[0001] Die Erfindung betrifft eine wässerige alkalische Reinigerzusammensetzung mit einem
Gehalt an mindestens einem demulgierend wirkenden erfindungsgemäßen nichtionischen
Tensid für metallische Oberflächen, die verwendet werden kann, um wässerige, alkalische,
Tensid-haltige Badlösungen (= Reinigungsbäder, Bäder), die gegebenenfalls mit unpolaren
organischen Verschmutzungen wie z.B. Öl(en) oder/und anderen vorwiegend oder vollständig
organischen Verschmutzungen wie z.B. Fett(en), Seife(n) oder/und weiteren Metallbearbeitungshilfsmittel(n)
wie z.B. Ziehhilfsmittel einschließlich anionischen organischen Verbindungen und Partikelschmutz
verschmutzt sind, bei Zusatz von mindestens einer kationischen organischen Verbindung
demulgierend zu wirken und die Reinigerzusammensetzung von diesen Verschmutzungen
weitgehend oder vollständig zu befreien. Die Erfindung betrifft auch ein entsprechend
verschmutztes Bad, das eine wässerige alkalische Reinigerzusammensetzung mit einem
Gehalt an mindestens einem demulgierend wirkenden erfindungsgemäßen nichtionischen
Tensid sowie ein entsprechend höher konzentriertes Konzentrat zur Herstellung einer
wässerigen alkalischen Reinigerzusammensetzung unter anderem durch Verdünnen mit Wasser.
[0002] Das Reinigungsverfahren für diese Reinigerzusammensetzung kann hierbei insbesonders
als Vorstufe entweder vor der Vorbehandlung von metallischen Oberflächen von Substraten
vor der Lackierung, vor der Behandlung oder Passivierung von metallischen Oberflächen
wie z.B. Bändern oder Teilen oder vor der Reinigung mit einer industriellen Waschanlage
oder als Zwischenreinigungsstufe z.B. vor einer Getriebe- oder Motorenfertigung dienen.
[0003] Häufig werden die Reinigungsbäder für die Reinigung von metallischen Gegenständen,
die die Verschmutzungen insbesonders aus der Metallverarbeitung und aus dem Korrosionsschutz
von den metallischen Oberflächen von metallischen Gegenständen entfernen sollen, anfangs
in einem demulgierenden Zustand gefahren. Häufig geht jedoch auch nach einiger Zeit
der demulgierende Zustand des Bades in einen emulgierenden Zustand über, und oft ist
die Reinigungsleistung hierbei stetig abgefallen. Ein solcher Zustand kann sich je
nach Durchsatz und Verschmutzungsgrad sowie bei hohem Eintrag von Öl und weiteren
Verschmutzungen nach einem Zeitraum von etwa einem Tag bis etwa 8 Wochen einstellen.
Dann stellen sich die Fragen, auf welche Weise das Reinigerbad wieder in einen Zustand
hoher Reinigungsleistung gebracht werden kann und welcher Aufwand hierzu bei der Badpflege
zu treiben ist. Badpflege bedeutet hierbei: 1. gegebenenfalls Analyse von Badzusammensetzung,
pH-Wert oder/und Alkalinität, 2. gegebenenfalls Ergänzung des Bades insbesonders mit
Tensid(en) oder/und Builder(n), 3. Entfernung von Öl und anderen Verschmutzungen wie
z.B. Partikelschmutz aus dem Bad und 4. gegebenenfalls Ergänzung von Wasser. Denn
trotz des Zusatzes von größeren Mengen an demulgierenden Tensiden ließ sich dann häufig
der demulgierende Zustand des Bades nicht mehr einstellen.
[0004] In solchen Fällen scheint sich insbesonders ein erhöhter Gehalt an Emulgatoren, Korrosionsinhibitoren
wie z.B. Petrolsulfonaten oder/und Ziehhilfsmitteln als Verschmutzung im Bad störend
auszuwirken. Die hohen Gehalte an anionischen organischen Verbindungen im stark verschmutzten
Reinigerbad, insbesonders an anionisch wirkenden Tensiden, verhindern durch ihre gleichnamigen
negativen Ladungen, die sich auf den Oberflächen der Öltröpfchen befinden, die Anziehung
der im Bad verteilten Öltröpfen untereinander. Sie verhindern somit die Koaleszenz
der Öltröpfchen zu größeren Öltröpfchen und somit auch die demulgierende Wirkung zur
Bildung größerer Tröpfchen und zur Abscheidung von Öl, das sich dann gegebenenfalls
sogar an der Badoberfläche anreichern könnte, wo es einfach entfernt werden könnte.
[0005] Einfache Alternativen zur Lösung, Verringerung oder Vermeidung dieses Problems sind
Reinigungsverfahren mit einem ständigen Überlauf, bei denen entsprechende Mengen an
Badlösung kontinuierlich verworfen werden, oder Reinigungsverfahren, bei denen relativ
lange bis zu einem erhöhten oder hohen Verschmutzungsgrad gefahren wird und bei denen
dann die gesamte Badlösung im Rahmen der Reinigung und Badpflege durch neue Badlösung
ersetzt wird. Beide Alternativen sind teuer.
[0006] Die stark verschmutzten Reinigungsbäder weisen oft einen Öl-Gehalt im Bereich von
1 bis 6 oder sogar 1 bis 30 g/L (je Liter Badlösung) einschließlich der weiteren Verschmutzungen,
einen Gehalt an Fetten, Seifen und weiteren anionischen organischen Verbindungen im
Bereich von 0,3 bis 3,5 g/L und einen Gehalt an Tensiden oft in der Größenordnung
von etwa 1 g/L auf.
[0007] Solche stark verschmutzten Reinigungsbäder weisen häufig hohe Gehalte an Ölen und
weiteren Verschmutzungen einschließlich verschiedenartigen Tensiden auf: Bei einem
Gesamtgehalt an organischen Stoffen im Bad von z.B. ca. 10 g/L sind unter Umständen
ca. 6 g/L Öle, ca. 3 g/L Fette und Seifen sowie ca. 0,5 bis 2 g/L Tenside, von denen
jedoch oft nur noch Gehalte im Bereich von etwa 30 bis 70 Gew.-% nichtionische Tenside
sind, die zum Reinigen erforderlich sind, und oft sogar etwa 0,3 g/L Emulgatoren aus
der Verschmutzung sind, wobei in den Fetten, Seifen und Emulgatoren ca. 1,5 bis 3
g/L sogenannte anionische organische Verbindungen enthalten sind, die teilweise z.B.
den Korrosionsinhibitoren und Schmiermitteln zugesetzt sind und auch aus Fetten durch
Reaktion im alkalischen Medium hydrolysieren und anionische organische Verbindungen
bilden. Insbesonders anionische organische Verbindungen wie u.a. anionisch wirkende
Tenside treten oft in Verschmutzungen auf. Daneben ist oft ein Reinigergerüst mit
ca. 3 bis 50 g/L an Builder(n) enthalten.
[0008] In der Automobilindustrie werden dabei oft zur Entfernung von Öl und weiteren Verschmutzungen
aus der in einer Vorbehandlungsanlage vor einer Phosphatierungszone befindlichen Reinigungszone
auch häufig kostspielige und aufwendig zu reinigende Membranfiltrationsanlagen eingesetzt,
um eine möglichst kontinuierliche Säuberung des Reinigerbades zu ermöglichen und eine
möglichst konstant hohe Reinigungsleistung zu gewährleisten.
[0009] Bei der Reinigung von insbesonders metallischen Oberflächen wie z.B. von Karosserien
oder Karosserieelementen vor der Phosphatierung und vor der danach folgenden Lackierung
wird seit vielen Jahren versucht, trotz des Eintrags von Öl und weiteren unpolaren
organischen Verschmutzungen ein auf längere Zeit stabiles Bad einzustellen. Alle oder
viele dieser Verschmutzungen stammen aus Mitteln zum vorübergehenden (temporären)
Korrosionsschutz, aus der Bearbeitung oder/und aus der Behandlung der metallischen
Oberflächen. Aufgrund des oft stetigen Eintrags von Öl und weiteren unpolaren organischen
Verschmutzungen in das Reinigerbad ist eine Badpflege zur Entfernung der Öle und der
weiteren unpolaren organischen Verschmutzungen und zum Erhalt oder zur Wiedereinstellung
einer hohen Reinigungsleistung von Zeit zu Zeit oder kontinuierlich erforderlich.
[0010] Als Badpflegeverfahren als Teil von Reinigungsverfahren werden heute industriell
eingesetzt:
- 1. Diskontinuierliche Badpflegeverfahren ohne höhere Investitionen für die Badpflege,
insbesonders bei kleineren Anlagen;
- 2. Kontinuierliche Badpflegeverfahren mit einem Ölabscheider wie z.B. einem Absetzbehälter,
Entöler, Koaleszenzabscheider, Separator, einer Zentrifuge oder ähnlichen Vorrichtungen
zur Ölabscheidung (insbesonders Membran-freie Verfahren mit der Schwerkraft und Dichteunterschieden
als Trennprinzip) zur Abscheidung und Entfernung von Ölen und weiteren unpolaren organischen
Verschmutzungen aus dem Reinigerbad und seinem Kreislauf, wobei sich die Verschmutzungen
des Reinigerbades kontinuierlich im Ölabscheider ansammeln und dort bei Bedarf entfernt
werden können;
- 3. Kontinuierliche Badpflegeverfahren mit einem kostspieligen und in der Pflege aufwendigen
Membranfiltrationsverfahren mit einer Membranfiltrationsanlage (z.B. Ultra- oder Mikrofiltrationsanlage).
Die Membranen dieser Anlagen lassen die anorganischen Bestandteile, einen Teil der
Tenside und Wasser passieren und halten die unpolaren organischen Bestandteile weitgehend
zurück.
[0011] Bei einem diskontinuierlichen Verfahren ohne Badpflegemaßnahmen zur Verbesserung
oder/und Erhaltung des Bades wird vielfach eine Anlage jeweils in sauberem Zustand
angefahren und solange genutzt, bis eine erhöhte oder hohe Verschmutzung mit Ölen
und weiteren unpolaren organischen Verschmutzungen aufgetreten ist. Hierbei sinkt
die Reinigungsleistung des Reinigerbades stetig ab. Schließlich wird das verschmutzte
Bad dann in der Regel verworfen. Es bedarf eines Neuansatzes des Bades, um das Bad
wieder mit hoher Reinigungsleistung nutzen zu können.
[0012] Bei einem kontinuierlichen Badpflegeverfahren wird vielfach ein Bad einmal in sauberem
Zustand angefahren und möglichst auf Dauer weiter benutzt, wobei die Verschmutzung
mit Ölen und weiteren unpolaren organischen Verschmutzungen kontinuierlich oder immer
wieder in kurzen Abständen zu einem gewissen Anteil entfernt wird und wobei die zur
Reinigung erforderlichen Substanzen kontinuierlich oder immer wieder in kurzen Abständen
ergänzt werden, um das Reinigerbad mit möglichst hoher Reinigungsleistung und unter
möglichst gleichmäßigen Bedingungen zu betreiben. Hierbei können sich jedoch die Oberflächen
der Membranen von Membranfiltrationsverfahren leicht mit Fett, Partikelschmutz und
weiteren Verschmutzungen belegen und die Porenkanäle der Membranen zusetzen, so däss
diese dann z.B. durch Spülen gereinigt werden müssen. Jedes Membranfiltrationsverfahren
ist ausserordentlich personal- und kostenintensiv.
[0013] Das Reinigerbad wird insbesonders als Vorstufe vor der Vorbehandlung von Oberflächen
von Substraten vor der Lackierung oder vor der Behandlung oder Passivierung der mitallischen
Oberflächen oder vor der Nutzung einer industriellen Waschanlage oder zur Zwischenreinigung
eingesetzt. Typischerweise enthält ein Reinigerbad neben Wasser mindestens ein Tensid
und gegebenenfalls aber auch mindestens eine Substanz (Builder) des Reinigergerüsts
wie z.B. jeweils mindestens ein Borat, Carbonat, Hydroxid, Phosphat, Silicat, gegebenenfalls
mindestens ein organisches Lösemittel oder/und gegebenenfalls mindestens ein Additiv
wie z.B. mindestens einen Entschäumer sowie gegebenenfalls mindestens ein eingeschlepptes
Öl und gegebenenfalls weitere Verschmutzungen.
[0014] Als Tensid(e) wird/werden typischerweise mindestens ein nichtionisches Tensid dem
wässerigen Reinigerbad zugesetzt. Aufgrund der Verschmutzung der metallischen Oberflächen
werden aber oft anionische organische Verbindungen, Öle oder/und oft weitere unpolare
organische Verschmutzungen, insbesonders Fette oder/und Seifen, eingeschleppt. Vorzugsweise
wird das Reinigerbad ständig in einem demulgierenden Zustand gehalten. Der demulgierende
Zustand des Reinigerbades wird durch den Zusatz bzw. durch den Gehalt an mindestens
einem erfindungsgemäßen nichtionischen Tensid erreicht. Dem demulgierenden Reinigerbad
werden vorzugsweise keine anionischen oder/und amphoteren Tenside zugesetzt, weil
mit diesen Tensiden nicht demulgierend gereinigt werden kann.
[0015] Daneben können im Reinigerbad neben Wasser insbesonders Builder des Reinigergerüsts,
Beizinhibitoren, Korrosionsinhibitoren und gegebenenfalls weitere Additive auftreten.
Üblicherweise sind in den stärker industrialisierten Ländern weder in der Verschmutzung,
noch im frischen Bad nennenswerte Mengen an organischen Lösemitteln enthalten.
[0016] EP 0 054 895 A1 lehrt ein Tensidgemisch für die maschinelle Reinigung harter Oberflächen wie z.B.
Flaschen, das ein nichtionisches ethoxyliert-propoxyliertes Tensid mit einer Alkylkette
von 6 bis 18 C-Atomen und ggf. einem Endgruppenverschluß R
2 bzw. R
3 in Form eines Alkylrests mit 1 bis 4 C-Atomen und quaternäre Ammoniumsalze enthält.
[0017] DE 25 56 527 A1 beschreibt Metallreinigungsmittel mit Alkylpolyglykol-tert.-butylether bestimmter
Formel insbesondere als Schaumdämpfer.
[0018] DE 40 14 859 A1 offenbart die Verwendung einer Kombination ionischer und nichtionischer Tenside,
die einen Alk(en)yl-polyethylenglykol-Mischether mit Endgruppenverschluß R
5 oder R
7 enthalten; die Zugabe einer kationischen organischen Verbindung wird nicht beschrieben.
[0019] DE 33 15 951 A1 betrifft die Verwendung von endgruppenverschlossenen Polyglykolethern mit Alkylgruppe
von 4-8 C-Atomen als schaumunterdrückende Zusätze in schaumarmen Reinigungsmitteln.
[0020] WO 98/26034 A1 bezieht sich auf wässerige Tensidgemische für mit Erde verschmutzte zu reinigende
metallische Werkstücke auf Basis von bestimmten nichtionischen Tensiden und anionisch-amphoteren
Substanzen sowie Fluor-haltigen Substanzen und Tensiden.
[0021] DE 32 47 431 A1 beschreibt Verfahren zur Regenerierung bzw. zum Recycling von wässerigen Entfettungs-
und Reinigungslösungen, ohne endgruppenverschlossene demulgierend wirkende nichtionische
Tenside zu nennen, wobei aufgrund der unzureichenden Entölung eine Emulsionsspaltung
vorgenommen werden soll.
[0022] DE 102006018216 A1, veröffentlicht am 31.10.2007, lehrt Verfahren zur demulgierenden Reinigung und nennt eine Vielzahl an Tensiden
und kationischen organischen Polymeren, die für die Ausgestaltung eines demulgierenden
Reinigungsverfahrens grundsätzlich möglich sind. Als demulgierende Tenside werden
dabei bestimmte Klassen nichtionischer bzw. kationischer Tenside mit ihrer grundsätzlichen
Zusammensetzung angeführt.
[0023] Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine wässerige Reinlgerzusammensetzung vorzuschlagen,
mit der ein Reinigerbad für verschmutzte metallische Oberflächen einfacher oder/und
preisgünstiger von Öl(en), von weiteren unpolaren organischen Verschmutzungen, von
Partikelschmutz, von Seife(n) oder/und von weiteren Metallbearbeitungshilfsmittel(n)
wie z.B. Ziehhilfsmitteln gereinigt werden kann. Eine weitere Aufgabe besteht darin,
eine wässerige Reinigerzusammensetzung vorzuschlagen, mit der auch bei starker Verschmutzung
des Reinigerbades mit anionischen organischen Verbindungen demulgierend gefahren werden
kann.
[0024] Die Aufgabe wird gelöst mit einer wässerigen alkalischen Reinigerzusammensetzung
zur Reinigung von metallischen Oberflächen, die mindestens ein demulgierend wirkendes
nichtionisches Tensid und mindestens ein kationisches Tensid enthält, wobei das mindestens
eine demulgierend wirkende nichtionische Tensid auf der Basis von ethoxylierten Alkylalkoholen
mit ein oder zwei Alkylgruppen mit durchschnittlich jeweils 7,5 bis 16,5 Kohlenstoffatomen
und mit durchschnittlich 5,5 bis 18,5 EO-Gruppen je Alkylgruppe sowie mit ein oder
zwei Endgruppenverschlüssen ist, von denen mindestens ein Endgruppenverschluss eine
Isopropyl-, Isobutyl-, Tertiärbutyl- oder/und Benzylgruppe ist, wobei das Tensid nicht
propoxyliert ist, und wobei das mindestens eine kationische Tensid eine quaternäre
Ammoniumverbindung mit ein oder zwei aromatischen oder/und substituierten aromatischen
Gruppen ist.
[0025] Die Erfindung wird auch gelöst mit einem verschmutzten Bad enthaltend eine wässerige
alkalische Reinigerzusammensetzung, die das mindestens eine demulgierend wirkende
erfindungsgemäße nichtionische Tensid sowie das mindestens eine erfindungsgemäße kationische
Tensid und eine Verschmutzung enthält.
[0026] Die Erfindung wird ferner gelöst mit einem wässerigen Konzentrat für eine wässerige
alkalische Reinigerzusammensetzung, bei dem das mindestens eine demulgierend wirkende
erfindungsgemäße nichtionische Tensid sowie das mindestens eine erfindungsgemäße kationische
Tensid in einer um einen Faktor 5 bis 5000 höheren Konzentration als in der hieraus
herstellbaren wässerigen alkalischen Reinigerzusammensetzung enthalten ist. Vorzugsweise
wird zur Verdünnung des Konzentrats Wasser von Stadtwasserqualität oder/und voll entsalztes
Wasser verwendet. Vorzugsweise wird das Konzentrat mit Wasser um einen Faktor im Bereich
von 50 bis 3500, von 100 bis 3000 oder von 200 bis 2500, besonders bevorzugt im Bereich
von 300 bis 2000 oder von 400 bis 1500 oder von 500 bis 1000 verdünnt. Dieses Konzentrat
dient zur Herstellung einer wässerigen alkalischen Reinigerzusammensetzung unter anderem
durch Verdünnen mit Wasser, aber gegebenenfalls auch durch Zusatz weiterer Stoffe
wie z.B. Reinigergerüst oder/und Additive.
[0027] Es wurde jetzt festgestellt, dass die erfindungsgemäßen demulgierend wirkenden nichtionischen
Tenside auf der Basis von ethoxylierten Alkylalkoholen sich bezüglich ihrer Reinigungsleistung,
ihrer demulgierenden Wirkung und ihrer geringen Schaumbildungsneigung hervorragend
für eine alkalische wässerige demulgierend wirkende Reinigerzusammensetzung eignen,
insbesonders gleichzeitig wegen aller drei Eigenschaften.
[0028] Auch ohne Anwesenheit von mindestens einer kationischen organischen Verbindung wirkt
das mindestens eine erfindungsgemäße demulgierend wirkende nichtionische Tensid demulgierend.
Je stärker eines dieser Tenside demulgierend wirkt, desto besser ist es für das demulgierende
Reinigerbad geeignet. Aber es ist auch ratsam, dass es ebenfalls eine hohe Reinigungsleistung
und eine geringe Schaumbildungsneigung aufweist.
[0029] Insbesonders weist das erfindungsgemäße demulgierend wirkende nichtionische Tensid
eine Benzylgruppe in mindestens einem Endgruppenverschluss auf. Insbesonders weist
es nur einen Endgruppenverschluss auf. Die Alkylgruppen können unabhängig voneinander
linear oder verzweigt sein, die unabhängig voneinander gesättigt oder ungesättigt
sind. In der erfindungsgemäßen Reinigerzusammensetzung können mehrere erfindungsgemäße
demulgierend wirkende nichtionische Tenside mit deutlich unterschiedlichem Molekülaufbau
entsprechend dem Hauptanspruch vorhanden sein.
[0030] Vorzugsweise ist das erfindungsgemäße demulgierend wirkende nichtionische Tensid
mindestens ein ethoxylierter Alkylalkohol mit ein oder zwei Alkylgruppen mit durchschnittlich
jeweils 7,5 bis 14,5 Kohlenstoffatomen und insbesondere mit durchschnittlich 5,5 bis
18,5 EO-Gruppen je Alkylgruppe sowie mit ein oder zwei Endgruppenverschlüssen, von
denen mindestens ein Endgruppenverschluss eine Isopropyl-, Isobutyl-, Tertiärbutyl-
oder/und Benzylgruppe ist, insbesonders mindestens eine Benzylgruppe ein Endgruppenverschluss
ist, wobei das Tensid nicht propoxyliert ist. Insbesonders weist es nur eine Alkylgruppe
auf. Die Alkylgruppen können unabhängig voneinander linear oder verzweigt sein, die
unabhängig voneinander gesättigt oder ungesättigt sind.
[0031] Besonders bevorzugt ist das erfindungsgemäße demulgierend wirkende nichtionische
Tensid mindestens ein ethoxylierter Alkylalkohol mit ein oder zwei Alkylgruppen mit
durchschnittlich jeweils 7,5 bis 12,5 Kohlenstoffatomen und insbesondere mit durchschnittlich
7,5 bis 14,5 EO-Gruppen je Alkylgruppe sowie mit ein oder zwei Endgruppenverschlüssen,
von denen mindestens ein Endgruppenverschluss eine Isopropyl-, Isobutyl-, Tertiärbutyl-
oder/und Benzylgruppe ist, insbesonders jeweils mindestens eine Tertiärbutyl- oder/und
Benzylgruppe ist, insbesonders mindestens eine Benzylgruppe ein Endgruppenverschluss
ist, wobei das Tensid nicht propoxyliert ist. Insbesonders weist es nur eine Alkylgruppe
auf. Die Alkylgruppen können unabhängig voneinander linear oder verzweigt sein, die
unabhängig voneinander gesättigt oder ungesättigt sind.
[0032] Ganz besonders bevorzugt ist das erfindungsgemäße demulgierend wirkende nichtionische
Tensid mindestens ein ethoxylierter Alkylalkohol mit einer Alkylgruppe mit durchschnittlich
8,5 bis 11,5 Kohlenstoffatomen und insbesondere mit durchschnittlich 9,5 bis 12,5
EO-Gruppen je Alkylgruppe und mit einer Benzylgruppe als Endgruppenverschluss, wobei
das Tensid nicht propoxyliert ist. Die Alkylgruppe kann linear oder verzweigt sein,
sie kann gesättigt oder ungesättigt sein.
[0033] Die erfindungsgemäßen demulgierend wirkenden nichtionischen "Tenside (Alkylalkohole)
können unabhängig voneinander eine oder zwei verzweigte oder unverzweigte (= lineare)
Alkylgruppen aufweisen, die unabhängig voneinander gesättigt oder ungesättigt sind.
Bei zwei Alkylgruppen handelt es sich um Gemini-Tenside. Jede Alkylgruppe kann gegebenenfalls
unabhängig voneinander jewells eine oder mehrere aromatische, substituierte aromatische,
phenolische oder/und substituierte phenolische Gruppen aufweisen, wobei als Substituenten
vor allem Amino-, Hydroxyl-, Carbonyl- oder/und Nitrogruppen bevorzugt sind. Eine
Alkygruppe des mindestens einen erfindungsgemäßen demulgierend wirkenden Tensids enthält
durchschnittlich 7,5 bis 16,5 Kohlenstoffatome, insbesonders jeweils durchschnittlich
7,5 bis 14,5, 8,5 bis 12,5 oder 8,5 bis 11,5 Kohlenstoffatome, und durchschnittlich
5,5 bis 18,5 EO-Gruppen, insbesonders durchschnittlich 6,5 bis 16,5, 7,5 bis 14,5
oder 9,5 bis 12,5 EO-Gruppen (Ethylenoxidgruppen), insbesonders jeweils durchschnittlich
7,5 bis 12,5, 8,5 bis 11,5 oder 9,5 bis 10,5 EO-Gruppen. Der Endgruppenverschluss
kann für jede Alkylgruppe unabhängig voneinander Isopropyl, Isobutyl, Tertiärbutyl
oder Benzyl enthalten, insbesonders Benzyl oder Tertiärbutyl enthalten.
[0034] Das mindestens eine demulgierend wirkende nichtionische Tensid und das mindestens
eine kationische Tensid als quaternäre Ammoniumverbindung mit ein oder zwei aromatischen
oder/und substituierten aromatischen Gruppen können In einer wässerigen alkalischen
Reinigerzusammensetzung, die gegebenenfalls verschmutzt ist, ohne und mit kontakt
mit mindestens einer weiteren kationischen organischen Verbindung wie z.B. mindestens
einer kationischen organischen polymeren Verbindung demulgierend wirken. Die mindestens
eine kationische organische Verbindung kann in der Reinigerzusammensetzung mit der
mindestens einen unpolaren organischen Verbindung oder/und mit der mindestens einen
anionischen organischen Verbindung chemisch reagieren. Diese chemischen Reaktionen
verlaufen oft sehr schnell. Die Reaktionspartner bilden hierbei meistens schwer oder/und
nicht wasserlösliche und vielfach inaktive Verbindungen aus, die sich oft an der Badoberfläche
und gegebenenfalls am Boden des Badbehälters oder/und an seinen Wänden anreichern
können. Diese können aus dem Bad oft vergleichsweise leicht entfernt werden. Das erfindungsgemäße
demulgierend wirkende nichtionische Tensid wirkt hierbei insbesonders durch seine
spezifische Molekülgeometrie. Es hat dabei die Aufgabe, stark zu reinigen, möglichst
wenig zu schäumen und dabei möglichst stark demulgierend zu wirken. Aufgrund einer
geringen Schaumbildungsneigung bei den üblichen Applikationen ist es auch für Spritzanwendungen
geeignet.
[0035] Die erfindungsgemäße Reinigerzusammensetzung kann vorzugsweise zusätzlich mindestens
ein weiteres nichtionisches Tensid, mindestens ein amphiphiles Tensid, mindestens
ein kationisches organisches Polymer, mindestens ein Reinigergerüst (Builder), mindestens
einen Korrosionsinhibitor oder/und mindestens ein weiteres Additiv sowie gegebenenfalls
entsprechende Gegenionen zu den amphiphilen Tensiden, kationischen Tensiden oder/und
kationischen polymeren Verbindungen enthalten. Vorzugsweise werden der erfindungsgemäßen
Reinigerzusammensetzung keine anionischen Tenside, keine weiteren anionischen organischen
Verbindungen gegebenenfalls mit Ausnahme von mindestens einem anionischen Lösungsvermittler
oder/und keine unpolaren organischen Verbindungen absichtlich zugesetzt. In manchen
Ausführungsformen ist es empfehlenswert, keine polymeren kationischen Verbindungen
absichtlich zuzusetzen. Vorzugsweise enthält die erfindungsgemäße Reinigerzusammensetzung
in bestimmten Ausführungsformen keine kationischen polymeren Verbindungen auf Basis
von Polyethylenimin oder/und keinen Korrosionsinhibitor.
[0036] Die erfindungsgemäße Reinigerzusammensetzung kann vorzugsweise zusätzlich noch mindestens
ein ethoxyliert-propoxyliertes nichtionisches Tensid insbesonders mit einem Trübungspunkt
unter 20 °C enthalten. Dieses nichtionische Tensid kann dabei als Entschäumer wirken.
[0037] Ganz besonders bevorzugt enthält die Reinigerzusammensetzung mindestens zeitweilig
mindestens ein kationisches organisches polymer, zwingend mindestens eine quaternäre
Ammoniumverbindung mit ein oder zwei aromatischen oder/und substituierten aromatischen
Gruppen vorzugsweise ausgewählt aus amphiphilen Verbindungen der Allgemeinen Formel
(I), für die chemische Reaktion mit unpolaren organischen Verbindungen oder/und anionischen
organischen Verbindungen insbesonders aus Verschmutzungen.
[0038] Das mindestens eine kationische Tensid in der erfindungsgemäßen Reinigerzusammensetzung
ist eine quaternäre Ammoniumverbindung mit ein oder zwei aromatischen oder/und substituierten
aromatischen Gruppen sein. Vorzugsweise ist das mindestens eine kationische Tensid
ausgewählt aus amphiphilen Verbindungen der Allgemeinen Formel (I)

wobei N
⊕ Stickstoff als quaternäre Ammonium-Verbindung darstellt,
wobei R
1 eine Alkylgruppe - gesättigt oder ungesättigt - mit einer durchschnittlichen Zahl
an Kohlenstoffatomen im Bereich von 8 bis 18 Kohlenstoffatomen bei jeweils entweder
linearer oder verzweigter Kettenausbildung ist,
wobei die Alkylgruppe R
1 gegebenenfalls eine oder mehrere aromatische oder/und phenolische Gruppen enthalten
kann oder durch jene ersetzt sein kann, wobei R
2 Wasserstoff, (EO)
x (= Polyetherkette der Formel "- CH
2 - CH
2 - O -" mit x = 1 bis 50 Einheiten mit oder ohne Endgruppenverschluss insbesonders
mit einer Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Isopropyl-, n-Butyl-, Isobutyl-, Tertiärbutyl-
oder Benzyl-Gruppe), (PO)
y (= Polyetherkette der Formel "- CHCH
3 - CH
2 - O -" mit y = 1 bis 10 Einheiten mit oder ohne Endgruppenverschluss insbesonders
mit einer Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Isopropyl-, n-Butyl-, Isobutyl-, Tertiärbutyl-
oder Benzyl-Gruppe) oder eine Alkylgruppe - gesättigt oder ungesättigt - mit einer
durchschnittlichen Zahl an Kohlenstoffatomen im Bereich von 1 bis 18 Kohlenstoffatomen
bei entweder linearer oder verzweigter Kettenausbildung ist,
wobei die Alkylgruppe R
2 gegebenenfalls eine oder mehrere aromatische, oder/und phenolische Gruppen enthalten
kann oder durch jene ersetzt sein kann, wobei R
3 und R
4 unabhängig voneinander (EO)
x (= Polyetherkette der Formel "-CH
2 - CH
2 - O -" mit x = 1 bis 50 Einheiten mit oder ohne Endgruppenverschluss für jede Polyetherkette
unabhängig voneinander insbesonders mit einer Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Isopropyl-,
n-Butyl-, Isobutyl-, Tertiärbutyl- oder Benzyl-Gruppe), (PO)
y (= Polyetherkette der Formel "- CHCH
3 - CH
2 - O -" mit y = 1 bis 10 Einheiten mit oder ohne Endgruppenverschluss für jede Polyetherkette
unabhängig voneinander insbesonders mit einer Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Isopropyl-,
n-Butyl-, Isobutyl-, Tertiärbutyl- oder Benzyl-Gruppe) oder/und eine Alkylgruppe -
gesättigt oder ungesättigt - mit einer durchschnittlichen Zahl an Kohlenstoffatomen
im Bereich von 1 bis 10 bei jeweils entweder linearer oder verzweigter Kettenausbildung
ist,
wobei R
3 oder/und R
4 unabhängig voneinander mindestens eine oder mehrere aromatische oder/und phenolische
Gruppen enthalten oder durch jene ersetzt sein können,
wobei gegebenenfalls R
2, R
3 oder/und R
4 unabhängig voneinander eine oder mehrere Gruppen ausgewählt aus Amino-Gruppen, Carbonyl-Gruppen,
Ester-Gruppen, Ether-Gruppen, OH-Gruppen und Nitro-Gruppen an mindestens einem der
Kohlenstoffatome oder/und zwischen den Kohlenstoffatomen mindestens einer Alkylgruppe
enthalten oder/und darstellen können.
[0039] Besonders bevorzugt weist mindestens ein kationisches Tensid eine oder zwei Benzylgruppen
auf.
[0040] Die mindestens eine kationische organische Verbindung kann vorzugsweise ungefähr
in einem solchen Gehalt oder mindestens in einem solchen Gehalt in der erfindungsgemäßen
Reinigerzusammensetzung vorliegen, wie zu ihrer weitgehenden oder vollständigen chemischen
Reaktion mit den in der Reinigerzusammensetzung vorhandenen unpolaren organischen
Verbindungen oder/und anionischen organischen Verbindungen erforderlich ist.
[0041] Vorzugsweise enthält die erfindungsgemäße Reinigerzusammensetzung unmittelbar vor
ihrer chemischen Reaktion einen Gehalt an kationischen organischen Verbindungen im
Bad - insbesonders bei diskontinuierlichem Betrieb - in einer Menge, bei der das stöchiometrische
Verhältnis von kationischen organischen Verbindungen zu anionischen organischen Verbindungen
im Bad im Bereich von 0,1 : 1 bis 10 : 1 gehalten wird.
[0042] Die Gehalte an dem mindestens einen demulgierend wirkenden erfindungsgemäßen Tensid
auf Basis von ethoxylierten Alkylalkoholen mit Endgruppenverschluss und die Gehalte
an der mindestens einen kationischen organischen Verbindung in der erfindungsgemäßen
Reinigerzusammensetzung können vorzugsweise ungefähr oder mindestens so gewählt werden,
dass die Reinigerzusammensetzung im schwach anionischen Bereich, im schwach kationischen
Bereich oder ladungsneutral arbeitet.
[0043] Durch eine Titration nach Epton kann dieser Zustand gemessen werden. Vorzugsweise
liegt die erfindungsgemäße Reinigerzusammensetzung insbesonders in Abhängigkeit von
ihrer Konzentration an Wirkstoffen oft in einem Bereich von - 0,005 g/L bis + 0,025
g/L, von - 0,02 g/L bis + 0,08 g/L oder von - 0,1 g/L bis + 0,2 g/L an kationischen
organischen Substanzen. Nur bei einem Gehalt an besonders polaren Substanzen im Bad
können die Werte auch in einem Bereich von - 0,1 g/L bis + 0,4 g/L an kationischen
organischen Substanzen liegen, was wahrscheinlich in der Prüfmethode begründet ist.
Eine enger eingehaltene Toleranz als hier genannt ist vorteilhaft.
[0044] Die Zweiphasentitration nach Epton wird so durchgeführt, dass die zu prüfende Reinigerzusammensetzung
nach Verdünnung mit voll entsalztem Wasser und nach Neutralisierung unter Kontrolle
mit pH-Papier mit Dichlormethan unterschichtet wird und mit einer kationaktiven Substanzlösung
als Reagenzie undeinem Indikatorgemisch auf der Basis eines kationischen Farbstoffs
und eines anionischen Farbstoffs unter starkem Rühren titriert wird. Das Rühren wird
immer wieder unterbrochen, um die Trennung der zwei Phasen abzuwarten. Mit dem Herannahen
des Endpunkts geht die Emulsion, die sich durch das kräftige Rühren bildet, immer
leichter auseinander, so dass vorsichtiger titriert wird und dazwischen immer wieder
stark gerührt wird, bis der Endpunkt erreicht ist. Als Endpunkt ist anzusehen, wenn
die rote Farbe aus der Dichlormethanphase vollständig verschwunden ist und einer meist
schwach grünblauen oder farblosen oder violetten Färbung gewichen ist. Der Verbrauch
der Reagenzie lässt sich dann auf den molaren Gehalt an anionischen Bestandteilen
umrechnen.
[0045] Beim Arbeiten in einer industriellen Anlage ist es schwierig, den ladungsneutralen
Zustand der Reinigerzusammensetzung zu treffen und zu halten. Daher wird die Reinigerzusammensetzung
oft nur schwach anionisch oder schwach kationisch arbeiten können. Diese Bereiche
und der ladungsneutrale Punkt dazwischen sind jedoch die günstigsten Arbeitsbereiche.
Darüber hinaus kann bezüglich der Dosierung der mindestens einen kationischen Verbindung
zur erfindungsgemäßen Reinigerzusammensetzung so gearbeitet werden, dass insbesonders
nur dann oder insbesonders auch dann, wenn sich ein gewisser Verschmutzungsgrad an
unpolaren organischen Verbindungen oder/und anionischen organischen Verbindungen in
der Reinigerzusammensetzung eingestellt hat, d.h. eine gewisse Menge an unpolaren
organischen Verbindungen oder/und anionischen organischen Verbindungen in der Reinigerzusammensetzung
angereichert hat, eine Menge an mindestens einer kationischen Verbindung der verschmutzten
Reinigerzusammensetzung zugegeben wird. Diese zugesetzte Menge an mindestens einer
kationischen Verbindung oder die danach in der Reinigerzusammensetzung erreichte Menge
an mindestens einer kationischen Verbindung kann dann vorzugsweise in der Größenordnung
liegen, dass die Reinigerzusammensetzung im schwach anionischen Bereich, am ladungsneutralen
Punkt oder im schwach kationischen Bereich arbeitet (= demulgierende Fahrweise). Dies
ermöglicht, dass die unpolaren organischen. Verbindungen oder/und die anionischen
organischen Verbindungen in der Reinigerzusammensetzung weitgehend oder vollständig
mit der mindestens einen kationischen Verbindung chemisch reagieren und schwer wasserlösliche
oder/und nicht wasserlösliche Verbindungen bilden. Diese schwer oder/und nicht wasserlöslichen
Verbindungen können in der Regel vergleichsweise einfach aus dem Bad entfernt werden.
Sie können beispielsweise über das Entfernen von Verschmutzungen wie z.B. Öl oder/und
anderem Schmutz weitgehend oder vollständig entfernt werden, z.B. abgeschöpft werden.
Das Entfernen dieser unpolaren organischen Verbindungen oder/und anionischen organischen
Verbindungen über das Entfernen ihrer Reaktionsprodukte dient dazu, das Reinigerbad
auf Dauer sogar trotz weiteren Eintrags an unpolaren organischen Verbindungen oder/und
anionischen organischen Verbindungen betriebsbereit zu erhalten, ohne dass es zu besonderen
aufwendigen Maßnahmen zur Reinigung oder zum Ersatz des Reinigerbades über lange Zeit
oder auf Dauer kommt.
[0046] Die mindestens eine kationische organische Verbindung wird vorzugsweise erst dann
(erneut) der Reinigerzusammensetzung zugesetzt, wenn eine bestimmte Mindestmenge an
unpolaren organischen Verbindungen oder/und anionischen organischen Verbindungen in
das Reinigerbad eingetragen ist und daher in der Reinigerzusammensetzung enthalten
ist. In der Zwischenzeit, das heißt vor der ersten Zugabe bzw. von einer Zugabe bis
zu einer nachfolgenden Zugabe an jeweils mindestens einer kationischen organischen
Verbindung zu der Reinigerzusammensetzung, ist der Gehalt an der mindestens einen
kationischen organischen Verbindung in der Reinigerzusammensetzung vorzugsweise vorübergehend
sehr gering oder vergleichsweise gering.
[0047] Die erfindungsgemäße Reinigerzusammensetzung wird insbesonders a) vor der Behandlung,
vor der Passivierung oder/und zum Korrosionsschutz der metallischen Oberflächen mit
einem wässerigen, Tensid-haltigen Bad, b) vor der sogenannten Vorbehandlung von metallischen
Oberflächen von Substraten z.B. vor dem Lackieren z.B. mit einer Vorbehandlungszusammensetzung
(Konversionsbehandlung) wie z.B. durch Phosphatieren, vor dem Fügen, vor der Umformung
oder/und vor der Lackierung, c) vor der Nutzung einer industriellen Waschanlage oder/und
d) als Zwischenreinigung z.B. vor einer Getriebe- oder Motorenfertigung verwendet.
[0048] Im Folgenden wird zwischen Bad, Badlösung und Reinigerbad nicht unterschieden und
daher meistens vom "Bad" gesprochen. Hierbei umfassen diese Begriffe beispielsweise
auch eine Lösung, die z.B. durch Sprühen aufgebracht wird.
[0049] Das zur alkalischen Reinigung eingesetzte wässerige alkalische, Tensid-haltige Bad
hat vorzugsweise einen pH-Wert im Bereich von pH 7 bis 14, insbesonders im Bereich
von pH 8 bis 13 oder von pH 8 bis 12, ganz besonders im Bereich von pH 9 bis 11.
[0050] Die in der Praxis eingesetzten Öle sind heute sehr kompliziert zusammengesetzte Gemische,
die eine Vielzahl unterschiedlicher Substanzen neben den Bestandteilen des Grundöls
aufweisen. Ein Öl kann daher in vielen Fällen etwa 50 verschiedene Substanzen enthalten.
Der Begriff "Öl" im Sinne dieser Anmeldung soll hierbei einerseits eine "Öl-haltige
Zusammensetzung" bedeuten, die eine Zusammensetzung auf Basis vieler Verbindungen
mit im wesentlichen Ölhaltigem Charakter ist, die mindestens ein Grundöl und typischerweise
auch mindestens eine anionische organische Verbindung wie z.B. mindestens eine Verbindung
auf Basis von Petrolsulfonat enthält. Andererseits bedeutet der Begriff "Öl" im Sinne
dieser Anmeldung auch mindestens ein Grundöl aus dieser Öl-haltigen Zusammensetzung.
Bei der Verschmutzung des Bades stört insbesonders das mindestens eine Grundöl, aber
auch Fett(e), Seife(n), die mindestens eine (weitere) anionische organische Verbindung
oder/und manche weiteren, dem Grundöl zugesetzten Substanzen sowie deren Reaktionsprodukte
insbesonders mit Wasser, weil dadurch die Reinigungsleistung des Bades verringert
wird oder sogar zum Erliegen gebracht wird. Auf den Zustand des Bades wirkt dabei
insbesonders die mindestens eine anionische organische Verbindung ein. Als Öle, die
gegebenenfalls zu der Verschmutzung des Bades beitragen, kommen oft naphthenische
oder/und aliphatische Öle in Frage. Diese Öle nennt man am ehesten Bearbeitungsöle.
Sie werden unter Umständen auch z.B. als Abschrecköle, Härteöle, Hohnöle, Korrosionsschutzöle,
Kühlschmiermittelemulsionen, Kühlschmiermittelöle, Schneidöle oder/und Umformöle bezeichnet
oder/und verwendet.
[0051] Obwohl der Gehalt an Ölen im erfindungsgemäß gefahrenen Bad grundsätzlich auch hohe
Werte wie z.B. 1 g/L, 5 g/L oder 10 g/L annehmen kann, wird bei dem Verfahren mit
der erfindungsgemäßen Zusammensetzung der Gehalt entweder an Öl(en) (im engen Sinn)
oder an Öl-haltiger Zusammensetzung (= Öl(en) einschließlich weiterer Verschmutzungen,
die gegebenenfalls teilweise aus den Bestandteilen der Öle, teilweise aber auch aus
chemischen Reaktionen der Bestandteile der Öl-haltigen Zusammensetzung her stammen
können) im Bad insbesonders bei kontinuierlichem Betrieb vorzugsweise bei nicht mehr
als 3 g/L gehalten, insbesonders bei nicht mehr als 2,5, 2, 1,5, 1, 0,8, 0,6, 0,4,
0,2 oder 0,1 g/L bzw. vorzugsweise im Bereich von 0,01 bis 3 g/L, besonders bevorzugt
im Bereich von 0,02 bis 2,2 g/L oder von 0,03 bis 1,5 g/L, ganz besonders bevorzugt
im Bereich von 0,05 bis 1 g/L. Hierbei werden Proben mitten aus dem Bad, bei dem nur
geringe oder gar keine Anteile an Öl-haltiger Phase an der Badoberfläche zu finden
sind, insbesonders bei einem demulgierenden Zustand genommen. Bei dem Verfahren mit
der erfindungsgemäßen Zusammensetzung ist es besonders bevorzugt, dass der Gehalt
des Reinigerbades an Öl(en) einschließlich weiteren Verschmutzungen im Bereich von
0,03 bis 2 oder von 0,05 bis 1 g/L und der Gehalt an Tensiden im Bereich von 0,05
bis 0,7 g/L oder von 0,1 bis 1,6 g/L gehalten wird, was insbesonders von der Anlage
und der Fahrweise abhängig ist. Es muss jedoch nicht immer ein Grundöl als Verschmutzung
auftreten, insbesonders, wenn die Verschmutzungen Reste eines Tiefziehfetts oder/und
einer Seife zum Kaltumformen sind.
[0052] Als unpolare organische Verschmutzungen können insbesonders Öl(e), Fett(e), Seife(n),
Metallbearbeitungshilfsmittel wie z.B. Ziehhilfsmittel oder/und gegebenenfalls auch
Partikelschmutz auftreten, die wie die Öl(e) insbesonders aus der Metallverarbeitung
oder/und aus Mitteln für den Korrosionsschutz stammen. Partikelschmutz kann dabei
als ein Gemisch im Wesentlichen auf der Basis von Staub, Abrieb z.B. von metallischen
Werkstoff(en), Gummi, Kunststoff(en) oder/und Schleifmittel(n), metallischen Spänen,
Schweißschmauch oder/und Schweißperlen auftreten.
[0053] Die anionischen organischen Verbindungen gehören vorwiegend zu den polaren organischen
Verschmutzungen und tragen in der Regel jeweils mindestens eine Carboxylgruppe, Hydroxycarboxylgruppe,
Phosphatgruppe, Phosphonatgruppe, Sulfonatgruppe oder/und Sulfatgruppe. Diese Verbindungen
sind im alkalischen Medium in der Regel gut wasserlöslich. Sie sind amphiphile, anionische
organische Verbindungen wie z.B. anionische Tenside, Petrolsulfonat(e), Aminocarbonsäure(n),
Seife(n) oder/und deren Derivate. Sie wirken häufig als Korrosionsinhibitoren oder/und
als Schmiermittel. Sie werden häufig als Additive den Ölen zugesetzt. Die den Ölen
als Additive wie z.B. als Korrosionsinhibitoren, Umformhilfsmittel, Formulierungsadditive,
Biozide usw. zugesetzten Substanzen können jeweils unabhängig voneinander polar oder
unpolar, ungeladen oder anionisch geladen sein. Der Hauptanteil dieser Additive gehört
jedoch meistens auch zu den anionischen organischen Verbindungen. Die übrigen Substanzen
dieser Additive liegen jedoch meistens in vergleichsmäßig geringen Mengen vor. Oft
stören sie nicht oder nicht wesentlich.
[0054] Fette und fette Öle können in wässerigen alkalischen Medien oft hydrolysieren und
bilden dabei Seifen, die auch zu den anionischen organischen Verbindungen zählen können,
wie z.B. auf Basis von Caprylsäure, Laurinsäure, Ölsäure, Palmitinsäure oder/und Stearinsäure,
insbesonders auf Basis von Alkalicaprylaten, Alkalilauraten, Alkalioleaten, Alkalipalmitaten
oder/und Alkalistearaten wie z.B. Natriumstearat oder/und Kaliumstearat bzw. insbesonders
entsprechende weitere Carboxylate. Aus Fetten und fetten Ölen können sich im Wasser
hydrolysierte Verbindungen (Seifen) bilden, die oft tensidartige Eigenschaften aufweisen,
die (nebeneinander) polar oder/und unpolar sein können.
[0055] Die Verschmutzung enthält üblicherweise mindestens ein Öl, vielfach auch mindestens
eine anionische organische Verbindung. Beim Einsatz von Öl(en) mit sehr vielen Zusätzen
tritt in der Praxis oft eine Begrenzung der demulgierenden Fahrweise des Bades auf,
weil der Gehalt an anionischen organischen Verbindungen, der beim Reinigen im Bad
aufgenommen wird, zu hoch ist. Die anfänglich oder vorher vorhandene demulgierende
Leistung des Bades nimmt mit zunehmender Verschmutzung z.B. durch anionische organische
Verbindung(en) ab und kann sich leicht erschöpfen, wenn die Gehalte an anionischen
organischen Verbindungen zu groß werden, denn die anionischen organischen Verbindungen
können sich im Bad anreichern und die Reinigungsleistung des Bades immer stärker begrenzen.
Ein anfänglich demulgierend wirkendes demulgierendes Tensid kann dann seine demulgierende
Wirkung im Bad verlieren. Ein demulgierendes Tensid hat unter den üblichen Bedingungen
eines Reinigerbades eine demulgierende Wirkung, kann aber insbesonders durch den Eintrag
an oder/und die Reaktion zu anionischen organischen Verbindungen seine demulgierende
Wirkung verlieren.
[0056] Insbesonders ist das Verfahren mit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung für Reinigungsverfahren
und Bäder mit Verschmutzungen vorgesehen, die Gehalte an anionischen organischen Verbindungen
aufweisen, insbesonders Gehalte an anionischen organischen Verbindungen im Bereich
von 0,2 g/L bis zu sehr hohen Gehalten wie z.B. in der Größenordnung von etwa 100
g/L. Vielfach liegen die Gehalte im Bereich von 0,25 bis 60 g/L oder im Bereich von
0,3 bis 40 g/L, besonders häufig im Bereich von 0,35 bis 30 g/L oder im Bereich von
0,4 bis 20 g/L, ganz besonders häufig im Bereich von 0,45 bis 15 g/L, im Bereich von
0,5 bis 10 g/L oder im Bereich von 0,55 bis 5 g/L Sie können dennoch entsprechend
der Erfindung einfach und gut demulgierend gefahren werden, wenn die entsprechenden
Gehalte im Bad enthalten oder/und ihm entsprechende Zusätze zugegeben werden.
[0057] In vielen Fällen ist es vorteilhaft oder sogar notwendig, den Gehalt an anionischen
organischen Verbindungen in einem Bad auf bestimmte Höchstwerte zu begrenzen, weil
sonst das Demulgieren von Öl vermindert oder verhindert wird, so dass der Gehalt an
Öl und weiteren Verschmutzungen im Bad ansteigt und die Reinigungsleistung des Bades
abnimmt. Der Gehalt an anionischen organischen Verbindungen wird bei vielen Ausführungsvarianten
auf Werte von möglichst nicht mehr als z.B. 50 g/L wie z.B. bei Verwendung einer Zentrifugenanlage
zum Abschleudern der Verschmutzung von der Oberfläche des Bades begrenzt. In einer
Industrieanlage z.B. für stark umgeformte Teile vor dem weiteren Behandeln insbesonders
für den Korrosionsschutz der metallischen Oberflächen, vor dem Passivieren, vor dem
Vorbehandeln z.B. mit einer Zusammensetzung zur Konversionsbehandlung wie z.B. Phosphatieren,
vor dem Fügen oder/und vor dem Umformen kann es gegebenenfalls empfohlen sein, möglichst
nicht mehr als z.B. 5 g/L an anionischen organischen Verbindungen in einem wässerigen,
alkalischen, Tensid-haltigen Bad zuzulassen. In einer Karosseriereinigungsanlage in
der Automobilindustrie kann es gegebenenfalls notwendig sein, nicht mehr als z.B.
1 g/L an anionischen organischen Verbindungen im Reinigerbad zuzulassen, um die Anlage
kontinuierlich und ohne besondere Badpflegemaßnahmen fahren zu können.
[0058] Denn der Gehalt an anionischen organischen Verbindungen in einem Reinigerbad kann
sich in manchen Anlagen aufgrund ebenfalls enthaltener bestimmter Arten von Öl(en)
in der Verschmutzung schon bei sehr geringen Mengen auf die demulgierende Wirkung
des Bades auswirken: Z.B. reichen oft schon etwa 0,05 oder etwa 0,1 g/L an anionischen
organischen Verbindungen aus, um die demulgierende Wirkung zu verringern oder sogar
ganz zu verhindern, was unter anderem auch von der Art der vorliegenden Substanzen
abhängt.
[0059] Bei der Reinigung der metallischen Oberflächen von Öl-haltigen Zusammensetzungen
ist die Größe der primär abgereinigten Öltröpfchen üblicherweise sehr klein, d. h.
vielfach von einem Durchmesser etwa im Bereich von 0,5 bis 5 oder sogar bis 50 µm.
Eine große Grenzfläche zwischen Öl und Wasser ist jedoch generell energetisch ungünstig,
so dass das chemische System dazu neigt, dass mehrere kleine Öltröpfchen zu mindestens
einem größeren zusammenfließen. Dieser Vorgang wird auch als Koaleszenz bezeichnet.
Er hört jedoch auf, wenn die Öltröpfchen einen Krümmungsradius erreichen, der durch
die Geometrie des eingesetzten Tensids bzw. der Tensidgemische vorgegeben ist. Hierbei
empfiehlt es sich in vielen Ausführungsvarianten, über die Auswahl der Tenside, ihre
Gehalte und ihre Mischung einen bestimmten Krümmungsradius der Öltröpfchen als vorwiegenden
möglichen Krümmungsradius in Bädern über die Belegung der Öltröpfchen einzustellen.
Hierbei kann das Verfahren im Feinbereich optimiert werden. Dieser Krümmungsradius
wird in manchen Ausführungsvarianten vorzugsweise so eingestellt, dass das Öl in einem
bewegten Bad gerade noch nicht demulgiert und dass sich eine Öl-haltige Phase daher
gerade noch nicht oder noch nicht stärker an der Oberfläche des Bades anreichert,
sich jedoch in einem ruhenden Bad wie z. B. in einem Abscheidebehälter (Ölabscheider)
spontan abscheidet und sich an der Oberfläche des Bades als Öl-haltige, oft auch andere
Verschmutzungen als Öl enthaltende Phase ansammelt.
[0060] Es wurde jetzt festgestellt, dass durch den gegebenenfalls erneuten Zusatz von mindestens
einer kationischen organischen Verbindung, die insbesonders auch mindestens ein Tensid
oder/und mindestens ein kationisches Polymer wie z.B. mindestens ein kationischer
Polyelektrolyt sein kann, der demulgierende Zustand aufrechterhalten werden kann.
Als demulgierender Zustand wird hierbei auch ein Zustand des Bades bezeichnet, bei
dem sich die Bestandteile der Öl-haltigen Zusammensetzung, also insbesonders Öl(e)
und anionische organische Verbindung(en), abscheiden und sich insbesonders auch an
der Badoberfläche als Öl-haltige Phase ansammeln und entfernen lassen. Auf diese Weise
kann das Bad auf einfache Weise durch Abschöpfen der Verschmutzungen von der Badoberfläche
gereinigt werden.
[0061] Das Demulgieren wird dadurch hervorgerufen, dass kleine Öltröpfchen zusammenlaufen
und größere Öltropfen ergeben. Wenn die Öltropfen groß genug sind, können diese an
die Badoberfläche aufschwimmen und sich dort weiter ansammeln. Dieser Vorgang kann
durch Gehalte an Emulgatoren oder/und an anionischen organischen Verbindungen beeinträchtigt
oder sogar unterdrückt werden.
[0062] Der demulgierende Zustand eines Bades ist daran erkennbar, dass sich bei verminderter
oder fehlender Badbewegung eine Öl-haltige Phase spontan abscheidet und sich gegebenenfalls
an der Oberfläche des Bades oder/und in seltenen Fällen am Boden des Badbehälters
als Öl-haltige Phase anreichert, während sich bei gewisser oder starker Bewegung der
Reinigerzusammensetzung keine Öl-haltige Phase abscheidet. Vorzugsweise wird zu dem
Bad kein Emulgator oder in einzelnen Ausführungsvarianten nur eine geringe Menge an
mindestens einem Emulgator von bis zu 0,5 g/L absichtlich zugegeben, vorzugsweise
bis zu 0,2 g/L, besonders bevorzugt bis zu 0,05 g/L, insbesonders dann, wenn das Bad
wenig oder keine Badbewegung aufweist. Mindestens ein Emulgator kann unter Umständen
auch durch die Verschmutzung eingeschleppt werden. Die demulgierenden Tenside und
die kationischen organischen Verbindungen wirken als Demulgatoren. Die für die Reinigung
eingesetzten nichtionischen Tenside wirken hierbei ebenfalls oft als Demulgatoren.
Sie wirken insbesonders dann als Demulgatoren, wenn die Anordnung der Tensidmoleküle
auf dem Öltröpfchen zu keiner zu starken Krümmung führt. Die Tröpfchengröße der Öltröpfchen
verdeutlicht dabei den Badzustand: Je kleiner die Öltröpfchen sind, desto stärker
emulgierend ist das Bad, und je größer die Öltröpfchen sind, desto stärker demulgierend
ist das Bad.
[0063] Der Vorgang der Koaleszenz wird durch die Anwesenheit von anionischen organischen
Verbindungen im Bad vermindert oder sogar unterdrückt, da die auf den Öltröpfchen
absorbierten anionischen organischen Verbindungen die Öltröpfchen gleichnamig aufladen,
was wiederum zu einer Abstoßung der Öltröpfchen untereinander führt. Aufgrund des
Zusatzes z.B. von kationischen organischen Verbindungen kann diese anionische Aufladung
teilweise oder sogar vollständig neutralisiert werden, so dass weiterhin ein demulgierender
Zustand vorliegt und das Koaleszieren der Öltröpfchen fortschreiten kann.
[0064] In der Praxis bedeutet dies für viele Ausführungsvarianten, dass der Gehalt an anionischen
organischen Verbindungen in der Badlösung z.B. durch Titration nach Epton bestimmt
wird und dass entsprechende Mengen an mindestens einer kationischen organischen Verbindung
dem Bad zugesetzt werden. Die insgesamt im Bad enthaltenen Mengen an kationischen
organischen Verbindungen sind daher vorzugsweise so auszuwählen, dass der demulgierende
Zustand wieder erreicht oder/und in dem gewünschten Ausmaß fortgeführt wird. Hierbei
kann es in manchen Ausführungsvarianten vorteilhaft sein, wenn ein gerade demulgierender,
aber noch nicht ein stark demulgierender Zustand eingestellt wird.
[0065] Mindestens ein demulgierendes Tensid, das im Bad enthalten ist oder/und dem Bad zugesetzt
wird, wird aus den erfindungsgemäßen nichtionischen demulgierend wirkenden Tensiden,
ausgewählt. Üblicherweise können alle kationischen Tenside durch die Wechselwirkung
mit mindestens einer anionischen organischen Verbindung demulgierend wirken. Darüber
hinaus wirken viele nichtionische Tenside insbesonders aufgrund ihrer Molekülgeometrie,
Polarität des Gesamtmoleküls oder/und der Tensidmischung diemulgierend. Das mindestens
eine demulgierende Tensid dient dabei zur Verringerung der Oberflächenspannung, zum
Reinigen, zum Demulgieren, zur Einstellung der emulgierenden bzw. demulgierenden Eigenschaften
oder/und zur Verminderung der Schaumneigung. Das mindestens eine demulgierende, nichtionische
Tensid wirkt solange auch als ein demulgierendes Tensid, solange die Einsatzbedingungen
so eingestellt sind, dass es sich in einem demulgierenden Zustand befindet, der wesentlich
von der chemischen Zusammensetzung, von der Art und Menge der Verschmutzungen, vom
Salzgehalt und von der Temperatur des Bades sowie von der Art und Leistung der Badumwälzung
bzw. der Pumpen abhängt.
[0066] Sowohl die Gehalte an demulgierenden Tensiden insgesamt, als auch die Gehalte an
den erfindungsgemäßen demulgierend wirkenden nichtionischen Tensiden in der wässerigen
alkalischen Reinigerzusammensetzung liegen vorzugsweise im Bereich von 0,01 bis 60
g/L oder von 0,03 bis 30 g/L, besonders bevorzugt im Bereich von 0,05 bis 20 g/L,
ganz besonders bevorzugt im Bereich von 0,08 bis 15 g/L oder von 0,1 bis 10 g/L. Sie
liegen dann oft im Bereich von 0,5 bis 8 g/L oder von 1 bis 6,5 g/L oder von 2 bis
5 g/L. Meistens werden hierbei Gehalte an demulgierenden Tensiden und Gehalte an den
erfindungsgemäßen demulgierend wirkenden nichtionischen Tensiden bei Spritzverfahren
im Bereich von 0,1 bis 5 g/L eingesetzt, bei Tauchverfahren im Bereich von 0,2 bis
10 g/L, üblicherweise unabhängig davon, ob es sich um kontinuierliche oder diskontinuierliche
Verfahren handelt. In etlichen Ausführungsformen ist es möglich, die Tensidgehalte
gering zu halten, so dass die erfindungsgemäßen demulgierend wirkenden nichtionischen
Tensiden in der wässerigen alkalischen Reinigerzusammensetzung vorzugsweise im Bereich
von 0,01 bis 6 g/L oder von 0,03 bis 3 g/L liegen, besonders bevorzugt im Bereich
von 0,05 bis 2 g/L, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 0,08 bis 1,5 g/L, von
0,1 bis 1 g/L oder von 0,12 bis 0,7 g/L.
[0067] Die Gehalte an kationischen Tensiden oder/und an kationischen organischen Polymeren
liegen zum Zeitpunkt ihrer Zugabe zu der verschmutzten wässerigen alkalischen Reinigerzusammensetzung
und bevor sie chemisch reagieren vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis 100 g/L oder
von 0,3 bis 60 g/L, besonders bevorzugt im Bereich von 0,5 bis 40 g/L, ganz besonders
bevorzugt im Bereich von 0,8 bis 20 g/L oder von 1 bis 10 g/L. Sie liegen dann oft
im Bereich von 2 bis 8 g/L oder von 3 bis 6 g/L. In etlichen Ausführungsformen ist
es möglich, diese Gehalte gering zu halten, so dass die erfindungsgemäßen demulgierend
wirkenden nichtionischen Tensiden in der wässerigen alkalischen Reinigerzusammensetzung
vorzugsweise im Bereich von 0,01 bis 6 g/L oder von 0,03 bis 3 g/L liegen, besonders
bevorzugt im Bereich von 0,05 bis 2 g/L, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 0,08
bis 1,5 g/L, von 0,1 bis 1 g/L oder von 0,12 bis 0,7 g/L.
[0068] Die Gehalte an kationischen Tensiden oder/und an kationischen organischen Polymeren
sind vorzugsweise nach der chemischen Reaktion der kationischen Tenside oder/und der
kationischen organischen Polymere mit den Verschmutzungen in der wässerigen alkalischen
Reinigerzusammensetzung vorzugsweise bei Null, bei Spurengehalten oder im Bereich
von 0,001 bis 5 g/L oder von 0,003 bis 3 g/L, besonders bevorzugt im Bereich von 0,005
bis 2 g/L oder von 0,01 bis 1,5 g/L, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 0,05
bis 1 g/L oder von 0,1 bis 0,5 g/L. In vielen Ausführungsformen werden die Gehalte
an kationischen Tensiden oder/und kationischen organischen Polymeren in dieser Größenordnung
für längere Zeit, vorzugsweise bis zur nächsten Zugabe an kationischen Tensiden oder/und
kationischen organischen Polymeren nach einer stärkeren Verschmutzung, in dieser Größenordnung
in der wässerigen alkalischen Reinigerzusammensetzung gehalten.
[0069] Die Gehalte an demulgierenden Tensiden oder/und an weiteren insbesonders nichtionischen
Tensiden werden anteilig mit den Verschmutzungen aus den Reinigungsbädern entfernt
und müssen daher entsprechend wieder ergänzt werden, um die Reinigungsleistung zu
erhalten bzw. wieder einzustellen. Die Tenside, die keine kationischen Tenside sind,
unterliegen üblicherweise keinen chemischen Reaktionen, bleiben üblicherweise in Lösung
und bleiben somit üblicherweise anteilig oder weitgehend im Bad erhalten, werden aber
anteilig mit den Verschmutzungen aus dem Bad entfernt.
[0070] Bei diskontinuierlichem Betrieb kann es sich lohnen, beim Entfernen der Verschmutzung
den gesamten Badinhalt bei der Reinigung der Anlage auszutauschen (Badwechsel).
[0071] Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist mindestens eine kationische organische Verbindung,
die im Reinigerbad enthalten ist oder/und ihr zugesetzt wird bestehend aus kationischen
Tensiden und gegebenenfalls aus kationischen organischen Polymeren. Hierbei steht
der Begriff "kationische Polymere" wie an den anderen Stellen auch, bei denen nicht
die weiteren polymeren Varianten aufgeführt sind, für eine Auswahl aus der Gruppe
bestehend aus kationischen Polymeren, kationischen Copolymeren, kationischen Blockcopolymeren
und kationischen Pfropfcopolymeren. Die kationischen organischen Verbindungen dienen
insbesonders dazu, die gegebenenfalls schwach demulgierende, zu schwach demulgierende
oder sogar fehlende demulgierende Fahrweise und Wirkung des Bades, das mindestens
ein demulgierendes nichtionisches Tensid enthält, aufgrund der demulgierenden Wirkung
des mindestens einen erfindungsgemäßen nichtionischen Tensids und auch des mindestens
einen kationischen Tensids herzustellen oder/und zu verstärken oder/und die demulgierende
Fahrweise und Wirkung des Bades möglichst lange oder sogar auf Dauer aufrecht zu erhalten.
Durch die demulgierende Fahrweise wird Öl vom Bad abgetrennt und die Standzeit des
Bades verlängert.
[0072] Mindestens eine weitere kationische organische Verbindung wird vorzugsweise ausgewählt
a) aus amphiphilen Verbindungen, die mindestens eine quaternäre Ammonium-Gruppe oder/und
mindestens eine Ringgruppe mit mindestens einem Stickstoffatom als Kopfgruppe aufweisen,
wobei entweder das mindestens eine Stickstoffatom der Ringgruppe oder die Ringgruppe
mindestens eine positive Ladung hat, und die mindestens eine Alkylgruppe unabhängig
voneinander - gesättigt oder ungesättigt - mit jeweils einer durchschnittlichen Zahl
an Kohlenstoffstoffatomen im Bereich von 4 bis 22 Kohlenstoffatomen mit jeweils entweder
linearer oder verzweigter Kettenausbildung aufweisen, wobei die Alkylgruppe gegebenenfalls
unabhängig voneinander - gesättigt oder ungesättigt, verzweigt oder unverzweigt -
jeweils eine oder mehrere aromatische Gruppen enthalten kann oder durch jene ersetzt
sein kann, und wobei gegebenenfalls mindestens eine Alkylgruppe eine andere durchschnittliche
Zahl an Kohlenstoffatomen als mindestens eine andere Alkylgruppe aufweisen kann, oder/und
b) aus kationischen Polymeren, die im Falle wasserlöslicher kationischer Polymere
oft auch kationische Polyelektrolyte sind, wobei die kationischen Polymere mindestens
eine quaternäre Ammonium-Gruppe oder/und mindestens eine Stickstoff enthaltende heterozyklische
positiv geladene Gruppe mit 5 oder 6 Ringatomen und mindestens fünf Einheiten eines
Monomergrundbausteins oder mehrerer - insbesonders ein, zwei, drei, vier oder fünf
- verschiedener Monomergrundbausteine in mindestens einer Polymerkette enthalten.
Als Monomergrundbausteine kommen hierbei kationisch geladene Polymere, insbesonders
kationische Polyelektrolyte, in Betracht, insbesonders die, die mindestens ein quaternäres
Stickstoffatom, mindestens eine Guanidinium-Gruppe, mindestens eine quaternisierte
Imidazolin-Gruppe (= Imidazolium-Gruppe), mindestens eine quaternisierte Oxazolium-Gruppe
oder/und mindestens eine quaternisierte Pyridyl-Gruppe (= Pyridinium-Gruppe) enthalten,
wie z.B. solche auf Basis von Ethylenimin(en), Hexamethylendiaminguanidium-Verbindungen,
Oxazolium, Vinylimidazolium, Vinylpyridinium-Verbindungen wie z.B. die entsprechenden
Chloride. Es können insbesonders 1 bis 1.000.000 quaternäre Ammonium-Gruppen oder/und
1 bis 1.000.000 Stickstoff enthaltende heterozyklische positiv geladene Gruppen mit
5 oder 6 Ringatomen in einem Molekül auftreten, jeweils unabhängig voneinander vorzugsweise
5 bis 800.000, besonders bevorzugt 15 bis 600.000, ganz besonders bevorzugt 25 bis
400.000. Es können insbesonders 5 bis 1.500.000 Einheiten eines Monomergrundausteins
oder mehrerer verschiedener Mbnomergrundbausteine in einem Molekül auftreten, jeweils
unabhängig voneinander vorzugsweise 25 bis 1.100.000, besonders bevorzugt 75 bis 600.000,
ganz besonders bevorzugt 100 bis 200.000. Im Falle von verschiedenartigen Monomergrundbausteinen
in einem Molekül können diese - gegebenenfalls in bestimmten Bereichen - statistisch,
isotaktisch, syndiotaktisch, ataktisch oder/und blockweise angeordnet sein, z.B. als
Blockcopolymere oder Pfropfcopolymere.
[0073] Hierbei ist mindestens eine kationische organische Verbindung der Allgemeinen Formel
(I)

wobei N
⊕ Stickstoff als quaternäre Ammonium-Verbindung darstellt,
wobei R
1 eine Alkylgruppe - gesättigt oder ungesättigt - mit einer durchschnittlichen Zahl
an Kohlenstoffatomen im Bereich von 8 bis 18 Kohlenstoffatomen bei jeweils entweder
linearer oder verzweigter Kettenausbildung ist,
wobei die Alkylgruppe R
1 gegebenenfalls eine oder mehrere aromatische oder/und phenolische Gruppen enthalten
kann oder durch jene ersetzt sein kann,
wobei R
2 Wasserstoff, (EO)
x (= Polyetherkette der Formel "- CH
2 - CH
2 - O -" mit x = 1 bis 50 Einheiten mit oder ohne Endgruppenverschluss insbesonders
mit einer Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Isopropyl-, n-Butyl-, Isobutyl-, Tertiärbutyl-
oder Benzyl-Gruppe), (PO)
y (= Polyetherkette der Formel "- CHCH
3 - CH
2 - O -" mit y = 1, bis 10 Einheiten mit oder ohne Endgruppenverschluss insbesonders
mit einer Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Isopropyl-, n-Butyl-, Isobutyl-, Tertiärbutyl-
oder Benzyl-Gruppe) oder eine Alkylgruppe - gesättigt oder ungesättigt - mit einer
durchschnittlichen Zahl an Kohlenstoffatomen im Bereich von 1 bis 18 Kohlenstoffatomen
bei entweder linearer oder verzweigter Kettenausbildung ist,
wobei die Alkylgruppe R
2 gegebenenfalls eine oder mehrere aromatische, oder/und phenolische Gruppen enthalten
kann oder durch jene ersetzt sein kann,
wobei R
3 und R
4 unabhängig voneinander (EO)
x (= Polyetherkette der Formel "- CH
2 - CH
2 - O -" mit x = 1 bis 50 Einheiten mit oder ohne Endgruppenverschluss für jede Polyetherkette
unabhängig voneinander insbesonders mit einer Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Isopropyl-,
n-Butyl-, Isobutyl-, Tertiärbutyl- oder Benzyl-Gruppe), (PO)
y (= Polyetherkette der Formel "- CHCH
3 - CH
2 - O -" mit y = 1 bis 10 Einheiten mit oder ohne Endgruppenverschluss für jede Polyetherkette
unabhängig voneinander insbesonders mit einer Methyl-, Ethyl-, Propyl-, isopropyl,
n-Butyl-, Isobutyl-, Tertiärbutyl- oder Benzyl-Gruppe) oder/und eine Alkylgruppe -
gesättigt oder ungesättigt - mit einer durchschnittlichen Zahl an Kohlenstoffatomen
im Bereich von 1 bis 10 bei jeweils entweder linearer oder verzweigter Kettenausbildung
ist,
wobei R
3 oder/und R
4 unabhängig voneinander mindestens eine oder mehrere aromatische oder/und phenolische
Gruppen enthalten oder durch jene ersetzt sind,
wobei gegebenenfalls R
2, R
3 oder/und R
4 unabhängig voneinander eine oder mehrere Gruppen ausgewählt aus Amino-Gruppen, Carbonyl-Gruppen,
Ester-Gruppen, Ether-Gruppen, OH-Gruppen und Nitro-Gruppen an mindestens einem der
Kohlenstoffatome oder/und zwischen den Kohlenstoffatomen mindestens einer Alkylgruppe
enthalten oder/und darstellen können.
[0074] Besonders bevorzugt weist mindestens ein kationisches Tensid eine oder zwei Benzylgruppen
auf.
[0075] Besonders bevorzugt ist bei Verbindungen der Allgemeinen Formel (I), bei R
2 Alkylgruppen mit 1 oder mit 8 bis 16 Kohlenstoffatomen auszuwählen; ganz besonders
bevorzugt ist, diese aus 1 oder 10 bis 14 Kohlenstoffatomen auszuwählen. Besonders
bevorzugt ist bei Verbindungen der Allgemeinen Formel (I), bei R
3 Alkylgruppen mit 1 oder 6 Kohlenstoffatomen auszuwählen, letztere insbesonders als
Benzyl-Gruppe.
[0076] Hierbei ist mindestens eine kationische organische Verbindung vorzugsweise ausgewählt
aus amphiphilen Verbindungen der Allgemeinen Formel (II)

wobei N
⊕ Stickstoff als quaternäre Ammonium-Verbindung darstellt,
wobei R
1 unabhängig voneinander eine Alkylgruppe - gesättigt oder ungesättigt - mit einer
durchschnittlichen Zahl an Kohlenstoffatomen im Bereich von 4 bis 22 Kohlenstoffatomen
bei jeweils entweder linearer oder verzweigter Kettenausbildung ist,
wobei gegebenenfalls mindestens eine der Alkylgruppen R
1 unabhängig voneinander eine oder mehrere aromatische oder/und phenolische Gruppen
enthalten kann oder/und durch jene ersetzt sein kann,
wobei R
2 eine Alkylgruppe - gesättigt oder ungesättigt - mit einer durchschnittlichen Zahl
an Kohlenstoffatomen im Bereich von 1 bis 22 Kohlenstoffatomen bei entweder linearer
oder verzweigter Kettenausbildung ist, wobei die Alkylgruppe R
2 gegebenenfalls eine oder mehrere aromatische oder/und phenolische Gruppen enthalten
oder durch jene ersetzt sein kann,
wobei R
3 unabhängig voneinander Wasserstoff, (EO)
x (= Polyetherkette der Formel "- CH
2 - CH
2 - O -" mit x = 1 bis 50 Einheiten insbesonders mit einer Methyl-, Ethyl-, Propyl-,
Isopropyl-, n-Butyl-, Isobutyl-, Tertiärbutyl- oder Benzyl-Gruppe), (PO)
y (= Polyetherkette der Formel "- CHCH
3 - CH
2 - O -" mit y = 1 bis 10 Einheiten insbesonders mit einer Methyl-, Ethyl-, Propyl-,
Isopropyl-, n-Butyl-, Isobutyl-, Tertiärbutyl- oder Benzyl-Gruppe) oder/und eine Alkylgruppe
- gesättigt oder ungesättigt - mit einer durchschnittlichen Zahl an Kohlenstoffatomen
im Bereich von 1 bis 10 bei jeweils entweder linearer oder verzweigter Kettenausbildung
ist,
wobei mindestens eine der Alkylgruppen R
3 unabhängig voneinander eine oder mehrere aromatische oder/und phenolische Gruppen
enthält oder/und durch jene ersetzt ist, wobei gegebenenfalls R
2 unabhängig voneinander eine oder mehrere Gruppen ausgewählt aus Amino-Gruppen, Carbonyl-Gruppen,
Ester-Gruppen, Ether-Gruppen, OH-Gruppen und Nitro-Gruppen an mindestens einem der
Kohlenstoffatome oder/und zwischen den Kohlenstoffatomen mindestens einer Alkylgruppe
enthalten kann,
wobei gegebenenfalls mindestens eine Gruppe R
3 unabhängig voneinander eine oder mehrere Gruppen ausgewählt aus Amino-Gruppen, Carbonyl-Gruppen,
Ester-Gruppen, Ether-Gruppen, OH-Gruppen und Nitro-Gruppen an mindestens einem der
Kohlenstoffatome oder/und zwischen den Kohlenstoffatomen mindestens einer Alkylgruppe
enthalten oder/und darstellen darstellen kann.
[0077] Besonders bevorzugt ist bei Verbindungen der Allgemeinen Formel (II), bei R
2 Alkylgruppen mit 1 oder 8 bis 16 Kohlenstoffatomen auszuwählen; ganz besonders bevorzugt
ist, diese aus 1 oder 10 bis 14 Kohlenstoffatomen auszuwählen. Besonders bevorzugt
ist bei Verbindungen der Allgemeinen Formel (II), bei R
3 Alkylgruppen mit 1 oder 6 Kohlenstoffatomen auszuwählen, letztere insbesonders als
Benzylgruppe.
[0078] Hierbei ist mindestens eine kationische organische Verbindung vorzugsweise ausgewählt
aus amphiphilen Verbindungen der Allgemeinen Formel (III)

wobei N
⊕ Stickstoff als quaternäre Ammonium-Verbindung darstellt, wobei gegebenenfalls CH
- CH durch CH - R
4 - CH ersetzt sein kann,
wobei R
4 unabhängig voneinander eine Alkylgruppe - gesättigt oder ungesättigt - mit einer
durchschnittlichen Zahl an Kohlenstoffatomen im Bereich von 1 bis 14 Kohlenstoffatomen
bei jeweils entweder linearer oder verzweigter Kettenausbildung ist
wobei mindestens eine der Alkylgruppen R
4 unabhängig voneinander eine oder mehrere aromatische oder/und phenolische Gruppen
enthält oder/und durch jene ersetzt ist,
wobei gegebenenfalls mindestens eine der Alkylgruppen R
4 unabhängig voneinander auch mindestens eine Amino-Gruppe, Carbonyl-Gruppe, Ester-Gruppe,
Ether-Gruppe, OH-Gruppe und Nitro-Gruppe an Mindestens einem der Kohlenstoffatome
oder/und zwischen den Kohlenstoffatomen von mindestens einer Alkylgruppe enthalten
kann,
wobei gegebenenfalls N
⊕ - CH durch N
⊕ - R
5 - CH ersetzt sein kann,
wobei R
5 unabhängig voneinander eine Alkylgruppe - gesättigt oder ungesättigt - mit einer
durchschnittlichen Zahl an Kohlenstoffatomen im Bereich von 1 bis 8 Kohlenstoffatomen
bei jeweils entweder linearer oder verzweigter Kettenausbildung ist,
wobei gegebenenfalls mindestens eine der Alkylgruppen R
5 unabhängig voneinander eine oder mehrere aromatische oder/und phenolische Gruppen
enthalten kann oder/und durch jene ersetzt sein kann,
wobei gegebenenfalls mindestens eine der Alkylgruppen R
5 unabhängig voneinander auch mindestens eine Amino-Gruppe, Carbonyl-Gruppe, Ester-Gruppe,
Ether-Gruppe, OH-Gruppe und Nitro-Gruppe an mindestens einem der Kohlenstoffatome
oder/und zwischen den Kohlenstoffatomen mildestens einer Alkylgruppe enthalten kann,
wobei R
1 unabhängig voneinander Wasserstoff oder eine Alkylgruppe - gesättigt oder ungesättigt
- mit einer durchschnittlichen Zahl an Kohlenstoffatomen im Bereich von 4 bis 22 Kohlenstoffatomen
bei jeweils entweder linearer oder verzwelgter Kettenausbildung ist,
wobei gegebenenfalls mindestens eine der Alkylgruppen R
1 unabhängig voneinander eine oder mehrere aromatische oder/und phenolische Gruppen
enthalten kann oder/und durch jene ersetzt sein kann,
wobei R
3 unabhängig voneinander Wasserstoff, (EO)
x (= Polyetherkette der Formel "- CH
2 - CH
2 - O -" mit x = 1 bis 50 Einheiten mit oder ohne Endgruppenverschluss für jede Polyetherkette
unabhängig voneinander insbesonders mit einer Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Isopropyl-,
n-Butyl-, Isobutyl-, Tertiärbutyl- oder Benzyl-Gruppe), (PO)
y (= Polyetherkette der Formel "- CHCH
3 - CH
2 - O -" mit y = 1 bis 10 Einheiten mit oder ohne Endgruppenverschluss für jede Polyetherkette
unabhängig voneinander insbesonders mit einer Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Isopropyl-,
n-Butyl-, Isobutyl-, Tertiärbutyl- oder Benzyl-Gruppe) oder/und eine Alkylgruppe -
gesättigt oder ungesättigt - mit einer durchschnittlichen Zahl an Kohlenstoffatomen
im Bereich von 1 bis 10 bei jeweils entweder linearer oder verzweigter Kettenausbildung
ist,
wobei gegebenenfalls mindestens eine der Alkylgruppen R
3 unabhängig voneinander eine oder mehrere aromatische oder/und phenolische Gruppen
enthalten kann oder/und durch jene ersetzt sein kann,
wobei gegebenenfalls mindestens eine der Gruppen R
3 unabhängig voneinander eine oder mehrere Gruppen ausgewählt aus Amino-Gruppen, Carbonyl-Gruppen,
Ester-Gruppen, Ether-Gruppen, OH-Gruppen und Nitro-Gruppen an mindestens einem der
Kohlenstoffatome oder/und zwischen den Kohlenstoffatomen mindestens einer Alkylgruppe
enthalten oder/und darstellen kann/können.
[0079] Besonders bevorzugt ist bei den Verbindungen der Allgemeinen Formel (III), bei R
4 Alkylgruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen auszuwählen; ganz besonders bevorzugt
ist, diese aus 2 oder 3 Kohlenstoffatomen auszuwählen. Besonders bevorzugt ist bei
den Verbindungen der Allgemeinen Formel (III), bei R
5 Alkylgruppen mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen auszuwählen; ganz besonders bevorzugt
ist, diese aus 2 bis 5 Kohlenstoffatomen auszuwählen.
[0080] Hierbei ist mindestens eine kationische organische Verbindung vorzugsweise ausgewählt
aus amphiphilen Verbindungen der Allgemeinen Formel (IV) und deren Tautomeren

wobei N
⊕ Stickstoff darstellt,
wobei an dem Ring der Allgemeinen Formel (IV) ein, zwei, drei, vier, fünf, sechs,
sieben, acht oder neun R
3 gebunden sein kann/können,
wobei das am Stickstoff gebundene R
1 obligatorisch und das am Ring gebundene R
3 optional ist,
wobei der Ring eine, zwei oder drei Doppelbindungen aufweist,
wobei gegebenenfalls im Ring unabhängig voneinander ein oder mehrere Kohlenstoffatome
durch mindestens ein Stickstoffatom, mindestens ein Schwefelatom oder/und durch mindestens
ein Sauerstoff ersetzt sein kann,
wobei gegebenenfalls an dieses mindestens eine Stickstoffatom ein R
3 gebunden sein kann,
wobei gegebenenfalls noch eine, zwei, drei oder vier zyklische Gruppen, die gesättigt,
ungesättigt oder aromatisch sind, unabhängig voneinander mit 5 oder 6 Ringatomen an
den ersten Ring ankondensiert sein kann/können, wobei gegebenenfalls in diesem mindestens
einen weiteren Ring unabhängig voneinander ein, zwei, drei oder vier R
3 gebunden sein kann/können,wobei gegebenenfalls in diesem mindestens einen weiteren
Ring unabhängig voneinander ein oder mehrere Kohlenstoffatome durch mindestens ein
Stickstoffatom, mindestens ein Schwefelatom oder/und durch mindestens ein Sauerstoff
ersetzt sein kann/können, wobei gegebenenfalls an dieses mindestens eine Stickstoffatom,
ein R
3 gebunden sein kann,
wobei R
1 eine Alkylgruppe - gesättigt oder ungesättigt - mit einer durchschnittlichen Zahl
an Kohlenstoffatomen im Bereich von 4 bis 22 Kohlenstoffatomen bei jeweils entweder
linearer oder verzweigter Kettenausbildung ist, wobei gegebenenfalls die Alkylgruppe
R
1 eine oder mehrere aromatische oder/und phenolische Gruppen enthalten kann oder durch
jene ersetzt sein kann,
wobei R
3 unabhängig voneinander Wasserstoff, Amino-Gruppe, Carbonyl-Gruppe, Ester-Gruppe,
Ether-Gruppe, Nitro-Gruppe, OH-Gruppe, (EO)
x (= Polyetherkette der Formel "- CH
2 - CH
2 - O -" mit x = 1 bis 50 Einheiten mit oder ohne Endgruppenverschluss für jede Polyetherkette
unabhängig voneinander insbesonders mit einer Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Isopropyl-,
n-Butyl-, Isobutyl-, Tertiärbutyl- oder Benzyl-Gruppe), (PO)
y (= Polyetherkette der Formel "-CHCH
3 - CH
2 - O -" mit y = 1 bis 10 Einheiten mit oder ohne Endgruppenverschluss für jede Polyetherkette
unabhängig voneinander insbesonders mit einer Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Isopropyl-,
n-Butyl-, Isobutyl-, Tertiärbutyl- oder Benzyl-Gruppe) oder/und eine Alkylgruppe -
gesättigt oder ungesättigt - mit einer durchschnittlichen Zahl an Kohlenstoffatomen
im Bereich von 1 bis 6 Kohlenstoffatomen bei jeweils entweder linearer oder verzweigter
Kettenausbildung ist, wobei gegebenenfalls mindestens eine der Alkylgruppen R
3 unabhängig voneinander eine oder mehrere aromatische oder/und phenolische Gruppen
enthalten kann oder durch jene ersetzt sein kann,
wobei gegebenenfalls mindestens eine Gruppe R
3 unabhängig voneinander eine oder mehrere Gruppen ausgewählt aus Amino-Gruppen, Carbonyl-Gruppen,
Ester-Gruppen, Ether-Gruppen, OH-Gruppen und Nitro-Gruppen an mindestens einem der
Kohlenstoffatome oder/und zwischen den Kohlenstoffatomen mindestens einer Alkylgruppe
enthalten kann.
[0081] Hierbei ist mindestens eine kationische organische Verbindung vorzugsweise ausgewählt
aus amphiphilen Verbindungen der Allgemeinen Formel (V) und deren Tautomeren

wobei N
⊕ Stickstoff darstellt,
wobei an dem Ring der Allgemeinen Formel (V) gegebenenfalls ein, zwei, drei, vier,
fünf, sechs, sieben oder acht R
3 gebunden sein kann/können,
wobei das am Stickstoff gebundene R
3 und das am Ring gebundene R
1 obligatorisch sind und wobei das am Ring gebundene R
3 optional ist,
wobei der Ring eine, zwei oder drei Doppelbindungen aufweist, wobei gegebenenfalls
im Ring unabhängig voneinander ein oder mehrere Kohlenstoffatome durch mindestens
ein Stickstoffatom, mindestens ein Schwefelatom oder/und durch mindestens ein Sauerstoff
ersetzt sein kann/können,
wobei gegebenenfalls an dieses mindestens eine Stickstoffatom ein R
3 gebunden sein kann,
wobei gegebenenfalls noch eine, zwei, drei oder vier zyklische Gruppen, die gesättigt,
ungesättigt oder aromatisch sind, unabhängig voneinander mit 5 oder 6 Ringatomen an
den ersten Ring ankondensiert sein kann/können, wobei gegebenenfalls in diesem mindestens
einen weiteren Ring unab-hängig voneinander ein, zwei, drei oder vier R
3 gebunden sein können, wobei gegebenenfalls in diesem mindestens einen weiteren Ring
unabhängig voneinander ein oder mehrere Kohlenstoffatome durch mindestens ein Stickstoffatom,
mindestens ein Schwefelatom oder/und durch mindestens ein Sauerstoff ersetzt sein
kann/können, wobei gegebenenfalls an dieses mindestens eine Stickstoffatom ein R
3 gebunden sein. kann,
wobei R
1 eine Alkylgruppe - gesättigt oder ungesättigt - mit einer durchschnittlichen Zahl
an Kohlenstoffatomen im Bereich von 4 bis 22 Kohlenstoffatomen bei jeweils entweder
linearer oder verzweigter Kettenausbildung ist, wobei die Alkylgruppe R
1 gegebenenfalls eine oder mehrere aromatische oder/und phenolische Gruppen enthalten
kann oder durch jene ersetzt sein kann,
wobei R
1 an einem Köhtenstöffätöm ohne jede Doppelbindung oder an einem Kohlenstoffatom mit
einer Doppelbindung angebunden ist,
wobei R
3 unabhängig voneinander Wasserstoff, Amino-Gruppe, Carbonyl-Gruppe, Ester-Gruppe,
Ether-Gruppe, Nitro-Gruppe, OH-Gruppe, (EO)
x (= Polyetherkette der Formel "- CH
2 - CH
2 - O -" mit x = 1 bis 50 Einheiten mit oder ohne Endgruppenverschluss für jede Polyetherkette
unabhängig voneinander insbesonders mit einer Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Isopropyl-,
n-Butyl-, Isobutyl-, Tertiärbutyl- oder Benzyl-Gruppe), (PO)
y (= Polyetherkette der Formel "-CHCH
3 - CH
2 - O -" mit y = 1 bis 10 Einheiten mit oder ohne Endgruppenverschluss für jede Polyetherkette
unabhängig voneinander insbesonders mit einer Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Isopropyl-,
n-Butyl-, Isobutyl-, Tertiärbutyl- oder Benzyl-Gruppe) oder/und eine Alkylgruppe -
gesättigt oder ungesättigt - mit einer durchschnittlichen Zahl an Kohlenstoffatomen
im Bereich von 1 bis 6 Kohlenstoffatomen bei jeweils entweder linearer oder verzweigter
Kettenausbildung ist, wobei gegebenenfalls mindestens eine der Alkylgruppen R
3 unabhängig voneinander eine oder mehrere aromatische oder/und phenolische Gruppen
enthalten kann oder durch jene ersetzt sein kann,
wobei gegebenenfalls mindestens eine Gruppe R
3 unabhängig voneinander eine oder mehrere Gruppen ausgewählt aus Amino-Gruppen, Carbonyl-Gruppen,
Ester-Gruppen, Ether-Gruppen, OH-Gruppen und Nitro-Gruppen an mindestens einem der
Kohlenstoffatome oder/und zwischen den Kohlenstoffatomen mindestens einer Alkylgruppe
enthalten kann.
[0082] Hierbei ist mindestens eine kationische organische Verbindung vorzugsweise ausgewählt
aus amphiphilen Verbindungen der Allgemeinen Formel (VI) und deren Tautomeren

wobei N
⊕ Stickstoff darstellt,
wobei an dem Ring gegebenehfalls ein, zwei, drei; vier, fünf, sechs oder sieben R
3 gebunden sein kann/können,
wobei der Ring eine oder zwei Doppelbindungen aufweist,
wobei das am Stickstoff gebundene R
1 obligatorisch und das am Ring gebundene R
3 optional ist,
wobei gegebenenfalls im Ring unabhängig voneinander ein oder mehrere Kohlenstoffatome
durch mindestens ein Stickstoffatom, mindestens ein Schwefelatom oder/und durch mindestens
ein Sauerstoff ersetzt sein kann/können, wobei gegebenenfalls an dieses mindestens
eine Stickstoffatom ein R
3 gebunden sein kann,
wobei gegebenenfalls noch eine, zwei oder drei zyklische Gruppen, die gesättigt, ungesättigt
oder aromatisch sind, unabhängig voneinander mit 5 oder 6 Ringatomen an den ersten
Ring ankondensiert sein kann/können, wobei gegebenenfalls in diesem mindestens einen
weiteren Ring unabhängig voneinander ein, zwei, drei oder vier R
3 gebunden sein kann/können, wobei gegebenenfalls in diesem mindestens einen weiteren
Ring unabhängig voneinander ein oder mehrere Kohlenstoffatome durch mindestens ein
Stickstoffatom, mindestens ein Schwefelatom oder/und durch mindestens ein Sauerstoff
ersetzt sein kann/können, wobei gegebenenfalls an dieses mindestens eine Stickstoffatom
ein R
3 gebunden sein kann,
wobei R
1 eine Alkylgruppe - gesättigt oder ungesättigt - mit einer durchschnittlichen Zahl
an Kohlenstoffatomen im Bereich von 4 bis 22 Kohlenstoffatomen bei jeweils entweder
linearer oder verzweigter Kettenausbildung ist, wobei die Alkylgruppe R
1 gegebenenfalls eine oder mehrere aromatische oder/und phenolische Gruppen enthalten
kann oder durch jene ersetzt sein kann,
wobei R
3 unabhängig voneinander Wasserstoff, Amino-Gruppe, Carbonyl-Gruppe, Ester-Gruppe,
Ether-Gruppe, Nitro-Gruppe, OH-Gruppe, (EO)
x (= Polyetherkette der Formel "- CH
2 - CH
2 - O -" mit x = 1 bis 50 Einheiten mit oder ohne Endgruppenverschluss für jede Polyetherkette
unabhängig voneinander insbesonders mit einer Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Isopropyl-,
n-Butyl-, Isobutyl-, Tertiärbutyl- oder Benzyl-Gruppe), (PO)
y (= Polyetherkette der Formel "-CHCH
3 - CH
2 - O -" mit y = 1 bis 10 Einheiten mit für jede Polyetherkette unabhängig voneinander
oder ohne Endgruppenverschluss für jede Polyetherkette unabhängig voneinander insbesonders
mit einer Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Isopropyl-, n-Butyl-, Isobutyl-, Tertiärbutyl-
oder Benzyl-Gruppe) oder/und eine Alkylgruppe - gesättigt oder ungesättigt - mit einer
durchschnittlichen Zahl an Kohlenstoffatomen im Bereich von 1 bis 6 Kohlenstoffatomen
bei jeweils entweder linearer oder verzweigter Kettenausbildung ist, wobei gegebenenfalls
mindestens eine der Alkylgruppen R
3 unabhängig voneinander eine oder mehrere aromatische oder/und phenolische Gruppen
enthalten kann oder durch jene ersetzt sein kann,
wobei gegebenenfalls mindestens eine Gruppe R
3 unabhängig voneinander eine oder mehrere Gruppen ausgewählt aus Amino-Gruppen, Carbonyl-Gruppen,
Ester-Gruppen, Ether-Gruppen, OH-Gruppen und Nitro-Gruppen an mindestens einem der
Kohlenstoffatome oder/und zwischen den Kohlenstoffatomen mindestens einer Alkylgruppe
enthalten kann.
[0083] Hierbei ist mindestens eine kationische organische Verbindung vorzugsweise ausgewählt
aus amphiphilen Verbindungen der Allgemeinen Formel (VII) und deren Tautomeren

wobei N
⊕ Stickstoff darstellt,
wobei an dem Ring ein, zwei, drei, vier, fünf oder sechs R
3 gebunden sein kann/können,
wobei der Ring eine oder zwei Doppelbindungen aufweist,
wobei das am Stickstoff gebundene R
3 und das am Ring gebundene R
1 obligatorisch sind und wobei das am Ring gebundene R
3 optional ist,
wobei gegebenenfalls im Ring unabhängig voneinander ein oder mehrere Kohlenstoffatome
durch mindestens ein Stickstoffatom, mindestens ein Schwefelatom oder/und durch mindestens
ein Sauerstoff ersetzt sein kann/können,
wobei gegebenenfalls an dieses mindestens eine Stickstoffatom ein R
3 gebunden sein kann,
wobei gegebenenfalls noch eine, zwei oder drei gesättigte, ungesättigte oder/und aromatische
zyklische Gruppen unabhängig voneinander mit 5 oder 6 Ringatomen an den ersten Ring
ankondensiert sein kann/können, wobei gegebenenfalls in diesem mindestens einen weiteren
Ring unabhängig voneinander ein, zwei, drei oder vier R
3 gebunden sein kann/können, wobei gegebenenfalls in diesem mindestens einen weiteren
Ring unabhängig voneinander ein oder mehrere Kohlenstoffatome durch mindestens ein
Stickstoffatom, mindestens ein Schwefelatom oder/und durch mindestens ein Sauerstoff
ersetzt sein kann/können,
wobei gegebenenfalls an dieses mindestens eine Stickstoffatom ein R
3 gebunden sein kann,
wobei R
1 eine Alkylgruppe - gesättigt oder ungesättigt - mit einer durchschnittlichen Zahl
an Kohlenstoffatomen im Bereich von 4 bis 22 Kohlenstoffatomen bei jeweils entweder
linearer oder verzweigter Kettenausbildung ist, wobei gegebenenfalls die Alkylgruppe
R
1 eine oder mehrere aromatische oder/und phenolische Gruppen enthalten kann oder durch
jene ersetzt sein kann,
wobei R
3 unabhängig voneinander Wasserstoff, Amino-Gruppe, Carbonyl-Gruppe, Ester-Gruppe,
Ether-Gruppe, Nitro-Gruppe, OH-Gruppe, (EO)
x (= Polyetherkette der Formel "- CH
2 - CH
2 - O -" mit x = 1 bis 50 Einheiten mit oder ohne Endgruppenverschluss für jede Polyetherkette
unabhängig voneinander insbesonders mit einer Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Isopropyl-,
n-Butyl-, Isobutyl-, Tertiärbutyl- oder Benzyl-Gruppe), (PO)
y (= Polyetherkette der Formel "-CHCH
3 - CH
2 - O -" mit y = 1 bis 10 Einheiten mit oder ohne Endgruppenverschluss für jede Polyetherkette
unabhängig voneinander insbesonders mit einer Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Isopropyl-,
n-Butyl-, Isobutyl-, Tertiärbutyl- oder Benzyl-Gruppe) oder/und" eine Alkylgruppe
- gesättigt oder ungesättigt - mit einer durchschnittlichen Zahl an Kohlenstoffatomen
im Bereich von 1 bis 6 Kohlenstoffatomen bei jeweils entweder linearer oder verzweigter
Kettenausbildung ist,
wobei mindestens eine der Alkylgruppen R
3 unabhängig voneinander gegebenenfalls eine oder mehrere aromatische oder/und phenolische
Gruppen enthalten kann oder durch jene ersetzt sein kann,
wobei gegebenenfalls mindestens eine Gruppe R
3 unabhängig voneinander eine oder mehrere Gruppen ausgewählt aus Amino-Gruppen, Carbonyl-Gruppen,
Ester-Gruppen, Ether-Gruppen, OH-Gruppen und Nitro-Gruppen an mindestens einem der
Kohlenstoffatome oder/und zwischen den Kohlenstoffatomen mindestens einer Alkylgruppe
enthalten kann.
[0084] Vorzugsweise weist mindestens eine amphiphile kationische organische Verbindung der
Allgemeinen Formeln (I), (II) und (III) an der oder den Kopfgruppen mit zentralem
Stickstoffatom jeweils mindestens eine Hydroxyl-, Ethyl-, Methyl-, Isopropyl-, Propyl-
oder/und Benzyl-Gruppe unabhängig voneinander als R
2 oder/und R
3 auf, wobei gegebenenfalls auch mindestens eine längere Alkyl-Kette oder/und mehrere
Alkyl-Ketten auftreten können. Bei den kationischen organischen Verbindungen der Allgemeinen
Formeln (I), (II), (III), (IV), (V), (VI) und (VII) sowie bei deren Tautomeren weist
R
1 - unabhängig voneinander, gesättigt oder ungesättigt, verzweigt oder unverzweigt
- gegebenenfalls eine oder mehrere aromatische oder/und phenolische Gruppen auf. Bei
den kationischen organischen Verbindungen der Allgemeinen Formeln (I), (II), (III),
(IV), (V), (VI) und (VII) sowie bei deren Tautomeren weist R
3 - unabhängig voneinander, gesättigt oder ungesättigt, verzweigt oder unverzweigt
- gegebenenfalls eine oder mehrere aromatische oder/und phenolische Gruppen auf, wobei
mindestens eine der Alkylgruppen gegenenfalls unabhängig voneinander jeweils mindesten
eine Methyl-Gruppe, Ethyl-Gruppe, Hydroxyl-Gruppe, Isopropyl-Gruppe, Propyl-Gruppe
oder/und eine Benzyl-Gruppe sein kann. Vorzugsweise tritt in den Fällen bei Verbindungen
der Allgemeinen Formeln (I), (II), (III), (IV), (V), (VI) und (VII) sowie bei deren.
Tautomeren, in denen (PO)
y enthalten ist, auch (EO)
x aus, wobei es aber gegebenenfalls auch bevorzugt ist, dass (EO)
x allein ohne (PO)
y enthalten ist.
[0085] Besonders bevorzugt ist bei den Verbindungen der Allgemeinen Formeln (I), (II), (III),
(IV), (V), (VI) und (VII) sowie bei deren Tautomeren, bei R
1 Alkylgruppen mit 8 bis 16 Kohlenstoffatomen auszuwählen; ganz besonders bevorzugt
ist, diese aus 10 bis 14 Kohlenstoffatomen auszuwählen. Besonders bevorzugt ist bei
den Verbindungen der Allgemeinen Formeln (I), (II), (III), (IV), (V), (VI) und (VII)
sowie bei deren Tautomeren, x aus 1 bis 7 Einheiten auszuwählen; ganz besonders bevorzugt
ist, x aus 4 oder 5 Einheiten auszuwählen. Besonders bevorzugt ist bei den Verbindungen
der Allgemeinen Formeln (I), (II), (III), (IV), (V), (VI) und (VII) sowie bei deren
Tautomeren, y aus 1 bis 4 Einheiten auszuwählen; ganz besonders bevorzugt ist, y aus
2 oder 3 Einheiten auszuwählen. Besonders bevorzugt ist bei den Verbindungen der Allgemeinen
Formeln (I), (II), (III), (IV), (V), (VI) und (VII) sowie bei deren Tautomeren, bei
R
3 Alkylgruppen mit 1 oder 6 Kohlenstoffatomen auszuwählen, letztere insbesonders als
Benzyl-Gruppe.
[0086] Hierbei ist mindestens eine kationische organische Verbindung vorzugsweise ausgewählt
aus kationischen Polymeren, kationischen Copolymeren, kationischen Blockcopolymeren
und kationischen Pfropfcopolymeren, die mindestens eine kationische Gruppe der Allgemeinen
Formel (VIII) enthalten:

wobei die Verbindung 1 bis 500.000 kationische Gruppen aufweist, die unabhängig voneinander
die im Folgenden genannten chemischen Strukturen aufweisen,
wobei N
⊕ Stickstoff als quaternäre Ammonium-Gruppe darstellt
wobei mindestens eine quaternäre Ammonium-Gruppe mindestens eine Alkylgruppe R
1 aufweist, die unabhängig voneinander Wasserstoff, eine Alkylgruppe A - gesättigt
oder ungesättigt, verzweigt oder unverzweigt - mit einer Zahl von 1 bis 200 Kohlenstoffatomen
aufweist oder/und
eine Sauerstoff enthaltende Gruppe wie z.B. eine OH-Gruppe oder Sauerstoff als ein
Brückenatom zu einer nächsten Gruppe wie z.B. einer Alkylgruppe B mit einer Zahl von
1 bis 200 Kohlenstoffatomen darstellt,
wobei die vorwiegende Zahl der quaternären Ammonium-Gruppen mindestens zwei Alkylgruppen
R
1 aufweist, die unabhängig voneinander Wasserstoff, eine Alkylgruppe A - gesättigt
oder ungesättigt, verzweigt oder unverzweigt - mit einer Zahl von 1 bis 200 Kohlenstoffatomen
aufweist oder/und eine Sauerstoff enthaltende Gruppe wie z.B. eine OH-Gruppe oder
Sauerstoff als ein Brückenatom zu einer nächsten Gruppe wie z.B. einer Alkylgruppe
B mit einer Zahl von 1 bis 200 Kohlenstoffatomen darstellen,
wobei gegebenenfalls mindestens eine Alkylgruppe A oder/und mindestens eine Alkylgruppe
B unabhängig voneinander eine oder mehrere aromatische oder/und phenolische Gruppen
enthalten kann/können oder durch jene ersetzt sein kann/können,
wobei gegebenenfalls mindestens eine Alkylgruppe A oder/und mindestens eine Alkylgruppe
B unabhängig voneinander eine oder mehrere Gruppen ausgewählt aus Wasserstoff, Amino-Gruppe,
Carbonyl-Gruppe, Ester-Gruppe, Ether-Gruppe, Nitro-Gruppe, OH-Gruppe, (EO)
x (= Polyetherkette der Formel "- CH
2 - CH
2 - O -" mit x = 1 bis 50 Einheiten mit oder ohne Endgruppenverschluss für jede Polyetherkette
unabhängig voneinander insbesonders mit.einer Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Isopropyl-,
n-Butyl-, Isobutyl-, Tertiärbutyl- oder Benzyl-Gruppe) und (PO)
y (= Polyetherkette der Formel "- CHCH
3 - CH
2 - O -" mit y = 1 bis 10 Einheiten mit oder ohne Endgruppenverschluss für jede Polyetherkette
unabhängig voneinander insbesonders mit einer Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Isopropyl-
, n-Butyl-, Isobutyl-, Tertiärbutyl- oder Benzyl-Gruppe) an mindestens einem der Köhlenstoffatome
oder/und zwischen den Kohlenstoffatomen der Alkylgruppe A oder/und der Alkylgruppe
B sein kann/können oder/und durch diese ersetzt sein kann/können,
wobei gegebenenfalls an mindestens einer Alkylgruppe R
1 unabhängig voneinander mindestens eine Polymerkette unabhängig voneinander verzweigt
oder unverzweigt mit einer Zahl der Polymereinheiten n aus 5 bis 1.000.000 Monomergrundbausteinen
gebunden sein kann,
wobei die Polymereinheiten von mindestens einer kationischen Gruppe zumindest teilweise
ausgewählt sind aus Polyamiden, Polycarbonaten, Polyestern, Polyethern, Polyaminen,
Polyiminen, Polyolefinen, Polysacchariden, Polyurethanen, deren Derivaten, deren Mischungen
und deren Kombinationen,
wobei gegebenenfalls als Monomergrundbaustein(e) unabhängig voneinander mindestens
ein ungeladenes Monomer oder/und mindestens eine entsprechende ungeladene Gruppe auftreten
kann/können, wobei gegebenenfalls mindestens eine quaternäre Ammonium-Gruppe unabhängig
voneinander mit dem Stickstoffatom in der Polymerkette oder/und mit dem Stickstoffatom
an der Polymerkette vorkommen kann.
[0087] Bei den Verbindungen ausgewählt aus Verbindungen der Allgemeinen Formeln VIII, IX
und X und deren Tautomeren kann auch in mindestens einer Verbindung eine Kombination
von kationischen Gruppen aus mindestens zwei verschiedenen kationischen Gruppen aus
unterschiedlichen Allgemeinen Formeln VIII, IX und X oder/und deren Tautomeren auftreten.
[0088] Bei den Verbindungen der Allgemeinen Formeln VIII, IX und X und deren Tautomeren
kann die kationische Gruppe, die in diesen Allgemeinen Formeln gezeigt wird, oder/und
deren tautomere kationische Gruppe jeweils unabhängig voneinander mindestens einmal
vorhanden sein, in manchen Ausführungsformen jedoch mit mindestens 2, vorzugsweise
mit 3, 4, 5, 6, 7, 8 bis 20, 21 bis 30, 31 bis 40, 41 bis 50, 51 bis 60, 61 bis 100,
101 bis 200, 201 bis 500, 501 bis 1.000, 1.001 bis 2.000, 2.001 bis 5.000, 5.001 bis,
10.000, 10.001 bis 50.000, 50.001 bis 100.000, 100.001 bis 200.000, 200.001 bis 500.000
kationischen Gruppen. In manchen Ausführungsvarianten liegt eine Mischung von Verbindungen
ausgewählt aus Verbindungen der Allgemeinen Formeln VIII, IX und X und deren Tautomeren
vor, deren Zahl der kationischen Gruppen im Bereich von 30 bis 300.000 liegt, vorzugsweise
im Bereich von 100 bis 100.000, manchmal im Bereich von 100 bis 50.000, im Bereich
von 800 bis 120.000 oder im Bereich von 2.000 bis 250.000. Häufig tritt eine Mischung
dieser Verbindungen mit einer kleineren oder größeren Bandbreite der Zahl der kationischen
Gruppen oder/und mit einer kleineren oder größeren Bandbreite der Zahl der Polymereinheiten
n auf. Besonders bevorzugt ist hierbei, dass eine solche Verbindung eine Zahl der
Polymereinheiten n aufweist, die um den Faktor 1 bis 1000 größer ist als die Zahl
der kationischen Gruppen einschließlich deren gegebenenfalls enthaltenen tautomeren
kationischen Gruppen, insbesonders um einen Faktor im Bereich von 1,5 bis 100, ganz
besonders bevorzugt um einen Faktor im Bereich von 2 bis 30, vor allem um einen Faktor
im Bereich von 3 bis 12 oder von 3,5 bis 8.
[0089] Bei den Verbindungen ausgewählt aus Verbindungen der Allgemeinen Formeln VIII, IX
und X und deren Tautomeren kommt vorzugsweise mindestens eine quaternäre Ammonium-Gruppe
unabhängig voneinander mit dem Stickstoffatom in der Polymerkette oder/und mit dem
Stickstoffatom an der Polymerkette vor, manchmal bei mindestens 25 % aller anwesenden
derartigen Gruppen oder bei mindestens 75 % aller anwesenden derartigen Gruppen. Sie
kommen ganz besonders bevorzugt vorwiegend, fast vollständig oder vollständig unabhängig
voneinander mit dem Stickstoffatom in der Polymerkette oder/und mit dem Stickstoffatom
an der Polymerkette vor.
[0090] Bei den Verbindungen ausgewählt aus Verbindungen der Allgemeinen Formeln VIII, IX
und X und deren Tautomeren werden die Polymereinheiten von zumindest einer kationischen
Gruppe besonders bevorzugt vorwiegend, fast vollständig oder vollständig ausgewählt
aus Polyamiden, Polycarbonaten, Polyestern, Polyethern, Polyaminen, Polyiminen, Polyolefinen,
Polysacchariden, Polyurethanen, deren Derivaten, deren Mischungen und deren Kombinationen.
In manchen Ausführungsvarianten sind die derartigen Verbindungen insbesonders so ausgewählt,
dass die Polymereinheiten von mindestens 25 % aller kationischen Gruppen, von mehr
als 50 % aller kationischen Gruppen, von mindestens 75 % aller kationischen Gruppen,
von fast allen kationischen Gruppen oder von allen kationischen Gruppen jeweils unabhängig
voneinander zu mindestens 25 %, vorwiegend (≥ 50 %), zu mindestens 75 %, fast vollständig
oder vollständig ausgewählt sind aus Polyamiden, Polycarbonaten, Polyestern, Polyethern,
Polyaminen, Polyiminen, Polyolefinen, Polysacchariden, Polyurethanen, deren Derivaten,
deren Mischungen und deren Kombinationen.
[0091] Bei den Verbindungen ausgewählt aus Verbindungen der Allgemeinen Formeln VIII, IX
und X und deren Tautomeren treten als Monomergrundbaustein(e) besonders bevorzugt
vorwiegend, fast vollständig oder vollständig unabhängig voneinander ungeladene Monomere
oder/und entsprechende ungeladene Gruppen auf.
[0092] Bei den Verbindungen der Allgemeinen Formeln VIII, IX und X und deren Tautomeren
kann/können als Derivate der Polymereinheiten der Polyolefine beispielsweise mindestens
eine Verbindung der Polyethylene, Polypropylene, Polystyrole, Polyvinylalkohole, Polyvinylaminen,
Polyvinylester wie z.B. Polyvinylacetate, Polyvinylether, Polyvinylketonen und deren
Derivate, deren Mischungen und deren Kombinationen auftreten.
[0093] Bei den Verbindungen der Allgemeinen Formeln VIII, IX. und. X. und deren Tautomeren
kann/können als Derivate der Polymereinheiten der Polyamide beispielsweise mindestens
eine Verbindung der Polyaminosäuren, der Polyaramide und deren Derivate, deren Mischungen
und deren Kombinationen auftreten, insbesonders ausgewählt aus Diaminocarbonsäuren,
Diaminodicarbonsäuren und deren Derivaten, deren Mischungen und deren Kombinationen.
[0094] Bei den Verbindungen der Allgemeinen Formeln VIII, IX und X und deren Tautomeren
kann/können als Derivate der Polymereinheiten der Polyester beispielsweise mindestens
eine Verbindung der Hydroxycarbonsäuren, Dihydroxycarbonsäuren, Polycarbonate und
deren Derivate, deren Mischungen und deren Kombinationen auftreten, insbesonders ausgewählt
aus Polyesterpolycarbonaten und deren Derivaten, deren Mischungen und deren Kombinationen.
[0095] Bei den Verbindungen der Allgemeinen Formeln VIII, IX und X und deren Tautomeren
kann/können als Derivate der Polymereinheiten der Polyether beispielsweise mindestens
eine Verbindung der Polyether-Blockamide, Polyalkylenglykole, Polyamide, Polyetheretherketone,
Polyetherimide, Polyethersulfone und deren Derivate, deren Mischungen und deren Kombinationen
auftreten.
[0096] Bei den Verbindungen der Allgemeinen Formeln VIII, IX und X und deren Tautomeren
kann/können als Derivate der Polymereinheiten der Polyamine, beispielsweise mindestens
eine Verbindung der Alkylendiamine, Polyethylenimine, Vinylaminpolymere und deren
Derivate, deren Mischungen und deren Kombinationen auftreten, insbesonders ausgewählt
aus Diethylendiaminen, Dipropylendiaminen, Ethylendiaminen, Propylendiaminen, Triethylendiaminen,
Tripropylendiaminen, Polyethylendiaminen, Polypropylendiaminen, Vinylaminpolymeren
und deren Derivaten, deren Mischungen und deren Kombinationen.
[0097] Bei den Verbindungen der Allgemeinen Formeln VIII, IX und X und deren Tautomeren
kann/können als Derivate der Polymereinheiten der Polysaccharide beispielsweise mindestens
eine Verbindung entsprechender Biopolymer wie solchen auf Basis von Cellulose, Glycogen,
Stärke und deren Derivate, deren Modifizierungen, deren Mischungen und deren Kombinationen
auftreten, insbesonders ausgewählt aus Polyglucosiden, Kondensationsprodukten von
Fructose oder Glucose und deren Derivaten, deren Mischungen und deren Kombinationen.
[0098] Hierbei ist mindestens eine kationische organische Verbindung vorzugsweise ausgewählt
aus kationischen Polymeren, kationischen Copolymeren, kationischen Blockcopolymeren
und kationischen Pfropfcopolymeren, die mindestens eine kationische Gruppe der Allgemeinen
Formel (IX) oder/und deren Tautomer(e) enthalten:

wobei die Verbindung 1 bis 500.000 kationische Gruppen aufweist, die unabhängig voneinander
die im Folgenden genannten chemischen Strukturen aufweisen,
wobei N
⊕ Stickstoff darstellt,
wobei an dem Ring der kationischen Gruppe unabhängig voneinander null, ein, zwei,
drei, vier, fünf, sechs, sieben, acht oder neun R
1 gebunden sind,
wobei das am Stickstoff gebundene R
1 obligatorisch und das am Ring gebundene R
1 optional ist,
wobei der Ring der kationischen Gruppe unabhängig voneinander eine, zwei oder drei
Doppelbindungen aufweist,
wobei gegebenenfalls im Ring der kationischen Gruppe unabhängig voneinander ein oder
mehrere Kohlenstoffatome durch mindestens ein Stickstoffatom, mindestens ein Schwefelatom
oder/und durch mindestens ein Sauerstoff ersetzt sein kann/können,
wobei gegebenenfalls noch eine, zwei, drei oder vier gesättigte, ungesättigte oder/und
aromatische zyklische Gruppen mit 5 oder 6 Ringatomen unabhängig voneinander an den
ersten Ring der kationischen Gruppe ankondensiert sein kann/können,
wobei gegebenenfalls in diesem mindestens einen weiteren Ring unabhängig voneinander
ein, zwei, drei oder vier R
1 gebunden sein kann/können,
wobei gegebenenfalls in diesem mindestens einen weiteren Ring unabhängig voneinander
ein oder mehrere Kohlenstoffatome durch mindestens ein Stickstoffatom, mindestens
ein Schwefelatom oder/und mindestens ein Sauerstoff ersetzt sein kann/können,
wobei gegebenenfalls R
1 unabhängig voneinander eine Alkylgruppe A - gesättigt oder ungesättigt, verzweigt
oder unverzweigt - mit einer Zahl von 1 bis 200 Kohlenstoffatomen, die gegebenenfalls
eine oder mehrere aromatische oder/und phenolische Gruppen unabhängig voneinander
enthalten kann oder durch jene ersetzt sein kann, oder/und
eine Gruppe ausgewählt aus Amino-Gruppen, Carbonyl-Gruppen, Ester-Gruppen, Ether-Gruppen,
OH-Gruppen, Nitro-Gruppen, Gruppen (EO)
x (= Polyetherkette der Formel "- CH
2 - CH
2 - O -" mit x = 1 bis 50 Einheiten mit oder ohne Endgruppenverschluss für jede Polyetherkette
unabhängig voneinander insbesonders mit einer Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Isopropyl-,
n-Butyl-, Isobutyl-, Tertiärbutyl- oder Benzyl-Gruppe) oder/und Gruppen (PO)
y (= Polyetherkette der Formel "- CHCH
3 - CH
2 - O -" mit y = 1 bis 10 Einheiten mit oder ohne Endgruppenverschluss für jede Polyetherkette
unabhängig voneinander insbesonders mit einer Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Isopropyl-,
n-Butyl-, Isobutyl-, Tertiärbutyl - oder Benzyl-Gruppe) unabhängig voneinander darstellen
kann oder/und eine Sauerstoff enthaltende Gruppe, die Sauerstoff als ein
Brückenatom zu einer nächsten Alkylgruppe B - gesättigt oder ungesättigt, verzweigt
oder unverzweigt - mit einer Zahl von 1 bis 200 Kohlenstoffatomen aufweist, die gegebenenfalls
eine oder mehrere aromatische oder/und phenolische Gruppen unabhängig voneinander
enthalten kann oder durch jene ersetzt sein kann, darstellen kann oder/und
gegebenenfalls eine Gruppe ausgewählt aus Amino-Gruppen, Carbonyl-Gruppen, Ester-Gruppen,
Ether-Gruppen, OH-Gruppen und Nitro-Gruppen an mindestens einem der Kohlenstoffatome
oder/und zwischen den Kohlenstoffatomen jeweils mindestens einer der Alkylgruppen
A oder/und B enthalten kann oder/und
wobei gegebenenfalls an mindestens einer der Gruppen R
1 unabhängig voneinander mindestens eine Polymerkette unabhängig voneinander verzweigt
oder unverzweigt mit einer Zahl der Polymereinheiten n aus 5 bis 1.000.000 Monomergrundbausteinen
gebunden sein kann,
wobei die Polymereinheiten von mindestens einer kationischen Gruppe zumindest teilweise
ausgewählt sind aus Polyamiden, Polycarbonaten, Polyestern, Polyethern, Polyaminen,
Polyiminen, Polyolefinen, Polysacchariden, Polyurethanen, deren Derivaten, deren Mischungen
und deren Kombinationen,
wobei gegebenenfalls als Monomergrundbaustein(e) unabhängig voneinander mindestens
ein ungeladenes Monomer oder/und mindestens eine entsprechende ungeladene Gruppe auftreten
kann/können,
wobei gegebenenfalls mindestens eine quaternäre Ammonium-Gruppe unabhängig voneinander
mit dem Stickstoffatom in der Polymerkette oder/und mit dem Stickstoffatom an der
Polymerkette vorkommen kann.
[0099] Hierbei ist mindestens eine kationische organische Verbindung vorzugsweise ausgewählt
aus kationischen Polymeren, kationischen Copolymeren, kationischen Blockcopolymeren
und kationischen Pfropfcopolymeren, die mindestens eine kationische Gruppe der Allgemeinen
Formel (X) oder/und deren Tautomer(e) enthalten:

wobei die Verbindung 1 bis 500.000 kationische Gruppen aufweist, die unabhängig voneinander
die im Folgenden genannten chemischen Strukturen aufweisen,
wobei N
⊕ Stickstoff darstellt,
wobei an dem Ring der kationischen Gruppe unabhängig voneinander null, ein, zwei,
drei, vier, fünf, sechs oder sieben R
1 gebunden sind,
wobei das am Stickstoff gebundene R
1 obligatorisch und das am Ring gebundene R
1 optional ist,
wobei der Ring der kationischen Gruppe unabhängig voneinander eine oder zwei Doppelbindungen
aufweist,
wobei gegebenenfalls im Ring der kationischen Gruppe unabhängig voneinander ein oder
mehrere Kohlenstoffatome durch mindestens ein Stickstoffatom, mindestens ein Schwefelatom
oder/und durch mindestens ein Sauerstoff ersetzt sein kann/können,
wobei gegebenenfalls noch eine, zwei oder drei gesättigte, ungesättigte oder/und aromatische
zyklische Gruppen mit 5 oder 6 Ringatomen unabhängig voneinander an den ersten Ring
der kationischen Gruppe ankondensiert sein kann/können,
wobei gegebenenfalls in diesem mindestens einen weiteren Ring unabhängig voneinander
ein, zwei, drei oder vier R
1 gebunden sein kann/können, wobei gegebenenfalls in diesem mindestens einen weiteren
Ring unabhängig voneinander ein oder mehrere Kohlenstoffatome durch mindestens ein
Stickstoffatom, mindestens ein Schwefelatom oder/und mindestens ein Sauerstoff ersetzt
sein kann/können,
wobei gegebenenfalls R
1 unabhängig voneinander
eine Alkylgruppe A - gesättigt oder ungesättigt, verzweigt oder unverzweigt - mit
einer Zahl von 1 bis 200 Kohlenstoffatomen ist, die gegebenenfalls eine oder mehrere
aromatische oder/und phenolische Gruppen unabhängig voneinander enthalten kann oder
durch jene ersetzt sein kann, oder/und
eine Gruppe ausgewählt aus Amino-Gruppen, Carbonyl-Gruppen, Ester-Gruppen, Ether-Gruppen,
OH-Gruppen, Nitro-Gruppen, Gruppen (EO)
x (= Polyetherkette der Formel. - CH
2 - CH
2 - O -" mit x.= 1. bis 50 Einheiten mit oder ohne Endgruppenverschluss für jede Polyetherkette
unabhängig voneinander insbesonders mit einer Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Isopropyl-,
n-Butyl-, Isobutyl-, Tertiärbutyl- oder Benzyl-Gruppe) oder/und Gruppen (PO)
y (= Polyetherkette der Formel "- CHCH
3 - CH
2 - O -" mit y = 1 bis 10 Einheiten mit oder ohne Endgruppenverschluss für jede Polyetherkette
unabhängig voneinander insbesonders mit einer Methyl-, Ethyl-, Propyl- Isopropyl-,
n-Bütyl-, Isobutyl-, Tertiärbutyl - oder Benzyl-Gruppe) unabhängig voneinander darstellen
kann oder/und eine Sauerstoff enthaltende Gruppe, die Sauerstoff als ein Brückenatom
zu einer nächsten Alkylgruppe B - gesättigt oder ungesättigt, verzweigt oder unverzweigt
- mit einer Zahl von 1 bis 200 Kohlenstoffatomen, die gegebenenfalls eine oder mehrere
aromatische oder/und phenolische Gruppen unabhängig voneinander enthalten kann oder
durch jene ersetzt sein kann, darstellen kann oder/und gegebenenfalls eine Gruppe
ausgewählt aus Amino-Gruppen, Carbonyl-Gruppen, Ester-Gruppen, Ether-Gruppen, OH-Gruppen
und Nitro-Gruppen an mindestens einem der Kohlenstoffatome oder/und zwischen den Kohlenstoffatomen
jeweils mindestens einer der Alkylgruppen A oder/und B enthalten kann oder/und
wobei gegebenenfalls an mindestens einer Alkylgruppe R
1 unabhängig voneinander mindestens eine Polymerkette unabhängig voneinander verzweigt
oder unverzweigt mit einer Zahl der Polymereinheiten n aus 5 bis 1.000.000 Monomergrundbausteinen
gebunden sein kann,
wobei die Polymereinheiten von mindestens einer kationischen Gruppe zumindest teilweise
ausgewählt sind aus Polyamiden, Polycarbonaten, Polyestern, Polyethern, Polyaminen,
Polyiminen, Polyolefinen, Polysacchariden, Polyurethanen, deren Derivaten, deren Mischungen
und deren Kombinationen,
wobei gegebenenfalls als Monomergrundbaustein(e) unabhängig voneinander mindestens
ein ungeladenes Monomer oder/und mindestens eine entsprechende ungeladene Gruppe auftreten
kann/können,
wobei gegebenenfalls mindestens eine quaternäre Ammonium-Gruppe unabhängig voneinander
mit dem Stickstoffatom in der Polymerkette oder/und mit dem Stickstoffatom an der
Polymerkette vorkommen kann.
[0100] Vorzugsweise kann bei den kationischen Polymeren - dieser Begriff steht wie an anderen
Stellen auch, bei denen nicht die weiteren polymeren Varianten aufgeführt sind, für
eine Auswahl aus der Gruppe bestehend aus kationischen Polymeren, kationischen Copolymeren,
kationischen Blockcopolymeren und Rationischen Pfropfcopolymeren - die mindestens
eine Alkylgruppe - gesättigt oder ungesättigt, verzweigt oder unverzweigt - jeweils
unabhängig voneinander 3 bis 160 Kohlenstoffatome, besonders bevorzugt 5 bis 120 Kohlenstoffatome,
ganz besonders bevorzugt 8 bis 90 Kohlenstoffatome aufweisen. Besonders bevorzugt
ist, x aus 1 bis 7 Einheiten auszuwählen; ganz besonders bevorzugt ist, x aus 4 oder
5 Einheiten auszuwählen. Besonders bevorzugt ist, y aus 1 bis 4 Einheiten auszuwählen;
ganz besonders bevorzugt ist, y aus 2 oder 3 Einheiten auszuwählen.
[0101] Bei dem Verfahren mit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung sind die Gegenionen zu
den amphiphilen Verbindungen und zu den kationischen Polymeren Anionen vorzugsweise
ausgewählt aus der Gruppe bestehend Ionen auf Basis von Alkylsulfat, Carbonat, Carboxylat,
Halogenid, Nitrat, Phosphat, Phosphonat, Sulfat oder/und Sulfonat. Als Gegenionen
können insbesonders auch Ionen auf Basis von Halogenid wie z.B. Bromid oder/und Chlorid
oder/und Ionen auf Basis von Carboxylat insbesonders wie z.B. Acetat, Benzoat, Formiat,
Glukonat, Heptonat, Lactat, Propionat, Fumarat, Maleinat, Malonat, Oxalat, Phthalat,
Succinat, Tartrat, Terephthalat oder/und Citrat auftreten. Bei den kationischen Polymeren
treten bevorzugt nur oder im Wesentlichen nur einwertige Ionen als Gegenionen auf.
[0102] Sowohl die kationischen organischen Verbindungen, als auch die anionischen organischen
Verbindungen sind in der Regel polar und wasserlöslich. Wenn die kationischen organischen
Verbindungen mit den insbesonders aus der Verschmutzung stammenden anionischen organischen
Verbindungen in Kontakt treten, neutralisieren sich die Ionen. Hierbei gehen die Kationen
wie insbesonders die Alkalien oder/und Erdalkalien, vor allem Ammonium-, Natrium-
oder/und Kalium-Ionen sowie die Anionen wie insbesonders ChloridIonen in die wässerige
Lösung und können dort verbleiben. Aufgrund der Entnahme, Verluste wie z.B. durch
Austrag oder/und Zirkulation der Badlösung ist die Wassermenge immer wieder zu ergänzen,
so dass sich in vielen Fällen die Salze nicht zu stark anreichern.
[0103] Dagegen bilden die kationischen organischen Verbindungen und die anionischen organischen
Verbindungen oft unter Salzbildung mit ionischer Wechselwirkung Reaktionsprodukte,
die meistens sehr hydrophobe, wasserunlösliche Addukte sind. Daher sammeln sich diese
Reaktionsprodukte in den Öl-haltigen Verschmutzungen oder/und in der Öl-haltigen Phase
stärker an und können mit ihnen entfernt werden. Diese Reaktionsprodukte stören, weil
sie sehr hydrophob sind und sich wie Öle störend verhalten.
[0104] Bei dem Verfahren mit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung ist es in vielen Ausführungsvarianten
vorteilhaft, wenn ein Gehalt an kationischen organischen Verbindungen dem Bad, insbesonders
bei diskontinuierlichem Betrieb, in einer Menge zugegeben wird, bei der das stöchiometrische
Verhältnis von kationischen organischen Verbindungen zu anionischen organischen Verbindungen
im Bereich von 0,1 : 1 bis 10 : 1 gehalten wird. Insbesonders ist dieses Verhältnis
im Bereich von 0,5 : 1 bis 5 : 1, besonders bevorzugt im Bereich von 0,7 : 1 bis 1,2
: 1, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 0,9 : 1 bis 1 : 1.
[0105] Hierbei ist es, insbesonders bei diskontinuierlichem Betrieb, in vielen Ausführungsvarianten
bevorzugt, nicht mehr als 1 g/L kationische organische Verbindungen zuzusetzen, besonders
bevorzugt nicht mehr als 0,1 g/L, ganz besonders bevorzugt nicht mehr als 0,01 g/L
kationische organische Verbindungen.
[0106] Wenn die mindestens eine kationische organische Verbindung im Bad im Vergleich zu
den anwesenden unreagierten anionischen organischen Verbindungen im Unterschuß enthalten
ist, dann ist das Bad meistens nur schwach oder sehr schwach demulgierend. Wenn die
mindestens eine kationische organische Verbindung im Bad im Vergleich zu den anwesenden
unreagierten anionischen organischen Verbindungen im Überschuß enthalten ist, dann
ist das Bad emulgierend und enthält kaum Öl(e) oder/und hiermit verbundene Verschmutzungen,
aber die Reinigungsleistung hat üblicherweise bereits abgenommen. In einem mittleren
Bereich dieses Verhältnisses aus kationischen organischen Verbindungen zu den anwesenden
unreagierten anionischen organischen Verbindungen im Bad ist üblicherweise sowohl
die demulgierende Wirkung des Bades, als auch seine Reinigungsleistung hoch und zugleich
der Gehalt an Öl(en) oder/und hiermit verbundenen Verschmutzungen gering oder sehr
gering. Daher empfiehlt es sich bei vielen Ausführungsvarianten, etwa im Grenzbereich
des kationischen Verhaltens zum anionischen Verhalten zu arbeiten. Eine höhere Reinigungsleistung
ist auch mit einem besseren Reinigungsergebnis verbunden.
[0107] In vielen Ausführungsvarianten ist es vorteilhaft, wenn das Reinigerbad zusätzlich
mindestens ein Reinigergerüst, das heißt mindestens einen Builder, enthält oder/und
dieser dem Bad zugesetzt wird. Das Reinigergerüst kann helfen, um ein Anrosten wie
z.B. Flash Rusting auf Stahl oder Weißrostbildung auf Zinkoberflächen zu unterdrücken.
Das Reinigergerüst kann vorzugsweise mindestens einen Builder auf Basis von Borat(en)
wie z.B. Orthoborat(en) oder/und Tetraborat(en), von Silicat(en) wie z.B. Metasilicat(en),
Orthosilicat(en) oder/und Polysilicat(en), Phosphat(en) wie z.B. Orthophosphat(en),
Tripolyphosphat(en) oder/und Pyrophosphat(en), mindestens ein alkalisches Medium z.B.
auf Basis von Kalilauge, Natronlauge, Natriumcarbonat, Natriumhydrogencarbonat, Kaliumcarbonat
oder/und Kaliumhydrogencarbonat, mindestens ein Amin wie z.B. auf Basis von Monoalkylamin(en),
Trialkylamin(en), Monoalkanolamin(en) oder/und Trialkanolamin(en) wie z.B. Monoethanolamin,
Triethanolamin, Methyldiethanolamin oder/und mindestens einen Komplexbildner wie z.B.
auf Basis von Carboxylat(en) wie z.B. Gluconat oder/und Heptonat, Natriumsalz der
Nitrilotriessigsäure (NTA) oder/und von Phosphonat(en) wie z.B. HEDP enthalten. Der
Gehalt an Buildern liegt insbesonders entweder bei 0 oder im Bereich von 0,1 bis 290
g/L oder von 0,2 bis 120 g/L, vorzugsweise bei 0 oder im Bereich von 0,5 oder von
1 bis 100 g/L oder von 1,5 bis 48 g/L, besonders bevorzugt bei 0 oder im Bereich von
3 bis 25 g/L. Meistens werden hierbei Gehalte an Buildern bei Spritzverfahren im Bereich
von 1 bis 50 g/L eingesetzt, bei Tauchverfahren im Bereich von 2 bis 100 g/L, üblicherweise
unabhängig davon, ob es sich um kontinuierliche oder diskontinuierliche Verfahren
handelt.
[0108] In vielen Ausführungsvarianten ist es vorteilhaft, wenn das Bad mindestens ein Additiv
wie z.B. einen Korrosionsinhibitor enthält oder/und mindestens ein Additiv dem Bad
gegebenenfalls auch erneut zugesetzt wird. Als Korrosionsinhibitor können beispielsweise
solche auf Basis von Alkylamidocarbonsäure(n), Aminocarbonsäure(n), Alkylhexansäure(n)
oder/und Borsäureester(n), insbesonders deren Aminsalz(e), im Bad enthalten sein oder/und
dem Bad zugesetzt werden. Der Gehalt an Korrosionsinhibitor(en) liegt insbesonders
bei 0 oder im Bereich von 0,01 bis 10 g/L, vorzugsweise bei 0 oder im Bereich von
0,1 bis 3 g/L, besonders bevorzugt bei 0 oder im Bereich von 0,3 bis 1 g/L. Darüber
hinaus kann auch mindestens ein Additiv wie z.B. mindestens ein Biozid oder/und mindestens
ein Entschäumer im Bad enthalten sein oder/und dem Bad zugesetzt werden, insbesonders
jeweils im Bereich von 0,01 bis 0,5 g/L. Ferner kann das Bad auch mindestens einen
Beizinhibitor enthalten oder/und dieser ihm zugesetzt werden. Beizinhibitoren helfen,
den alkalischen Angriff des Reinigerbades insbesonders bei Oberflächen von Aluminium,
Magnesium, Zink oder/und deren Legierungen zu verringern oder zu verhindern. Sie wirken
oft recht selektiv je nach Art der zu schützenden metallischen Oberflächen, so dass
diese teilweise in bestimmten Gemischen eingesetzt werden. Der Badgehalt der Beizinhibitoren
liegt dabei vorzugsweise bei 0 oder im Bereich von 0,01 bis 10 g/L, besonders bevorzugt
im Bereich von 0,1 bis 8 g/L. Als Beizinhibitor(en) können unter anderem Borat(e),
Silicat(e) oder/und Phosphonat(e) verwendet werden.
[0109] Bei dem Verfahren mit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung werden die gegebenenfalls
im Bad enthaltenen und üblicherweise nur aus Verschmutzungen stammenden anionischen
organischen Verbindungen, insbesonders die anionischen Tenside, vorzugsweise durch
eine chemische Reaktion mit mindestens einer kationischen organischen Verbindung oder/und
mit mehrwertigen Kationen weniger wasserlöslich gemacht. Vorzugsweise sammeln sich
die hierbei entstehenden unlöslichen Verbindungen an der Badoberfläche zumindest teilweise
an, insbesonders in der Öl-haltigen Phase, und können dann bei Bedarf aus dem Bad
entfernt werden. Diese Tenside stammen üblicherweise vor allem aus den Verschmutzungen.
Die amphoteren Tenside und Phosphatester, die üblicherweise ebenfalls nur aus den
Verschmutzungen stammen, reagieren jedoch in der Regel nicht in dieser Weise chemisch
und bleiben in der Regel unverändert in der Badlösung gelöst enthalten. Alle diese
Tenside werden dem Bad vorzugsweise nicht absichtlich zugegeben, da sie insbesonders
beim Demulgieren und durch starke Schaumneigung stören können.
[0110] Meistens liegt der Gesamtgehalt aller Wirkstoffe im Bad ohne Verschmutzungen im Bereich
von 0,5 bis 300 g/L oder von 1,2 bis 150 g/L, vorzugsweise im Bereich von 2 bis 50
g/L oder 3 bis 30 g/L, besonders bevorzugt im Bereich von 4 bis 20 g/L, von 5 bis
15 g/L oder von 5,5 bis 12 g/L. Er kann insbesonders für die Reinigung von Karosserien,
Blechen oder/und Teilen vor der Phosphatierung bei Spritzverfahren insbesonders im
Bereich von 4 bis 7 g/L, bei Tauchverfahren insbesonders im Bereich von 7 bis 30 g/L
liegen.
[0111] Bei dem Verfahren mit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung ist es insbesonders bei
diskontinuierlichem Betrieb eines Reinigungsverfahrens in vielen Ausführungsvarianten
bevorzugt, dass sich nicht mehr als 10 g/L anionische organische Verbindungen im Bad
bis zur Badpflege ansammeln, und es ist besonders bevorzugt, nicht mehr als 5 g/L
oder nicht mehr als 3,5 g/L, ganz besonders bevorzugt nicht mehr als 2 g/L anionische
organische Verbindungen im Bad zu haben.
[0112] Insbesonders bei diskontinuierlichen Reinigungsverfahren kann es vorteilhaft sein,
den Gehalt an Öl(en) oder/und weiteren Verschmutzungen, also insbesonders an Öl(en)
oder/und weiteren unpolaren organischen Verbindungen, im Bad zu bestimmen, bevor eine
geeignete Menge an kationischen organischen Verbindungen und an weiteren Badkomponenten
wie insbesonders an Buildern zur
[0113] Badpflege zugesetzt wird. In derartigen Anlagen, die z.B. über 3 Tage bis 8 Wochen
gefahren worden sind und in denen die Reinigungsleistung nur noch gering oder sehr
gering ist und in denen das Bad kaum noch oder nicht mehr demulgiert, sondern möglicherweise
schon emulgiert, sind alle diese Verschmutzungen noch weitgehend in der Badlösung
verteilt enthalten. Erst durch den Zusatz an kationischen organischen Verbindungen
bildet sich über wenige Stunden bis über etwa 2 Tage eine häufig etwa 1 bis 15 cm
dicke Schicht aus Öl(en) und unpolaren organischen Verbindungen an der Badoberfläche
als Öl-haltige Phase aus, die dann auf einfache Weise z.B. mechanisch oder/und durch
Anheben des Badspiegels und Abfliessen-lassen entfernt werden kann. Die Menge der
hierbei zuzusetzenden kationischen organischen Verbindungen kann entweder über eine
Epton-Titration, chromatographisch oder einfach, genau und wirkungsvoll durch mehrfachen
anteiligen Zusatz an kationischen organischen Verbindungen ermittelt werden, um bei
letzterer Methode festzustellen, nach welcher Menge keine wesentlichen Mengen an Öl(en)
und unpolaren organischen Verbindungen mehr abgeschieden werden und an die Badoberfläche
aufschwimmen, also das Bad nicht mehr demulgiert.
[0114] Bei kontinuierlich arbeitenden Reinigungsbädern reicht dagegen üblicherweise, einmalig
beim Einfahren der Anlage die regelmäßig bei der Dosierung erforderliche Menge an
kationischen organischen Verbindungen zu bestimmen.
[0115] In manchen Ausführungsvarianten ist es bei kontinuierlichem Betrieb besonders bevorzugt,
das Bad so einzustellen, dass keine oder nahezu keine unreagierten kationischen organischen
Verbindungen im Bad enthalten sind. Denn sowie anionische organische Verbindungen
vom Bad aufgenommen werden, werden die im Bad befindlichen unreagierten kationischen
organischen Verbindungen mit den anionischen organischen Verbindungen reagieren. Die
Begriffe "anionische organische Verbindungen" und "kationische organische Verbindungen"
im Sinne dieser Anmeldung bedeuten die entsprechenden unreagierten Verbindungen und
nicht die daraus entstehenden Addukte.
[0116] In manchen Anlagen kann es genügen, eine Reinigungszone (Bad) oder nur einen Teil
der verschiedenen Reinigungszonen (Reinigungsbäder) erfindungsgemäß zu fahren, insbesonders
dann, wenn auf diese Weise die anderen Reinigungszonen nicht stärker mit Verschmutzungen
belastet werden.
[0117] Die Badlösung kann hierbei auch in mindestens einer Reinigungszone beispielsweise
durch Sprühen oder/und durch Sprühen und Bürsten aufgebracht werden. Im Tauchen kann
das mindestens eine Substrat auch gegebenenfalls elektrolytisch behandelt werden,
also durch elektrolytisches Reinigen. Insbesonders diese, aber auch weitere Verfahrensvarianten
eignen sich auch für Bänder.
[0118] Der angewandte Druck liegt bei den Reinigungsverfahren vielfach im Wesentlichen bei
Atmosphärendruck, wenn von Drucken bei Umwälzverfahren z.B. durch Injektionsflutverfahren
(u.U. bis etwa 50 bar) abgesehen wird, während bei Spritzverfahren oft mit Spritzdrucken
im Bereich von 0.1 bis 5 bar gearbeitet wird. Die Temperaturen liegen bei den Reinigungsverfahren
- teilweise von der chemischen Zusammensetzung abhängig - vorzugsweise im Bereich
von 5 bis 99 °C, besonders bevorzugt im Bereich von 10 bis 95 °C, wobei Spritzverfahren
oft im Bereich von 40 bis 70 °C und Tauchverfahren oft im Bereich von 40 bis 95 °C
angewandt werden.
[0119] Die nichtionischen Tenside weisen typischerweise einen HLB-Wert im Bereich von 5
bis 12, oft im Bereich von 6 bis 12 auf. Tenside wirken vorzugsweise bei HLB-Werten
< 10, insbesonders bei solchen < 9 demulgierend.
[0120] Bei dem Verfahren mit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung werden vorzugsweise Substrate
in Form von Blechen, Coils (Bänder), Drähten, Teilen oder/und Verbundbauteilen gereinigt.
Generell weisen die Substrate, die erfindungsgemäß gereinigt werden, vorzugsweise
metallische Oberflächen aus Eisen, Stahl, Edelstahl, verzinktem Stahl, metallisch
beschichtetem Stahl, Aluminium, Magnesium, Titan oder/und deren Legierungen auf.
[0121] Überraschenderweise gelang es trotz jahrzehntelanger Erfahrung vieler Firmen auf
dem Gebiet des Reinigens, ein neues grundlegendes Reinigungsverfahrensprinzip aufzufinden.
[0122] Überraschenderweise wurden Reinigungsverfahren und Reinigerzusammensetzungen aufgefunden,
bei denen sogar bei einem sehr hohen Eintrag von Verschmutzungen eine demulgierende
Fahrweise ohne Probleme und auf einfache Weise wieder eingestellt werden konnte.
[0123] Überraschenderweise wurden Reinigungsverfahren und Reinigerzusammensetzungen aufgefunden,
die mit deutlich geringeren Gehalten an Öl(en) einschließlich weiteren Verschmutzungen
als bisher im Stand der Technik mit derartigen Verschmutzungen übfich oder möglich
auf Dauer gefahren werden können und bei denen die anfängliche hohe Reinigungsleistung
auf Dauer erhalten bleiben kann, während sie bei den Verfahren des Standes der Technik
oft kontinuierlich abnimmt, wenn keine Membranfiltrationsverfahren eingesetzt werden:
Denn bisher ist es Stand der Technik, dass die derzeit zur Reinigung von unter anderem
mit Öl(en) verschmutzten metallischen Oberflächen eingesetzten Reinigungsbäder einen
Gehalt an Öl(en) einschließlich weiteren Verschmutzungen bei Verschmutzung von mindestens
0,7 g/L und häufig im Bereich von 0,8 bis 1,2 g/L z.B. bei Automobilanlagen mit Badpflege
und mindestens 1,5 g/l und häufig bis zu ca. 6 g/L an Öl(en) einschließlich weiteren
Verschmutzungen z.B. bei Automobilanlagen ohne Badpflege aufweisen, aber sogar Gehalte
bis zu etwa 20 g/L z.B. bei Allgemeinindustrieanlagen ohne Badpflege aufweisen. Dagegen
ist es bei den Verfahren mit erfindungsgemäßer Zusammensetzung ohne weiteres in vielen
Ausführungsformen möglich, die Reinigungsbäder mit einem Gehalt an Öl(en) einschließlich
weiteren Verschmutzungen bei starker Verschmutzung im Bereich von 0,05 bis 1 g/L oder
von 0,1 bis 2 g/L je nach Anlagentyp und Nutzung und häufig in der Größenordnung von
etwa 0,5 g/L z.B. bei Automobilanlagen mit Badpflege oder in der Größenordnung von
etwa 8 g/L an Öl(en) einschließlich weiteren Verschmutzungen z.B. bei Allgemeinindustrieanlagen
ohne Badpflege eingesetzt werden. Bei diesen Verfahren ist es häufig möglich, dass
sie mit so geringen Tensid-Gehalten wie im Bereich von 0,1 bis 0,3 g/L oder von 0,1
bis 0,7 g/L verwendet werden. Bei diesen Verfahren kann der Gehalt des Reinigerbades
an Öl(en) einschließlich weiteren Verschmutzungen oft im Bereich von 0,05 bis 1 g/L
oder/und der Gehalt an Tensiden oft im Bereich von 0,05 bis 0,5 g/L gehalten werden,
während bei typischen Reinigungsverfahren des Standes der Technik der Gehalt des Reinigerbades
an Öl(en) einschließlich weiteren Verschmutzungen oft im Bereich von 0,7 bis 6 g/L
oder/und der Gehalt an Tensiden im Bereich von 0, 3 bis 1,5 g/L liegt.
[0124] Daher ist es häufig möglich, das Bad in Verfahren mit erfindungsgemäßer Zusammensetzung
mit deutlich geringerem Verbrauch an Tensiden und an anderen Badkomponenten als bisher
möglich zu fahren, wobei sich auch eine Verlängerung der Badstandzeiten oft um ein
Vielfaches oder sogar um mehrere Jahre ergeben kann. Hierbei wird oft auch der chemische
Sauerstoffbedarf des Abwassers (CSB-Wert) aus den Spülzonen deutlich verringert, weshalb
die Abwasserreinigung deutlich vereinfacht und kostengünstiger gestaltet werden kann.
Hierbei wird auch oft der Eintrag an Ölen, Fetten, Seifen und weiteren verschmutzenden
Substanzen in die Vorbehandlungszone wie z.B. in die Phosphatierungszone z.B. einer
Automobilanlagen deutlich verringert und dadurch die Qualität des Vorbehandlungsverfahrens
und der Vorbehandlungsschicht deutlich verbessert und vergleichmäßigt.
[0125] Überraschenderweise wurden Reinigungsverfahren und Reinigerzusammensetzungen aufgefunden,
bei denen im kontinuierlichen Betrieb auf den Einsatz von aufwendigen Membranfiltrationsverfahren
zur Badpflege mit kostspieligen Ultrafiltrationsanlagen oder Mikrofiltrationsanlagen,
die u.U. Investitionskosten von 1 bis 2 M€ erfordern, verzichtet werden kann. Hierbei
kann gegebenenfalls auf den Einsatz von Ölabscheidern umgestiegen werden, wozu üblicherweise
nur noch Investitionskosten in der Größenordnung von etwa 10 bis 80 T€ anfallen.
[0126] Durch den Ersatz bzw. die Aufgabe einer Membranfiltrationsanlage kann in erheblichem
Ausmaß Personal eingespart werden.
[0127] Überraschenderweise wurden Reinigungsverfahren und Reinigerzusammensetzungen aufgefunden,
die vergleichsweise einfach anzuwenden sind und deren Verbrauchskosten je nach den
Ausgangsbedingungen durch den bisher nicht erforderlichen Zusatz von kationischen
organischen Verbindungen geringfügig höher sind oder infolge sinkenden Verbrauchs
an chemischen Stoffen aufgrund gesteigerter Reinigungsleistung Verbrauchskosten von
etwa gleicher oder sogar geringerer Höhe als bisher erfordern. Dennoch können bei
manchen größeren Anlagen unter Umständen jährliche Kosten in der Größenordnung von
ca. 100 000 € eingespart werden.
[0128] Bei kontinuierlichen Anlagen mit Ölabscheidern wird bei Verwendung des Reinigungsverfahrens
mit einer erfindungsgemässen Reinigerzusammensetzung oft auf Dauer ein niedriger Gehalt
an Öl(en) einschließlich weiteren Verschmutzungen ohne besondere Aufwendungen erzielt
als bei Verfahren nach dem Stand der Technik, insbesonders, weil dieser Gehalt oft
etwa um den Faktor 2 durch Verwendung des Zusatzes von kationischen organischen Verbindungen
gesenkt werden kann.
[0129] Bei diskontinuierlichen Anlagen wird bei Verwendung des Reinigungsverfahrens mit
einer erfindungsgemässen Reinigerzusammensetzung bei starker Verschmutzung oft nicht
das Bad ausgetauscht (kein teurer Badverwurf), sondern die entsprechende Menge an
kationischen organischen Verbindungen zu der mindestens ein erfindungsgemäßes nichtionisches
Tensid haltigen wässerigen alkalischen Reinigerzusammensetzung zugesetzt, so dass
das Öl und andere Verschmutzungen demulgieren und als Öl-haltige Phase abgeschöpft
wird. Die Qualität des so gewonnenen Öls ist oft so hoch, dass es vielfach sogar thermisch
verwertet (verbrannt) werden kann, insbesonders, wenn der Wassergehalt etwa unter
20 Gew.-% statt wie sonst bei ca. 30 bis 50 Gew.-% liegt. Hierdurch sind erhebliche
Kosteneinsparungen und Vereinfachungen im Vergleich zu Reinigungsverfahren nach dem
Stand der Technik möglich.
[0130] Die nach dem Verfahren mit der erfindungsgemäßen Reinigerzusammensetzungen gereinigten
Substrate können zum Phosphatieren, insbesonders zum Alkaliphosphatieren wie z.B.
zum Eisenphosphatieren, zum Manganphosphatieren oder zum Zinkphosphatieren oder/und
für das Beschichten mit mindestens einer Behandlungs- oder Vorbehandlungszusammensetzung
auf Basis von Si-Ian/Siloxan/Polysiloxan, Titan-/Zirkonium-Verbindung, Eisenoxid/Kobaltoxid,
Chromat, Oxalat, Phosphonat/Phosphat oder/und organischem Polymer/Copolymer oder/und
für das Beschichten mit mindestens einer Zusammensetzung auf Basis von einer im wesentlichen
organischen polymeren Zusammensetzung, mit einem Schweißprimer, mit einer galvanischen
Beschichtung, mit einer Emaille-Beschichtung, mit einer Anodisierung, mit einer CVD-Beschichtung,
mit einer PVD-Beschichtung oder/und mit einer temporären Korrosionsschutzbeschichtung
verwendet werden.
Erfindungsgemäße Beispiele und Vergleichsbeispiele:
[0131] Im Folgenden wird die Erfindung an ausgewählten Ausführungsbeispielen näher erläutert,
ohne auf diese beschränkt zu sein.
[0132] In Vorversuchen im Labor wurden etliche verschiedenartige demulgierend wirkende Tenside,
vorwiegend nichtionische Tenside auf der Basis von ethoxylierten Alkylalkoholen mit
einem Endgruppenverschluss je Alkylgruppe, auf ihre Reinigungsleistung, auf ihre demulgierende
Wirkung und auf ihre Schaumbildungsneigung geprüft. Gleichzeitig wurden in diesen
Vorversuchen im Labor verschiedene demulgierend wirkende kationische Tenside auf ihre
demulgierende Wirkung und auf die Schaumbildungsneigung geprüft. Alle hierbei geprüften
demulgierend wirkenden nichtionischen Tenside auf der Basis von ethoxylierten Alkylalkoholen
mit einem Endgruppenverschluss je Alkylgruppe erwiesen sich als von etwas mehr oder
etwas weniger stark demulgierender Wirkung, zeigten aber auch in der Reinigungsleistung
und in der Schaumbildungsneigung geringe, aber deutliche Unterschiede von Molekül
zu Molekül. Dennoch waren alle diese vorausgewählten und geprüften demulgierend wirkenden
nichtionischen Tenside auf der Basis von ethoxylierten Alkylalkoholen mit einem Endgruppenverschluss
je Alkylgruppe gegenüber der Vielzahl weiterer möglicherweise einsetzbare Tenside
besonders gut geeignet.
[0133] Danach wurde das am besten geeignete demulgierend wirkende nichtionische Tensid auf
der Basis von ethoxylierten Alkylalkoholen mit einem Endgruppenverschluss zusammen
mit dem am besten geeigneten demulgierend wirkenden kationischen Tensid in einer industriellen
Phosphatierungsanlage im kontinuierlichen Betrieb eingesetzt. Ersteres gehört zu den
erfindungsgemäßen demulgierend wirkenden nichtionischen Tensiden.
[0134] In dieser industriellen Phosphatierungsanlage mit anschließender Lackierung für großformatige
Komponenten bestehen die Reinigungszonen vor der Phosphatierung aus zwei Zonen: 1.
alkalische Tauchentfettung und 2. alkalische Spritzentfettung. In beiden Entfettungsbädern
wird im Wesentlichen die gleiche wässerige Reinigerzusammensetzung verwendet.
[0135] Vor der Umstellung auf ein optimiertes Verfahren mit einem erfindungsgemäßen demulgierend
wirkenden nichtionischen Tensid und mit einem erfindungsgemäßen kationischen Tensid
stellten sich in diesen Bädern bei kontinuierlichem Betrieb über drei bis sieben Wochen
Gehalte an Öl(en) einschließlich weiteren Verschmutzungen von mehr als 3 g/L pro Bad
ein, insbesonders im Bad der Tauchentfettung, wobei diese Gehalte bis zu 10 g/L erreichen
konnten. Über diese Zeit wurden die Bäder zwar mit Reinigergerüst und mit einem nichtionischen
demulgierend wirkenden Tensid und ohne Zusatz weiterer Tenside dosiert und nachdosiert,
aber nicht vollständig erneuert Aber es wurden auch andere Tenside durch die Abreinigung
der zu reinigenden Bauteile eingetragen. Die Nachdosierung war wegen des Austrags
an Reinigerkomponenten aus den Bädern erforderlich. Bei Ölgehalten in der Größenordnung
von etwa 5 g/L an Öl(en) einschließlich weiteren Verschmutzungen an nahm die Reinigerleistung
allmählich ab und führte zu unzureichender Entfettung und ungleichmäßiger Ausbildung
der nachfolgend aufgebrachten Phosphatschicht. Daher konnte die geforderte hohe Lackqualität
nicht mehr mit der erforderlichen Sicherheit erreicht werden. Die Reinigungsbäder
enthielten keine Zusätze an demulgierend wirkenden kationischen Tensiden, die absichtlich
zugegeben worden waren und nicht gegebenenfalls aus der Verschmutzung der Bäder stammen.
[0136] Dann wurde dem Reinigungsbad, das auf einer Neutralreinigerformulierung basiert,
unter anderem ein erfindungsgemäßes demulgierend wirkendes nichtionisches Tensid auf
der Basis von ethoxylierten nicht-propoxylierten Alkylalkoholen mit einer Alkylgruppe
mit durchschnittlich 9,5 bis 12,5 Kohlenstoffatomen, mit durchschnittlich 7,5 bis
14,5 EO-Gruppen und mit einem Endgruppenverschluss zugesetzt. Das verwendete erfindungsgemäße
demulgierend wirkende nichtionische Tensid erwies sich als hervorragend geeignet bezüglich
seiner starken Reinigungsleistung, seiner hohen demulgierenden Wirkung und seiner
geringen Schaumbildungsneigung. Auch durch die Umstellung der Fahrweise der Reinigungszonen
auf Badzusammensetzungen, die nach Auftreten eines Gehalts an Öl(en) einschließlich
weiterer Verschmutzungen wie z.B. Fetten, weiteren unpolaren organischen Verschmutzungen
oder/und anionischen organischen Verbindungen im Bad im Bereich von 2,5 bis 4 g/L
Öl(en) einschließlich der weiteren Verschmutzungen mit einem Zusatz an einem erfindungsgemäßen
kationischen, demulgierend wirkenden Tensid als quaternäre Ammoniumverbindung nach
der Allgemeinen Formel (I) mit einer Benzylgruppe konnte die jeweilige Badstandzeit
je nach dem Fahrverhalten verdoppelt, teilweise sogar mindestens vervierfacht werden,
bis das gesamte Bad ausgewechselt und dadurch erneuert wurde. Auch durch den Zusatz
dieses demulgierend wirkenden kationischen Tensids hatte sich das Öl einschließlich
der weiteren Verschmutzungen zum großen Teil auf der Badoberfläche als Öl-reiche Phase
einschließlich Fetten und weiteren unpolaren organischen Verschmutzungen angereichert.
Die Öl-reiche Phase enthielt nur noch 2 bis 30 Gew.-% wässerige Phase einschließlich
Builder und Tensiden sowie sogar 70 bis 98 Gew.-% im Wesentlichen aus Öl(en) und weiteren
Bestandteilen der Öl-haltigen Phase. Die Öl-reiche Phase konnte dann z.B. nach einem
Tag abgeschöpft werden. Das Bad hatte nach dem Abschöpfen der Öl-reichen Phase etwa
noch 0,5 bis 1 g/L Öl(e) einschließlich der weiteren Verschmutzungen. Hierbei musste
nach Abtrennen der Öl-reichen Phase erneut das in der Badzusammensetzung grundsätzlich
enthaltene mindestens eine erfindungsgemäße demulgierend wirkende nichtionische Tensid
nachdosiert werden, da diese Tenside mit der Öl-reichen Phase teilweise entfernt wurden.
Dagegen wurde das demulgierend wirkende kationische Tensid nicht gleich nachdosiert,
sondern erst dann, wenn sich die Gehalte an Öl(en) einschließlich weiteren Verschmutzungen
im Bad wieder nach mehreren Wochen auf 2,5 bis 4 g/L eingestellt hatten. Dieses kationische
Tensid war entsprechend den Bedingungen für die demulgierende Fahrweise speziell ausgewählt
worden und war eine quaternäre Ammoniumverbindung der Allgemeinen Formel (I) mit einer
Benzylgruppe.
[0137] Die Kombination der beiden erfindungsgemäßen demulgierend wirkenden Tenside hat sich
hervorragend bewährt: Bei dieser Anlage mussten weder die Prozessparameter der Reinigungszonen,
noch die Konzentrationen der im Wesentlichen auch bisher schon verwendeten Reinigungszusammensetzungen
stärker geändert werden.
[0138] Hierbei wurde es auch möglich, das zweite Entfettungsbad erst nach einem längeren
Nutzungszeitraum (z.B. nach 6 Monaten) zu erneuern als das erste Entfettungsbad (z.B.
nach 4 Monaten), das die Verschmutzungen deutlich stärker abfängt als das zweite Entfettungsbad.
[0139] Durch die erfindungsgemäße Fahrweise musste die Tensid-Konzentration der Reinigungsbäder
nicht mehr bei sehr hohen Gehalten an Öl(en) oder/und weiteren Verschmutzungen erhöht
werden und der Chemikalienverbrauch sank dadurch ein wenig, aber vor allem durch die
Erneuerung der Bäder in deutlich längeren Abständen. Seit der Umstellung der Fahrweise
der Reinigungsbäder traten keine Beeinträchtigungen bei der Phosphatierung und Lackierung
mehr auf, die auf die Reinigung zurückgeführt werden können. Die Entsorgungskosten
der Reinigungsbäder sind drastisch gesunken, weil die Entsorgungszyklen deutlich verlängert
wurden und weil keine stark belasteten Reinigungsbäder mehr entsorgt werden mussten.
Auch der Anteil der nach mindestens einer Lackierung erforderlichen Nacharbeit, z.B.
durch Schleifen von Hand und vielfach danach auch durch erneutes Phosphatieren und
Lackieren, ist dadurch wesentlich gesenkt worden, was ebenfalls hohe Prozesskosten
einzusparen hilft.