7/29/2019 US3663445(Surface Cleaning and Defatting Composition)

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v U n i t e d S t a t e s P a t e n t 01

3 , 6 6 3 , 4 4 5SURFACE CLEANING AND DEFATTINGCOMPOSITIONH o r s t A u g u s t i n a n d S i e g f r i e d K l u s s e n d o r f , M a n n h e i m ,G e r m a n y , a n d K o n r a d K o f e r , V i e n n a , A u s t r i a , a ss i g n o r s t o L e v e r B r o t h e r s C o m p a n y , New Y o r k , N . Y .No D r a w i n g . C o n t i n u a t i o n - i m p a r t o f a p p l i c a t i o n S e r . N o .8 0 5 , 9 6 6 , F e b . 2 4 , 1 9 6 9 , w h i c h i s a c o n t i n u a t i o n - i n - p a r to f a p p l i c a t i o n S e r . N o . 5 3 7 , 2 8 2 , M a r . 2 5 , 1 9 6 6 . T h i sa p p l i c a t i o n A u g . 2 2 , 1 9 6 9 , S e r . N o . 8 5 2 , 4 7 8I n t . C l . Clld 9/30U . S . C l . 252-117 6 C l a i m sABSTRACT OF THE DISCLOSURE

L i q u i d s t o r a b l e c o n c e n t r a t e s a n d c l e a n i n g a n d d e f a t t i n gc o m p o s i t i o n s , p a r t i c u l a r l y f o r m e t a l s u r f a c e s , p r e p a r e dfrom s a i d c o n c e n t r a t e s by d i l u t i o n w i t h w a t e r , w h e r e i nt h e c o n c e n t r a t e s c o m p r i s e a n o n i o n i c s u r f a c t a n t , ana l k a n o l a m i n e s a l t o f a f a t t y a c i d and an a l k a l o l a m i n e .

T h i s a p p l i c a t i o n i s a c o n t i n u a t i o n - i n - p a r t o f o u r c o p e n di n g U . S . a p p l i c a t i o n S e r . N o . 8 0 5 , 9 6 6 , ? l e d F e b . 2 4 ,1 9 6 9 (now a b a n d o n e d ) , which i n t u r n i s a c o n t i n u a t i o ni n - p a r t o f o u r U . S . a p p l i c a t i o n S e r . N o . 5 3 7 , 2 8 2 , ? l e dM a r . 2 5 , 1 9 6 6 (now b a n d o n e d ) .Th e p r e s e n t i n v e n t i o n r e l a t e s t o s u r f a c e - c l e a n i n g a n dd e f a t t i n g c o m p o s i t i o n s , p a r t i c u l a r l y f o r m e t a l s u r f a c e s .They s h o u l d b e f r e e from s t r o n g a l k a l i a n d a b o v e a l lt h e y s h o u l d b e c a p a b l e o f b e i n g p r e p a r e d f r o m a l i q u i ds t o r a b l e c o n c e n t r a t e by s i m p l e d i l u t i o n w i t h w a t e r .

Th e c o m p o s i t i o n s o f t h e i n v e n t i o n h a v e t h e a d v a n t a g et h a t t h e y can be b u i l t up e x c l u s i v e l y on an aqueous b a s i s ,i . e . , f r e e from o r g a n i c s o l v e n t s , which i s p a r t i c u l a r l y a dvantageous i n c a s e s i n which a v e r y a c t i v e and y e t mildd e f a t t i n g a n d c l e a n i n g c o m p o s i t i o n i s r e q u i r e d , w h i c hmust b e f r e e from o r g a n i c s o l v e n t s i n view o f w a s t e w a t e rp r o b l e m s , ? r e a n d e x p l o s i o n r i s k s , e t c . I t i s a l s o p o s s i b l e ,h o w e v e r , t o i n c o r p o r a t e o r g a n i c s o l v e n t s , i n p a r t i c u l a rh y d r o c a r b o n s , i n t o t h e m , up t o a b o u t 50 % o f t h e t o t a lm i x t u r e , t h e p r o d u c t b e i n g a c l e a r , h o m o g e n e o u s s o l ut i o n which i s m i s c i b l e u n d e r a l l c o n d i t i o n s and i n anyr a t i o w i t h w a t e r . T h i s r e s u l t s i n s u c h an improvement o ft h e c l e a n i n g e f f e c t a s t o permit even t h e removal o f c omb u s t i o n r e s i d u e s , s u c h a s o i l s o o t , c o a l s o o t and o t h e rc r a c k i n g p r o d u c t s , which up t o n ow c o u l d o n l y b e r emoved w i t h h i g h l y t o x i c c l e a n i n g a g e n t s , s u c h a s p h e n o l so r c h l o r i n a t e d h y d r o c a r b o n s .

There i s a c o n s i d e r a b l e i n t e r e s t i n m a n y b r a n c h e s o fi n d u s t r y i n s u c h f u l l y p r e f o r m u l a t e d c l e a n i n g a n d d ef a t t i n g c o m p o s i t i o n s , which a f t e r d i l u t i o n w i t h w a t e r r emove s o i l i n g o f an o r g a n i c o r i n o r g a n i c n a t u r e fromm e t a l o r p l a s t i c o b j e c t s , e q u i p m e n t , m a c h i n e r y a n d t o o l s ,and which can a l s o b e u s e d f o r t h e c o r r e s p o n d i n g p r et r e a t m e n t o f m e t a l s u r f a c e b e f o r e t h e s e a r e s u b j e c t e d t oc e r t a i n p r o c e s s e s . The n d u s t r i e s r e f e r r e d t o i n c l u d e , f o r i ns t a n c e , t h e m e t a l w o r k i n g , g a l v a n i c , e n g i n e e n i n g , l i g h te n g i n e e r i n g and motor i n d u s t r i e s , a s w e l l a s t h e r a d i og r a m o p h o n e a n d o p t i c a l i n d u s t r i e s . T h e c o m p o s i t i o n s i nq u e s t i o n s h o u l d a l s o f u l ? l l t h e r e q u i r e m e n t t h a t t h e y a r es i m p l e f o r l e s s s k i l l e d workmen t o u s e . They s h o u l d p e rm i t t h e r e m o v a l o f m e t a l . b o r e c h i p s , p o l i s h i n g p a s t e a n do t h e r p o l i s h i n g a g e n t s , g r e a s e s , l u b r i c a t i n g o i l s , p l a s t i cp a r t i c l e s , s a n d , t r a c e s o f hand p e r s p i r a t i o n a n d o t h e r c o nt a m i n a t i o n s w i t h o u t i n a n y wa y d a m a g i n g m e t a l s u r f a c e so r a n y l a c q u e r o r p l a s t i c c o a t i n g p r e s e n t .Th e c o m p o s i t i o n s i n q u e s t i o n s h o u l d b e s u i t a b l e f o ru s e i n c l e a n i n g e q u i p m e n t , s u c h a s f o r i n s t a n c e immers i o n b a t h s , ? o o d i n g b a t h s a n d s p r a y i n g a p p a r a t u s , i nu l t r a s o n i c a n d s t e a m j e t e q u i p m e n t , i n s c r e e n i n g a n d

1 0

1 5

20

25

30

3 5

45

60

7 0

1 3 , 6 6 3 , 4 4 5P a t e n t e d Ma y 1 6 , 1 9 7 22

c e n t r i f u g a l d r u m s , a s w e l l a s f o r t h e c l e a n i n g o f o b j e c t sa n d e q u i p m e n t b y h a n d .I n v i e w o f t h e i r u n i v e r s a l a p p l i c a b i l i t y , s u c h c l e a n i n ga n d d e f a t t i n g c o m p o s i t i o n s s h o u l d b e f u l l y e f f e c t i v e a t

h i g h and low s o l u t i o n t e m p e r a t u r e s ; t h e y must n o t have ac o r r o s i v e e i f e c t a n d s h o u l d b e p h y s i o l o g i c a l l y u n o b j e ct i o n a b l e . When t h e w o r k i n g s o l u t i o n i s h e a t e d , n e i t h e rt o x i c n o r in?ammable v a p o r s s h o u l d d e v e l o p . Also i ni n d u s t r y no p r o b l e m s s h o u l d a r i s e w i t h r e s p e c t t o t h ed i s p o s a l o f w a s t e w a t e r when t h e c o m p o s i t i o n s a r e u s e don a l a r g e s c a l e .M o r e o v e r , t h e c l e a n i n g c o m po s i t i o n s s h o u l d b e d e l i v e ra b l e i n a s c o n c e n t r a t e d a l i q u i d form a s p o s s i b l e , f o reconomy o f t r a n s p o r t and p a c k a g i n g and s o a s t o p e r m i tt h e p r e p a r a t i o n o f t h e w o r k i n g s o l u t i o n s b y s i m p l e d i l ut i o n , w i t h o u t l o s s o f t i m e i n d i s s o l v i n g s o l i d c o m p o n e n t s .Th e c o n c e n t r a t e s must n o t s e p a r a t e o u t o r c h a n g e d u r i n gs t o r a g e . They s h o u l d a l s o r e m a i n s t a b l e i n t h e f a c e o f? u c t u a t i o n s i n t e m p e r a t u r e .

I t w i l l b e e v i d e n t t h a t i t i s n o t e a s y t o meet t h e s e m a n ydemands i n o n e p r o d u c t . D i f f i c u l t i e s p a r t i c u l a r l y a r i s e i nr e c o n c i l i n g t h e r e q u i r e m e n t s a s t o c l e a n i n g a n d d e f a t t i n ge f ? c i e n c y w i t h t h e r e q u i r e m e n t s t h a t t h e w o r k i n g s o l u t i o ns h o u l d b e c a p a b l e o f b e i n g p r e p a r e d b y s i m p l e d i l u t i o nw i t h w a t e r o f l i q u i d c o n c e n t r a t e s and t h e s e c o n c e n t r a t e ss h o u l d h a v e g o o d s t o r a g e p r o p e r t i e s i n t h e f a c e o f ? u c t u at i o n s o f t e m p e r a t u r e .Th e i n v e n t i o n r e l a t e s t o c l e a n i n g and d e f a t t i n g c omp o s i t i o n s w h i c h p a r t i c u l a r l y i n t h i s r e s p e c t f u l ? l l t h en e e d s o f t e c h n i c a l p r a c t i c e b e t t e r t h a n t h o s e known t od a t e , and which a r e d i s t i n g u i s h e d b o t h by an e x c e l l e n tc l e a n i n g e f f e c t a n d - - i n t h e form o f l i q u i d c o n c e n t r a t e s b y p a r t i c u l a r l y g o o d s t o r a g e p r o p e r t i e s . I n a d d i t i o n , t h e s econcentrates a r e n o n - t o x i c ; t h e i r s o l u t i o n s a r e non-corr o s i v e , can be u s e d w i t h o u t r i s k f o r manual c l e a n i n g anddo not develop t o x i c o r in?ammable v a p o r s , e i t h e r i n t h ec o l d o r on h e a t i n g . S p e n t s o l u t i o n s do n o t r e q u i r e anya d d i t i o n a l t r e a t m e n t b e f o r e b e i n g d i s c h a r g e d i n t o t h ed r a i n a g e s y s t e m s .Th e c l e a n i n g c o m p o s i t i o n s a c c o r d i n g t o t h e i n v e n t i o nc a n b e p r e p a r e d from l i q u i d c o n c e n t r a t e s by d i l u t i o nw i t h water and a r e c h a r a c t e r i z e d i n t h a t t h e s e concent r a t e s a r e p r e p a r e d from t h r e e a c t i v e components i ns p e c i ? c q u a n t i t a t i v e p r o p o r t i o n s . T h e s e a c t i v e c o m p o n e n t sa r e t h e f o l l o w i n g :

" i c e

( a ) n o n i o n i c s u r f a c e - a c t i v e c o n d e n s a t i o n p r o d u c t s o fa b o u t 3-15 moles e t h y l e n e o x i d e w i t h an o r g a n i c c ompound c o n t a i n i n g a n a c t i v e h y d r o g e n bound t o o x y g e no r n i t r o g e n a t o m s ;( b ) f a t t y a c i d s ;( c ) a l k a n o l a m i n e s .A s e x p l a i n e d h e r e i n a f t e r t h e u l t i m a t e c o n c e n t r a t e s a n dc l e a n i n g c o m p o s i t i o n s c o n t a i n t h e n o n i o n i c s u r f a c t a n t ,

t h e a l k a n o l a m i n e and t h e a l k a n o l a m i n e s a l t o r s o a p o ft h e f a t t y a c i d d u e t o t h e r e a c t i o n b e t w e e n t h e f a t t y a c i dand an e x c e s s of t h e alkanolamine under t h e mild temp e r a t u r e c o n d i t i o n s u s e d f o r p r e p a r i n g t h e c o n c e n t r a t e s .Th e f a t t y a c i d s u s e d i n p r e p a r i n g t h e c o n c e n t r a t e ss h o u l d amount t o a t l e a s t 3% by w e i g h t , t h e n o n i o n i cs u r f a c e - a c t i v e c o n d e n s a t i o n p r o d u c t s s h o u l d b e u s e d i na t l e a s t d o u b l e t h e amount o f t h e f a t t y a c i d s , and t h ea l k a n o l a m i n e s u s e d i n a t l e a s t 1 . 5 - f o l d o r p r e f e r a b l y 3f o l d molar e x c e s s w i t h r e s p e c t t o t h e f a t t y a c i d s , t h a t 1 5 ,a t l e a s t 2 . 5 m o l e s o r p r e f e r a b l y 4 m o l e s a l k a n o l a m i n e p e rm o l e f a t t y a c i d .

I n t h e p r e f e r r e d e m b o d i m e n t s o f t h e i n v e n t i o n , p a rt i c u l a r l y i f t h e c o m p o s i t i o n s a r e t o b e f r e e from o r g a n i cs o l v e n t s , t h e amount o f f a t t y a c i d u s e d i n p r e p a r i n g t h ec o n c e n t r a t e s l i e s b e t w e e n a p p r o x i m a t e l y 3.5% a n d 15%by w e i g h t , t h e amount o f n o n i o n i c s u r f a c e - a c t i v e s u bs t a n c e s u s e d i s a b o u t 20 % t o 4 5% by w e i g h t , a n d t h e

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3 , 6 6 3 , 4 4 5m o l a r r a t i o f a t t y a c i d ; a l k a n o l a m i n e l i e s b e t w e e n 1 : 6 a n d1 : 2 0 . A s f a r a s t h e c o n c e n t r a t e s c o n t a i n w a t e r , t h i ss h o u l d amount up t o 50 % b y w e i g h t . Th e w o r k i n g s o l ut i o n s f o r c l e a n i n g and d e f a t t i n g u s e c a n b e p r e p a r e dfrom t h e c o n c e n t r a t e s by d i l u t i o n w i t h water i n a conc e n t r a t e t o w a t e r r a t i o o f 1 : 1 0 t o 1 : 2 0 0 , p r e f e r a b l y o f 1 : 2 5( p a r t s b y w e i g h t ) . I n t h i s c o n n e c t i o n n o s p e c i a l d e m a n d sa r e t o b e made upon t h e q u a l i t y o f t h e w a t e r . C o r r e s p o n di n g t o t h e s e d i l u t i o n r a t i o s , t h e w a t e r c o n t e n t i n t h es o l u t i o n s r e a d y f o r cl e a n i n g a n d d e f a t t i n g u s e a m o u n t st o 9 1 - 9 9 . 7 5 % b y w e i g h t .Th e n o n i o n i c e t h y l e n e o x i d e c o n d e n s a t i o n p r o du c t s t o b eu s e d i n t h e l i q u i d c l e a n i n g a n d d e f a t t i n g a g e n t s c a n b ep r e p a r e d i n t h e c o n v e n t i o n a l wa y b y t h e a d d i t i o n o fa b o u t 3 - 1 5 moles e t h y l e n e o x i d e t o a b a s i c compoundc o n t a i n i n g a c t i v e h y d r o g e n . S u c h b a s i c c o m p o u n d s mayi n c l u d e s u b s t a n c e s c o n t a i n i n g h y dr o x y l i c , c a r b o x y l i c a n dc a r b o n a m i d e g r o u p s . A s n o n i o n i c a d d i t i o n p r o d u c t s t h e r ec a n b e u s e d , f o r i n s t a n c e , t h e a d d u c t s o f a b o u t 3 - 1 5 m o l e se t h y l e n e o x i d e t o o x y g e n - c o n t a i n i n g c o m p o u n d s , s u c h a sa l k y l p he n o l s w i t h 1 - 3 a l k y l s u b s t i t u e n t s , i n w h i c h t h es u m o f t h e carbon atoms o f t h e a l k y l r a d i c a l s amountst o a b o u t 6 - 2 0 , o r p r i m a r y , s e c o n d a r y o r t e r t i a r y a l c o h o l sw i t h 8 - 2 2 c a r b o n a t o m s , o r o r g a n i c c a r b o x y l i c a c i d sw i t h 8-22 c a r b o n a t o m s . Also s u i t a b l e a r e t h e c o r r e s p o n di n g a d d i t i o n p r o d u c t s t o n i t r o g e n - c o n t a i n i n g c o m p o u n d s ,s u c h a s c a r b o x y l i c a c i d a m i d e s w i t h 8-22 carbon a t o m s .Nonionic s u r f a c t a n t s o f t h e a b o v e t y p e s a r e f u r t h e r d es c r i b e d i n US . P a t s . N o s . 1 , 9 7 0 , 5 7 8 t o S c h o e l l e r e t a l . ,2 , 1 7 4 , 7 6 1 t o S c h u e t t e e t a l . and 2 , 2 1 3 , 4 7 7 t o S t e i n d o r l fe t a l . , t h e d i s c l o s u r e s o f w h i c h compounds a r e i n c o r p o r a t e db y r e f e r e n c e h e r e i n . O f t h e a b o v e - m e n t i o n e d n o n i o n i c , s u r f a c e - a c t i v e a d d it i o n p r o d u c t s t h o s e s u b s t a n c e s a r e p r e f e r r e d which e f f e c t ap a r t i c u l a r l y s t r o n g d e c r e a s e i n t h e s u r f a c e - t e n s i on o f t h ew a t e r , which have a good w e t t i n g e f f e c t and which a r ep a r t i c u l a r l y c a p a b l e o f e m u l s i f yi n g f a t s , o i l s a n d w a x e s .S u i t a b l e p r o d u c t s a r e , f o r i n s t a n c e , t h e a d d i t i o n p r o d u c t so f 3 - 1 5 m o l e s e t h y l e n e o x i d e w i t h a l k y l p h e n o l s , a l c o h o l sa n d f a t t y a c i d a m i d e s .

A c c o r d i n g t o t h e i n v e n t i o n , i n c o m p o s i t i o n s w h i c h ,a s c o n c e n t r a t e s , p o s s e s s p a r t i c u l a r l y g o o d s t o r a g e p r o p e rt i e s , combined w i t h an x c e l l e n t c l e a n i n g e f f e c t i n t h e formo f t h e i r d i l u t e d a q u e o u s s o l u t i o n s , e t h o x y l a t e d a l k y lp h e n o l s a r e u s e d w i t h a b o u t 3 - 9 e t h y l e n e o x i d e m o l e s p e rb a s e m o l e c u l e , i n p a r t i c u l a r m i x t u r e s o f n o n y l p h e n o l sw i t h a b o u t 5 - 6 a n d n o n y l p h e n o l s w i t h a b o u t 8 - 9 e t h y l e n eo x i d e m o l e s . Very u s e f u l m i x t u r e s a r e a l s o t h o s e cons i s t i n g o f a n o n y l p h e n o l c o n d e n s e d w i t h 6 m o l e s o fe t h y l e n e o x i d e and a t r i d e c y l a l c o h o l c o n d e n s e d w i t ha b o u t 1 5 m o l e s o f e t h y l e n e o x i d e . Th e u s e o f m i x t u r e so f n o n i o n i c s u b s t a n c e s i n s t e a d o f a s i n g l e s u b s t a n c e i nt h e c o m p o s i t i o n s o f t h e i n v e n t i o n g i v e s t h e a d v a n t a g e o fa p a r t i c u l a r l y broad r a n g e o f a c t i o n w i t h r e s p e c t t o a l lk i n d s o f s o i l i n g , t o g e t h e r w i t h a f u r t h e r i n c r e a s e i n t h es t o r a g e s t a b i l i t y o f t h e c o n c e n t r a t e s . I t i s a d v a n t a g e o u si f t h e n o n i o n i c component w i t h t h e s h o r t e r a l k y l e n eo x i d e c h a i n i s p r e s e n t i n t h e m i x t u r e i n p r e d o m i n a n ta m o u n t , i . e . , e x c e e d s t h e amount o f t h e n o n i o n i c c omp o n e n t w i t h t h e l o n g e r a l k y l e n e o x i d e c h a i n .Th e f a t t y a c i d r e a c t a n t t o b e u s e d i n p r e p a r i n g t h e conc e n t r a t e may be s a t u r a t e d o r u n s a t u r a t e d and c o n t a i n8 - 2 2 c a r b o n a t o m s i n t h e m o l e c u l e , p r e f e r a b l y 1 2 - 1 8c a r b o n a t o m s . I t m a y b e r e c o v e r e d f r o m , f o r i n s t a n c e ,n a t u r a l f a t s o f v e g e t a b l e o r a n i m a l o r i g i n . I t i s a dv a n t a g e o u s t o u s e t h e more s t r o n g l y h y d r o t r o p i c a l l y - a c t i v el o n g - c h a i n f a t t y a c i d s w i t h 1 6 - 1 8 c a r b o n a t o m s . R e p r es e n t a t i v e e x a m p l e s t h e r e o f i n c l u d e c a p r y l i c , c a p r i c , l a u r i c ,m y r i s t i c , p a l m i t i c , s t e a r i c , a r a c h i d i c , b e h e n i c , o l e i c , p a l m it o l e i c , l i n o l e i c , l i n o l e n i c a n d e l a e o s t e a r i c a c i d s . M i x t u r e sc o n t a i n i n g o l e i c a c i d a n d , i n p a r t i c u l a r , o l e i c a c i d i t s e l fa r e p r e f e r r e d .

" P a r t i c u l a r l y s u i t a b l e a s a l k a n o l a m i n e s a r e s h o r t c h a i na l k a n o l a m i n e s , f o r i n s t a n c e , m o n o - , d i - a n d t r i e t h a n o la m i n e s , w h i c h m a y b e u s e d a l o n e o r i n a d m i x t u r e .

1 0

15

20

25

30

40

45

50

55

60

7 0

7 5

I t h a s s u r p r i s i n g l y b e e n f o u n d t h a t t h e c o m p o s i t i o n sp r e p a r e d f r o m n o n i o n i c s , f a t t y a c i d a n d a l k a n o l a m i n e sh a v e a n e x c e l l e n t c l e a n i n g a n d d e f a t t i n g e f f e c t , i f t h e t h r e ecomponents m e n t i o n e d a r e employed i n t h e r a t i o s a c c o r di n g t o t h e i n v e n t i o n . Th e c l e a n i n g a n d d e f a t t i n g e f f e c ti s c o n s i d e r a b l y g r e a t e r t h a n c o u l d b e e x p e c t e d on t h eg r o u n d o f t h e s e p a r a t e c o m p o n e n t s p r e s e n t i n t h e? n a l c o m p o s i t i o n s . I n t h i s c o n n e c t i o n i t i s e s s e n t i a l t h a tt h e c o m p o s i t i o n b e p r e p a r e d from a h i g h amount o fn o n i o n i c s u r f a c e - a c t i v e s u b s t a n c e s and t h a t t h e a l k a n o lamines a r e used i n a c o n s i d e r a b l e e x c e s s i n r e l a t i o n t ot h e f a t t y a c i d . O n l y t h e n a l s o i s t h e r e q u i r e d s t o r a b i l i t yo f t h e c o n c e n t r a t e s o b t a i n e d .With t h e a i d o f t h e c o m b i n a t i o n a c c o r d i n g t o t h e i nv e n t i o n , h o w e v e r , i t i s a l s o p o s s i b l e t o i n t r o d u c e i n t o as p e c i ? c m i x t u r e o r g a n i c s o l v e n t s w h i c h a r e w a t e r - i n s o l u b l ep e r s e , s u c h a s e . g . , p a r a f l i n o i l , d i e s e l o i l , p e t r o l e u m , a n dt h u s a c h i e v e a p a r t i c u l a r l y i m p r o v e d c l e a n i n g e f f e c t . Sucha c l e a n i n g c o m p o s i t i o n p e r m i t s t h e r e m o v a l o f combust i o n r e s i d u e s t h a t a r e p a r t i c u l a r l y d i f f i c u l t t o remove, e . g . ,t h o s e from v e h i c l e motor p i s t o n s , w i t h o u t t h e u s e o f s u bs t a n c e s r e q u i r e d up t o n ow t h a t a r e d a n g e r o u s t o h e a l t h ,s u c h a s p h e n o l s and c r e s o l s .

I n t h e c o n c e n t r a t e s a c c o r d i n g t o t h e i n v e n t i o n anda l s o i n t h e c l e a n i n g s o l u t i o n s , i f d e s i r e d , a d d i t i v e s c ommonly u s e d i n t h e c l e a n i n g o f m e t a l s c a n b e i n c o r p o r a t e d ,s u c h a s r u s t i n h i b i t o r s , w a t e r s o f t e n i n g a g e n t s , p a s s i v i z at i o n a g e n t s , f o r i m p r o v i n g t h e s o i l - s u s p e n d i n g p o w e r , e t c .The f o l l o w i n g c o m p o s i t i o n s f o r p r e p a r i n g a few conc e n t r a t e s a c c o r d i n g t o t h e i n v e n t i o n w i l l now b e g i v e nb e l o w b y wa y f e x a m p l e :

EXAMPLEP e r c e n t

Oleic a c i d ____________________________________ 5Nonyl p h e n o l - 6 m o l e s e t h y l e n e o x i d e c o n d e n s a t e _ _ _ 30Triethanolamine ____________________________ _ 50Sodium ethy le ne d i a m i n e tetraacetate ___________ _ 1 . 1Water t o 100%.O l e i c a c i d :Ac id value-199-202

I o d i n e value-90-9lTitre4-6 EXAMPLE 2Mixed i l s f a t t y acid ________________________ _ 3.5Nonyl p h e n o l - 6 m o l e s e t h y l e n e o x i d e c o n d e n s a t e _ _ 2 1T r i d e c y l a l c o h o l - 1 5 m o l e s e t h y l e n e o x i d e c o n d e n s a t e 7Triethanolamine ___________________________ _ 26Sodium ethylene d i a m i n e tetraacetate __________ _ 1.35Water t o 100%.Mixed o i l s f a t t y a c i d 1 2 - 2 0 c a r b o n a t o m s .

EXAMPLEOleic acid __________________________________ 8Nonyl p h e n o l - 6 m o l e s e t h y l e n e o x i d e s c o n d e n s a t e _ _ 20Nonyl p h e n o l - 8 moles e t h y l e n e o x i d e c o n d e n s a t e _ _ 1 4T r i e t h a n o l a m i n e 2 5Perfume _________________________________ _ 0.05Water t o 100%. EXAMPLE 4Ole i c a c i d _ _____ 5Nonyl p h e n o l - 6 moles e t h y l e n e o x i d e c o n d e n s a t e _ _ _ . 1 2Triethanolamine ____________________________ _ 15Kerosene K _________________________________ 27C i t r i c a c i d ___________________________________ 1. 4Water t o 100%. EXAMPLEOleic a c i d ____________________________________ 5Nonylph enol-S moles e t h y l e n e o x i d e c o n d e n s a t e ____ 1 0T a l l o w f a t t y a c i d a m i d e - 1 1 m o l e s e t h y l e n e o x i d e c o n

densate __________________________________ _ 20Triethanolamine ____________________________ _ 50Water ____________________________________ _ 15

7/29/2019 US3663445(Surface Cleaning and Defatting Composition)

3/3

8 , 6 6 3 , 4 4 5Th e a b o v e c o n c e n t r a t e s a c c o r d i n g t o t h e i n v e n t i o n , w e r ep r e p a r e d b y a d d i n g t h e r e q u i r e d a m o u n t o f a l k a n o l a m i n et o t h e f a t t y a c i d c h a r g e w i t h s t i r r i n g w h i l e t h e m i x t u r ewa s s l o w l y h e a t e d t o a p p r o x i m a t e l y 5 0 C . Th e h e a t i n gwa s t h e n s t o p p e d a f t e r which t h e o t h e r i n g r e d i e n t s were

i n c o r p o r a t e d w i t h g o o d m i x i n g b u t w i t h o u t s p e c i a l p r ec a u t i o n s .I n v i e w o f t h e a b o v e p r o c e d u r e f o r p r e p a r i n g t h e c o n

c e n t r a t e s o f t h e i n v e n t i o n , t h e a l k a n o l a m i n e componentr e a c t s i n t h e c l a s s i c a l p r o c e s s w i t h t h e f a t t y a c i d compon e n t t o form t h e a l k a n o l a m i n e s a l t o r s o a p o f t h e f a t t ya c i d and t o l e a v e u n r e a c t e d e x c e s s a l k a n o l a m i n e i n t h e? n a l c o n c e n t r a t e s . T h e r e f o r e , t h e ? n a l c o n c e n t r a t e s cont a i n from a b o u t 6% t o a b o u t 4 5% b y w e i g h t o f t h e noni o n i c s u r f a c t a n t , f r o m a b o u t 4% o a b o u t 3 3 % b y w e i g h to f t h e a l k a n o l a m i n e s a l t o f t h e f a t t y a c i d , from a b o u t 2%t o a b o u t 9 0 % b y w e i g h t o f t h e a l k a n o l a m i n e a n d f r o ma b o u t 0% o a b o u t 50 % b y w e i g h t o f w a t e r .

EXAMPLET h i s e x a m p l e , p r e p a r e d a s a b o v e , i s i n c l u d e d t o show

t h a t c o m p o s i t i o n s w h i c h c o n t a i n t h e a b o v e t h r e e e s s e n t i a li n g r e d i e n t s b u t i n w h i c h t h e c o n d i t i o n s a c c o r d i n g t o t h ei n v e n t i o n a r e n o t f u l ? l l e d h a v e u n s a t i s f a c t o r y s t o r a b i l i t yp e r f o r m a n c e .

PercentA B C

Ulei c aci d ____________________________________________ __ 5 5 5T r i e t h a n o l a m l n e alkyl benzene sulfonate _____________ _ 10 10 1ONonyl p he no l ~ l 0 moles et h y len e o x id e condensate ____ __ 5 ____ _ 10Nonyl phenol-6 moles ethylene oxide condensat e _ _ _ _ _ . _ 1 5 1 5 10Trldecyl alcohol-15 moles ethylene oxide condensate ______ . 5 10Triethanolamine 5 5 5I s o p r o p a n o l . . _ _ 1 0 1 0Water _______ _. To 100

T h e s e c o m p o s i t i o n s w e r e f o u n d t o b e u n s a t i s f a c t o r y i ns t o r a g e s t a b i l i t y a n d / o r c l e a n i n g a b i l i t y . Th e amount o ft r i e t h a n o l a m i n e i s t o o low i n p r o p o r t i o n t o t h e f a t t y a c i dp r e s e n t .Th e f o l l o w i n g c o mp o s i t i o n s , p r e p a r e d a s a b o v e , w e r ea l s o f o u n d t o b e u n s a t i s f a c t o r y i n s t o r a g e s t a b i l i t y a n d /o r c l e a n i n g a b i l i t y . Th e c o n t e n t o f n o n i o n i c i s t o o l o w .

P e r c e n tD E

01 010 ac id _________________________________________ 6 6Nonyl p h e n o l - 6 moles e t h y l e n e o x i d e c o n s e n s a t e . _ 1 O 5Nonyl phenol-10 moles ethylene oxide condensat _ _ _ _ _ _ ._ 5Trlethanolamine _____________________________ _ 25 25Isopropanol __________________________________________ -_ 10 10Sodium a l k y l benzene s u l f o n a t e . _ _ _ . 6 6Alkylsulphonate _________________ _ 2 2Water ________________________________________________ _ To 100

Th e f o l l o w i n g c o mp o s i t i o n s , p r e p a r e d a s a b o v e , w e r ea l s o found t o b e u n s a t i s f a c t o r y i n s t o r a g e s t a b i l i t y and/ rc l e a n i n g a b i l i t y . Th e c o n t e n t o f f a t t y a c i d i s t o o l o w .

PercentF G H ' J

2 . 5lelc acid............................... _Nonyl p h e n o l - 3 m o l e s e t h y l e n e o x i d econdensate ______________________________________ _Nonyl p h e n o l - 8 m o l e s e t h y l e n e o x i d econdensate ______________________________________ .Nonyl p h e n o l - 6 m o l e s e t h y l e n e o x i d econdensate __________________________ - 21 2t .... ._Nonyl p h e n o l - 1 5 m o l e s e t h y l e n e o x i d econdensate_______________________________________ _ 5T r i d e e y l a l c o h o l - 1 5 m o l e s e t h y l e n e o x i d econdensate ... _ 7

Trlethanolamine ___________________________________ .Isopropanol __________________.Water __________________________________ .

What s c l a i m e d i s :1 . L i q u i d s t o r a b l e c o n c e n t r a t e s a n d c l e a n i n g a n d d ef a t t i n g c o m p o s i t i o n s , p a r t i c u l a r l y f o r m e t a l s u r f a c e s , pr ep a r e d from s a i d c o n c e n t r a t e s b y d i l u t i o n w i t h w a t e r , c o ns i s t i n g e s s e n t i a l l y o f :( a ) a n o n i o n i c s u r f a c e a c t i v e c o n d e n s a t i o n p r o d u c t o fa b o u t 3 - 1 5 m o l e s o f e t h y l e n e o x i d e w i t h a b a s i co r g a n i c c o m p o u n d s e l e c t e d f r o m t h e c l a s s c o n s i s t i n g

U K

10

15

20

25

3 0

35

40

45

5 0

60

65

7 0

7 5

6o f a l k y l p h e n o l s h a v i n g a t o t a l o f 6 ' t o 2 0 a l k y lc a r b o n a t o m s , C 8 t o C 2 2 a l c o h o l s , C 8 t o C 2 2 c a r b o x y l i ca c i d s a n d C 8 t o C 2 2 a m i d e s ;

( b ) t h e mono-, d i - o r t r i - e t h a n o l a m i n e s a l t o f a f a t t ya c i d h a v i n g from 8 t o 2 2 c a r b o n a t o m s ;( 0 ) m o n o - , d i - o r t r i - e t h a n o l a m i n e ; a n d( d ) f r o m a b o u t 0 % t o a b o u t 50% b y w e i g h t o f w a t e r ;

i n w h i c h t h e amount by w e i g h t o f n o n i o n i c s u r f a c ea c t i v e c o n d e n s a t i o n p r o d u c t i s a t l e a s t d o u b l e t h eamount o f t h e f a t t y a c i d m o i e t y o f t h e e t h a n o l a m i n es a l t , t h e molar r a t i o o f t h e f r e e e t h a n o l a m i n e t o t h ef a t t y a c i d m o i e t y o f t h e e t h a n o l a m i n e s a l t i s a t l e a s t1 . 5 : 1 a n d t h e f a t t y a c i d m o i e t y o f t h e e t h a n o l a m i n es a l t o f a f a t t y a c i d i s a t l e a s t 3% by w e i g h t o f t h et o t a l c o m p o s i t i o n .2 . C o n c e n t r a t e s a n d c l e a n i n g c o m p o s i t i o n s a c c o r d i n g t oc l a i m 1 , w h i c h c o n s i s t e s s e n t i a l l y o f :

( a ) from a b o u t 6% t o a b o u t 45% b y w e i g h t o f t h en o n i o n i c s u r f a c e a c t i v e c o n d e n s a t i o n p r o d u c t ;( b ) from a b o u t 4% t o a b o u t 3 3 % b y w e i g h t o f t h ee t h a n o l a m i n e s a l t ;( 0 ) f r o m a b o u t 2% t o a b o u t 9 0 % b y w e i g h t o f t h e

e t h a n o l a m i n e ; a n d( d ) from a b o u t 0% o a b o u t 50 % b y w e i g h t o f w a t e r .3 . C o n c e n t r a t e s a n d c l e a n i n g c o m p o s i t i o n s a c c o r d i n gt o c l a i m 1 w h e r e i n t h e n o n i o n i c s u r f a c e a c t i v e c o n d e n s at i o n p r o d u c t i s a m i x t u r e o f a c o n d e n s a t e o f n o n y l p h e n o lw i t h a b o u t 5 6 m o l e s o f e t h y l e n e o x i d e and a c o n d e n s a t eo f n o n y l p h e n o l w i t h a b o u t 8 9 m o l e s o f e t h y l e n e o x i d e ,t h e c o n d e n s a t e w i t h t h e s h o r t e r e t h y l e n e o x i d e c h a i n b e i n gp r e s e n t i n a predominant amount o f s a i d m i x t u r e o f noni o n i c s u r f a c t a n t s .4 . C o n c e n t r a t e s a n d c l e a n i n g c o m p o s i t i o n s a c c o r d i n gt o c l a i m 1 w h e r e i n t h e n o n i o n i c s u r f a c e a c t i v e c o n d e n s at i o n p r o d u c t i s a m i x t u r e o f a c o n d e n s a t e o f t r i d e c y l a l c oh o l w i t h a b o u t 1 5 m o l e s o f e t h y l e n e o x i d e a n d a c o n d e ns a t e o f n o n y l p h e n o l w i t h a b o u t 6 m o l e s o f e t h y l e n e o x i d e ,t h e c o n d e n s a t e w i t h t h e s h o r t e r e t h y l e n e o x i d e c h a i n b e i n gp r e s e n t i n a predominant amount o f s a i d m i x t u r e o f noni o n i c s u r f a c t a n t s .5 . C o n c e n t r a t e s a n d c l e a n i n g c o m po s i t i o n s a c c o r d i n g t oc l a i m 1 w h e r e i n s a i d e t h a n o l a m i n e s a l t o f a f a t t y a c i di s t h e t r i e t h a n o l a m i n e s a l t o f o l e i c a c i d and w h e r e i n t h ee t h a n o l a m i n e i s t r i e t h a n o l a m i n e .6 . C o n c e n t r a t e s a n d c l e a n i n g c o m p o s i t i o n s a c c o r d i n gt o c l a i m 1 which a r e f r e e from o r g a n i c s o l v e n t s .

R e f e r e n c e s C i t e dUNITED STATES PATENTS

2 , 4 6 6 , 6 3 2 4 / 1 9 4 9 Borus ____________ . _ 252-1182,58 3,165 1 / 1 9 5 2 Campbell _________ _ 252-1182 , 7 0 0 , 6 5 4 1/1955 Holman __________ _ 252-1182 , 8 3 1 , 8 1 5 4/1958 K l i s c h ____________ _ 252-1523,156,655 1 1 / 1 9 6 4 Br i g h t ____________ _ 252-1092,874,126 2/ 9 5 9 Epstein e t a l _______ __ 252-1523,222,201 12 /1 9 6 5 Boyle e t a 1 _________ __ 252-1523 ,21 3 ,02 8 10/1965 Wood _____________ _ 252-893 , 3 5 2 , 6 9 5 11/1967 Iac iof ano __________ _ 252-89

OTHER REFERENCESR a i n e y e t a l . : N o n i o n i c S u r f a c e A c t i v e A g e n t s , A r t i c l ei n C h e m i c a l a n d E n g i n e e r i n g N e w s , v o l . 3 1 , N o . 4 4 , N o v .2 , 1 9 5 3 , p p . 4 5 2 1 - 4 5 2 3 .M c C u t c h e o n s D e t e r g e n t s a n d E m u l s i ? e r s , 1 9 6 7 a n n u a l ,

p . 2 6 2 .U n i o n C a r b i d e , A l k a n o l a m i n e s a n d M o r p h o l i n e s , 1 9 6 0 , p p . 8 - 9 .U n i o n C a r b i d e , E m u l s i o n s a n d D e t e r g e n t s , 1 9 6 1 , p p .7 0 - 7 1 .

B e n n e t t : Th e C h e m i c a l F o r m u l a r y , v o l . X I I I , 1 9 6 7 .HERBERT . GUYNN, r i m a r y E x a m i n e r

US. C l . X . R .2 5 2 - 1 1 8 , 5 4 6 , 5 4 8