PL194416B1 - Środek czyszcząco-sanityzujący - Google Patents

Abstract

Srodek czyszczaco-sanityzujacy, znamienny tym, ze zawiera oksyetylat alkoholu frakcji C 11 -C 16 i/lub oksyetylat alkilofenolu posiadajacy do 70% ugrupowan oksyetylenowych i charakteryzu- jacy sie waska dystrybucja homologów, kwas dodecylobenzenosulfonowy, oraz krzemoorganiczny, emulgujacy sie w wodzie srodek przeciwpienny, kwas fosforowy, kwas cytrynowy i nadtlenek wodoru, przy czym stosunek ilosciowy oksyetylatu alkoholu i/lub alkilofenolu o waskiej dystrybucji homologów do kwasu dodecylobenzenosulfonowego oraz do krzemoorganicznego emulgujacego sie w wodzie srodka przeciwpiennego miesci sie w przedziale od 1 : 0.31 : 0 do 1 : 1.0 : 0.12, a kwas fosforowy zawiera sie w ilosci od 36 do 50%, kwas cytrynowy w ilosci od 36 do 50%, a nadtlenek wodoru w ilosci od 26 do 60% w stosunku do ilosci substancji aktywnej, rozumianej jako suma oksyetylatu alkoholu i/lub alkilofenolu, kwasu dodecylobenzenosulfonowego i krzemoorganicznego srodka przeciwpiennego. PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest środek czyszcząco-sanityzujący do urządzeń technicznych, który może być stosowany bezpośrednio lub w rozcieńczonych roztworach wodnych.

W wielu gałęziach przemysłu problemem o dużym znaczeniu jest zachowanie wysokiej czystości urządzeń technicznych zanieczyszczanych w procesach technologicznych. Stanowi to często jeden z najistotniejszych czynników decydujących o jakości wytwarzanych produktów. Dotyczy to między innymi urządzeń w przemyśle spożywczym i gastronomii, w przemyśle chemicznym, farmaceutycznym i wielu innych. Problemy związane z koniecznością utrzymania wysokiej czystości występują również w gospodarstwach rolnych, pieczarkarstwie, zakładach opieki zdrowotnej, oraz w pomieszczeniach sanitarnych publicznych jak i w gospodarstwach domowych. Coraz częściej spotyka się zapotrzebowanie na wykazywanie właściwości odkażających przez środki piorące. Do najważniejszych funkcji stosowanych środków w tym zakresie można zaliczyć: zdolność usuwania zanieczyszczeń (tłuszczowych, białkowych, olejowych i innych), usuwanie gromadzących się osadów stałych (np. kamienia kotłowego, wapiennego, mlekowego) oraz zachowanie odpowiedniej czystości mikrobiologicznej powierzchni materiałów. Powszechnie stosowanymi środkami do czyszczenia i odkażania w przemyśle są między innymi: roztwór sody kaustycznej - stosowany do usuwania zanieczyszczeń tłuszczowych, roztwory kwasów mineralnych - do usuwania osadów stałych oraz związki utleniające np. typu podchlorynu sodu w celu zachowania odpowiedniej czystości mikrobiologicznej. Pomimo swojej skuteczności wymienione preparaty są bardzo agresywne w stosunku do materiałów konstrukcyjnych czyszczonych urządzeń i powierzchni oraz stanowią duże obciążenie dla środowiska naturalnego ze względu na skrajnie wysokie lub niskie pH odprowadzanych ścieków. Możliwość zastąpienia wymienionych powyżej środków stanowi zastosowanie nowoczesnych związków powierzchniowo czynnych w połączeniu ze specyficznymi dodatkami funkcjonalnymi, które w znacznym stopniu mogą ograniczyć stosowanie wymienionych agresywnych środków odtłuszczających i odkażających lub nawet całkowicie je zastąpić. Wymaga to komponowania złożonych receptur zawierających wiele składników pełniących różnorodne funkcje, które często trudno połączyć w jednej formule ze względu na ich wzajemne antagonistyczne oddziaływanie (na przykład zobojętnianie czy wytrącanie). Ponadto stosowane środki czyszczące muszą spełniać dodatkowe wymagania umożliwiające ich stosowanie. Do istotnych parametrów tego rodzaju należy często np. niska zdolność pieniąca oraz niska stabilność powstającej piany, ze względu na częste stosowanie omawianych środków w układach o intensywnej cyrkulacji w obiegach zamkniętych lub też w układach o energicznym mieszaniu mechanicznym. Inną bardzo pożądaną cechę stanowi łatwość wypłukiwania stosowanego środka z urządzeń i powierzchni bez zachowania jakichkolwiek pozostałości. Ponadto istotne wymagania dla stosowanych środków związane są również z koniecznością spełnienia odpowiednich norm ekologicznych, np. niskiej toksyczności dla ludzi i zwierząt oraz biodegradacji na poziomie co najmniej 80%. Wyraźną tendencję na rynku nowoczesnych środków powierzchniowo czynnych stanowi oferta możliwie najbardziej skoncentrowanych preparatów stosowanych następnie w maksymalnie rozcieńczanych roztworach roboczych sporządzanych w miejscu ich użytkowania. Ogranicza to koszty oraz pracochłonność związaną z ich wytwarzaniem, magazynowaniem oraz transportem.

Wymienione powyżej wymagania mogą być spełniane w coraz większym stopniu wraz ze wprowadzaniem na rynek nowych, bardziej efektywnych produktów chemicznych oraz odpowiednio skomponowanych składników receptur. Jednymi z najczęściej stosowanych związków powierzchniowo czynnych jako składników bazy detergentowej są oksyetylenowane alkohole oraz alkilobenzenosulfoniany. Odpowiednio skomponowane mieszaniny tych niejonowych i anionowych związków powierzchniowo czynnych posiadają dobre właściwości myjące charakteryzując się jednak wysoką zdolnością pieniącą oraz tendencją do żelowania w postaci bardziej stężonych roztworów wodnych. Znane są również trudności z uzyskaniem jednorodnej postaci preparatu, napotykane przy wprowadzaniu do receptur wielu różnych składników funkcjonalnych. Obniżenie zdolności pieniącej związków powierzchniowo czynnych typu oksyetylatów uzyskiwano na przykład poprzez odpowiednią modyfikację chemiczną zakończenia cząsteczki oksyetylatu w efekcie wprowadzenia ugrupowania metylowego do grupy hydroksylowej [J. Bigorra i współpracownicy, Materiały IV Światowego Zjazdu Surfaktantów, Barcelona'96, tom l, str. 566-577] lub jej utlenienie do grupy karboksylowej [S.W. Jackson i współpracownicy, Materiały IV Światowego Zjazdu Surfaktantów, Barcelona'96, tom II, str. 319-333] lub też w wyniku estryfikacji kwasami tłuszczowymi. Konieczne jest wtedy wprowadzenie dodatkowego etapu syntezy, podnoszącego wymiernie koszty produktu. Innym znanym sposobem obniżania zdolności

PL 194 416 B1 pieniącej oksyetylatów jest wprowadzenie do cząsteczki surfaktantu ugrupowań oksypropylenowych. Powstają jednak wówczas kopolimery blokowe o rozgałęzionej strukturze, które cechuje znacznie gorsza biodegradacja w środowisku naturalnym. W celu obniżenia powstawania piany mogą być również stosowane w recepturach specjalne dodatki środków antypiennych, stanowiących na przykład pochodne krzemoorganiczne oraz ich mieszaniny z kopolimerami blokowymi o wysokich ciężarach cząsteczkowych. Środki te najczęściej działają poprzez adsorpcję na powierzchni międzyfazowej, co stwarza duże trudności w ich usuwaniu z powierzchni urządzeń podczas płukania.

Osiąganie wysoko skoncentrowanych roztworów środków czyszczących jest często ograniczone wskutek żelowania, wytrącania się składników roztworu, oraz ich niewielkiej rozpuszczalności podczas sporządzania roztworów roboczych. Szczególne trudności w tym zakresie nastręcza wprowadzenie do układu anionowych związków powierzchniowo czynnych. Stosowanie różnego rodzaju środków hydrotropowych np. alkoholu metylowego lub etylowego podwyższa koszty produkcji i stanowi dodatkowe zagrożenie w związku z użytkowaniem bardziej lotnych lub toksycznych substancji organicznych.

Nowością na rynku związków powierzchniowo czynnych od kilku lat są oksyetylaty alkoholi o tak zwanej wąskiej dystrybucji homologów. Produkty te w porównaniu do powszechnie stosowanych typowych oksyetylatów charakteryzują się znaczenie węższym rozrzutem homologów w polidyspersyjnym produkcie reakcji, posiadając znacznie większą zawartość homologów o wąskim zakresie stopni poliaddycji zbliżonym do średniego stopnia oksyetylenowania. Dla produktów oksyetylenowania alkoholi alifatycznych o średnich stopniach poliaddycji powyżej 7, zawartość homologów o stopniu poliaddycji odpowiadającym średniemu stopniowi oksyetylenowania w konwencjonalnych produktach o szerokiej dystrybucji homologów zwykle nie przekracza 10%, podczas gdy w oksyetylatach alkoholi alifatycznych o tak zwanych wąskich dystrybucjach homologów jest ona zwykle o kilkadziesiąt procent większa, podobnie jak w przypadku oksyetylatów nonylofenolu. Różnica ta stanowi przyczynę szeregu korzystnych właściwości. Praktyczną konsekwencją jest między innymi znacznie mniejsza stabilność wytwarzanej piany oraz lepsza kompatybilność z innymi składnikami receptur, umożliwiająca uzyskiwanie płynnych i stabilnych koncentratów o wysokich stężeniach substancji aktywnej. W wielu przypadkach pozwala to na obniżenie zdolności pieniącej otrzymywanych preparatów, jak również na otrzymywanie klarownych jednorodnych roztworów w mieszaninie z innymi składnikami receptury. Ponadto zastosowanie oksyetylatów o wąskiej dystrybucji homologów w miejsce ich konwencjonalnych odpowiedników zapobiega żelowaniu roztworów wodnych zawierających anionowe związki powierzchniowo czynne, typu na przykład alkilobenzenosulfonianów, w szerokim zakresie stężeń. Zwiększona kompatybilność z innymi komponentami receptur umożliwia dodatkowo rozpuszczenie innych składników funkcjonalnych nawet o dużym stężeniu substancji aktywnej w roztworze preparatu, dając jednorodny roztwór łatwy do wypłukania z aparatury po zakończeniu procesu. Stwierdzona niższa toksyczność w stosunku do organizmów wodnych oraz lepsza biodegradacja oksyetylatów alkoholi o wąskich dystrybucjach homologów, związana ze znacznym ograniczeniem w produkcie zawartości homologów o skrajnie wysokich i niskich ciężarach cząsteczkowych pozwala na uzyskanie produktu spełniającego ostre normy ekologiczne w tym zakresie. Znane jest rozwiązanie zastosowane w opisie patentowym PL 185 202, polegające na otrzymywaniu wysokoefektywnego środka czyszczącego zawierającego jako dominujący składnik oksyetylat alkoholu lub oksyetylat alkilofenolu zawierający do 70% ugrupowań oksyetylenowych w produkcie reakcji oraz charakteryzujący się wąską dystrybucją homologów, oraz kwas dodecylobenzenosulfonowy z dodatkiem krzemoorganicznego emulgującego się w wodzie środka przeciwpiennego, dodatek składników kwasowych i nadtlenku wodoru. Tak otrzymany preparat wykazuje szczególny synergizm w zakresie emulgowania zabrudzeń tłuszczowych. Jednak zastosowanie preparatu według rozwiązania PL 185 202, w obiegach z intensywną cyrkulacją wskutek obecności mało skutecznego krzemoorganicznego związku antypiennego powoduje niedostateczne gaszenie piany roztworów roboczych ograniczające zastosowanie preparatu. Z kolei odpowiednie podwyższenie zawartości środka antypiennego powodowało jego wydzielanie się z koncentratu w postaci niemieszającej się fazy. Ponadto dla zapewnienia wysokiej czystości mikrobiologicznej konieczne było stosowanie zwiększonego stężenia środka.

Nieoczekiwanie stwierdzono, że odpowiednie zwiększenie udziału kwasu fosforowego, kwasu cytrynowego i nadtlenku wodoru w stosunku do ilości substancji aktywnej rozumianej jako suma kwasu dodecylobenzenosulfonowego, oksyetylenowanego alkoholu lub oksyetylenowanego nonylofenolu oraz krzemoorganicznego składnika antypiennego umożliwia wprowadzenie do preparatu znacznie wyższej zawartości krzemoorganicznego składnika antypiennego otrzymanego na bazie polidimetylo4

PL 194 416 B1 siloksanu, przy zachowaniu wymaganej jednorodności koncentratu oraz dalszym efektywnym obniżeniu zdolności pieniących sporządzanych roztworów roboczych. Ponadto, zwiększenie zawartości składników kwasowych i tlenu aktywnego dodatkowo zwiększa oddziaływanie bakteriobójcze i grzybobójcze preparatu otrzymanego według wynalazku, co daje możliwość rozszerzenia zastosowania preparatu.

Istota wynalazku polega na tym, że środek czyszcząco-sanityzujący zawiera oksyetylat alkoholu i/lub oksyetylat alkilofenolu posiadający do 70% ugrupowań oksyetylenowych i charakteryzujący się wąską dystrybucją homologów, kwas dodecylobenzenosulfonowy, oraz krzemoorganiczny, emulgujący się w wodzie środek przeciwpienny, kwas fosforowy, kwas cytrynowy i nadtlenek wodoru, przy czym stosunek ilościowy oksyetylatu alkoholu o wąskiej dystrybucji homologów i/lub alkilofenolu do kwasu dodecylobenzenosulfonowego oraz do krzemoorganicznego emulgującego się w wodzie środka przeciwpiennego mieści się w przedziale, od 1 : 0.31 : 0 do 1 : 1.0 : 0.12, a kwas fosforowy zawiera się w ilości od 36 do 50%, kwas cytrynowy w ilości od 36 do 50%, a nadtlenek wodoru w ilości od 26 do 60%, w stosunku do ilości substancji aktywnej, rozumianej jako suma oksyetylatu alkoholu i/lub alkilofenolu, kwasu dodecylobenzenosulfonowego i krzemoorganicznego środka przeciwpiennego.

Środek według wynalazku zachowuje wymaganą jednorodną postać koncentratu, dzięki podwyższonej zawartości składników kwasowych i nadtlenku wodoru umożliwiając wprowadzanie większej ilości krzemoorganicznego składnika antypiennego. W rezultacie otrzymany preparat posiada wysoką zdolność emulgowania tłuszczów oraz bardzo niską zdolność pieniącą roztworów roboczych.

Przykład 1

Oksyetylenowany alkohol frakcji C₁₁-C₁₆ (średnia masa cząsteczkowa alkoholu M=207) o wąskiej dystrybucji homologów zawierający 70% ugrupowań oksyetylenowych w masie produktu oraz udział homologu o stopniu poliaddycji odpowiadającym średniemu stopniowi oksyetylenowania na poziomie 14.1%, kwas dodecylobenzenosulfonowy oraz krzemoorganiczny emulgujący się w wodzie środek przeciwpienny, oparty na bazie polidimetylosiloksanu, miesza się w stosunku masowym odpowiednio jak 1 : 0.31 : 0.12, następnie dodaje się w stosunku do tych trzech składników rozumianych jako substancja aktywna 50% kwasu fosforowego, 50% kwasu cytrynowego, 60% nadtlenku wodoru oraz wodę, przy czym stosunek ilości substancji aktywnej do ilości wody wynosił jak 1:7.

Otrzymany środek posiada jednorodną postać, nie występuje rozdział faz. Zdolność pieniąca 1% roztworu mierzona metodą Rossa-Milesa wynosi 0, a zdolność emulgowania oleju rzepakowego wynosi 2 g/dm³.

Przykład 2

Oksyetylenowany nonylofenol zawierający 61.5% ugrupowań oksyetylenowych w masie produktu charakteryzujący się udziałem homologu o stopniu poliaddycji odpowiadającym średniemu stopniowi oksyetylenowania na poziomie 14.0% oraz kwas dodecylobenzenosulfonowy miesza się w stosunku masowym odpowiednio jak 1 : 1, dodając następnie 36% w stosunku do substancji aktywnej (rozumianej jako suma oksyetylenowanego nonylofenolu i kwasu dodecylobenzenowego) kwasu fosforowego, 36% w stosunku do substancji aktywnej kwasu cytrynowego, 26% w stosunku do substancji aktywnej nadtlenku wodoru oraz wodę, a stosunek substancji aktywnej do wody wynosi jak 1:0.45.

Otrzymany środek posiada jednorodną postać, nie występuje rozdział faz, a zdolność emulgowania oleju rzepakowego wynosi 8 g/dm³.

Przykład 3

W celach porównawczych sporządzono koncentrat środka czyszczącego w następujący sposób: Oksyetylenowany alkohol frakcji C₁₁-C₁₆ (średnia masa cząsteczkowa alkoholu M=207) o typowej szerokiej dystrybucji homologów, zawierający 70% ugrupowań oksyetylenowych w masie produktu oraz udział homologu o stopniu poliaddycji odpowiadającym średniemu stopniowi oksyetylenowania na poziomie 5.5%, kwas dodecylobenzenosulfonowy oraz krzemoorganiczny emulgujący się w wodzie środek przeciwpienny miesza się w stosunku masowym odpowiednio jak 1 : 0.31 : 0.1, dodaje 25% w stosunku do substancji aktywnej kwasu fosforowego, 25% w stosunku do substancji aktywnej kwasu cytrynowego, 20% w stosunku do substancji aktywnej nadtlenku wodoru oraz wodę, przy czym stosunek substancji aktywnej preparatu do wody wynosił jak 1:7.

Otrzymany preparat, charakteryzuje się wydzieleniem niemieszającej się fazy zawierającej krzemoorganiczny środek antypienny na powierzchni koncentratu, co dyskwalifikuje praktyczne zastosowanie środka.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Środek czyszcząco-sanityzujący, znamienny tym, że zawiera oksyetylat alkoholu frakcji C₁₁-C₁₆ i/lub oksyetylat alkilofenolu posiadający do 70% ugrupowań oksyetylenowych i charakteryzujący się wąską dystrybucją homologów, kwas dodecylobenzenosulfonowy, oraz krzemoorganiczny, emulgujący się w wodzie środek przeciwpienny, kwas fosforowy, kwas cytrynowy i nadtlenek wodoru, przy czym stosunek ilościowy oksyetylatu alkoholu i/lub alkilofenolu o wąskiej dystrybucji homologów do kwasu dodecylobenzenosulfonowego oraz do krzemoorganicznego emulgującego się w wodzie środka przeciwpiennego mieści się w przedziale od 1 : 0.31 : 0 do 1 : 1.0 : 0.12, a kwas fosforowy zawiera się w ilości od 36 do 50%, kwas cytrynowy w ilości od 36 do 50%, a nadtlenek wodoru w ilości od 26 do 60% w stosunku do ilości substancji aktywnej, rozumianej jako suma oksyetylatu alkoholu i/lub alkilofenolu, kwasu dodecylobenzenosulfonowego i krzemoorganicznego środka przeciwpiennego.