DE69416426T2

DE69416426T2 - Alkalische flüssige reinigungsmittel für harte oberflächen, die quaternäre ammoniumverbindungen als desinfektionsmittel und dicarboxylate als sequestriermittel enthalten

Info

Publication number: DE69416426T2
Application number: DE69416426T
Authority: DE
Inventors: Michael Kupneski
Original assignee: Procter and Gamble Co
Current assignee: Procter and Gamble Co
Priority date: 1993-11-22
Filing date: 1994-11-16
Publication date: 1999-09-02
Anticipated expiration: 2014-11-17
Also published as: DE69416426D1; EP0730629A1; AU1098795A; JPH09505628A; WO1995014757A3; US5435935A; ATE176495T1; CA2173435C; EP0730629B1; CA2173435A1; ES2129187T3; WO1995014757A2

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Diese Erfindung betrifft eine stabile, alkalische, flüssige Reinigungszusammensetzung für harte Oberflächen, die ein quaternäres Ammonium-Desinfektionsmittel und ausgewählte Dicarboxylat-Komplexbildner enthält.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Alkalische, flüssige Reinigungszusammensetzungen für harte Oberflächen, einschließlich solcher, die Komplexbildner für hartes Wasser enthalten, sind bestens bekannt. Die Alkalinität liefert verbesserte Fettreinigungseigenschaften, erfordert aber häufig die Verwendung von Komplexbildnern. In alkalischen Zusammensetzungen reagieren bivalente Kationen, z. B. Mg&spplus;&spplus; und Ca&spplus;&spplus;, mit Carbonaten und anderen anionischen Spezies in hartem Wasser und bilden feste Ausfällungen. Diese Ausfällungen können sich auf harten Oberflächen bilden und somit als sichtbarer Film auftreten, oder sie können sich innerhalb von alkalischen Konzentraten bilden, wenn sie vor der Verwendung mit hartem Leitungswasser verdünnt werden. Komplexbildner (z. B. Phosphate, EDTA, Polycarboxylate) werden in alkalische Reinigungszusammensetzungen für harte Oberflächen eingebaut, um dazu beizutragen, daß sich diese unlöslichen Salze nicht bilden. Die Komplexbildner verbinden sich mit den Kationen des harten Wassers, um dadurch die Bildung unlöslicher Ausfällungen harten Wassers zu vermeiden.
Es sind auch saure, flüssige Reinigungs- und Desinfektionsmittelzusammensetzungen für harte Oberflächen bestens bekannt. Diese Zusammensetzungen werden gewöhnlich dazu verwendet, um harte Oberflächen im Bad zu reinigen und zu desinfizieren. Im Gegensatz zu alkalischen Zusammensetzungen können diese sauren Zusammensetzungen quaternäre Ammonium- Desinfektionsmittel enthalten. Quaternäre Ammonium-Desinfektionsmittel sind nicht typischerweise mit Komplexbildnern für hartes Wasser in alkalischen Zusammensetzungen kompatibel. Saure Zusammensetzungen erfordern keinen Komplexbildner, da bivalente Kationen in hartem Wasser nicht ohne weiteres feste Ausfällungen in saurem Milieu bilden; beispielsweise sind für die Reaktion mit den bivalenten Kationen unzureichende Mengen anionischer Spezies in den sauren Zusammensetzungen vorhanden, um feste Ausfällungen zu bilden. Ohne Komplexbildner in den Zusammensetzungen können quaternäre Ammonium-Desinfektionsmittel leichter in die sauren Reinigungszusammensetzungen für harte Oberflächen eingebaut werden. Allerdings trägt das quaternäre Ammonium-Desinfektionsmittel zur Film- und Streifenbildung bei, und saure Zusammensetzungen sind bei der Beseitigung von fettigem Schmutz weniger wirksam als alkalische Zusammensetzungen.
In Anbetracht der obigen Ausführungen besteht ein Bedarf nach der Bereitstellung einer stabilen, alkalischen, flüssigen Reinigungszusammensetzung für harte Oberflächen, die sowohl ein quaternäres Ammonium-Desinfektionsmittel als auch einen Komplexbildner enthält. Deshalb ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine solche Zusammensetzung bereitzustellen. Ein weiteres Ziel besteht in der Bereitstellung einer Zusammensetzung, die ebenfalls keine Film- oder Streifenbildung auf harten Oberflächen verursacht.
Repräsentativ für den Stand der Technik sind zum Beispiel die folgenden Patentanmeldungen:
Die EP-A-536 820 beschreibt eine stabile, saure, flüssige Allzweck-Reinigungszusammensetzung zur Desinfektion, die eine Mischung aus säurestabilen, wasserlöslichen und wasserdispergierbaren nichtionischen Tensiden, organischer Säure und einer wasserlöslichen - säurestabilen Desinfektionsmittelverbindung umfaßt.
In der US-A-5108660 wird eine wäßrige Waschmittelzusammensetzung für harte Oberflächen beschrieben, die ein Hydrocarbyl-amidoalkylensulfobetain-Tensid, ein Lösungsmittel mit einem Wasserstoffbindungsparameter von weniger als 7, 7, und ein Puffersystem zur Bereitstellung eines pH-Wertes von 3 bis 13 umfaßt, wobei der Rest ein wäßriges Lösungsmittelsystem ist, das Wasser und wahlfrei ein nichtwäßriges polares Lösungsmittel mit einem Wasserstoffbindungsparameter von etwa 7,8 umfaßt. In der US-A-5108660 wird kein quaternäres Ammonium-Desinfektionsmittel und kein Komplexbildner der vorliegenden Erfindung beschrieben.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft eine alkalische, flüssige Reinigungszusammensetzung für harte Oberflächen, umfassend 0,001 bis 15 Gew.-% eines C&sub4;- bis C&sub7;-Dicarboxylatkomplexbildners; 0,005 bis 10 Gew.-% eines quaternären Ammonium-Desinfektionsmittels; 0,001 bis 15 Gew.-% eines zwitterionischen, nichtionischen oder kationischen Waschmitteltensids oder eine Mischung hiervon; einen pH von 8,5 bis 13; 15 bis 98 Gew.-% Wasser; und 0 bis 20 Gew.-% eines organischen Lösungsmittels mit einem Wasserstoffbindungsparameter von weniger als 7,7. Die Zusammensetzung kann dazu verwendet werden, um eine streifenfreie Reinigung und Desinfektion harter Oberflächen zu ermöglichen. Das quaternäre Ammonium- Desinfektionsmittel wird weder inaktiviert, noch fällt es durch die ausgewählten Dicarboxylat- Komplexbildner aus. Es ist bestens bekannt, daß quaternäre Ammonium-Desinfektionsmittel normalerweise nicht mit Komplexbildnern in alkalischen Reinigungsmitteln für harte Oberflächen kompatibel sind und daß diese Desinfektionsmittel und Komplexbildner eine ausgeprägte Film- und Streifenbildung auf harten Oberflächen verursachen.
Sämtliche hierin beschriebenen Mengenverhältnisse, Teile und Prozentangaben sind in Gewichtsprozent angegeben, wenn nicht anders vermerkt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die alkalische, flüssige Reinigungszusammensetzung der vorliegenden Erfindung für harte Oberflächen enthält eine einzige Kombination eines quaternären Ammonium-Desinfektionsmittels und einen ausgewählten Dicarboxylat-Komplexbildner.

Komplexbildner

Überraschenderweise fallen die ausgewählten Dicarboxylat-Komplexbildner für die Verwendung in der alkalischen, flüssigen Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung nicht aus oder inaktivieren quaternäre Ammonium-Desinfektionsmittel. Wir haben Mono-, Di- und Tricarboxylate sowie bestens bekannte Komplexbildner (z. B. Phosphate, EDTA, DTPA, Polycarboxylat-Polymere) hinsichtlich der Komplexierungsfähigkeit und Kompatibilität mit quaternären Ammonium-Desinfektionsmitteln in alkalischen Zusammensetzungen getestet. Nur die hierin beschriebenen C&sub4;-C&sub7;-Dicarboxylate wiesen gute Komplexierungsfähigkeiten auf und waren in Anwesenheit eines quaternären Ammonium-Desinfektionsmittels in einer alkalischen Zusammensetzung chemisch stabil.
Um die Kompatibilität der hierin beschriebenen ausgewählten Dicarboxylat-Komplexbildner mit quaternären Ammonium-Desinfektionsmitteln zu demonstrieren, wurden die folgenden Versuche durchgeführt. Es wurden verschiedene alkalische Lösungen (pH 9,8) bereitet, die alle die folgende Formel, aber ein unterschiedliches "Versuchsmaterial" aufwiesen (siehe Tabelle 1 bezüglich der Beschreibung der Versuchsmaterialien).
Inhaltsstoff Gew.-%
Isopropanol 30
Butopropanol 15
Monoethanolamin 2,5
C&sub1;&sub0;-C&sub1;&sub4;-Fettacylamidopropylen (hydroxypropylen)sulfobetain 0,8
Mischung aus n-Alkyldimethylethylbenzylammoniumchlorid und n-Alkyldimethylbenzylammoniumchlorid 0,5
Versuchsmaterial 0,1
Wasser q. s.
Etwa 100 ml jeder alkalischen Lösung wurden mit 400 ml 239,65 g/m³ (14 gpg: Grain pro Gallone) Leitungswasser verdünnt, bis zu 72 Stunden lang auf 49ºC (120ºF) erwärmt und optisch auf Bildung von Ausfällungen überprüft (sämtliche beobachteten Ausfällungen traten tatsächlich innerhalb von etwa fünf Stunden ein). Die speziellen, in Tabelle 1 mit einem (*) gekennzeichneten alkalischen Lösungen wurden nur mit Ausfällungen harten Wassers in Verbindung gebracht, z. B. war das Versuchsmaterial mit der quaternären Ammoniumverbindung kompatibel, konnte aber keine Kationen harten Wassers komplexieren. Alle sonstigen Ausfällungen, die während der Versuchsdurchführung beobachtet wurden, waren weitgehend auf die Inkompatibilität zwischen dem Versuchsmaterial und dem quaternären Ammonium-Desinfektionsmittel in der alkalischen Lösung zurückzuführen. Die Testergebnisse sind unten in Tabelle 1 aufgeführt.

Tabelle 1

Alkalische Lösung bestimmt durch das darin vorhandene Ausfällung innerhalb von 72 Std. bei 49ºC (120ºF) Versuchsmaterial

Monocarbonsäuren

Butansäure CH&sub3;(CH&sub2;)&sub2;CO&sub2;H Ja*
Pentansäure CH&sub3;(CH&sub2;)&sub3;CO&sub2;H Ja*
Hexansäure CH&sub3;(CH&sub2;)&sub4;CO&sub2;H Ja*
Oktansäure CH&sub3;(CH&sub2;)&sub6;CO&sub2;H Ja*

Dicarbonsäuren, kompatibel mit quaternärem Ammonium-Desinfektionsmittel

Butandisäure (Bernsteinsäure) CO&sub2;H(CH&sub2;)&sub2;CO&sub2;H Nein
Pentandisäure (Glutarsäure) CO&sub2;H(CH&sub2;)&sub3;CO&sub2;H Nein
Hexandisäure (Adipinsäure) CO&sub2;H(CH&sub2;)&sub4;CO&sub2;H Nein
Heptandisäure (Pimelinsäure) CO&sub2;H(CH&sub2;)&sub5;CO&sub2;H Nein

Carbonsäuren, nicht kompatibel mit quternärem Ammonium-Desinfektionsmittel

Methandicarbonsäure (Malonsäure) CO&sub2;HCH&sub2;CO&sub2;H Ja
Octandisäure (Suberinsäure) CO&sub2;H(OH&sub2;)&sub6;CO&sub2;H Ja
Heptan-1,7-dicarbonsäure (Azelainsäure) CO&sub2;H(CH&sub2;)CO&sub2;H Ja
2-Hydroxy-1,2,3-propantricarbonsäure (Citronensäure) CO&sub2;HCH&sub2;C(OH)(CO&sub2;H)CH&sub2;CO&sub2;H Ja

Sonstige Komplexbildner, nicht kompatibel mit uaternärem Desinfektionsmittel

Natriumtriumtripolphosphat (STPP) Ja
Kaliumtripolphosphat (KTPP) Ja
Phosphonat Ja
Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA) Ja
Diethylendiamintetraessigsäure (DTPA) Ja
*Sokalan®-CP9 Ja
Polyacrylat (durchschnittl. MG 1000) Ja
* Polycarboxylat-Copolymer, erhältlich bei der BASF Corp., Parsippany, NJ.
Wie in Tabelle 1 dargestellt, komplexierten nur die C&sub4;-C&sub7;-Dicarboxylate die Kationen des harten Wassers und waren mit dem quaternären Ammonium-Desinfektionsmittel kompatibel. Obwohl die Monocarboxylate mit dem quaternären Ammonium-Desinfektionsmittel kompatibel waren, komplexierten sie keine Kationen des harten Wassers. Alle übrigen Versuchsmaterialien bildeten feste Ausfällungen mit den quaternären Ammonium-Desinfektionsmitteln, wobei diese übrigen Versuchsmaterialien C&sub3;-, C&sub8;- und C&sub9;-Dicarboxylate, Tricarboxylate (Citronensäure), Phosphate, EDTA und DTPA sowie Polycarboxylatpolymere (Sokalan®-CP9, Polyacrylat) einschlossen.
Die alkalische, flüssige Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung umfaßt 0,001 bis 15 Gew.-%, vorzugsweise 0,01 bis 2,5 Gew.-%, stärker bevorzugt 0,02 bis 0,5 Gew.-% eines Komplexbildners mit der Formel
wobei jede R-Gruppe Wasserstoff oder eine Hydroxylgruppe, vorzugsweise eine Hydroxylgruppe, ist; jedes M Wasserstoff, Ammonium, substituiertes Ammonium oder ein Alkalimetall ist, und X eine Zahl von 1 bis 4 ist. Die Dicarboxylat-Grundstruktur enthält somit 4 bis 7 Kohlenstoffatome. Diese Dicarboxylate schließen zum Beispiel Succinat, Tartrat, Glutarat und Saccharat ein. Das am stärksten bevorzugte Dicarboxylat für die Verwendung in der Zusammensetzung ist Tartrat.
Obwohl man nicht an eine Theorie gebunden sein möchte, nimmt man an, daß einzig die C&sub4;-C&sub7;-Dicarboxylate aufgrund ihrer Struktur zum selektiven Komplexieren bivalenter Kationen mit quaternären Ammonium-Gruppen geeignet sein können. Das Dicarboxylat darf sich an zwei aktiven Stellen mit einer bivalenten kationischen Spezies verbinden, wodurch eine geschlossene Ringstruktur gebildet wird, die stabiler ist als zwei einzelne Bindungsangliederungen mit zwei separaten quaternären Spezies. Somit besteht eine Präferenz für bivalente Kationen gegenüber monovalenten kationischen Spezies.
Die hierin beschriebene alkalische, flüssige Reinigungszusammensetzung für harte Oberflächen kann direkt auf harten Oberflächen angewandt oder vor der Verwendung mit einer wäßrigen Flüssigkeit, z. B. hartem oder entionisiertem Wasser, verdünnt werden. Selbst wenn sie mit hartem Leitungswasser verdünnt wird, bleibt die hierin beschriebene alkalische Zusammensetzung über längere Zeiträume stabil. Die meisten verdünnbaren Reiniger für harte Oberflächen werden kurz vor dem Moment der Anwendung verdünnt und werden anschließend nicht über längere Zeiträume gelagert. Während der Lagerung der meisten verdünnten alkalischen Zusammensetzungen bilden Calcium- und Magnesiumsalze unlösliche Spezies mit Carbonaten und anderen anionischen Spezies, die in den Verdünnungsmitteln für hartes Wasser (z. B. min destens etwa 85,59 g/m³ (5 gpg) anzutreffen sind. Die hierin beschriebenen Dicarboxylat- Komplexbildner tragen dazu bei, die alkalische Zusammensetzung bis zu 12 Monate lang bei Temperaturen im Bereich von etwa 4ºC (40ºF) bis etwa 38ºC (100ºF) frei von Ausfällungen zu halten.

Quaternäres Ammonium-Desinfektionsmittel

Die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung umfaßt ein quaternäres Ammonium- Desinfektionsmittel. Geeignete quaternäre Ammonium-Verbindungen sind solche, die im Reinigungsmittelbereich für die topische Anwendung auf harten Oberflächen bekannt sind.
Das bevorzugte quaternäre Ammonium-Desinfektionsmittel besitzt die Formel
worin R&sub1; eine substituierte oder nicht-substituierte Alkyl- oder Alkylengruppe mit 8 bis 20 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise von 12 bis 18 Kohlenstoffatomen, ist; R&sub2;, R&sub3; und R&sub4; jeweils aus der Gruppe substituierter oder nicht-substituierter Alkyl- oder Alkylengruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und Benzylgruppen ausgewählt werden, wobei dort normalerweise nicht mehr als eine Benzylgruppe vorhanden ist. Zwei der R&sub2;-, R&sub3;- und R&sub4;-Gruppen können entweder durch einen Kohlenstoff-Kohlenstoffether oder eine Imino-Verbindung zur Bildung einer Ringstruktur verbunden werden. X ist ein Halogenatom, eine Sulfatgruppe, Nitratgruppe oder sonstige Pseudohalogengruppe.
Bevorzugte quaternäre Ammonium-Desinfektionsmittel sind N-Alkyl (C&sub1;&sub2;-C&sub1;&sub8;) benzyldimethylammoniumchlorid, N-Alkyl (C&sub1;&sub2;-C&sub1;&sub8;) dimethylethylbenzylammoniumchlorid und Di-N- alkyl (C&sub8;-C&sub1;&sub0;) dimethylammoniumchlorid.

Waschtensid

Die alkalische, flüssige Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung umfaßt ein aus der Gruppe aus zwitterionischen, nichtionischen und kationischen Waschtensiden sowie Mischungen hiervon ausgewähltes Waschtensid. Tenside innerhalb dieser allgemeinen Klassen sind im Waschmittelbereich für die Verwendung in Reinigungszusammensetzungen für harte Oberflächen wohlbekannt. Die hierin beschriebene Zusammensetzung umfaßt typischerweise von 0,05 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise von 0,25 bis 3 Gew.-%, stärker bevorzugt von 0,5 bis 3 Gew.-% des Waschtensids. Die Konzentration des Waschtensids hängt natürlich vom Typ des Tensids ab sowie davon, ob die Zusammensetzung ein Konzentrat (z. B. vor der Verwendung für die Verdünnung geeignet) oder eine gebrauchsfertige Formulierung ist.

a. Zwitterionisches Tensid

Die Zusammensetzung umfaßt vorzugsweise ein zwitterionisches Tensid. Das zwitterionische Tensid enthält eine kationische Gruppe, vorzugsweise eine quaternäre Ammoniumgruppe, und eine anionische Gruppe, vorzugsweise eine Carboxylat-, Sulfat- und/oder Sulfonatgruppe, stärker bevorzugt eine Sulfonatgruppe. Das zwitterionische Tensid enthält somit sowohl eine kationische Gruppe als auch eine anionische Gruppe und weist ausreichende elektrische Neutralität auf, bei der die Anzahl der anionischen Ladungen und kationischen Ladungen auf dem Tensidmolekül im wesentlichen die gleiche ist. Diese zwitterionischen Tenside sind wünschenswert, da sie ihren amphoteren Charakter über den größten Teil des pH-Bereichs, der für das Reinigen harter Oberflächen von Interesse ist, bewahren. Einige in der hierin beschriebenen Zusammensetzung brauchbare zwitterionische Tenside werden im US-Patent Nr. 5.108.660 beschrieben.
Ein bevorzugtes zwitterionisches Tensid für die Verwendung in der Zusammensetzung ist ein Hydrocarbyl-amidoalkylensulfobetain mit der Formel:
worin R&sub7; eine Alkylgruppe mit 8 bis 20, vorzugsweise 10 bis 18, stärker bevorzugt 12 bis 16 Kohlenstoffatomen ist, jedes R&sub8; entweder Wasserstoff oder ein kurzkettiges Alkyl oder substituiertes Alkyl mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, bevorzugt Gruppen gewählt aus der Gruppe Methyl, Ethyl, Propyl, Hydroxy-substituiertem Ethyl oder Propyl und Mischungen hiervon, vorzugsweise Methyl, ist, jedes R&sub9; aus der Gruppe aus Wasserstoff und Hydroxygruppen gewählt wird und jedes "n" eine Zahl von 1 bis 4, vorzugsweise von 2 bis 3, stärker bevorzugt 3, ist, mit nicht mehr als etwa einer Hydroxygruppe in jedem C(R&sub9;)&sub2;-Rest. Die R&sub7;-Gruppen können verzweigt und/oder ungesättigt sein, und diese Strukturen können Fleckenbildungs-/Filmbildungs-Vorteile liefern, selbst wenn sie als Teil einer Mischung mit geradkettigen Alkyl-R&sub7;- Gruppen verwendet werden. Die R&sub5;-Gruppen können ebenfalls verbunden werden, um Ringstrukturen zu bilden.
Bevorzugte Hydrocarbylamidoalkylensulfobetain-Waschmitteltenside schließen die C&sub1;&sub0;- C&sub1;&sub4;-Fettacylamidopropylen(hydroxypropylen)sulfobetaine ein, z. B. die Waschtenside, die bei der Sherex Company unter dem Handelsnamen "Varion CAS Sulfobetaine" erhältlich sind. Ebenfalls bevorzugt wird Cocoamidopropylbetain, z. B. das bei der Sherex Company unter dem Handelsnamen "Varion CADG Betaine" erhältliche Waschmitteltensid.
Andere geeignete zwitterionische Waschtenside werden in Sp. 4 des US-Patents Nr. 4.287.080 und im US-Patent Nr. 4.557.853 beschrieben.

b. Nichtionisches Tensid

Geeignete nichtionische Tenside für die Verwendung in der Zusammensetzung schließen Alkylenoxid-Kondensate, Amide und semipolare nichtionische Substanzen ein. Eine Beschreibung dieser Tenside wird in Sp. 6-9 im US-Patent Nr. 4.287.080 vorgenommen.
Alkylenoxid-Kondensate für die Verwendung in der Zusammensetzung werden weitgehend als Verbindungen definiert, die durch die Kondensation von Alkylenoxidgruppen (hydrophiler Natur) mit einer organischen hydrophoben Verbindung, welche aliphatischer oder alkylaromatischer Natur sein kann, erzeugt werden. Die Länge des hydrophilen oder Polyoxyalkylen-Restes, das mit jeder speziellen hydrophoben Gruppe kondensiert wird, kann problemlos eingestellt werden, um eine wasserlösliche Verbindung mit dem gewünschten Ausgewogenheitsgrad zwischen hydrophilen und hydrophoben Elementen zu erzielen.
Nichtionische Tenside des Amid-Typs für die Verwendung in der Zusammensetzung schließen die Ammoniak-, Monoethanol- und Diethanolamide von Fettsäuren mit einem Acylrest von 7 bis 18 Kohlenstoffatomen ein. Diese Acylreste stammen normalerweise von natürlich vorkommenden Glyceriden, z. B. Kokosnußöl, Palmöl, Sojabohnenöl und Talg, können aber synthetisch abgeleitet sein, z. B. durch die Oxidation von Erdöl oder durch das Fischer- Tropsch-Verfahren.
Semipolare nichtionische Tenside für die Verwendung in der Zusammensetzung schließen Aminoxide, Phosphinoxide und Sulfoxide ein. Das Aminoxid-Tensid besitzt vorzugsweise die allgemeine Formel [RR'R"N→O], worin R eine Alkylgruppe mit 10 bis 28 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 10 bis 16 Kohlenstoffatomen ist, und R' und R" sind jeweils gewählt aus der Gruppe aus Alkyl-, Alkylen-, Hydroxyalkyl- und Hydroxyalkylen-Resten mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen. Andere geeignete Aminoxide werden im US-Patent Nr. 4.470.923 beschrieben. Geeignete nichtionische Phospinoxid-Tenside enthalten typischerweise einen Alkyl- oder Hydroxyalkyl-Rest von 8 bis 28 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 8 bis 16 Kohlenstoffatomen und 2 Alkylresten, gewählt aus der Gruppe aus Alkyl- und Hydroxyalkylgruppen mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen. Geeignete Sulfoxide enthalten typischerweise einen Alkyl- oder Hydroxyalkylrest von 8 bis 18 Kohlenstoffatomen und einen Alkylrest gewählt aus der Gruppe aus Alkyl- und Hydroxylalkylgruppen mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen.

c. Kationisches Tensid

Geeignete kationische Tenside für die Verwendung in der Zusammensetzung, zusätzlich zu den hierin weiter oben beschriebenen quaternären Ammonium-Desinfektionsmitteln, sind solche, die eine hydrophobe Gruppe (oder, weniger bevorzugt, zwei hydrophobe Gruppen, wenn sie kürzer sind, z. B. von 8 bis 10 Kohlenstoffatomen) enthalten, welche typischerweise eine Alkylgruppe im C&sub8;-C&sub1;&sub8;-Bereich und wahlfrei eine oder mehrere Gruppen wie Ether- oder Amidogruppen, vorzugsweise Amidogruppen, enthalten, die die hydrophobe Gruppe unterbrechen.

Lösungsmittel

Die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung ist eine alkalische Flüssigkeit, die 15 bis 98 Gew.-% Wasser und 0 bis 20 Gew.-% eines organischen Lösungsmittels enthält. Die Zusammensetzung umfaßt vorzugsweise 25 bis 95 Gew.-%, stärker bevorzugt 45 bis 90 Gew.-% Wasser und von 1 bis 20 Gew.-%, stärker bevorzugt 5 bis 10 Gew.-% organisches Lösungsmittel.
Die hierin beschriebenen organischen Lösungsmittel werden im Sinne von Wasserstoffbindungsparametern definiert, einem Lösungsparameter, wie er in "The Hoy", einer Veröffentlichung von Union Carbide, dargelegt wird. Wasserstoffbindungsparameter werden berechnet unter Verwendung der Formel
worin γH der Wasserstoffbindungsparameter und α die Aggregationszahl ist,
(Log α = 3,39066 Td/Tc - 0,15848 - Log M/d) und
γT der Löslichkeitsparameter ist, der aus der Formel
erhalten wird, wobei AH&sub2;&sub5; die Verdampfungswärme bei 25ºC (77ºF), R die Gaskonstante (1,987 Kal/Mol/Grad), T die absolute Temperatur in ºK, Tb der Siedepunkt in ºK, Tc die kritische Temperatur in ºK, d die Dichte in Gramm/ml und M das Molekulargewicht ist.
Das organische Lösungsmittel für die Verwendung in der hierin beschriebenen Zusammensetzung besitzt Wasserstoffbindungsparameter von vorzugsweise weniger als 7, 7, stärker bevorzugt von 2 bis 7 und noch stärker bevorzugt von 3 bis 6. Lösungsmittel mit niedrigeren Werten lösen sich in der Zusammensetzung zunehmend schwieriger auf und neigen stärker dazu, einen sichtbaren Rückstand auf glänzenden Oberflächen zu hinterlassen. Höhere Werte erfordern mehr Lösungsmittel für die erfolgreiche Beseitigung von fettigem Schmutz. Das organische Lösungsmittel umfaßt vorzugsweise Monoethanolamin und/oder Betaaminoalkanole. Diese bevorzugten organischen Lösungsmittel tragen zur Vernngerung von Flecken und Belägen auf harten Oberflächen bei. Monoethanolamin und Beta-Aminoalkanole dienen vorrangig als Lösungsmittel, wenn der pH-Wert der Zusammensetzung über 11,0 und insbesondere über 11,7 liegt. Die hierin beschriebene Zusammensetzung umfaßt 0,05 bis 10 Gew.-%, stärker bevorzugt 0,05 bis 5 Gew.-% Monoethanolamin und/oder Beta- Aminoalkanole. Lösungsmittelsysteme, die Monoethanolamin und/oder Beta-Aminoalkanole enthalten, werden im US-Patent Nr. 5.108.660 beschrieben.
Andere geeignete organische Lösungsmittel schließen diese polaren organischen Lösungsmittel ein, die im Waschmittelbereich für die Verwendung in alkalischen, flüssigen Reinigungszusammensetzungen für harte Oberflächen wohlbekannt sind. Diese anderen Lösungsmittel sind vorzugsweise polare organische Lösungsmittel mit guter Reinigungsaktivität. Diese Lösungsmittel können sämtliche der bekannten "fettlösenden" Lösungsmittel sein, die zum Beispiel im Industriebereich der Chemischen bzw. Trocken-Reinigung, dem Industriebereich für Reiniger für harte Oberflächen und der Metallverarbeitungsindustrie verwendet werden. Viele dieser polaren organischen Lösungsmittel umfassen Kohlenwasserstoff oder halogenierte Kohlenwasserstoffreste des Alkyl- oder Cycloalkyltyps und weisen einen Siedepunkt weit über Raumtemperatur auf, d. h. über etwa 20ºC (68ºF).
Der Formulierer der hierin beschriebenen alkalischen, flüssigen Zusammensetzung wird in der Wahl des organischen Lösungsmittels zum einen Teil von der Notwendigkeit, gute fettlö sende Eigenschaften zu liefern, und zum anderen von ästhetischen Überlegungen geleitet. Zum Beispiel haben Kerosin-Kohlenwasserstoffe gute fettlösende Wirkung, können aber übelriechend sein. Kerosin muß außergewöhnlich rein sein, bevor es verwendet werden kann, selbst im gewerblichen Bereich. Für den Hausgebrauch, wo übler Geruch nicht akzeptabel wäre, würde der Formulierer eher Lösungsmittel wählen, die einen relativ angenehmen Geruch haben oder deren Geruch mit Duftstoff einigermaßen verändert werden kann.
Die C&sub6;-C&sub1;&sub4; alkylaromatischen Lösungsmittel, insbesondere die C&sub6;-C&sub9;-Alkylbenzole, vorzugsweise Octylbenzol, weisen hervorragende Fettentfernungseigenschaften auf und haben einen schwachen, angenehmen Geruch. Ähnlich besitzen die Olefin-Lösungsmittel einen Siedepunkt von mindestens etwa 100ºC (212ºF); insbesondere Alpha-Olefine, vorzugsweise 1- Decen oder 1-Dodecen, sind ausgezeichnete fettentfernende Lösungsmittel.
Generell haben die hierin brauchbaren Glycolether die Formel R&sub1;&sub7;O(R&sub1;&sub8;O)mH, worin jedes R&sub1;&sub7;, eine Alkylgruppe mit 3 bis 8 Kohlenstoffatomen ist, jedes R&sub1;&sub3; entweder Ethylen oder Propylen ist und m eine Zahl von 1 bis 3 ist. Die am stärksten bevorzugten Glycolether werden aus der Gruppe Monopropylenglycolmonopropylether, Dipropylenglycolmonobutylether, Monopropylenglycolmonobutylether, Diethylenglycolmonohexylether, Monoethylenglycolmonohexylether, Monoethylenglycolmonobutylether und Mischungen hiervon gewählt.
Ein bevorzugtes organisches Lösungsmittel für die Verwendung in der hierin beschriebenen Zusammensetzung sind Diole mit 6 bis etwa 16 Kohlenstoffatomen in ihrer Molekularstruktur. Die Diole werden besonders bevorzugt, weil sie zusätzlich zu ihrer guten fettlösenden Eigenschaft der Zusammensetzung eine verbesserte Fähigkeit verleihen, Calciumseifen-Flecken von Oberflächen wie Badewanne und Duschkabinenwänden zu entfernen. Die Diole mit 8-12 Kohlenstoffatomen werden bevorzugt. Das am stärksten bevorzugte Diol-Lösungsmittel ist 2,2,4-Trimethyl-1,3-pentandiol.
Es können Lösungsmittel wie Kiefernnadelöl, Orangenterpen, Benzylalkohol, n-Hexanol, Phthalsäureester von C&sub1;&sub4;-Alkoholen, Butoxypropanol, Butyl Carbitol® und 1(2-n-Butoxy-1- methylethoxy)propan-2-ol (auch Butoxypropoxypropanol oder Dipropylenglycolmonobutylether genannt), Hexyldiglycol (Hexyl Carbitol®), Butyltriglycol, Diole wie 2,2,4-Trimethyl-1,3- pentandiol und Mischungen hiervon verwendet werden. Das Butoxypropanol-Lösungsmittel sollte nicht mehr als 20, vorzugsweise nicht mehr als 10, stärker bevorzugt nicht mehr als 7 Gew.-% des Sekundärisomers haben, in dem die Butoxygruppe zur Geruchsverbesserung am sekundären Atom des Propanols gebunden ist.
Organische Lösungsmittel mit geringer oder keiner Reinigungswirkung können ebenfalls in der hierin beschriebenen Zusammensetzung verwendet werden. Beispiele für diese Lösungsmittel schließen Methanol, Ethanol, Isopropanol, Ethylenglycol, Propylenglycol und Mischungen hiervon ein.

Alkalinität

Die alkalische, flüssige Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung wird so formuliert, daß ein pH von 8,5 bis 13, vorzugsweise von 9,7 bis 12, stärker bevorzugt von 9,7 bis 11,5 vorliegt. Die Alkalinität trägt zu den fettbeseitigenden Eigenschaften der Zusammensetzung bei. Der erforderliche pH kann durch die Verwendung bekannter alkalischer Materialien und Puffersysteme erreicht und aufrechterhalten werden.
Ein bevorzugtes Puffersystem zur Verwendung in der Zusammensetzung umfaßt Monoethanolamin und/oder Beta-Aminoalkanole und - wahlfrei, aber bevorzugt - Co-Puffer und/- oder alkalisches Material, gewählt aus der Gruppe Ammoniak, sonstige C&sub2;-C&sub4;-Alkanolamine, Alkalimetallhydroxide, Silicate, Borate, Carbonate, Bicarbonate und Mischungen hiervon. Die bevorzugten Co-Puffer-/Alkalinitätsmaterialien sind Alkalimetailhydroxide. Wie hier weiter oben beschrieben, können das Monoethanolamin und/oder die Beta-Aminoalkanole auch als Reinigungslösungsmittel innerhalb der Zusammensetzung bei pH-Werten über 11,0 wirken.

Trockenzubereitung

Wahlfrei kann die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung als Trockenzubereituäg hergestellt werden, umfassend:
a) 10 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise 12 bis 30 Gew.-%, stärker bevorzugt 15 bis 20 Gew. -% der hierin weiter oben beschriebenen gewählten C&sub4;-C&sub7;-Dicarboxylat-Komplexbildner;
b) 5 bis 60 Gew.-%, vorzugsweise 15 bis 45 Gew.-%, stärker bevorzugt 25 bis 3 S Gew.-% der hierin weiter oben beschriebenen quaternären Ammonium-Desinfektionsmittel;
c) 20 bis 80 Gew.-%, vorzugsweise 30 bis 70 Gew.-%, stärker bevorzugt 45 bis 60 Gew.-% der hierin weiter oben beschriebenen Waschtenside; und
d) eine Alkalinitätsquelle in einer Menge, die ausreicht, um einen pH von 8,5 bis 13 durch Verdünnung mit einer wäßrigen Flüssigkeit bei 20ºC (68ºF) bereitzustellen, wobei die Verdünnung 5 bis 60 Gew.-% der Trockenzubereitung umfaßt.
Der Schlüssel zu der Trockenzubereitung, wie bei der hierin weiter oben beschriebenen alkalischen, flüssigen Zubereitung, ist die Kombination eines quaternären Ammonium-Desinfektionsmittels und ausgewählter Dicarboxylat-Komplexbildner. Durch Verdünnung mit einem wäßrigen Lösungsmittel -(z. B. entionisiertes Wasser, Leitungswasser, wäßrige organische Verdünnungsmittel) wird die Trockenzubereitung in eine alkalische flüssige Reinigungs- und Desinfektionszusammensetzung für harte Oberflächen umgewandelt, deren Reinigungs-, Desinfektions-, Filmbildungs-/Fleckenbildungs- und Stabilitätseigenschaften ähnlich denen der hierin weiter oben beschriebenen alkalischen flüssigen Zusammensetzung sind.

BEISPIELE

Die Reinigungszusammensetzungen für harte Oberflächen der vorliegenden Erfindung werden durch das folgende Beispiel veranschaulicht. Die Werte sind in Gew.-% angegeben, wenn nicht anders vermerkt.
* Mischung aus n-Alkyldimethylethylbenzylammoniumchlorid und n-Alkyldimethylbenzylammoniumchlorid
Die Formeln B, C und D sind verdünnte, konzentrierte bzw. trockene Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung Dic Formel A ist eine typische alkalische Reinigungszusammensetzung für harte Oberflächen. Die folgenden Versuche wurden unternommen, um die Leistung der Formeln A, B und C zu beurteilen.

Vorbereitung verschmutzter Platten

Spritzschutzplatten aus Email werden ausgewählt und mit einem milden, leichten, flüssigen Reiniger gereinigt, dann mit Isopropanol gereinigt und mit destilliertem oder entionisiertem Wasser abgespült. Eine spezielle Menge (0,05-0,75 glPlatte) fettiger partikulärer Schmutz wird eingewogen und auf ein Blatt Aluminiumfolie gegeben. Der fettig-partikuläre Schmutz ist eine Mischung aus etwa 77,8 Gew.-% herkömmlichen pflanzlichen Ölen und etwa 22,2 Gew.-% partikulärem Schmutz bestehend aus Humus, Feinzement, Ton, Eisen(II)-oxid und Ruß. Der Schmutz wird mit einem Spatel verstrichen und mit einer 7,62 cm (3 Inch) breiten, 0,64 cm (ein Viertel von einem Inch) langen Noppen-Standard-Farbrolle gleichmäßig ausgewalzt. Der gleichmäßig verteilte Schmutz wird dann auf die sauberen Emailplatten gerollt, bis ein gleichmäßiger Auftrag erhalten wird. Die Platten werden dann in einen vorgeheizten Ofen getan und bei 130-150ºC (266º bis 302ºF) 35-90 Minuten lang gebacken. Die Platten können auf Raumtemperatur abkühlen und entweder sofort verwendet werden oder für einen oder mehrere Tage stehengelassen werden. Durch das Stehenlassen wird ein hartnäckigerer Schmutz erzeugt, der typischerweise mehr Reinigungsaufwand zur Entfernung erfordert.

Schmutzentfernung

Es wird eine "Gardner Straight Line Washability Machine" für die Schmutzentfernung verwendet. Die Maschine wird mit einem Laufschlitten ausgerüstet, der eine gewogene Reinigungsvorrichtung trägt. Die Reinigungsvorrichtungen sind sauber geschnittene Schwämme. Überschüssiges Wasser wird aus dem Schwamm ausgewrungen, und 1-10 Gramm des Produkts werden gleichmäßig auf eine Oberfläche des Schwamms aufgetragen. Der Schwamm wird in den Laufschlitten der Gardner-Maschine eingepaßt, und der Reinigunsversuch läuft an.

Reinigungsskala

Dieses Verfahren bewertet die Reinigungswirksamkeit der Testprodukte und vergleicht sie mit der eines Referenzproduktes. Man erhält die für die Beseitigung von 95-99% des Schmutzes benötigte Streichzahl (Gardner-Maschine). Dann wird die folgende Formel für die Bewertung der Reinigungsleistung verwendet: {"Schmutzbeseitigungs-" Skalenbewertung = [1 / # der Streichwege für das Testprodukt] · 100 · # der Streichwege für das Referenzprodukt}. Dies ergibt einen Wert von 100 für das Referenzprodukt. Wenn das Testprodukt weniger Streichwege benötigt als das Referenzprodukt, erhält das Testprodukt einen Skalenbemessungswert > 100. Wenn das Testprodukt mehr Streichwege benötigt als das Richtmaß, erhält es einen Skalenbemessungswert < 100. Die Formel A wurde als Referenzprodukt verwendet.

Skalenbemessungsdaten für die Schmutzentfernung

Formel mittlere Bewertung*
A 100
B 170
C 170
*4 Versuchswiederholungen mit seit 2 Tagen verschmutzten Platten
Der Unterschied zwischen den mittleren Bewertungen von 100 und 170 ist mit 95%iger Zuverlässigkeit statistisch signifikant. Deshalb sind die Formeln B und C, die sowohl Weinsäure als auch ein quaternäres Ammonium-Desinfektionsmittel enthalten, bei der Schmutzentfernung deutlich besser als Formel A, die weder Weinsäure noch ein quaternäres Ammonium- Desinfektionsmittel enthält.

Film-/ Streifenbildungstest auf Glasplatten

Eine Fensterglasscheibe von ungefähr 45,72 · 58,42 cm (18 · 23 Inch) wird mit einem milden Waschmittel gereinigt, um angelagerten Schmutz zu entfernen. Dann wird sie mehrmals mit einer Mischung aus Isopropanol und Propylenglycolmonobutylether gereinigt, bis kein sichtbarer Rückstand auf dem Glas zurückbleibt. Anschließend wird das Glas mit Klebeband in vier gleichgroße Quadranten geteilt. Zwei Milliliter von jedem Testprodukt werden gleichmäßig auf ein in vier Teile geteiltes Pagiertuch aufgetragen und auf einen bestimmten Quadranten gegeben. Das nasse Papiertuch wird gleichmäßig über den Quadranten gerieben, und der Rest kann verdampfen.
Testpersonen werden dann gebeten, die Film-/Streifenbildung jeder Fensterglasscheibe auf der folgenden absoluten numerischen Skala von (0-7) zu bewerten.
0: keine (keine sichtbare Film-/Streifenbildung)
1: leicht-keine
2: leicht
3: leicht-mäßig
4: mäßig
5: mäßig-stark
6: stark (starke Film-/Streifenbildung)

Film-/Streifenbildung auf Glasplatten

Bewertungen von Platten nach Punkteeinheiten (Panel Score Unit = psu)
Formelpaar Mittlere psu-Bewertung*
A 3,0
B 0,7
C 0,75**
* basierend auf 3 Versuchswiederholungen
** verdünnt mit 239,65 g/m³ (14 gpg) Wasser auf eine Formel A/B-Konzentration
Der Unterschied zwischen den mittleren psu-Bewertungen von 3,0 und 0,7 (und zwischen 3,0 und 0,75) ist bei 95%iger Zuverlässigkeit statistisch signifikant. Deshalb sind die Formeln B und C, die sowohl Weinsäure als auch ein quaternäres Ammonium-Desinfektionsmittel enthalten, bei der Minimierung von Film-/Streifenbildung auf Glasoberflächen deutlich besser als Formel A, die weder Weinsäure noch ein quaternäres Ammonium-Desinfektionsmittel enthält. Keimtötende Wirksamkeit
Die keimtötende Wirksamkeit von Formel B gegenüber den Organismen Staphylococcus aureus, Pseudomonas Aeruginosa und Salmonella chloreasuis wurde gemäß dem in "Official Methods of Analysis of the Association of Official Analytical Chemists (AOAC), 12. Ausg. (1975), S. 59-60" beschriebenen Verfahren bestimmt. Die Beurteilung wurde durchgeführt unter einer Gebrauchsverdünnung von 1 Teil der Formel B verdünnt mit 64 Teilen Wasser. Die Formel B wurde in Bezug auf jeden der oben beschriebenen Organismen als "keimtötend" beurteilt. Somit wurden die Desinfektionseigenschaften der quaternären Ammonium-Verbindung in Formel B durch die Weinsäure in der Zusammensetzung nicht "inaktiviert".

Claims

1. Alkalische, flüssige Reinigungs- und Desinfektionsmittelzusammensetzung für harte Oberflächen, umfassend:

- 0,001 bis 15 Gew.-% eines Waschtensids, gewählt aus der Gruppe zwitterionisches Tensid, kationisches Tensid, nichtionisches Tensid und Mischungen hiervon;

- einen pH von 8, 5 bis 13,0 vorzugsweise von 9,7 bis 11,5;

- 15 bis 98, vorzugsweise 45 bis 95 Gew.-% Wasser; und

- 0 bis 20 Gew.-% eines organischen Lösungsmittels mit einem Wasserstoffbindungsparameter von weniger als 7,7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung weiterhin umfaßt:

- 0,001 bis 15 Gew.-% eines Komplexbildners für hartes Wasser der Formel:

worin jede R-Gruppe aus der Gruppe Wasserstoff und Hydroxyl-Gruppen gewählt ist; M aus der Gruppe Wasserstoff, Ammonium und Alkalimetalle gewählt ist; und X eine Zahl von 1 bis 4, vorzugsweise 1 ist, und

- 0,005 bis 10 Gew.-% eines quaternären Ammonium-Desinfektionsmittels.

2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei der Komplexbildner für hartes Wasser aus der Gruppe Weinsäure, Dihydroxyweinsäure und Mischungen hiervon gewählt ist.

3. Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Zusammensetzung 0,5 bis 3 Gew.-% des Waschtensids umfaßt.

4. Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Zusammensetzung 1 bis 20% eines organischen Lösungsmittels mit einem Wasserstoffbindungsparameter von 3 bis 6 umfaßt.

5. Zusammensetzung nach Anspruch 4, wobei das organische Lösungsmittel Monoethanolamin umfaßt.

6. Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei M ein Alkalimetall ist.

7. Trockenreinigungszubereitung zur Verwendung bei der Reinigung und Desinfektion harter Oberflächen, umfassend

a) 10 bis 40 Gew.-% eines Komplexbildners für hartes Wasser der Formel

worin jede R-Gruppe aus der Gruppe Wasserstoff und Hydroxyl-Gruppe gewählt ist; M aus der Gruppe Wasserstoff, Ammonium und Alkalimetall gewählt ist; und X eine Zahl von 1 bis 4, vorzugsweise 1, ist;

b) 5 bis 60 Gew.-% eines quaternären Ammonium-Desinfektionsmittels;

c) 20 bis 80 Gew.-% eines Waschtensids, gewählt aus der Gruppe zwitterionisches Tensid, kationisches Tensid, nichtionisches Tensid und Mischungen hiervon; und

d) eine Alkalinitätsquelle, die ausreicht, einen pH von 8,5 bis 13,0 vorzusehen, wenn die Zusammensetzung mit Wasser verdünnt wird, wobei die verdünnte Zusammensetzung 0,005 bis 50 Gew.-% der Trockenreinigungszubereitung enthält, und wobei der pH bei 20º C (68ºF) gemessen wird.

8. Zusammensetzung nach Anspruch 7, wobei der Komplexbildner für hartes Wasser aus der Gruppe Weinsäure, Dihydroxyweinsäure und Mischungen hiervon gewählt ist.

9. Zusammensetzung nach Anspruch 8, wobei die Zusammensetzung 30 bis 70 Gew.-% des Waschtensids umfaßt.

10. Zusammensetzung nach Anspruch 7, wobei M ein Alkalimetall ist.