WO2018195577A1 - Zusammensetzung zur reinigung von oberflächen - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to composition for Rei ⁇ nist of surfaces and / or for the detection of organic substances in a solution or on a surface.
  • the present invention therefore relates to a Caribbeanset ⁇ Zung for cleaning surfaces and / or for the detection of organic substances in a solution or on a surface comprising a) at least one salt of permanganic acid, iron acid and / or chromic acid,
  • R 1 is an organic radical, X 1 OH or OMi and X 2 OH or OM 2 , where Mi and M 2 is an alkali metal ion or Ammo ⁇ niumion, wherein the organic radical R 1 is a mono- or polysubstituted or unsubstituted is C 1 -C 12 alkyl radical, C 3 -Cio cycloalkyl group, or C 6 -C 4 aryl radical, where the orga ⁇ African residue at the 1 to 3 further phosphonate ERAL ⁇ NEN formula (I) bound can be.
  • organic phosphonates as defined above can be used instead of phosphates in cleaning ⁇ agent.
  • the organic phosphonates according to the invention is set ⁇ are characterized above all in that the location in the stability and thus the shelf life of the salts of the Permangan ⁇ acid, iron acid and chromic acid therein are significantly increase. This is, inter alia, to the effect surprising, because salts of the abovementioned acids - as strong oxidizing agents - are able to oxidize a ⁇ hand, organic compounds.
  • GE ⁇ shows that organic phosphonates, whose organic radicals hetero- roalkyl-, heterocycloalkyl or heteroaryl radicals comprising a stable composition in terms of the located in the Caribbeanset ⁇ wetting salts of permanganic acid iron and / or chromic acid yield. That is to say that organic phosphonates comprising heteroalkyl, heterocycloalkyl and / or heteroaryl radicals are not suitable for use in a composition according to the invention since the salts of permanganic acid, iron acid and chromic acid are surprisingly destabilized so that they are no longer used as color indicator can be used for the detection of African orga ⁇ compounds.
  • non-organic phosphonates of the invention there would be ei ⁇ ner undesirable color change in the composition, whereby it is no longer suitable, organic substances by Far ⁇ banding, such as described in WO 03/035812, nachzuwei ⁇ sen.
  • organic phosphonates show the way, a passageway defined ⁇ a stabilizing and no destabi ⁇ l mustden effect have to salts of permanganic acid and chromic acid iron.
  • the organic Phos ⁇ phonate according to the invention only comprise homoalkyl, alkyl- and Homocycloal- Homoaryl radicals, that is, these radicals have neither an 0-, S- or N-atom in the chain or in the ring in place of carbon atoms.
  • organic phosphonates such as amino tris (methylenephosphonic acid) (ATMP), diethylene triamine penta (methylenephosphonic acid) (DTPMP) and ethylenediaminetetra (methylenephosphonic acid) (EDTMP) comprising heteroalkyls result in rapid reduction of the salts of permanganic acid, iron acid and chromic acid lead while HEDP and PBTC, both have no heteroalkyl, do not show this self-sheep ⁇ th.
  • ATMP amino tris
  • DTPMP diethylene triamine penta
  • ETMP ethylenediaminetetra
  • An organic phosphonate is suitable when it within 30 minutes at room temperature (40 ° C) up to 30%, preferably ma ⁇ ximal 25%, even more preferably at most 20%, Mn for the OF INVENTION ⁇ to the invention
  • Purpose (VII) in Permanent ganate
  • This reaction can ⁇ example, at an absorbance of 425 nm (absorption maximum of Mn (VI)) are measured. If a more rapid reduction of the salts of permanganic acid, iron acid and chromic acid can be only partly used for the determination of or ⁇ ganic compounds in a sample ent ⁇ speaking compositions, because it not thereby istfestworth possible if the reduction of the salts in fact of the examined sample comes.
  • the inventive composition may be several various ⁇ dene salts of permanganic acid and chromic acid iron umfas ⁇ sen, wherein the composition salts with the same anion and un ⁇ teretzlichen cations and / or salts may comprise with different anions, and the same cation.
  • the composition according to the invention comprises at least two, even more preferably at least three, even more preferably at least five, salts of permanganic acid, iron acid and / or chromic acid.
  • Salts of permanganic, iron acid and chromic acid are be ⁇ knew oxidant.
  • the inventive composition can in addition to these at least oxidant, preferably min ⁇ two still more preferably at least three more be ⁇ vorzugt least four, comprise least, another oxidizing agent. This means that these other oxidants are not salts of Permangan ⁇ acid, iron acid and chromic acid.
  • composition of the invention comprises at least one, preferably at least two, more preferably at least three, even more preferably at least four, organic phosphonates.
  • “Phosphonates” are organic compounds ("organic phosphonates”) of phosphonic acid (H 3 PO 3 ).
  • An "organic phosphonate” according to the present invention has the general formula
  • R is an organic radical, XI OH or OM1 and OM2 X2 or OH, wherein Ml and M2 may represent an alkali metal ion or ammonium ⁇ niumion.
  • the organic radical Rl may be a substitu ⁇ FOURTH or unsubstituted C1-C12 alkyl radical, C3-C10-cycloalkanes alkyl radical or C6-C14-aryl radical, where the organic radical of 1 to 3 further phosphonate of the general formula (I) can be bound.
  • Organic phosphonate compounds may have the general structure R-PO (OH) 2 , where R may be an alkyl or aryl radical or other organic radical. If a phosphonate contains more than one of these organic phosphonates, this is referred to as bisphosphonates or polyphosphonates.
  • Organic phos phonate ⁇ may be acids or as salts, preferably as Al ⁇ kalimetallsalze be present.
  • composition according to the invention which may be present in solid form or as an aqueous solution, is suitable on account of existing oxidizing agent for cleaning and Desinfek ⁇ tion of surfaces, in particular of metallic, ceramic or glass surfaces, which are resistant to Oxidatidationsmitteln substantially.
  • a preferred exporting ⁇ approximate shape of the present invention comprise or consist to be cleaned metallic surfaces made of stainless steel and / or inert metal (such as platinum, gold) or metal alloys, said surfaces comprising stainless steel are made of, or special ⁇ DERS preferred since these Usually used in the production ⁇ plants of the pharmaceutical industry and in the food ⁇ production (including the beverage production such as wine and beer production) are used. Pipes and Be ⁇ ratios of any kind are particularly preferred with the inventive composition cleaned and disinfected. Accordingly, a surface may be any shape and part of any object.
  • Verunreini ⁇ conditions of any kind may be removed from a surface.
  • impurities of für herein ⁇ industry eg fat and protein deposits, branded life ⁇ medium residues
  • the pharmaceutical industry are cleaned (eg residues from the preparation of medicines).
  • ⁇ reduction according to the invention can also be used for disinfection of surfaces ⁇ to.
  • cells of any kind especially micro Orga ⁇ mechanisms such as bacteria, archaea, fungi, algae and protozoa, but also animal, human and plant cells destroyed or damaged at least so far that they are no longer viable.
  • viruses can also be rendered harmless with the composition according to the invention.
  • the composition according to the invention can be used either batchwise (ie discontinuously) or continuously (for example by passing the aqueous cleaning solution according to the invention through pipes or containers to be cleaned).
  • the composition according to the invention is particularly preferably used in the context of a CIP process ("cleaning in place” process, localized purification process) .
  • CIP processes generally comprise a plurality of process steps such as (1) preprocessing. len, to remove coarse contamination, (2) cleaning with egg ⁇ nem alkaline agent (usually an alkali metal hydroxide), (3) Entfer ⁇ drying of the cleaning agent by rinsing with water, (4) optio ⁇ dimensional acid treatment for removal of calcium deposits ( 5) optional removal of the acid with water and (6) disinfection.
  • At least step (2) of a CIP process is always carried out with Tempe ⁇ temperatures of at least 70 ° C, to allow efficient cleaning of the alkaline agent.
  • the C1-C12 alkyl radical, C3-Cio-cycloalkyl radical or CQ- Ci4-aryl radical is substituted with a CI-C ⁇ alkyl radical and / or an OH radical.
  • the organic phosphonates used according to the invention may comprise substituted and unsubstituted C 1 -C 12 -alkyl radicals, C 3 -C 10 -cycloalkyl radicals or C 6 -C 14 -aryl radicals. These radicals are particularly preferably substituted by C 1 -C 6 -alkyl radical and / or by ei ⁇ nem OH radical substituted.
  • the at least one organic phosphonate is selected from the group consisting of 1-hydroxyethane (1, 1-diphosphonic acid) (HEDP), 2-phosphonobutane-l, 2, 4-tricarboxylic acid (PBTC) and a salt, preferably an alkali metal salt (sodium, Ka ⁇ lium- or lithium salt) or ammonium salt thereof.
  • HEDP 1-hydroxyethane
  • PBTC 2-phosphonobutane-l
  • PBTC 2-triarboxylic acid
  • a salt preferably an alkali metal salt (sodium, Ka ⁇ lium- or lithium salt) or ammonium salt thereof.
  • Persulfates are salts of peroxodisulfuric acid H 2 S 2 O 8 or peroxomonosulfuric acid H 2 SO 5 and have a high oxidation potential, which makes them suitable for cleaning and / or disinfecting surfaces.
  • the at least ahead ⁇ a persulfate is a salt of persulfuric acid or peroxomonosulfuric acid.
  • the at least one persulfate is a peroxo disulfate selected from the group consisting of Natriumperoxo- disulfate, and potassium peroxodisulfate, ammonium peroxodisulfate and / or a peroxymonosulfate selected from the group ⁇ best starting from potassium peroxymonosulfate.
  • the composition comprises at least one calcium salt, which is preferably selected from the group consisting of calcium nitrate.
  • composition of the invention comprises the at least one salt of permanganic acid, ferric acid and / or chromic acid in a weight ratio to the at least one organic phosphonate of preferably from 1:50 to 1: 500, preferably from 1:75 to 1: 300, more preferably from 1 : 100 to 1: 200.
  • composition of the invention may be provided in both the materiality ⁇ union anhydrous and in aqueous form ⁇ to.
  • the composition is an aqueous composition.
  • the composition comprises added water, the aqueous composition preferably being prepared by initially introducing water and adding the individual components.
  • the vorlie ⁇ constricting invention comprises the aqueous composition comprises more than 30 wt%, preferably more than 40 wt%, more preferably more than 50 wt%, more preferably more than 60 wt%, still more be vorzugt ⁇ more than 70% by weight, more preferably more than 75% by weight, even more preferably more than 80% by weight, even more preferably more than 85% by weight, even more preferably more than 90% by weight, of water.
  • the provision of the inventive composition as an aqueous composition has the advantage that it can be directly and immediately for cleaning / disinfecting of surfaces or for detecting organic / biological contaminants introduced ⁇ sets.
  • composition according to the invention a low ⁇ ren water content (eg less than 60%, preferably less than 50%, even more preferably less than 40%, even more preferably less than 30%), then these are used as a concentrate ⁇ to that before use with water or other cleaning solutions comprising an alkali metal hydroxide, for example (for example, NaOH, KOH) is diluted.
  • an alkali metal hydroxide for example (for example, NaOH, KOH)
  • the aqueous composition comprises 0.1 wt% to 2 wt%, preferably 0.2 wt% to 1.5 wt%, even more preferably 0.3 wt% to 1 wt%, even more preferably from 0.4% to about 0.8% by weight, more preferably from 0.4% to 0.6% by weight, even more preferably 0.5% by weight, of the at least one further oxidizing agent.
  • the aqueous composition preferably comprises 0.01 to 1% by weight, preferably from 0.02% to 0.9% by weight, even more be ⁇ 0.05% to vorzugt 0.8% by weight, more preferably 0.075% by weight to 0.7 wt%, more preferably 0.1 wt% to 0.6 wt%, even more preferably 0.2 wt% to 0.6 wt%, even more preferably 0.3 wt% to 0.6 wt %, of the at least one organic phosphonate
  • the aqueous composition comprises 0.1 wt% to 3 wt%, preferably 0.2 wt% to 2 wt%, even more before Trains t ⁇ 0.3 to 1% by weight, of at least one Calcium salt includes
  • the composition is substantially anhydrous.
  • composition according to the invention comprises not more than 10% by weight, preferably not more than 5% by weight of water of hydration and / or of water of formation.
  • the composition comprises less than 20 wt%, preferably less than 10 wt%, even more preferably we ⁇ niger than 5 wt%, even more preferably less than 1 wt%, which ⁇ ser.
  • the composition comprises constricting vorli comprises at least one Al ⁇ kalihydroxid.
  • this comprises at least one alkali metal hydroxide.
  • Alkali hydroxides are commonly used for cleaning surfaces is used, since on the one hand the negatively charged Hydroxidio ⁇ NEN accumulate both on the dirt and on the surface to be cleaned, resulting in an electrostatic repulsion of the soil, and on the other hand oils and fats in the presence of Hydro ⁇ xiden in a saponification reaction in water-soluble soaps ⁇ be converted.
  • Alkali metal also known as “alkali metal” Marked ⁇ net, are hydroxides of alkali metals and have the general formula MeOH (Me - alkali metal) on. "Alkali hydroxides” dissolve easily under strong heating in water to form strong alkaline solutions.
  • ahead ⁇ invention comprising at least one alkali metal hydroxide NaOH, KOH or LiOH, is particularly preferred wherein NaOH or KOH is used.
  • the aqueous composition preferably comprises 0.1 wt% to 5 wt%, preferably 0.2 wt% to 3 wt%, even more before ⁇ Trains t 0.3 wt% to 1.5 wt%, more preferably 0.4 % to 1 wt%, even more preferably 0.4 wt% to 0.8 wt%, still more be ⁇ vorzugt 0.5% by weight, of at least one alkali metal hydroxide.
  • Another aspect of the present invention relates to a kit for cleaning surfaces and / or for detecting or ⁇ ganic substances in a solution or on a surface comprising
  • a container comprising at least one alkali metal hydroxide or
  • a container comprising at least one erfindungsge ⁇ zeßes alkali metal salt of permanganic acid, iron acid and / or chromic acid,
  • a container comprising at least one erfindungsge ⁇ zeßes organic phosphonate and optionally at least one persulfate and
  • a container comprising at least one alkali hydrosulfide ⁇ oxide.
  • the inventive composition may also be as part ei ⁇ nes kits, the cleaning of surfaces and / or for the detection of organic substances in a solution or on a surface can be used.
  • the kit comprises a container in which at least one alkali metal hydroxide, either in an aqueous solution or substantially Lö ⁇ is anhydrous, as defined herein, be found ⁇ .
  • the content or the appropriate portions of the contents of the two containers may blended prior to their use, not mixed ⁇ and / or provided with water.
  • the at least one alkali metal hydroxide NaOH, KOH or LiOH the at least one alkali metal hydroxide NaOH, KOH or LiOH.
  • a still further aspect of the present invention relates to a method for cleaning surfaces and / or For detecting organic substances in a solution or on a surface comprising the step of contacting a composition to ⁇ obtainable according to the present invention or together ⁇ men a by mixing the components in the containers al and bl or a2, b2 and b3 of the kit according to the invention with the surface to be cleaned or the surface or solution, on or in the organic substances.
  • composition according to the invention can be used in processes for cleaning surfaces and / or for detecting organic substances in a solution or on a surface.
  • Corresponding methods are well known in the art and include at least the steps of applying the inventive composition to a surface to be cleaned upper ⁇ and its removal by a usual exposure time. Usually, the surface is then ge ⁇ rinsed with water to remove residues of the composition of the invention and any remaining debris.
  • Another aspect of the present invention relates to the use of an organic phosphonate for stabilizing egg ⁇ nes salt of permanganic acid iron and / or chromic acid in a composition, preferably in an aqueous composition ⁇ reduction.
  • An essential aspect of the present invention is the use of organic phosphonates for stabilizing salts of permanganic acid and chromic acid iron preference ⁇ example in aqueous solutions. It has surprisingly been found that organic phosphonates are capable of such Stabilize salts. This aspect of the invention is not only relevant to the cleaning of surfaces and the detection of organic substances in a solution or on a top surface ⁇ but also in other cases where stable aqueous solutions comprising salts of permanganic acid and iron
  • compositions and experimental design are Compositions and experimental design:
  • Composition A A:
  • Composition B is a composition of Composition B:
  • Composition C is a composition having Composition C:
  • Composition D is a composition of Composition D:
  • DTPMP diethylenetriaminepenta (methylenephosphonic acid)
  • Composition E 0.04 g of potassium permanganate
  • ETMP ethylenediaminetetra (methylenephosphonic acid)
  • Composition F is a composition of Composition F:
  • Composition G is a composition of Composition G:
  • Composition H is a composition having Composition H:
  • Composition I is a composition of Composition I:
  • Composition J is Composition J:
  • ETMP ethylenediaminetetra (methylenephosphonic acid)
  • Composition K is a composition of Composition K:
  • Composition L is a composition having Composition L:
  • Composition M is a composition of Composition M:
  • Composition N is a composition of Composition N:
  • Composition 0
  • ETMP ethylenediaminetetra (methylenephosphonic acid)
  • ETMP ethylenediaminetetra (methylenephosphonic acid)
  • compositions A to 0 and Ver ⁇ same compositions 1 to 5 were mixed and dissolved in water. Subsequently, the compositions were incubated at 40 ° C for a total of 60 minutes in a closed vessel. In the first 30 minutes the absorbance of the aqueous compositions at 425 nm and at 580 nm (absorption maximum of permanganate) was measured after respectively 5 minutes Inkuba ⁇ tion. The absorption decrease of the measured compositions at 580 nm shows the reduction of potassium permanganate in the solution. After 30 minutes, the measurement interval was extended to 10 minutes.
  • Table A Absorption of compositions A to E at 580 nm, wherein the absorbance values was set at 0 minute as 100% and the other measurement results of the investigation were correlated entspre accordingly (average of three independent measurements ⁇ Mes).
  • Table B Absorption of compositions F to J at 580 nm, with the absorbance values set at 100 minutes at 100% was and the other measurement results of the investigation were correlated accordingly (average of three independent measurements ⁇ Mes).
  • Cleaning solutions or compositions may further comprise further oxidizing agents with inorganic peroxidases and per ⁇ sulfates.
  • the influence of such oxidants on the stability of potassium permanganate was also analyzed.
  • Table D absorption of the comparative compositions 1 to 5 at 580 nm, wherein the absorbance values was set at 0 minute as 100% and the other measurement results of theomme ⁇ chung were correlated accordingly (average of three inde pendent ⁇ Messunge

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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, b) mindestens ein organisches Phosphonat und c) mindestens ein Persulfat, 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

Zusammensetzung zur Reinigung von Oberflächen
Die vorliegende Erfindung betrifft Zusammensetzung zur Rei¬ nigung 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 Arzneimttelherstel- lung von großer Bedeutung. Vor allem Vorrichtungen, die im Pro- duktionsprozess 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 einge¬ setzt. 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 Oxidationsmit¬ tel reduzierenden Verbindungen vorhanden sind. Als Oxidations¬ mittel 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 Zusammenset¬ zung 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,
b) mindestens ein organisches Phosphonat und
c) mindestens ein Persulfat
wobei das mindestens eine organische Phosphonat eine allgemeine Formel (I)
Figure imgf000003_0001
aufweist, wobei R1 ein organischer Rest, X1 OH oder OMi und X2 OH oder OM2 ist, wobei Mi und M2 für ein Alkalimetallion oder Ammo¬ niumion steht, wobei der organische Rest R1 ein einfach oder mehrfach substituierter oder unsubstituierter C1-C12 Alkyl-Rest, C3-Cio-Cycloalkyl-Rest oder C6-Ci4-Aryl-Rest ist, wobei der orga¬ nische Rest an 1 bis 3 weiteren Phosphonatgruppen der allgemei¬ nen Formel (I) gebunden sein kann.
Es hat sich überraschender Weise gezeigt, dass organische Phosphonate wie oben definiert anstelle von Phosphaten in Reini¬ gungsmittel eingesetzt werden können. Die erfindungsgemäß einge¬ setzten 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, einer¬ seits organische Verbindungen zu oxidieren. Zudem hat sich ge¬ zeigt, dass organische Phosphonate, deren organische Reste Hete- roalkyl-, Heterocycloalkyl- oder Heteroaryl-Reste umfassen keine stabile Zusammensetzung in Hinblick auf die in der Zusammenset¬ zung befindlichen Salze der Permangansäure, Eisensäure und/oder Chromsäure ergeben. D.h. organische Phosphonate umfassend Hete- roalkyl-, 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 orga¬ nischen Verbindungen eingesetzt werden können. Bei derartigen nicht erfindungsgemäßen organischen Phosphonaten käme es zu ei¬ ner unerwünschten Farbänderung der Zusammensetzung, wodurch diese nicht mehr geeignet ist, organische Substanzen durch Far¬ bänderung, wie z.B. in der WO 03/035812 beschrieben, nachzuwei¬ sen. Überraschender Weise zeigen organische Phosphonate der ein¬ gangs definierten Art einen stabilisierenden und keinen destabi¬ lisierenden Effekt auf Salze der Permangansäure, Eisensäure und Chromsäure aufzuweisen. Die erfindungsgemäßen organischen Phos¬ phonate umfassen daher ausschließlich Homoalkyl-, Homocycloal- kyl- und Homoaryl-Reste, d.h. diese Reste weisen in der Kette bzw. im Ring anstelle von C-Atomen weder ein 0-, S- noch N-Atom auf .
Es wurde überraschender Weise experimentell festgestellt, dass organische Phosphonate wie Amino-tris (methylenphosphon- säure) (ATMP) , Diethylentriaminpenta (methylenphosphonsäure ) (DTPMP) und Ethylendiamintetra (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 Eigenschaf¬ ten nicht zeigen. Ein organisches Phosphonat ist für den erfin¬ dungsgemäßen Zweck dann geeignet, wenn dieses innerhalb von 30 Minuten bei Raumtemperatur (40°C) maximal 30%, vorzugsweise ma¬ ximal 25%, noch mehr bevorzugt maximal 20%, Mn(VII) (in Perman- ganat) zu Mn(VI) umgesetzt wird. Diese Umsetzung kann beispiels¬ weise bei einer Absorption von 425nm (Absorptionsmaximum von Mn(VI)) gemessen werden. Erfolgt eine raschere Reduktion der Salze der Permangansäure, Eisensäure und Chromsäure können ent¬ sprechende Zusammensetzungen nur bedingt zur Bestimmung von or¬ ganischen Verbindungen in einer Probe herangezogen werden, da es dadurch nicht möglich istfestzustellen, ob die Reduktion der Salze tatsächlich von der zu untersuchenden Probe stammt.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung kann mehrere verschie¬ dene Salze der Permangansäure, Eisensäure und Chromsäure umfas¬ sen, wobei die Zusammensetzung Salze mit demselben Anion und un¬ terschiedlichen Kationen und/oder Salze mit unterschiedlichen Anionen und demselben Kation umfassen kann. Salze der Permangan¬ säure, Eisensäure und Chromsäure umfassen vorzugsweise die Anio¬ nen MnC>4~, FeC>42~ bzw. CrC>42~, wobei die Kationen vorzugsweise Me¬ tallionen, 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 be¬ kannte Oxidationsmittel . Die erfindungsgemäße Zusammensetzung kann neben diesen Oxidationsmittel mindestens, vorzugsweise min¬ destens zwei, noch mehr bevorzugt mindestens drei, noch mehr be¬ vorzugt mindestens vier, weitere Oxidationsmittel umfassen. D.h. diese weiteren Oxidationsmittel sind keine Salze der Permangan¬ säure, Eisensäure und Chromsäure.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung umfasst mindestens ein, vorzugsweise mindestens zwei, noch mehr bevorzugt mindestens drei, noch mehr bevorzugt mindestens vier, organische Phospho- nate. „Phosphonate" sind organische Verbindungen („organische Phosphonate" ) der Phosphonsäure (H3PO3) . Ein „organisches Phos- phonat" gemäß der vorliegenden Erfindung weist die allgemeine Formel
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auf, wobei Rl ein organischer Rest, XI OH oder OM1 und X2 OH o- der OM2 ist, wobei Ml und M2 für ein Alkalimetallion oder Ammo¬ niumion stehen kann. Der organische Rest Rl kann ein substitu¬ ierter oder unsubstituierter C1-C12 Alkyl-Rest, C3-C10-Cycloal- kyl-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 Phos- phonat mehr als eine dieser organischen Phosphonate so spricht man von Bisphosphonaten oder Polyphosphonaten . Organische Phos¬ phonate können Säuren sein oder als Salze, vorzugsweise als Al¬ kalimetallsalze, 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 Desinfek¬ tion von Oberflächen, insbesondere von metallischen, keramischen oder Glas-Oberflächen, die gegenüber Oxidatidationsmitteln im Wesentlichen resistent sind. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh¬ rungsform 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 beson¬ ders bevorzugt sind, da diese üblicherweise in den Produktions¬ anlagen der pharmazeutischen Industrie und bei der Lebensmittel¬ herstellung (inkludiert auch die Getränkeherstellung wie die Wein- und Biererzeugung) zum Einsatz kommen. Besonders bevorzugt werden mit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung Rohre und Be¬ hältnisse jeglicher Art gereinigt bzw. desinfiziert. Demgemäß kann eine Oberfläche jegliche Form und Teil von einem beliebigen Objekt sein.
Mit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung können Verunreini¬ gungen jeglicher Art von einer Oberfläche entfernt werden. Vor¬ zugsweise werden übliche Verunreinigungen der Lebensmittelin¬ dustrie (z.B. Fett- und Eiweißablagerungen, eingebrannte Lebens¬ mittelreste) und der pharmazeutischen Industrie (z.B. Rückstände der Herstellung von Arzneimitteln) gereinigt. Neben dem Einsatz zum Reinigen von Oberflächen kann die erfindungsgemäße Zusammen¬ setzung auch zur Desinfektion von Oberflächen herangezogen wer¬ den. Dabei werden Zellen jeglicher Art, insbesondere Mikroorga¬ nismen 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 batch- weise (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) Vorspü- len, um grobe Verschmutzungen zu entfernen, (2) Reinigen mit ei¬ nem alkalischen Mittel (meist einem Alkalihydroxid), (3) Entfer¬ nung des Reinigungsmittels durch Spülen mit Wasser, (4) optio¬ nale Säurebehandlung zur Entfernung von Kalkablagerungen, (5) optionale Entfernung der Säure mit Wasser und (6) Desinfektion. Zumindest Schritt (2) eines CIP-Verfahrens wird stets mit Tempe¬ raturen von mindestens 70°C durchgeführt, um eine effiziente Reinigung des alkalischen Mittels zu ermöglichen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Er findung ist der C1-C12 Alkyl-Rest, C3-Cio-Cycloalkyl-Rest oder CQ- Ci4-Aryl-Rest mit einem CI-CÖ Alkyl-Rest und/oder einem OH-Rest substituiert .
Die erfindungsgemäß eingesetzten organischen Phosphonate können substituierte und nicht-substituierte C1-C12 Alkyl-Reste, C3-Cio-Cycloalkyl-Reste oder C6-Ci4-Aryl-Reste umfassen. Diese Reste sind besonders bevorzugt mit CI-CÖ Alkyl-Rest und/oder ei¬ nem OH-Rest substituiert substituiert.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorlie genden Erfindung ist das mindestens eine organische Phosphonat ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus 1-Hydroxyethan- ( 1 , 1- diphosphonsäure ) (HEDP) , 2-Phosphonobutan-l , 2 , 4-Tricarbonsäure (PBTC) und einem Salz, vorzugsweise Alkalisalz (Natrium-, Ka¬ lium- oder Lithiumsalz) oder Ammoniumsalz, davon.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Er findung ist das mindestens eine Salz der Permangansäure, Eisen¬ säure und/oder Chromsäure ein Alkalisalz, vorzugsweise ausge¬ wählt aus der Gruppe bestehend aus Kaliumpermanganat, Kaliumfer- rat und Kaliumdichromat , wobei besonders bevorzugt die erfin¬ dungsgemäße Zusammensetzung Kaliumpermanganat umfasst.
„Persulfate" sind Salze der Peroxodischwefelsäure H2S2O8 oder der Peroxomonoschwefelsäure H2SO5 und weisen ein hohe Oxidationspotential auf. Persulfate eignen sich daher gut zur Reinigung und/oder Desinfektion von Oberflächen.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vor¬ liegenden Erfindung ist das mindestens eine Persulfat ein Salz der Peroxodischwefelsäure oder der Peroxomonoschwefelsäure .
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorlie genden Erfindung ist das mindestens eine Persulfat ein Peroxo- disulfat ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Natriumperoxo- disulfat, Kaliumperoxodisulfat und, Ammoniumperoxodisulfat und/oder ein Peroxomonosulfat ausgewählt aus der Gruppe beste¬ hend aus Kaliumperoxomonosulfat .
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vor¬ liegenden 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 Wesent¬ lichen wasserfrei als auch in wässriger Form bereitgestellt wer¬ den .
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Er¬ findung 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 vorlie¬ genden 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 be¬ vorzugt 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 einge¬ setzt werden kann.
Umfasst die erfindungsgemäße Zusammensetzung einen geringe¬ ren 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 wer¬ den, welches vor dem Einsatz mit Wasser oder anderen Reinigungs lösungen umfassend beispielsweise Alkalihydroxiden (z.B. NaOH, KOH) verdünnt wird.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vor¬ liegenden 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% bi 0,8 Gew%, noch mehr bevorzugt 0,4 Gew% bis 0,6 Gew%, noch mehr bevorzugt 0,5 Gew%, des mindestens einen weiteren Oxidationsmit tels umfasst.
Die wässrige Zusammensetzung umfasst vorzugsweise 0,01 Gew bis 1 Gew%, vorzugsweise 0,02 Gew% bis 0,9 Gew%, noch mehr be¬ vorzugt 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 vorli genden Erfindung umfasst die wässrige Zusammensetzung 0,1 Gew% bis 3 Gew%, vorzugsweise 0,2 Gew% bis 2 Gew%, noch mehr bevor¬ zugt 0,3 bis 1 Gew%, des mindestens einen Calciumsalzes umfasst
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden E findung 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 Konsti tutionswasser umfasst.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vor¬ liegenden Erfindung umfasst die Zusammensetzung weniger als 20 Gew%, vorzugsweise weniger als 10 Gew%, noch mehr bevorzugt we¬ niger als 5 Gew%, noch mehr bevorzugt weniger als 1 Gew%, Was¬ ser .
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorli genden Erfindung umfasst die Zusammensetzung mindestens ein Al¬ kalihydroxid umfasst.
Um die Reinigungswirkung der erfindungsgemäßen Zusammenset zung zu erhöhen, umfasst diese mindestens ein Alkalihydroxid. Alkalihydroxide werden häufig für die Reinigung von Oberflächen verwendet, da sich einerseits die negativ geladenen Hydroxidio¬ nen 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 Hydro¬ xiden in einer Verseifungsreaktion in wasserlösliche Seifen um¬ gewandelt werden.
„Alkalihydroxide", auch als „Alkalimetallhydroxide" bezeich¬ net, 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 vor¬ liegenden 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 bevor¬ zugt 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 be¬ vorzugt 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 or¬ ganischen Substanzen in einer Lösung oder auf einer Oberfläche umfassend
al) ein Behältnis umfassend eine erfindungsgemäße Zusam¬ mensetzung und
bl) ein Behältnis umfassend mindestens ein Alkalihydroxid oder
a2) ein Behältnis umfassend mindestens ein erfindungsge¬ mäßes Alkalisalz der Permangansäure, Eisensäure und/oder Chromsäure,
b2) ein Behältnis umfassend mindestens ein erfindungsge¬ mäßes organisches Phosphonat und optional mindestens ein Persulfat und
c2) ein Behältnis umfassend mindestens ein Alkalihydro¬ xid .
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung kann auch als Teil ei¬ nes 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 erfindungsge¬ mäßen Zusammensetzung umfasst der Kit ein Behältnis, in dem sich mindestens ein Alkalihydroxid, entweder in einer wässrigen Lö¬ sung oder im Wesentlichen wasserfrei, wie hierin definiert, be¬ findet. Der Inhalt oder entsprechende Anteile des Inhalts der beiden Behältnisse können vor deren Benutzung vermengt, ver¬ mischt und/oder mit Wasser versehen werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Er¬ findung 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 Detek- tion von organischen Substanzen in einer Lösung oder auf einer Oberfläche umfassend den Schritt des Inkontaktbringens einer Zu¬ sammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung oder einer Zusam¬ mensetzung erhältlich durch Vermischen der Komponenten in den Behältnissen al und bl 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 Ober¬ fläche und dessen Entfernung nach einer üblichen Einwirkzeit. Üblicherweise wird die Oberfläche anschließend mit Wasser ge¬ spült, 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 Zusammen¬ setzung .
Ein wesentlicher Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung von organischen Phosphonaten zur Stabilisierung von Salzen der Permangansäure, Eisensäure und Chromsäure vorzugs¬ weise 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 Ober¬ fläche 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 Bei¬ spiele eingehender erläutert, ohne jedoch auf diese beschränkt zu sein.
BEISPIELE :
Beispiel 1: Stabilität von Kaliumpermanganat-haltigen Zusam¬ mensetzungen
Zusammensetzungen und Versuchsplan:
Um die Stabilität von Permanganat in Kaliumpermanganat-hal¬ tigen Zusammensetzungen zu untersuchen, wurden verschiedene Zu¬ sammensetzungen 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-l , 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-l, 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
98 6 , 4 g Wasser
Zusammensetzung L:
0,04 g Kaliumpermanganat
2 g 2-Phosphonobutan-l, 2, 4-tricarbonsäure (PBTC) 5 g NaOH
5 g Natriumperoxodisulfat
98 6 , 4 g Wasser
Zusammensetzung M:
0,04 g Kaliumpermanganat
2 g Amino-tris (methylenphosphonsäure) (ATMP)
5 g NaOH
5 g Natriumperoxodisulfat
98 6 , 4 g Wasser
Zusammensetzung N:
0,04 g Kaliumpermanganat
2 g Diethylentriaminpenta (methylenphosphonsäure)
(DTPMP)
5 g NaOH
5 g Natriumperoxodisulfat
98 6 , 4 g Wasser
Zusammensetzung 0:
0,04 g Kaliumpermanganat
2 g Ethylendiamintetra (methylenphosphonsäure) (EDTMP) 5 g NaOH
5 g Natriumperoxodisulfat
98 6 , 4 g Wasser
Vergleichszusammensetzung 1:
0,04 g Kaliumpermanganat
2 g 1-Hydroxyethan- (1, 1-diphosphonsäure) (HEDP) 5 g NaOH
5 g Wasserstoffperoxid
98 6 , 4 g Wasser Vergleichszusammensetzung 2:
0,04 g Kaliumpermanganat
2 g 2-Phosphonobutan-l , 2 , 4-tricarbonsäure (PBTC) 5 g NaOH
5 g Wasserstoffperoxid
986,4 g Wasser
Vergleichszusammensetzung 3:
0,04 g Kaliumpermanganat
2 g Amino-tris (methylenphosphonsäure ) (ATMP)
5 g NaOH
5 g Wasserstoffperoxid
986,4 g Wasser
Vergleichszusammensetzung 4:
0,04 g Kaliumpermanganat
2 g Diethylentriaminpenta (methylenphosphonsäure )
(DTPMP)
5 g NaOH
5 g Wasserstoffperoxid
986,4 g Wasser
Vergleichszusammensetzung 5:
0,04 g Kaliumpermanganat
2 g Ethylendiamintetra (methylenphosphonsäure) (EDTMP) 5 g NaOH
5 g Wasserstoffperoxid
986,4 g Wasser
Die Komponenten der Zusammensetzungen A bis 0 und der Ver¬ gleichszusammensetzungen 1 bis 5 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 Inkuba¬ tion 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 so¬ mit die Reduktion des darin befindlichen Kaliumpermanganats er¬ folgt, 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 Absorptionsmessun¬ gen 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 entspre chend korreliert wurden (Mittelwert von drei unabhängigen Mes¬ sungen) .
Figure imgf000016_0001
Da in vielen Reinigungslösungen Alkalihydroxide vorhanden sind, die für eine effizientere Reinigung sorgen, wurde unter¬ sucht, ob das Vorhandensein von NaOH einen Einfluss auf die Re¬ duktion 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 entspre chend korreliert wurden (Mittelwert von drei unabhängigen Mes¬ sungen) .
Figure imgf000017_0001
Reinigungslösungen bzw. -Zusammensetzungen können ferner weitere Oxidationsmittel mit anorganische Peroxidasen und Per¬ sulfate umfassen. Auch der Einfluss solcher Oxidationsmittel auf die Stabilität von Kaliumpermanganat wurde analysiert.
Tabelle C: Absorption der Zusammensetzungen K bis 0 bei 580 nm, wobei die Absorptionswerte bei Minute 0 mit 100% festgelegt wurde und die weiteren Messergebnisse der Untersuchung entspre chend korreliert wurden (Mittelwert von drei unabhängigen Mes¬ sungen) .
Zusammensetzung/ K L M N 0
Messzeitpunkt [min]
0 100% 100% 100% 100% 100%
5 97, 2% 99, 7% 90, 4% 91, 7% 92, 6%
10 96, 4% 96, 6% 79, 6% 86, 6% 89, 3%
15 93, 9% 95, 4% 71,3% 78, 9% 75, 9%
20 92, 7% 94, 3% 66, 5% 67, 0% 64, 7%
25 89, 0% 91, 9% 59, 3% 56, 3% 52, 6%
30 86, 3% 87,8% 52, 1% 49, 4% 46, 5%
40 85, 1% 84,0% 43, 1% 43, 9% 43, 5%
50 84,3% 82,5% 36, 7% 32 f 5"6 31,1%
60 82,8% 79, 2% 30, 6% 28, 6% 26, 0% Die Ergebnisse der Absorptionsmessungen zeigen eindeutig und eindrucksvoll, dass eine bestimmte Gruppe von organischen Phos- phonaten in der Lage ist, relativ stabile Kaliumpermanganatlö- sungen bereitzustellen. Der Einsatz von organischen Phosphona- ten, die organische Gruppen mit Heteroatomen aufweisen, führte dazu, dass Kaliumpermanganat rascher reduziert wird.
Tabelle D : Absorption der Vergleichszusammensetzungen 1 bis 5 bei 580 nm, wobei die Absorptionswerte bei Minute 0 mit 100% festgelegt wurde und die weiteren Messergebnisse der Untersu¬ chung entsprechend korreliert wurden (Mittelwert von drei unab¬ hängigen Messunge
Figure imgf000018_0001
Die Ergebnisse der Absorptionsmessungen belegen, dass die Verwendung eines alternativen Oxidationsmittels anstelle von Persulfat (d.h. Wasserstoffperoxid) zu einer verminderten Stabi¬ lität des Kaliumpermanganats führt. D.h. die Verwendung von Per¬ sulfaten führte im Vergleich zur Verwendung anderer Oxydations¬ mittel zu einer Stabilisierung des Permanganats .

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,
b) mindestens ein organisches Phosphonat und
c) mindestens ein Persulfat,
wobei das mindestens eine organische Phosphonat eine allgemeine Formel (I)
Figure imgf000019_0001
aufweist, wobei R1 ein organischer Rest, X1 OH oder OMi und X2 OH oder OM2 ist, wobei Mi und M2 für ein Alkalimetallion oder Ammo¬ niumion steht, wobei der organische Rest R1 ein einfach oder mehrfach substituierter oder unsubstituierter C1-C12 Alkyl-Rest, C3-Cio-Cycloalkyl-Rest oder C6-Ci4-Aryl-Rest ist, wobei der orga¬ nische Rest an 1 bis 3 weiteren Phosphonatgruppen der allgemei¬ nen Formel (I) gebunden sein kann.
2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei der C1-C12 Alkyl-Rest, C3-Cio-Cycloalkyl-Rest oder C6-Ci4-Aryl-Rest mit einem CI-CÖ 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 beste¬ hend 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 Kalium- dichromat .
5. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das mindestens eine Persulfat ein Salz der Peroxodischwefelsäure o- der der Peroxomonoschwefelsäure ist.
6. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das mindestens eine Persulfat ein Peroxodisulfat ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Natriumperoxodisulfat , Kaliumperoxodisulfat und Ammoniumperoxodisulfat ist und/oder ein Peroxomonosulfat ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Kaliumperoxomonosulfat ist .
7. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Zusammensetzung mindestens ein Calciumsalz umfasst, welches vor¬ zugsweise ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Calcium- nitrat .
8. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Zusammensetzung das mindestens eine Salz der Permangansäure, Ei¬ sensäure 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.
9. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Zusammensetzung eine wässrige Zusammensetzung ist.
10. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Zusammensetzung mehr als 50 Gew%, vorzugsweise mehr als 70 Gew%, noch mehr bevorzugt mehr als 90 Gew%, Wasser umfasst.
11. Zusammensetzung nach Anspruch 9 oder 10, 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.
12. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, 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.
13. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, 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 mindes¬ tens einen Calciumsalzes umfasst.
14. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Zusammensetzung im Wesentlichen wasserfrei ist.
15. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 oder 14, 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.
16. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei die Zusammensetzung mindestens ein Alkalihydroxid umfasst.
17. Zusammensetzung nach Anspruch 16, wobei das mindestens eine Alkalihydroxid NaOH, KOH oder LiOH ist.
18. Zusammensetzung nach Anspruch 16 oder 17, 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 be¬ vorzugt 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 Al¬ kalihydroxids umfasst.
19. Kit zur Reinigung von Oberflächen und/oder zur Detektion von organischen Substanzen in einer Lösung oder auf einer Oberfläche umfassend
al) ein Behältnis umfassend eine Zusammensetzung nach ei¬ nem der Ansprüche 1 bis 15 und bl) 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 Persulfat wie in einem der Ansprüche 5 oder definiert und c2) ein Behältnis umfassend mindestens ein Alkalihydro¬ xid .
20. Kit nach Anspruch 19, wobei das mindestens eine Alkalihydro¬ xid NaOH, KOH oder LiOH ist.
21. 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 Zu¬ sammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 18 oder einer Zu¬ sammensetzung erhältlich durch Vermischen der Komponenten in den Behältnissen al und bl oder a2, b2 und b3 mit der zu reinigenden Oberfläche oder der Oberfläche oder Lösung, auf oder in der or¬ ganische Substanzen bestimmt werden.
22. 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.
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