CN102595908B

CN102595908B - 基于过酸的可移除的抗微生物涂料组合物的原位制备和使用方法

Info

Publication number: CN102595908B
Application number: CN201080032918.4A
Authority: CN
Inventors: C·S·斯陶菲尔; C·霍夫曼; L·勒格; C·W·小埃尔肯布勒赫; J·西尼克罗皮
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 2009-07-27
Filing date: 2010-07-27
Publication date: 2014-11-12
Anticipated expiration: 2030-07-27
Also published as: HK1173621A1; EP2458989A2; JP2013500344A; JP2015166346A; CA2764576A1; EP2458989B1; CA2764576C; US20110177145A1; AU2010281485B2; WO2011017087A3; CN102595908A; JP2017075194A; WO2011017087A2; AU2010281485A1

Abstract

本发明公开了基于过酸可移除的抗微生物涂料组合物的原位制备和它们用于控制在各种位点处的微生物的方法。

Description

基于过酸的可移除的抗微生物涂料组合物的原位制备和使用方法

发明领域

本专利申请要求全部提交于2009年7月27日的四个美国临时专利申请61/228774、61/228780、61/228786和61/228790的权益。

本发明涉及用于控制微生物的方法(所述方法包括利用可移除的抗微生物成膜组合物涂覆表面)和施涂所述组合物的方法，所述组合物包含由形成过氧酸的组分原位产生的过氧酸。

发明背景

现在化学消毒剂用于越来越多的行业中以确保食品安全以及遵守更严格的健康和安全规章制度。用于去污、杀菌和消毒的组合物必须具有优异的杀微生物功效，作用迅速，无腐蚀性并且以极小的量起效。理想的组合物必须具有多重杀灭微生物的机制，从而提供对抗广泛微生物的功效并且减少导致耐杀菌微生物进化的可能性。

已经证明，包含过氧化物尤其是过氧化氢(HP)和过乙酸(也称为过氧乙酸，PAA)的组合物是非常有效的抗微生物剂。许多此类制剂已经通过了必要的测试并且注册为卫生洗涤剂、消毒剂和杀孢子剂产品。这些过氧化物/过氧酸组合物中的许多是液体溶液，其能够被用于处理含水溶液、表面和物体。一些被批准用于食品接触表面和用于某些食品的消毒。一些还被注册为以蒸汽相处理的杀菌剂或消毒剂。

针对不希望有的微生物生长的硬质表面、肉制品、活植物组织和医疗器材的清洁、杀菌和/或消毒的方法已得到描述(美国专利6,545,047；美国专利6,183,807；美国专利6,518,307；美国专利申请公开20030026846；和美国专利5,683,724)。也已报道过酸在制备用于衣物洗涤剂应用的漂白组合物中是有用的(美国专利3,974,082；美国专利5,296,161；和美国专利5,364,554)。

虽然已证明过氧酸是有效的杀孢子剂、杀菌剂和杀病毒剂，但是因为它们的反应性和腐蚀性，它们难以操作或者贮存，而且它们能够快速并且剧烈地分解，尤其是低分子量和高纯度的过氧酸。为了避免这些缺点，因此期望开发当需要作用时产生过氧酸的表面处理体系。WO2006/016145描述了一种双包装即两个容器的消毒剂体系，当其混合在一起并且稀释时，提供具有以合适含量存在的活性过氧酸消毒剂的消毒剂溶液。所述体系包括含有以7-9.5的合适pH存在的过氧化氢(H₂O₂)的第一包装(容器)。具有6-10的pH的第二包装具有活化剂，其与过氧化氢反应以生成过氧酸。

WO2006/076334描述了一种杀菌和去污组合物，所述组合物包含过氧化物和过酸(具有平衡反应产物)的水溶液、光敏的表面活性剂、和聚合物，其中所述聚合物与所述过氧化物和所述过酸相互作用。

US7390432描述了用于化学和生物中和的两部分和三部分体系。

US5130124描述了具有H₂O₂、聚乙烯吡咯烷酮、多元醇、水和其它组分的含水的抗微生物成膜组合物。

WO1996/022687描述了包含H₂O₂和PAA加聚乙烯醇的氧化成膜组合物。

如上所述，基于过氧酸的化学消毒剂的缺点是它们固有的稳定性不足，其对贮藏寿命和当用于长期应用时造成挑战。因此，存在对原位生成的、基于过酸的、易于移除的、均匀的抗微生物涂料组合物的需要，所述涂料组合物在表面施涂后提供短期的和超长期的抗微生物功效。

发明概述

本发明通过提供一种方法和组合物解决了以上提出的问题，所述组合物是抗微生物的并且其还通过在目标表面上形成抗微生物涂层来提供延长的抗微生物功效。

在一个方面，本发明涉及提供在一个位点处控制微生物的方法，所述方法包括以下步骤：

a)通过混合以下组分来形成组合物，所述组分包括：

i)水溶性的或水分散性的成膜剂，其中所述成膜剂为聚乙烯醇、聚乙烯醇共聚物或聚乙烯吡咯烷酮；

ii)惰性溶剂；

iii)过氧酸前体；

iv)过氧源；和

v)流变改性剂，所述流变改性剂提供剪切稀化特性；和

vi)包含季铵化合物的抗微生物剂；

从而形成包含至少一种过氧酸抗微生物剂的抗微生物液体涂料组合物；以及

b)向所述位点施涂步骤(a)中获得的所述组合物；以及

c)使所述组合物干燥，从而在所述位点上形成涂层，其中所述液体涂料组合物的剪切稀化指数介于1.5和6.0之间。

在另一个方面，本发明涉及提供在一个位点处控制微生物的方法，所述方法包括以下步骤：

a)将包含惰性溶剂和成膜剂的第一预混组分的内容物与包含过氧酸前体和过氧源的第二预混组分的内容物混合以形成包含至少一种过氧酸抗微生物剂的抗微生物液体涂料组合物，其中所述成膜剂为聚乙烯醇、聚乙烯醇共聚物或聚乙烯吡咯烷酮，以及作为第二抗微生物剂的季铵化合物；

b)向所述位点施涂步骤(a)中获得的所述组合物；以及

c)使所述涂料组合物干燥，从而在所述位点上形成涂层；

其中至少一个预混组分还包含至少一种流变剂，所述流变剂向所述涂料组合物提供剪切稀化特性，其中所述涂料组合物的剪切稀化指数介于1.5和6.0之间。

在另一方面，本发明涉及的抗微生物组合物包含：

a)水溶性的或水分散性的成膜剂，其中所述成膜剂为聚乙烯醇、聚乙烯醇共聚物或聚乙烯吡咯烷酮；

b)惰性溶剂；

c)过氧酸前体；

d)提供剪切稀化特性的流变改性剂；

e)包含季铵化合物的抗微生物剂；和

f)过氧源；

其中在混合所述组分时形成过氧酸，并且其中所述涂料组合物的剪切稀化指数介于1.5和6.0之间，并且任选地其中将至少一种或多种所述组分与其它组分在它们混合形成过氧酸之前分开包装在多隔室体系中。

在另一方面，本发明涉及在其至少一个表面上的可移除的抗微生物组合物的涂层，其中所述抗微生物组合物包含：

b)惰性溶剂；

c)过氧酸前体；和

d)过氧源；

e)包含季铵化合物的抗微生物剂；以及

f)提供剪切稀化特性的流变改性剂；

其中所述涂料的剪切稀化指数介于1.5和6.0之间，并且其中在混合组分(a)至(f)时形成过氧酸。

发明详述

申请人特别在该公开中并入了所有引用的参考文献的全部内容。除非另外指出，所有百分数、份数、比率等均按重量计。商标以大写体标示。此外，当量、浓度、或其它值以范围、优选的范围或优选的最高值和最低值的列表公开时，这样的公开就像在具体范围内的每个单独值(和在所公开范围内的由任何两个单独值的组合获得的任何范围)已经被具体公开一样将具有相同的效果，即使本文没有单独地或个别地公开所述单独值。除非另外指出，凡在本文中给出某一数值范围之处，该范围均旨在包含其端点，以及位于该范围内的所有整数和分数。除非明确说明，当定义一个范围时，不旨在将本发明的范围限定于所列举的具体值。

为清楚起见，本文使用的术语应理解为如本文所述，或者如本发明的领域中的普通技术人员所理解的那样。此外，本文所使用的某些术语的解释提供如下：

“过氧源”是指任何过氧化物或者包含可在溶液中释放的过氧化氢的化合物。

“剪切速率”是指在流动物质中的速度梯度并且以国际单位秒的倒数(s^-1)计量。

“剪切稀化特性”或“假塑性”是指流体在剪切速率增加的同时显示出粘度降低。

“非挥发性的”是指化合物的蒸汽压在25℃低于1000帕。

“金属螯合剂”或“多价螯合剂”是指结合金属或含金属的杂质并且防止它们催化分解过氧化氢或过氧酸的试剂。

“流变调节剂”或“流变剂”是指增加粘度和/或向组合物提供剪切稀化特性并且导致含水的处理或涂料组合物粘附在目标表面的化合物。

“过氧酸前体”是指当与过氧源反应时生成过氧酸的化合物。

“重量％”是指相对于所述溶液或分散体的总重量的重量百分比。

“微生物”旨在包括由以下种系领域组成的任何生物体：细菌和古细菌、以及单细胞的(例如酵母)和丝状的(例如霉菌)真菌、单细胞的和丝状的藻类、单细胞的和多细胞的寄生虫、病毒、朊病毒和类病毒。

“成膜剂”或“水溶性的或水分散性的涂层剂”，其在本文可互换使用，是指形成薄膜并且用于向目标表面提供保护性涂层的试剂。这些涂剂或者是水溶性的，或者是水分散性的。这些涂剂进一步详述于下文中。

“惰性溶剂或含水溶剂”是指水或者有利于水分散性的涂层剂和表面活性剂向所述位点施涂的任何其它溶剂。还可采用含水溶剂来清洗涂覆的表面以按需除去涂层。

“易于移除的”是指在向目标表面施涂液体涂料组合物之后容易地移除所形成的涂层。

“液体涂料组合物”是指包含至少水溶性成膜剂、惰性溶剂、过氧酸前体、以及过氧源的组合物，其中生成至少一种过氧酸。

如本文所用，“抗微生物剂”是指具有抗微生物特性的化合物或物质。

如本文所用，“生物杀灭剂”是指灭活或破坏微生物的通常为广谱的化学试剂。将表现出灭活或破坏微生物能力的化学试剂描述为具有“生物杀灭”活性。

“生物膜”是指包裹在自生的聚合基质中并且粘附于活的或惰性的表面上的结构化的微生物的群落。

“干燥”是指一种方法，存在于制剂中的惰性溶剂或任何其它液体通过该方法由蒸发除去。

如本文所用，“消毒剂”是在测试条件下在10分钟内杀死99.9％的具体的测试微生物的化学品。(Germicidal and Detergent Sanitizing Action ofDisinfectants，Official Methods of Analysis of the Association of OfficialAnalytical Chemists，第960.09段和适用章节，第15版，1990(EPAGuideline 91-2))。

如本文所用，“位点”包括适于被涂覆的部分或全部的目标表面。

附加术语

预混组分

预混组分是指涂料组合物的一种或多种单独组分已被混合，但并非所有期望的成膜组合物的组分都存在。在具体的位点处进一步使用之前，必须将涂料组合物的附加组分加入到预混组分中。在一个适当的实施方案中，必须将两种预混组分组合以形成根据本发明方法的期望的涂料组合物。

水溶液

本发明的可移除涂层能够使用一种水溶液来移除。用于本文中涂层移除的水溶液是包含60％至100％重量的水的任何溶液，剩余的组分是溶解或分散的组分。溶解或分散的组分可包括但不限于溶剂例如醇、增溶剂、表面活性剂、盐、螯合剂、酸和碱。

耐用

本发明的抗微生物涂层是耐用的。本文中的耐用涉及留在表面上直至有意开始将其移除或者允许发生移除的干燥的涂层物质。使用条件是普遍的环境条件，一般在此期间涂层留在本发明施涂区域的目标表面上并且可包括非故意的与水接触。

连续

本发明的抗微生物涂层能够以连续或大体上连续的涂层来施涂。在本文中，连续或大体上连续的是指涂层覆盖目标表面而没有未覆盖区域、涂层缺陷例如坑和洞或断裂。

多隔室体系

本发明的抗微生物组合物的组分能够在混合之前或者使用之前被包含在多隔室体系中。多隔室体系是指保存在使用前分离的多组分体系的两种或更多种反应组分的装置。在一个方面，多隔室体系包括至少两个隔室并且可包含多室分配瓶或者用来混合液体形式的反应化合物的双相体系。在另一方面，粉末、多层片剂、或者具有多个隔室的水可溶解的小包能够用于固体形式的化合物或者固体和液体形式的混合。在另一方面，能够根据本发明的方法使用用于保持反应组分在使用前分离的任何种类的体系、装置、容器、包装、小袋、试剂盒、多包装、分配器、或施涂装置。

均匀

在本文中，均匀或基本上均匀是指在整个涂层表面仅具有小的厚度变化的涂层，其中整个涂覆的表面的涂层厚度的标准偏差在0-40％涂层厚度的范围内。不均匀的或者基本上不均匀的涂层在涂层施涂的整个表面上甚至将不提供抗微生物特性和移除特性，并且不均匀涂层的外观通常被认为对于许多应用是无吸引力的。

假塑性指数或剪切稀化指数(STI)

假塑性指数或剪切稀化指数(STI)提供所述组合物将抗下垂和滴落的程度的指示。用在较高剪切速率时的值除以在较低剪切速率记录的值以获得STI。一般来讲，STI越高，涂层材料将具有的对下垂和滴落的抵抗性就越高。在本发明公开中，剪切稀化指数被定义为以第一剪切速率和第二剪切速率测得的粘度的比率，其中所述第二剪切速率是所述第一剪切速率的值的10倍。不限于用来计算STI的具体的第一剪切速率和第二剪切速率，在实施例中所述第一剪切速率为1s^-1而所述第二剪切速率为10s^-1。

适合的反应混合物

“适合的反应混合物”、“适于过酸原位生成的组分”、“适合的反应组分”和“适合的含水反应混合物”在本文互换使用并且涉及过氧酸前体和过氧源得以接触的物质和溶液。本文提供了合适的含水反应混合物的组分，并且本领域技术人员应当理解适于本发明方法的组分变化范围。

在一个实施方案中，合适的反应混合物在反应组分混合后原位产生过酸。像这样，反应组分可作为一种或多种反应组分保持分离直至使用的多组分体系而被提供。用于使多种活性组分混合的体系的设计是本领域已知的，并且一般将取决于各反应组分的物理形式。例如，多活性流体(液-液)体系通常使用多室分配瓶或两相体系(美国专利申请公开2005/0139608；美国专利5,398,846；美国专利5,624,634；美国专利6,391,840；欧洲专利0807156B1；美国专利申请公开2005/0008526；以及PCT公开WO00/11713A1)，例如在期望的漂白剂在混合反应性流体时产生的某些漂白应用中发现的。

在另一方面，可使用多组分体系的其它形式来生成过酸，其可包括但不限于设计用于一种或多种固体组分或固体-液体组分的组合的那些，例如粉末(例如许多可商购获得的漂白组合物，美国专利5,116,575)、多层片剂(美国专利6,210,639)、具有多个隔室的水可溶解的小包(美国专利6,995,125)以及在加水时反应的固体附聚物(美国专利6,319,888)。

在另一方面，用于混合反应组分的合适体系是利用如美国专利申请公开2005/014427中所公开的双喷嘴瓶。适用于本发明方法的可供选择的装置是如欧洲专利0715899B1中所公开的双隔室触发-激活的流体分配器。

在另一方面，用于混合合适的反应组分的合适体系可为具有分隔反应组分的隔膜的容器，其中在通过机械力使隔膜破裂之后，反应组分在使用前被混合。在另一方面，合适的装置可为袋中袋。

在另一方面，用于组合或混合根据本发明方法使用的过氧酸前体和过氧源的装置包括本领域的技术人员已知的用来保持反应组分在使用前分开的体系、装置、容器、小袋、试剂盒、多包装、分配器、以及施涂装置。

在另一方面，合适的含水反应混合物可包含提供所期望的官能度的附加组分。这些附加组分包括但不限于缓冲液、洗涤剂助剂、增稠剂、乳化剂、表面活性剂、润湿剂、腐蚀抑制剂(例如苯并三唑)、酶稳定剂、以及过氧化物稳定剂(例如金属离子螯合剂)。许多附加组分是洗涤剂工业中熟知的(参见例如美国专利5,932,532)。乳化剂的实例包括但不限于聚乙烯醇或聚乙烯吡咯烷酮。增稠剂的实例包括但不限于LAPONITERD、玉米淀粉、PVP、CARBOWAX、CARBOPOL、CABOSIL、聚山梨酸酯20、PVA、以及卵磷脂。缓冲体系的实例包括但不限于磷酸二氢钠/磷酸氢二钠；氨基磺酸/三乙醇胺；柠檬酸/三乙醇胺；酒石酸/三乙醇胺；琥珀酸/三乙醇胺；以及乙酸/三乙醇胺。表面活性剂的实例包括但不限于a)非离子表面活性剂例如环氧乙烷或环氧丙烷的嵌段共聚物、乙氧基化的或丙氧基化的直链和支链的伯醇和仲醇、以及脂族膦氧化物；b)阳离子表面活性剂例如季铵化合物，尤其是具有结合氮原子，附加地结合三个C1-C2烷基的C8-C20烷基的季铵化合物；c)阴离子表面活性剂例如烷烃羧酸(例如C8-C20脂肪酸)、烷基膦酸酯、烷基磺酸盐(例如十二烷基磺酸钠“SDS”)或直链或支链的烷基苯磺酸盐、烯基磺酸盐；和d)两性和两性离子表面活性剂例如氨基羧酸、氨基二羧酸、烷基甜菜碱、以及它们的混合物。附加组分可包括芳香剂、染料、过氧化氢稳定剂(例如金属螯合剂例如1-羟基亚乙基-1，1-二膦酸(DEQUEST2010(Solutia Inc.，St.Louis，Mo))和乙二胺四乙酸(EDTA))、TURPINALSL、DEQUEST0520、DEQUEST0531、酶活性稳定剂(例如聚乙二醇(PEG))、以及洗涤剂助剂。

在另一方面，可将过氧羧酸反应产物预混合以在接触要消毒的表面或无生命的物体之前生成期望浓度的过氧羧酸。

在另一方面，可将过氧羧酸反应产物预混合以生成期望浓度的过氧羧酸，并且可任选地用水或主要由水组成的溶液稀释以制备具有期望的较低浓度的过酸的混合物。

在另一方面，不是将过氧羧酸反应产物预混合以在接触要消毒的表面或无生命的物体之前生成期望浓度的过氧羧酸，而是将生成期望浓度的过羧酸的反应混合物的组分与要消毒的表面或无生命的物体接触，生成期望浓度的过氧羧酸。在一些实施方案中，在所述位点组合或混合反应混合物的组分。在一些实施方案中，将反应组分递送或施涂到所述位点并且随后混合或组合以生成期望的过氧酸。

选择含水反应混合物中过氧酸前体和过氧源的浓度以在液体涂料组合物中获得期望的过氧酸浓度。过氧羧酸反应产物中过氧酸前体和过氧源的浓度通常在0.001％重量至5％重量的范围内，更优选地介于0.01％重量和4％重量之间，甚至更优选地介于0.05％重量和2％重量之间。在一个方面，通过过氧酸前体和过氧化物源的混合生成的过酸的浓度足以提供用于在期望的pH值下期望的应用的有效的过酸浓度。在另一方面，本发明方法提供过氧酸前体和过氧源的混合以制备期望的有效浓度的过酸。

在一个方面，通过至少过氧酸前体的过水解生成的过酸(例如过乙酸)的浓度在过水解反应开始的10分钟内，并且更优选地在5分钟内为至少约2ppm，优选地至少20ppm，优选地至少100ppm，更优选地至少约200ppm过酸，更优选地至少300ppm，更优选地至少500ppm，更优选地至少700ppm，更优选地至少约1000ppm过酸，最优选地至少约2000ppm过酸。

在另一方面，通过混合过氧前体和过氧源生成的过酸的浓度在过水解反应开始的一小时内，更优选地在30分钟内为至少约3000ppm，优选地至少5000ppm，更优选地8000ppm，最优选地至少10000ppm。

在一个方面，制备期望浓度的过酸所需的反应时间不超过约两小时，优选地不超过约30分钟，更优选地不超过约10分钟，并且最优选地不超过约5分钟。

在其它方面，在将所述反应组分混合的约1分钟至约168小时内，或者在将所述反应组分混合的约1分钟至约48小时内，或约1分钟至8小时内，或1分钟至2小时内，或其中的任何此类时间间隔内，将被一定浓度的微生物种群污染的硬质表面或无生命物体与根据本文所述的方法形成的过酸接触。

选择反应的温度以控制反应速率。反应温度可在恰好高于反应混合物的凝固点(大约0℃)至约75℃的范围内，优选的反应温度范围为约5℃至约55℃。

包含过酸的最终反应混合物的pH值为约2至约11，优选地约5至约10，更优选地约6至约9.5。在反应期间或反应完成后，反应混合物的pH值可任选地通过合适缓冲液的加入而受到控制，所述缓冲液包括但不限于磷酸盐、焦磷酸盐、碳酸氢盐、乙酸盐、或柠檬酸盐。

卫生洗涤剂

本发明的抗微生物涂料组合物能够被用作卫生洗涤剂。如本文所定义，“卫生洗涤剂”是化学品或化学品混合物，其能够是(i)接触食物的卫生洗涤剂(如果其目的在于控制实际或者潜在会与食物接触的表面上的微生物)，或者(ii)不接触食物的卫生洗涤剂(如果不想让所述表面与食物接触)。如本文所定义，接触食物的卫生洗涤剂在根据EPA条款DIS/TSS-4：“Efficacy data requirements-Sanitizing rises for previously cleaned food-contact surfaces”(United States Environmental Protection Agency，1979年1月30日)的测试方法的条件下在30秒内杀死至少99.999％具体的测试微生物。如本文所定义，不接触食物的卫生洗涤剂在根据ASTM标准E 1153-03：“Standard Test Method for Efficacy of Sanitizers Recommended forInanimate Non-Food Contact Surfaces”(2003年4月10日版并且2003年7月公布)的方法的条件下在5分钟内杀死至少99.9％具体的测试微生物。

残留的抗微生物功效

本发明的抗微生物涂料组合物能够表现出残留的抗微生物功效。“残留的抗微生物功效”或“自消毒特性”是指如本文所述形成的涂层在干燥后保留抗微生物活性的特性。干燥涂层的抗微生物活性能够使用在以下一般方法中所述的残留的自消毒(RSS)测试方法来测定。对具有改善的抗微生物功效和改善的作用速度的抗微生物剂存在长期的需要。对此类试剂的具体需要根据预期应用(例如卫生洗涤剂、杀菌剂、消毒剂、无菌包装处理剂等)和适当的公共健康要求而变化。例如，如“Germicidal and DetergentSanitizing Action of Disinfectants，Official Methods of Analysis of the Associationof Official Analytical Chemists”第960.09段和适用章节(第15版，1990(EPA Guideline 91-2))中所述，卫生洗涤剂应在室温(23-27℃)下在30秒内提供对若干种测试微生物99.999％的减少(5-log数量级的减少)。

用于本发明的原位酶催化制备的基于过酸的可移除的抗微生物涂料组合物可被用作标准的卫生产品(例如稀释的季铵化合物溶液、过酸泡沫等等)的替代品或补充，并且可被用于日常环境卫生的作为使用中或非使用中的设备的保护性涂层，以及被用于更长期的保护(数周或数月)。

本发明原位形成的基于过酸的可移除的抗微生物涂料组合物提供若干个优点，包括但不限于杀死自由活动的或浮游的微生物和藏匿在生物膜中的微生物，通过防止生物膜的形成和通过将微生物捕获在所述涂层中、下或换句话讲与所述涂层接触来减少或防止微生物的生长。

本文所公开的涂料组合物可通过将所述组合物与流变改性剂配制而改性以涂覆垂直的、倾斜的、几何复杂的或难以接近的表面。这使抗微生物剂能够施涂至设备上或设备中的表面，换句话讲具有传统的剪切-粘度特性和在25℃低于约0.01帕-秒粘度的常规抗微生物溶液的施涂不易接近的表面。可用薄的保护性涂层覆盖水平和垂直的表面而无抗微生物剂的浪费，因为通过流变改性剂防止或者大大减少了滴落。通过配制具有合适的流变改性剂和交联度的组合物，可制备具有各种涂层特性的涂料组合物，其将在表面光洁度和保护度以及易移除度方面不同。

本发明的涂料组合物提供若干种抵抗微生物源或非微生物源(例如污垢)的污染的保护机制。例如，通过施涂作为液体涂料组合物的涂层制剂中的抗微生物剂，杀死所述表面上浮游的或松散粘附的细胞，或者作为另外一种选择减少或者防止生长。

此外，在本发明的液体抗微生物涂料组合物施涂之后，在所施涂的成膜组合物完全干燥以提供抗微生物膜之前，通过一种或多种抗微生物剂向水合的生物膜中的扩散，将杀死在表面上通过生物膜藏匿的细胞，或者能够减少或防止生长。为了持续的抗微生物活性，希望本发明的抗微生物膜是半渗透性的。如此形成的抗微生物膜形成一个抗微生物剂的贮存器，其提供比常规的卫生清洗溶液(其通常在数秒或数分钟内滴落)长得多的接触时间。

当涂层存在于所述位点上时，持久的活性在多种应用中是尤其有益的。本发明的成膜抗微生物组合物不从目标表面快速滴落，并且通过例如偶然的接触不易移除。本发明的涂层的薄膜柔韧性、粘度、强度和粘附性的变化允许其适应具体的应用，从而使得在许多情形下持续的抗微生物保护可获得，其中这样的持续活性(残余的有益效果)以前是不可获得的。

所述组合物的组分

以下提供了本文所述的薄膜或涂层的组分的详细描述。

成膜的水溶性或水分散性试剂

成膜的水溶性或水分散性试剂可为如下所述的任何试剂的至少一种，其是耐用的和可移除的。本发明的薄膜被设计为在较温和的条件下可移除。例如，当经历在15℃以上，优选地30℃以上的温度下用水溶液处理时能够移除本发明的薄膜。合适的成膜剂选自但不限于聚乙烯醇、聚乙烯醇共聚物、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸、丙烯酸酯均聚物和共聚物、离子烃聚合物、聚氨酯、多糖、官能化的多糖、阿糖基木聚糖、葡甘露聚糖、瓜耳胶、阿拉伯树胶、johannistree树胶、纤维素、甲基纤维素、乙基纤维素、羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素、羧乙基纤维素淀粉、羟基乙基淀粉、黄原胶、角叉菜胶、凝胶多糖、支链淀粉、胶质、葡聚糖、脱乙酰壳多糖、甘油、藻酸钠、与钙盐交联的藻酸钠、角叉菜胶、环氧乙烷/环氧丙烷/环氧乙烷嵌段共聚物、以及它们的组合。本领域的技术人员可容易地选择合适分子量的范围以提供一定范围的水溶解度来提供根据本发明的方法易于移除的涂层。

聚乙烯醇及其共聚物

聚乙烯醇，有时被称作聚(乙烯醇)，由聚乙酸乙烯酯通过水解制成。聚乙烯醇的物理特性受分子量和水解度的控制。最常见的可用的聚乙烯醇等级，按水解度分级为：87-89％等级(包含11-13mol％的残余的乙酸乙烯酯单元)，96％水解等级(包含4mol％的残余的乙酸乙烯酯单元)，以及“完全水解的”和“超水解的”等级，分别为约98％和大于99％水解的。较低的水解度(例如74％和79％)也是可商购获得的。一些优选的水解度为大于85mol％，或者大于92mol％。本发明的聚乙烯醇组分还可为乙烯醇的共聚物，例如通过使乙酸乙烯酯与少量(至多约15mol％)的其它单体的共聚物水解而获得的。适当的共聚单体为例如丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸或富马酸、衣康酸等的酯。此外，乙酸乙烯酯与烃如α-烯烃(例如乙烯、丙烯或十八烯等等)、与较高级的乙烯酯如丁酸乙烯酯、2-乙基己酸酯、硬脂酸酯、三甲基乙酸酯、或它们的同系物(由Shell Chem.Co.销售的“VV-10”型乙烯酯)等等的共聚作用产生可被水解为适当的聚乙烯醇共聚物的共聚物。其它合适的共聚单体是N-取代的丙烯酰胺、乙烯基氟化物、乙酸烯丙酯、烯丙醇等等。游离的不饱和酸例如丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸单甲基酯等等也可用作共聚单体。

因为文献中已知或可商购获得多种等级，本领域的技术人员可通过以任何期望的比例简单地混合已知或商品化的等级配制出具有在74％至大于99％范围内的平均水解度的聚乙烯醇溶液。相应地，如本说明书中所用，术语“部分水解等级的聚乙烯醇”应被理解为既包括单一等级又包括多个等级的混合物，并且术语“平均水解度”应被理解为若使用混合物，则是指通过(基于比例按适当的权重)取混合物中部分水解的等级的平均值得出的水解度，若使用单一等级(例如，“88％等级”可为在同一等级内从87至89％范围内的平均)，则是指单一等级的平均水解度。

薄膜柔韧性、水敏感度、溶解的容易度、粘度、薄膜强度和聚乙烯醇薄膜的粘附性可通过调整分子量和水解度而变化。

在一个实施方案中，用于本发明方法中的聚乙烯醇具有约85％至大于99％的水解度。在另一个实施方案中，聚乙烯醇具有约87％至大于89％的水解度。在一个实施方案中，聚乙烯醇具有以g/mol计的在介于约4,000至约200,000，或约4,000至约150,000，或10,000至约100,000之间的范围内的数均分子量(Mn)。

在一个实施方案中，聚乙烯醇具有落在介于约10,000和130,000之间的范围内的分子量。在另一个实施方案中，可将不同分子量的聚乙烯醇混合以得到期望的特性。

在一个实施方案中，聚乙烯醇以按所述溶液的重量计约2％至约30％使用。在一个更具体的实施方案中，聚乙烯醇以按所述溶液的重量计约2％至约15％使用。在一个甚至更具体的实施方案中，聚乙烯醇以按所述溶液的重量计约5％至约12％使用。

聚乙烯吡咯烷酮(PVP)

本发明的成膜组合物可按重量计以约0.25％至约50％的浓度包含PVP。适当等级的PVP可购自International Specialty Products(Wayne，NJ，USA)。此类等级包括：K-15，具有以g/mol计在约6,000至约15,000范围内的重均分子量(Mw)；K-30，具有约40,000至约80,000的分子量范围；K-60，具有约240,000至约450,000的分子量范围；K-90，具有约900,000至约1,500,000的分子量范围；以及K-120，具有约2,000,000至约3,000,000的分子量范围。可采用PVP的混合物，可作为PVP和其它成膜化合物的组合。

通常，与相同浓度的较高分子量的PVP相比，较低分子量的PVP将产生粘性较低的产物。就给定浓度的PVP而言，随着分子量范围的提高，粘度也将升高。本发明可采用具有多种分子量范围中的任何一种的PVP。例如，成膜组合物可使用上述的K-15、K-30、K-60、K-90、或K-120 PVP等级。然而，优选的是使用具有介于约15,000和约3,000,000g/mol之间的分子量分布的PVP。具有该分子量分布的PVP通常产生具有可容易调节的粘度并且易于从表面洗去而无与涂覆的表面相互作用的明显迹象的成膜组合物。在一个优选的实施方案中，具有介于约15,000和约3,000,000g/mol之间的分子量分布的PVP以按重量计介于约0.25％和约40％之间的浓度存在。在另一个优选的实施方案中，具有介于约30,000和约1,200,000g/mol之间的分子量分布的PVP以按重量计介于约0.25％和约10％之间的浓度存在。

过氧酸

过氧酸被广泛认为是高度有效的消毒剂。过氧乙酸(也称为过乙酸或PAA)尤其适用于本发明的实施。使用过氧酸有多个缺点，由于它们固有的不稳定性，通常以平衡混合物提供。某些缺点能够通过过氧酸的原位生成而克服。原位生成具有这样的优点：所产生的过氧酸的量可通过选择起始原料的相对组成而进行化学计量控制。此外，较高浓度的过氧酸能够超过得自平衡体系而获得，这是由于原位形成体系的不平衡性质。

为了提供过氧酸的原位生成，如WO 2006/016145中所述其中反应物(其为过氧酸前体和过氧源)被保存在分开的隔室或容器中直至需要时的体系适用于本发明的实施中。

在本发明中，将成膜组分与其它组分混合，其它组分包括过氧酸前体和过氧源。在将成膜组分和过氧酸前体混合以形成抗微生物涂料组合物并且施涂至目标表面之前，能够将它们一起贮存在一个容器或包装中，或者贮存在分开的包装中。例如，能够将成膜组分贮存在与过氧酸前体和过氧源分开的包装或容器中，并且仅在施涂至目标表面之前混合，或者作为另外一种选择，能够将成膜组分与过氧酸前体一起贮存，但是与过氧源分开直至当将它们混合且向目标表面施涂的时间。

过氧酸前体

通常，为了生成过氧酸，通常使过氧酸前体与过氧源(通常是过氧化氢)反应。过氧酸前体的实例(通常称为活化剂或漂白活化剂)是包含酰基供体的分子例如N-酰基酰胺(包括内酰胺)、酰基卤化物、或O-酰基酯，尤其是可使用偕二酯，但是也包括内酯。

在本发明的公开内容中，式I的化合物可为任何N-酰基或O-酰基供体化合物，其中L是通过氧或氮原子连接至羰基碳原子的离去基团并且R是烷基或芳基。式I的化合物可为酯，或者甚至更优选地，酰胺衍生物。酰胺衍生物包括N-酰基内酰胺例如N-酰基-己内酰胺和N，N-二酰基酰胺例如四酰基乙二胺(TAED)。

式I：

适用于本文的N-酰基衍生物的其它实例是：

a)1，5-二乙酰基-2，4-二氧六氢-1，3，5-三嗪(DADHT)；

b)酰化的甘脲，例如四乙酰基甘脲和四丙酰基甘脲；

c)二酰化的2，5-二酮哌嗪，例如1，4-二乙酰基-2，5-二酮-哌嗪；

d)N，N’-二乙酰基-N，N’-二甲基脲(DDU)；

e)α-酰氧基-(N，N′)多酰基丙二酰胺，例如α-乙酰氧基-(N，N′)-二乙酰基丙二酰胺；

f)N-酰基内酰胺，例如N-苯甲酰基己内酰胺、N-乙酰基-己内酰胺、由C4-10内酰胺形成的类似化合物。

g)取代或未取代的琥珀酰亚胺、邻苯二甲酰亚胺以及具有5个或更多个碳的其它二元羧酸的酰亚胺的N-酰基衍生物。

h)四乙酰基乙二胺(TAED)

作为另外一种选择，所述化合物可为一种酯，例如：

i)糖酯，例如五乙酰基葡萄糖(PAG)；

j)亚氨基酸的酯例如苯甲亚胺酸乙酯；

k)三酰基氰尿酸酯，例如三乙酰基氰尿酸酯和三苯甲酰基氰尿酸酯，

l)提供相对表面活性的氧化产物的酯，例如烷酰氧基苯磺酸酯，式I的化合物(其中L包括芳基，所述芳基具有取代在环上的磺酸基团(任选成盐的)以赋予苄基水溶解性)，尤其是壬酰氧基苯磺酸钠盐(NOBS)、异壬酰氧基苯磺酸钠盐(ISONOBS)和苯甲酰氧基苯磺酸钠盐(BOBS)。

m)低级链烷酸和偕二醇的偕二酯，例如EP-A-0125781中所述的那些，尤其是1，1，5-三乙酰氧基-4-戊烯和1，1，5，5-四乙酰氧基戊烷以及相应的丁烯和丁烷化合物、亚乙基苯甲酸酯乙酸酯和双(亚乙基乙酸酯)己二酸酯；

n)甘油酯，例如甘油三乙酸酯和甘油三辛酸酯。

通常提供活化剂作为过氧酸前体的来源。

在本发明的公开内容中，以上过氧酸活化剂的任何一种可单独使用或者与其它活化剂混合使用。

本文中优选的过氧酸活化剂是N-酰基酰胺。更优选的N-酰基活化剂是四乙酰基乙二胺(TAED)和N-乙酰基己内酰胺。

过氧源

为了生成过氧酸，最常使用的过氧化物部分来源是过氧化氢本身。所述过氧酸通过过氧化氢经由亲核途径与含酰基分子的反应而生成。

所述过氧源可为任何过氧化合物并且可从以下物质中选择：过氧化氢、过硼酸钠一水合物、过硼酸钠四水合物、焦磷酸钠过氧水合物、脲过氧水合物、过碳酸钠、过氧化钠以及它们的混合物。也可使用与上述那些相关的其它化合物(其与水溶液接触时释放过氧化氢)，如果它们对于预期用途和期望的储存寿命足够稳定。

优选的过氧源是无机的过酸盐，过碳酸钠。

溶剂

用于本发明的惰性溶剂包括：水；醇，优选地包含约1至约6个碳原子和1至约6个羟基；二醇；聚二醇；二醇醚；以及多氧化物。实例包括乙醇、异丙醇、正-丙醇、1，2-丙二醇、1，2-丁二醇、2-甲基-2，4-戊二醇、甘露糖醇和葡萄糖、以及丙二醇醚。也可用的是游离酸和下列的碱金属盐：磺化的烷基芳基如甲苯、二甲苯、异丙基苯和苯酚或苯酚醚或二苯醚磺化物；烷基和二烷基萘磺化物以及烷氧基化衍生物。

附加的性能强化剂

表面活性剂

用于本发明的组合物还可包含一种或多种表面活性剂。不受理论的约束，据信表面活性剂将有助于润湿要涂覆的表面并且将有助于被薄膜的均匀覆盖。还据信表面活性剂有助于薄膜移除时起泡，从而有助于薄膜的移除和从受保护表面上洗去。合适的表面活性剂具有约9至约17的优选的亲水-亲脂平衡(HLB)。合适的表面活性剂包括但不限于：两性表面活性剂，例如得自Tomah Products的Amphoteric N；硅氧烷表面活性剂，例如得自BYKChemie(BYK-Chemie GmbH，Wesel，Germany)的BYK 348；氟化的表面活性剂，例如得自DuPont(DuPont，Wilmington，DE，USA)的ZonylFS300；以及基于壬基苯氧基聚乙氧基乙醇的表面活性剂，例如得自Dow(Midland，MI，USA)的Triton N-101。其它合适的表面活性剂包括：乙氧基化的癸炔二醇，例如得自Air Products & Chemicals(Allentown，PA，USA)的Surfynol 465；烷基芳基聚醚，例如得自Dow的Triton CF-10；辛基苯氧基聚乙氧基乙醇，例如得自Dow的Triton X-100；乙氧基化的醇，例如得自Shell(The Hague，the Netherlands)的Neodol 23-5或Neodol 91-8；得自Dow的Tergitol 15-S-7；Steol-4N，得自Stepan Company(Northfield，IL，USA)的28％的月桂基聚氧乙烯醚硫酸钠；胺氧化物，例如得自Stepan的AmmonyxLO；EO/PO嵌段共聚物，例如得自BASF(Parsippany，NJ，USA)的Pluronic17R4；脱水山梨糖醇衍生物，例如得自Uniqema(NewCastle，DE，USA)的Tween 20或Tween 60；以及季铵化合物，例如苯扎氯铵。

其它合适的表面活性剂包括有机-硅氧烷表面活性剂，例如得自SetreChemical Company(Memphis，TN，USA)的SilwetL-77；得自DowCorning Silicones(Midland，MI，USA)的DowCorningQ2-5211；或得自Siltech Corporation(Toronto，ON，Canada)的SilsurfA008。

增塑剂

对于所述保护性薄膜的柔韧性和完整性重要的是将所得的薄膜增塑。为了本发明的目的，通过掺入合适的增塑剂例如聚乙二醇或甘油以实现所述薄膜的增塑。适用于本发明的其它增塑剂包括但不限于溶剂、多元醇、平均分子量介于200和800g/mol之间的聚乙二醇以及山梨醇。PEG优于甘油，因为甘油易被微生物代谢，从而可能导致微生物生长。

包括增塑剂一般还使所述薄膜保持轻微发粘的表面感觉。当增塑剂含量增加时，所得的薄膜还将表现出增加的粘着度。这样的粘着性在低水平可能是期望的，以捕集空气中的颗粒和污垢或其它物质。然而，如果增塑剂含量太高，所述涂层变得太粘并且将显示低的对偶然机械移除(例如通过擦拭)的抵抗性。

优选的增塑剂量为成膜剂重量的约1％重量至约20％重量，并且更优选地约5％重量至约10％重量。

流变改性剂

用于本发明的组合物还可包含一种或多种流变改性剂，所述流变改性剂用来增加粘度，或者增稠并且导致含水处理剂或涂料组合物粘着到所述表面上。粘着能够使所述组合物保持较长时间地接触瞬时的和常驻的微生物，提升微生物功效并且防止由于过多滴落的浪费。所述流变改性剂可为成膜剂或者与成膜剂协同作用以形成提供附加保护的屏障。有用的水溶性或水分散性流变改性剂可被分类为无机的或有机的。有机增稠剂可进一步被分为天然的和合成的聚合物，后者被再进一步细分为合成的天然基的和合成的石油基的。

无机增稠剂一般为经过熏蒸或沉淀从而产生具有大的表面对尺寸比率的颗粒的化合物，例如胶态硅酸镁铝类(VEEGUM)、胶质粘土(膨润土)、或二氧化硅(CAB-O-SIL)。有用的天然水凝胶增稠剂主要是植物来源的提取物。例如，黄蓍胶、刺梧桐树胶、以及阿拉伯树胶；和例如角叉菜胶、刺槐豆胶、瓜耳胶和果胶的提取物；或者纯的培养发酵产物例如黄原胶在本发明中全部是潜在有用的。化学上讲，所有这些物质均是复合的阴离子多糖的盐。有用的合成的天然基增稠剂是纤维质的衍生物，其中在直链的脱水葡萄糖聚合物上的游离羟基已被醚化或酯化，从而产生在水中溶解并形成粘稠溶液的一类物质。这类物质包括烷基和羟基-烷基纤维素，具体地讲，甲基纤维素、羟乙基甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟丁基甲基纤维素、羟基乙基-纤维素、乙基羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、以及羧基-甲基纤维素。另一类优选的增稠剂包括聚丙烯酸酯例如专利的Acusol增稠剂(例如Acusol 823，Rohm and Haas，Philadelphia，PA，USA)，和Carbopol增稠剂，例如Carbopol 934或Carbopol Aqua-30 Polymer(B FGoodrich，Cleveland，OH，USA)。另外优选的丙烯酸酯基流变改性剂包括专利的阳离子Rheovis增稠剂(Ciba，Basel，Switzerland)。聚丙烯酸酯增稠剂可按所述成膜剂的重量计至多约3％的浓度使用。也可使用增稠剂的混合物，其中取决于所使用的增稠剂和所期望的最终产物的粘度，所述总量可为至多3％重量。

就本专利申请而言，其它可能的增稠剂包括糊精、玉米淀粉和含水硅酸镁类，例如以商品名Laponite XLG(Southern Clay Products，Inc.，Gonzales，TX，USA)销售的硅酸镁钠。

抗微生物剂

除了原位生成的过氧酸之外，所述组合物中还可存在一种或多种附加的抗微生物剂。对本发明有用的抗微生物剂可为无机或有机试剂、或它们的混合物。

本文所用术语“无机抗微生物剂”是对包含金属或金属离子例如银、锌、铜等并且具有抗微生物特性的无机化合物的统称。

本发明不受对任何具体的抗微生物剂的选择的限制，并且任何已知的水溶性或水分散性抗微生物剂均可被包括在本发明的组合物中，例如抗微生物剂、防霉剂、防腐败剂、消毒剂、卫生洗涤剂、杀菌剂、除藻剂、防污塞剂、防腐剂、以及上述的组合等等，前提条件是所述抗微生物剂与所述组合物中的其它组分化学上相容。合适种类的抗微生物剂描述于下文中。

有用的抗微生物剂的实例包括氯己定、葡萄糖酸氯己定、戊二醛、卤胺宗、六氯酚、呋喃西林、迷他芬、硫柳汞、C1-C5-防腐剂、次氯酸盐、卤卡班、氯苄酚、酚醛树脂、磺胺米隆乙酸酯、氨吖啶盐酸盐、季铵盐、氯和溴释放化合物(例如碱金属和碱土金属次氯酸盐和次溴酸盐、异氰脲酸盐，乙内酰脲、硫酰胺、胺等的氯化衍生物)、过氧化物和过氧酸化合物(例如过乙酸、过辛酸)、质子化的短链羧酸、氧氯苯磺酸、美溴沙仑、汞溴红、双溴沙仑、月桂酸甘油酯、1-氧-2-巯基吡啶钠和/或1-氧-2-巯基吡啶锌、磷酸三钠、(十二烷基)(二亚乙基二胺)甘氨酸和/或(十二烷基)(氨基丙基)甘氨酸等等。有用的季铵盐包括N-C₁₀-C₂₄-烷基-N-苄基-季铵盐(其包含水溶性的阴离子如卤离子，例如氯离子、溴离子和碘离子；硫酸根、甲酯硫酸根等等)和杂环的酰亚胺(如咪唑啉盐)。季铵盐还可包括其它非卤代的阴离子例如丙酸根和糖精根。有用的酚醛树脂杀菌剂包括苯酚、间甲酚、邻-甲酚、对-甲酚、邻-苯基-苯酚、4-氯-间甲酚、氯二甲苯酚、6-正-戊基-间甲酚、间苯二酚、间苯二酚一乙酸酯、对-叔-丁基苯酚和邻-苄基-对-氯酚。已知对防止霉菌菌落可见生长有效的有用的抗微生物剂包括例如3-碘-2-炔丙基氨基甲酸丁酯、2-(4-噻唑基)苯并咪唑、对甲苯基二碘甲基砜、四氯间苯二甲腈、2-吡啶硫醇-1-氧化物的锌络合物(包括其盐)以及上述的组合。包含抗微生物剂的涂料组合物提供对各种不同微生物的防护。

在一个实施方案中，所述涂料组合物防止革兰氏阳性菌或革兰氏阴性菌。被所述涂层抑制或杀灭的革兰氏阳性菌包括但不限于破伤风杆菌、产气荚膜梭菌、肉毒杆菌、其它梭菌属菌种、结核分枝杆菌、牛型结核分枝杆菌、鼠伤寒分支杆菌、牛型结核分枝杆菌株卡介菌、卡介菌次代菌株、鸟型结核分枝杆菌、胞内诺卡氏菌、非洲分枝杆菌、堪萨斯分枝杆菌、瘰疬分枝杆菌、溃疡分枝杆菌、鸟型结核分枝杆菌亚种副结核、金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、马链球菌、酿脓链球菌、无乳链球菌、单核细胞增多性李斯特菌、伊氏利斯特氏菌、炭疽杆菌、枯草芽孢杆菌、星形诺卡氏菌、和其它诺卡氏菌属菌种、绿色链球菌群、消化球菌属菌种、消化链球菌属菌种、衣氏放线菌和其它放线菌属菌种、疮疱棒杆菌、以及肠球菌属菌种。被所述涂层抑制或杀灭的革兰氏阴性菌包括但不限于铜绿假单胞菌、其它假单胞菌属菌种、弯曲菌属菌种、霍乱弧菌、埃里希氏体属菌种、大叶性肺炎放线杆菌、溶血巴斯德氏菌、多杀巴斯德氏菌、其它巴斯德氏属菌种、侵肺军团菌、其它军团菌属菌种、伤寒沙门氏菌、其它沙门氏菌属菌种、志贺氏菌属菌种流产布鲁氏菌、其它布鲁氏菌属菌种、沙眼衣原体、鹦鹉热衣原体、贝纳特氏立克次体、脑膜炎奈瑟氏菌、淋病奈瑟氏菌、流感嗜血杆菌、杜克莱氏嗜血菌、其它嗜血杆菌属菌种、鼠疫耶尔森氏菌、耶尔森氏肠杆菌、其它耶尔森氏菌属菌种、大肠杆菌、海氏大肠杆菌和其它埃希氏菌属菌种、以及其它的肠杆菌科细菌、洋葱伯克霍尔德氏菌、类鼻疽伯克霍尔德氏菌、土拉热巴斯德氏菌、脆弱拟杆菌、核粒梭形杆菌、普雷沃菌属菌种、反刍类考德里氏体、克雷伯氏菌属菌种、以及变形杆菌属菌种。

在另一个实施方案中，所述涂层提供对真菌的防护，所述真菌包括但不限于链格孢、黑曲霉、出芽短梗霉菌、支孢样支孢霉、澳大利亚德氏霉、禾谷粘鞭霉、Monilia grisea、普通青霉菌、类茎点霉、纸皮思霉、以及人类线状担子菌。

螯合剂

痕量的杂质，尤其是金属，可与过氧化氢和过氧酸反应并导致分解。因此，许多过氧化物/过氧酸组合物包括稳定化成分，例如鳌合金属和含金属的杂质材料的化合物。优选的螯合剂的实例包括但不限于次烷基氨基膦酸或其盐(其中的一些以名称Dequest为商标(Thermphos，Switzerland))、1-羟基亚乙基-1，1-二膦酸及其盐(其中的一些以名称Turpinal为商标(Thermphos)、以及2-膦酰基-1，2，4-丁烷三羧酸及其盐(以Bayhibit得自LANXESS Corporation(Pittsburgh，PA，USA))。适用的另一类化合物是氨基羧酸或它们的盐。一个实例是乙二胺四乙酸(EDTA)。

此外，其它合适的螯合剂包括吡啶二羧酸、乙烷-1，1，2-三膦酸和亚乙基-1，1-二膦酸。此外，本领域还作为螯合剂熟知的是磷酸盐、多磷酸盐、焦磷酸盐、以及羧酸(例如柠檬酸和水杨酸)。稳定剂或多种稳定剂应以足够量存在以抑制过氧化物/过氧酸的破坏。

着色剂或染料

对本发明有用的着色剂包括染料和颜料例如食品级颜料。

对本发明有用的染料既包括水溶性的也包括水不溶性的染料。水溶性染料可被容易地配入本发明的含水体系中。水不溶性的染料可被包括在油相中，所述油相可分散或悬浮于对本发明有用的抗微生物涂料组合物中。就本发明的目的而言，有用的染料通常为吸收可见光从而导致可发现颜色的显现的有机化合物。也可使用荧光染料，例如为了通过紫外光使薄膜显色。

在本发明中典型有用的染料是被批准用于食物、药物、化妆品和医疗设备的着色剂。目前使用的着色剂和它们的状况如下：允许在食品中的着色剂是(1)经过验证的：FD&C蓝1号、FD&C蓝2号、FD&C绿3号、FD&C红3号、FD&C红40号、FD&C黄5号、FD&C黄6号、柑橘红2号、以及橙(B)(2)免验证的：胭脂树橙提取物、θ-阿卜胡萝卜素、角黄素、焦糖、θ-胡萝卜素、胡萝卜油、胭脂虫提取物(胭脂红)、玉米胚乳油、脱水甜菜(甜菜粉末)、干燥的藻类粗粉、葡萄糖酸亚铁、水果汁、葡萄颜色提取物、葡萄表皮提取物、甜辣椒、甜辣椒油树脂、核黄素、藏红花、合成的氧化铁、万寿菊属粗粉和提取物、二氧化钛、烘烤过的部分脱脂的熟的棉籽粉、姜黄、姜黄油树脂、群青蓝、以及蔬菜汁。允许在药物中的着色剂(包括允许在食品中的着色剂)是(1)经过验证的：FD&C红4号、D&C蓝4号、D&C蓝9号、D&C绿5号、D&C绿6号、D&C绿8号、D&C橙4号、D&C橙5号、D&C橙10号、D&C橙11号、D&C红6号、D&C红7号、D&C红17号、D&C红21、D&C红22号、D&C红27号、D&C红28号、D&C红30号、D&C红31号、D&C红33号、D&C红34号、D&C红36号、D&C红39号、D&C紫2号、D&C黄7号、D&C黄8号、D&C黄10号、D&C黄11号、和Ext.D&C黄7号。此外，鸡油菌素、β胡萝卜素、叶绿酸、和其它色素是已知的。对于被批准的色素的更加详细的列表和/或讨论，参见D.M.Marmion的“Handbook of U.S.Colorants，Foods，Drugs，Cosmetics and Medical Devices”(John Wiley & Sons Inc.，NewYork(1991))和U.S.Code of Federal Regulations(题号21，第70-82部分)。

交联剂

本发明可任选地包括交联剂。使用具有成膜组合物的交联剂的优点包括影响力学方面的薄膜特性，例如涂层的粘着性和机械强度，以及溶解度。此外，交联降低粘着性并且防止污垢和微生物物理粘附到聚合物膜上，其对于某些应用可能是期望的。调节交联度以便达到期望的特性组合。

适合与聚乙烯醇及其共聚物使用的交联剂包括但不限于：醛(例如甲醛、乙二醛、戊二醛)、硼酸、四硼酸钠、金属离子(例如锌、铁、铝、镍、钒、钴、铜、锆、钛、锰的离子)、有机金属化合物(例如有机钛酸盐如DuPont Tyzor，有机铬(III)络合物如DuPont Quilon)、硅氧烷(例如四乙氧基硅烷、聚二甲基硅氧烷)、异氰酸酯(例如封端的、水溶性或分散的类型)、环氧化物(例如二缩水甘油醚)、二元羧酸(例如草酸、马来酸、富马酸、邻苯二甲酸)、基于脲的交联剂(例如Sunrez 700)。二价和三价金属阳离子(例如铁(II)、铁(III)、铝(III))是优选的，因为它们提供薄膜干燥时PVOH聚合物链之间配位键的形成。这允许交联剂添加到“一锅”混合物中的成膜液体中。必须小心选择足够的浓度以有效地交联聚合物而没有沉淀其它成分如粒状流变控制剂。

在多数情况下，交联剂将使用标准的混合技术与其它成分混合。任选可在催化剂的存在下进行交联反应，如本领域的技术人员所熟知的。在醛、异氰酸酯、硅氧烷、二缩水甘油醚、以及二元羧酸的情况下，可额外使用加热和酸催化剂或金属催化剂。

制剂中的交联剂浓度可以为零至上限，其由其中沉淀开始进行的制剂的稳定性极限确定，或者由所得的薄膜不能有效地被移除而确定。

优选的交联剂浓度可强烈取决于所用交联剂的类型并且通常低于聚合物含量的25％重量，更优选地低于聚合物含量的10％重量。

除了前述组分之外，本发明的组合物还可包含一种或多种性能增强添加剂，也称为“性能增强剂”。这些包括防燃防锈剂，其包括用于水基体系中的许多有机或无机材料的任何一种以防止与材料和裸露金属接触时形成锈。两个实例是苯甲酸钠或苯并三唑。

其它任选的性能增强添加剂包括为水基体系推荐的一组消泡剂中的一种或多种，以防止施涂期间产物有害的发泡。太多的泡沫可破坏所需的连续的产物薄膜形成并且导致产品失效。还可能有利的是加入泡沫控制产物，以有助于混合和处理掩蔽组合物，例如得自Ashland Chemical，Inc.DrewIndustrial Division(Covington，KY，USA)的Drewplus L475。附加的任选的性能增强添加剂是提高涂层制剂的储存寿命的抗氧化剂。一个实例为丁基化羟基甲苯。还有的附加添加剂包括芳香剂。

可任选添加发泡剂以在所施涂的涂层中产生气泡。气泡可用作遮光剂以有利于施涂和/或允许与表面更长的接触时间；例如通过防止从斜面滴落和/或减少所需的涂层制剂的量以处理一定的表面区域或体积。

还可添加施涂指示剂。以上描述了这些中的一些，但是包括颜料、染料、荧光染料、pH指示剂或施涂期间生成的气泡。

可加入少量(按重量计通常小于1％)的这些附加材料，同时对水或其它组分进行适当调节。应当了解，也可使用上述任选组分的任何一种或多种的混合物。

对于由纤维基质组成的位点，任选的性能增强成分是提供表面效果的试剂。此类表面效果包括免烫、易烫、收缩控制、无皱、耐久压熨、水分控制、柔软性、强度、防滑性、防静电、防钩伤性、防起球性、拒污性、去污性、拒垢性、去垢性、拒水性、拒油性、气味控制、抗微生物性、或防晒性。

施涂抗微生物涂料组合物

可通过任何方法(包括倾倒)将所述薄膜或涂层施涂至目标表面或位点。施涂所述薄膜或涂层以在目标表面上获得连续的和/或均匀的层。常规用于油漆和涂覆的涂层体系例如但不限于刷子、滚筒、油漆垫、席子、海绵、梳子、手动的泵分配器、操作喷枪的压缩空气、无空气喷枪、电动雾化器或静电雾化器、背负式喷涂设备、气溶胶喷雾罐、衣服、纸、羽毛、尖笔、小刀、以及其它施涂工具可用于涂覆。如果将浸渍用作施涂涂层的方法，就不需要特殊的设备。如果使用气溶胶喷雾罐用于施涂，能够使涂料组合物混有气溶胶推进剂(例如压缩气体)或者能够通过阻挡材料(如罐中的聚合物袋)将涂料组合物与推进剂物理分开；如果将涂料组合物和推进剂混合，所述混合物能够组成一个或多个液相。

对于纤维基质例如纺织物和地毯，可通过抽出、起泡、弹性交咬、辊隙、浸轧、湿润辊、辗锻、绞丝、绞盘、液体注射、溢流、辊、刷子、滚筒、喷雾、浸渍、浸没等等施涂所述涂层。也可通过采用常规缸染工序、连续染色工序或纺丝流水线应用来施涂所述涂层。

在当前公开的一个实施方案中，静电喷涂器能够用于涂覆所述表面。静电喷涂器通过高电势赋予含水涂料组合物能量。该能量起到使含水涂料组合物雾化和使其充电的作用，产生细小的荷电颗粒喷剂。静电喷涂器可容易地购自供应商如Tae In Tech Co.(South Korea)和Spectrum(Houston，TX，USA)。

在本发明的另一个实施方案中，可使用无气喷枪来向目标表面施涂涂层。无气喷枪使用高的流体压力和特殊的喷嘴而不是压缩空气来输送和雾化液体。通过通常在3.5至45MPa范围内的压力下的流体泵将液体供至无气枪。当油漆以这样的压力离开流体喷嘴时，它略微展开并雾化成微滴，而没有雾化空气的冲击。喷出的油漆的高速度将微滴推向目标表面。无气枪上的流体喷嘴实质上不同于空气雾化枪上的流体喷嘴。合适喷嘴的选择决定有多少油漆被递送和施涂的扇形。无气喷嘴孔口的尺寸决定被喷涂的油漆的量。无气流体的递送是高速的，在700-2000mL/min的范围内。推荐的枪距离是离目标约30cm，并且取决于喷嘴类型，12至45cm的扇形是可能的。因此，可基于目标表面的尺寸和形状以及要涂覆的涂层的厚度为各个应用选择喷嘴。无气枪造成极小的空气湍流，其可将液体从“难以达到的区域”排斥开，这种情况将存在于食品加工设备、孵化场等中。高流速造成清洁和消毒环境中的无气有利情形，其中所述抗微生物涂层将被施涂到大的表面区域和多个表面上。

所施涂的和干燥的薄膜的厚度将取决于多种因素。这些因素包括成膜剂的浓度、流变控制添加剂和/或其它添加剂的浓度、以及施涂的温度和湿度。薄膜的厚度和薄膜的均匀度还至少部分地取决于施涂设备的参数，例如流体的输送、喷雾器孔口直径、空气压力或就无气施涂而言的活塞泵压力、和喷雾涂敷器与目标表面的距离。因此，可对液体配方进行调整以产生所期望的薄膜厚度。对涂层溶液的雾化进行选择，使得在目标区域上均匀地施涂一层薄膜。

目标表面(位点)包括可潜在地被微生物污染的所有表面，包括通常难以施涂消毒剂或卫生洗涤剂的表面(例如难以到达的表面)。目标表面的实例包括食品或饮料产业中存在的设备表面(例如槽罐、传送装置、底盘、排放口、冷却器、冷冻机、冷藏机、设备表面、顶、壁、阀门、皮带、管子、排放口、通风管道、接头、裂缝、它们的组合等等)；建筑物表面，包括正在建造的建筑物、新的家庭建筑、以及季节性房产的表面如度假家庭表面(例如天花板、墙壁、木框、地板、窗户、通风管道)、厨房(洗碗池、排水口、吧台顶部、冰箱、切板)、浴室(淋浴器、盥洗室、排水口、管子、通风管道、浴盆)(尤其是对于模具移除)、平台、木制品、板壁和其它家庭外表面、沥青瓦屋顶、庭院或石围栏区域(尤其是对于藻类处理)；船和船上设备表面；垃圾处理、垃圾箱和废料箱或者其它垃圾移除设备和表面；非食品行业相关的管子和排放口；医院、手术室或门诊中心中的表面或者兽医院的表面(例如医院/兽医院或其它保健场所中的天花板、墙壁、地板、通风管道、床、设备、穿戴间，包括灌木丛、瓦、以及其它医院或兽医院表面)，急救设备或其它紧急服务设备和衣服；锯木厂设备、表面和木质产品；餐馆表面；超市、杂货店、零售店和便利店设备和表面；熟食品设备和表面以及食品制备表面；啤酒厂和面包房表面；盥洗室表面例如水池、淋浴器、吧台、以及坐便器；衣服和鞋子；玩具；学校和健身房设备、天花板、墙壁、地板、窗户、通风管道和其它表面；厨房表面例如洗碗池、吧台、器具；木制的或复合材料的平台、水池、热浴盆和温泉浴场表面；地毯；纸材；皮革；动物尸体、绒毛和兽皮；用于牲口的牲口棚或马厩的表面，例如家禽、黄牛、奶牛、山羊、马和猪；以及用于家禽或用于虾的孵化场。例如，其中关着动物的构筑物(例如笼子和围栏)中的表面能够使用本文所述的抗微生物涂层涂覆。附加的表面还包括食物产品，例如牛肉、禽肉、猪肉、蔬菜、水果、海产品、它们的组合等。

适用于本发明中的附加位点包括纤维基质并且包括纤维、纱线、织物、纺织品、无纺布、地毯、皮革、或纸材。所述纤维基质用天然纤维如羊毛、棉花、黄麻、剑麻、海草、纸材、椰棕和纤维素、或它们的混合物制成；或者用合成纤维如聚酰胺、聚酯、聚烯烃、芳族聚酰胺、聚丙烯酸以及它们的共混物制成；或者用至少一种天然纤维和至少一种合成纤维制成。“织物”是指由纤维构成的天然或合成织物、或其共混物，所述纤维如棉、人造丝、丝绸、羊毛、聚酯、聚丙烯、聚烯烃、尼龙和芳族聚酰胺(例如“NOMEX”和“KEVLAR”)。“织物共混物”是指由两种或更多种类型的纤维制成的织物。通常，这些共混物是至少一种天然纤维与至少一种合成纤维的组合，但也可为两种或更多种天然纤维的共混物，或两种或更多种合成纤维的共混物。非织造基底包括例如射流喷网非织造材料例如得自E.I.du Pont de Nemours and Company(Wilmington，DE，USA)的SONTARA，和层压的非织造材料例如纺粘-熔喷-纺粘的非织造材料。

表面材料的实例是金属(例如钢、不锈钢、铬、钛、铁、铜、黄铜、铝、以及它们的合金)、矿物质(例如混凝土)、聚合物和塑料(例如聚烯烃，如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚(甲基)丙烯酸酯、聚丙烯腈、聚丁二烯、聚(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)、聚(丙烯腈-丁二烯)、丙烯腈丁二烯；聚酯如聚对苯二甲酸乙二醇酯；以及聚酰胺如尼龙)。附加的表面包括砖块、瓷砖、陶瓷、瓷器、木材、聚乙烯树脂材料、以及油毡。

用临时涂层保护的设备或表面可在保护时使用或者不在保护时使用。所述目标表面可为疏水性的或亲水性的。

所述涂层体系还可为一种或多种组分，并且可包括催化剂。一般而言，涂层大约被允许固定或干燥大于5分钟以形成薄膜。然而，所述涂层可在更短的时间范围内如30秒后抗微生物有效。取决于所期望的用途，涂层可在其干燥前或干燥之后的任何时间被除去。干燥时间将部分地取决于若干因素，包括环境条件如湿度和温度。干燥时间还将取决于所施涂的涂层的厚度。

薄膜或涂层厚度

施涂到目标表面上的薄膜或涂层的厚度影响移除所需的时间和施涂至表面的每单位面积生物杀灭剂的量。较厚的薄膜增加必须再施涂所述薄膜以维持期望的抗微生物特性的时间间隔。较薄的薄膜将通过清洗更容易并且更快速地移除。因此重要的是以一定的方式施涂所述制剂，其导致允许容易的涂层移除和持久的抗微生物特性两者的薄膜厚度如上所述，所述薄膜或涂层具有约0.3至约300微米的厚度。在一个更具体的实施方案中，所述薄膜或涂层具有约0.5至约100微米的厚度。在一个甚至更具体的实施方案中，所述薄膜或涂层具有约1.0至约30微米的厚度。

薄膜移除

本发明的该方法涉及可在由使用者适当确定的时间内移除的薄膜。容易地将所述涂层移除，并且可通过用含水溶剂或溶液清洗表面而除去。移除的时间可通过(i)提供期望的抗微生物活性(通常表示为从起始种群中杀死或灭活的微生物的量)所要求的最少接触时间或者(ii)在开始随后的操作或工序之前将涂层从表面上除去所需或期望的时间而确定。虽然可在任何时候例如干燥后将所述涂层移除，但是薄膜厚度、抗微生物剂的浓度、以及具体的使用决定用于移除的合适时间。例如使用者可能希望在操作停止一段时间后使处理过的设备回到正常操作中。例如，水果将需要在吃之前洗涤。在薄膜中的生物杀灭剂耗尽时，可将所述薄膜移除并且可施涂新鲜的涂层。例如，可定期例如每天、每周或每两周处理排放口。抗微生物活性可在早至薄膜施涂的30秒、小时、天、星期、月、甚至年之后测定。因此，移除涂层的时间是采用所述涂层的施涂的函数。

薄膜移除可通过所得涂层的溶解或分散而实现。这可通过将含水溶液施涂于所述涂层之上而实现。在一个实施方案中，所述溶液的温度在约15℃至约100℃的范围内。在另一个实施方案中，所述溶液的温度为约30至约80℃。所述溶液或水的施涂可通过简单的淋洗或喷洒到表面上而实现。涂层移除还可通过压力清洗装置的使用而实现，通过附加的机械力有利于移除。涂层移除还可通过用水与布料或海绵一起洗涤而实现。此外，可利用温和的添加剂或与含水溶液混合以帮助溶解或分散成膜剂或水分散试剂，所述温和的添加剂包括常用的酸或碱、螯合剂或洗涤剂。作为另外一种选择，所述薄膜可被降解，例如在排水沟中，通过重复的水和/或其它组分往排水沟下的洗涤。所述薄膜还可通过将其从表面剥落、从表面上擦除或者刷掉、或者其它机械的移除途径除去。

除了操作者有意的移除之外，移除还包括通过自动化或机器人体系的移除和通过液体连续或定期接触涂层一段时间(例如在管道或排水沟中)或者通过连续或定期的机械力应用(例如穿戴)的非故意的移除。

接触时间

本发明的抗微生物涂料组合物是有效的，因为它们能够提供改善的与要杀菌或消毒的表面接触的时间。接触时间是指涂层或涂料组合物向要接触的微生物或者所述涂层或涂料组合物的周围提供抗微生物特性的时间。根据抗微生物制剂的具体要求，接触时间将不同，如“Germicidal and DetergentSanitizing Action of Disinfectants，Official Methods of Analysis of the Associationof Official Analytical Chemists”第960.09段和适用章节(第15版，1990(EPA Guideline 91-2))中所述。例如，如果本发明公开内容的预期应用是作为用于食物接触表面的卫生洗涤剂的使用，那么所述组合物应在室温下在30秒内提供对若干种测试微生物99.999％的减少(5-log数量级减少)。如果预期应用是作为用于非食物接触表面的卫生洗涤剂，那么所述组合物应在室温下在5分钟内提供对若干种测试微生物99.9％的减少(3-log数量级减少)。如果其目的在于使用所公开内容作为消毒剂，那么所述组合物应在10分钟内提供99.9％的减少(3-log数量级减少)。如果预期应用是提供残余的抗微生物活性，那么本发明方法将允许具有大于10分钟的与微生物接触的时间。

物理屏障

物理屏障定义为由本发明成膜组合物形成的薄膜。所得薄膜将处理过的表面密封以不受环境(例如污垢、脂肪、尘埃、微生物等等)的污染。这些污染物将留在所述涂层的表面上并且将在所述涂层移除时洗去。

可制备并实施本文所公开并受权利要求书保护的所有方法和组合物而无需按照本发明公开内容进行过度实验。尽管本发明公开的方法和组合物已依据本发明的各个方面和优选的实施方案进行了描述，但对本领域的技术人员将显而易见的是可将变型应用于组合物和方法以及本文所述方法的步骤中或步骤序列中而不脱离本发明的概念、实质和范围。更具体地讲，将显而易见的是化学相关的某些试剂可取代本文所述的试剂，同时实现相同或相似结果。对本领域的技术人员显而易见的所有此类相似替代品及变型被认为是在如所附权利要求所定义的本发明的实质、范围及概念内。

实施例

本发明将在下面的实施例中得到进一步阐述。应当理解，尽管这些实施例说明了本发明的某些优选的实施方案，但仅是以例证的方式给出的。通过上述论述和这些实施例，本领域的技术人员可确定本发明的基本特征，并且在不脱离本发明的实质和范围的前提下，可对本发明进行各种变化和修改以适应多种用途和条件。

用于实施例中的缩写

以下缩写用于实施例中：“ATCC”是指美国典型培养物保藏中心；“℃”是指摄氏度；“CFU”是指菌落形成单位；“FBS”是指胎牛血清；“L”是指升；“log CFU”是指以10为底的CFU数值的对数；“mL”是指毫升；“CFU/mL”是指CFU每毫升；“NFC”是指非食物接触的卫生洗涤剂测试；“Pa*s”是指帕秒；“PAA”是指过乙酸；“PEG”是指聚乙二醇；“ppm”是指份每一百万份并且在以下实施例中涉及mg/L(毫克每升)；“RPM”是指每分钟转数；“RSS”是指残余的自消毒活性；“SS316”是指不锈钢，316型(ASTM标准)；“TAED”是指四乙酰基乙二胺；“wt％”是指重量百分比；“mm”是指毫米；“cm”是指厘米；“g”是指克；“DI水”是去离子水；“min”是指分钟；“μL”是指微升；“％”是指百分比，“sec”是指秒；“mL/min”是指毫升每分钟；“MPa”是指兆帕；“g/mol”是指克每摩尔而“mol％”是指摩尔百分比。

化学品

除非另行指出，所有化学品均得自Sigma-Aldrich(St.Louis，MO，USA)。Elvanol51-04(部分水解等级的聚乙烯醇，88％等级)得自DuPont(Wilmington，DE，USA)。聚乙二醇(PEG-300)得自Dow(Midland，MI，USA)。BTC885、Onyxide3300和BiosoftN25-7得自Stepan(Northfield，IL，USA)。RheovisFRC得自Ciba(Basel，Switzerland)，TAED B675得自Warwick International Ltd(Flintshire，U.K.)，ProvoxC得自OCI Chemical Corp.(Decatur，AL，USA)。Glucopon215 UP得自Cognis Corporation(Cincinnati，OH)。PC 5450 NF得自Performance Chemicals，LLC(Concord，NH)。Bacto^TM D/E中和肉汤得自Difco(目录编号281910，Difco^TM Laboratories，Detroit，MI，USA)。

一般方法

用于在硬质表面上测试抗微生物活性的方法

过酸可具有生物杀灭活性。可适用于本发明的本领域已知的典型备选生物杀灭剂包括例如氯、二氧化氯、氯异氰尿酸盐、次氯酸盐、臭氧、胺、氯化酚醛树脂、铜盐、有机硫化合物、以及季铵盐。所述涂料组合物的生物杀灭或者抗微生物功效使用下述两种测试方法测定。

非食物接触卫生洗涤剂测试：对于在抗微生物涂料组合物施涂时微生物污染已经存在于目标表面上的情形，为了测定涂料组合物的抗微生物活性，使用根据ASTM标准E1153-03的“被推荐用于无生命的非食物接触表面的卫生洗涤剂功效的标准测试方法(Standard Test Method for Efficacy ofSanitizers Recommended for Inanimate Non-Food Contact Surfaces)”。所述测试方法被称为非食物接触测试或者“NFC测试”。

残余的自消毒测试：对于微生物污染开始接触已经干燥的涂层的情形，为了测定涂料组合物的抗微生物活性，使用以下的残余的自消毒测试方法。所述测试方法被称为残余的自消毒测试或者“RSS测试”。使用尺寸为25.4×25.4mm的无孔的、预清洁过的、不锈钢(SS316型)试块用于测试。从生物体的保种平板(连续转化三次但是不超过30次转化)，选择菌落并且置于10mL的AOAC营养素肉汤(氯化钠2.5g；牛肉膏2.5g；Anatone5g；去离子水500mL)中。将接种过的培养物在35℃在静态条件下培养24小时。在测试种菌的制备中，使用Vortex搅拌器将静态培养物剧烈搅拌，使其静置15min，然后将上面三分之二的培养物转移至无菌管(大约6mL)。向该测试种菌加入负载胎牛血清(FBS)的有机污垢至最终5％重量浓度的有机污垢载量。最终的测试种菌密度为大约1×10⁸CFU/mL。

将测试试块置于70％重量的乙醇中过夜，在温和的洗涤剂中浸泡至少30min，用自来水彻底清洗并使其风干。一旦被清洁，所有的表面处理使用无菌镊子进行。将试块用70％重量的乙醇喷洒30min并允许其彻底干燥。将要测试的涂料组合物的等分试样(50μL)施涂到每个不锈钢试块上，用无菌的塑料涂布器均匀地涂抹，置于无菌的塑料培养皿中并且使其在生物学安全工作橱中风干过夜。记录环境空气温度和相对湿度。将未涂覆的试块用作对照表面，其在与用涂料组合物处理过的试块相同的条件下操作。

通过点滴0.01mL的种菌接种试块，在整个涂覆试块的表面使用至少30滴。每种涂料组合物接种至少两个平行测定试块。在5min后，将测试试块无菌转移至20mL的Bacto^TM D/E中和肉汤。将所述管子用手剧烈摇晃，在设置成最大值的超声水浴中超声10s，并且最终在250rpm的旋转摇荡器上振摇4min。用Butterfield磷酸盐缓冲剂稀释管和Trypticase^TM大豆琼脂(TSA)培养皿使用连续稀释涂布平板技术测定所述培养物的细胞密度。在它们转移至D/E中和肉汤的大约30min内计算所有样本。

对于处理过的和未处理过的试块的平行测定测量，计算平均细胞密度(CFU/mL)为单独CFU测量值的几何平均。所有对数是以10为底的对数。

流变学特性的测定

使用具有RV系列锭子7号和高玻璃烧杯的Brookfield DV-II型数字粘度计(Brookfield Engineering Laboratories，Middleboro，MA，USA)检测液体抗微生物制剂的流变学特性。通过倒入玻璃烧杯中载入样本。以不同RPM进行粘度测量。

实施例1

包含两种生物杀灭剂的双包装含水成膜组合物

该实施例说明了一种包含两种生物杀灭剂的双包装含水成膜组合物，其中一种生物杀灭剂在双包装体系的组分混合之后原位形成。

使用以下添加顺序，在每种成分加入之后在剧烈搅拌下制备成膜组合物。为了制备80.0g样品，使用以下步骤：

包装A：将DI水(37.3g)加入100mL玻璃瓶中并且剧烈搅拌。向该瓶中加入RheovisFRC 1.28g；Elvanol51-04 50.0g；PEG-300 0.8g；以及包含BTC885 0.24g的季铵化合物。

包装B：TAED，B675 0.184g和过碳酸钠(Provox C)0.192g。

表1中给出了包装A和B以重量百分比计的组成。在混合后，包装A和B占抗微生物涂料组合物的100％重量。包装A对B的比率为大约500∶1。

表1

涂料组合物105号

实施例2

其中活化剂和过氧化物存在于相同包装中的双包装成膜组合物中过乙酸的原位生成

该实施例说明了来自实施例1的含水包装A和固体包装B组合时成膜组合物中过乙酸的原位生成，其中过酸活化剂和过氧化氢源存在于包装B中。

将来自实施例1的包装A和包装B混合并且搅拌。使用硫酸铈/硫代硫酸钠滴定测试(Greenspan，F.P.；MacKeller，D.G.Anal.Chem.，20：1061-1063，1948)随时间监测过氧化氢和过乙酸的浓度。在一小时后，过氧化氢被耗尽(从5min时321ppm的浓度至60min时的116ppm)，同时生成了过乙酸(从5min时的699ppm增加至60min时的1073ppm)。表2示出了过氧化氢和PAA随时间的浓度。

表2

涂料组合物105号随时间的H ₂ O ₂ 和PAA浓度

实施例3

其中活化剂和过氧化物分别在两个包装中的双包装成膜组合物中过乙酸的原位生成

该实施例说明了含水包装A和固体包装B混合时成膜组合物中PAA的原位生成，其中过酸活化剂在包装A中而过氧化氢源存在于包装B中。

将包装A和包装B(组合物85号，参见表3)混合并且搅拌。使用上述硫酸铈/硫代硫酸钠滴定法随时间监测过氧化氢和过乙酸的浓度。过了两小时，过氧化氢被耗尽，同时观察到过乙酸的生成。表3中给出了包装A和B以重量百分比计的组成。所述表中的重量百分比数值定义为组分的质量除以包装A和B合并的质量。包装A对B的比率为大约500∶1。表4示出了过氧化氢和PAA随时间的浓度，突出了过氧化氢含量从5min时的230ppm减少至120min时的34ppm，同时PAA从5min时的734ppm增加至120min时的982ppm。

表3

85号的涂料组合物

表4

涂料组合物85号随时间的H2O2和PAA浓度

实施例5

成膜抗微生物组合物92号对肺炎克雷伯氏菌的功效

使用RSS测试法和肺炎克雷伯氏菌(ATCC 4352)作为测试微生物测试成膜组合物92号的抗微生物特性(表5)。表5中给出了以重量百分比计的92号的组成。所述表中的重量百分比数值定义为组分的质量除以包装A和B合并的质量。包装A对B的质量比率为大约500∶1。每个试块均匀施涂0.05mL体积的涂料组合物。如表5中所示，对于92号样品实现了3.6的log CFU减少，其相当于CFU数值减少超过99.97％。

表5

用肺炎克雷伯氏菌的抗微生物RSS测试

实施例6

成膜抗微生物组合物92号对金黄色葡萄球菌的功效

使用NFC测试法和金黄色葡萄球菌(ATCC 6538)作为测试微生物测试成膜组合物92号的抗微生物特性(表6)。表6中给出了以重量百分比计的92号的组成。混合后合并的包装A和B为100％重量。包装A对B的质量比率为大约500∶1。每个试块均匀施涂0.05mL体积的涂料组合物。如表6中所示，有4.5或更大的log菌落形成单位数(CFU)减少，其相当于CFU数减少了至少99.99％。

表6

用金黄色葡萄球菌的抗微生物NFC测试

实施例7

成膜抗微生物组合物105号对金黄色葡萄球菌的功效

使用NFC测试法和金黄色葡萄球菌(ATCC 6538)作为测试微生物测试成膜组合物105号的抗微生物特性(表1)。表1中给出了以重量百分比计的105号的组成。混合后合并的包装A和B为100％重量。包装A对B的质量比率为大约500∶1。每个试块均匀施涂0.05mL体积的涂料组合物。暴露五分钟，观察到5.6或更大的log菌落形成单位数(CFU)减少，其相当于CFU数减少了至少99.999％。

实施例8

成膜抗微生物组合物139号对金黄色葡萄球菌的功效

使用RSS测试法和金黄色葡萄球菌(ATCC 6538)作为测试微生物测试成膜组合物139号的抗微生物特性(表7)。表7中给出了以重量百分比计的139号的组成。混合后合并的包装A和B为100％重量。包装A对B的质量比率为大约500∶1。每个试块均匀施涂0.05mL体积的涂料组合物。如表7中所示，对于139号样品实现了3.0的log CFU减少，其相当于CFU数值减少了至少99.9％。

表7

用金黄色葡萄球菌的抗微生物RSS测试

实施例9

“假塑性指数”或者“剪切稀化指数”(STI)提供了组合物抗松垂和滴落的指示。普通的测量确定在两种不同剪切速率例如1s^-1和10s^-1时的粘度。将在较低剪切速率记录的值除以在较高剪切速率的值以获得STI。一般来讲，STI越高，涂层材料将具有的对下垂和滴落的抵抗性就越高。

如本文中所用，STI值通过在混合两个包装之后以1s^-1和10s^-1的两种不同剪切速率测量粘度而确定。使用Bohlin Gemini应力控制流变仪(MalvernInstruments Ltd.，Worcestershire，UK)测量粘度。所述仪器装有珀耳帖加热系统和具有光滑表面的40mm平行板。将所述板之间的距离(称为“间隙”)调节至0.150mm。将所述珀耳帖设置在10℃的期望的测试温度。将小于1mL的样品加至珀耳帖板。将上面的平行板降低至期望的间隙。首先用移液管移除过量的材料，然后使用一片塑料的直边缘来围绕平行板干净地修剪所述样品。将所述样品以2000s^-1的剪切速率预剪切30s，然后使其在仪器达到温度设置点时恢复。从0.03至30,000s^-1以超过400s的过程进行剪切速率扫描。通过以1s^-1测得的粘度除以以10s^-1测得的粘度计算剪切稀化指数(STI)。表8中给出了根据本发明的两种制剂(115号D和E；参见表7的组成)的STI值。

表8

115号D和E的涂料组合物

表9

115号D和115号E的粘度和剪切稀化指数

实施例10

使用无气喷涂设备的248号涂料组合物的喷涂

通过使用无气喷涂系统(President 46/1型，Graco Inc.，Minneapolis，MN，USA)将248号涂料组合物施涂到表面上。使用31.7MPa的液体压力，其导致优异的喷涂特性，例如高效的雾化、完整的覆盖和低的下垂或从垂直表面滴落的趋势。下垂点定义为喷涂到垂直表面上并且干燥之后涂层开始显示可见的下垂或滴落时的涂层厚度。对于248号涂料组合物，下垂点测得为10微米以上，表明对下垂和滴落高的抵抗性。干燥后所得的涂层具有优异的外观，其特征在于没有涂层缺陷例如下陷、泡沫或气泡、坑或者未覆盖的区域。

根据喷枪在整个要喷涂的表面上移动的速度，测得所述涂料组合物的施涂速度为约8至15m²/min。所述涂料组合物的消耗量介于约30和60g/m²之间，其也根据喷枪在目标表面上移动的速度。

Claims

1.在位点处提供控制微生物的方法，所述方法包括以下步骤：

a)通过混合组分来形成组合物，所述组分包含：

ii)惰性溶剂；

iii)过氧酸前体；

iv)过氧源；

v)流变改性剂，所述流变改性剂提供剪切稀化特性；和

vi)包含季铵化合物的抗微生物剂，从而形成包含至少一种过氧酸抗微生物剂的抗微生物液体涂料组合物；以及

b)向所述位点施涂步骤(a)中获得的所述组合物，其中所述液体涂料组合物的剪切稀化指数介于1.5和6.0之间；以及

c)使所述组合物干燥，从而在所述位点上形成涂层；

其中所述液体涂料组合物的剪切稀化指数介于1.5和6.0之间。

2.权利要求1的方法，其中当在10℃并且以1s^-1的剪切速率测量时，

所述液体涂料组合物的粘度介于0.5Pa·s和100Pa·s之间。

3.权利要求1的方法，还包括d)移除所述涂层。

4.权利要求1的方法，其中将至少一种或多种所述组分与其它组分在它们混合形成所述液体涂料组合物之前分开包装在多隔室体系中。

5.在位点处提供控制微生物的方法，所述方法包括以下步骤：

a)将包含惰性溶剂和成膜剂以及作为第二抗微生物剂的季铵化合物的第一预混组分的内容物与包含过氧酸前体和过氧源的第二预混组分的内容物混合以形成包含至少一种过氧酸抗微生物剂的抗微生物液体涂料组合物，其中所述成膜剂为聚乙烯醇、聚乙烯醇共聚物或聚乙烯吡咯烷酮；

b)向所述位点施涂步骤(a)中获得的所述组合物；以及

c)使所述涂料组合物干燥，从而在所述位点上形成涂层；

其中至少一种预混组分还包含至少一种流变剂，所述流变剂向所述涂料组合物提供剪切稀化特性，并且其中所述涂料组合物的剪切稀化指数介于1.5和6.0之间。

6.根据权利要求5的方法，其中当在10℃并且以1s^-1的剪切速率测量时，所述液体涂料组合物的粘度介于0.5Pa·s和100Pa·s之间。

7.权利要求5的方法，其中在多隔室体系中提供所述第一预混组分和第二预混组分；其中在所述液体涂料组合物形成之前，所述第一预混组分和第二预混组分保持分开。

8.抗微生物组合物，所述组合物包含：

a)水溶性的或水分散性的成膜剂，其中所述成膜剂为聚乙烯醇、聚乙烯醇共聚物、或聚乙烯吡咯烷酮；

b)惰性溶剂；

c)过氧酸前体；

d)提供剪切稀化特性的流变改性剂；

e)包含季铵化合物的抗微生物剂；和

f)过氧源；

其中在混合所述组分时形成过氧酸；并且其中所述抗微生物组合物的剪切稀化指数介于1.5和6.0之间，任选地其中将至少一种或多种所述组分与其它组分在它们混合形成所述过氧酸之前分开包装在多隔室体系中。

9.权利要求8的组合物，其中当被施涂到受污染的表面时，所述组合物提供至少99.9％的菌落形成单位数减少。

10.权利要求8的组合物，其中所述过氧酸前体选自N-酰基酰胺或O-酰基酯；并且所述过氧源为过氧化氢。

11.制品，所述制品包括在所述制品的至少一个表面上的能够移除的抗微生物组合物的涂层，其中所述抗微生物组合物包含：

b)惰性溶剂；

c)过氧酸前体；

d)过氧源；

e)包含季铵化合物的抗微生物剂；和

f)流变改性剂，所述流变改性剂提供剪切稀化特性；

其中所述涂料组合物的剪切稀化指数介于1.5和6.0之间，并且其中在混合组分(a)至(f)时，形成过氧酸。

12.权利要求11的制品，其中所述制品是用于食品或饮料工业中的设备。