DEP0022690DA - Bactericidal cleaning agent - Google Patents
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Description
Gegenstand der Erfindung ist ein Reinigungsmittel, das wegen seiner gleichzeitigen reinigenden und keimtötenden Wirkung besonders zur Verwendung in der Nahrungsmittelindustrie geeignet ist.The invention relates to a cleaning agent which, because of its simultaneous cleaning and germicidal effect, is particularly suitable for use in the food industry.
Die in der Nahrungsmittelindustrie (einschliesslich Dosenkonservierung, Flaschenfüllung, Molkereien, Volksküchen u.dgl.) allgemein üblichen Reinigungsmittel bestehen aus Mischungen eines alkalisch reagierenden anorganischen Reinigungsmittels, da solche eine starke eiweisslösende Wirkung besitzen und deswegen für die Entfernung von Eiweissresten besonders wertvoll sind, mit einem organischen Reinigungsmittel, da die üblichen organischen Reinigungsmittel als Generalreinigungsmittel mehr Wirkung als die alkalisch reagierenden anorganischen Reinigungsmittel besitzen und insbesondere wirksamer fettigen und öligen Schmutz entfernen. In solchen Zusammensetzungen benutzte organische Reinigungsmittel sind Verbindungen mit einem wirksamen Anion, z.B. die üblichen Alkalimetallseifen, sowie Alkyl- und Aralkylsulfate und -sulfonate.The detergents commonly used in the food industry (including canning, bottle filling, dairies, folk kitchens, etc.) consist of mixtures of an alkaline-reacting inorganic detergent, as these have a strong protein-dissolving effect and are therefore particularly valuable for removing protein residues Organic cleaning agents, since the usual organic cleaning agents are more effective as general cleaning agents than the alkaline-reacting inorganic cleaning agents and in particular remove greasy and oily dirt more effectively. Organic detergents used in such compositions are compounds having an effective anion such as the common alkali metal soaps, as well as alkyl and aralkyl sulfates and sulfonates.
In der Nahrungsmittelindustrie und auch in einer Anzahl anderer Gewerbezweige ist es üblich, die gereinigten Gegenstände im Anschluss an die Reinigung zu sterilisieren. In den letzten Jahren hat man für eine solche Sterilisierung bestimmte keim- und bakterientötende Verbindungen von quaternärem Typ benutzt, da man gefunden hatte, dass eine Anzahl von Verbindungen solcher Art sogar noch in stark verdünnter Lösung ausserordentlich bakterizid wirken. Da viele dieser quaternären Verbindungen mit bakteriziden Eigenschaften gleichzeitig auch noch flächenwirksame Mittel sind und eine Reinigungswirkung besitzen, hat man vielseitige Anstrengungen gemacht, sie in die Zusammensetzung von Reinigungsmitteln einzubeziehen. Die bisherigen Versuche jedoch, ein kombiniertes Allzweckreinigungs- und bakterizid wirkendes Mittel durch Einverleibung einer bakterizid wirkenden Verbindung von quaternärem Typ in die bisher benutzten Zusammensetzungen herzustellen und dadurch Reinigung und Sterilisierung in einem einzigen Arbeitsgang zu vereinigen, blieben ohne Erfolg. Denn da die bakteriziden Verbindungen von quaternärem Typ ein wirksames Kation besitzen, so lassen sie sich nicht in reinigenden und bakteriziden Zusammensetzungen zusammen mit den alkalischen anorganischen Reinigungsmitteln und den üblichen organischen Reinigungsmittel mit aktivem Anion unterbringen; die Hinzufügung der bakteriziden quaternären Verbindungen mit aktivem Kation würde mit dem Anion der organischen Reinigungsmittel zur Bildung einer Ausfällung führen und damit die vorteilhaften Wirkungen beider Bestandteile vernichten.In the food industry, and also in a number of other industries, it is customary to sterilize the cleaned items after cleaning. In recent years certain germicidal and bactericidal compounds of the quaternary type have been used for such sterilization, since it has been found that a number of compounds of this type have an extremely bactericidal effect even in very dilute solution. Since many of these quaternary compounds with bactericidal properties are also surface-active agents and have a cleaning effect at the same time, many efforts have been made to include them in the composition of cleaning agents. However, attempts to date to produce a combined all-purpose cleaning and bactericidal agent by incorporating a bactericidal compound of quaternary type into the compositions previously used and thereby combining cleaning and sterilization in a single operation have been unsuccessful. Since the quaternary type bactericidal compounds have an effective cation, they cannot be incorporated into detergent and bactericidal compositions together with the alkaline inorganic detergents and the usual organic detergents with active anions; the addition of the bactericidal quaternary compounds with active cation would interact with the anion of the organic detergent to form a precipitate lead and thus destroy the beneficial effects of both components.
Es wurde nun gefunden, dass sich ein Allzweckreinigungsmittel, das eine grosse Zeit- und Kostenersparnis der bisher in der Nahrungsmittelindustrie üblichen Arbeitsvorgänge für Reinigung und Keimtötung ermöglicht, durch Vereinigung eines alkalisch wirkenden anorganischen Reinigungsmittels mit einem nicht ionisierenden organischen Reinigungsmittel und einer quaternären bakterizid wirkenden Verbindung schaffen lässt. Diese drei Komponenten vertragen sich in wässriger Lösung in praktisch jedem Verhältnis und können deshalb in Form eines einzigen Präparates herausgebracht werden, das nicht nur ausgezeichnet reinigend, sondern auch bakterizid wirkt, so dass Reinigung und Keimtötung in einem einzigen Arbeitsgang durchgeführt werden können.It has now been found that an all-purpose cleaning agent, which saves a great deal of time and money in the processes for cleaning and killing germs that have hitherto been common in the food industry, can be created by combining an alkaline inorganic cleaning agent with a non-ionizing organic cleaning agent and a quaternary bactericidal compound leaves. These three components are compatible in practically every ratio in aqueous solution and can therefore be brought out in the form of a single preparation that not only has an excellent cleaning effect, but also has a bactericidal effect, so that cleaning and germicide can be carried out in a single operation.
Das in der erfindungsgemässen Zusammensetzung benutzte alkalisch wirkende anorganische Reinigungsmittel kann irgendein Alkalimetallsalz sein, wie es für solche Zwecke allgemein bekannt ist. Als bevorzugtes Anwendungsbeispiel eines solchen alkalisch wirkenden anorganischen Reinigungsmittels seien Alkalimetallsilikate, z.B. Natrium- oder Kaliumorthosilikat, -anderthalb(sesqui)silikat und -metasilikat, und Alkalimetallphosphate, z.B. Natrium- und Kaliumorthophosphat, -pyrophosphat und -metaphosphat, genannt. Im allgemeinen werden wegen ihrer Billigkeit Natriumsalze benutzt; natürlich können auch Kaliumsalze verwendet werden; sie sind unter Umständen sogar vorzuziehen, da sie im allgemeinen etwa besser wasserlöslich sind als die Natriumsalze und dadurch die Möglichkeit der Herstellung etwa konzentrierterer wässriger Lösungen oder Suspensionen für Verkauf und Gebrauch bieten.The alkaline-acting inorganic cleaning agent used in the composition according to the invention can be any alkali metal salt which is generally known for such purposes. Alkali metal silicates, e.g. sodium or potassium orthosilicate, one and a half (sesqui) silicate and metasilicate, and alkali metal phosphates, e.g. sodium and potassium orthophosphate, pyrophosphate and metaphosphate, may be mentioned as a preferred application example of such an alkaline-acting inorganic cleaning agent. Sodium salts are generally used because of their cheapness; of course, potassium salts can also be used; they may even be preferable because they are generally more soluble in water than the sodium salts and thus offer the possibility of producing more concentrated aqueous solutions or suspensions for sale and use.
Die erfindungsgemäss benutzte zweite Reinigungskomponente in Form einer keine Ionen bildenden organischen Verbindung findet sich unter den wasserlöslichen Polyalkylenoxyd-Kondensationsprodukten solcher wasserunlöslichen monomeren organischen Verbindungen, die wenigstens sechs Kohlenstoffatome und ein wirksames Wasserstoffatom in einem Molekül enthalten (das sind organische Verbindungen mit einer Hydroxyl-, Carboxyl-, Amido-, Amino- oder Mercapto-Gruppe), in welchem ein wirksames Wasserstoffatom durch das Radikal eines Polyglykoläthers ersetzt ist, der eine ausreichende Anzahl von Alkylenoxy-Gruppen enthält, um in wasserlöslich zu machen. Solche Verbindungen sind in der Technik wohlbekannt und z.B. in den U.S.-Patentschriften 1 970 578 von Schoeller,2 205 021 von Schütte u.a. und 2 213 477 von Steindorff u.a. beschrieben. Sie können durch folgende allgemeine Formel veranschaulicht werden:The second cleaning component used according to the invention in the form of an organic compound which does not form ions is found among the water-soluble polyalkylene oxide condensation products of those water-insoluble monomeric organic compounds which contain at least six carbon atoms and one active hydrogen atom in one molecule (these are organic compounds with a hydroxyl, carboxyl -, amido, amino or mercapto group) in which an effective hydrogen atom is replaced by the radical of a polyglycol ether which contains a sufficient number of alkyleneoxy groups to make it water-soluble. Such compounds are well known in the art and are described, for example, in U.S. Patents 1,970,578 to Schoeller, 2,205,021 to Schütte et al., And 2,213,477 to Steindorff et al. They can be illustrated by the following general formula:
R-X-(CHR(sub)1-CHR(sub)2-O)(sub)x-HR-X- (CHR (sub) 1-CHR (sub) 2-O) (sub) x -H
in welcher R ein wasserabweisendes Radikal, z.B. der Rest eines wasserunlöslichen höheren Fettalkoholes oder der Rest eines Alkylphenoles, vorzugsweise eines solchen mit wenigstens sechs Alkylkohlenstoffatomen, ein Acylradikal, ein Rest eines Amides, der Rest eines Mercaptans oder der Rest eines primären oder sekundären Amins, X Sauerstoff oder Schwefel und R(sub)1 und R(sub)2 Wasserstoff oder ein niedrigeres Alkylradikal sind, während x eine ganze Zahl von wenigstens drei und zweckmässig sechs oder höher bedeutet. Solche Verbindungen lassen sich leicht durch Kondensation einer wasserunlöslichen monomeren organischen Verbindung mit wenigstens sechs Kohlenstoffatomen von der oben beschriebenen Art mit einem Alkylenoxyd, z.B. Äthylenoxyd oder Propylenoxyd in einer zur Bildung eines wasserlöslichen Produktes ausreichenden Menge herstellen. Die anzuwendende genaue Menge von Alkylenoxyd (d.h. die relative Länge des Polyglykolätherradikales) richtet sich nach der jeweiligen wasserunlöslichen Verbindung, die bei der Herstellung Verwendung findet. Als passende Regel kann gelten, dass für je zwei Kohlenstoffatome in der löslich zu machenden Verbindung wenigstens 1 Mol Äthylenoxyd benutzt wird. Beispiele solcher Verbindungen, die für die praktische Ausführung der Erfindung benutzt werden können, sind die Polyglykoläther höherer aliphatischer Alkohole, wie Lauryl-, Oleyl-, Octadecylmercaptan u.dgl., oder die entsprechenden Mercaptane, z.B. Dodecylmercaptan oder Mischungen höherer aliphatischer Alkohole, wie sie durch Hydrierung von Fettsäuren tierischen oder pflanzlichen Ursprungs erhalten werden, z.B. Säuremischungen aus tierischen oder pflanzlichen Fetten oder Ölen, wie Kokosnussöl, Specköl, Talg usw. Für die Erfindung besonders geeignet sind ferner die Polyglykoläther, die man durch Behandlung von Alkylphenolen, vorzugsweise solchen mit wenigstens sechs Alkylkohlenwasserstoffatomen, wie die Butyl- und Diamylphenole und -kresole, Tripropylphenole, Isooctylphenole oder gemischte Alkylphenole, wie man sie bei der Alkylierung von Phenolen oder Kresolen erhält, mit gemischten Olefinen, wie sie als Nebenprodukte bei der Petroleumraffination anfallen, z.B. gemischten C(sub)7-C(sub)12-Olefinen, oder einem Dialkylderivat, das man bei der Dialkylierung von Phenol oder Kresolen mit niedrigeren Olefinen, z.B. den bei der Petroleumgewinnung als Nebenprodukt entstehenden C(sub)3-C(sub)5-Olefinen, erhält, oder mit den Polyglykoläthern entsprechender alkylierter Arylmercaptane herstellen kann. Das mit Wasser verträgliche Polyglykolradikal der vorstehend definierten Polyglykoläther enthält etwa eine Alkylenoxygruppe auf je zwei Kohlenstoffatome in dem wasserabweisenden Teil des Moleküles, z.B. dem benutzten Phenol- oder Alkoholrest. Solche Verbindungen sollen im Nachstehenden unter dem Begriff eines organischen, nichtionisierenden Polyglykoläther-Reinigungsmittels verstanden werden.in which R is a water-repellent radical, e.g. the residue of a water-insoluble higher fatty alcohol or the residue of an alkylphenol, preferably one with at least six alkyl carbon atoms, an acyl radical, a residue of an amide, the residue of a mercaptan or the residue of a primary or secondary amine, X Oxygen or sulfur and R (sub) 1 and R (sub) 2 are hydrogen or a lower alkyl radical, while x is an integer of at least three and suitably six or higher means. Such compounds are readily prepared by condensing a water-insoluble monomeric organic compound having at least six carbon atoms of the type described above with an alkylene oxide, e.g., ethylene oxide or propylene oxide, in an amount sufficient to form a water-soluble product. The exact amount of alkylene oxide to be used (i.e. the relative length of the polyglycol ether radical) depends on the respective water-insoluble compound that is used in the manufacture. A suitable rule can be that for every two carbon atoms in the compound to be solubilized, at least 1 mol of ethylene oxide is used. Examples of such compounds which can be used in the practice of the invention are the polyglycol ethers of higher aliphatic alcohols such as lauryl, oleyl, octadecyl mercaptan and the like, or the corresponding mercaptans such as dodecyl mercaptan or mixtures of higher aliphatic alcohols such as them are obtained by hydrogenation of fatty acids of animal or vegetable origin, for example acid mixtures of animal or vegetable fats or oils, such as coconut oil, lard oil, tallow, etc. For the invention, the polyglycol ethers, which are obtained by treating alkylphenols, preferably those with at least six alkyl hydrocarbon atoms, such as the butyl and diamyl phenols and cresols, tripropyl phenols, isooctyl phenols or mixed alkyl phenols, such as those found in the alkylation of phenols or cresols obtained with mixed olefins, such as are obtained as by-products in petroleum refining, for example mixed C (sub) 7-C (sub) 12-olefins, or a dialkyl derivative that is obtained in the dialkylation of phenol or cresols with lower olefins, for example the C (sub) 3-C (sub) 5-olefins formed as a by-product in petroleum production, is obtained, or can produce corresponding alkylated aryl mercaptans with the polyglycol ethers. The water-compatible polyglycol radical of the polyglycol ethers defined above contains approximately one alkyleneoxy group for every two carbon atoms in the water-repellent part of the molecule, e.g. the phenol or alcohol radical used. In the following, such compounds are to be understood as meaning an organic, non-ionizing polyglycol ether cleaning agent.
Die als dritter Bestandteil der Erfindung benutzten keimtötenden quaternären Verbindungen können beliebige der bekannten Verbindungen dieser Art mit quaternärem Kation sein, z.B. Alkyl-(8-18-Kohlenstoffe)-Dimethyl-3,4-Dichlor-benzyl-Ammoniumchlorid, Alkyl(8-18 Kohlenstoffe)-Dimethyl-benzyl-Ammoniumchlorid, Benzyl-Decyl-Piperidinchlorid, 6-Benzyloxy-Benzyl-Chinolinchlorid u.dgl.The germicidal quaternary compounds used as the third component of the invention can be any of the known compounds of this type having a quaternary cation, for example alkyl (8-18 carbons) dimethyl-3,4-dichlorobenzyl ammonium chloride, alkyl (8-18 Carbons) -Dimethyl-benzyl-ammonium chloride, benzyl-decyl-piperidine chloride, 6-benzyloxy-benzyl-quinoline chloride and the like.
Wiewohl die in der erfindungsgemässen Zusammensetzung benutzten alkalisch reagierenden anorganischen Reinigungsmittel und keine Ionen bildenden organischen Polyglykoläther-Verbindungen in der verdünnten wässrigen Spüllösung in weiten Grenzen miteinander mischbar sind, ist es häufig zweckmässig, die neue Zusammensetzung für den Verkauf in die Form konzentrierter wässriger Lösungen zu bringen. Obwohl die nicht ionisierenden Polyglykolätherverbindungen in allen Verhältnissen mit Wasser mischbar sind, wurde festgestellt, dass bei hoher Konzentration der wässrigen Lösung die alkalisch reagierenden anorganischen Bestandteile einen aussalzenden Effekt auf die Polyglykoläther-Verbindungen ausüben, wenn ihr Gehalt verhältnismässig gross ist. Ihr Mengenanteil sollte deshalb nicht gewichtsmässig den Anteil an alkalisch reagierenden anorganischen Reinigungsmitteln überschreiten. Im allgemeinen ist es zweckmässig, den alkalisch reagierenden anorganischen Bestandteil im Überschuss zu verwenden, da er die billigere von den beiden Komponenten ist. Gleichwohl muss eine ausreichende Menge der Polyglykoläther-Komponente benutzt werden, um eine vollständige Reinigungswirkung der Mischung sicherzustellen. Hierfür sollte die Polyglykoläther-Komponente wenigstens in einer Gewichtsmenge von 5% von dem alkalisch reagierenden anorganischen Reinigungsmittel verwandt werden; das bevorzugte Gewichtsverhältnis der Polyglykoläther-Komponente zum alkalisch reagierenden anorganischen Reinigungsmittel liegt im Bereich von 1 : 4 bis 1 : 1. Die als dritte wesentliche Komponente benutzte bakterizid wirkende quaternäre Verbindung braucht nur in einer solchen Menge zugesetzt zu werden, die ausreicht, ihre Wirkung in der mit Wasser verdünnten Gebrauchslösung sicherzustellen. Die unterste Betragsgrenze für den Zusatz der quaternären Verbindung richtet sich deshalb nach der jeweiligen chemischen Natur dieser Verbindung und ihrer bakteriziden Wirkung; benutzt man z.B. ein höheres Alkyl-(8-18 Kohlenstoffatome)-Dimethyl-3,4-Dichlor- benzyl-Ammoniumchlorid, so ist bereits eine Zusatzmenge von 0,1% der Gesamtmenge auf wasserfreier Basis ausreichend. Da jedoch viele dieser quaternären Verbindungen selbst flächenwirksame Reinigungsmittel sind, können sie auch in grösseren Mengen bis zu einer Menge benutzt werden, die der Menge der Polyglykoläther-Verbindung entspricht, ohne dass sich eine Unverträglichkeit der quaternären Verbindung mit dem alkalisch reagierenden anorganischen Reinigungsmittel bemerkbar macht. Wie bereits oben festgestellt wurde, werden die neuen Zusammensetzungen vorzugsweise in Form konzentrierter, wässriger Lösungen in den Handel gebracht; die zulässige Konzentration, die ohne Abtrennung eines der Bestandteile erreichbar ist, hängt von der Natur des alkalisch reagierenden anorganischen Reinigungsmittels oder der Mischung solcher anorganischen Stoffen, die benutzt wird, und dem relativen Gehalt an Polyglykoläther-Verbindungen ab. Der Sachverständige wird nach den gemachten Angaben keine Schwierigkeiten haben, die drei Komponenten in jeder erforderlichen Weise zusammenzustellen und die zulässige Höchstkonzentration zu bestimmen. Im allgemeinen hat sich eine 25%ige Lösung bewährt.Although the alkaline-reacting inorganic cleaning agents and non-ion-forming organic polyglycol ether compounds used in the composition according to the invention can be mixed with one another within wide limits in the dilute aqueous rinsing solution, it is often expedient to use the to bring new composition for sale in the form of concentrated aqueous solutions. Although the non-ionizing polyglycol ether compounds are miscible with water in all proportions, it has been found that at a high concentration of the aqueous solution the alkaline-reacting inorganic constituents have a salting-out effect on the polyglycol ether compounds if their content is relatively high. Their proportions should therefore not exceed, by weight, the proportion of alkaline-reacting inorganic cleaning agents. In general, it is expedient to use the alkaline-reacting inorganic component in excess, since it is the cheaper of the two components. However, a sufficient amount of the polyglycol ether component must be used to ensure a complete cleaning effect of the mixture. For this purpose, the polyglycol ether component should be used in at least 5% by weight of the alkaline-reacting inorganic cleaning agent; the preferred weight ratio of the polyglycol ether component to the alkaline inorganic cleaning agent is in the range from 1: 4 to 1: 1 of the working solution diluted with water. The lowest amount limit for the addition of the quaternary compound is therefore based on the respective chemical nature of this compound and its bactericidal effect; one uses e.g. a higher alkyl- (8-18 carbon atoms) -dimethyl-3,4-dichloro- benzyl ammonium chloride, an additional amount of 0.1% of the total amount on an anhydrous basis is sufficient. However, since many of these quaternary compounds are surface-active cleaning agents themselves, they can also be used in larger amounts up to an amount which corresponds to the amount of the polyglycol ether compound, without any incompatibility of the quaternary compound with the alkaline-reacting inorganic cleaning agent becoming noticeable. As stated above, the new compositions are preferably marketed in the form of concentrated aqueous solutions; the permissible concentration that can be achieved without separating one of the constituents depends on the nature of the alkaline-reacting inorganic cleaning agent or the mixture of such inorganic substances that is used and the relative content of polyglycol ether compounds. According to the information provided, the expert will have no difficulty in putting the three components together in any required way and determining the maximum permissible concentration. In general, a 25% solution has proven itself.
Zur beispielsweisen Veranschaulichung der Erfindung werden im Nachstehenden einige besonders zweckmässige Zusammensetzungen nach der Erfindung gegeben. Die folgenden Zusammensetzungen liessen keine Abscheidung einzelner Bestandteile unter beliebigen Lagerungsbedingungen erkennbar; wurden sie für Reinigungszwecke in einer Menge von ungefähr 10 Gramm pro Liter mit Wasser verdünnt, so besassen sie in dieser Konzentration ausgezeichnete reinigende und bakterizide Eigenschaften.To illustrate the invention by way of example, some particularly useful compositions according to the invention are given below. The following compositions did not show any separation of individual constituents under any storage conditions; if they were diluted with water in an amount of about 10 grams per liter for cleaning purposes, they possessed in this concentration has excellent cleaning and bactericidal properties.
Zusammensetzung 1:Composition 1:
Kaliumpyrophosphat 5 gPotassium pyrophosphate 5 g
Natriummetasilikat 2 gSodium metasilicate 2 g
Glyceryl-Monococat-Polyglykoläther 2,5 gGlyceryl monococate polyglycol ether 2.5 g
höheres Alkyl-Dimethyl-Benzyl-Ammoniumchlorid 0,2 ghigher alkyl dimethyl benzyl ammonium chloride 0.2 g
Wasser 90,3 gWater 90.3 g
Zusammensetzung 2:Composition 2:
Kaliumpyrophosphat 5 gPotassium pyrophosphate 5 g
Natriummetasilikat 2 gSodium metasilicate 2 g
Glyceryl-Monococat-Polyglykoläther 2,5Glyceryl monococate polyglycol ether 2.5
höheres Alkyl-Dimethyl-Benzyl-Ammoniumchlorid 0,2 ghigher alkyl dimethyl benzyl ammonium chloride 0.2 g
Wasser 50 gWater 50 g
Zusammensetzung 3:Composition 3:
Kaliumpyrophosphat 5 gPotassium pyrophosphate 5 g
Glyceryl-Monococat-Polyglykoläther 2,5 gGlyceryl monococate polyglycol ether 2.5 g
höheres Alkyl-Dimethyl-Benzyl-Ammoniumchlorid 0,2 ghigher alkyl dimethyl benzyl ammonium chloride 0.2 g
Wasser 50 gWater 50 g
Zusammensetzung 4:Composition 4:
Kaliumpyrophosphat 10 gPotassium pyrophosphate 10 g
Natriummetasilikat 2 gSodium metasilicate 2 g
Alkylphenol-Polyglykoläther 10 gAlkylphenol polyglycol ether 10 g
höheres Alkyl-Dimethyl-Benzyl-Ammoniumchlorid 50 ghigher alkyl dimethyl benzyl ammonium chloride 50 g
Wasser 28 g.Water 28 g.
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