BRPI0609623A2 - composição contendo ácido benzóico para conservação de polìmeros hidantoinilados em um estado biocidamente ativo - Google Patents

Abstract

COMPOSIçAO CONTENDO áCIDO BENZóICO PARA CONSERVAçãO DE POLìMEROS HIDANTOINILADOS EM UM ESTADO BIOCIDAMENTE ATIVO. Um comprimido inclui ácido benzóico e ácido tricloroisocianúrico. O comprimido fornece cloro disponível livre em agua para manter um polímero contendo N-halamina biocida, sem tornar a água impotável de conteúdo elevado de cloro. O comprimido pode ser empregado em um dispositivo de purificação de água que tem um cartucho que contém um polimero de N-halamina para fornecer água potável segura.

Description

"COMPOSIÇÃO CONTENDO ÁCIDO BENZÓICO PARA CONSERVAÇÃO DE POLÍMEROS HIDANTOINILADOS EM UM ESTADO BIOCIDAMENTE ATIVO"

REFERÊNCIA CRUZADA AOS PEDIDOS RELACIONADOS

Este pedido reivindica o beneficio do Pedido Pro-visional U.S. No. 60/667.207, depositado em 30 de março de2005, incorporado aqui expressamente por referência.

CAMPO DA INVENÇÃO

A invenção é relativa aos sistemas de purificaçãode água, incluindo sistemas que empregam polímeros que têmgrupos de amina heterocieiica pendente, tal como poliestire-no que tem grupos de hidantoina pendente e hidantoina halo-genada, e às composições e métodos para conservar os políme-ros em um estado biocidamente ativo.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Os grupos de N-halamina heterociclicos são conhe-cidos por terem propriedades biocidas que podem ser utiliza-das na purificação de água. Os grupos de N-halamina hetero-ciclicos que são presos a um polímero de poliestireno sãodescritos na Patente U.S. No. 5.490.983, por Worley e ou-tros . Um polímero de poliestireno reticulado que tem gruposde N-halamina heterociclicos pendentes similares é descritona Patente U.S. No. 6.548.054, por Worley e outros. A versãoreticulada do polímero de poliestireno é tipicamente forne-cida como "contas" ou partículas que não têm os problemasassociados com a versão em pó do polímero descrito na paten-te '983.

As contas estão disponíveis de Vanson HaloSourcede Redmond, Washington. Um grupo de amina heterociclico re-presentativo descrito em ambas estas patentes é um grupo dehidantoina. Quando o grupo de hidantoina tem um átomo decloro ou bromo ligado a um ou ambos dos átomos de nitrogêniode hidantoina, o hidantoina é biocida. A patente ^054 des-creve a criação do polimero de hidantoina de poliestirenohalogenada biocida (HPSH, um polimero N-haloidantoinilado)do polimero de hidantoina de poliestireno não biocida (PSH)empregando uma variedade de fontes de cloro disponíveis li-vres (por exemplo, hipoclorito de sódio, hipoclorito de cál-cio, dicloroisocianurato de sódio). Com o passar do tempoentretanto, o polimero de HPSH biocida reverte para polimerode PSH não biocida como um resultado da depleção dos átomosde halogênio devido ao contato com a biodemanda no médiosendo tratado. O polimero de PSH, entretanto, tem a capaci-dade de ser recarregado ou re-halogenado com um halogêniopara restabelecer suas propriedades antimicrobianas.

A patente *054 descreve o recarregamento do poli-mero de PSH uma vez que o polimero perdeu sua eficácia bio-cida, halogenando-se o polimero de PSH empregando soluçõesconcentradas de alvejante liquido de força industrial. Foideterminado que os niveis de halogênio na solução de acordocom a patente ^054 são de uma tal concentração alta quequando empregado in si tu em um dispositivo de tratamento deágua, a água purificada subseqüente se torna impotável e re-quer pós-tratamento- considerável para remover o halogênio emexcesso para tornar a água purificada bebivel.

Uma das desvantagens de usar polimero de HPSH emfiltros de água é que uma vez que o halogênio é consumido dopolimero de HPSH, o halogênio ou deve ser substituído recar-regando- se o polimero de PSH esvaziado de halogênio, ou amassa total de polimero de PSH deve ser descartada e deveser substituída com polimero de HPSH fresco. Até agora, nãohouve nenhuma alternativa prática para ou recarregar ousubstituir o polimero de PSH em um sistema de tratamento deágua. A substituição do polimero de PSH esvaziado de halogê-nio por polimero de HPSH fresco, aumenta os custos operacio-nais e de capital do sistema de tratamento de água. 0 recar-regamento do polimero de PSH que perdeu a eficácia biocidarequer que o sistema de tratamento de água seja tirado deserviço. 0 recarregamento fora de linha do polimero de PSHpara polimero de HPSH cria demora considerável e complexidade de sistema.

Outra desvantagem de polímeros de HPSH é a quedana eficácia biocida durante o uso. Quando halogênio é consu-mido do polimero de HPSH, a eficácia biocida do polimero deHPSH cai para abaixo dos padrões de desempenho biocida ge-ralmente exigidos, tal como os padrões da Agência de Prote-ção ao Meio Ambiente dos Estados Unidos (EPA) padrões de 6log de remoção de Klebsiella, e 4 log de remoção de poliovi-rus. Ao mesmo tempo em que a queda na eficiência biocida éesperada quando o halogênio é consumido pela biodemanda, avelocidade com que esta efetividade reduzida ocorre cria vá-rias dificuldades para a aplicação prática do polimero deHPSH, tal como em um filtro de água na casa ou como um abas-tecimento de água de emergência. Os engenheiros e proj etis-tas do produto que desejam aplicar tecnologia de polímero deHPSH aos produtos comerciais têm que ou aumentar a quantida-de inicial de polímero de HPSH para obter a vida de desempe-nho desejada do produto ou adicionar complexidade ao sistemapermitindo-se a re-halogenação fora de linha do polímero de PSH.

A Publicação do Pedido de Patente U.S. No.2005/0104034, por Bridges e outros, incorporada aqui expres-samente por referência, descreve um comprimido capaz de li-berar cloro disponível livre e/ou brorno disponível livre emágua em uma baixa faixa de concentração. Quando a água combaixas concentrações de cloro ou bromo é semi-continuamenteou continuamente levada em contato com um polímero de N-haloidantoinilado biocida, o polímero é capaz de sustentar aatividade biocida normal. Entretanto, a baixa concentraçãode halogênio não torna a água impotável. O pedido de Bridgestambém descreve um método para reabastecer os halogênios nopolímero N-haloidantoinilado ao mesmo tempo em que mantendoo polímero N-haloidantoinilado efetivo de modo biocida. Aomesmo tempo em que o pedido de Bridges fornece um método ecomprimidos úteis, comprimidos mais novos são necessários osquais eluem uma concentração uniforme durante um periodoprolongado de tempo que também prolongou a vida de pratelei-ra e são geralmente estáveis na temperatura. A presente in-venção fornece estas vantagens e tem benefícios adicionais.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Uma modalidade da presente invenção é um comprimi-do que contém ácido benzóico e ácido tricloroisocianúricoque é capaz de obter concentrações de cloro disponível livreque reabastece cloro em polímeros N-haloidantoinilados si-multaneamente ao mesmo tempo em que os polímeros N-haloidantoinilado continuam a ser efetivo de modo biocidacontra microorganismos na água, e sem tornar a água inade-quada para beber devido aos niveis elevados de cloro. Conse-qüentemente, o comprimido da presente invenção obvia a ne-cessidade de recarregar ou substituir os polímeros N-haloidantoinilados. Adicionalmente, o comprimido da presenteinvenção é menos propenso a se deteriorar em temperaturaselevadas e fornece uma taxa de liberação uniforme de clorodisponível livre (FAC) quando comparado com comprimidos quenão têm ácido benzóico e ácido tricloroisocianúrico. A pre-sente invenção também fornece um método para manter uma car-ga de halogênio biocidamente efetiva em polímeros N-haloidantoinilados sem afetar adversamente a qualidade daágua e anula a necessidade de recarregar ou substituir ospolímeros N-haloidantoinilados devido à capacidade do com-primido de manter os polímeros N-haloidantoinilados esvazia-dos de halogênio apropriado.

Uma modalidade da presente invenção trata os polí-meros N-haloidantoinilados com baixas concentrações de clorodisponível livre fornecendo-se a água que deve ser tratadapelos polímeros com cloro. O cloro é fornecido pelo ácidotricloroisocianúrico no comprimido. A água com cloro entãocontata os polímeros N-haloidantoinilados desse modo manten-do os polímeros biocidas. O cloro na água sozinho pode nãoser suficiente para matar os microorganismos, entretanto, ospolímeros N-haloidantoinilados serão efetivos contra muitosmicroorganismos. 0 cloro disponível livre refere-se ao clorona água que está disponível para se ligar com um átomo denitrogênio em uma amina heterocíclica. Além de manter os po-límeros N-haloidantoinilados em um estado biocidamente ati-vo, o comprimido é quimicamente estável em temperaturas ele-vadas , é compatível com a fonte de cloro; fornece perfis u-niformes de liberação com o tempo; atende aos limites toxi-cológicos agudos e crônicos para tornar o consumo do consu-midor em longo prazo possível; e é econômico para produçãocomercial. A vida útil do comprimido é estimada, porém nãolimitada, tratar cerca de 40 litros a cerca de 1.000 litros de água.

O comprimido inclui ácido tricloroisòcianúrico(TCCA) e ácido benzóico. Ao mesmo tempo em que a presenteinvenção pode ser descrita no contexto de um comprimido, ouso do termo não deveria ser interpretado para limitar a in-venção . Qualquer artigo de fase sólida pode tornar-se capazde fornecer benefícios similares. Em uma modalidade, o com-primido pode incluir somente TCCA e ácido benzóico, ou emoutra modalidade, o comprimido pode incluir também um oumais compostos que podem ajudar na fabricação do comprimidoou adicionar valor nutricional à água. Os componentes adi-cionais, tal como estearato de magnésio que podem ser inclu-ídos com a finalidade de facilitar a fabricação em comprimi-dos ou outros artigos, não são considerados para material-mente efetuar a liberação de cloro disponível livre do com-primido. O comprimido, de acordo com a invenção, pode libe-rar cerca de 0,1 ppm (mg/L) a cerca de 3 ppm (mg/L) de cloroem água em temperatura ambiente (aproximadamente 20°C) quan-do testado de acordo com o procedimento de teste descritoabaixo em associação com a FIGURA 9. A menos que de outromodo declarado, as determinações de FAC são feitas empregan-do o aparato da FIGURA 9 e FAC é expresso como unidades deppm (mg/L).

Uma modalidade é um comprimido que inclui a combi-nação sinergistica de ácido benzóico e TCCA, e somente aque-les outros compostos, tal como estearato de magnésio, quenão afetaria materialmente as características básicas docomprimido que está em temperatura estável e capaz de libe-rar niveis substancialmente uniformes de cloro. Em uma moda-lidade, o comprimido consiste essencialmente em ácido ben-zóico e ácido tricloroisocianúrico. Em outra modalidade, acomprimido consiste essencialmente de cerca de 4% a cerca de10% de ácido tricloroisocianúrico e cerca de 90% a cerca de96% de ácido benzóico, em peso.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Os aspectos precedentes e muitas das vantagens au-xiliar es desta invenção, serão mais facilmente observadasuma vez que a mesma é entendida melhor em referência à se-guinte descrição detalhada, quando tomada em conjunto com osdesenhos acompanhantes, onde:

FIGURA 1 é uma representação diagramatical do apa-rato para testar os perfis de eluição de FAC dos comprimidos.

FIGURA 2 é uma representação gráfica das caracte-rísticas de vida de prateleira de um comprimido de acordocom uma modalidade da invenção;

FIGURA 3 é uma representação gráfica de uma compa-ração das características de vida de prateleira dos compri-midos de acordo com uma modalidade da invenção;

FIGURA 4 é uma representação gráfica de uma compa-ração das características de vida de prateleira dos compri-midos de acordo com uma modalidade da invenção;

FIGURA 5 é uma representação gráfica de uma compa-ração do perfil de eluição de FAC de comprimidos de acordocom uma modalidade da invenção;

FIGURA 6 é uma representação gráfica de uma compa-ração do perfil de eluição de FAC de comprimidos de acordocom uma modalidade da invenção;

FIGURA 7 é uma representação gráfica de uma compa-ração do perfile eluição de FAC de comprimidos de acordo comuma modalidade da invenção;

FIGURA 8 é uma representação gráfica de uma compa-ração do perfil de eluição de FAC de comprimidos de acordocom uma modalidade da invenção; e

FIGURA 9 é uma representação gráfica de uma compa-ração do perfil de eluição de FAC de comprimidos de acordocom uma modalidade da presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES PREFERIDAS

0 ácido benzóico, também conhecido como ácido ben-zenocarboxilico (C7H602) é amplamente empregado como um adi-tivo alimentício antimicrobiano e um agente aromatizan-te/adjuvante. Inesperadamente, o ácido benzóico quando com-binado com TCCA provou ser útil em métodos para manter ospolímeros N-haloidantoinilados em um estado biocidamente e-fetivo que elimina a necessidade de recarregar os polímeros.Um comprimido contendo ácido benzóico e ácido tricloroisoci-anúrico também será útil quando empregado com um dispositivode purificação de água como descrito nas Publicações de Pe-dido de Patente U.S. Nos. 2005/0098506 e 2005/0072729; ambasos pedidos estão aqui expressamente incorporados por refe-rência.

Em uma modalidade, um comprimido feito de acordocom a invenção, inclui cerca de 5% a cerca de 5,5% em pesode TCCA e cerca de 94,5% a cerca de 95% em peso de ácidobenzóico em peso. Em uma modalidade, o comprimido é um com-primido redondo com um diâmetro de 1,27 cm com bordas afia-das e tem um peso total de cerca de 450 mg a cerca de 500mg. Os comprimidos que têm esta forma foram feitos empregan-do uma prensa entalhadora de laboratório (Parr Pellet Press,Parr Instruments Cia.). A dureza do comprimido é de cerca de4 0 Newtons (medida empregando um verificador tipo ErwekaTBH30) . A menos que de outro modo declarado, os comprimidosdescritos aqui foram feitos empregando a mesma prensa enta-lhadora de laboratório..

Em outra modalidade, um comprimido feito de acordocom a invenção, inclui cerca de 9% a cerca de 5,5% em pesode TCCA e cerca de 91% a cerca de 94,5% em peso de ácidobenzóico. O comprimido é um comprimido de lado plano redondocom diâmetro de cerca de 1,25 cm com uma borda chanfrada etem um peso total de cerca de 600 mg a cerca de 700 mg. Oscomprimidos que têm esta forma foram feitos empregando umaunidade de fabricação de comprimido piloto comercialmentedisponível (Kilian single punch station Model No. SP300). Adureza do comprimido é cerca de 4 0 a 80 Newtons (Erweka TBH30).

Em outra modalidade, um comprimido feito de acordocom a invenção, inclui cerca de 4% a cerca de 10% em peso deTCCA e cerca de 90% a cerca de 96% em peso de ácido benzóico.

Um comprimido feito de acordo com a invenção for-nece cloro disponível livre em concentrações de cerca de 0,1ppm a cerca de 4 ppm (mg/L) em água corrente aproximadamenteem temperatura ambiente (20°C) .

A FIGURA 1 ilustra um aparato representativo em-pregado na medição de cloro disponível livre em água corren-te de artigos, tal como comprimidos. O aparato experimentalinclui um tanque de alimentação de água 100. O tanque de a-limentação de água 100 é conectado ao lado de sucção da bom-ba de alimentação de água 104. A linha 102 conecta o tanquede alimentação de água 100 ao lado de sucção da bomba de a-limentação de água 104. A bomba de alimentação de água 104bombeia água através de uma válvula de controle 106. A vál-vula de controle 106 mede a quantidade de água que é bombea-da pela bomba de alimentação de água 104 para câmara 128. Aágua da válvula de controle 106 flui através da linha 108. Aágua de linha 108 flui dentro da linha 114. linha 114 liberaa quantidade medida de água para a câmara 128. A câmara 128inclui o compartimento 118. O compartimento 118 pode conterum artigo 134, tal como um comprimido, feito de acordo com ainvenção, ou outros comprimidos para testes de comparação. Acâmara 128 inclui um segundo compartimento 120, que é pre-tendido segurar as contas de biocida. 0 segundo compartimen-to de conta 120 está vazio para os testes. O cloro disponí-vel livre de artigos diferentes pode portanto ser medidolendo-se a concentração de halogênio na corrente de água quesai da câmara 128. O ambiente de teste normalmente é contro-lado em temperatura ambiente (cerca de 20°C) e a temperaturada água também é cerca de 20°C. 0 fluxo de água total podeser determinado pela queda do nivel no tanque 100 ou insta-1ando-se um dispositivo de medição para integrar o fluxo deágua total.

Muito inesperadamente, um comprimido incluindo á-cido benzóico e TCCA é estável em temperaturas elevadas. Aestabilidade da temperatura significa que um comprimidosubstancialmente não perde a capacidade de fornecer clorodisponível livre após ser submetido durante períodos de tem-po a uma temperatura mais alta do que a temperatura ambien-te . A demonstração desta característica é mostrada nasFIGURAS 2-4.

Muito inesperadamente, outra vantagem de um com-primido que tem ácido benzóico e TCCA é a capacidade do com-primido fornecer uma concentração uniforme de FAC na água.Uniforme como empregado aqui pode incluir variações levesdas leituras instantâneas de FAC sobre o perfil de eluiçãodo comprimido, entretanto, o perfil de eluição total geral-mente é dentro de um limite superior e inferior, de formaque qualquer leitura instantânea de FAC não divirj a substan-cialmente de um valor mediano. A demonstração desta caracte-rística é mostrada nas FIGURAS 5-7.

0 ácido benzóico tem outras vantagens, por exem-plo, descobriu-se que os lubrificantes, tal como estearatode magnésio, geralmente empregados em muitas formulações nãosão requeridos quando empregando ácido benzóico e TCCA. Ne-nhuma perfuração [ ?] ou outros problemas comuns de fabrica-ção de comprimido foram encontrados empregando ácido benzói-co somente com TCCA. Ao mesmo tempo em que não pretendendoestar ligada a teoria, especulou-se que a lubricidade forne-cida por ácido benzóico sozinho é similar a outros lubrificantes .

EXEMPLOS

EXEMPLO 1

TESTE DE VIDA DE PRATELEIRA DE ÁCIDO BENZÓICO E TCCA EM TEMPERATURAS ATÉ 50°C

Referindo-se a FIGURAR 2, um comprimido que inclui400 mg de ácido benzóico, 50 mg de TCCA que foi armazenadoem cerca de 50°C, forneceu aproximadamente o mesmo clorodisponível livre quando comparado com um comprimido da mesmacomposição, porém armazenado em temperatura ambiente (cercade 20°C) durante a mesma duração de tempo. Os comprimidosforam armazenados em recipientes plásticos e subseqüentemen-te foram selados. Os comprimidos em temperatura ambiente-fo-ram armazenados em um armário longe da luz. Os comprimidosem temperatura elevada foram armazenados em um forno detransmissão escurecido em cerca de 5°C. O cloro disponívellivre (FAC) foi medido em vários intervalos de tempo (em di-as). O teste incluiu colocar um comprimido, de armazenamen-to, em um béquer carregado com 4 litros de água de ionizadaem temperatura ambiente. 0 béquer e o comprimido foram pos-tos em um agitador magnético de laboratório e a água foilentamente misturada até que a comprimido dissolvesse. Uma amostra de água do béquer foi levada e o FAC na amostra foimedido empregando um espectrofotômetro HACH 4 000U (método8021) para reagente de N,N-dietilfenilenodiamina (DPD). Oscomprimidos mantiveram a temperatura ambiente (cerca de 2°C)e os comprimidos mantidos a 5°C forneceram um FAC de cerca de 30 ppm em 4 litros ao longo do teste que indica substan-cialmente pequena a nenhuma degradação de TCCA a uma tempe-ratura de cerca de 50°C.

EXEMPLO 2

COMPARAÇÃO DO TESTE DE VIDA DE PRATELEIRA DE ÁCIDOBENZÓICO COM VÁRIAS FONTES de CLORO

A Figura 3 mostra uma outra modalidade de um com-primido que contém 400 mg de ácido benzoico, 25 mg de TCCA,e 2,1 mg (0,5%) de estearato de magnésio. O FAC liberado pe-Io comprimido de ácido benzóico/TCCA/estearato de magnésioquando submetido a uma temperatura de armazenamento de 5°Cpermanece substancialmente o mesmo durante períodos que seprolongam a quase 50 dias. Em contraste com os comprimidosde ácido benzoico, TCCA, e estearato de magnésio, os compri-midos que contêm hipoclorito de cálcio em vez de TCCA, e á-cido benzoico de peso igual e disponibilidade de cloro equi-valente, mostrou uma perda da capacidade de fornecer FAC emtemperaturas elevadas. A FIGURA 3 mostra quatro experiên-cias. Duas experiências foram feitas com comprimidos de áci-do benzóico, TCCA, e estearato de magnésio e duas experiên-cias foram feitas com comprimidos de ácido benzóico e hipo-clorito de cálcio. Os dados para comprimidos similares secorrelacionam bem um com outro, desse modo a FIGURA 3 mostraa sobreposição dos pontos de dados. Os comprimidos contendohipoclorito de cálcio e ácido benzóico foram feitos contendoa Prensa Entalhadora (Parr Pellet Press, Parr InstrumentsCia. ) com a mesma prensa e matriz de 1,27 cm de diâmetro,porém contendo 90 mg de hipoclorito de cálcio e 600 mg deácido benzóico e foram armazenados a uma temperatura de cer-ca de 50°C. Os comprimidos foram removidos do armazenamentoa intervalos de tempo adequados (em dias). O cloro disponí-vel livre foi medido colocando-se um comprimido em um béquercarregado com 4 litros de água deionizada em temperatura am-biente. O béquer e o comprimido foram postos em um agitadormagnético de laboratório e a água foi misturada até que ocomprimido ficasse completamente dissolvido. Uma amostra deágua foi tomada do béquer e o FAC medido empregando um es-pectrofotômetro HACH 4 000U (método 8021) para reagente deN,N-dietilfenilenodiamina (DPD) . Como mostrado na FIGURA 2,a quantidade de FAC fornecida por um comprimido feito de á-cido benzóico e TCCA, não diminuiu substancialmente até mes-mo quando armazenado a 5°C durante quase 50 dias, ao mesmotempo em que a comprimido que tem ácido benzóico e hipoclo-rito de cálcio perde substancialmente toda a capacidade deproduzir FAC após aproximadamente 25 dias quando armazenadoa 50°C.

EXEMPLO 3COMPARAÇÃO DO TESTE DE VIDA DE PRATELEIRA DE TCCACOM VÁRIOS MATERIAIS

As medições de FAC de um comprimido que contém á-cido benzóico, TCCA, e estearato de magnésio, são mostradasnovamente na FIGURA 4 para comparar contra outras formula-ções. Um comprimido que contém 400 mg de ácido benzóico, 25mg de TCCA e 2,1 mg de estearato de magnésio, é mostrado serestável em temperatura em cerca de 5°C durante cerca de 50dias, e talvez mais tempo. Por comparação, um comprimido de12 0 mg de celulose de hidroipropilmetila (HPMC) , 25 mg deTCCA, e 480 mg de hipofosfato de cálcio perdeu toda a capa-cidade de gerar cloro disponível livre dentro de cerca de 5dias. Surpreendentemente, um comprimido feito de 968 mg degesso (gesso), e 32 mg de TCCA, demonstrou somente estabili-dade em temperatura ligeiramente reduzida quando comparadocom o comprimido de ácido benzóico/TCCA/estearato de magné-sio. Entretanto, o perfil de eluição do comprimido de ges-so/TCCA não foi similarmente desejável aos comprimidos deácido benzóico/TCCA. Também vale a pena observar que cercade 0,5% de estearato de magnésio substancialmente não efetu-am a taxa de liberação de cloro disponível livre dos compri-midos. A FIGURA 4 mostra cinco experiências. Duas experiên-cias foram feitas com comprimidos de gesso e TCCA e duas ex-periências foram feitas com comprimidos de celulose de pro-pilmetila de hidróxi e TCCA. Os dados para comprimidos simi-lares correlacionam-se bem um com o outro, desse modo aFIGURA 4 mostra as sobreposições dos pontos dos dados.

EXEMPLO 4DEMONSTRAÇÃO DE UM PERFIL DE ELUIÇÃO UNIFORME DEUM COMPRIMIDO DE ÁCIDO BENZOICO E TCCA

A FIGURA 5 mostra o perfil de liberação com o tem-po de FAC de um comprimido que tem 4 00 m de ácido benzóico e25 mg de TCCA comparado com o perfil de liberação com o tem-po de FAC de um comprimido que tem somente 25 mg de TCCA. Ocomprimido de ácido benzóica/TCCA é um comprimido com 1,27cmde diâmetro feito empregando a prensa entalhadora de labora-tório (Parr Pellet Press, Parr Instruments Cia.)- A quanti-dade de TCCA é a mesma para ambos comprimidos. Como mostradona FIGURA 5, a comprimido de ácido benzóica/TCCA forneceuuma concentração substancialmente uniforme de FAC em águaquando comparado com o comprimido que tem somente TCCA. Comopode ser visto na FIGURA 5, um comprimido feito com TCCA eácido benzóico foi capaz de fornecer cloro disponível livredurante um periodo mais longo de tempo quando comparado como comprimido que tem somente TCCA. A significação disto éque a eluição do cloro de 2 5 mg de TCCA podem ser prolongadapela introdução de ácido benzóico. O comprimido de ácidobenzóico/TCCA foi capaz de prolongar a eluição de cloro dis-ponível livre da capacidade de 10 litros do comprimido so-mente com TCCA para cerca de 50 litros pela introdução deácido benzóico. Adicionalmente, diferente do comprimido comTCCA somente, os niveis de FAC fornecido pelo comprimido deácido benzóico/TCCA atenderam aos niveis requeridos de FACem água para igualmente manter a atividade biocida de polí-meros N-haloidantoinilados, bem como também atendem ao nivelcontaminante máximo recomendado (MCL) para cloro livre (4ppm) estabelecido pela Agência de Proteção ao Meio Ambientedos Estados Unidos (USEPA). Deste modo, um comprimido de á-cido benzóico/TCCA pode ser empregado para continuamentemanter um polimero N-haloidantoinilado biocidamente ativo,sem tornar a água impotável por causa da concentração eleva-da de cloro na água sem a necessidade de empregar removedo-res de cloro.

EXEMPLO 5

DEMONSTRAÇÃO DE UM PERFIL DE ELUIÇÃO UNIFORME PARAUM COMPRIMIDO DE ÁCIDO BENZÓICO E TCCA

A FIGURA 6 compara o perfil de liberação com otempo do comprimido de ácido benzóico/TCCA descrito em asso-ciação com a FIGURA 5, com o perfil de liberação com o tempode um comprimido de 1,27 cm de diâmetro somente com TCCA de425 mg feito empregando uma prensa entalhadora de laborató-rio (Parr Pellet Press, Parr Instruments Co) . O tamanho eforma dos comprimidos foram os mesmos para determinar se á-rea de superfície afeta as taxas de eluição. Como mostradona FIGURA 6, o comprimido de ácido benzóico/TCCA forneceu umperfil de eluição uniforme de FAC comparado com o comprimidode TCCA somente. Ao contrário do comprimido de TCCA somentede 425 mg, os niveis de FAC fornecidos pelo comprimido deácido benzóico/TCCA atenderam aos niveis requeridos de FACem água suficiente para manter a atividade biocida de poli-meros N-haloidantoinilados bem como também atendem ao nivelcontaminante máximo recomendado (MCL) para cloro livre (4ppm) estabelecido pela Agência de Proteção ao Meio Ambientedos Estados Unidos (USEPA). Deste modo, o comprimido da pre-sente invenção pode ser empregado para continuamente manterum polimero N-haloidantoinilado biocidamente ativo, sem tor-na a água impotável devido a uma concentração elevada decloro na água sem a necessidade de empregar removedores de cloro.

Como demonstrado acima nos Exemplos 4 e 5, a quan-tidade de TCCA e o tamanho do comprimido não são fatores de-terminantes na criação de um comprimido que fornece um per-fil de eluição de FAC aceitável. Como demonstrado pelos re-sultados mostrados na FIGURA 5, o fator de controle na elui-ção de FAC não é a quantidade de TCCA. Como demonstrado naFIGURA 6, a área de superfície do comprimido de ácido ben-zóico/TCCA não explica o perfil de eluição de FAC vantajoso.

Os testes de eluição de cloro disponível livre fo-ram conduzidos em várias outras formulações de comprimidoque variam as quantidades de, e até mesmo eliminando ou oTCCA e/ou o componente de ácido benzóico. Surpreendentemen-te, nenhuma outra fonte de halogênio combinada com ácidobenzóico forneceu um perfil de eluição adequado quando com-parado com o perfil de eluição do comprimido de ácido ben-zóico/TCCA. Surpreendentemente, nenhum outro excipiente com-binado com TCCA forneceu um perfil de eluição adequado quan-do comparado com o perfil de eluição do comprimido de ácidobenzóico/TCCA, como discutido acima. A FIGURA 7 mostra osperfis de eluição de FAC de comprimidos empregando váriasfontes de halogênio além de TCCA, e vários excipientes alémde ácido benzóico. 0 perfil de eluição, do comprimido de á-cido benzóico/TCCA das FIGURAS 5 e 6, é fornecido para com-paração. A Tabela 1 lista as quantidades e componentes dasformulações de comprimido.

TABELA 1 - OUTRAS FORMULAÇÕES

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Todos os comprimidos da Tabela 1 foram feitos em-pregando uma Prensa Entalhadora (Parr Pellet Press, ParrInstruments Cia.) com uma matriz de 1,2 cm e perfuração i-dêntica àquela empregada para a fabricação de comprimido deácido benzóico/TCCA. O comprimido (1) é similar ao comprimi-do empregado no estudo de estabilidade de temperatura des-crito acima. O comprimido (2) é feito de substâncias quími-cas orgânicas e inorgânicas, conhecidas por serem compatí-veis com TCCA e foi empregado na fabricação de comprimidospara outros propósitos. O comprimido (3) usa agente cimento-so inorgânico, sulfato de cálcio, geralmente empregado paratornar o gesso de paris. Acredita-se que o comprimido (3)previna a eluição rápida de TCCA do comprimido. O comprimido(4) usa excipientes comuns na fabricação de uma variedade decomprimidos empregados para farmacêuticos. O comprimido (5)tem um sal de ácido benzóico, benzoato de cálcio, para tes-tar a comparação entre o grupo carboxilico protonado (em á-cido benzóico) e um sal de ácido benzóico (benzoato de cál-cio ) . Outros sais de ácido benzóico tal como benzoato de só-dio e benzoato de magnésio, não foram considerados apropria-dos, uma vez que estes sais são facilmente solúveis em águae exibem propriedades diferentes daquelas de benzoato decálcio e ácido benzóico. Como mostrado na FIGURA 7, nenhumdos comprimidos na Tabela 1 demonstrou um perfil de eluiçãocontanto que o perfil de eluição de um comprimido com ácidobenzóico e TCCA, nem qualquer outro comprimido, tenha comouniforme um perfil de eluição como o perfil de eluição de umcomprimido com ácido benzóico e TCCA.

De observação particular é a comparação entre ocomprimido (1) e o comprimido (5) . A FIGURA 8 mostra os per-fis de eluição dos dois comprimidos. Para ambos, comprimidos,o perfil de eluição não durou tanto quanto o perfil de elui-ção do comprimido de ácido benzóico/TCCA. Surpreendentemen-te, o ácido benzóico com o grupo de ácido carboxilico proto-nado eluiu FAC para quase duas vezes o volume quando compa-rado com benzoato de cálcio, que foi surpreendente porqueambos ácido benzóico e benzoato de cálcio são frugalmentesolúveis em água, e seria esperado que o sal de cálcio elu-isse o mesmo, se não mais FAC.

EXEMPLO 6

DEMONSTRAÇÃO DE ESCALONAMENTO DA TAXA DE ELUIÇÃOCOM ÜM COMPRIMIDO DE TCCA E ÁCIDO BENZÓICO

Outra vantagem descrita com um comprimido que con-tém ácido benzóico' e TCCA é que a taxa de eluição máxima po-de ser aumentada ou reduzida. Como mostrado na FIGURA 9, do-brando (2X) ou triplicando (3X) o peso do comprimido de áci-do benzóico e TCCA, ao mesmo tempo em que mantendo o mesmo1,27 cm de diâmetro e relação de 5% de TCCA para 95% de áci-do benzóico, faz com que a taxa de eluição máxima aumentesem afetar a longevidade do perfil de eluição. Isto permiteajustar o perfil de eluição aumentando-se o peso total dacomprimido, porém mantendo-se a relação de TCCA para ácidobenzóico a mesma.

Ao mesmo tempo em que a modalidade preferida dainvenção foi ilustrada e descrita, será observado que váriasmudanças podem ser feitas aqui sem afastar-se do espirito eescopo da invenção.

Claims (10)

1. Comprimido, CARACTERIZADO pelo fato de que com-preende ácido benzóico e ácido tricloroisocianúrico.

2. Comprimido, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADO pelo fato de que adicionalmente compreende es-tear ato de magnésio.

3. Comprimido, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADO pelo fato de que compreende de cerca de 5% acerca de 9% de ácido tricloroisocianúrico e de cerca de 95%a cerca de 91% de ácido benzóico, em peso.

4. Comprimido, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADO pelo fato de que compreende cerca de 5% a cer-ca de 5,5% de ácido tricloroisocianúrico e de cerca de 94,5%a cerca de 95% de ácido benzóico, em peso.

5. Comprimido, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADO pelo fato de que o comprimido é quimicamenteestável a temperaturas até 50°C.

6. Comprimido, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADO pelo fato de que o comprimido adicionalmentecompreende um auxiliar de produção de comprimidos.

7. Comprimido, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADO pelo fato de que a dureza do comprimido é decerca de 40 a cerca de 80 Newtons.

8. Comprimido, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADO pelo fato de que adicionalmente compreende decerca de 0,5% de estearato de magnésio, em peso.

9. Comprimido, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADO pelo fato de que compreende de cerca de 4% a-10% de ácido tricloroisocianúrico e cerca de 90% a 96% deácido benzóico, em peso.

10. Método para a fabricação de um biocida de po-límero contendo N-halamina,' CARACTERIZADO pelo fato de que compreende, contatar um polímero contendo N-halamina com á-gua que tem uma concentração de cloro disponível livre demenos do que 4 ppm (mg/L) , onde o cloro disponível livre éfornecido por um comprimido que compreende ácido benzóico eácido tricloroisocianúrico.