AT519943A1

AT519943A1 - Zusammensetzung

Info

Publication number: AT519943A1
Application number: ATA50350/2017A
Authority: AT
Inventors: Daniel Herzog Dr
Original assignee: Thonhauser Gmbh
Priority date: 2017-04-29
Filing date: 2017-04-29
Publication date: 2018-11-15
Also published as: EP3615650B1; CA3060321A1; US20200140783A1; EP3615650A1; CN110637079A; EP3615650C0; CN110637079B; WO2018195577A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zusammensetzung zur Reinigung von Oberflächen und/oder zur Detektion von organischen Substanzen in einer Lösung oder auf einer Oberfläche umfassend a) mindestens ein Salz der Permangansäure, Eisensäure und/oder Chromsäure und b) mindestens ein organisches Phosphonat, wobei das mindestens eine organische Phosphonat eine allgemeine Formel (I) aufweist, wobei R1 ein organischer Rest, X1 OH oder OM1 und X2 OH oder OM2 ist, wobei M1 und M2 für ein Alkalimetallion oder Ammoniumion steht, wobei der organische Rest R1 ein einfach oder mehrfach substituierter oder unsubstituierter C1-C12 Alkyl-Rest, C3-C10-Cycloalkyl-Rest oder C6-C14-Aryl-Rest ist, wobei der organische Rest an 1 bis 3 weiteren Phosphonatgruppen der allgemeinen Formel (I) gebunden sein kann.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Zusammensetzung zur Reinigung von Oberflächen und/oder zur Detektion von organischen Substanzen in einer Lösung oder auf einer Oberfläche.

Die Reinigung und die Desinfektion von Oberflächen ist u.a. im Bereich der Lebensmittelerzeugung und der Arzneimittelherstellung von großer Bedeutung. Vor allem Vorrichtungen, die im Produktionsprozess mit Lebensmitteln und Arzneimitteln bzw. deren Ausgangsprodukte in Kontakt kommen, müssen regelmäßig einer gründlichen Reinigung und Desinfektion unterzogen werden. In vielen Reinigungsverfahren werden Reinigungslösungen auf Basis von Alkalihydroxiden oder stark oxidierenden Substanzen eingesetzt. Um die Effizienz einer Reinigung zu überprüfen werden häufig wässrige Reinigungs- oder Detektionslösungen eingesetzt, die ein Oxidationsmittel umfassen, das bei dessen Reduktion mit, beispielsweise, organischen Verbindungen in der Lage ist, die Farbe der entsprechenden Lösungen zu verändern. Durch die durch die Reduktion des Oxidationsmittels bedingte Farbänderung ist es somit möglich festzustellen, ob in einer Lösung oder auf einer Oberfläche organische Verbindungen vorhanden sind. Erfolgt keine Farbänderung ist davon auszugehen, dass keine das Oxidationsmittel reduzierenden Verbindungen vorhanden sind. Als Oxidationsmittel werden häufig Salze der Permangansäure und insbesondere Kaliumpermanganat eingesetzt (siehe WO 03/035812 und WO 2014/122277).

Viele Reinigungsmittel beinhalten Phosphate, um die Härte des bei der Reinigung eingesetzten Wassers zu reduzieren und die Reinigung zu verbessern. Da Phosphate jedoch zu ökologischen Problemen führen können, ist es erstrebenswert anstelle von Phosphaten andere Stoffe einzusetzen.

Es ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Zusammensetzung zur Verfügung zu stellen, die u.a. geeignet ist Oberflächen zu reinigen und die keine Phosphate umfasst.

Die vorliegende Erfindung betrifft daher eine Zusammensetzung zur Reinigung von Oberflächen und/oder zur Detektion von organischen Substanzen in einer Lösung oder auf einer Oberfläche umfassend a) mindestens ein Salz der Permangansäure, Eisensäure und/oder Chromsäure und b) mindestens ein organisches Phosphonat, wobei das mindestens eine organische Phosphonat eine allgemeine Formel (I)

. . 1 1 2 aufweist, wobei R ein organischer Rest, X OH oder ΟΜχ und X OH oder 0M2 ist, wobei Mx und M2 für ein Alkalimetallion oder Ammoniumion steht, wobei der organische Rest R1 ein einfach oder mehrfach substituierter oder unsubstituierter Ci-C12 Alkyl-Rest, C3-C10-Cycloalkyl-Rest oder C6-C14-Aryl-Rest ist, wobei der organische Rest an 1 bis 3 weiteren Phosphonatgruppen der allgemeinen Formel (I) gebunden sein kann.

Es hat sich überraschender Weise gezeigt, dass organische Phosphonate wie oben definiert anstelle von Phosphaten in Reinigungsmittel eingesetzt werden können. Die erfindungsgemäß eingesetzten organischen Phosphonate zeichnen sich vor allem auch dadurch aus, dass die in der Lage sind die Stabilität und damit die Lagerfähigkeit der darin befindlichen Salze der Permangan-säure, Eisensäure und Chromsäure signifikant zu erhöhen. Dies ist u.a. dahingehend überraschend, da Salze der zuvor genannten Säuren - als starke Oxidationsmittel - in der Lage sind, einerseits organische Verbindungen zu oxidieren. Zudem hat sich gezeigt, dass organische Phosphonate, deren organische Reste Heteroalkyl-, Heterocycloalkyl- oder Heteroaryl-Reste umfassen keine stabile Zusammensetzung in Hinblick auf die in der Zusammensetzung befindlichen Salze der Permangansäure, Eisensäure und/oder Chromsäure ergeben. D.h. organische Phosphonate umfassend Heteroalkyl-, Heterocycloalkyl- und/oder Heteroaryl-Reste sind nicht geeignet in einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung eingesetzt zu werden, da dadurch die Salze der Permangansäure, Eisensäure und Chromsäure überraschender Weise destabilisiert werden, so dass diese nicht mehr als Farbindikator zur Detektion von organischen Verbindungen eingesetzt werden können. Bei derartigen nicht erfindungsgemäßen organischen Phosphonaten käme es zu einer unerwünschten Farbänderung der Zusammensetzung, wodurch diese nicht mehr geeignet ist, organische Substanzen durch Farbänderung, wie z.B. in der WO 03/035812 beschrieben, nachzuweisen. Überraschender Weise zeigen organische Phosphonate der eingangs

definierten Art einen stabilisierenden und keinen destabilisierenden Effekt auf Salze der Permangansäure, Eisensäure und Chromsäure aufzuweisen. Die erfindungsgemäßen organischen Phos-phonate umfassen daher ausschließlich Homoalkyl-, Homocycloalkyl- und Homoaryl-Reste, d.h. diese Reste weisen in der Kette bzw. im Ring anstelle von C-Atomen weder ein O-, S- noch N-Atom auf.

Es wurde überraschender Weise experimentell festgestellt, dass organische Phosphonate wie Amino- tris(methylenphosphonsäure) (ATMP), Diethylentriaminpen- ta(methylenphosphonsäure) (DTPMP) und Ethylendiamintet- ra(methylenphosphonsäure) (EDTMP) umfassend Heteroalkyle zu einer raschen Reduktion der Salze der Permangansäure, Eisensäure und Chromsäure führen wohingegen HEDP und PBTC, beide weisen keine Heteroalkyle auf, diese Eigenschaften nicht zeigen. Ein organisches Phosphonat ist für den erfindungsgemäßen Zweck dann geeignet, wenn dieses innerhalb von 30 Minuten bei Raumtemperatur (40°C) maximal 30%, vorzugsweise maximal 25%, noch mehr bevorzugt maximal 20%, Mn(VII) (in Permanganat) zu Mn(VI) umgesetzt wird. Diese Umsetzung kann beispielsweise bei einer Absorption von 425nm (Absorptionsmaximum von Mn(VI)) gemessen werden. Erfolgt eine raschere Reduktion der Salze der Permangansäu-re, Eisensäure und Chromsäure können entsprechende Zusammensetzungen nur bedingt zur Bestimmung von organischen Verbindungen in einer Probe herangezogen werden, da keine Unterscheidung zwischen der von der zu untersuchenden Probe und.

Die erfindungsgemäße Zusammensetzung kann mehrere verschiedene Salze der Permangansäure, Eisensäure und Chromsäure umfassen, wobei die Zusammensetzung Salze mit demselben Anion und unterschiedlichen Kationen und/oder Salze mit unterschiedlichen Anionen und demselben Kation umfassen kann. Salze der Permangan- säure, Eisensäure und Chromsäure umfassen vorzugsweise die Anio- - 2- 2- nen MnO4, FeO4 bzw. CrO4 , wobei die Kationen vorzugsweise Metallionen, insbesondere Alkalimetallionen, sind. Vorzugsweise umfasst die erfindungsgemäße Zusammensetzung somit mindestens zwei, noch mehr bevorzugt mindestens drei, noch mehr bevorzugt mindestens fünf Salze der Permangansäure, Eisensäure und/oder Chromsäure.

Salze der Permangansäure, Eisensäure und Chromsäure sind bekannte Oxidationsmittel. Die erfindungsgemäße Zusammensetzung kann neben diesen Oxidationsmittel mindestens, vorzugsweise mindestens zwei, noch mehr bevorzugt mindestens drei, noch mehr bevorzugt mindestens vier, weitere Oxidationsmittel umfassen. D.h. diese weiteren Oxidationsmittel sind keine Salze der Permangansäure, Eisensäure und Chromsäure.

Die erfindungsgemäße Zusammensetzung umfasst mindestens ein, vorzugsweise mindestens zwei, noch mehr bevorzugt mindestens drei, noch mehr bevorzugt mindestens vier, organische Phosphona-te. „Phosphonate" sind organische Verbindungen („organische Phosphonate") der Phosphonsäure (H3PO3) . Ein „organisches Phos-phonat" gemäß der vorliegenden Erfindung weist die allgemeine Formel

auf, wobei RI ein organischer Rest, XI OH oder OMI und X2 OH o-der 0M2 ist, wobei Ml und M2 für ein Alkalimetallion oder Ammoniumion stehen kann. Der organische Rest RI kann ein substituierter oder unsubstituierter C1-C12 Alkyl-Rest, C3-C10-Cycloalkyl-Rest oder C6-C14-Aryl-Rest sein, wobei der organische Rest an 1 bis 3 weiteren Phosphonatgruppen der allgemeinen Formel (I) gebunden sein kann.

Organische Phosphonat-Verbindungen können die allgemeine Struktur R-PO(OH)2 aufweisen, wobei R ein Alkyl- oder Aryl-Rest oder ein sonstiger organischer Rest sein kann. Umfasst ein Phosphonat mehr als eine dieser organischen Phosphonate so spricht man von Bisphosphonaten oder Polyphosphonaten. Organische Phosphonate können Säuren sein oder als Salze, vorzugsweise als Alkalimetallsalze, vorliegen.

Die erfindungsgemäße Zusammensetzung, die in fester Form o-der als wässrige Lösung vorliegen kann, eignet sich aufgrund der darin vorhandenen Oxidationsmittel zur Reinigung und Desinfektion von Oberflächen, insbesondere von metallischen, keramischen oder Glas-Oberflächen, die gegenüber Oxidationsmitteln im Wesentlichen resistent sind. Gemäß einer bevorzugten Ausführungs

form der vorliegenden Erfindung umfassen bzw. bestehen die zu reinigenden metallischen Oberflächen aus Edelstahl und/oder inerten Metallen (wie z.B. Platin, Gold) oder Metalllegierungen, wobei Oberflächen bestehend aus oder umfassend Edelstahl besonders bevorzugt sind, da diese üblicherweise in den Produktionsanlagen der pharmazeutischen Industrie und bei der Lebensmittelherstellung (inkludiert auch die Getränkeherstellung wie die Wein- und Biererzeugung) zum Einsatz kommen. Besonders bevorzugt werden mit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung Rohre und Behältnisse jeglicher Art gereinigt bzw. desinfiziert. Demgemäß kann eine Oberfläche jegliche Form und Teil von einem beliebigen Objekt sein.

Mit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung können Verunreinigungen jeglicher Art von einer Oberfläche entfernt werden. Vorzugsweise werden übliche Verunreinigungen der Lebensmittelindustrie (z.B. Fett- und Eiweißablagerungen, eingebrannte Lebensmittelreste) und der pharmazeutischen Industrie (z.B. Rückstände der Herstellung von Arzneimitteln) gereinigt. Neben dem Einsatz zum Reinigen von Oberflächen kann die erfindungsgemäße Zusammensetzung auch zur Desinfektion von Oberflächen herangezogen werden. Dabei werden Zellen jeglicher Art, insbesondere Mikroorganismen wie Bakterien, Archaea, Pilze, Algen und Protozoen, aber auch tierische, menschliche und pflanzliche Zellen zerstört oder zumindest so weit geschädigt, dass diese nicht mehr lebensfähig sind. Zudem können mit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung auch Viren unschädlich gemacht werden.

Die erfindungsgemäße Zusammensetzung kann entweder batchweise (d.h. diskontinuierlich) oder kontinuierlich (z.B. durch Durchleiten der erfindungsgemäßen wässrigen Reinigungslösung durch zur reinigende Rohre oder Behältnisse) eingesetzt werden. Die erfindungsgemäße Zusammensetzung wird besonders bevorzugt im Rahmen eines CIP-Verfahrens („Cleaning in Place“-Verfahren, ortsgebundenes Reinigungsverfahren) eingesetzt. CIP-Verfahren umfassen in der Regel mehrere Verfahrensschritte wie (1) Vorspülen, um grobe Verschmutzungen zu entfernen, (2) Reinigen mit einem alkalischen Mittel (meist einem Alkalihydroxid), (3) Entfernung des Reinigungsmittels durch Spülen mit Wasser, (4) optionale Säurebehandlung zur Entfernung von Kalkablagerungen, (5) optionale Entfernung der Säure mit Wasser und (6) Desinfektion.

Zumindest Schritt (2) eines CIP-Verfahrens wird stets mit Temperaturen von mindestens 70°C durchgeführt, um eine effiziente Reinigung des alkalischen Mittels zu ermöglichen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der C1-C12 Alkyl-Rest, C3-C10-Cycloalkyl-Rest oder C6-C14-Aryl-Rest mit einem C1-C6 Alkyl-Rest und/oder einem OH-Rest substituiert.

Die erfindungsgemäß eingesetzten organischen Phosphonate können substituierte und nicht-substituierte C1-C12 Alkyl-Reste, C3-C10-Cycloalkyl-Reste oder C6-C14-Aryl-Reste umfassen. Diese Reste sind besonders bevorzugt mit C1-C6 Alkyl-Rest und/oder einem OH-Rest substituiert substituiert.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das mindestens eine organische Phosphonat ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus 1-Hydroxyethan-(1,1-diphosphonsäure) (HEDP), 2-Phosphonobutan-1,2,4-Tricarbonsäure (PBTC) und einem Salz, vorzugsweise Alkalisalz (Natrium-, Kalium- oder Lithiumsalz) oder Ammoniumsalz, davon.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das mindestens eine Salz der Permangansäure, Eisensäure und/oder Chromsäure ein Alkalisalz, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Kaliumpermanganat, Kaliumfer-rat und Kaliumdichromat, wobei besonders bevorzugt die erfindungsgemäße Zusammensetzung Kaliumpermanganat umfasst.

Die erfindungsgemäße Zusammensetzung kann erfindungsgemäß mindestens ein weiteres Oxidationsmittel umfassen. Das Vorhandensein eines weiteren Oxidationsmittels verstärkt die Reini-gungs- und Desinfektionswirkung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das mindestens eine weitere Oxidationsmittel ausgewählt aus der Gruppe der Persulfate oder der anorganischen Peroxide, insbesondere Wasserstoffperoxid. „Persulfate“ sind Salze der Peroxodischwefelsäure H2S2O8 oder der Peroxomonoschwefelsäure H2SO5 und weisen ein hohes Oxidationspotential auf. Persulfate eignen sich daher gut zur Reinigung und/oder Desinfektion von Oberflächen.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Persulfat ein Salz der Peroxo-dischwefelsäure oder der Peroxomonoschwefelsäure ist.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Persulfat ein Peroxodisulfat ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Natriumperoxodisulfat, Kaliumper-oxodisulfat und, Ammoniumperoxodisulfat und/oder ein Peroxomono-sulfat ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Kaliumperoxomono-sulfat.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Zusammensetzung mindestens ein Calciumsalz, welches vorzugsweise ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Calciumnitrat.

Die erfindungsgemäße Zusammensetzung umfasst das mindestens eine Salz der Permangansäure, Eisensäure und/oder Chromsäure in einem Gewichtsverhältnis zu dem mindestens einen organischen Phosphonats von vorzugsweise 1:50 bis 1:500, vorzugsweise von 1:75 bis 1:300, noch mehr bevorzugt von 1:100 bis 1:200.

Die erfindungsgemäße Zusammensetzung kann sowohl im Wesentlichen wasserfrei als auch in wässriger Form bereitgestellt werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Zusammensetzung eine wässrige Zusammensetzung. Dabei umfasst die Zusammensetzung zugesetztes Wasser, wobei die wässrige Zusammensetzung vorzugsweise dadurch hergestellt wird, dass Wasser vorgelegt und die einzelnen Komponenten hinzugegeben werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die wässrige Zusammensetzung mehr als 30 Gew%, vorzugsweise mehr als 40 Gew%, noch mehr bevorzugt mehr als 50 Gew%, noch mehr bevorzugt mehr als 60 Gew%, noch mehr bevorzugt mehr als 70 Gew%, noch mehr bevorzugt mehr als 75 Gew%, noch mehr bevorzugt mehr als 80 Gew%, noch mehr bevorzugt mehr als 85 Gew%, noch mehr bevorzugt mehr als 90 Gew%, Wasser. „Gew%“, wie hier verwendet, bedeutet „Gewichtsprozent“.

Das Bereitstellen der erfindungsgemäßen Zusammensetzung als wässrige Zusammensetzung hat den Vorteil, dass diese direkt und unmittelbar zum Reinigen/Desinfizieren von Oberflächen oder zum

Detektieren von organischen/biologischen Verunreinigungen eingesetzt werden kann.

Umfasst die erfindungsgemäße Zusammensetzung einen geringeren Wasseranteil (z.B. weniger als 60%, vorzugsweise weniger als 50%, noch mehr bevorzugt weniger als 40%, noch mehr bevorzugt weniger als 30%), so kann diese als Konzentrat eingesetzt werden, welches vor dem Einsatz mit Wasser oder anderen Reinigungslösungen umfassend beispielsweise Alkalihydroxiden (z.B. NaOH, KOH) verdünnt wird.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die wässrige Zusammensetzung 0,1 Gew% bis 2 Gew%, vorzugsweise 0,2 Gew% bis 1,5 Gew%, noch mehr bevorzugt 0,3 Gew% bis 1 Gew%, noch mehr bevorzugt 0,4 Gew% bis 0,8 Gew%, noch mehr bevorzugt 0,4 Gew% bis 0,6 Gew%, noch mehr bevorzugt 0,5 Gew%, des mindestens einen weiteren Oxidationsmittels umfasst.

Die wässrige Zusammensetzung umfasst vorzugsweise 0,01 Gew% bis 1 Gew%, vorzugsweise 0,02 Gew% bis 0,9 Gew%, noch mehr bevorzugt 0,05 Gew% bis 0,8 Gew%, noch mehr bevorzugt 0,075 Gew% bis 0,7 Gew%, noch mehr bevorzugt 0,1 Gew% bis 0,6 Gew%, noch mehr bevorzugt 0,2 Gew% bis 0,6 Gew%, noch mehr bevorzugt 0,3 Gew% bis 0,6 Gew%, des mindestens einen organischen Phosphonats.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die wässrige Zusammensetzung 0,1 Gew% bis 3 Gew%, vorzugsweise 0,2 Gew% bis 2 Gew%, noch mehr bevorzugt 0,3 bis 1 Gew%, des mindestens einen Calciumsalzes umfasst.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Zusammensetzung im Wesentlichen wasserfrei. „Im Wesentlichen wasserfrei“, wie hier verwendet, bedeutet, dass die erfindungsgemäße Zusammensetzung nicht mehr als 10 Gew%, vorzugsweise nicht mehr als 5 Gew% Hydratwasser und/oder Konstitutionswasser umfasst.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Zusammensetzung weniger als 20 Gew%, vorzugsweise weniger als 10 Gew%, noch mehr bevorzugt weniger als 5 Gew%, noch mehr bevorzugt weniger als 1 Gew%, Wasser.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Zusammensetzung mindestens ein Alkalihydroxid umfasst.

Um die Reinigungswirkung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung zu erhöhen, umfasst diese mindestens ein Alkalihydroxid. Alkalihydroxide werden häufig für die Reinigung von Oberflächen verwendet, da sich einerseits die negativ geladenen Hydroxidionen sowohl am Schmutz als auch an der zu reinigenden Oberfläche anlagern, was zu einer elektrostatischen Abstoßung des Schmutzes führt, und andererseits Öle und Fette bei Anwesenheit von Hydroxiden in einer Verseifungsreaktion in wasserlösliche Seifen umgewandelt werden. „Alkalihydroxide“, auch als „Alkalimetallhydroxide“ bezeichnet, sind Hydroxide der Alkalimetalle und weisen die allgemeine

Formel MeOH (Me - Alkalimetall) auf. „Alkalihydroxide“ lösen sich unter starker Erwärmung leicht in Wasser unter Bildung stark alkalischer Lösungen.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das mindestens eine Alkalihydroxid NaOH, KOH oder LiOH ist, wobei besonders bevorzugt NaOH oder KOH eingesetzt wird.

Die wässrige Zusammensetzung umfasst vorzugsweise 0,1 Gew% bis 5 Gew%, vorzugsweise 0,2 Gew% bis 3 Gew%, noch mehr bevorzugt 0,3 Gew% bis 1,5 Gew%, noch mehr bevorzugt 0,4 Gew% bis 1 Gew%, noch mehr bevorzugt 0,4 Gew% bis 0,8 Gew%, noch mehr bevorzugt 0,5 Gew%, des mindestens einen Alkalihydroxids.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Kit zur Reinigung von Oberflächen und/oder zur Detektion von organischen Substanzen in einer Lösung oder auf einer Oberfläche umfassend a1) ein Behältnis umfassend eine Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 17 und b1) ein Behältnis umfassend mindestens ein Alkalihydroxid oder a2) ein Behältnis umfassend mindestens ein Alkalisalz der Permangansäure, Eisensäure und/oder Chromsäure wie in Anspruch 4 definiert, b2) ein Behältnis umfassend mindestens ein organisches Phosphonat wie in einem der Ansprüche 1 bis 3 defi niert und optional mindestens ein weiteres Oxidationsmittel wie in einem der Ansprüche 5 bis 8 definiert und c2) ein Behältnis umfassend mindestens ein Alkalihydroxid.

Die erfindungsgemäße Zusammensetzung kann auch als Teil eines Kits sein, der zur Reinigung von Oberflächen und/oder zur Detektion von organischen Substanzen in einer Lösung oder auf einer Oberfläche eingesetzt werden kann. Neben der erfindungsgemäßen Zusammensetzung umfasst der Kit ein Behältnis, in dem sich mindestens ein Alkalihydroxid, entweder in einer wässrigen Lösung oder im Wesentlichen wasserfrei, wie hierin definiert, befindet. Der Inhalt oder entsprechende Anteile des Inhalts der beiden Behältnisse können vor deren Benutzung vermengt, vermischt und/oder mit Wasser versehen werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das mindestens eine Alkalihydroxid NaOH, KOH oder LiOH.

Ein noch weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von Oberflächen und/oder zur Detektion von organischen Substanzen in einer Lösung oder auf einer Oberfläche umfassend den Schritt des Inkontaktbringens einer Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung oder einer Zusammensetzung erhältlich durch Vermischen der Komponenten in den Behältnissen a1 und b1 oder a2, b2 und b3 des erfindungsgemäßen Kits mit der zu reinigenden Oberfläche oder der Oberfläche oder Lösung, auf oder in der organische Substanzen bestimmt werden.

Die erfindungsgemäße Zusammensetzung kann in Verfahren zur Reinigung von Oberflächen und/oder zur Detektion von organischen Substanzen in einer Lösung oder auf einer Oberfläche eingesetzt werden. Entsprechende Verfahren sind dem Fachmann hinreichend bekannt und umfassen zumindest die Schritte des Aufbringens der erfindungsgemäßen Zusammensetzung auf eine zu reinigende Oberfläche und dessen Entfernung nach einer üblichen Einwirkzeit. Üblicherweise wird die Oberfläche anschließend mit Wasser gespült, um Reste der erfindungsgemäßen Zusammensetzung und evtl. noch vorhandene Schmutzreste zu entfernen.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft die Verwendung eines organischen Phosphonats zur Stabilisierung ei nes Salzes der Permangansäure, Eisensäure und/oder Chromsäure in einer Zusammensetzung, vorzugsweise in einer wässrigen Zusammensetzung.

Ein wesentlicher Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung von organischen Phosphonaten zur Stabilisierung von Salzen der Permangansäure, Eisensäure und Chromsäure vorzugsweise in wässrigen Lösungen. Es hat sich überraschender Weise gezeigt, dass organische Phosphonate in der Lage sind, derartige Salze zu stabilisieren. Dieser Aspekt der Erfindung ist nicht nur relevant für die Reinigung von Oberflächen und die Detektion von organischen Substanzen in einer Lösung oder auf einer Oberfläche sondern auch in anderen Fällen, in denen stabile wässrige Lösungen umfassend Salze der Permangansäure, Eisensäure und Chromsäure benötigt werden.

Die vorliegende Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele eingehender erläutert, ohne jedoch auf diese beschränkt zu sein. BEISPIELE:

Beispiel 1: Stabilität von Kaliumpermanganat-haltigen Zusammensetzungen

Zusammensetzungen und Versuchsplan:

Um die Stabilität von Permanganat in Kaliumpermanganathaltigen Zusammensetzungen zu untersuchen, wurden verschiedene Zusammensetzungen hergestellt:

Zusammensetzung A: 0,04 g Kaliumpermanganat 2 g 1-Hydroxyethan-(1,1-diphosphonsäure) (HEDP) 996,4 g Wasser

Zusammensetzung B: 0,04 g Kaliumpermanganat 2 g 2-Phosphonobutan-1,2,4-tricarbonsäure (PBTC) 996,4 g Wasser

Zusammensetzung C: 0,04 g Kaliumpermanganat 2 g Amino-tris(methylenphosphonsäure) (ATMP) 996,4 g Wasser

Zusammensetzung D: 0,04 g Kaliumpermanganat 2 g Diethylentriaminpenta(methylenphosphonsäure) (DTPMP) 996,4 g Wasser

Zusammensetzung E: 0,04 g Kaliumpermanganat 2 g Ethylendiamintetra(methylenphosphonsäure) (EDTMP) 996,4 g Wasser

Zusammensetzung F: 0,04 g Kaliumpermanganat 2 g 1-Hydroxyethan-(1,1-diphosphonsäure) (HEDP)

5 g NaOH 991,4 g Wasser

Zusammensetzung G: 0,04 g Kaliumpermanganat 2 g 2-Phosphonobutan-1,2,4-tricarbonsäure (PBTC)

5 g NaOH 991,4 g Wasser

Zusammensetzung H: 0,04 g Kaliumpermanganat 2 g Amino-tris(methylenphosphonsäure) (ATMP)

5 g NaOH 991,4 g Wasser

Zusammensetzung I: 0,04 g Kaliumpermanganat 2 g Diethylentriaminpenta(methylenphosphonsäure) (DTPMP)

5 g NaOH 991,4 g Wasser

Zusammensetzung J: 0,04 g Kaliumpermanganat 2 g Ethylendiamintetra(methylenphosphonsäure) (EDTMP)

5 g NaOH 991,4 g Wasser

Zusammensetzung K: 0,04 g Kaliumpermanganat 2 g 1-Hydroxyethan-(1,1-diphosphonsäure) (HEDP)

5 g NaOH 5 g Natriumperoxodisulfat 986,4 g Wasser

Zusammensetzung L: 0,04 g Kaliumpermanganat 2 g 2-Phosphonobutan-1,2,4-tricarbonsäure (PBTC)

5 g NaOH 5 g Natriumperoxodisulfat 986,4 g Wasser

Zusammensetzung M: 0,04 g Kaliumpermanganat 2 g Amino-tris(methylenphosphonsäure) (ATMP)

5 g NaOH 5 g Natriumperoxodisulfat 986,4 g Wasser

Zusammensetzung N: 0,04 g Kaliumpermanganat 2 g Diethylentriaminpenta(methylenphosphonsäure) (DTPMP)

5 g NaOH

Natriumperoxodisulfat 986,4 g Wasser

Zusammensetzung O: 0,04 g Kaliumpermanganat

2 g Ethylendiamintetra(methylenphosphonsäure) (EDTMP) 5 g NaOH 5 g Natriumperoxodisulfat 986,4 g Wasser

Die Komponenten der Zusammensetzungen A bis O wurden vermischt und in Wasser gelöst. Anschließend wurden die Zusammensetzungen bei 40°C für insgesamt 60 Minuten in einem geschlossenen Gefäß inkubiert. In den ersten 30 Minuten wurde nach jeweils nach 5 Minuten Inkubation die Absorption der wässrigen Zusammensetzungen bei 425 nm und bei 580 nm (Absorptionsmaximum von Permanganat) gemessen. Die Absorptionsabnahme der gemessenen Zusammensetzungen bei 580 nm zeigt die Reduktion von Kaliumpermanganat in der Lösung. Nach 30 Minuten wurde das Messinterval auf 10 Minuten verlängert. Je rascher die Abnahme der Absorption der Zusammensetzungen und somit die Reduktion des darin befindlichen Kaliumpermanganats erfolgt, desto ungeeigneter sind diese, um bei der Bestimmung des Vorhandenseins von organischen Verbindungen in Proben eingesetzt zu werden. Die Absorption bei Minute 0 jeder Zusammensetzung wurde mit 100% festgelegt, die Ergebnisse der Absorptionsmessungen zu den jeweiligen Zeitpunkten wurden zu jener bei Minute 0 korreliert.

Ergebnisse :

Tabelle A: Absorption der Zusammensetzungen A bis E bei 580 nm, wobei die Absorptionswerte bei Minute 0 mit 100% festgelegt wurde und die weiteren Messergebnisse der Untersuchung entsprechend korreliert wurden (Mittelwert von drei unabhängigen Messungen).

Da in vielen Reinigungslösungen Alkalihydroxide vorhanden sind, die für eine effizientere Reinigung sorgen, wurde untersucht, ob das Vorhandensein von NaOH einen Einfluss auf die Reduktion von Kaliumpermanganat hat.

Tabelle B: Absorption der Zusammensetzungen F bis J bei 580 nm, wobei die Absorptionswerte bei Minute 0 mit 100% festgelegt wurde und die weiteren Messergebnisse der Untersuchung entsprechend korreliert wurden (Mittelwert von drei unabhängigen Messungen).

Reinigungslösungen bzw. -Zusammensetzungen können ferner weitere Oxidationsmittel mit anorganische Peroxidasen und Persulfate umfassen. Auch der Einfluss solcher Oxidationsmittel auf die Stabilität von Kaliumpermanganat wurde analysiert.

Tabelle C: Absorption der Zusammensetzungen K bis O bei 580 nm, wobei die Absorptionswerte bei Minute 0 mit 100% festgelegt wurde und die weiteren Messergebnisse der Untersuchung entsprechend korreliert wurden (Mittelwert von drei unabhängigen Messungen).

Die Ergebnisse der Absorptionsmessungen zeigen eindeutig und eindrucksvoll, dass eine bestimmte Gruppe von organischen Phos-phonaten in der Lage ist, relativ stabile Kaliumpermanganatlösungen bereitzustellen. Der Einsatz von organischen Phosphona-ten, die organische Gruppen mit Heteroatomen aufweisen, führte dazu, dass Kaliumpermanganat rascher reduziert wird.

Claims

Patentansprüche :

1. Zusammensetzung zur Reinigung von Oberflächen und/oder zur Detektion von organischen Substanzen in einer Lösung oder auf einer Oberfläche umfassend a) mindestens ein Salz der Permangansäure, Eisensäure und/oder Chromsäure und b) mindestens ein organisches Phosphonat, wobei das mindestens eine organische Phosphonat eine allgemeine Formel (I)

. . 1 1 2 aufweist, wobei R ein organischer Rest, X OH oder OM! und X OH oder 0M2 ist, wobei Mx und M2 für ein Alkalimetallion oder Ammoniumion steht, wobei der organische Rest R1 ein einfach oder mehrfach substituierter oder unsubstituierter Ci-C12 Alkyl-Rest, C3-C10-Cycloalkyl-Rest oder C6-C14-Aryl-Rest ist, wobei der organische Rest an 1 bis 3 weiteren Phosphonatgruppen der allgemeinen Formel (I) gebunden sein kann.
2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei der Ci-C12 Alkyl-Rest, C3-C10-Cycloalkyl-Rest oder C6-C14-Aryl-Rest mit einem Ο4-Ο6 Al-kyl-Rest und/oder einem OH-Rest substituiert ist.
3. Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das mindestens eine organische Phosphonat ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus 1-Hydroxyethan-(1,1-diphosphonsäure), 2-Phosphonobutan-1,2,4-Tricarbonsäure und einem Salz, vorzugsweise Alkalisalz, davon.
4. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das mindestens eine Salz der Permangansäure, Eisensäure und/oder Chromsäure ein Alkalisalz ist, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Kaliumpermanganat, Kaliumferrat und Kaliumdichromat .
5. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Zusammensetzung mindestens ein weiteres Oxidationsmittel um fasst.
6. Zusammensetzung nach Anspruch 5, wobei das mindestens eine weitere Oxidationsmittel ausgewählt ist aus der Gruppe der Per sulfate oder der anorganischen Peroxide, insbesondere Wasser stoffperoxid.
7. Zusammensetzung nach Anspruch 6, wobei das Persulfat ein Salz der Peroxodischwefelsäure oder der Peroxomonoschwefelsäure ist.
8. Zusammensetzung nach Anspruch 6 oder 7, wobei das Persulfat ein Peroxodisulfat ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Nat- riumperoxodisulfat, Kaliumperoxodisulfat und Ammoniumperoxo- disulfat und/oder ein Peroxomonosulfat ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Kaliumperoxomonosulfat ist.
9. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Zusammensetzung mindestens ein Calciumsalz umfasst, welches vorzugsweise ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Calciumnitrat.
10. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Zusammensetzung das mindestens eine Salz der Permangansäure, Eisensäure und/oder Chromsäure in einem Gewichtsverhältnis zu dem mindestens einen organischen Phosphonats von 1:50 bis 1:500, vorzugsweise von 1:75 bis 1:300, noch mehr bevorzugt von 1:100 bis 1:200, umfasst.
11. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Zusammensetzung eine wässrige Zusammensetzung ist.
12. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Zusammensetzung mehr als 50 Gew%, vorzugsweise mehr als 70 Gew%, noch mehr bevorzugt mehr als 90 Gew%, Wasser umfasst.
13. Zusammensetzung nach Anspruch 11 oder 12, wobei die wässrige Zusammensetzung 0,1 Gew% bis 2 Gew%, vorzugsweise 0,2 Gew% bis 1,5 Gew%, noch mehr bevorzugt 0,3 Gew% bis 1 Gew%, noch mehr bevorzugt 0,4 Gew% bis 0,8 Gew%, noch mehr bevorzugt 0,4 Gew% bis 0,6 Gew%, noch mehr bevorzugt 0,5 Gew%, des mindestens einen weiteren Oxidationsmittels umfasst.
14. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei die wässrige Zusammensetzung 0,01 Gew% bis 1 Gew%, vorzugsweise 0,02 Gew% bis 0,9 Gew%, noch mehr bevorzugt 0,05 Gew% bis 0,8 Gew%, noch mehr bevorzugt 0,075 Gew% bis 0,7 Gew%, noch mehr bevorzugt 0,1 Gew% bis 0,6 Gew%, noch mehr bevorzugt 0,2 Gew% bis 0,6 Gew%, noch mehr bevorzugt 0,3 Gew% bis 0,6 Gew%, des mindestens einen organischen Phosphonats umfasst.
15. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei die wässrige Zusammensetzung 0,1 Gew% bis 3 Gew%, vorzugsweise 0,2 Gew% bis 2 Gew%, noch mehr bevorzugt 0,3 bis 1 Gew%, des mindestens einen Calciumsalzes umfasst.
16. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Zusammensetzung im Wesentlichen wasserfrei ist.
17. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 oder 16, wobei die Zusammensetzung weniger als 20 Gew%, vorzugsweise we niger als 10 Gew%, noch mehr bevorzugt weniger als 5 Gew%, noch mehr bevorzugt weniger als 1 Gew%, Wasser umfasst.
18. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei die Zusammensetzung mindestens ein Alkalihydroxid umfasst.
19. Zusammensetzung nach Anspruch 18, wobei das mindestens eine Alkalihydroxid NaOH, KOH oder LiOH ist.
20. Zusammensetzung nach Anspruch 18 oder 19, wobei die wässrige Zusammensetzung 0,1 Gew% bis 5 Gew%, vorzugsweise 0,2 Gew% bis 3 Gew%, noch mehr bevorzugt 0,3 Gew% bis 1,5 Gew%, noch mehr bevorzugt 0,4 Gew% bis 1 Gew%, noch mehr bevorzugt 0,4 Gew% bis 0,8 Gew%, noch mehr bevorzugt 0,5 Gew%, des mindestens einen Alkalihydroxids umfasst.
21. Kit zur Reinigung von Oberflächen und/oder zur Detektion von organischen Substanzen in einer Lösung oder auf einer Oberfläche umfassend a1) ein Behältnis umfassend eine Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 17 und b1) ein Behältnis umfassend mindestens ein Alkalihydroxid oder a2) ein Behältnis umfassend mindestens ein Alkalisalz der Permangansäure, Eisensäure und/oder Chromsäure wie in Anspruch 4 definiert, b2) ein Behältnis umfassend mindestens ein organisches Phosphonat wie in einem der Ansprüche 1 bis 3 definiert und optional mindestens ein weiteres Oxidationsmittel wie in einem der Ansprüche 5 bis 8 definiert und c2) ein Behältnis umfassend mindestens ein Alkalihydroxid.
22. Kit nach Anspruch 21, wobei das mindestens eine Alkalihydroxid NaOH, KOH oder LiOH ist.
23. Verfahren zur Reinigung von Oberflächen und/oder zur Detek tion von organischen Substanzen in einer Lösung oder auf einer Oberfläche umfassend den Schritt des Inkontaktbringens einer Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 20 oder einer Zusammensetzung erhältlich durch Vermischen der Komponenten in den Behältnissen a1 und b1 oder a2, b2 und b3 mit der zu reinigenden Oberfläche oder der Oberfläche oder Lösung, auf oder in der organische Substanzen bestimmt werden.
24. Verwendung eines organischen Phosphonats wie in einem der Ansprüche 1 bis 3 definiert zur Stabilisierung eines Salzes der Permangansäure, Eisensäure und/oder Chromsäure in einer Zusam mensetzung, vorzugsweise in einer wässrigen Zusammensetzung.