -silicate, -metasilicate, -polysilicate, -carbonate, -hydroxide und Gemische derselben. Bestimmte Salze, z.B. Erdalkaliphosphate, -carbonate, -hydroxide etc., können ebenfalls als Puffer wirken. Auch die Verwendung solcher Materialien, wie Aluminosilicate (Zeolithe), Borate, Aluminate und bleichmittelbeständige organische Materialien, wie Gluconate, Succinate, Maleate und deren Alkalimetallsalze, als Puffer, kann geeignet sein. Diese Puffer bewirken, daß die pH-Bereiche der vorliegenden Erfindung verträglich mit der aktiven Reinigungssubstanz gehalten werden, in Abhängigkeit von der Ausführungsform. Die Regulierung des pHs kann notwendig sein, um die Stabilität der aktiven Reinigungsverbindung aufrechtzuerhalten, die Protonierung des Betains zu verhindern und um das Gegenion in anionischer form zu halten. Im ersten Fall wird eine aktive Reinigungssubstanz, wie Hypochlorit, oberhalb pH 10, vorzugsweise oberhalb oder bei etwa pH 12, beibehalten. für die Gegenionen ist andererseits im allgemeinen ein pH höher als 8 nicht erforderlich, und er kann so niedrig wie pH 5 bis 6 sein. Gegenionen auf der Basis starker Säuren können sogar niedrigere pH-Werte tolerieren. Die Gesamtmenge an Puffer einschließlich des inhärent mit dem Bleichmittel anwesenden plus dem hinzugegebenen kann von 0 % bis 25 % variieren.
Das Mittel der vorliegenden Erfindung kann so zubereitet werden, daß es Komponenten, wie Duftstoffe, Färbemittel, Aufheller, Lösungsmittel, schmutzlösende Polymere, bactericide Mittel, chelatisierende Mittel und Builder, die die Leistung, Stabilität oder ästhetische Wirkung des Mittels erhöhen. Von 0,01 % bis 0,5 % eines Duftstoffes, wie diejenigen, die kommerziell von International Flavors and Fragrance, Inc. enthältlich sind, können in jedem Mittel der ersten, zweiten oder dritten Ausführungsform enthalten sein. Farbstoffe und Pigmente können in kleinen Mengen enthalten sein. Ultramarin-Blau (UMB) und Kupfer-Phthalocyanine sind Beispiele für Pigmente mit breiter Anwendung, die in das erfindungsgemäße Mittel eingearbeitet werden können. Geeignete Builder, die ggf. enthalten sein können, umfassen Carbonate, Phosphate und Pyrophosphate, wie auf dem fachgebiet bekannt, bewirken solche Builder beispielsweise, daß die Konzentration an freien Calcium- oder Magnesiumionen in der wäßrigen Lösung vermindert wird. Bestimmte von den vorstehend genannten Pufferstoffen, z.B. Carbonate, Phosphate, Phosphonate, Polyacrylate und Pyrophosphate fungieren ebenfalls als Builder.

Claims

1. Verdicktes Reinigungsmittel mit viskoelastischer Rheologie, enthaltend in wäßriger Lösung

(a) eine aktive Reinigungsverbindung, die in einer für das Reinigen wirksamen Menge vorliegt,

(b) 0,1 bis 10 Gew.-% eines Betains oder Sulfobetains mit einer C&sub1;&sub4;&submin;&sub1;&sub8;-Alkylgruppe oder einer C&sub1;&sub0;&submin;&sub1;&sub8;-Alkylamino- oder -Alkylamidogruppe, und

(c) ein anionisches organisches Gegenion ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus C&sub2;&submin;&sub1;&sub0;-Alkylsulfonaten, Arylsulfonaten, sulfatierten C&sub2;&submin;&sub1;&sub0;-Alkylalkoholen, sulfatierten Arylalkoholen und Gemischen davon, wobei das organische Gegenion in einem Molverhältnis zu Komponente (b) zwischen 1:10 und 3:1 vorliegt; wobei das Mittel eine relative Elastizität zwischen 10-500 sec/Pa und eine Relaxationszeit größer als 5 Sekunden bei 25ºC aufweist; und wobei Mittel, die weiterhin Cetyltrimethylammoniumchlorid umfassen ausgeschlossen sind.

2. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aktive Reinigungsverbindung aus der Gruppe bestehend aus Säuren, Basen, Oxidationsmitteln, Reduktionsmitteln, Lösungsmitteln, Enzymen, Detergentien und thio- organischen Verbindungen sowie Gemischen davon ausgewählt ist.

3. Mittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das organische Gegenion ein Arylsulfonat ist.

4. Mittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegenion Natriumxylolsulfonat ist und das Betain Cetyldimethylbetain ist.

5. Mittel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente (a) in einer Menge von 0,5 bis 50 Gew.-% vorliegt.

6. Mittel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente (a) beim Öffnen von Abflüssen wirksam ist.

7. Mittel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel eine prozentuale Verdünnung von weniger als 25% aufweist, dadurch bestimmt, daß man 20 ml des Mittels bei 23ºC in 80 ml stehendes Wasser gießt und daß man die Menge des sich ergebenden unverdünnten Produkts mißt.

8. Mittel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß Komponente (a) aus einem Alkalimetallhydroxid und einem Alkalimetallhypochlorit besteht.

9. Mittel zum Öffnen von Abflüssen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß es weiterhin 0 bis 5 Gew.-% eines Alkalimetallsilikats und 0 bis 5 Gew.-% eines Alkalimetallcarbonats enthält.

10. Mittel zum Öffnen von Abflüssen nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel eine höhere Dichte als die von Wasser und eine auf 0 Hz extrapolierte Viskosität bei 25ºC von mindestens 20 cP aufweist.

11. Mittel nach einem Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Alkalimetallhydroxid in einer Menge von 0,5 bis 20 Gew.-% vorliegt, das Alkalimetallhypochlorit in einer Menge von 1 bis 15 Gew.-% vorliegt, Komponente (b) in einer Menge von 0,1 bis 10 Gew.-% vorliegt und daß Komponente (c) in einer Menge von 0,01 bis 10 Gew.-% vorliegt.

12. Mittel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß Komponente (a) aus einer Hypochlorit-bildenden Quelle besteht, die in einer Menge 0,1 bis 15 Gew.-% vorliegt.

13. Verfahren zum Entfernen von Hindernissen, die durch organische Materialien in Abflußrohren verursacht werden, umfassend, daß man

(a) in ein Abflußrohr mit einem organischen Hindernis darin ein Mittel nach einem der Ansprüche 1 bis 12 einbringt,

(b) das Mittel mit dem organischen Material des Hindernisses in Kontakt verbleiben läßt, sodaß es damit reagiert, und daß man

(c) das Mittel und das Hindernis wegspült.