CZ301661B6

CZ301661B6 - Zpusob výroby baktericidne úcinného mýdla

Info

Publication number: CZ301661B6
Application number: CZ20002543A
Authority: CZ
Inventors: Fujiwara@Mitsuko; Kregler Vincent@Carol; Parameswaran Ananthapadmanabhan@Kavssery; Paul Aronson@Michael
Original assignee: Unilever N. V.
Priority date: 1998-01-08
Filing date: 1998-12-23
Publication date: 2010-05-19
Also published as: CN1109741C; KR20010033942A; BR9813357A; ZA9810586B; CN1284987A; AR014189A1; PL188438B1; PL341675A1; HUP0100390A2; AU2514899A; KR100599894B1; RU2201436C2; WO1999035226B1; US6007831A; WO1999035226A1; HUP0100390A3; CZ20002543A3

Abstract

Zpusob výroby baktericidne úcinného mýdla ve forme kostek, pri jejichž použití dochází ke znicení více než 99,9 % bakterií v prubehu 60 sekund nebo v kratší dobe mísením a) 60 až 98 % hmotnostních frakce mýdla na bázi mastných kyselin s obsahem jednoho nebo vetšího poctu mýdel, která jsou povrchove aktivní a nicí bakterie vzhledem ke své dostatecné rozpustnosti ve vode, b) 0 až 10 % hmotn. halogenované bakteriostatické látky a c) 0 až 20 % hmotn. surfaktantu odlišného od mýdla ze skupiny aniontových, neiontových, kationtových surfaktantu, surfaktantu s obojetnými ionty a jejich smesí, a tvárením vzniklé smesi. Pri tomto zpusobu se zvolí nejméne jedno mýdlo z frakce a) k získání povrchove co nejaktivnejšího a presto rozpustného mýdla za daných podmínek a zmenami koncentrace tohoto mýdla vzhledem k dalším mýdlum v uvedené frakci a/nebo zámenami vyvažujícího iontu v kterémkoliv mýdle z této frakce se upraví pomer rozpouštení zeinu na hodnotu vyšší než 1, pricemž hodnota 1 odpovídá pomeru rozpouštení zeinu mýdlovou kostkou obsahující 82 % sodných mýdel na bázi mastných kyselin loje a 18 % sodných mýdel na bázi mastných kyselin kokosového oleje.

Description

Způsob výroby baktericidně účinného mýdla

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu výroby baktericidně účinného mýdla ve formě kostek, při jejichž použití dochází ke zničení více než 99,9 % bakterií v průběhu 60 sekund nebo v kratší době míšením a) 60 až 98 % hmotnostních frakce mýdla na bázi mastných kyselin s obsahem jednoho nebo většího počtu mýdel, která jsou povrchově aktivní a ničí bakterie vzhledem ke své dostatečné rozpustio nosti ve vodě, b) Oaž 10 hmotn. halogenované bakteriostatické látky a c) 0 až 20 % hmotn. surfaktantu odlišného od mýdla ze skupiny aniontových, neiontových, kationtových surfaktantů, surfaktantů s obojetnými ionty ajejich směsí, a tvářením vzniklé směsi. Schopnost ničit bakterie je možno zvýšit zvýšením obsahu vysoce povrchově aktivních rozpustných mýdel a/nebo iontů, které jsou ve vodě vysoce rozpustné. Takovými ionty jsou například spíše ionty draslíku nebo amonné ionty než ionty sodíku.

Dosavadní stav techniky

Jedním z měřítek, jak velké množství mýdla s maximální povrchovou aktivitou se skutečně podílí na antibakteriálním účinku (tj. jak je mýdlo rozpustné) je zjištění, jak dobře mýdlo rozpouští zeín. Snahou je včlenit do mýdla co nejvyššf množství sloučenin s maximální povrchovou aktivitou a s rozpustností zemu vyšší, než je určitá předem stanovená úroveň (tj. s poměrem rozpouštění zeinu vyšším než 1, kde hodnota 1 odpovídá poměru rozpouštění zeinu mýdlovou kostkou obsahující

82 % sodných mýdel na bázi mastných kyselin loje a 18 % sodných mýdel na bázi mastných kyselin kokosového oleje.

Germicidní nebo antibakteriální látky sloužící pro dodání anti bakteriálních vlastností čisticím (mycím) prostředkům pro pokožku jsou obecně známé. Tak jsou například známy mýdlové kost30 ky s obsahem takových bakteriostatických látek, jaké jsou například k dispozici obchodním názvem Tríclosa^tTM) DP300 nebo Triclokarbon⁽™\

V případě aplikace na pokožku inhibují bakteriostatické látky na pokožce růst bakterií. To znamená, že za jinak stejných podmínek závisela až dosud antibakteriální účinnost mýdlových kos35 tek (měřená náročným dlouhodobým testem) na druhu a množství použité antibakteriální látky.

Antibakteriální účinnost mycích prostředků na pokožku s obsahem bakteriostatických látek je však možno měřit řadou různých způsobů.

Běžně je například antibakteriální účinnost mycích prostředků s obsahem těchto látek měřena dvěma postupy. Při prvním typu měření se měří účinek antibakteriálních látek po jejich uložení na pokožku a tedy účinky těchto látek. Při druhém typu měření se měří schopnost prostředku rychle usmrtit bakterie, obvykle do jedné minuty, což se stanoví in vitro.

Doba styku bakterie s mycím prostředkem při stanovení in vitro odráží podmínky při mytí. Ve skutečnosti však může při běžném mytí dojít i ke kratšímu styku účinné látky s pokožkou než na dobu jedné minuty.

Vzhledem k tomu, že většina osob, které se myjí při použití mýdlových kostek, může tyto kostky použít pouze po dobu několika sekund, u dětí i deset sekund nebo ještě méně, je zřejmé, že by bylo zapotřebí mít k dispozici mýdlové kostky, které by vyvíjely antibakteriální účinek v kratší době, např. 60 sekund nebo méně, s výhodou 30 sekund nebo méně. V těchto případech je postup zajišťující usmrcení bakterií kritický.

-tCZ 301661 B6

Nyní bylo neočekávaně zjištěno, že okamžitá baktericidní účinnost, tzn. rychlé usmrcení bakterií není funkcí anti bakteriální látky, nýbrž funkcí celého složení mýdla a zvláště jeho molekulární rozpustnosti (rozpustnosti na úrovni molekul) a povrchové aktivity. Faktory, které zvyšují molekulovou rozpustnost a povrchovou aktivitu, zvyšují tedy také ant(bakteriální účinnost, zejména pokud jde o rychlý účinek. Mimo to bylo prokázáno, že zvýšená molekulová rozpustnost a povrchová aktivita jev souladu s vyšší rozpouštěcí schopností pro zein (zein je poměrně nerozpustná kukuřičná bílkovina a schopnost mýdla nebo smáčedla rozpouštět zein odráží schopnost tčehto látek pro interakci s bílkovinami. Vyšší rozpouštěcí schopnost pro zein v podstatě odráží schopnost mýdla rozrušovat bílkoviny bakteriální membrány a tím ničit bakterie.

io

Je známo, že při výrobč mýdlových kostek se užívají jak rozpustné složky, např. mýdla z kokosového oleje, tak nerozpustné složky, např. mýdla z loje. Po rozpuštění v nízké koncentraci může rozpustná frakce existovat ve formě monomem ích jednotek. Při dosažení její kritické koncentrace, definované jako CMC, může rozpustná frakce vytvářet agregáty, které se nazývají micely.

To znamená, že CMC pro určitou čistou složku představuje maximální koncentraci monomemí látky, dostupnou ve vodné fázi.

Rozpustnost ve vodě a CMC pro mýdla a další smáčedla klesá se zvyšující se délkou uhlovodíkového řetězce. Povrchová aktivita surfaktantu se naopak zvyšuje s prodlužujícím se řetězcem.

To znamená, že rozpustnost a povrchová aktivita mají opačné trendy. Při prodlužování řetězce rozpustnost klesá a povrchová aktivita stoupá. V případě, že se má molekula mýdla dostávat do interakce s bakteriemi a ničit je, je zapotřebí, aby byla přítomna ve vodné fázi a vázala se na membránu bakterií. Obecně se předpokládá, že monomery jsou schopné se vázat na membrány a micely jsou zásobníkem monomerů. Rozsah vazby se zvyšuje při zvýšení povrchové aktivity molekuly za předpokladu, že se tato molekula nachází ve vodné fázi.

To znamená, že k urychlení zničení bakterií při dané teplotě by mělo být k dispozici dostatečné množství vysoce povrchově aktivních molekul mýdla v monomemí formě, schopných dostávat se do interakce s bakteriemi. Molekuly mýdla by tedy měly mít vysokou povrchovou aktivitu, vyso30 kou hodnotu CMC a vhodnou rozpustnost. Z tohoto důvodu existuje při dané teplotě optimální délka řetězce, při níž je k dispozici dostatečná rozpustnost i povrchová aktivita pro vazbu na bakterie. Při teplotě místnosti je optimální délka řetězce pro mýdla přibližně 12 atomů uhlíku.

V případě mýdla s danou délkou řetězce je možno molekulovou rozpustnost zvýšit také vhodnou volbou vyvažujících iontů. Je např. známo, že rozpustnost mýdel se snižuje v následujícím pořadí: mýdla s obsahem amonných skupin nebo triethanolamlnových skupin, draselná mýdla a sodná mýdla. To znamená, že antibakteriální účinnost mýdel klesá v tomtéž pořadí. V daném systému mýdla je tedy možno okamžitý účinek na hubení bakterií zvýšit jednoduše tak, že se místo sodných použije draselných nebo amonných protiontů.

Jak již bylo svrchu uvedeno, další možností zvýšit rozpustnost je jednoduché zvýšení obsahu „rozpustné“ frakce mýdla v mýdlové kostce pro danou teplotu.

Výsledný účinek rozpustnosti a povrchové aktivity se odráží ve schopnosti usmrcovat bakterie a schopnosti solubilizovat zein.

Podstata vynálezu

Předmětem vynálezu je způsob výroby baktericidně účinného mýdla ve formč kostek, při jejichž použití dochází ke zničení více než 99,9 % bakterií v průběhu 60 sekund nebo v kratší době míšením

-2CZ 301661 B6

a) 60 až 98 % hmotnostních frakce mýdla na bázi mastných kyselin s obsahem jednoho nebo většího počtu mýdel, která jsou povrchově aktivní a ničí bakterie vzhledem ke své dostatečné rozpustnosti ve vodě

b) 0 až 10 % hmotn. halogenované bakteriostatické látky a

c) 0až20 % hmotn. surfaktantu odlišného od mýdla ze skupiny aniontových, neiontových, kationtových surfaktantů, surfaktantů s obojetnými ionty a jejich směsí, io a tvářením vzniklé směsi. Podstatou tohoto způsobuje, že se zvolí nejméně jedno mýdlo z frakce a) k získání povrchově co nej aktivnějšího a přesto rozpustného mýdla za daných podmínek a změnami koncentrace tohoto mýdla vzhledem k dalším mýdlům v uvedené frakci a/nebo záměnami vyvažujícího iontu v kterémkoliv mýdle z této frakce se upraví poměr rozpouštění zeinu na hodnotu vyšší než 1, přičemž hodnota 1 odpovídá poměru rozpouštění zeinu mýdlovou kostkou is obsahující 82 % sodných mýdel na bázi mastných kyselin loje a 18 % sodných mýdel na bázi mastných kyselin kokosového oleje.

Pod označením „dané podmínky“ se přednostně rozumí teplota, při níž se mýdla požívá, tedy teplota místnosti.

Ve výhodném provedení vynálezu se jako vyvažujícího iontu (protiiontu) v mýdle na bázi mastných kyselin nebo povrchově aktivním mýdle rozpustném ve vodě se použije iontu odvozeného od triethanolaminu.

V první řadě je nutno zvolit mýdlovou složku s vysokou povrchovou aktivitou, avšak stále ještě rozpustnou. To znamená, že délka řetězce musí být dostatečná pro dosažení povrchové aktivity, avšak nikoliv tak velká, aby se mýdlo již nerozpouštělo. Tímto způsobem je možno dosáhnout rychlého zničení bakterií, zejména při použití vhodných vyvažujících iontů. Podíl povrchově aktivního rozpustného mýdla v mýdlové kostce má být tak velký, aby poměr rozpouštění zeinu byl vyšší než jedna. Z těchto důvodů je výhodné použít menší podíl mastných kyselin z loje a větší podíl kyselin z kokosového oleje.

Dále je nutno zajistit co největší povrchovou aktivitu mýdla při jeho dostatečné rozpustnosti. Tohoto účinku je možno dosáhnout zejména volbou správných vyvažovačích iontů, vzhledem ktomu, že některé používané ionty jsou u sloučenin se stejnou délkou řetězce příčinou jejich vyšší rozpustnosti. Další možností je úprava složení mýdlové kostky tak, že se volí správný poměr mezi méně rozpustnými mýdlovými molekulami s delším řetězcem a rozpustnějšími mýdlovými molekulami s kratším řetězcem tak, aby bylo možno dosáhnout poměru rozpouštění zeinu vyššího než jedna.

Vynález bude podrobněji popsán v souvislosti s přiloženými výkresy.

Přehled obrázků na výkresech

Na obr. 1 je znázorněn graf, z nějž je zřejmé, že rozpustnější vyvažující ionty, jako ionty draslíku, amonný ion, MEA nebo TEA mohou být příčinou zvýšení bakterieidní účinnosti ve srovnání s použitím sodíku jako vyvažujícího iontu.

Na obr. 2 je opět znázorněno, že při použití draslíku jako vyvažujícího iontu (v prostředku Lifebuoy^R je použit sodík) je možno zvýšit baktericidní účinnost. Je také zřejmé, že při zvyšování koncentrace tohoto vyvažujícího iontu, se zvyšuje také účinnost. Příčinou tohoto jevu je patrně vliv vyšší koncentrace draslíku na rozpustnost mýdlových molekul.

-3CZ 301661 B6

Na obr. 3 je znázorněn vliv použití určitého poměru méně rozpustných molekul mýdla s delším řetězcem, např. na bázi loje k relativně rozpustnějším molekulám mýdla s kratším řetězcem, např. na bázi kokosového oleje na bakterie. Je zřejmé, že při snížení obsahu mýdel na bázi mastných kyselin z loje, se zvyšuje poměr rozpouštění zemu nad hodnotu 1 a stoupá baktericidní účinnost.

Z obr. 4 je zřejmé, že při zvyšování rozpouštění zeinu (což je v korelaci s nižším poměrem materiálu z loje ve srovnání s množstvím materiálu z kokosového oleje nebo s použitím rozpustnějšího vyvažujícího iontu) dochází ke zvýšení baktericidní účinnosti.

io Z obr. 5 je zřejmé, že při použití rozpustnějšího vyvažujícího iontu (draslík místo sodíku) dochází ke zvýšení baktericidní účinnosti.

Z obr. 6 vyplývá, že při snížení poměru materiálu z loje ve srovnání s materiálem z kokosového oleje (přidáním 25 % materiálu z kokosového oleje k prostředku Lifebuoy^R s poměrem materiálu z loje a kokosového oleje 82/18) dochází ke zvýšení bakterieidního účinku. Takto získaný prostředek má vyšší účinnost proti stejnému typu bakterií ve srovnání účinnosti prostředku Lifebuoy^R je však také účinný proti bakteriím, proti nimž je uvedený známý prostředek zcela neúčinných.

Na obr. 7 je znázorněna závislost baktericidního účinku na délce řetězce sodného mýdla při dvou odlišných teplotách. Je zřejmé, že při vyšší teplotě, při níž je např. mýdlo s délkou řetězce 14 atomů uhlíku rozpustnější, dochází k podstatnému zvýšení baktericidní účinnosti.

Vynález se tedy týká mýdlových kostek, které s výhodou obsahují 60 až 98 % hmotn. mýdla na bázi mastných kyselin. Pod tímto pojmem se rozumí mýdlo na bázi nasycených nebo nenasycených substituovaných nebo nesubstituovaných karboxylových kyselin s délkou řetězce 8 až 22 atomů uhlíku. Mýdlové kostky s rychlým účinkem na hubení bakterií je možno připravit zejména tak, že se nejprve zvolí složka mýdla, tvořená povrchově velmi aktivním, avšak stále ještě rozpustným mýdlem, a pak se ve zvoleném mýdle zvýší koncentrace zvoleného typu mast30 ných kyselin, takže tato zvolená frakce může být ze 100 % tvořena těmito kyselinami a/nebo se zvolí vhodný vyvažující ion k zajištění rozpustnosti zvoleného povrchově aktivního mýdla.

Jedním ze znaků povrchové aktivity je nízké povrchové napětí, které je v korelaci s vysokou povrchovou aktivitou, která je naopak v korelaci s dobrým antibakteriálnim účinkem, dalším znakem rozpustnosti je vysoká hodnota CMC, zvyšování této hodnoty je v korelaci s rozpustností ve vodě. Je tedy za potřebí nalézt rovnováhu mezi dosažením maximální povrchové aktivity a udržením rozpustnosti tak, že se vyhledávají mýdla, která mají dostatečně malé povrchové napětí a mohou tedy rychle ničit bakterie a současně mají dostatečně vysokou kritickou koncentraci pro tvorbu mi cel a tím i dostatečnou rozpustnost ve vodě. Bylo prokázáno, že této rovnováhy je možno dosáhnout v případě volby mýdlových frakcí tak, že poměr „rozpustnější“ frakce, např. materiálu z kokosového oleje a „méně rozpustné“ frakce, např. materiálu z loje je zvolen tak, že poměr rozpouštění zeinu je vyšší než 1. Např. při poměru materiálu z loje a z kokosového oleje 82/18 je poměr rozpouštění zeinu 1, Avšak při snížení množství materiálu z loje se poměr rozpouštění zeinu zvyšuje nad hodnotu 1, což je v souladu se zvyšující se baktericidní účinností, jak je zřejmé z obr. 3.

Vynález se tedy týká mýdlových kostek, obsahujících nejméně 50 % hmotn. mýdla na bázi mastných kyselin, s výhodou 60 až 98 % hmotn. a zvláště 70 až 95% hmotn. tohoto mýdla.

Mýdla jsou obecně definována jako soli alkalických kovů s přírodními nebo syntetickými alifatickými kyselinami s obsahem 8 až 24, s výhodou 12 až 20 atomů uhlíku. Pro účely vynálezu je kritická volba délky řetězce použitého mýdla nebo použité směsi, v níž jedna nebo dvě délky řetězce převažují nad jinými délkami. I když není za potřebí se vázat na jakékoliv teoretické vysvětlení, je pravděpodobné, že délka řetězce jev přímé korelaci s povrchovou aktivitou i s roz55 pustností. Např. mýdla s délkou řetězce 14 atomů uhlíku jsou velmi povrchově aktivní a nemají

-4CZ 301661 B6 příliš vysoké povrchové napětí, nejsou však zvláště rozpustná a mají nízkou hodnotu CMC.

Na druhé straně mýdlo s délkou řetězce 8 atomů uhlíku je velmi rozpustné a má vysokou hodnotu

CMC, není však příliš povrchově aktivní vzhledem k tomu, že povrchové napětí je příliš vysoké.

Přesné vyvážení mezi povrchovou aktivitou a rozpustností při teplotě místnosti je dosaženo u mýdel, obsahujících 12 atomů uhlíku v řetězci. Je však třeba uvést, že tato rovnováha se může posunout při změnách teploty, např. při vyšších teplotách může docházet k vyšší rozpustnosti mýdel s delším uhlíkovým řetězcem.

Dalším způsobem pro řízení rozpustnosti je stupeň nenasycení. Např. mastná kyselina s obsahem io 18 atomů uhlíku v řetězci bude v přítomnosti jedné nebo dvou nenasycených vazeb povrchově aktivní a stále ještě rozpustná.

V mýdlových kostkách podle vynálezu je možno postupovat tak, že se vyhledá povrchově velmi aktivní mýdlo, stále ještě rozpustné a toto mýdlo se pak použije k dosažení schopnosti mýdlo15 vých kostek rychle ničit bakterie, a to až 99,9 % bakterií v průběhu 60 sekund nebo v kratší době, s výhodou v průběhu 30 sekund nebo v kratší době.

Změnami koncentrace zvoleného mýdla, které může být malou frakcí výsledné mýdlové kostky nebo může tvořit téměř veškeré množství mýdla v této kostce, je možno dosáhnout schopnost rychle ničit bakterie.

Mimo to je také možno vhodným způsobem volit vyvažující ionty v uvedených mýdlech k dalšímu zvýšení schopnosti rychle ničit bakterie. Např. zbytek triethanolaminu je výhodnější než draslík, který je opět výhodnější než sodík. Tyto manipulace je vhodné provádět pouze na mýdlech, která byla zvolena z hlediska délky řetězce, vzhledem k tomu, že jiná mýdla i při zvýšení rozpustnosti při použití vhodnějších vyvažujících iontů stále ještě nebudou dostatečně rozpustná pro účely vynálezu.

I když je volba mýdla rozhodující pro dosažení rovnováhy mezi rozpustností a povrchovým napětím v případě mýdlových kostek, které obsahují 50 až 98 % hmotnostních, s výhodou 60 až 98 a zvláště 75 až 98 % hmotnostních takového mýdla, mohou mýdlové kostky obsahovat ještě malé množství, např. 0 až 40, s výhodou 1 až 25 % hmotnostních dalšího smáčedla ze skupiny aniontových, neiontových a kationtových smáčedel nebo smáčedel, která obsahují oba typy iontů.

Bakteriostatické látky, které se s výhodou užívají v kapalných čisticích prostředcích jsou obecně halogenované bakteriostatické látky. První bakteriostatické látky byly zařazeny do mýdlových kostek přibližně kolem roku 1950.

Nejpoužívanější bakteriostatickou látkou pro tento účel je hexachlorophen, chlorhexidin, 3,4,4 40 trichlorkarbanilid, 3,4',5-tribromsalicylanilíd, 4,4-dichlor-3'-(ttífluormethyl)karbanÍlid a 2,4,4'-trichlor-2'-hydroxydifenylether.

Bakteriostatická látka se v mýdlových kostkách podle vynálezu užívá v množství 0,0 až 10, s výhodou 0,01 až 8 a zvláště 0,05 až 5 % hmotnostních, vztaženo na celkovou hmotnost mýdlo45 vé kostky.

V dalším provedení se vynález týká způsobu zvýšení schopnosti rychle ničit bakterie, tzn. ničit nejméně 99,9 % bakterií v průběhu 60 sekund nebo v kratší době, s výhodou v průběhu 30 sekund nebo v kratší době při použití mýdlových kostek, obsahujících 75 až 98 % hmotnostních mýdla na bázi mastných kyselin, 0,0 až 10 % hmotnostních halogenované baktericidnť látky a 0 až 20 % hmotnostních odlišného smáčedla, postup spočívá v tom, že se nejprve zvolí fragment nebo veškeré množství složky (a) k dosažení nejvyšší povrchové aktivity, tzn. nízkého povrchového napětí při dostatečné rozpustnosti a vysoké hodnotě CMC za daných podmínek, např. při teplotě místnosti, načež se dále mění buď koncentrace zvoleného mýdla tak, aby dosaže55 ním správného poměru rozpustné a méně rozpustné složky mýdla byl získán poměr rozpouštění • 5CZ 301661 B6 zeinu vyšší než jedna a/nebo se mění povaha vyvažujících iontu tak, že se použijí rozpustnější ionty.

Praktické provedení vynálezu bude osvětleno následujícími příklady, které však nemají sloužit k omezení jeho rozsahu.

Příklady provedení vynálezu

Následující prostředek byl použit ke stanovení vlivu na bakteriostatickou účinnost.

Lifebuoy™ sodné mýdlo 85,7 %*

Triclosan™ 0,25 %

TCC 0,01 %

Glycerol 1,0%

Voda 11,1 %

NaCl 1,0% * poměr materiálu z loje a z kokosového oleje je 82/18

TCC = Triclocarbon™

Doba do dosažení baktericidního účinku

Pokusy byly provedeny podle publikace Curry J. C., Soap and Chemical Specialties, březen 1968, modifikovaná forma této zkoušky byla užita ke stanovení podmínek při mytí rukou.

Všechny roztoky mýdlových kostek byly připraveny ve sterilní deionizované vodě a byly vyhod30 noceny v koncentracích 0,5, 1, 2, 4 a 8 % hmotnostních. Roztoky byly trvale míchány ve vodní lázni při teplotě 30 °C.

Účinnost roztoků mýdlových kostek byla vyhodnocena proti třem kmenům grampozitivních bakterií, a to Staphylococcus aureus ATCC 6538, Staphylococcus epidermidis ATCC 155 a Staphylocuccus epidermidis ATCC 12228 a proti dvěma kmenům gramnegativních bakterií, a to Klebsiella pneumoniae ATCC 4352 a Escherichia coli ATCC 10536. S. epidermidis a S. aureus jsou běžné bakterie, žijící na pokožce, ostatní bakterie se vyskytují přechodně. Bakteriální kultury byly dvakrát přeočkovány při použití živného bujónu Nutrient Broth (Dífco). Všechny kultury byly inkubovány 24 hodin při teplotě 34 °C. Druhý den byly kultury z bujónu s koncentrací IQ⁵ buněk/ml použity k provedení zkoušky a zředěny v 0,1% peptonu s vodou na koncentraci 10⁶ buněk/ml.

Pak bylo do specifických zkumavek s oválným průřezem uloženo 5 ml zkušebního agaru (Difco) s obsahem 0,5 % Tween 80 a 0,07 % lecithinu k neutralizaci dalšího působení germicidních látek, načež bylo přidáno 1 % dextrózy (LMCTA). Pak byl 1 ml roztoku každé látky přenesen pipetou do zkumavek s rozměrem 25 x 100 mm ve stojanu při teplotě místnosti. Ke každému roztoku byl přidán 1 ml kultury s obsahem 10⁶ buněk/ml, od toho okamžiku byl odečítán čas.

Vzorky byly odebírány po 10, 20 a 30 sekundách. Vzorky byly odebrány při použití kalibrované smyčky s objemem 0,01 ml a okamžitě uloženy do zkumavek s oválným průřezem obsahujících roztavený agar. Agar se vzorkem byl opatrně promíchán a zkumavka pak byla uložena v šikmé poloze do stojanu ke ztuhnutí agaru. Tento postup byl opakován pro každou kombinací výrobku a mikroorganismu. Pak byly stojany se zkumavkami inkubovány 24 hodin při teplotě 34 °C.

-6CZ 301661 B6

Počet kolonií v každé zkumavce byl určován pomocí zařízení Quebec Colony Counter™ při použití adaptačního zařízení pro oválnou zkumavku.

K určení počáteční hustoty organismu byly odebrány také c kontrolní vzorky jednotlivých kultur.

Každá kultura s obsahem ΚΓ buněk/ml byla zředěna lOOOkrát přípravou tří sériových ředění v poměru 1:10 v 9 ml vody s peptonem. V kontrolní zkumavce byl 1 ml tohoto ředění přidán k 1 ml sterilní vody s 0,1 % peptonu místo zkoumaného výrobku. 8 vzorků bylo odebráno při použití kalibrované smyčky s objemem 0,01 ml, vzorky byly vloženy do zkumavek s agarem a inkubovány svrchu uvedeným způsobem. Získané výsledky byly převedeny na logaritmické i o hodnoty CFU/ml k průkazu skutečného počtu buněk zbývajícího roztoku po styku s mýdlem.

Kritická koncentrace pro tvorbu micel, CMC je standardní měření koncentrace, pri níž dochází ke shlukování monomerů mýdla nebo smáčedla za tvorby micel. Vyšší hodnota CMC je obvykle spojena s vyšší rozpustností monomeru, který má tendenci zůstávat v roztoku déle před vytvoře15 ním micel.

Zkouška se zeinem.

1,5 % zeinu bylo mícháno ve 30 ml 1% roztoku smáčedla 1 hodinu pri teplotě místnosti. Směs byla odstředěna 30 minut při 2000 otáčkách za minutu.

Usazenina zeinu byla přenesena na 30 minut do 10 ml vody k nabobtnání a pak sušena ve vakuu pri teplotě 45 °C po dobu 48 až 72 hodin až do odpaření celého množství vody. Rozdíl v hmotnosti zeinu v procentech se pak uvádí jako rozpustnost zeinu ve smáčedle.

Obecně je možno uvést, že zvýšená rozpustnost zeinu je průkazem zvýšené rozpustnosti mýdla, které pak může reagovat s bílkovinami v membráně bakterií.

Příklad 1

Podle vynálezu je možno volbou povrchově aktivních sloučenin, stále ještě rozpustných, rychle zvýšit antibakteriální účinnost výsledného prostředku tak, že dojde ke zničení 99,9 % bakterií v průběhu 60 sekund nebo v kratší době. Ukazatelem povrchové aktivity je nízké povrchové napětí, které je na druhé straně v korelaci s dobrou antibakteriální účinností. Jedním znakem rozpustnosti je kritická koncentrace tvorby micel. Vysoká hodnota CMC obvykle prokazuje, že monomemí sloučenina je ve vodě rozpustnější.

Mimo to rozpustnost zeinu nad určitou úroveň, např. nad poměr rozpustnosti 1 (poměr, měřený na materiálu s poměrem kyselin z loje a z kokosového oleje 82/18 je roven 1) znamená, že smáčedlo rozpouští bílkoviny a může tedy mít vyšší tendenci rozpouštět bakterie. Specificky je poměr rozpouštění zeinu procentuální poměr zeinu, rozpuštěný určitým prostředkem, děleným procentuálním množstvím zeinu, rozpuštěného sodným mýdlem s poměrem složek na bázi loje a na bázi kokosového oleje 82/18 pri tomtéž procentuálním poměru prostředku k mýdlu. Roz45 pustnost zeinu tedy prokazuje, zda je určitá sloučenina povrchově aktivní a zda je aktivní i proti bakteriím.

Pri sledování těchto faktorů byly získány kritické miceíámí koncentrace CMC a povrchová napětí při CMC pri teplotě 25 °C pro různá sodná mýdla tak, jak jsou uvedena v následující tabulce (údaje jsou vzaty z publikace A. N. Campbell a G. R. Lakshminaraganam, Can. J. Chem. 1965, 43, 1729-1737.

-7CZ 301661 B6

	CMC*	povrchové napětí**
C8	0,35 M	(39 dyn/cm) 39 x 10¹ Nm ¹
CIO	0,095 M	(37 dyn/cm) 37 x 10 ³ Nm ¹
02	0,023 M	(23 dyn/cm) 23 x 10 '¹ Nm^-’
04	0,007 M	(34 dyn/cm) 34 x 10'¹ Nm'¹

* vyšší hodnota je v korelaci s vyšší rozpustností ** nižší hodnota je v korelaci s vyšší povrchovou aktivitou

Z těchto údajů je zřejmé, že mýdla s délkou řetězce 8, 10 a 12 atomů uhlíku a s vysokou hodnotou CMC se lépe rozpouštějí než mýdla s délkou řetězce 14 atomů uhlíku. To znamená, že přesto že mýdla s délkou řetězce 14 atomů uhlíku jsou povrchově aktivnější než mýdla s délkou řetězce 10 nebo 12 atomů uhlíku, jsou mýdla s délkou řetězce 8 a 10 atomů uhlíku pro účely vynálezu výhodnější.

Nejvhodnějším mýdlem je však mýdlo s délkou řetězce 12 atomů uhlíku vzhledem k tomu, zeje povrchově nejaktivnější, má nejnižší povrchové napětí a hodnotu CMC současně dostatečně vysokou pro zajištění svého rozpouštění.

Dále jsou tyto vlastnosti potvrzeny analýzou rozpouštění zeinu. Příslušné hodnoty jsou uvedeny v následující tabulce.

	Zein	Uhynuti bakterií (deltaLog CFU/mí)
		0,5 % mýdla/smáčedla	1,0 % mýdla/smáčedla
C8 mýdlo	4 %	0	0
C10 mýdlo	17 %	0	3,2
Cl2 mýdlo	77 %	2,4	3
C18:1 mýdlo	67 %	2,1	2,5
C18:2 mýdlo	67%	2,7	3,0
Lifebuoy, sodné mýdlo 82/18	69 %	0	2,1
Dodecylsulfát sodný	90%	3	3,4

Údaje, týkající se zeinu, prokazují, že povrchová aktivita mýdel s délkou řetězce 8 a 10 atomů uhlíku není blízká povrchové aktivitě mýdel s délkou řetězce 12 atomů uhlíku, zvláště při nižších koncentracích. To znamená, že vysoké hodnoty pro rozpouštění zeinu potvrzují, že skutečně dochází k rozpouštění mýdla s délkou řetězce 12 atomů uhlíku a že toto mýdlo má dobrou povr30 chovou aktivitu v případě zeinu. Je možno očekávat, že i v případě bakterií bude účinek obdobný. Mýdla s délkou řetězce 12 atomů uhlíku mají nejvýhodnější kombinaci povrchové aktivity rozpustnosti, jak bylo uvedenými zkouškami potvrzeno. Dodecylsulfát sodný, který je prokazatelně rozpustnější než mýdlo s délkou řetězce 12 atomů uhlíku, má ještě větší schopnost rozpouštět zein než toto mýdlo. To se také odráží ve vyšší antibakteriální účinnosti dodecylsulfátu sodného.

-8CZ 301661 B6

Vysoké hodnoty pro rozpouštění zeinu v případě mýdel s obsahem Cl8:1 a08:2 (mono- a dinenasycené karboxylové kyseliny) rovněž prokazují, že tyto složky mají dobrou kombinaci povrchové aktivity a rozpustnosti.

Příklad 2

Vhodnost jednotlivých mýdel na základě délky jejich řetězce byla podrobena dalším zkouškám.

io Bakteriální účinnost sodných mýdel proti S. aureus byla závislá na délce řetězce i na stupni nenasycení. Baktericidní účinnost se zvyšovala při zvyšování koncentrace mýdla a při prodlužování doby styku s bakteriemi. Baktericidní účinnost (deltaLog v CFU/ml) vyšší než 3 znamená, že bylo usmrceno více než 99,9 % bakterií. Obecné pořadí baktericidní účinnost, tak jak je dále uvedeno, ukazuje, že sodná mýdla s kratším nebo nenasyceným řetězcem jsou účinná, zatímco mýdla is s dlouhým, nasyceným uhlovodíkovým řetězcem, zejména o 14, 16 a 18 atomech uhlíku jsou neúčinná.

~C10> CI8:2 > C18:l > C8> C14 ~ 06 ~ 08

Trend je zřejmě takový, že mýdla s kratším řetězcem a s nenasycenými vazbami jsou obecně výhodnější než mýdla s delším řetězcem, např. s délkou řetězce 16 a 18 atomů uhlíku.

I když není zapotřebí se vázat na jakékoliv teoretické vysvětlení, je tento jev pravděpodobně důsledkem toho, že mýdlo s délkou řetězce 12 atomů uhlíku je poslední mýdlo, které se také roz25 pouští, takže může rozpouštět zein nebo jakoukoliv jinou bílkovinu v membráně bakterií. Mýdla s délkou řetězce 14 nebo 16 atomů uhlíku ještě mají určitou povrchovou aktivitu, avšak již se tak dobře nerozpouštějí, jak je možno prokázat nižší hodnotou CMC a z tohoto důvodu je účinek na bakterie silnější v případě délky řetězce 10 atomů uhlíku než v případě délky řetězce 14 atomů uhlíku.

Příklad 3

Jak je zřejmé z obr. 3, zvyšuje frakce rozpustnějšího materiálu z kokosového oleje poměr roz35 pustnosti zeinu na hodnotu vyšší než l ve srovnání s méně rozpustnou frakcí materiálu z loje. Tato tendence je v korelaci se zvyšováním baktericidní účinnosti.

Účinek různých vyvažovačích iontů na baktericidní účinnost sodných mýdel, byl rovněž sledován. Jak je zřejmé z obr. 1, dochází v případě, že se jako vyvažovači ion užije amonný ion, draselný ion, zbytek monoethanolaminu MEA nebo zbytek triethanolaminu TEA, dochází ke zvýšení baktericidní účinnosti myristátu sodného proti S. aureus. Je nutno uvést, že baktericidní účinnost sodných mýdel s délkou řetězce 16 atomů uhlíku nebo větší, již není možno zlepšit výměnou vyvažovacího iontu za draselný ion. I když není zapotřebí se vázat na jakékoliv teoretické vysvětlení, jde pravděpodobně opět o problém rozpustnosti. Mýdla s větší délkou řetězce mají obvykle nižší hodnotu CMC, což je v korelaci s nižší rozpustností ve vodě.

Bylo tedy prokázáno, že výměnou vyvažovacího iontu za ion draslíku přidáním chloridu draselného k běžné užívanému prostředku Lifebuoy, je možno zvýšit baktericidní účinnost tohoto prostředku. Na obr. 2 je znázorněna baktericidní účinnost prostředku Lifebuoy po přidání růz50 ných koncentrací chloridu draselného proti různým organismům. Po přidání chloridu draselného došlo ke zvýšení účinnosti uvedeného prostředku proti grampozitivním i gramnegativním bakteriím, které byly užity k uvedeným zkouškám, s výjimkou kmene S. epidermidís ATCC 12228.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

5 1. Způsob výroby baktericidně účinného mýdla ve fcrmé kostek, při jejichž použití dochází ke zničení více než 99,9 % bakterií v průběhu 60 sekund nebo v kratší době míšením

a) 60 až 98 % hmotnostních frakce mýdla na bázi mastných kyselin s obsahem jednoho nebo většího počtu mýdel, která jsou povrchově aktivní a ničí bakterie vzhledem ke své dostatečio né rozpustnosti ve vodě

b) 0 až 10 % hmotn. halogenované bakteriostatické látky a

c) 0až20 % hmotn. surfaktantu odlišného od mýdla ze skupiny aniontových, neiontových, kationtových surfaktantu, surfaktantů $ obojetnými ionty ajejich směsí, a tvářením vzniklé směsi, vyznačující se tím, že se zvolí nejméně jedno mýdlo z frakce a) k získání povrchově co nejaktivnějšího a přesto rozpustného mýdla za daných podmínek a změnami koncentrace

20 tohoto mýdla vzhledem k dalším mýdlům v uvedené frakci a/nebo záměnami vyvažujícího iontu v kterémkoliv mýdle z této frakce se upraví poměr rozpouštění ze i nu na hodnotu vyšší než 1, přičemž hodnota 1 odpovídá poměru rozpouštění zeinu mýdlovou kostkou obsahující 82 % sodných mýdel na bázi mastných kyselin loje a 18 % sodných mýdel na bázi mastných kyselin kokosového oleje.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že dané podmínky zahrnují teplotu místnosti.
3. Způsob podle nároku 1 nebo2, vyznačující se tím, že se jako vyvažující ion

30 v mýdle na bázi mastných kyselin nebo povrchově aktivním mýdle rozpustném ve vodě použije triethanolaminu.