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Selbststerilisierendes Material für die Herstellung von
Verpackungsstoffen und Packungen sowie Behälter, Verpackungsstoff und Verfahren zu dessen Herstellung
Die Erfindung bezieht sich auf selbststerilisierendes Material für die Herstellung von Packmaterial und
Verpackungen für Nahrungsmittel und pharmazeutische Produkte. Das Material besteht aus einem hoch- molekularen thermoplastischen Kohlenwasserstoffpolymerisat, das halogeniert sein kann.
In der pharmazeutischen und der Nahrungsmittelindustrie ist es notwendig, dass die Verpackung selbst steril ist, obwohl der Inhalt darin eingeschlossen wird. Die gewünschte Sterilität erzielt man in der Regel dadurch, dass man die Packung unmittelbar vor dem Füllen einer Sterilisationsbehandlung unterzieht, die für wärmeplastische Harze regelmässig in einer Behandlung mit Äthylenoxyd besteht. Durch eine solche
Behandlung, die ausserdem sehr zeitraubend ist und eine teuere Anlage erfordert, werden jedoch verhält- nismässig fragwürdige Ergebnisse erreicht, und nur gewisse wärmeplastische Harze können auf diese Weise sterilisiert werden.
Andere übliche Sterilisiermethoden, wie Autoklavenbehandlung od. dgl., sind für die meisten wärmeplastischen Harze nicht brauchbar, da die für diese Behandlung erforderliche Temperatur so hoch ist, dass die Gefahr einer Deformierung oder Schmelzung des Materials besteht.
Es ist auch schon vorgeschlagen worden, die Oberflächen von Thermoplasten zu sterilisieren, indem man sie in eine Sterilisierflüssigkeit eintaucht. Wenn gleichzeitig eine poröse Oberflächenschicht gebildet wird, ist es tatsächlich möglich, einen begrenzten, selbststerilisierenden Effekt zu erzielen. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass der auf diese Weise erzielte selbststerilisierende Effekt nur eine relativ kurze Zeit andauert.
Es ist vorgeschlagen worden, Massen mit einem gewissen Desinfektionseffekt dadurch herzustellen, dass man verschiedene Zusatzstoffe einarbeitet, aber alle diese haben sich als ungeeignet erwiesen, weil sie bereits bei niedrigen Konzentrationen, die an sich wirkungsvoll sind, die Entstehung toxischer Nebeneffekte ergeben und bzw. oder gewebereizend sind oder aber bei Konzentrationen, die an sich brauchbar sind, einen zu schwachen Effekt haben.
In der Nahrungsmittelindustrie und der Pharmazie besteht somit ein Bedürfnis für ein selbststerilisierendes Verpackungsmaterial, das den eingepackten Inhalt nicht beeinflusst und immer während der Herstellung steril ist und während der Lagerung steril verbleibt, so dass eine weitere Sterilisierung vor der Versendung und Verpackung nicht notwendig ist. Die Bestandteile, die den selbststerilisierenden Effekt ergeben, dürfen bei den benutzten Konzentrationen nicht in das darin verpackte Erzeugnis extrahiert werden oder hineinwandern, zumindest nicht in einem solchen Masse, dass toxische oder Gewebe reizende Sekund'1reffekte hervorgerufen werden. Ferner darf natürlich der sterilisierende Bestandteil dem Inhalt keinen Geschmack oder Geruch erteilen.
Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst, die ein selbststerilisierendes Verpackungsmaterial vorsieht, das den genannten Erfordernissen voll entspricht.
Das neue Merkmal der Erfindung besteht darin, dass ein Packmaterial aus einem hochmolekularen Kohlenwasserstoffpolymerisat besteht, das halogeniert sein kann und als antimikrobischen Bestandteil mindestens eine Verbindung, wie Thymol, 4-n-Hexylresorcin oder 4-n-Cctyl-resorcin enthält, wobei der aktive Bestandteil gleichförmig in dem Material verteilt ist und sein Gehalt darin höchstens 2%, vorzugsweise höchstens 1%, beträgt. Die gleichförmige Verteilung dieser Verbindungen erreicht man dadurch, dass man das granulierte Polymerisat und die aktive Substanz mechanisch vermengt und dann den Ver-
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schnitt in geschmolzenem Zustand durch Erhitzung auf Abbindetemperatur homogenisiert, worauf die
Masse in granulierte Form umgewandelt wird.
Das so erhaltene Granulat wird dann zur Herstellung von Folien oder Verpackungen verschiedener Art durch Spritzverformung, Blasverformung, Pressverformung oder Giessen gebraucht. Das Material kann natürlich unmittelbar zu fertigen Verpackungen, wie Phiolen, Gefässen oder Behältern, Flaschen oder Ampullen, umgewandelt werden. Auch Schichtfolien können hergestellt werden, die auf mindestens einer Seite das selbststerilisierende Material nach der Erfindung enthalten, u. zw. vorzugsweise auf derjenigen Folienoberfläche, die bei Formung der Packung aus dem selbststerilisierenden Material nach der Erfindung mit dem Packungsinhalt in Berührung kommen soll. Diese fertigen Packungen und das Verpackungsmaterial können natürlich nach an sich bekannten Methoden hergestellt werden.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele weiter erläutert, soll jedoch hierauf nicht beschränkt sein.
Beispiel 1 :
10 kg Polyäthylengranulat vom LD-Typ wurden in einer Trommel oder von Hand durchgehend mit 10 g 4-n-Hexylresorcin verschnitten. Die homogene Mischung wurde dann in eine Auspressform übergeführt, in deren Zylinder das Polyäthylen in eine geschmolzene Masse umgewandelt wurde. Dadurch wurde das Hexylenresorcin gleichförmig in der Masse verteilt. Der homogene Verschnitt wurde ausgepresst und dann unmittelbar in Granalienform übergeführt. Dieses selbststerilisierende Granulat wurde dann in eine Pressform gebracht, in deren Zylinder es wieder geschmolzen und dadurch weiter homogenisiert wurde, und die geschmolzene Masse wurde zu Phiolen oder Ampullen von 100 ml umgewandelt. Auf dieselbe Weise wurden auch Ampullen oder Phiolen aus Polyäthylen mit einem Zusatz von 0, 5% (50g/kg) 4-n-Hexylresorcin gefertigt. Kontrollen, d. h.
Ampullen aus Polyäthylen ohne jeden Sterilisierzusatz von Hexylresorcin, wurden ebenfalls angefertigt.
Es wurden also drei Ampullenarten angefertigt, nämlich
A) Kontrollen, d. h. Ampullen aus Polyäthylenharz ohne jeden Hexylresorcinzusatz,
B) Ampullen aus Polyäthylenharz mit 0, 10/0 4-n-Hexylresorcin und
C) Ampullen aus Polyäthylenharz mit 0, 5% 4-n-Hexylresorcin.
Einige Ampullen dieser drei Typen wurden unmittelbar mit je einer der folgenden Praforganismen geimpft : Staph. albus, E. coli, Candida albicans, Pen. notatum, und wurden dann Brütbedingungen ausgesetzt. Es können technische Gründe dafür vorliegen, dass die Impfung sehr schwer gemacht wird und in der Praxis nur ein Bruchteil des tatsächlich benutzten Impfungsgrades vorgenommen wird.
Einige andere Ampullen wurd-en mitdenselbenprüforganismen nach längerer oder kürzerer Lagerungs- dauer beimpft. Bei dieser Gelegenheit wurden Ampullen, die gemäss der Waschvorschrift für die pharmazeutische Industrie gewaschen worden waren, ebenfalls beimpft.
Der Ampullensatz, der zuerst, d. h. unmittelbar nach der Herstellung, beimpft worden war, wurde
EMI2.1
fungsergebnisse sind in der folgenden Tabelle 1 zusammengestellt. Die Zahlen bedeuten das Wachstum der Prüforganismen in 0/0.
Tabelle 1
EMI2.2
<tb>
<tb> Ampulle <SEP> Konzentration <SEP> Staph. <SEP> E. <SEP> coli <SEP> Candida <SEP> P. <SEP> nodes <SEP> Sterilisier- <SEP> albus <SEP> albicans <SEP> tatum
<tb> mittels <SEP> in <SEP> Ufo
<tb> A <SEP> 0 <SEP> IM <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100
<tb> B <SEP> 0,1 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0
<tb> C <SEP> 0,5 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0
<tb>
Aus den Zahlen in dieser Tabelle istersichtlich, dasslOO oiges Wachstum von Mikroorganismen bei allen Kontrollen auftrat, während bei den Präfröhren mit Ampullen, die aus das betre11ellùe Sterilisiermittel enthaltendem Harz hergestellt waren, kein Wachstum von Mikroorganismen beobachtet wurde.
Die in der nachfolgenden Tabelle 2 zusammengestellten Ergebnisse wurden bei der Prüfung von Ampullen erhalten, die nach einer Lagerzeit von 4 Monaten geimpft worden waren. Einige Ampullen waren vor der Impfung gewaschen worden. Diese Ampullen wurden bakteriologisch geprüft, nachdem sie einen
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Tag lang (Tabelle 2) und zwei Tage lang (Tabelle 3) BebrUtungsbedingungen ausgesetzt worden waren.
Die Zahlen in den Tabellen 2 und 3 haben dieselbe Bedeutung wie in Tabelle l.
Tabelle 2 (1 Tag Bebrütungsbedingungen vor Züchtung)
EMI3.1
<tb>
<tb> Ampulle <SEP> Konzentration <SEP> Staph. <SEP> E. <SEP> coli <SEP> Candida <SEP> P. <SEP> nodes <SEP> Sterilisier- <SEP> albus <SEP> albicans <SEP> tatum
<tb> mittels <SEP> in%
<tb> A <SEP> 0 <SEP> gewaschen <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100
<tb> nicht <SEP> gewaschen <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100
<tb> B <SEP> 0,1 <SEP> gewaschen <SEP> 30 <SEP> 30 <SEP> 0 <SEP> 0
<tb> nicht <SEP> gewaschen <SEP> 0 <SEP> 30 <SEP> 0 <SEP> 0
<tb> C <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP> gewaschen <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0
<tb> nicht <SEP> gewaschen <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP>
<tb>
Tabelle 3 (2 Tage Bebrütungsbedingungen vor Züchtung)
EMI3.2
<tb>
<tb> Ampulle <SEP> Konzentration <SEP> Staph. <SEP> E. <SEP> coli <SEP> Candida <SEP> P.
<SEP> nodes <SEP> Sterilisier- <SEP> albus <SEP> albicans <SEP> tatulI1 <SEP>
<tb> mittels <SEP> in <SEP> % <SEP>
<tb> A <SEP> 0 <SEP> gewaschen <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100
<tb> nicht <SEP> gewaschen <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100
<tb> B <SEP> 0, <SEP> 1 <SEP> gewaschen <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0
<tb> nicht <SEP> gewaschen <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0
<tb> C <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP> gewaschen <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0
<tb> nicht <SEP> gewaschen <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP>
<tb>
Aus den vorstehenden Tabellen 2 und 3 ist ersichtlich, dass in den Ampullen C alle Pruforganismen bereits nach einem Tag zerstört waren, während in einigen der Ampullen B die überlebenden Mikroorganismen noch nach einem Tag, aber nicht mehr nach zwei Tagen, ermittelt werden konnten.
Die Kontrollen, d. h. die Ampullen A, verhinderten in keinem Fall das Wachstum eines der Prüforganismen.
Beispiel 2 :
10 kg Polyäthylen wurden in einer Trommel mit 50 g 4-n-Hexylresorcin und 50 g 4-n-Octylresorcin
EMI3.3
in deren Zylinder die geschmolzene Masse weiter bei Vereinigungstemperatur des Harzes homogenisiert wurde. Unmittelbar nach dem Auspressen wurde das Produkt zu einem Granulat vermahlen, und hieraus wurden selbststerilisierende Grundmassenpackungen durch Spritzverformung gefertigt.
Beispiel 3 :
10 kg Polyvinylidenchlorid in granulierter Form wurden mit 15 g Thymol, 15 g 4-n-Hexylresorcin und 15 g 4-n-Octylresorcin vermischt, und eine selbststerilisierende Grundmasse wurde in der in den Beispielen 1 und 2 beschriebenen Weise hergestellt. Das Grundstoffgranulat wurde dann in eine Auspressform übergeführt, und eine Folie wurde gefertigt, aus der verschiedenerlei Verpackungen angefertigt wurden, wie selbststerilisierende Beutel, Umschläge oder Schichtbögen. Es sei hervorgehoben, dass die selbststerilisierende Schicht der Schichtbögen so vorgesehen war, dass sie mit dem zu verpackenden Material in Kontakt gebracht wurde.
Beispiel 4 :
In einem Kalander wurden 10 kg Kautschukhydrochlorid mit 150 g 4-n-Octylresorcin vereinigt. Nach
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Homogenisierung wurde die Mischung in einem geeigneten Lösungsmittel aufgelöst und die Lösung in an sich bekannter Weise zu Folien vergossen, worauf das Lösungsmittel ausgedampft wurde. Die so hergestellte Folie hatte selbststerilisierende Eigenschaften und wurde als Material zur Herstellung verschiedener- lei Verpackungen, beispielsweise Beutel, gebraucht. Die Folie wurde auch als mindestens ei. 1e Schicht in geschichteten Bögen verwendet, und infolgedessen brauchten solche Bögen nicht nach üblichen Methoden sterilisiert zu werden, die bereits die Gefahr einer Deformierung mit sich bringen.
Beispiel 5 :
10. kg nicht plastizierten, gepulverten Polyvinylchlorids wurden mit 20 g Thymol und 20 g 4-Octyl- resorcin vermischt, worauf die Mischung auf Vereinigungstemperatur des Polyvinylchlorids erhitzt und in ein Granulat umgewandelt wurde.
Beispiel 6 :.
10 kg gepulvertes Polyäthylen wurden mit 200 g gepulvertem Thymol verschnitten und auf die Vereinigungstemperatur, d. h. etwa 1800, erhitzt, und hieraus wurde dann ein Granulat geformt. Aus diesem Granulat wurden Rohre (Thymolrohre T) durch Auspressen hergestellt. Kontrollen (A) wurden aus Poly- äthylen ohne Thymolzusatz angefertigt.. Alle Rohre einschliesslich der Kontrollrohre wurden zwei Wochen gelagert und dann einer bakteriologischen Prüfung unterzogen.
Zu dieser Prüfung wurden die Rohre in Streifen von etwa 15 X 50 mm geschnitten, dann in sterile Petri-Schalen gelegt und darin zwei Tage stehen gelassen, um das Thymol wirken zu lassen. Nach diesen zwei Tagen wurden die Streifen in Bouillonprüfrohre übergeführt. Einige der Prafrohre wurden unmittelbar bebrütet und andere wurden zunächst mit verschiedenen Prüforganismen geimpft, um sicherzustellen, ob von den Streifen abgegebenes Thymol das Wachstum behindern oder sogar die in die Bouillon eingeimpften Mikroorganismen zerstören würde.
Die Ergebnisse dieser Untersuchungen sind in Tabelle 4 zusammengestellt. Die Zahlen haben dieselbe Bedeutung wie in den vorhergehenden Tabellen.
Tabelle 4
EMI4.1
<tb>
<tb> Pr & forganismus <SEP> Rohrstreifen <SEP> Nicht <SEP> bebrütet <SEP> Bebrlltet <SEP>
<tb> Kein <SEP> ThymolrQhre <SEP> 0 <SEP>
<tb> Kein <SEP> Kontrollrohre <SEP> 88
<tb> Staph. <SEP> Thymolrohre <SEP> 0
<tb> aureus
<tb> "Kontrollrohre <SEP> 100
<tb> E. <SEP> coli <SEP> Thymolrohre <SEP> 0
<tb> E. <SEP> coli <SEP> Kontrollrohre <SEP> 100
<tb>
Aus den Zahlen in dieser Tabelle geht klar hervor, dass die aus thymolhaltigem Harzgranulat gefertigten Rohre steril waren. Ein bakterizider Effekt gegen Staphylococcus und Coli konnte durch Wiederbeimpfung festgestellt werden.
Eine weitere Priifung wurde auf folgendem Wege durchgeführt :
Gemäss der in Beispiel 6 beschriebenen Methode hergestellte Rohre und entsprechende Kontrollrohre wurden in Streifen geschnitten, und diese wurden in Agar-Agar eingebettet, das in Petri-Schalen enthalten war. Das Agar-Agar in den Petri-Schalen war vorher mit den in Tabelle 5 angegebenen Pruforganis- men beimpft worden. Die auf diese Weise behandelten Präparate wurden bebrütet und von Zeit zu Zeit bezüglich Wachstums der verschiedenen Prnforganismen untersucht. Reichliches Wachstum, behinderte Zonen und völlige Verhinderung wurden aufgezeichnet.
Auf demselben Wege wurden Kunststoffstreifen geprüft, die auf die Oberfläche von Agar-Agar-Präparaten in Petri-Schalen eingelegt worden waren, und die Oberfläche wurde mit dem betreffenden Prtiforganismus beimpft.
Die Ergebnisse dieser Untersuchungen sind in der folgenden Tabelle 5 zusammengestellt :
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Tabelle 5
EMI5.1
<tb>
<tb> Praforganismus <SEP> Rohr <SEP> Streifen <SEP> eingebettet <SEP> in <SEP> Streifen <SEP> auf <SEP> der <SEP> Obervollständig <SEP> beimpftes <SEP> fläche <SEP> von <SEP> oberflächlich
<tb> Agar-Agar <SEP> beimpftem <SEP> Agar-Agar
<tb> Staph. <SEP> aureus <SEP> T <SEP> Sehr <SEP> armes <SEP> Wachstum <SEP> in <SEP> Sehr <SEP> armes <SEP> Wachstum <SEP> in
<tb> einer <SEP> Randzone <SEP> einer <SEP> Randzone
<tb> A <SEP> Volles <SEP> Wachstum <SEP> in <SEP> Volles <SEP> Wachstum <SEP> in
<tb> dem <SEP> ganzen <SEP> Präparat <SEP> dem <SEP> ganzen <SEP> Präparat
<tb> E.
<SEP> coli <SEP> T <SEP> Isolierte <SEP> Kolonien <SEP> in <SEP> Zwangswachstum <SEP> in
<tb> einer <SEP> 20 <SEP> mm-Vergleichs- <SEP> einer <SEP> engen, <SEP> ebenen,
<tb> zone <SEP> mittleren <SEP> Zone
<tb> A <SEP> Volles <SEP> Wachstum <SEP> im <SEP> Volles <SEP> Wachstum <SEP> im
<tb> ganzen <SEP> Präparat <SEP> ganzen <SEP> Präparat
<tb> B. <SEP> subtilis <SEP> T <SEP> Armes <SEP> Wachstum <SEP> in <SEP> Sehr <SEP> armes <SEP> Wachstum
<tb> einer <SEP> Randzone <SEP> in <SEP> einer <SEP> Randzone
<tb> A <SEP> Volles <SEP> Wachstum <SEP> in <SEP> Volles <SEP> Wachstum <SEP> in
<tb> dem <SEP> ganzen <SEP> Präparat <SEP> dem <SEP> ganzen <SEP> Präparat
<tb> Asperg.
<SEP> niger <SEP> T <SEP> Kein <SEP> Wachstum <SEP> Kein <SEP> Wachstum
<tb> A <SEP> Volles <SEP> Wachstum <SEP> in <SEP> Volles <SEP> Wachstum <SEP> in
<tb> dem <SEP> ganzen <SEP> Präparat <SEP> dem <SEP> ganzen <SEP> Präparat
<tb> Pen. <SEP> notatum <SEP> T <SEP> Kein <SEP> Wachstum <SEP> Kein <SEP> Wachstum
<tb> A <SEP> Volles <SEP> Wachstum <SEP> in <SEP> Volles <SEP> Wachstum <SEP> in
<tb> dem <SEP> ganzen <SEP> Präparat <SEP> dem <SEP> ganzen <SEP> Präparat
<tb>
T bedeutet Thymolrohre.
A bedeutet Kontrollrohre.
Aus Tabelle 5 geht hervor, dass Thymol aus den Streifen in Agar-Agar wandert, wo es mehr oder weniger wirksam das Wachstum der Prüforganismen blockiert, die in oder auf das Kulturmedium geimpft worden sind. E. coli erwies sich als am widerstandsfähigsten unter den geprüften Organismen.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht in dem ausgesprochenen Abstandseffekt durch ein Gasmedium gegenüber Aspergillus niger, Penicillium notatum und Candida albicans, was durch Versuche nachgewiesen wurde, bei denen Streifen der Rohre an den Rändern der Petri-Schalen befestigt wurden. Der Abstand zwischen diesen Streifen und dem Agar-Agar in den Schalen betrug etwa 10 mm. Das Agar-Agar in den Schalen war beimpft worden. Nahezu völlige Blockierung wurde erreicht. Ein Anfangswachstum der zwei ersten Prüforganismen konnte vielleicht festgestellt werden, aber dieses wurde völlig verhindert, und eine eigentliche Bildung von Kolonien trat niemals ein. Das mit Candida beimpfte Agar-Agar war völlig frei von jedem Wachstum, während die Kontrollen volles Wachstum über die ganze Oberfläche zeigten.
Die Erfindung ist natürlich nicht auf die obigen Einzelheiten beschränkt und kann in vieler Hinsicht im Rahmen der Ansprüche abgewandelt werden. So ist es möglich, als Harze Mischungen von Polymerisaten und/oder Copolymerisate, Blickmischpolymere und beispielsweise Pfropfpolymere zu verwenden.
Die Erfindung umfasst jedoch nicht warmhärtende Harze und vulkanisierte Produkte.
**WARNUNG** Ende DESC Feld kannt Anfang CLMS uberlappen**.