DE2402225A1

DE2402225A1 - Giessbare, fliessfaehige massen

Info

Publication number: DE2402225A1
Application number: DE2402225A
Authority: DE
Inventors: Robert Donaldson
Original assignee: Unilever NV
Current assignee: Unilever NV
Priority date: 1974-01-07
Filing date: 1974-01-17
Publication date: 1975-07-17
Also published as: FR2256952A1; AU6456174A; NO144894B; IE38738L; ATA41474A; NL7400688A; NO144894C; FR2256952B1; NO740146L; JPS5849599B2; FI58345B; DK24374A; FI740100A0; IT1004755B; BE809955A; ZA74271B; DE2402225C2; JPS50101991A; FI58345C; SE414942B

Description

Die Erfindung betrifft gießbare, fließfähige Massen, die dispergierte,teilchenförmige Feststoffe enthalten und Verfahren zu ihrer Herstellung. '

Die Formulierung gießbarer, fließfähiger Reinigungsmittel, die feste Teilchen eines Schleifmittels enthalten und zur Reinigung harter Oberflächen geeignet sind, bringt Schwierigkeiten mit sich, da die Teilchen, die im allgemeinen eine höhere Dichte als das rfließJaMge Medium besitzen, in dem sie dispergiert sind, zum Absetzen bei der Lagerung neigen. Dies ist für den Verbraucher lästig, der die Reinigungsmittel bei Gebrauch redispergieren muß. Es sind bereits Vorschläge gemacht worden, dieses Problem dadurch zu lösen, daß man in dem füeßiahige Medium Substanzen löst, die ihm eine erhebliche Fließspannung bzw. Fließgrenze verleihen, das heisst das Medium besitzt plastische Bingham-Eigenschaften und erfordert

509829/0924

die Anwendung einer bestimmten Grenzspannung, um fließen zu können. Da die das Absetzen der Teilchen bewirkende Kraft, nämlich die Gravitationskraft, die auf die Teilchen relativ zu der·auf das Medium wirkenden Gravitationskraft einwirkt* (mit einer Stärke, die der Dichtedifferenz zwischen dem Medium und den Teilchen entspricht), niedriger als die Fließspannung ist, findet kein Absetzen der in dem Medium dispergierten Teilchen statt. Solche·Massen werden erst gieß-'bar nach Anwendung einer Scherspannung, die größer als die Fließspannung ist. In einigen Fällen kann dies nur durch Schütteln oder Rühren erreicht werden, jedoch kann die Masse noch einige Zeit gießbar bleiben, nachdem die Scherspannung weggenommen ist. Vorzugsweise sollte jedoch die Masse nach Lagerung ohne Anwendung anderer Scherkräfte als diejenigen, die durch die Gravitation beim Kippen eines die Masse enthaltenden Gefäßes entstehen, gießbar sein, und hierzu muß die Fließspannung geringer als die Gravitationskraft sein, die auf das Medium selbst einwirkt.

Geeignete fließfähige Medien können dadurch erhalten werden, daß man in V/asser Substanzen löst, die eine Micell-Wechselwirkung entfalten. Systeme, die dieses Prinzip anwenden, sind in den GB-PS 1 303 810 und 1 308 190 beschrieben.

Die 'Erfindung stellt, eine Lösung des Problems der Herstellung gießbarer, fließfähiger Medien mit plastischen Bingham-Eigenschaften unter Anwendung eines neuen Prinzips zur Verfügung, das heisst die Gegenwart eines dreidimensionalen Netzwerkes aus ineinander verschlungenen Fäden aus unlöslichem Material, die dem sie enthaltenden Medium eine Fließspannung bzw. Fließgrenze verleihen und die Ausscheidung von in dem Medium dispergierten teilchenförmigen Feststoffen verhindern.

Gegenstand der Erfindung sind somit gießbare, fließfähige Massen, die ein wässriges Medium mit darin dispergierten

509829/0924

~³\ 2A02225

teilchenförmigen Peststoffen enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein dreidimensionales Netzwerk aus unlöslichen, ineinander verschlungenen Fäden enthalten, die den teilchenförmigen Feststoff an der Ausscheidung hindern.

Vorzugsweise sind die Massen der Erfindung nach der Lagerung ohne die Anwendung von Scherkräften ausser der. Gravitationskraft gießbar, zum Beispiel wenn ein die Masse enthaltendes Gefäß gekippt wird, um das Ausfließen zu ermöglichen.

Die Massen besitzen eine Fließspannung beziehungsweise Fließgrenze bei 20⁰C von vorzugsweise 1 bis 21 dyn/cm , insbesondere

4 bis .15 dyn/cm . Der Ausdruck "Fließspannung" beziehungsweise " Fließgrenze" bezeichnet denjenigen Spannungswert, der

als Grenzwert für die Schergeschwindigkeit Null so bestimmt wird, daß man sich der Schergeschwindigkeit Null dadurch annähert, indem man bei sehr kleinen Schergeschwindigkeiten mißt, die sich mit dem von van den Tempel und Lucassen-Reynders in J.Phys. Chem., I963, §J_₃ 731 beschriebenen Viskosimeter mit niedriger Schergeschwindigkeit erreichen lassen. Die so erhaltenen Werte sind die gleichen, wie diejenigen, die man mittels einer "statischen" Methode erhält, bei der die Minimaldrehkraft gemessen wird, die zur Bewegung des inneren Zylinders des gleichen Viskosimeters relativ zu dem äusseren Zylinder erforderlich ist, wobei sich das Testmaterial zwischen den-Zylindern befindet, und diese Kraft wird unter Verwendung der Viskosimeterdimensionen in eine Fließspannüng umgerechnet. Diese Werte sind nicht diejenigen, die nach einer Methode erhalten werden, die manchmal angewendet wird, und bei der der Wert als Abschnitt auf der Scherspannungsachse einer.Auftragung von Scherspannung gegen Schergeschwindigkeit genommen wird, wobei die angewendeten Scherspannungen sehr viel höher sind, als bei dem Viskosimeter mit niedriger Schergeschwindigkeit; diese Methode kann zu Werten führen, die mit hohen Ungenauigkeiten belastet sind und dort zu falschen Schlüssen verleiten, wo die statischen Bedingungen der dispergierten Teilchen betrachtet werden.

609829/0924

Vorzugsweise besitzt das wässrige Medium eine Viskosität bei 2O°C von 1 bis 60 Poise bei einer Schergeschwindigkeit von 7 see. . Um gießbar zu sein, muß das wässrige Medium seher-verdünnbar sein, das heisst nicht-Newton'sehe Fließeigenschaften besitzen, wobei sich die Viskosität mit steigender Schergeschwindigkeit erniedrigt, so daß das Fließen der Masse während des Gießens erleichtert wird, wenn das wässrige Medium infolge der Gravitationskraft fließt. So ist zum Beispiel die Viskosität (das Verhältnis von Scherspannung zu

Schergeschwindigkeit) bei einer Schergeschwindigkeit von

— 1 ~1

38O see. niedriger als bei einer Geschwindigkeit von 21 see.

Vorzugsweise besitzt das wässrige Medium Viskositäten bei 20 C von 1 bis 30 Poise, insbesondere 5 bis 20 Poise, bei einer Schergeschwindigkeit von 21 see. , und von 0,1 bis 3*0 Poise •bei einer Schergeschwindigkeit von 3'8O see. , wobei das Verhältnis der Viskositäten bei diesen Schergeschwindigkeiten 4 bis 18:1, vorzugsweise 8 bis 18:1 und insbesondere 10 bis 17:1 beträgt.

Die Fäden des Netzwerks, die aus festem Material bestehen, besitzen vorzugsweise ein Längen/Durchmesser-Verhältnis von mindestens 60, und dieses Verhältnis kann bis zu 10 000 ansteigen. Bei der Gewährleistung eines ineinander verschlungenen Netzwerkes ist jedoch nur ein Minimalverhältnis von Bedeutung. Der Fädendurchmesser liegt vorzugsv/eise innerhalb des Bereiches von 0,1 bis 100/u, wobei nach Maßgabe des Materials aus dem die Fäden zusammengesetzt sind, große Schwankungen innerhalb dieses Bereichs möglich sind. Der Ausdruck "unlöslich" bedeutet, daß die Fäden in dem wässrigen Medium bei der Temperatur dieses Mediums unlöslich sind. Das Ineinanderversehlingen eines Netzwerks wird durch Verzweigen oder plötzliche Krümmungen der Fäden bewirkt, was sich zeigt, wenn man das Netzwerk unter geeigneter Vergrößerung beobachtet, oder durch eine Reibungsinterferenz infolge der Fadenoberfläche-Diskontinuität. Das Netzwerk kann zum Beispiel geprüft werden,

609829/0924

indem man einen Tropfen fließfähiges Medium zwischen zwei Glasplatten unter 40-facher Vergrößerung und Phasenkontrastbedingungen beobachtet. Ob sich die erforderlichen ineinander verschlungenen Fäden in einem speziellen wässrigen Medium . (oder Masse) befinden, lässt sich in einfacher Weise dadurch bestimmen, daß man herausfindet, ob es eine Fließspannung besitzt, die größer ist, als die des wässrigen Mediums, aus dem die Fäden und teilchenförmiges Material, zum Beispiel durch Zentrifugieren, entfernt worden sind. Die Menge der vorhandenen Fäden liegt vorzugsweise im Bereich von (d„ - 3M)bis(5 d_f-1/2), bezogen auf das Gewicht, wobei d„ die Dichte des fadenförmigen Materials darstellt. Die Fließspannung der Masse hängt direkt mit der Menge des fadenförmigen Materials zusammen , da das teilchenförmige Material nicht wesentlich zu der Fließ-"spannung beiträgt.

Es kann solches fadenförmiges· Material verwendet werden, das vorgeformt ist und den restlichen Bestandteilen des wässrigen Mediums einverleibt wird, oder es kann während der Herstellung des wässrigen Mediums gebildet werden. Bei dem fadenförmigen Material kann es sich um eine beliebige Substanz handeln, die die vorgenannten,physikalischen Eigenschaften besitzt. Typische Beispiele für solche Materialien sind Asbest und Cellulose, wie langfasriger Asbest und die Cellulosefasern für Zeitungspapier, wobei diese Materialien zweckmäßig in den restlichen Bestandteilen des wässrigen Mediums dispergiert sind. Vorzugsweise ist das Material der Fäden- in dem wässrigen Medium bei dessen Siedepunkt löslich, jedoch in der Lage, daß Netzwerk aus ineinander verschlungenen Fäden beim Abkühlen einer Lösung des fadenförmigen Materials in den restlichen Bestandteilen des wässrigen Mediums bei er- ■ höhter Temperatur zu bilden. Beispiele für geeignete fadenförmige Materialien dieser Art sind Seifen. Die Natriumsalze von gesättigten CLj, bis C_?2-Fettsäuren werden vorzugsweise verwendet. Typische Beispiele sind die Natriumsalze von

SÖ9829/0924

Myristin-, Palmitin-, Stearin- und Behensäuren. Geeignete Seifenmengen sind O₃5 bis 2,5 Gewichtsprozent, bezogen auf das wässrige Medium.

Die restlichen Bestandteile des wässrigen Mediums werden so gewählt, daß sie zusammen mit dem fadenförmigen Material die vorgenannten Eigenschaften gewährleisten. Wässrige Medien, die Tenside enthalten, sind von besonderem Wert, da bei ihrer Verwendung fließfähige Scheuermittel hergestellt werden können. Wird eine Seife als fadenförmiges Material verwendet, wobei es sich hierbei um ein Tensid handelt, trägt diese zu den Waschmitteleigenschaften bei, wenn die Masse bei Gebrauch mit Wasser verdünnt wird. Vorzugsweise enthält jedoch das wässrige Medium eine Wicht-Seife als Tensid in Lösung, vorzugsweise ein anionaktives Tensid. Besonders bevorzugt sind die C₁₂ bis C₁o-Alky!sulfate von Alkalimetallen, insbesondere Natrium, wobei diejenigen mit einem geradkettigen Alkylrest besonders bevorzugt werden. Spezielle Beispiele für geeignete Verbindungen sind Natriumlauryl-, -palmityl-, und -stearylsulfate.

Um die Viskositätseigenschaften des wässrigen Mediums zu gewährleisten, wird es bevorzugt, eine Kombination aus Tensiden zu verwenden, die eine Micell-Wechselwirkung entfalten, was

der

sich durch eine beträchtlich höhere Viskosität alsYlittelwert der Viskositäten der einzelnen Bestandteile zu erkennen gibt, was am besten bei niedrigen Schergeschwindigkeiten zu sehen ■ ist. Es wurde gefunden, daß besonders geeignet Kombinationen von Alkalimetall-C₁₂- bis C^g-alkylsulfaten mit Trialkylaminoxid, Trialkylphosphinoxid- oder Dialkylsulfoxid-Tensiden sind. Solche Verbindungen sind dem Fachmann bekannt, und geeignete Verbindungen sind Aminoxide der allgemeinen Formel R-NO, in der ein Rest R ein C_1Q-bis C₁Q- n-Alkylrest ist und die anderen Reste R gleich oder verschieden sind und Methyl- oder Äthylgruppen bedeuten; Phosphinoxide der allgemeinen Formel R PO, in der ein Rest R ein C_1Q- bis C.n- n-Alkylrest ist und die anderen Reste R gleich oder verschieden sind und Methyloder Äthylgruppen bedeuten; und Sulfoxide der allgemeinen

509829/0924

Formel RpSO, in der ein Rest R einen CLq- bis CLg- n-Alkylrest bedeutet und die anderen Reste R gleich oder verschieden sind und Methyl- oder Äthylgruppen darstellen. Beispiele für Tenside dieser Art sind Dimethyllaurylaminoxid, Dimethylmyristylaminoxid, Dimethylpalmitylaminoxid, Dimethylstearylaminoxid, Dimethyllaurylphosphinoxid und Methyllaurylsulfoxid. Um eine wirksame Micell-Wechselwirkung zu erreichen, wird es •bevorzugt, zusammen mit dem Alkalimetall-CLp- bis CLg-alkylsulfat ein Trialkylaminoxid.-, Trialkylphosphinoxid-oder · Dialkylsulfoxid-Tensid und einen Elektrolyt mit einem einwertigen oder zweiwertigen Kation in solchen Mengen zu verwenden, daß das wässrige Medium eine Viskosität bei 20 C von 1 bis 60 Poise bei einer Schergeschwindigkeit von 7 see. .besitzt.

Der Ausdruck "Elektrolyt mit einem einwertigen oder zweiwertigen Kation" bezeichnet eine Substanz, die sich in V/asser unter Bildung einwertiger oder zweiwertiger Kationen löst, aber grenzflächenaktive organische Verbindungen (organische Tenside) ausschließt. Im allgemeinen handelt es sich bei dem Elektrolyt um eine anorganische Verbindung, zum Beispiel ein Salz. Geeignete anorganische Elektrolyte sind solche, die Natrium-, Kalium-, Ammonium-, Calcium- und Magnesiumionen bilden, zum Beispiel Natriumhydroxid, Natriumchlorid, Natriumbromid, Natriumhypochlorit, Natriumchlorat, Natriumcarbonat, Natriumsulfat, Trinatriumorthophosphat, Natriumtripolyphosphat und Calciumchlorid·. Natriumacetat ist ein Beispiel für ein organisches Salz, das als Elektrolyt verwendet werden kann.

Die Menge an Alkalimetall-CLp-bis C.g-alkylsulfat liegt im allgemeinen innerhalb des Bereiches von 0,5 bis 5 Gewichtsprozent, bezogen auf das wässrige Medium; die Menge des Oxid-Tensids liegt im allgemeinen innerhalb des Bereiches von 0,1 bis 2 Gewichtsprozent, bezogen auf das wässrige Medium; und das Gewichtsverhältnis von Alkalimetall-C.p-bis C.g-älkylsulfat zu dem Oxid-Tensid liegt im allgemeinen innerhalb des Bereiches von 0,3 :1 bis 15:1, am häufigsten innerhalb des · Bereiches von 0,7:1 bis 5:1. Die Menge an Elektrolyt hängt zweckmäßig davon ab, ob es sich um ein einwertiges oder zwei-

509829/0924

wertiges Kation handelt, da der Beitrag eines zweiwertigen Kations zu der Micell-Wechselwirkung etwa 20 mal größer ist, als der eines einwertigen Kations. Wird ein Elektrolyt mit , einem einwertigen Kation verwendet, so liegt die Menge im allgemeinen zweckmäßig innerhalb des Bereiches von 0,05 bis 0₃75 Mol pro Liter des wässrigen Mediums.

Die Viskosität des wässrigen Mediums kann in starkem Maß durch die Anwesenheit geringer Mengen organischer Verbindungen mit niedrigem Molekulargewicht beeinflusst werden, die zu anderen Zwecken, zum Beispiel als Duftstoffe, zugesetzt werden können, oder die als Verunreinigungen in handelsüblichen Rohstoffen vorhanden sein können, zum Beispiel langkettige Alkohole, die in .hiervon abgeleiteten Natriumalkylsulfaten enthalten sind, und die Mengen der verwendeten Bestandteile sollten dies in Betracht ziehen. Darüberhinaus ist die gleichzeitige Verwendung von unverträglichen Bestandteilen selbstverständlich zu vermeiden: so können zum Beispiel Ammoniumsalze in Gegenwart von Natriumhypochlorit nicht verwendet werden.

Es ist erforderlich, der Tatsache Rechnung zu tragen, daß einige der Oxid-Tenside bei niedrigem pH protoniert werden und die Eigenschaft verlieren, eine Micell-Wechselwirkung mit den Alkylsulfat-Tensiden einzugehen, wenn sie sich in protoniertem Zustand befinden. Deshalb sollte der pH des wässrigen Mediums ausreichend hoch sein, um eine Brotonierung zu vermeiden: so sollte der pH des wässrigen Mediums zum Beispiel größer als 8,5 sein, wenn ein Aminoxid verwendet wird.

In dem wässrigen Medium ist vorzugsweise ein Alkalimetallhypochlorit anwesend, da dieses die Herstellung von Bleichmitteln ermöglicht. Viele Tenside sind mit Hypochloriten unverträglich, jedoch sind die vorgenannten wässrigen Medien, die Alkylsulfat- und Oxid-Tenside enthalten, mit Hypochloriten verträglich, und solche Massen, die diese Verbindungen und Hypochlorite enthalten, sind von besonderem Wert als Bleich-Reinigungsmittel. Wenn Hypochlorit wegen seiner Bleicheigen-

609829/0924

2A02225

schäften erforderlich ist, kann das wässrige Medium 0,02 bis Ά oder 5 Gewichtsprozent, vorzugsweise 0,1 bis 2 Gewichtsprozent, der Hypochloritverbindung enthalten. Ist Hypochlorit zugegen, so sollte der pH des wässrigen Mediums oberhalb von 9,8 liegen, wenn die Zersetzung so gering wie möglich gehalten werden soll. Da es sich bei Hypochloriten um Elektrolyte mit einem einwertigen Kation handelt, ist es erforderlich, die Gesamtmenge dieses Elektrolyts entsprechend einzustellen.

Das folgende Verfahren stellt einen einfachen Test dar, der es ermöglicht, geeignete Mengen von Bestandteilen für ein wässriges Medium auszuwählen, das geeignete Eigenschaften als Ergebnis der Micell-Wechselwirkung zwischen einem Alkali-.metallalkylsulfat und einem Aminoxid, Phosphinoxid oder SuIfoxid, wie oben beschrieben, zeigt, und den Einflüssen von Verunreinigungen und verschiedenen zusätzlichen Bestandteilen, wie Duftstoffen, Rechnung trägt.

Die Sulfat- und Oxid-Tenside werden zusammen in Verhältnissen von 0,3:1 bis 16:1 von Sulfat zu Oxid, bezogen auf das Gewicht, vermischt, das Gemisch wird durch Erhitzen in Wasser bei einer Konzentration von 0,2 Gesamtmolen pro Liter der zwei Verbindungen, zusammen mit eventuellen anderen Komponenten des Mediums, ausser dem fadenförmigen Material und dem Elektrolyt, gelöst, und der pH der heissen Lösung wird.je nach Erfodernis unter Verwendung einer geringen Menge Säure oder Base auf den erforderlichen Wert eingestellt.

Der zur. Induzierung der Micell-Wechselwirkung gewählte Elektrolyt wird dann progressiv zu der Lösung bei Raumtemperatur in Stufen von 0,05 Mol pro Liter Konzentration bei einem Elektrolyt mit einem einwertigen Kation, oder 0,0025 Mol pro Liter bei einem zweiwertigen Kation, hinzugefügt. Wenn das Gemisch zu irgendeinem Zeitpunkt inhomogen wird, wird es erhitzt und abgekühlt. Die Zugabe wird fort-

509829/0924

gesetzt, bis eine ständige Zweiphasenbildung stattfindet. Nach jeder Elektrolytzugabe wird die Scherspannung des Gemisches bei 20 C und einer Schergeschwindigkeit von 7 see." unter Verwendung eines Viskosimeters mit einem konzentrischen Zylinder bestimmt.

Hierauf wird die Scherspannung gegen die Elektrolytkonzentration für jedes Gemisch graphisch aufgetragen, und aus der erhaltenen Kurvenschar wird ein geeignetes Verhältnis der Bestandteile ausgepfählt. Die Verhältnisse beziehungsweise Anteile der Bestandteile für eine optimale Micell-Wechselwirkung entsprechen den höchsten Spannungswerten.

In vorgenannter Weise kann das Verhältnis der Komponenten eines wässrigen Mediums ausser dem Elektrolyt und dem fadenförmigen Material rasch ausgewählt werden, und die ausgewählten Komponenten werden dann in einer Gesamtkonz.entration verwendet, die für den speziellen Anwendungszweck zweckmäßig ist, während die gleiche Konzentration des Elektrolyts, wie im Test gefunden, aufrechterhalten wird, und wobei das gewählte Faden-Netzwerk, wie nachfolgend beschrieben, den Komponenten aufgezwungen wird.

Andere wässrige Medien, die eine Kombination aus Tensiden verwenden, die Micell-Wechselwirkung zeigen und in erfindungsgemäßen Massen verwendet werden können, sind solche, in denen das fadenförmige Netzwerk durch vorgeformtes fadenförmiges Material gebildet wird; bei den restlichen Bestandteilen handelt es sich um wässrige Lösungen aus Gemischen von Tensiden, die Micell-Weehselwirkung und ebenso eine Fließspannung beziehungsweise Fließgrenze besitzen. In einigen Fällen sind die Beiträge der Lösungen und des Netzwerkes zu der Fließspannung der Masse kumulativ. Geeignete wässrige Tensidlösungen sind die in der GB-PS 1 262 280 beschriebenen nicht-ionogenen Tensid-Suspendierflüssigkeiten; die in der GB-PS 1 308 190

509829/0924

beschriebenen, anionaktive Tenside und amphiphile Verbindungen enthaltendenSüspendierflüssigkeiten; die in der GB-PS 1 167 597, Ammoniumseifen und zwitterionische Verbindungen enthaltenden flüssigen Tensidgemische; und die in. der GB-PS 1 I8I 607 sowie den US-PS 3 579 456 und 3 623 990 beschriebenen flüssigen Tensidgemische, die Alkylbenzolsulfonate und zwitterionische Verbindungen enthalten und als wässrige Medien zum Sispencüeien iBikiiaTfirmiger !feststoffe verwendet werden. Bei dem wässrigen Medium kann es sich auch um eine thixotrope Masse mit einem überlagerten, fadenförmigen Netzwerk handeln.

Wenn das fadenförmige Netzwerk durch ein vorgeformtes fadenförmiges Material bewirkt wird, wird letzteres in dem gesamten oder einem Teil des Wassergehalts des wässrigen Mediums dispergiert, und die restlichen Bestandteile werden, gegebenenfalls durch Auflösen unter Erhitzen, unter vorsichtigem Rühren zugegeben, bis eine homogene Lösung erhalten wird, die das Netzwerk gleichmäßig verteilt enthält.

Wenn das fadenförmige Netzwerk von einem Material gebildet wird, das in dem wässrigen Medium bei dessen Siedepunkt löslich ist, jedoch das Netzwerk aus ineinander verschlungenen Fäden beim Kühlen einer Lösung von erhöhter Temperatur des Materials in dem Rest des wässrigen Mediums zu bilden vermag, werden die Bestandteile einfach zusammengemischt, solange erhitzt, bis eine klare, wässrige Lösung erhalten ist, und diese, wird abkühlen gelassen, wobei sich das fadenförmige Netzwerk bildet. Wenn es sich bei dem fadenförmigen Material in einem solchen wässrigem Medium um das Natriumsalz einer gesättigten Fettsäure mit 14 bis 22 C-Atomen handelt, ist es nicht wesentlich, daß man von der Natriumseife ausgeht; es ist lediglich erforderlich, daß Natriumionen und Fettsäure anwesend sind, so daß sieh die Natriumseife aus der heissen Lösung ausscheiden kann. Praktisch die gesamte Natriumseife findet sich in dem fadenförmigen Netzwerk wieder: die Konzentration der in der Lösung verbleibenden Seife liegt unter ΊΟ Mol/Liter. Geringere Fädenmengen lassen sich durch höhere Viskosität des wässrigen Mediums kompensieren: Ist zum Beispiel der Seifen-

509829/0924

anteil relativ niedrig, so kann dies durch einen relativ hohen Gehalt an Alkylsulfat und Oxid kompensiert werden.

Der in dem wässrigen Medium zu dispergierende teilchenförmige Feststoff kann eine geringere Dichte als das wässrige Medium (ausschließlich fadenförmiges Material) besitzen, vorzugsweise ist die Dichte jedoch größer als die des Mediums. Bei einer Dichte des teilchenförmigen Feststoffs von 1,5 bis 3, wobei der Einfluß des fadenförmigen Netzwerks am besten beobachtet wird, ist der Dichteunterschied zwischen dem teilchenförmigen Feststoff und dem wässrigen Medium groß, da die Dichte des wässrigen Mediums näB bei 1 liegt. Da Inhomogenitäten der Dispersion des teilchenförmigen Feststoffs in Abwesenheit des fadenförmigen Netzwerks durch den Einfluß von

anderen Kräften als der Gravitationskraft auftreten können, zum Beispiel durch Agglomeration infolge von Anziehungskräften zwischen den Teilchen, umfasst die Erfindung auch
solche Massen, bei denen der teilchenförmige Feststoff von
gleicher Dichte wie die Flüssigkeit ist, in der er dispergiert ist.

Teilchenfisra^ Feststoffe, die als Schleifmittel wirksam sind, besitzen besonderes Interesse für die Herstellung von gießbaren, fließfähigen Schleifmassen, insbesondere reinigenden Schleifmassen, und die Härte der teilchenförmigen Feststoffe betregt vorzugsweise 1 bis 9, insbesondere 2 bis 6, bezogen auf die Mohrsche Härteskala. Spezielle Beispiele für geeignete teilchenförmige Feststoffe sind Calcit, Dolomit, Feldspat, Diatonmierde, Talkum, Bentonit, Bimsstein, Aluminiumoxid und Siliciumdioxid. Der teilchenfämrigeFeststoff kann auch zu anderen Zwecken als als Schleifmittel vorhanden sein: Zum
Beispiel kann es sich um ein gefärbtes Pigment handeln.
Vorzugsweise handelt'es sich um teilchenförmige Feststoffe
deren Teilchen zu mindestens 70 Gewichtsprozent einen Durchmesser innerhalb des Bereiches von 0,1 bis 500/u, insbesondere bei einem mittleren Durchmesser von 15 bis 100/u, besitzen.

S09829/0924

2^02225

Die Menge des in den Massen vorhandenen teilchenförmigen Peststoffs hängt von der beabsichtigten Punktion des Peststoffs während des Gebrauchs und dem Vermögen des anwesenden Paden-Netzwerks ab, die Abscheidung des Feststoffs zu ver-' hindern, was wiederum von der Fadenstärke und Dichte des Netzwerks und von dem Dichteunterschied zwischen dem wässrigen Medium und dem teilchenförmigen Peststoff abhängt. Sie liegt im allgemeinen im Bereich von etwa 0,1 bis 75 Gewichtsprozent, bezogen auf die Masse.

Die Menge an fadenförmigem Material in der Masse wird so eingestellt, daß man diejenige Fließspannung erreicht, die nach Menge und Dichte des in der Masse zu verwendenden teilchenförmigen Materials erforderlich ist. Die Dichte d einer

Masse ist gegeben' durch

d = 100 d . ·

c ρ

w(l-d.) + 100 d

wobei d die Dichte des teilchenförmigen Feststoffs und w Gewichtsprozent des teilchenförmigen Feststoffs in der Masse bedeuten. Der Mindestgehalt an fadenförmigem Material in dem wässrigen Medium, der für die Gewährleistung der Stabilität beilanger Lagerung erforderlich ist, wird durch d„ (2d -1) gegeben, wobei d~ die Dichte des fadenförmigen Materials bedeutet. Die Dichte des fadenförmigen Materials liegt in der Praxis innerhalb des Bereiches von dem 0,7 bis 3-fachen der Dichte des Rests des wässrigen Mediums.

Bei der Herstellung der Massen kann der teilchenförmige Feststoff durch Rühren in dem wässrigen Medium, das das fadenförmige Netzwerk enthält, dispergiert werden,wobei darauf geachtet werden muß, daß die Fäden nicht so stark gebrochen werden, daß das Netzwerk seine Fähigkeit verliert, dem wässrigen Medium eine ausreichende Fließspannung zu verleihen. Der teilchenförmige Peststoff kann auch vor der Anwesenheit des Netzwerks zugesetzt werden, und entweder zur gleichen Zeit dispergiert werden, wenn das fadenförmige Material dispergiert

509829/0924

wird, um das fadenförmige Netzwerk zu bilden, oder durch Rühren in Suspension gehalten werden, während das fadenförmige Netzwerk in situ gebildet wird. Wird der teilchenförmige Peststoff vor der Bildung eines fadenförmigen Netzwerks in situ zugesetzt, so besteht ein Vorteil dieses Verfahrens darin, daß Luft, die normalerweise mit dem Feststoff eingeschlossen würde, entweichen kann.

Die fließfähigen Scheuer- bzw. Schleifmittel der Erfindung werden in gleicher Weise, wie andere gießbare ₃ fließfähige Scheuermittel angewendet.

Beispiele für erfindungsgemäße Massen, die für andere Zwecke als Scheuermittel ve rv/endet werden, sind gießbare Massen, die

Peststoffteilchen mit eingekapselten Bleichmitteln, Lösungsmitteln, Duftstoffen oder Farbstoffen enthalten, die während des Gebrauchs aus den Kapseln freigesetzt v/erden, zum Beispiel beim Verdünnen mit heissem Wasser.

Die Erfindung umfasst die neuen wässrigen Medien, die zur Herstellung der vorstehend beschriebenen Massen der Erfindung geeignet sind, die ein dreidimensionales Netzwerk aus unlöslichen, miteinander verschlungenen Fäden und ein Alkalimetall-C^-bis C₁ n-alkylsulfat; ein Trialkylaminoxid-, Trialkylphosphinoxid- oder Dialkylsulfoxid-Tensid sowie einen Elektrolyt mit einem einwertigen oder zweiwertigen Kation enthalten, wobei diese Bestandteile in solchen Mengen enthalten sind, daß das wässrige Medium eine Viskosität bei 20 C von 1 bis 60 Poise bei einer Schergeschwindigkeit von 7 see. besitzt, wobei das wässrige Medium vorzugsweise ein Alkalimetallhypochlorit enthält.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung dieser neuen wässrigen Medien, bei dem das fadenförmige Material im Rest des wässrigen Mediums dispergiert wird und zur Bildung eines dreidimensionalen Netzwerks aus unlöslichen, ineinander verschlungenen Fäden veranlasst wird. Die vorgeformten Fäden

609829/0924

werden entweder im Rest des wässrigen Mediums dispergiert oder, wenn das fadenförmige Material wie vorstehend beschrieben geeignet ist, wird es im Rest des wässrigen Mediums bei erhöhter Temperatur gelöst, und die erhaltene Lösung wird abgekühlt, wobei sich das Netzwerk infolge des Wachstums der Fäden in situ bildet.

Schließlich betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zur Herstellung von erfindungsgemäßen Massen, bei dem der teilehenförmige Peststoff in dem wässrigen Medium vor, während oder nach der Bildung des fadenförmigen Netzwerks dispergiert wird.

.Die Beispiele erläutern die Erfindung. Alle Teile- und Prozent angab en bez'iehen sich auf das Gewicht, falls nicht anders angegeben; alle Temperaturangaben beziehen sich auf ο wäßrige

C. Das verwendeteYNatriumhypochlorit besitzt einen Gehalt

an wirksamem Chlor von 14 Prozent. Dies bedeutet, daß bei dem Versetzen von 100 Teilen mit überschüssiger Chlorwasserstoffsäure 14 Teile Chlor freigesetzt werden; tatsächlich enthält die Lösung 14,7 Prozent Natriumhypochlorit, 11,5 Prozent Natriumchlorid und 0,8 Prozent Natriumhydroxid, jeweils bezogen auf das Gewicht, wobei insgesamt 5 Mol Elektrolyt mit einwertigem Kations pro Liter Lösung anwesend sind. Die Viskositäten (in Poise)beziehen sich auf die'Messung mit einem konzentrischen Zylinderviskosimeter (Haake-Rotovisko)·.Die Pließspannungen (in dyn/cm ) sind mit einem Viskosimeter mit niedriger Schergeschwindigkeit nach van den Tempel und Lucassen-Reynders, J. Phys. Chem., I963, 67, 731 unter Anwendung der Methode von Green "Industrial Rheology and Rheological Structure", (John Wiley, 1954), S. 54 bestimmt worden. Die Dichten der wässrigen Medien bei 20⁰C betragen etwa 1.

Beispiel 1

Es wird ein fließfähiges Reinigungs-Bleich-Scheuermittel aus handelsüblichen Rohstoffen nach, folgender Rezeptur hergestellt:

509329/0924

-16-	• 2.402225
Natriumlaurylsulfat	1,8
Nat ri ums t e ar at	1,5
Dime thy1laury1aminoxid	0,6
Natriumsulfat	0,3
Natriumchlorid	1,0
wässriges Natriumhypochlorit	6,0
Wasser	88,8
Feldspatpulver	50

Das Natriumlaurylsulfat (als Nudeln, die das Natriumsulfat und eine kleine Menge des V/assers enthalten), Natriumstearat und Aminoxid (als Lösung in einem Teil des Wassers) werden mit der Hauptmenge des restliehen Wassers erhitzt, wobei die Temperatur auf etwa 75 C gesteigert wird, bis eine klare Lösung erhalten ist. Nachdem der restliche Elektrolyt als Lösung in dem restlichen V/asser eingerührt ist, lässt man das Gemisch auf Raumtemperatur abkühlen. Die Seifenfädenbildung, die bei 45 C beginnt und sich durch ein Opakwerden des Gemisches anzeigt, ist dann vollständig. Die erhaltene gelartige Masse wird und bleibt bei mäßigem Rühren gießbar und ergibt ein fließfähiges Medium mit 0,88 Prozent Natriumhypochlorit und 0,42 Mol anorganischem Elektrolyt pro Liter. Sie besitzt einen pH von 11 und Viskositäten bei 20 C von 21,0, 8,9 und 075 Poise bei Schergeschwindigkeiten von 7,21 bzw. 38O see .· . Das dreidimensionale Netzwerk aus Seifenfäden, wie es in einem Tropfen des Mediums zwischen Glasplatten unter einem Mikroskop beobachtet wird, besteht aus Fäden mit 0,5 bis 10 αχ Durchmesser, von denen viele ein Längen/Durchmesser-Verhältnis von mindestens 250 besitzen.

Das Feldspatpulver (bestehend aus Teilchen mit einer Größe gänzlich über 0,1/u und unter 100/u Durchmesser mit einem mittleren Durchmesser von 35/u, einer Dichte von 2,8,und einer Härte von 6 wird unter mäßigem Rühren in das fließfähige Medium eingerührt, wobei man eine gießbare, fließfähige Masse erhält, die homogen dispergierte Teilchen enthält und eine

2
Fließspannung von 10 dyn/cm besitzt. Nach einmonatigem Stehen-

609829/0924

lassen in einem Behälter bei Raumtemperatur ist die Masse ohne Schütteln noch gießbar, und die Teilchen bleiben im wesentlichen homogen dispergiert, wobei kein Bodensatz auftritt, und sich oben nur eine 1 mm dicke klare Schicht bildet.

Beispiele 2 bis 61

Gemäß Beispiel 1 werden Massen unter Verwendung verschiedener Bestandteile hergestellt. Es wird das gleiche Feldspatpulver wie in Beispiel 1 verwendet. Das Calcitpulver besteht aus Teilchen einer Größe gänzlich über 0,1 Ai und unter 100 Ai Durchmesser, wobei 95 Prozent unter 53 /u liegen und der mittlere Durchmesser 30 Ai beträgt. Das Calöitpulver besitzt eine Dichte von 2,8 und eine Härte von 3· Das Dolomitpulver .besteht aus Teilchen der Größe gänzlich über 0,1 Ai und unter 100/u Durchmesser, wobei der mittlere Durchmesser 35 /u. beträgt, Das Dolomitpulver besitzt eine Dichte von 2,8 und eine Härte von 3,5· Das fließfähige Medium und die Massen besitzen die angegebenen Eigenschaften.

In jedem Fall wird in dem fließfähigen Medium ein Netzwerk aus Fäden ähnlich wie in Beispiel 1 gebildet, und die Masse bleibt nach dem Stehenlassen gießbar und stellt eine stabile

Dispersion dar. Die Zersetzungsgeschwindigkeit des Hypoxie von chlorits, sofern anwesend, ist nicht größer alsVo Teilen des gleichen konzentrierten Hypochlorits, verdünnt auf 100 Teile mit Wasser.

Beispiel Nr.

Bestandteile.

Natriumlaurylsulfat Natriumstearat Dimethyllaurylaminoxid wässriges Natriumhypochlorit Natriumorthophosphat Natriumhydroxid Wasser

Feldspatpulver

1,6 1,6 2,0 1,8 2,0 1,5 2,0 1,5 2,0 1,5 0,5 0,7 0,5 0,7 0,5 10,0 5,0 6,0

3,0 6,0

0,1 1,2 0,1 2,0 86,4 87,6 88,8 89,4 94,0 70 70 70 70 70

5 0 9 8 2 9/0924

Beispiel Nr.

Eigenschaften des fließfähigen Medxums

NaOCl-Gehalt, <fo
Elektrolyt (Mol/Liter) Viskosität bei
2O°C und
Schergeschwindigkeit

11,3 11,3 12,1 11,3 12,0

1,47 0,73 0,88 0 0

0,39 0,32 0,55 0,39 0,5

7 see ~^x 21,0 26,6 18,0 26,6 18,0 -1

-1

21 seo 380 see

-1 8,9 10,8 7,0 10,8 7,0 0,75 1,0 0,86 1,0 0,86

Plxeßspannung der Kasse

12

509829/0924

-19 Beispiel Nr. 7 8 9 10 11 12· 13- 14

Bestandteile .

Natriumlaurylsulfat 2,13 0,85* 1,28 1,70 , 2,13 2,55

Natriiiinpalmitylsulfat · 2.27
Natriumstearylsulfat 2,52

Natriumstearat 1,5 l_f5 1,5 2,0 1,75 1,5 l_f25 1,0

Dimethyllaurylaminoxid 0,9 0,81 0,81 O_f3 0,45 0,6 · 0,75 0,9 Natriumchlorid 4,2 1,3 1,7 4,0 4,0 - 4,0 4,0 4,0

W O	Natriumhydroxid	0,01	0,01	Eigenschaften des fließfähigen Mediums	10,8	10,8	0,01	0,01	°t	Ol	92,	Ol	0,01	0,01
CO K>	Wasser	91,3	94,1	pH	0,72	0,22	93,5	92,8	92,	5	50	2	91,9	91,5
	Calcitpulver	50	50	Elektrolyt (Mol/Liter)	20,9	48_;8	50	50	50				50	50 is
O to	Viskosität j γ sec""''	0,93	²³,³					10,
to	bei 2O⁰C undi „ «-ι 7 21 sec SchergeschwEl·-! digkeit _/380 sec"	⁸	8	10,8	10,8	10,	8	"⁰I	8 '	10,8	10_f8
	Pließgrenze des Reinigungsmittels	0,29	0_f68	⁰T	68	21,	68	0,68	0,68
	53,6	8,97	14,	9	' ⁸I ⁰J	9	23,3	24,3
	2,70	3,7 0,44		7	8	9 82	0,83	10_f9 0,81
	8	12	10			6	4 5J

Beispiel Nr. 15 16 17 18 19 20 21 22 23

Bestandteile ' .

Natriumlaurylsulfat 1.9 2.2

Natriumpalmitylsulfat 1,13 1,72 -2,27

Natriumstearylsulfat 1,23 1,86 2,45 2,79

art Natriumstearat 1,5 1,5 1_;5 1,5 1_;5 l_f5 1,5 1,5 1,5

^ Dimethyllaurylaminoxid 0,76 0,57 1,51 1,15 0,76 1,51 1,15 0,76 0,57

^J Natriumchlorid 4,2 4,2 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 l_f5 1,5

ο Natriumhydroxid 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01

*» Wasser 91,6 91,5 94,4 94,1 94,0 95,2 95,0 95,8 93,6

DoloraTtpulver 50 50 50 50 50 50 50 50 50

Eigenschaften des fljgßfähigen Mediums

pH 10_f8 10,8 10,8 10,8 10,8 10,8 10,8 10_;8 10,8

Elektrolyt (Mol/Lita?) 0,72 0,72 0,26 0,26 0_f26 0,26 0,26 0,26 0,26

Viskosität hei ) 7 sas"¹ 22,4 31,1 19,6 52,1 46,6 23,7 28,9 38,1

33,6

> 20⁰G und Schep-| 21 see"¹ 9_f3 12,7 · 7,3 21,7 18,6 8_f2 12,4 19_f4 21,7

geschv/. y380sec~¹ 0_;9 l_f07 1,11 2_?O6 1,29 0,81 1,01 1_;72 1,37

f$ ' Fließgrenze des ~> '

Q Reinigungsmittels J ⁸ '^{8 8 8 8 8 8 8 8}

m σ

-21-Beispiel Nr. 24 25 26 27 28 29 30

Bestandteile - ■

Natriumlaurylsulfat 1,85 1,85' 1,85 1,85 l_f85 1,85 1,85

Natriummyristat lj'8 . ⁰T^{7 0}I⁸

Natriumpalmitat ¹J⁷ I '

Natriumstearat 1,8" j \

on
° Natriumbehenat y J-J ⁵

JJ Limethyllaurylaminoxid . · . °;⁶

•v, Natriumchlorid

fließfähigen Mediums

") 7 see"¹

/⁴³f

0

92

r⁹

⁹²1

o

0_f01

91

f⁹

92

!°

92

«sr

,1)

O
<o Natriumhydroxid

V 21 see"¹

¹⁷I

r⁸

92_r3

fo
*"* Wasser

■Elektrolyt (Mol/Liter)

\ -1
J 380 see

;²

67

Oalcitpulver

Viskosität "bei

Eigenschaften des

20⁰C und Scher-

10_f8

pH

geschw.

3

41

39,

6

JOj 63

41

I⁸

51

f³

30

0

14

13,

9

40,5 .

16

I³

18

t⁶

11

33

1

¹I

16

17,9

1

;⁴²

1

i⁸⁴ .

1

,03 fy)

1,12

10 10 I« 10 10 14 10

Beispiel Nr. 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41

Bestandteile

Natriumlaurylsulfat 1,3 1,3 1,3 1,3 1,5 1,9 2_f4 1,7 · 1,7 1,7 1,7

Natriumstearat 1,2 1,5 1,9 2,2 1,7 1,5 1,36 1,8 1,6 1,3 1,0 Dimethyllaurylaminoxid ^0_f45 0,45 0,45 0,45 0,61 0,8 1,0 0_f75 0,75 0,75 0,75^

Natriumchlorid . 3,7 ,

cn Natriumhydroxid ⁰J^P¹

cp Wasser 93,3 93,0 92.6 92,3 92,5 92,1 91_f5 92,0 92,3 92,5 92,8

^* teilchenförmiger ]?e.st-

ίτ stoff mit einem Durch-

messer von etwa C2,8 8,7 28 43 61 43 43 43 43

to 0,1 Ms 100 μ, I

ro mittlerer Durch- \ 2,1 43

*·«■ messer 40 lu J

und Dichte' ") '⁵ "

C.1,1 43

Eigenschaften des fließfähigen Mediums

pH ■ 10_r8

Elektrolyt (Mol/Liter) · 0,63

Viskosität l>ei) 7 see"¹ 18,1 18.6 10,1 21,0 25,1 29 _; 2 32,6 31,7 24,7 23,7 21,0 N3

20⁰O und Scher-^21 see"¹ 7,0 7,5 7_f8 8,7 10,3 11,7 12_f9 12,3 10,1 9_;6 8,1

eeschw. J380 see ' 0,59 0,69 0,73 0.83 0,88 0,90 0.99 1.03 0.82 0,77 0.67 N₀

fließgrenze τ ' ' ' ' ' ' ' ' . ' ' οι

des Reinigungsmittelsj _{5 7 10 15 8 6 5 n} 95 3

Beispiel Nr. *42 43 44 45 46 47 48 49 50 51

Bestandteile , ' . '

■ ' Natriumlaurylsulfat ' 1_?3 1,32 1,53 1,02 .0,85 1_?42 3,8

Natriumpalmitylsulfat . '1,72

Natriumstearylsulfat " ' 1,9 , 1,2

on ' . ■ ■ '

o Natriums tearat 1,5 1,5 1,5 1-7 1,7 1,7 1^7 ¹T⁵ ^i⁵ ^J⁵

oo Dimethyllaurylaminoxid 0,45 1,2 1,2 ■·

*° Dimethylmyristylaminoxid ' ' 0.48 0.81 .

ο .

^ Gemisch von Dimethyl-palmityl-

jrv und -stearylaminoxiden 0,2 0,3

Dimethyllaurylphosphinoxid . 1.22 1.62

Methyllaurylsulfoxid ' J,2

_o Natriumchlorid 4.0 1,3 2^0 2^2 1,1 3,9 1,7 0,9 0,34 1,5

Q Natriumhydroxid 0,01 0,01 0_f01 0,01 0_f01 0,01 0_f01 0,01 0,01 0_t01

r Wasser 93.7 94,3 93.4 95.3 94.8 93.2 95,4 94,9 95,3 92,0X3

w Oalcitpulver 50 50 50 50 50 50

£3 Dolomitpulver 50 50 50 50 » ¹^

m -IS)

σ ■ ■ cn

Eigenschaften des fließfähigen Mediums

pH 10,8 10,8 10,8 10,8 10.8 10,8 10,8 10_f8 10_;8 10,8

Elektrolyt (Mol/Liter) 0^68 0,22 0_?34 0,38 0,19 0_f67 0,29 0,15" 0,06 0,26

Viskosität bei *) 7 see"¹ 16,7 48,9 20,0 14,9 20 16,3 15,6 23,6 25,7 14,4

2 2O⁰C und Scher-V 21 see"¹ 7,0 17,4 8,4 5,6 17,0 6,66 5,6 9,0 9,3 9_f3

J^ geschv/. von J 380 see"¹ 0,69 1,54 0,86 0,46 1,54 0,62 0,47 0_?84 0,91 1.07 to

co Fließgrenze des Reinigungs- 88 8 9,9 9 9.8 8 8 ro mittels

CO •s. O CO

Beispiel Nr. Bestandteile

Natriumlaurylsulfat

ITatriums tear at

Dime thyllaurylaminoxid

Irinatriumorthophosphat

Natriumsulfat

Natriumchlorid

Natriumcarbonat

Natriumtripolyphosphat

Natrinmchlorat

Ammoniumsulfat

Oalciumchlorid

Natriumhydroxid

Wasser

Galcitpulver

52

1,28

0_?45 9^0

0_f01 86_f9
50

53

1,28

1,9

0,45

8,5

0_f01.

87_r9 50

54

1,28

1,9

0,45

56

57

4,0

92_f4 50

1,28

0,45

6,4

0,01

1,28

15

0_;01

90_f0 83,1

50

1,28
1.9

0,45

6,4

0,01

50

58

1,28

1,9

0_f45

6,8

0,01
90,8
50

l_f28 1,9

0.45

0,3 0_;01 96_fl Ni

O Ni NJ N)

- 26 Eigenschaften des fließfähigen Mediums

pH 10,6 10,6 10,6 10,6 10,6 10_f6 10_f6 10_f6

Elektrolyt (Mol/Liter) 0,55 0,60 0,68 0,60 0,41 O_f6O 0,52 0,027

20 16

8 7

0,7 0,7

11 11

	Viskosität bei	2O⁰C ) 7 see"¹	48	20	20	20	48
tint	und Schergeschw	L ι > 21 see	18	8	8	8	18
O CD	von	J 380 sec"¹		0,7		0,7	M
329/0	Fließgrenze des	Reinigungsmittels	11	11	11	11	11
924

Beispiel Nr. 6O 61

Bestandteile

Natriuralaury!sulfat Natriumstearat Dimethyllaurylaminoxid Natriumhypochloritlösung Natriumchlorid ß-Ionon

Nonylacetat Wasser

Calcitpulver

Eigenschaften des fließfähigen

Fließspannung der Masse

3,1	4,17
1,7	1,7
0,70	0,33
11	11
1,0	1,0
0,22
	0,22
82,3	81,6
50 ·	50

Mediums	7	.·	-1	10,9	10,9
pH	21		-1	0,53	0,53
Elektrolyt (Mol/Liter)	380	see	-1	34,4	41,4
Viskosität bei I		see		16,0	15,5
20⁰C und K	see	0,99	1,16
Schergeschwindigkeit (

509823/0924

Die Endprodukte sind gießbar, stabil und besitzen ein Netzwerk aus Fäden ähnlich wie das des Beispiels 1.

In den vorgenannten Beispielen 1 bis 6l wird das Faden-Netzwerk durch eine Seife gebildet. Das Aussehen eines typischen Seifen-Faden-Netzwerks ist in den Figuren 1 bis 4 dargestellt, die Phasenkonstrastmikrofotografien von Tropfen der wässrigen Medien darstellen.

Fig. 1 zeigt bei 90-facher Vergrößerung das verschlungene Netzwerk aus Seifenfäden, die die Flüssigkeit dicht durchdringen. Fig. 2 zeigt bei 225-facher Vergrößerung einen Teil des gleichen wässrigen Mediums, das als sehr dünner Film an *der Grenzfläche mit einer Luftblase isoliert ist. Die Seifenfäden, die eine stärke Krümmung zeigen und eventuell ineinandergreifen, besitzen Durchmesser von 0,5 bis 10/u. Ein typischer Durchmesser ist 2,5/u bei Fädenlängen, die im allgemeinen mindestens das 100-fache des Durchmesser betragen. Fig. 3 zeigt bei 22-facher Vergrößerung das gleiche wässrige Medium mit zwei Luftblasen mit einem Durchmesser von etwa 500 AXjdie durch das Netzwerk aus Seifenfäden eingeh chlossen sind. Fig. 4 zeigt bei 90-facher Vergrößerung das gleiche wässrige Medium, das voll von verschlungenen Seifenfäden ist, wobei feste Teilchen mit einem Durchmesser von 25 /u mit den Seifenfäden in Wechselwirkung treten und das Netzwerk deformieren.

Beispiel 62 Es werden Massen aus folgenden Bestandteilen hergestellt:

Natriumlaurylsulfat 1,73

Dimetyllaurylaminoxid 0,6

Natriumchlorid 4,0

Natriumhydroxid 0,01

langfasriger Asbest (Dichte 2,5) 2,0

Wasser 91,7

Calcitpulver 11

509829/0924

Die Asbestfasern werden mit dem Wasser versetzt, und das Gemisch wird in einer Kolloidmühle mechanisch zu einer Pulpe angeteigt. Nachdem der erhaltene Brei mit den restlichen Bestandteilen versetzt ist, wird das Gemisch unter Rühren zum Lösen der Bestandteile erhitzt und anschließend abgekühlt. Man erhält auf diese Weise ein wäßriges Medium mit einem pH von 10,6, einer Elektrolytkonzentration von 0,68 Mol pro Liter mit Viskositäten bei 20 C und Schwergeschwindigkeiten von 7, 21 und 380 seQ."¹ von 31,7, 12,4 bzw. 1,08 Poise.

Bei der Beobachtung eines Tropfens des wässrigen Mediums zwischen Glasplatten bei 40-facher Vergrößerung ist ein Netzwerk aus verschlungenen Fäden zu beobachten, wobei einige •Fäden relativ dicke Hauptstämme mit haarartigen Verzweigungen besitzen, während andere relativ dünn sind und Fädendurchmesser in einem weiten Bereich von 0,5 bis' 100'/u sowie Längen von mindestens dem 100-fachen des Durchmessers besitzen. Das Aussehen der Fäden bei 90-facher Vergrößerung wird durch die

Phasenkontrastmikrofotografie der Figur 5 wiedergegeben.

Der Calcit wird in dem wässrigen Medium unter mäßigen Rühren dispergiert, wobei man ein gießbares Gemisch mit einer Fließspannung von 15 dyn/cm erhält, das mindestens eine Woche stabil ist. Wenn in einer ähnlichen Masse der Asbest abwesend ist, beobachtet man keine Fließspannung, und ein Absetzen des Calcits und die Bildung einer klaren überstehenden Schicht sind innerhalb von 1 Stunde zu beobachten.

Beispiel 63

Es wird eine Masse gemäß Beispiel 62 hergestellt, wobei jedoch anstelle von Asbestfasern Cellulosefasern mit einer Dichte von 1,5 verwendet werden, die durch Zerfasern von Zeitungspapier erhalten worden sind. Das Medium besitzt im wesentlichen die gleichen Viskositäten wie dasjenige des Beispiels 62,

die iließspannung der Masse beträgt 15.

Fig. 6, die eine Phasenkontrastmikröfotografie eines Tropfens des fließfähigen Mediums zwischen Glasplatten darstellt, zeigt das Aussehen des resultierenden fadenförmigen Netzwerks bei 9Q-fächer Vergrößerung. Die verschlungenen Cellulosefaden erscheinen verknüpft und besitzen Durchmesser im Bereich von 5 bis 100 /u. bei Längen von mindestens dem 100-fachen des Durchmessers.

Pat entansprüche

509829/0924

Claims

Patentansprüche

1. Gießbare, fließfähige Massen,- die ein wäßriges Medium mit darin dispergieren teilchenförmigen Feststoffen enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein dreidimensionales Netzwerk aus unlöslichen, ineinander verschlungenen Fäden enthalten, die den teilchenförmigen Feststoff an der Ausscheidung hindern.

2. Massen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie nach der Lagerung ohne die Anwendung anderer Scherkräfte als die Erdanziehung gießbar sind.

3. Massen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Fließspannung hei 20 C von 1 Ms 21 dyn/cm besitzen.

4. Massen nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Fließspannung von 4 "bis 15 dyn/cm "besitzen.

5. Massen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das wäßrige Medium "bei 20⁰G und einer Schergeschwindigkeit von 7 see eine Viskosität von 1 bis 60 Poise besitzt.

6. Massen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das wäßrige Medium bei 2O⁰C und Schergeschwin-

-1
digkeiten von 21 und 380 see Viskositäten von 1 bis 30 bzw. 0,1 bis 3,0 Poise besitzt, wobei das Verhältnis der Viskositäten bei diesen Schergeschwindigkeiten 4 bis 18 : 1 beträgt.

7. Massen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Viskosität bei einer Schergeschwindigkeit von 21 see 5 bis 20 Poise und das Verhältnis der Viskositäten bei Schergeschwindigkeiten von 21 und 380 see"¹ 10 bis 17:1 beträgt.

8. Massen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden einen !Durchmesser von 0,1 bis 100 c. besitzen.

50-9829/0924

9. Massen nach einem der "vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden ein Längen/Durchmesser-Verhältnis von mindestens 60 "besitzen.

10. Massen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge der anwesenden Fäden innerhalb des Bereiches von (d„-3/4) "bis (5d~ - 1/2) Gewichtsprozent liegt, wobei d^p die Dichte des fadenförmigen Materials ist.

11. Massen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der Fäden in dem wäßrigen Medium bei dessen Siedepunkt löslich ist, jedoch das Hetzwerk aus ineinander verschlungenen Fäden beim Abkühlen einer Lösung mit erhöhter Temperatur des Materials in dem Rest des wäßrigen Mediums zu bilden vermag,

12. Massen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden aus Seife bestehen.

13. Massen nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Seife ein Natriumsalz einer gesättigten C. --Gp₂-Fettsäure ist.

14. Massen nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden aus Cellulose bestehen.

15. Massen räch einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden aus Asbest bestehen.

16. Massen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das wäßrige Medium als Tensid eine Nicht-Seife in Lösung enthält.

17. Massen nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die als Tensid verwendete Nicht-Seife ein anionaktives Tensid ist.

18. Massen nach Anspruch 17,- dadurch gekennzeichnet, daß die anionaktive Verbindung ein Alkalimetall-C.p-C-iQ-alkylsulfat ist.

509829/0924

19. Massen nach Anspruch. 18, dadurch, gekennzeichnet, daß die anionaktive Verbindung Natriumlaurylsulfat ist.

20. Massen nach einem der Ansprüche 16 Ms 19, dadurch, gekennzeichnet, daß das wäßrige Medium ein Trialkylaminoxid-, Trialkylphosphinoxid- oder Dialkylsulfoxid-Tensid und einen Elektrolyt mit einwertigem oder zweiwertigem Kation in solchen Mengen enthält, daß das wäßrige Medium eine Viskosität "bei 20⁰O von 1 Ms

-1 60 Poise bei einer Schergeschwindigkeit von 7 see besitzt.

21. Massen nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Aminoxid der allgemeinen Formel ϋ^ϊΓΟ enthalten, in der ein Rest R ein C₁₀ - C.g-n-Alkylrest ist und die anderen Reste R jeweils eine Methyl- oder Äthylgruppe bedeuten.

22. Massen nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Aminoxid Dirnethyllaurylaminoxid ist.

23. Massen nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Phosphinoxid der allgemeinen Formel R^PO enthalten, in der ein Rest R ein CjQ-C^o-n-Alkylrest ist und die anderen Reste R jeweils eine Methyl- oder Äthylgruppe bedeuten.

24. Massen nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein SuIfoxid der allgemeinen Formel RpSO enthalten, in der ein Rest R ein C.Q-C.o-n-Alkylrest ist und die andere Gruppe R eine Methyl- oder Äthylgruppe bedeutet.

25. Massen nach einem .der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das wäßrige Medium 0,02 bis 5 Gewichtsprozent eines Alkalimetallhypochlorits enthält.

26. Massen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der teilchenförmige Feststoff aus Teilchen besteht, von denen mindestens 70 Gewichtsprozent einen Durchmesser innerhalb des Bereiches von 0,1 bis 500 «. besitzen.

609829/0324

27. Massen nach. Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen einen mittleren Durchmesser von 15 bis 100 u "besitzen.

28. Massen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das teilchenförmige Material eine Dichte von 1,5" "bis 3 "besitzt.

29. Massen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das teilchenförmige Material eine Härte von 2 ."bis 6 besitzt.

30. Massen nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß das teilchenförmige Material Calcit oder Dolomit ist. :

31. ' Verfahren zur Herstellung der Massen nach einem der Ansprüche 1 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß man den teilchenförmigen Feststoff in dem wäßrigen Medium vor, während oder nach der Bildung des Fäden-Netzwerks dispergiert.

32. Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß man wäßriges Medium verwendet, das gemäß einem der Ansprüche 20 bis 24, jedoch ohne den teilchenförmigen Feststoff, zusammengesetzt ist.

33. Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß man ein wäßriges Medium der Zusammensetzung gemäß Anspruch 32 verwendet, das zusätzlich 0,02.bis 5 Gewichtsprozent eines Alkalimetallhypochlorits enthält.

34. Verfahren nach Anspruch 32 oder 33, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Herstellung des wäßrigen Mediums das fadenförmige Material in dem Rest des wäßrigen Mediums dispergiert und zur Bildung eines dreidimensionalen Netzwerks aus unlöslichen, ineinander verschlungenen Fäden veranlaßt.

35. Verfahren nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgeformten Fäden in dem Rest des wäßrigen Mediums dispergiert werden.

5Q9829/G924

36. Verfahren nach Anspruch 35," dadurch gekennzeichnet, daß das fadenförmige Material in dem Rest des flüssigen Mediums "bei erhöhter Temperatur gelöst und die resultierende Lösung zur Bildung des Netzwerks durch Ifadenwachstum in situ abgekühlt wird.

37. Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß das wäßrige Medium die Zusammensetzung gemäß Anspruch 32 oder 33 "besitzt oder nach einem der Verfahren gemäß Anspruch 34 "bis 36 hergestellt worden ist.

609829/0924

Leerseite