DE102017007264A1

DE102017007264A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Durchführung eines Kreisprozesses mit mindestens einem antimikrobiellen Wirkstoff

Info

Publication number: DE102017007264A1
Application number: DE102017007264.7A
Authority: DE
Inventors: Mathias Batram
Original assignee: Arridus Int AG; Arridus International AG
Current assignee: Arridus Int AG; Arridus International AG
Priority date: 2017-08-01
Filing date: 2017-08-01
Publication date: 2019-02-07
Also published as: WO2019025504A1; DE202018006330U1

Abstract

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zum Aufbringen einer antimikrobiellen Beschichtung auf einer Oberfläche, ein Verfahren zur Durchführung eines Kreisprozesses mit mindestens einem antimikrobiellen Wirkstoff, ein Verfahren zum Herstellen einer antimikrobiellen Beschichtung auf einer Oberfläche, sowie ein Verfahren zur Rückgewinnung des antimikrobiellen Wirkstoffs oder der antimikrobiellen Wirkstoffe, wobei die Erfindung insbesondere eine Desinfektion von Gegenständen und insbesondere eine Handdesinfektion betrifft.

Description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Durchführung eines Kreisprozesses mit mindestens einem antimikrobiellen Wirkstoff, ein Verfahren zum Herstellen einer antimikrobiellen Beschichtung auf einer Oberfläche, ein Verfahren zur Rückgewinnung des antimikrobiellen Wirkstoffs oder der antimikrobiellen Wirkstoffe, sowie eine Vorrichtung zum Aufbringen der antimikrobiellen Beschichtung auf der Oberfläche, wobei die Erfindung insbesondere eine Desinfektion von Gegenständen und insbesondere eine Handdesinfektion betrifft.
In medizinischen Einrichtungen, insbesondere in Kliniken und Arztpraxen, müssen besondere hygienische Bedingungen eingehalten werden, damit keine Krankheitserreger von einer Behandlungsperson zu einem Patienten oder von einem Patienten zu einem anderen Patienten oder auch von einem Patienten zu einer Behandlungsperson übertragen werden. Diese besonderen hygienischen Bedingungen betreffen insbesondere eine ausreichende Desinfektion der Hände. Durch das Anfassen z.B. von Türklinken, aber auch durch das Händeschütteln sammeln sich insbesondere an den Händen Krankheitserreger und Mikroben an, die von einer Person zur nächsten übertragen werden können. Diese Übertragungsketten müssen durch eine effiziente Handdesinfektion unterbrochen werden.
Um eine häufige Anwendung mit möglichst geringen Nebenwirkungen auf Mensch und Umwelt zu ermöglichen, muss die Handdesinfektion aber auch hautfreundlich und umweltfreundlich erfolgen. Daher ist einerseits Wasser als Lösungsmittel bzw. Suspensionsmittel oder Dispersionsmittel für den antimikrobiellen Wirkstoff gegenüber Alkohol vorzuziehen und andererseits ist eine Rückgewinnung des antimikrobiellen Wirkstoffs wünschenswert, soweit dieser nicht auf den zu desinfizierenden Oberflächen anhaftet und verbleibt. Gleichzeitig ist die Ausbreitung von Sprühnebeln in der Raumluft zu vermeiden, mit denen Anteile desinfizierender Substanzen und/oder Anteile nicht beseitigter Krankheitserreger in gesundheitsschädlicher Weise verbreitet und eingeatmet werden könnten. Weiterhin ist eine einfache und schnelle Anwendung wesentlich, damit vorhandene Desinfektionsvorrichtungen auch tatsächlich genutzt werden. Schließlich sollte die Anwendung auch berührungsfrei erfolgen, damit nicht gerade durch eine Berührung der Desinfektionsvorrichtung, z.B. einer Oberfläche, einer Taste oder eines Betätigungsgriffes eine Kontamination der Hände mit Keimen anderer Benutzer erfolgt.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Vorrichtungen und Verfahren zur Handdesinfektion bekannt. Aus der Patentanmeldung DE 10 2010 020 887 A1 ist eine Vorrichtung zum Desinfizieren von Händen in einer Kammer mit einer vorderen Öffnung bekannt, durch die Hände von vorne gesteckt werden, und mit Sprühdüsen innerhalb der Kammer, durch die ein Desinfektionsmittel auf die Hände gesprüht wird, wobei zwei voneinander getrennte Kammern vorgesehen sind, mit einer Kammer für die rechte Hand und einer Kammer für die linke Hand. Ein Austritt von Sprühnebeln aus den Kammern wird jedoch nicht verhindert. Nach einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist ein Auffangbehälter für überschüssige Desinfektionsmittelflüssigkeit unterhalb der Kammern angeordnet, eine Rückgewinnung der desinfizierenden Wirkstoffe ist jedoch nicht vorgesehen.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, mit dessen Hilfe die Nachteile des Standes der Technik, insbesondere der Desinfektion von Gegenständen und der Handdesinfektion überwunden werden.
Diese Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Durchführung eines Kreisprozesses mit mindestens einem antimikrobiellen Wirkstoff mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1, durch das Verfahren zum Herstellen einer antimikrobiellen Beschichtung auf einer Oberfläche gemäß Anspruch 10, durch das Verfahren zur Rückgewinnung mindestens eines antimikrobiellen Wirkstoffs gemäß Anspruch 16 sowie durch die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Aufbringen einer antimikrobiellen Beschichtung auf eine Oberfläche gemäß Anspruch 31 gelöst.
Der Begriff „antimikrobieller Wirkstoff“ wird im Folgenden verwendet für einen Wirkstoff, der gegenüber Mikroben biozide und/oder biostatische Eigenschaften aufweist. Mikroben beinhalten einzellige oder wenigzellige mikroskopisch kleine Lebewesen wie vor allem Bakterien, Pilze, Protozoen, Mikroalgen und Viren, die bei Mensch und/oder Tier Infektionskrankheiten hervorrufen können.
Des Weiteren wird der Begriff „antimikrobieller Wirkstoff“ verwendet, wobei ein antimikrobieller Wirkstoff oder ein Gemisch mehrerer antimikrobieller Wirkstoffe oder ein Gemisch eines oder mehrerer antimikrobieller Wirkstoffe mit einem oder mehreren geeigneten Hilfs- und/oder Zusatzstoffen gemeint sind.
Der antimikrobielle Wirkstoff wird vorzugsweise gelöst in einem geeigneten Lösungsmittel, kann aber auch als Dispersion, Suspension oder Emulsion vorliegen.
Eine antimikrobielle Beschichtung im Sinne der vorliegenden Erfindung ist eine mehr oder weniger festhaftende Schicht aus formlosem antimikrobiellen Wirkstoff auf einer Oberfläche. Diese Oberfläche kann die Oberfläche eines Gegenstandes sein, aber auch die menschliche oder tierische Haut. Die einzelnen Partikel des antimikrobiellen Wirkstoffs können dabei untereinander und/oder mit der Oberfläche eine mehr oder weniger feste Bindung eingehen, so können sie auch beispielsweise eine polymerisierte Schicht bilden. Die Schicht kann dick sein, es kann sich aber auch um eine etwa monomolekulare Schicht handeln.
Ein erstes erfindungsgemäßes Verfahren zur Durchführung eines Kreisprozesses mit mindestens einem antimikrobiellen Wirkstoff verwendet ein Lösungsmittel, in welchem einer oder mehrere antimikrobielle Wirkstoffe gelöst sind. Die Lösung des oder der antimikrobiellen Wirkstoffe liegt entweder in einer Nebelphase oder in einer flüssigen Phase vor. Das erfindungsgemäße Verfahren weist zumindest folgende Schritte auf:

1. Erzeugen einer im Wesentlichen laminaren Strömung durch Beschleunigen der Lösung von der flüssigen Phase in die Nebelphase, vorzugsweise unter Verwendungen eines Ventilationssystems, beispielsweise eines Ventilators;
2. Durchströmen der Lösung in der Nebelphase durch einen vorgegebenen, aber nicht vollständig abgeschlossenen Raum;
3. Abbremsen der im Wesentlichen laminaren Strömung der vernebelten Lösung bei einem Übergang von der Nebelphase in die flüssige Phase;
4. Sammeln der Lösung in der flüssigen Phase und/oder
5. Trennen der Lösung von anderen Substanzen und/oder
6. Rückführen der Lösung an den Ausgangspunkt des Kreisprozesses durch Kanäle und/oder Leitungen.

Vorteilhafterweise tritt ein Teil des Lösungsmittels durch Verdunsten aus dem Kreisprozess aus. Ein Vorteil ist, dass der antimikrobielle Wirkstoff durch das Verdunsten des Lösungsmittels freigesetzt wird und seine gewünschte Wirkung an dem Ort des Verdunstens des Lösungsmittels entfaltet.
Vorteilhafterweise wird als Lösungsmittel Wasser, ein kurz- oder mittelkettiger Alkohol, ein Phenol, ein Glykol, Glycerol, Ethylhexylglycerin, Diglycerol, ein Ester eines kurz- oder mittelkettigen Alkohols oder eines Phenols, ein Ether eines kurz- oder mittelkettigen Alkohols oder eines Phenols, eine Carbonsäure, ein primäres oder sekundäres Amin, ein primäres oder sekundäres Amid, Propylenglycol, Polyethylenglycol, Aceton oder eine Mischung zweier oder mehrerer dieser Lösungsmittel verwendet.
Kurz- oder mittelkettige Alkohole können sowohl rein aliphatische als auch aliphatischaromatische Seitenketten aufweisen. Beispiele für die verwendeten Alkohole sind Methanol, Ethanol, n-Propanol, Isopropanol, Isobutanol, Hexanol und Benzylalkohol. Phenole umfassen einfache und substituierte Phenole, sowie ihre Salze. Beispiele für verwendete Ether sind Phenoxyethanol und 1-Phenoxy-2-propanol. Diese Lösungsmittel haben den Vorteil, dass sie eine antimikrobielle Wirkung aufweisen.
Vorteilhafterweise ist das Lösungsmittel eine Mischung von Wasser und mindestens einem kurz- oder mittelkettigen Alkohol. Hierbei liegt der Alkohol in einer Konzentration von etwa 65 bis etwa 80 Gewichts-% vor. Dieses Lösungsmittel hat den Vorteil, dass eine große Anzahl antimikrobieller Wirkstoffe darin löslich sind. Weiterhin weist in dieser Ausführungsform bereits das Lösungsmittel eine antimikrobielle Wirksamkeit auf.
Vorteilhafterweise ist das Lösungsmittel im Wesentlichen Wasser. Dies ist insbesondere deswegen von Vorteil, da es umweltverträglich ist und die meisten Oberflächen nicht beeinflusst, insbesondere wenn menschliche oder tierische Haut von der Lösung mit dem antimikrobiellen Wirkstoff benetzt wird. Ein weiterer Vorteil ist die Hautverträglichkeit dieses Lösungsmittels, beispielsweise im Vergleich zu Alkohol.
Vorteilhafterweise schlägt sich das Lösungsmittel und/oder ein Teil des antimikrobiellen Wirkstoffs beim Abbremsen der im Wesentlichen laminaren Strömung auf einer Oberfläche eines oder mehrerer beliebig geformter dreidimensionaler Gegenstände oder der menschlichen Haut nieder und ein Teil des antimikrobiellen Wirkstoffs verbleibt durch Anhaften und/oder Auftrocknen auf der Oberfläche. Ein Vorteil ist, dass ein oder mehrere beliebig geformte dreidimensionale Gegenstände mit dem antimikrobiellen Wirkstoff im Wesentlichen gleichmäßig beaufschlagt werden.
Vorteilhafterweise sind der eine oder die mehreren dreidimensionalen Gegenstände in dem vorgegebenen Raum austauschbar. Ein Vorteil ist, dass mit dem antimikrobiellen Wirkstoff beaufschlagte Gegenstände aus dem vorgegebenen Raum entfernt und andere, nicht mit dem antimikrobiellen Wirkstoff beaufschlagte Gegenstände in den vorgegebenen Raum eingebracht werden können.
Vorteilhafterweise ist die Lösung des antimikrobiellen Wirkstoffs in der Nebelphase teilweise durch Wandflächen und teilweise durch eine Sperrströmung eingeschlossen. Ein Vorteil ist, dass der antimikrobielle Wirkstoff in Nebelform nicht aus dem vorgegebenen, aber nicht vollständig abgeschlossenen Raum austritt. Durch die Sperrströmung wird vermieden, dass der Nebel eingeatmet wird oder auf Gegenständen außerhalb des vorgegebenen Raumes niederschlägt.
Vorteilhafterweise ist der vorgegebene Raum so ausgeformt, dass der eine oder die mehreren Gegenstände in den vorgegebenen Raum einführbar sind, ohne dessen Wandflächen zu berühren, wobei der Kreisprozess insbesondere durch Sensoren aktivierbar ist. Ein Vorteil ist, dass keine Wechselwirkungen zwischen den Wandflächen und den eingeführten Gegenständen entstehen, dass insbesondere keine unerwünschten Verunreinigungen der Wandflächen durch die Gegenstände entstehen, dass insbesondere keine Mikroben von den Gegenständen auf die Wandflächen und von diesen auf weitere Gegenstände übertragen werden und dass der Kreisprozess insbesondere auch kontaktlos durch Sensoren aktivierbar ist. Dadurch entfällt das Betätigen eines mechanischen Schalters, Bügels oder Hebels etc., wodurch eine Übertragung von Mikroben auch auf diesem Wege ausgeschlossen wird.
Das erste erfindungsgemäße Verfahren kann in bevorzugten Ausführungsvarianten für die Herstellung einer antimikrobiellen Beschichtung auf einer Oberfläche angewandt werden.
Beispielsweise ist es möglich, Werkzeuge oder Bedienelemente zum Aufbringen des antimikrobiellen Wirkstoffs in den vorgegebenen Raum, beispielsweise einer Benetzungskammer zu platzieren. Eine vorteilhafte Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens sei anhand eines einfachen Beispiels erläutert. Besteht der Wunsch, eine Computermaus oder eine Tastatur mit dem antimikrobiellen Wirkstoff so auszustatten, dass eine antimikrobielle Beschichtung auf den Flächen entsteht, die für die Berührung durch die Hände bestimmt sind, wird die Computermaus in die Benetzungskammer gegeben und von der Lösung des antimikrobiellen Wirkstoffs in Form von Nebel im Wesentlichen laminar umströmt. Nach einer vorbestimmten Zeit der Benebelung der Computermaus, die zwischen 5 Sekunden und 2 Minuten liegen kann, vorzugsweise zwischen 7 und 15 Sekunden liegt, kann die Computermaus aus der Benetzungskammer wieder entnommen werden. Nach dem Abtrocknen, d.h. Verdunsten des Lösungsmittels ist die Computermaus mit der antimikrobiellen Beschichtung ausgestattet.
Dabei ist die Teilchengröße der vernebelten Lösung und/oder der Anteil der Flüssigkeit in der Luft der Nebelphase so gering, dass die niedergeschlagene Nebelphase nur eine geringe Feuchte aufweist und somit die Computermaus oder andere beschichtete Gegenstände nicht beschädigt oder beeinträchtigt werden.
Ein weiteres erfindungsgemäßes Verfahren zum Herstellen einer antimikrobiellen Beschichtung auf einer Oberfläche weist die folgenden Schritte auf:

1. Erzeugen eines Nebels bestehend aus mindestens einem antimikrobiellen Wirkstoff und einem Lösungsmittel;
2. Beschleunigung des Nebels derart, dass eine im Wesentlichen laminare Strömung erzeugt wird, die mit einer hohen Geschwindigkeit auf der Oberfläche auftrifft;
3. Niederschlag des Nebels und Benetzung der Oberfläche mit dem antimikrobiellen Wirkstoff und dem Lösungsmittel;
4. Verdunsten des Lösungsmittels; und
5. gegebenenfalls Polymerisation.

Vorteilhafterweise wird der Nebel mittels eines Ventilators auf eine hohe Strömungsgeschwindigkeit gebracht. Ein Vorteil ist, dass der Nebel sich schneller in dem vorgegebenen Raum verteilt und mit höherer Geschwindigkeit auf der Oberfläche auftrifft.
Vorteilhafterweise wird der beschleunigte Nebel zur Ausbildung einer im Wesentlichen laminaren Strömung durch Führungskanäle geleitet. Denn durch eine im Wesentlichen laminare Strömung von hoher Geschwindigkeit wird der Vorteil erreicht, dass der Nebel mit hoher Geschwindigkeit auf der Oberfläche auftrifft und somit sehr gut auf der Oberfläche anhaftet. Bei einer im Wesentlichen laminaren Strömung vermischen sich die Nebelschichten nicht. Bei einer turbulenten Strömung treten indes Verwirbelungen und Querströmungen auf, die zu einer ungleichen Verteilung der Lösung des antimikrobiellen Wirkstoffs auf der Oberfläche führen.
Erfindungsgemäß ist es von Vorteil, wenn die durchschnittliche Strömungsgeschwindigkeit des Nebels aus den Düsen bei einigen Ausführungsformen, die stationär sind, stets unter 10 m/s liegt. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die mittlere Strömungsgeschwindigkeit bei ca. 5 m/s und die maximale Strömungsgeschwindigkeit bei ca. 6,5 m/s liegt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform liegt die bewegte Luftmenge bei ca. 46 m³/h. Bei einer gleichmäßigen Verteilung der Luftmenge auf die Gesamtfläche der Austrittdüsen ergibt sich eine mittlere Geschwindigkeit von ca. 4,6 m/s. Wird im Weiteren auf eine hohe Strömungsgeschwindigkeit Bezug genommen, bedeutet das im Sinne der vorliegenden Erfindung eine mittlere Strömungsgeschwindigkeit von mindestens 2 m/s an den Austrittdüsen. Aber auch eine geringere Strömungsgeschwindigkeit kann gegebenenfalls als hohe Strömungsgeschwindigkeit im Sinne der Erfindung erachtet werden, sofern damit eine laminare Strömung erzeugt werden kann. Ferner ist es im Sinne der vorliegenden Erfindung möglich, dass bei einigen Ausführungsformen, insbesondere bei nicht stationären Ausführungsformen der Vorrichtung, eine höhere Strömungsgeschwindigkeit eingesetzt wird. Diese höhere Strömungsgeschwindigkeit kann bis zu 20 m/s und in besonderen Ausführungsformen bis zu 30 m/s betragen.
Vorteilhafterweise wird der Nebel in einem weiteren Schritt durch eine Vielzahl von Öffnungen geleitet bevor der Nebel auf der Oberfläche auftrifft. Ein Vorteil ist, dass der Nebel im Wesentlichen gleichmäßig in dem vorgegebenen Raum verteilt wird und auf der Oberfläche auftrifft.
Vorteilhafterweise trifft der Nebel in einem weiteren Schritt in einer oder mehreren Benetzungskammern auf der Oberfläche auf. Ein Vorteil ist, dass eine oder mehrere Oberflächen in einer oder mehreren Benetzungskammern benetzt werden.
Vorteilhafterweise wird das Verfahren auf die Oberfläche einer menschlichen Hand angewendet. Ein Vorteil ist, dass die Oberfläche der Hand durch den Nebel benetzt und nach der Abtrocknung durch die antimikrobielle Beschichtung geschützt wird, damit Mikroben nicht direkt mit der Haut in Berührung kommen und gegebenenfalls durch Risse in den Körper eindringen können.
Ein weiteres erfindungsgemäßes Verfahren besteht darin, eine Lösung mindestens eines antimikrobiellen Wirkstoffs, die durch den Kreisprozess geführt wird und nicht auf einer Oberfläche abgeschieden wird, durch Rückgewinnung wieder in den Kreisprozess zurückzuführen:

1. Vernebeln der Lösung;
2. Auftreffen der vernebelten Lösung in Form einer laminaren Strömung mit hoher Geschwindigkeit auf einer Oberfläche;
3. Niederschlagen der vernebelten Lösung auf der Oberfläche;
4. Vollständiges oder teilweises Abfließen bzw. Abtropfen der Lösung von der Oberfläche;
5. Zurückgewinnen der Lösung durch eine Auffangvorrichtung.

Vorteilhafterweise wird die Lösung in einem sechsten Schritt durch eine Filtervorrichtung geleitet, um Verunreinigungen aus der Lösung auszufiltern, die in den Schritten eins bis fünf in die Lösung eingetragen worden sind. Ein Vorteil ist, dass die Lösung mit mindestens einem antimikrobiellen Wirkstoff wiederverwendet werden kann.
Vorteilhafterweise ist der mindestens eine antimikrobielle Wirkstoff ein Desinfektionsmittel. Ein Vorteil ist die Effizienz und Umweltfreundlichkeit des Verfahrens im Zusammenhang mit dem Einsatz eines Desinfektionsmittels.
Vorteilhafterweise ist der mindestens eine antimikrobielle Wirkstoff ausgewählt aus der Gruppe enthaltend quartäre Ammoniumverbindungen, phenolische Verbindungen, einwertige kurzkettige Alkohole, Aldehyde, milde organische Säuren, Wasserstoffperoxid, hypochlorige Säure und pflanzliche Extrakte. Quartäre Ammoniumverbindungen haben den Vorteil, dass sie eine gute Wasserlöslichkeit und eine gute antimikrobielle Wirksamkeit aufweisen und zusätzlich, vor allem bei quartären Ammoniumverbindungen mit mindestens einer langen Alkylgruppe, eine oberflächenaktive Wirkung zeigen. Somit beeinflussen sie die Wasserlöslichkeit eventuell vorhandener anderer antimikrobieller Wirkstoffe positiv. Als einwertige kurzkettige Alkohole können beispielsweise Methanol, Ethanol, n-Propanol, Isopropanol, Isobutanol, Hexanol, Phenoxyethanol, 1-Phenoxy-2-propanol ausgewählt werden. Ein bevorzugter Aldehyd ist beispielsweise Glutaraldehyd. Milde organische Säuren sind beispielsweise Zitronensäure, Milchsäure, Glycolsäure oder Fruchtsäuren wie Weinsäure, Apfelsäure, Shikimisäure oder Essigsäure. Als pflanzliche Extrakte können beispielsweise Extrakte von Rosmarin, Kurkuma, Niembaum und Koriander verwendet werden.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der antimikrobielle Wirkstoff Benzalkoniumchlorid (BZK), erhältlich unter der Bezeichnung Hyamine^® 3500 USP von Lonza Inc., Benzethoniumchlorid, erhältlich unter der Bezeichnung Hyamine^® 1622 von Lonza Inc., oder eine Mischung aus beiden. Bevorzugte phenolische antimikrobielle Wirkstoffe sind 5-Chlor-2-(2,4-dichlorphenoxy)-phenol (Triclosan) und/oder 4-Chlor-3,5-dimethylphenol (PCMX; para-Chlor-meta-Xylenol).
Vorteilhafterweise ist der antimikrobielle Wirkstoff Benzalkoniumchlorid und/oder Benzethoniumchlorid. Ein bevorzugter einwertiger kurzkettiger Alkohol ist Ethanol.
Vorteilhafterweise enthält die Lösung des mindestens einen antimikrobiellen Wirkstoffs zusätzlich ein geeignetes Feuchthaltemittel und/oder ein geeignetes Spreitmittel. Geeignete Feuchthaltemittel und/oder Spreitmittel sind beispielsweise Inhaltsstoffe, die auf der Grundlage der Europäischen Kosmetikverordnung in kosmetischen Mitteln Verwendung finden können. Geeignete Feuchthaltemittel und/oder Spreitmittel sind beispielsweise Sorbitol, Glycerol, Polysaccharide, Cyclomethicon, Cyclopentasiloxan, Glycol, Ethylenglycol, Polyethylenglycol-6, Milchsäure, Natriumlaktat, Polyglycerinester, Isopropylmyristat oder wasserlösliche Silikone. Ein wasserlösliches Silikon ist beispielsweise Polydimethylsiloxan (Dimethicone, CAS 63148-62-9) erhältlich als Dow Corning^® 190 Surfactant.
Die Lösung des mindestens einen antimikrobiellen Wirkstoffs enthält vorteilhafterweise zusätzlich ein Silan mit funktionellen Gruppen ausgewählt aus -OR, - NR₂, -R-NR₂, -R-N+(R)₂-R X-, -R-X, -R-SH und -R-SO₃ mit X = Halogen, R unabhängig voneinander = - H, lineares oder verzweigtes C₁ - C₁₉ Alkyl, C₃ - C₈ Cycloalkyl, C₁ - C₁₉ Carboxyl. Hierbei werden die funktionellen Gruppen so ausgewählt, dass das Silan eine antimikrobielle Wirksamkeit aufweist. Hierzu wird beispielsweise mindestens eine funktionelle Gruppe mit mindestens einem Rest R gewählt, wobei R = lineares oder verzweigtes C₁₂ - C₁₉ Alkyl ist, oder mindestens eine funktionelle Gruppe mit -R-N+(R)₂-R X- gewählt, wobei mindestens ein R = lineares oder verzweigtes C₁₂ - C₁₉ Alkyl ist.
Vorteilhaft ist insbesondere ein Silan mit drei Hydroxy- oder Alkoxygruppen und mit einer weiteren funktionellen Gruppe ausgewählt aus -NR₂, -R-NR₂, -R-N+(R)₂-R X-, -R-X, -R-SH und -R-SO₃ mit X = Halogen, R unabhängig voneinander = - H, lineares oder verzweigtes C₁ - C₁₉ Alkyl, C₃ - C₈ Cycloalkyl, C₁ - C₁₉ Carboxyl. Ein Vorteil des antimikrobiellen Wirkstoffs mit drei Hydroxy- oder Alkoxygruppen ist eine relativ gute Wasserlöslichkeit, die im Weiteren von der Beschaffenheit der weiteren funktionellen Gruppe abhängt. Außerdem polymerisieren diese Wirkstoffe leicht. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Polymerisation unter Wasserabspaltung erfolgt, so dass keine hautschädigenden Reaktionsprodukte entstehen.
Besonders geeignet ist ein antimikrobieller Wirkstoff, der ein Trisilanol oder ein Trimethoxysilan ist mit einer weiteren funktionellen Gruppe, die ein quartäres Ammoniumsalz mit einer C₁₀ - C₁₉ Alkylgruppe oder einer C₃ - C₆ Cycloalkylgruppe enthält.
Vorzugsweise wird ein antimikrobieller Wirkstoff gemäß nachstehender Formel verwendet:

wobei

R unabhängig voneinander = - H oder C₁ - C₃ Alkyl,
R' = C₁ oder C₈- C₁₀ Alkyl,
X = Cl, Br und
n, m = 2,3,4, ... , 18und 10 < n+m < 25.

Vorteilhaft sind Dimethyloctadecyl-[3-(trimethoxysilyl)propyl]ammoniumchlorid (CAS 27668-52-6), Dimethyltetradecyl-[3-(trimethoxysilyl)propyl]-ammoniumchlorid (CAS 41591-87-1), Methyldidecyl-[3-(trimethoxysilyl)propyl]-ammoniumchlorid (CAS 68959-20-6) und/oder Dimethyloctadecyl-[3-(trihydroxysilyl)propyl]-ammoniumchlorid (CAS 199111-50-7) als Silane.
Ein besonders vorteilhaftes Silan ist Dimethyloctadecyl-[3-(trimethoxysilyl)propyl]-ammoniumchlorid.
Die genannten Silane können, insbesondere bei Verdunsten oder sonstigem Entzug des Lösungsmittels, sowohl untereinander als auch mit einzelnen funktionellen Gruppen der benetzten Oberfläche polymerisieren. Die Polymerisation ist vorzugsweise eine Polykondensation. Die Polymerisation führt zur Ausbildung eines dreidimensionalen Netzwerks, und durch die Reaktion mit der benetzten Oberfläche zu einer sehr beständigen antimikrobiellen Beschichtung. Vor allem nach Benetzung der menschlichen Haut bildet sich eine Beschichtung, die selbst nach mehrfachem Händewaschen oder mechanischer Beanspruchung noch vorhanden ist.
Diese Beschichtung entfaltet antimikrobielle Wirkung, so wie der Wirkstoff selbst. Diese Wirkung hält auch an, da der Wirkstoff bei Kontakt mit Mikroben nicht aufgebraucht wird.
Ein weiterer Vorteil der antimikrobiellen Beschichtung ist im Falle der menschlichen Haut die Ausbildung einer Beschichtung, die durch ihre das Wachstum von Mikroben hemmende Wirksamkeit auch die in tieferen Hautschichten naturgemäß vorhandenen Mikroben daran hindert, intakt aus den tieferen Schichten an die Hautoberfläche zu gelangen. Somit kann durch die Beschichtung verhindert werden, dass Mikroben übertragen werden, beispielsweise von medizinischem Personal auf Patienten.
Ein geeignetes Lösungsmittel ist Wasser, soweit der antimikrobielle Wirkstoff darin in ausreichender Konzentration löslich ist. Bei schlechter Wasserlöslichkeit können auch weitere der genannten Lösungsmittel in geringen Konzentrationen bis zu einer Konzentration von Wasser zu weiterem Lösungsmittel von 10:1 und/oder ein geeigneter Lösungsvermittler in geringerer oder gleicher Konzentration zugesetzt werden.
Weiterhin wird die Aufgabe durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Aufbringen einer antimikrobiellen Beschichtung auf eine Oberfläche gelöst.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Aufbringen einer antimikrobiellen Beschichtung auf eine Oberfläche besteht aus einem Hohlkörper mit einer oder mehreren Öffnungen, durch welche mit einer antimikrobiellen Beschichtung zu beschichtende Objekte in den Hohlkörper einführbar sind, einer Vernebelungsvorrichtung zur Vernebelung mindestens eines in einem Lösungsmittel gelösten antimikrobiellen Wirkstoffes, Mitteln zur Erzeugung einer laminaren Strömung hoher Geschwindigkeit des vernebelten mindestens einen in einem Lösungsmittel gelösten antimikrobiellen Wirkstoffes sowie Mittel zum Transport des vernebelten mindestens einen in einem Lösungsmittel gelösten antimikrobiellen Wirkstoffes zum Hohlkörper hin, wobei die laminare Strömung durch eine Vielzahl von düsenartigen Auslässen in den Hohlkörper einströmt zur Herstellung einer antimikrobiellen Beschichtung auf dem wenigstens einen in den Hohlkörper eingeführten Objekt.
Vorteilhafterweise weist die Vorrichtung eine Rückgewinnungsvorrichtung zur Rückgewinnung des mindestens einen in einem Lösungsmittel gelösten antimikrobiellen Wirkstoffes auf. Ein Vorteil ist, dass der mindestens eine in dem Lösungsmittel gelöste antimikrobielle Wirkstoff zumindest teilweise wiederverwendet wird. Damit verbessert sich die Umweltfreundlichkeit und Kosteneffizienz der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Vorteilhafterweise weist die Vorrichtung eine Filtervorrichtung zur Filterung des mindestens einen in einem Lösungsmittel gelösten antimikrobiellen Wirkstoffes auf. Ein Vorteil ist, dass der mindestens eine in dem Lösungsmittel gelöste antimikrobielle Wirkstoff von Fremdstoffen bzw. Verunreinigungen getrennt bzw. gereinigt werden kann.
Vorteilhafterweise weist die Vorrichtung eine Sperrluftvorrichtung zur Begrenzung der laminaren Strömung auf den Innenraum des Hohlkörpers auf. Ein Vorteil ist, dass das vernebelte Benetzungsmittel mit der laminaren Strömung im Inneren des Hohlkörpers gehalten wird und nicht in die Umgebungsluft gelangen und möglicherweise eingeatmet werden kann.
Vorteilhafterweise sind die inneren Mantelflächen des Hohlkörpers im Wesentlichen durch zwei unterschiedlich ausgebildete gegenüberliegende Ellipsoidflächen definiert, wobei der Hohlkörper Öffnungen an den Stirnflächen aufweist. Ein Vorteil ist, dass eine derartige Ausbildung der inneren Mantelfläche und der Öffnungen für die Einführung von Gegenständen, wie beispielsweise von zwei parallel und in entspannter Haltung mit zueinander gerichteten Fingerspitzen vor den menschlichen Körper gehaltenen Händen, besonders geeignet ist. Eine derartige Ergonomie ist für eine regelmäßige Benutzung von Vorteil.
Vorteilhafterweise sind die Ellipsoidflächen des Hohlkörpers in der Weise ausgebildet, dass eine erste Ellipsoidfläche einen konvexen Teil des Hohlkörpers definiert und eine zweite Ellipsoidfläche einen konkaven Teil des Hohlkörpers definiert. Ein Vorteil ist, dass eine derartige Ausbildung des Hohlkörpers der anatomischen Form von parallel und in entspannter Haltung mit zueinander gerichteten Fingerspitzen vor den menschlichen Körper gehaltenen Händen besonders gut entspricht und ein Einführen beider Hände in den Hohlkörper erlaubt, ohne die Wände zu berühren.
Vorteilhafterweise weist der Hohlkörper verteilt über die Umfänge seiner Öffnungen eine oder mehrere Spaltenanordnungen von Sperrluftdüsen und Sperrlufterzeuger bzw. Sperrluftventilatoren auf. Ein Vorteil ist, dass mit einer derartigen Anordnung von Sperrluftdüsen eine besonders effiziente Sperrströmung aufgebaut werden kann, die einen unerwünschten Austritt des vernebelten Benetzungsmittels mit der laminaren Strömung aus dem Hohlkörper zuverlässig verhindert.
Vorteilhafterweise erfolgt die Benetzung mit einer Lösung eines antimikrobiellen Wirkstoffs und dient besonders vorteilhafterweise der Handdesinfektion.
Vorteilhafterweise weist die Vorrichtung weiterhin einen oder mehrere Vorratsbehälter für den mindestens einen in einem Lösungsmittel gelösten antimikrobiellen Wirkstoff auf, wobei der eine oder die mehreren Vorratsbehälter mit einem kontaktgebundenen oder kontaktlosen Identifikationssystem, insbesondere mit RFID-Technologie, ausgestattet sind. Damit ist sichergestellt, dass nur bestimmte bzw. für die vorliegende Verwendung geeignete bzw. zugelassene Lösungen antimikrobieller Wirkstoffe verwendet werden und/oder dass ein Vorratsbehälter nur ein einziges Mal verwendbar ist. Diese Beschränkung dient insbesondere der Sicherheit und Hygiene der Vorrichtung.
Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigt:

1 eine angeschnittene perspektivische Vorderansicht der Vorrichtung.
2 eine angeschnittene perspektivische Rückansicht der Vorrichtung.
3 einen seitlichen vertikalen Schnitt der Vorrichtung und des halben „Balls“.
4 eine schematische Vorderansicht mit stilisierten Händen und Bewegung in den „Spalt“.
5 eine schematische Schrägansicht mit stilisierten Händen und Bewegung in den „Spalt“.
6 einen vertikalen Schnitt mit stilisierten Händen und Bewegung in den „Spalt“.
7 einen mittigen vertikalen Schnitt der Vorrichtung und des halben „Balls“.
8 eine Aufsicht von oben auf die Vorrichtung.
9 eine Schrägansicht der Vorrichtung.
10 eine Detailansicht einer Vernebelungsdüse.
11 einen vertikalen Schnitt eines Rückführungssystems.
12 eine Detailansicht eines Beckens zur Kreation eines Nebels.
13 eine schematische Detailansicht eines Sperrluftsystems mit Sperrluftschlitzen.
14 eine Detailansicht einer Sperrlufterzeugung mit Sperrluftkanälen.
15 eine Detailansicht einer Sperrlufterzeugung mit Sperrluftkanälen (Komponenten).
16 eine schematische Darstellung des erzeugten Nebels und der Luftströme.

Bezugszeichenliste

100: Desinfektionsvorrichtung
101, 102: Öffnungen der Vorrichtung („Spalt“) links, rechts
110, 120: Stirnseiten der Vorrichtung links, rechts
200: Hohlkörper
201: Wandflächen des Hohlkörpers
202: Strömungsvektor einer laminaren Strömung
203: Tröpfchen eines Nebels
210: äußere Ellipsoidfläche
220: innere Ellipsoidfläche (halber „Ball“)
300: Vernebelungsvorrichtung
305: Vernebler
310: Vernebelungsventilator
320: Vernebelungsdüsen
330: Rückführkanäle
335: Filtervorrichtung
340: Vorrichtung zum Kreieren eines Nebels
341: Führungskanäle
342: Luftströme
343: Strömungspfeile
345: Becken für Nebelerzeugung
346: Strömungseintritt
347: Strömungsaustritt
348: Mischkammer
350: Sperrluftanordnung
355: Sperrlufterzeugung
360: Sperrluftdüsen
370: Sperrluftventilatoren
380: Sperrluftkanäle
400: Blickrichtung eines Benutzers
401, 402: stilisierte Unterarme bzw. Hände eines Benutzers

1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 100. Im bestimmungsgemäßen Gebrauch werden die Hände eines vor der Vorrichtung 100 stehenden Benutzers durch Öffnungen 101 und 102 auf beiden Stirnseiten 110 und 120 in den Hohlkörper 200 eingeführt. Der Hohlkörper 200 weist zwei Ellipsoidflächen 210 und 220 auf, wobei der Hohlkörper 200 im Bereich der vorderen, vom Benutzer entfernten Wandung 210 eine konvexe Auswölbung aufweist, während er im Bereich der hinteren, dem Benutzer nahegelegenen Wandung 220 eine konkave Auswölbung aufweist. Durch eine derartige Ausgestaltung können die vor den Körper gehaltenen Hände des Benutzers in natürlicher Haltung parallel und mit zueinander gerichteten Fingerspitzen gemeinsam in den anatomisch ausgeformten Hohlkörper 200 eingeführt werden, ohne die Wandflächen 201 zu berühren. Dies ist aus ergonomischen und hygienischen Gründen von Vorteil. Unterhalb des Hohlkörpers 200 befindet sich eine Vorrichtung 340 zum Kreieren eines Nebels mit einem Becken 345 für eine Nebelerzeugung und Führungskanälen 341 zur Führung von Luftströmen.
2 zeigt eine weitere perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 100. Diese weist eine Vernebelungsvorrichtung 300 zur Vernebelung eines Benetzungsmittels auf, welche beispielsweise einen Ventilator 310 aufweist, welcher das vernebelte Benetzungsmittel durch eine Anordnung von Öffnungen 320, welche bevorzugt als Düsen ausgestaltet sind und in den Wandflächen 201 angeordnet sind, bevorzugt mit hoher Geschwindigkeit und besonders bevorzugt unter Ausbildung einer laminaren Strömung auf in den Hohlkörper 200 eingebrachte Oberflächen, insbesondere auf eingebrachte Handflächen, auftreffen lässt. Die Ausformung der Ellipsoidflächen 210, 220 und eine matrixförmige Anordnung der Öffnungen bzw. Düsen 320 bewirkt, dass die eingebrachten Oberflächen bzw. Handflächen gleichmäßig von allen Seiten und auch in konkaven Bereichen und Zwischenräumen mit dem Benetzungsmittel benetzt werden. Weiterhin sichtbar sind Sperrluftanordnungen 350 mit Sperrluftdüsen 360 und Sperrluftventilatoren 370 sowie die Vorrichtung 340 zum Kreieren eines Nebels mit dem Becken 345 für die Nebelerzeugung.
3 zeigt eine weitere schematische Skizze der Vorrichtung 100 und des „halben Balls“ 220. Die innere Ellipsoidfläche 220 ist ergonomisch so ausgestaltet, dass sie beim Einführen der Hände in die Desinfektionsvorrichtung 100 wie ein halber Ball umfasst werden kann, ohne jedoch die Wandflächen 201 zu berühren. Beide Wandflächen 201 sind mit Vernebelungsdüsen 320 besetzt, durch welche die Lösung austritt und vorzugsweise in Form einer laminaren Strömung in den Hohlkörper 200 einströmt. Sperrluftventilatoren 370 erzeugen eine Sperrluftströmung, welche durch die Sperrluftkanäle 380 an die in 3 nicht dargestellten Sperrluftdüsen 360 geleitet wird, um einen Austritt des vernebelten Benetzungsmittels aus dem Hohlkörper 200 zu verhindern.
4 zeigt eine weitere schematische Skizze der Vorrichtung 100, wobei stilisierte Unterarme bzw. Hände 401, 402 durch die Öffnungen 101, 102, die sich an den Stirnseiten 110, 120 befinden, in den Hohlkörper 200 eingeführt sind. Sperrluftdüsen 360 verhindern einen Austritt des Sprühnebels aus dem Hohlkörper 200 an den Stirnseiten 110, 120.
5 zeigt eine weitere schematische Skizze der Vorrichtung 100 in Schrägsicht, wobei die Blickrichtung 400 eines Benutzers perspektivisch angedeutet ist. Stilisierte Unterarme bzw. Hände 401, 402 des Benutzers sind durch die Öffnungen 101, 102 an den Stirnseiten 110, 120 in den Hohlkörper 200 eingeführt. Ebenfalls dargestellt sind ein Vernebelungsventilator 310 sowie ein Sperrluftventilator 370 und ein Sperrluftkanal 380.
6 zeigt eine weitere schematische Skizze der Vorrichtung 100 in Seitenansicht, wobei die Blickrichtung 400 eines Benutzers angedeutet ist. Dargestellt ist die in den Hohlkörper 200 eingeführte rechte Hand 402 des Benutzers. Die ergonomische Form der inneren Ellipsoidfläche (des „halben Balls“) 220 und der äußeren Ellipsoidfläche 210 bewirkt, dass die Hand in einer natürlichen Haltung in den Hohlkörper eingeführt werden kann, ohne die Wandflächen 201 zu berühren. Dabei werden die Handflächen 401, 402 des Benutzers durch die Vernebelungsdüsen 320 mit einer laminaren Strömung der vernebelten Lösung von allen Seiten im Wesentlichen gleichmäßig benetzt. Hierbei ist es von Vorteil, wenn der Benutzer die Finger spreizt. Die Vernebelung der Lösung wird durch den Vernebelungsventilator 310 in Gang gesetzt und erfolgt durch die Vernebelungsdüsen 320. Ein auf den Handflächen 401, 402 des Benutzers nicht polymerisierender Anteil des antimikrobiellen Wirkstoffes wird zusammen mit einem nicht verdunstenden Anteil des Lösungsmittels in Rückführkanälen 330 gesammelt, durch eine Filtervorrichtung 335 von Verunreinigungen und Mikroben getrennt und an die Vernebelungsvorrichtung 300 zurückgeführt. Die Filtervorrichtung 335 weist eine Komponente in Form eines Siebes auf, welche am tiefsten Punkt des Hohlkörpers 200 eingefügt und in einer bevorzugten Ausführungsform leicht austauschbar ist. Am unteren Ende der Vorrichtung 100 ist die Vernebelungsvorrichtung 300 angeordnet. Diese besteht aus einem topfartigen Becken zur Nebelerzeugung 345 und einem Vernebler 305. Der Vernebler 305 ist von herkömmlicher Bauart und erzeugt einen Nebel, sofern er von einer gewissen Menge des Lösungsmittels umgeben ist.
Oberhalb der Vernebelungsvorrichtung 300 ist eine Mischkammer 348 angeordnet, in der die zusammengeführten Luftströme im Wesentlichen gleichgerichtet werden, d.h. die Luftströme haben einen im Wesentlichen laminaren Charakter, wenn sie aus der Vernebelungsvorrichtung 300 mit Nebel angereichert aufsteigen, um anschließend zu den inneren und äußeren Ellipsoidflächen 220, 210 geführt zu werden.
7 zeigt eine schematische Darstellung der Vorrichtung 100 in Seitenansicht mit einem Hohlkörper 200, einer inneren Ellipsoidfläche 220 und einer äußeren Ellipsoidfläche 210, wobei die Blickrichtung 400 eines Benutzers angedeutet ist. Die Ellipsoidflächen weisen eine matrixförmige Anordnung von Vernebelungsdüsen 320 auf. Die Filtervorrichtung 335 weist eine Komponente in Form eines Siebes auf, welche am tiefsten Punkt des Hohlkörpers 200 eingefügt und in einer bevorzugten Ausführungsform leicht austauschbar ist. Weiterhin sichtbar ist die Mischkammer 348 oberhalb der Vernebelungsvorrichtung 300.
8 zeigt eine schematische Darstellung der Vorrichtung 100 in Aufsicht mit einem Hohlkörper 200, einer inneren Ellipsoidfläche 220 und einer äußeren Ellipsoidfläche 210. Die Ellisoidflächen weisen eine matrixförmige Anordnung von Vernebelungsdüsen 320 auf. Sperrluftventilatoren 370 erzeugen einen Sperrluftstrom, der mittels der Sperrluftkanäle 380 zu den Sperrluftdüsen 360 geleitet wird und dort den Austritt der vernebelten Lösung aus den Öffnungen 101, 102 des Hohlkörpers 200 verhindert. Die laminare Strömung der vernebelten Lösung wird durch den Sperrluftstrom auf das Volumen des Hohlkörpers 200 begrenzt.
9 zeigt eine schematische Darstellung des Holkörpers 200 der Vorrichtung 100 in Schrägsicht. Der Hohlkörper 200 wird durch eine innere Ellipsoidfläche 220 und eine äußere Ellipsoidfläche 210 gebildet. Die Ellipsoidflächen weisen eine matrixförmige Anordnung von Vernebelungsdüsen 320 auf.
10 zeigt eine schematische Schnitt-Detaildarstellung einer Vernebelungsdüse 320, welche in einer Wandfläche 201 angeordnet ist. Eine Lösung wird mittels der Vernebelungsdüse 320 vernebelt und bildet eine Vielzahl einzelner Nebeltröpfchen 203, welche mit einer laminaren Strömung 202 in den Hohlkörper 200 einströmen und dort befindliche Oberflächen, wie z.B. Handflächen im Wesentlichen gleichmäßig benetzen. Die Nebeltröpfchen 203 gemäß 10 sind lediglich schematisch dargestellt. Die Größe der Nebeltröpfchen 203 ist nicht maßstabsgetreu aus 10 zu entnehmen. Die gezeigten Ellipsen mit der Bezeichnung 203 geben den Ort wieder, an dem die Nebeltröpfchen nach Verlassen der Verneblungsdüse 320 in eine laminaren Strömung 202 übergehen.
11 zeigt eine schematische Detailansicht eines Vernebelungsventilators 310 und der Rückführkanäle 330. Die Lösung wird durch die Rückführkanäle 330 zur Wiederverwendung an die Vernebelungsvorrichtung 300 zurückgeführt (etwaiger Schlauch oder Rohrleitung ist nicht gezeigt) und erneut verwendet.
12 zeigt eine schematische Detailansicht einer Vorrichtung 340 zum Kreieren eines Nebels, welche ein topfartiges Becken 345 für die Nebelerzeugung aufweist, in welchem ein Nebel kreiert und über Luftströmungen, die durch einen Ventilator (nicht in 12 sichtbar) erzeugt und durch Führungskanale 341 in den Hohlkörper 200 (nicht in 12 sichtbar) geleitet wird. Die Führungskanäle 341 sind erfindungsgemäß so ausgelegt, dass sich eine laminare Strömung entlang der Führungen 341 ausbildet. Hierzu sind die Kurven und Einlassbereiche so ausgebildet, dass die Krümmungsradien eine Ausbildung einer laminaren Strömung unterstützen. Um eine gleichmäßige Ausbringung des Nebels zu gewährleisten, die wiederum eine gleichmäßige Benetzung, beispielsweise der Hände ermöglicht, ist es erfindungsgemäß vorteilhaft, dass die Volumenströme des Nebels für die innere Ellipsoidfläche 220 und die äußere Ellipsoidfläche 210 im Wesentlichen gleich sind. Dieser Vorteil wird dadurch erreicht, dass die Querschnittsflächen der Führungen 341 für die innere Ellipsoidfläche 220 und die äußere Ellipsoidfläche 210 aufeinander abgestimmt werden.
Die Lösung bestehend aus einem Lösungsmittel und mindestens einem antimikrobiellen Wirkstoffes wird, soweit das Lösungsmittel nicht verdunstet ist und der antimikrobielle Wirkstoff nicht auf den Oberflächen polymerisiert ist, in Rückführkanälen 330 (in 12 nicht sichtbar) gesammelt, durch eine Filtervorrichtung 335 (in 12 nicht sichtbar) von Verunreinigungen und Mikroben getrennt und an die Vernebelungsvorrichtung 300 (etwaiger Schlauch oder Rohrleitung in 12 nicht sichtbar) zurückgeführt. Dort wird die Lösung erneut verwendet.
13 zeigt eine schematische Detailansicht der Sperrluftanordnung 350, welche Sperrluftventilatoren 370, Sperrluftkanäle 380 und Sperrluftdüsen 360 aufweist. Um einen Austritt der vernebelten Lösung in die Umgebung zu minimieren, weist der Hohlkörper 200 an den Stirnseiten 110, 120 Sperrluftanordnungen 350 mit Sperrluftdüsen 360 auf, die eine Sperrluftströmung an den offenen Stirnflächen 110, 120 des Hohlkörpers 200 erzeugen.
14 zeigt eine schematische Detailansicht einer Sperrlufterzeugung 355, in welcher Sperrluftventilatoren 370 und Sperrluftkanäle 380 in montiertem Zustand dargestellt sind.
15 zeigt eine schematische Komponentendarstellung eines Sperrluftventilators 370 und einer Halbschale des Sperrluftkanals 380.
16 zeigt eine schematische Darstellung der Vorrichtung 340 zum Kreieren eines Nebels mit dem Becken für die Nebelerzeugung 345. Hierbei sind wesentliche Luftströme 342 und Strömungsrichtungen 343 schematisch dargestellt, welche von einem Strömungseintritt 346 in die Führungskanäle 341 bis zu einem Strömungsaustritt 347 aus der Vorrichtung 340 zum Kreieren eines Nebels oberhalb des Verneblers 305 führen. Der im Vernebler 305 erzeugte Nebel wird durch die schematisch dargestellten Luftströme 342 nach oben in die innere und äußere Ellipsoidfläche (nicht gezeigt in 16) befördert. Erfindungsgemäß werden die Luftströme 342 so durch die Führungskanäle 341 geleitet, dass die Luftströme sich im Wesentlichen im Zentralbereich oberhalb des Verneblers 305 treffen, um von dort weiter in die Mischkammer 348 (nicht gezeigt in 16) befördert zu werden. Von der Mischkammer 348 werden die idealerweise gleichen Volumenströme auf die innere und äußere Ellipsoidfläche verteilt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102010020887 A1 [0004]

Claims

Verfahren zur Durchführung eines Kreisprozesses mit mindestens einem antimikrobiellen Wirkstoff, wobei der antimikrobielle Wirkstoff in einem Lösungsmittel gelöst ist, und die Lösung entweder in einer Nebelphase oder in einer flüssigen Phase vorliegt, wobei die Lösung bei einem Übergang von der flüssigen Phase in die Nebelphase zur Erzeugung einer im Wesentlichen laminaren Strömung beschleunigt wird, wobei die Lösung in der Nebelphase einen vorgegebenen, aber nicht vollständig abgeschlossenen Raum durchströmt und die im Wesentlichen laminare Strömung der vernebelten Lösung bei einem Übergang von der Nebelphase in die flüssige Phase abgebremst wird und wobei die Lösung in der flüssigen Phase gesammelt und/oder von anderen Stoffen getrennt und/oder durch Kanäle und/oder Leitungen an den Ausgangspunkt des Kreisprozesses zurückgeführt wird.
Verfahren zur Durchführung eines Kreisprozesses nach Anspruch 1, wobei ein Teil des Lösungsmittels durch Verdunsten aus dem Kreisprozess austritt.
Verfahren zur Durchführung eines Kreisprozesses nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei als Lösungsmittel Wasser, ein kurz- oder mittelkettiger Alkohol, ein Phenol, ein Glykol, Glycerol, Ethylhexylglycerin, Diglycerol, ein Ester eines kurz- oder mittelkettigen Alkohols oder eines Phenols, ein Ether eines kurz- oder mittelkettigen Alkohols oder eines Phenols, eine Carbonsäure, ein primäres oder sekundäres Amin, ein primäres oder sekundäres Amid, Propylenglycol, Polyethylenglycol, Aceton oder eine Mischung zweier oder mehrerer dieser Lösungsmittel verwendet wird.
Verfahren zur Durchführung eines Kreisprozesses nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei als Lösungsmittel eine Mischung von Wasser und mindestens einem kurz- oder mittelkettigen Alkohol verwendet wird, wobei diese Mischung etwa 65 bis etwa 80 Gewichts-% des mindestens einen Alkohols enthält.
Verfahren zur Durchführung eines Kreisprozesses nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei als Lösungsmittel im Wesentlichen Wasser verwendet wird.
Verfahren zur Durchführung eines Kreisprozesses nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei das Lösungsmittel und/oder ein Teil des antimikrobiellen Wirkstoffs beim Abbremsen auf einer Oberfläche eines oder mehrerer beliebig geformter dreidimensionaler Gegenstände niederschlagen und wobei ein Teil des antimikrobiellen Wirkstoffs durch Anhaften und/oder Auftrocknen auf der Oberfläche verbleibt.
Verfahren zur Durchführung eines Kreisprozesses nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei der eine oder die mehreren dreidimensionalen Gegenstände in dem vorgegebenen Raum austauschbar sind.
Verfahren zur Durchführung eines Kreisprozesses nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Lösung des antimikrobiellen Wirkstoffs in der Nebelphase teilweise durch Wandflächen und teilweise durch eine Sperrströmung eingeschlossen ist.
Verfahren zur Durchführung eines Kreisprozesses nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei der vorgegebene Raum so ausgeformt ist, dass der eine oder die mehreren Gegenstände in den vorgegebenen Raum einführbar sind, ohne dessen Wandflächen zu berühren, wobei der Kreisprozess insbesondere durch Sensoren aktivierbar ist.
Verfahren zum Herstellen einer antimikrobiellen Beschichtung auf einer Oberfläche mit den Schritten: - Erzeugen eines Nebels bestehend aus mindestens einem antimikrobiellen Wirkstoff und einem Lösungsmittel; - Beschleunigung des Nebels derart, dass eine im Wesentlichen laminare Strömung erzeugt wird, die mit einer hohen Geschwindigkeit auf der Oberfläche auftrifft; - Niederschlag des Nebels und Benetzung der Oberfläche mit dem antimikrobiellen Wirkstoff und dem Lösungsmittel; - Verdunsten des Lösungsmittels.
Verfahren zum Herstellen einer antimikrobiellen Beschichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 10, wobei der Nebel mittels eines Ventilators (310) auf eine hohe Strömungsgeschwindigkeit gebracht wird.
Verfahren zum Herstellen einer antimikrobiellen Beschichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 10 oder 11, wobei der beschleunigte Nebel zur Ausbildung einer im Wesentlichen laminaren Strömung durch Führungskanäle (315) geleitet wird.
Verfahren zum Herstellen einer antimikrobiellen Beschichtung mit den Merkmalen gemäß einem der Ansprüche 10 bis 12, mit dem weiteren Schritt, dass der Nebel durch eine Vielzahl von Öffnungen (320) geleitet wird bevor der Nebel auf der Oberfläche auftrifft.
Verfahren zum Herstellen einer antimikrobiellen Beschichtung mit den Merkmalen gemäß einem der Ansprüche 10 bis 13, mit dem weiteren Schritt, dass der Nebel in einer oder mehreren Benetzungskammern auf der Oberfläche auftrifft.
Verfahren zum Herstellen einer antimikrobiellen Beschichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 14, wobei die Oberfläche eine menschliche Hand ist.
Verfahren zur Rückgewinnung einer Lösung mindestens eines antimikrobiellen Wirkstoffs, wobei die Lösung in einem Kreisprozess geführt wird, wobei die Lösung in einem ersten Schritt des Kreisprozesses vernebelt wird, wobei die vernebelte Lösung in einem zweiten Schritt in Form einer laminaren Strömung mit hoher Geschwindigkeit auf einer Oberfläche auftrifft und die vernebelte Lösung sich in einem dritten Schritt auf der Oberfläche niederschlägt, wobei in einem vierten Schritt die niedergeschlagene Lösung vollständig oder teilweise von der Oberfläche abfließt bzw. abtropft und in einem fünften Schritt die Lösung durch eine Rückgewinnungsvorrichtung (330) zurückgewonnen wird.
Verfahren zur Rückgewinnung einer Lösung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 16, wobei in einem sechsten Schritt die Lösung durch eine Filtervorrichtung (335) geleitet wird, um Verunreinigungen aus der Lösung auszufiltern, die in den Schritten eins bis fünf in die Lösung eingetragen worden sind.
Verfahren zur Rückgewinnung einer Lösung mit den Merkmalen gemäß einem der Ansprüche 16 oder 17, wobei der mindestens eine antimikrobielle Wirkstoff ein Desinfektionsmittel ist.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei der mindestens eine antimikrobielle Wirkstoff ausgewählt ist aus der Gruppe enthaltend quartäre Ammoniumverbindungen, phenolische Verbindungen, einwertige kurzkettige Alkohole, Aldehyde, milde organische Säuren, Wasserstoffperoxid, hypochlorige Säure und pflanzliche Extrakte.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei der mindestens eine antimikrobielle Wirkstoff ausgewählt ist aus der Gruppe enthaltend quartäre Ammoniumverbindungen, phenolische Verbindungen und einwertige kurzkettige Alkohole.
Verfahren nach Anspruch 19 oder 20, wobei der mindestens eine antimikrobielle Wirkstoff Benzalkoniumchlorid, Benzethoniumchlorid, 5-Chlor-2-(2,4-dichlorphenoxy)-phenol, 4-Chlor-3,5-dimethylphenol, Ethanol, n-Propanol und/oder Isopropanol ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 21, wobei der mindestens eine antimikrobielle Wirkstoff Benzalkoniumchlorid, Benzethoniumchlorid und/oder Ethanol ist.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Lösung des mindestens einen antimikrobiellen Wirkstoffs zusätzlich ein geeignetes Feuchthaltemittel und/oder ein geeignetes Spreitmittel enthält.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Lösung des mindestens einen antimikrobiellen Wirkstoffs zusätzlich ein Silan mit funktionellen Gruppen ausgewählt aus -OR, -NR₂, -R-NR₂, -R-N+(R)₂-R X-, -R-X, -R-SH und -R-SO₃, wobei X=Halogen, R unabhängig voneinander = - H, lineares oder verzweigtes C₁ - C₁₉ Alkyl, C₃ - C₈ Cycloalkyl, C₁ - C₁₉ Carboxyl, enthält, wobei die funktionellen Gruppen so ausgewählt sind, dass das Silan das Wachstum von Mikroben hemmt oder Mikroben abtötet.
Verfahren nach Anspruch 24, wobei das Silan drei Hydroxy- oder Alkoxygruppen aufweist und eine weitere funktionelle Gruppe ausgewählt aus -NR₂, -R-NR₂, -R-N+(R)₂-R X-, -R-X, -R-SH und -R-SO₃ , wobei X=Halogen, R unabhängig voneinander = -H, lineares oder verzweigtes C₁ - C₁₉ Alkyl, C₃ - C₈ Cycloalkyl, C₁ - C₁₉ Carboxyl.
Verfahren nach Anspruch 24 oder 25, wobei das Silan ein Trisilanol oder ein Trimethoxysilan ist mit einer weiteren funktionellen Gruppe, die ein quartäres Ammoniumsalz mit einer linearen oder verzweigten C₁₀ - C₁₉ Alkylgruppe oder einer C₃ - C₈ Cycloalkylgruppe enthält.
Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 26, wobei das Silan nachstehende Formel aufweist:
wobei R unabhängig voneinander = - H oder C₁ - C₃ Alkyl, R' = C₁ oder C₈- C₁₀ Alkyl, X = Cl, Br und n, m =2,3,4, ..., 18und 10 < n+m < 25.
Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 27, wobei das Silan Dimethyloctadecyl-[3-(trimethoxysilyl)propyl]ammoniumchlorid, Dimethyltetradecyl-[3-(trimethoxysilyl)propyl]-ammoniumchlorid, Methyldidecyl-[3-(trimethoxysilyl)propyl]-ammoniumchlorid und/oder Diemethyloctadecyl-[3-(trihydroxysilyl)propyl]-ammoniumchlorid ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 28, wobei das Silan Dimethyloctadecyl-[3-(trimethoxysilyl)propyl]ammoniumchlorid ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Lösung des mindestens einen antimikrobiellen Wirkstoffs zusätzlich einen geeigneten Lösungsvermittler enthält, soweit der antimikrobielle Wirkstoff nicht in ausreichender Konzentration in dem Lösungsmittel, insbesondere in Wasser, löslich ist.
Vorrichtung zum Aufbringen einer antimikrobiellen Beschichtung auf eine Oberfläche aufweisend: - einen Hohlkörper (200) mit einer oder mehreren Öffnungen (101, 102), durch welche mit einer antimikrobiellen Beschichtung zu beschichtende Objekte in den Hohlkörper (200) einführbar sind; - eine Vernebelungsvorrichtung (300) zur Vernebelung mindestens eines in einem Lösungsmittel gelösten antimikrobiellen Wirkstoffes; - Mittel (310) zur Erzeugung einer laminaren Strömung hoher Geschwindigkeit des vernebelten mindestens einen in einem Lösungsmittel gelösten antimikrobiellen Wirkstoffes, - Mittel zum Transport des vernebelten mindestens einen in einem Lösungsmittel gelösten antimikrobiellen Wirkstoffes zum Hohlkörper (200), wobei die laminare Strömung durch eine Vielzahl von düsenartigen Auslässen (320) in den Hohlkörper (200) einströmt zur Herstellung einer antimikrobiellen Beschichtung auf dem wenigstens einen in den Hohlkörper (200) eingeführten Objekt.
Vorrichtung zum Aufbringen einer antimikrobiellen Beschichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 31, weiterhin aufweisend: eine Rückgewinnungsvorrichtung (330) zur Rückgewinnung des mindestens einen in einem Lösungsmittel gelösten antimikrobiellen Wirkstoffes.
Vorrichtung zum Aufbringen einer antimikrobiellen Beschichtung mit den Merkmalen gemäß einem der Ansprüche 31 oder 32, weiterhin aufweisend: einer Filtervorrichtung (335) zur Filterung des mindestens einen in einem Lösungsmittel gelösten antimikrobiellen Wirkstoffes.
Vorrichtung zum Aufbringen einer antimikrobiellen Beschichtung mit den Merkmalen gemäß einem der Ansprüche 31 bis 33, weiterhin aufweisend: eine Sperrluftvorrichtung (350) zur Begrenzung der laminaren Strömung auf den Innenraum des Hohlkörpers (200).
Vorrichtung zum Aufbringen einer antimikrobiellen Beschichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 31, wobei der Hohlkörper (200) durch zwei gegenüberliegende unterschiedlich ausgebildete Ellipsoidflächen (210, 220) definiert ist, und wobei der Hohlkörper (200) Öffnungen (101, 102) an den Stirnflächen (110, 120) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 35, wobei durch die erste Ellipsoidfläche (210) ein konvexer Teil des Hohlkörpers (200) ausgebildet ist und durch die zweite Ellipsoidfläche (220) ein konkaver Teil des Hohlkörpers (200) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 31 bis 36, wobei der Hohlkörper (200) verteilt über die Umfänge seiner Stirnflächen (110, 120) eine oder mehrere Spaltenanordnungen von Sperrluftdüsen (360) und Sperrlufterzeuger bzw. Sperrluftventilatoren (370) aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 31 bis 37, wobei die Benetzung mit einem Desinfektionsmittel erfolgt.
Vorrichtung nach Anspruch 38, wobei die Benetzung der Handdesinfektion dient.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 31 bis 39, wobei die Vorrichtung weiterhin einen oder mehrere Vorratsbehälter für den mindestens einen in einem Lösungsmittel gelösten antimikrobiellen Wirkstoff aufweist, wobei der eine oder die mehreren Vorratsbehälter mit einem kontaktgebundenen oder kontaktlosen Identifikationssystem, insbesondere mit RFID-Technologie, ausgestattet sind.