DE102020122959A1 - Oberflächenaktives Desinfektionsmittel - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Desinfektionsmittel für Oberflächen mit kontrollierbarer Langzeitwirkung. Dies wird erreicht durch eine Zusammensetzung umfassend mindestens ein Polymer von quaternären Ammoniumverbindung, bzw. ein Salz davon; mindestens eine antiviral und/oder antimikrobiell wirkende Verbindung und mindestens ein Lösungsmittel.
Description
- Gebiet der Erfindung
- Die Erfindung betrifft ein Desinfektionsmittel für Oberflächen mit kontrollierbarer Langzeitwirkung.
- Die Reinigung und Desinfektion von Oberflächen ist gerade bei Oberflächen, welche von vielen Personen berührt werden von hoher Bedeutung, um die Verbreitung von Viren und Bakterien durch Schmierinfektion zu verhindern.
- Meistens werden dazu diese Oberflächen mit Lösungen von antiviralen und/oder antimikrobiellen Wirkstoffen behandelt. Diese Lösungen führen zwar zu sauberen Oberflächen, aber die Wirkstoffe sind relativ schnell unwirksam, da sie bei Kontakt schnell von den Oberflächen wieder abgelöst werden.
- Auch dürfen die Wirkstoffe gerade bei Oberflächen, welche durch Hautkontakt berührt werden, wie Türklinken, Schalter, Tische, etc. keine negativen Effekte haben, wie beispielsweise das Auslösen von Hautirritationen.
- Außerdem dürfen die Wirkstoffe auch die Oberflächen nicht angreifen, gerade wenn sie aus empfindlichen Materialien wie Kunststoffen bestehen.
- Gerade die schnell wieder eintretende Unwirksamkeit nach dem Auftragen erfordert daher ein häufiges Behandeln der Oberflächen.
- Quartäre Ammoniumverbindungen, gelegentlich auch QAV oder Quats genannt, sind organische Ammoniumverbindungen, bei denen alle vier Valenzen des Stickstoff-Atoms organisch gebunden sind. Es handelt sich somit um ionische Verbindungen. Es gibt den Amin-Typ NR4 +X-, bei dem alle vier R organische Reste sind, und den Imin-Typ R=NR2 +X-; X ist das zugehörige Anion. Auch N-alkylierte Heteroaromaten gehören zu den quartären Ammoniumverbindungen.
- Polyquat ist der gebräuchliche Name für eine Klasse von Schwimmbad- und Whirlpoolalgiziden, welche chemisch zumeist aus n-Alkyldimethylbenzylammoniumchlorid bestehen, wobei auch einige Dialkylmonomethylisomeren eingeschlossen sind. Der allgemeine Name leitet sich von der Tatsache ab, dass diese Verbindungen POLY-alkyl QUATernäre Amine sind.
- So wird z.B. Polyquat DMA/E 50, nämlich Poly[(dimethyliminio)-2-hydroxy-1,3-propandiylchlorid], für die Behandlung von Schwimmbadwasser vorgeschlagen, insbesondere aufgrund seiner langanhaltenden bioziden Wirkung.
- Polyquat DMA/E 50 ist nicht flüchtig und nicht schäumend, greift keine Metallteile an und fördert auch das Absetzen von Verunreinigungen. Weiter weist das Polyquat eine sehr niedrige Toxizität auf, verursacht keine Irritation von Augen oder Haut und hat auch keinen unangenehmen Geruch sowie eine anhaltende Wirksamkeit und eine Unempfindlichkeit gegenüber dem pH-Wert. Das Polyquat ist, wie bereits ausgeführt, auch biozid wirksam, somit per Definition sowohl als Bakterizid als auch als Algizid einsetzbar.
- Hinsichtlich der Wirkungsweise der Polyquats oder ähnlicher Verbindungen wird angenommen, dass diese durch Zerfall der Polymerkette langsam quaternäre Ammoniumverbindungen freisetzen, wobei höhere Temperatur, stärkere Sonneneinstrahlung und andere Faktoren auch ein schnelleres Zersetzen des Polyquats zur Folge hat. Polyquats sind bereits zur Behandlung von Badewasser bekannt.
- Aufgabe
- Aufgabe der Erfindung ist es, ein Desinfektionsmittel anzugeben, welche die Desinfektion von Oberflächen mit einer Langzeitwirkung erlaubt.
- Lösung
- Diese Aufgabe wird durch die Erfindungen mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Der Wortlaut sämtlicher Ansprüche wird hiermit durch Bezugnahme zum Inhalt dieser Beschreibung gemacht. Die Erfindungen umfassen auch alle sinnvollen und insbesondere alle erwähnten Kombinationen von unabhängigen und/oder abhängigen Ansprüchen.
- Die Aufgabe wird gelöst durch eine Zusammensetzung umfassend
- a) Mindestens ein Polymer von quaternären Ammoniumverbindung, bzw. ein Salz davon;
- b) Mindestens eine antiviral und/oder antimikrobiell wirkende Verbindung;
- c) Mindestens ein Lösungsmittel.
- Bevorzugt sind als Komponente a) Polymere der allgemeinen Formel (I):
- Insbesondere ist günstig, wenn R1 und R2 gleich sind und jeweils eine Methylgruppe bedeuten, n und m gleich sind und jeweils 1 bedeuten, X- Chlorid bedeutet, und p 35 ≤ p ≤ 160 beträgt, bevorzugt 40 ≤ p ≤ 140. Als bevorzugter Vertreter dieser Verbindung wird Poly[(dimethyliminio)-2-hydroxy-1,3-propandiylchlorid] genannt, welches im Handel mit definierten Polymerisationsgraden erhältlich ist.
- Die Verwendung von Polyquat DMA/E 50 (TRIGON Chemie GmbH, Breitwiesenstr. 1, 36381 Schlüchtern, Deutschland), einem Polymer von quaternären Ammoniumverbindungen mit (Dimethyliminio)-2-hydroxy-1,3-propandiylchlorid-Monomeren wird hierbei besonders bevorzugt.
- In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung beträgt p 120 ≤ p ≤ 160, bevorzugt 120 ≤ p ≤ 150, wobei bevorzugt n und m gleich sind und jeweils 1 bedeuten und X- Chlorid bedeutet.
- Das Polymer bildet auf der Oberfläche einen Film, welche durch die Einlagerung der Substanz eine langfristige desinfizierende Wirkung aufweist. Auch der Film selbst wirkt bevorzugt antiviral.
- Dabei bedeutet antimikrobiell, dass eine Verbindung oder Zusammensetzung Mikroorganismen töten oder ihr Wachstum verlangsamen oder stoppen kann, insbesondere aber nicht beschränkt auf Bakterien, Pilze und Hefen.
- Dabei bedeutet antiviral, dass eine Verbindung oder Zusammensetzung Viren inaktivieren oder zersetzen kann, insbesondere aber nicht beschränkt auf umhüllte oder nicht umhüllte Viren.
- Der Ausdruck therapeutisch wirksame Menge steht für die Menge an einer Verbindung oder der erfinderischen Zusammensetzung, welche ausreichend ist, um eine antimikrobielle und/oder antivirale Wirkung auf einer Oberfläche zu erzielen.
- In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die mindestens eine antivirale und/oder antimikrobielle Verbindung eine quaternäre Ammoniumverbindung oder ein Salz davon. Solche Salze umfassen üblicherweise eine quaternäre Ammoniumgruppe welche mindestens an einer C6-C18 linearen oder verzweigten Alkyl- oder Arylalkylkette gebunden ist. Besonders geeignete Verbindungen können durch folgende Formel (II) dargestellt werden:
R11R12N+R13R14X- (II) - Wobei gleich oder verschieden R11 und R12 lineare oder verzweigte C1- bis C18- Alkyl-, Alkenyl oder Arylalkylketten sind, welche an möglichen Positionen mit N, O oder S substituiert sein können, wobei mindestens ein R11 oder R12 eine lineare oder verzweigte C8- bis C18- Alkyl- Alkenyl oder Arylalkylkette ist, welche an möglichen Positionen mit N, O oder S substituiert sein kann. Bevorzugt sind R11 und R12 unsubstituiert. R13 und R14 stehen gleich oder verschieden für lineare oder verzweigte C1 bis C6 Alkyl, Phenyl, Benzyl oder C8- bis C12-Arylalkylgruppen, wobei R13 und R14 auch einen Ring bilden können.
- X- steht für ein Anion, bevorzugt ausgewählt aus Halogenid (z. B. Fluorid, Chlorid, Bromid, Iodid, bevorzug Chlorid), Carboxylat, Carbonat, Bicarbonat oder Sulfat.
- Beispiele für solche Verbindungen sind Benzalkoniumhalogenide mit einer Alkylkette mit 12 bis 16 Kohlenstoffatomen, Benzalkoniumhalogenide, welche Alkylgruppen am Phenylring tragen, Dimethylalkylammoniumhalogenide mit einer Alkylgruppe, welche eine Kettenlänge von 8 bis 18 Kohlenstoffatomen aufweist. Benzethoniumhalogenide, wie Benzethoniumchlorid, Alkylierte Benzethoniumhalogenide.
- Bevorzugte Verbindungen sind Benzalkoniumhalogenide mit einer Alkylkette mit 12 bis 16 Kohlenstoffatomen, bevorzugt die entsprechenden Chloride, und Dimethylalkylammoniumhalogenide mit einer Alkylgruppe, welche eine Kettenlänge von 8 bis 18 Kohlenstoffatomen aufweist.
- In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden mindestens zwei unterschiedliche antivirale und/oder antimikrobielle Verbindungen einsetzt. Bevorzugt sind antivirale und antimikrobielle Verbindungen. Dabei unterscheiden sich die Verbindungen bevorzugt mindestens in der Struktur ihrer Kationen.
- In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die Zusammensetzung mindestens ein Benzalkoniumhalogenid mit einer Alkylkette mit 12 bis 16 Kohlenstoffatomen, bevorzugt das entsprechende Chlorid, und mindestens ein Dimethylalkylammoniumhalogenid, bevorzugt das Chlorid, mit einer Alkylgruppe, welche eine Kettenlänge von 8 bis 18 Kohlenstoffatomen aufweist.
- Besonders bevorzugte Verbindungen sind Didecyldimethylammoniumchlorid (DDAC, CAS 7173-51-5) und Benzyl-C12-C16alkyldimethylchlorid (CAS 68424-85-1).
- In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung basieren alle Komponenten a) und b) der Zusammensetzung auf quaternären Ammoniumverbindungen, bevorzugt wie vorstehend ausgeführt.
- Der Gehalt an den Komponenten a), b) wird so gewählt, dass die Zusammensetzung eine effektive therapeutische Wirkung aufweist. Dabei wird sie so gewählt, dass keine Irritationen oder Gefährdung bei Berührung zu erwarten sind.
- Der Gehalt an Komponente a) liegt bevorzugt bei 0,01 bis 15 Gew.-% bezogen auf die gesamte Zusammensetzung mit Lösungsmittel, bevorzugt 0,05 bis 10 Gew.-%, insbesondere von 0,1 bis 8 Gew.-%, ganz besonders 0,5 bis 5 Gew.-%.
- Der Gehalt an Komponente b) liegt für jede Komponente jeweils bevorzugt bei 0,01 bis 15 Gew.-% bezogen auf die gesamte Zusammensetzung mit Lösungsmittel, bevorzugt 0,02 bis 10 Gew.-%, insbesondere von 0,02 bis 8 Gew.-%, ganz besonders 0,5 bis 7,5 Gew.-%.
- Die minimale Menge kann dabei so gewählt werden, dass eine entsprechende Aktivität noch gewährleistet ist. Bevorzugt wird die Menge so gewählt, dass gemäß EN 14476:2013+A2:2019 eine Reduzierung um 4 Log10-Stufen für modified vaccina virus ankara unter reinen Bedingungen erreicht wird. Dadurch kann insbesondere sichergestellt werden, dass eine viruzide Aktivität gegen alle umhüllten Viren erreicht wird. Diese beinhaltet beispielsweise MERS-CoV, SARS-CoV-1, SARS-CoV-2, HIV, HBV, Influenzaviren.
- Die Zusammensetzung umfasst mindestens ein Lösungsmittel. Die Wahl des Lösungsmittels hängt auch von der Art der Auftragung ab. Insbesondere wenn die Zusammensetzung schnell einen Film bilden soll, ist ein Anteil flüchtiger Lösungsmittel vorteilhaft.
- In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Lösungsmittel Wasser, bevorzugt zu mindestens 50 Gew.-%, insbesondere mindestens 60 Gew.-%.
- In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das mindestens eine Lösungsmittel Wasser und mindestens einen in der Zusammensetzung löslichen Alkohol. Bevorzugt ist ein Alkohol mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen, bevorzugt Methanol, Ethanol, 1-Propanol, 2-Propanol, 1-Butanol, 2-Butanol, tert.-Butanol, besonders bevorzugt Ethanol, 2-Propanol, insbesondere 2-Propanol.
- Der mindestens eine Alkohol liegt mit einem Anteil von bevorzugt 10 bis 55 Gew.-%, bevorzugt 10 bis 30 Gew.-%, insbesondere 15 bis 30 Gew.-% in der Zusammensetzung vor.
- Besonders bevorzugt ist daher eine Zusammensetzung umfassend 0,01 bis 15 Gew-.% einer Komponente a), 0,01 bis 15 Gew.-% einer ersten Komponente b) ausgewählt aus Benzalkoniumchlorid mit einer Alkylkette mit 12 bis 16 Kohlenstoffatomen und 0,01 bis 15 Gew.-% einer zweiten Komponente b) ausgewählt aus Dimethylalkylammoniumchlorid mit einer Alkylgruppe, welche eine Kettenlänge von 8 bis 18 Kohlenstoffatomen aufweist, sowie als Lösungsmittel 15 bis 30 Gew.-% 2-Propanol und Wasser. Ganz besonders bevorzugt ist eine Zusammensetzung umfassend 0,1 bis 8 Gew-.% einer Komponente a), 0,02 bis 8 Gew.-% einer ersten Komponente b) ausgewählt aus Benzalkoniumchlorid mit einer Alkylkette mit 12 bis 16 Kohlenstoffatomen und 0,02 bis 8 Gew.-% einer zweiten Komponente b) ausgewählt aus Dimethylalkylammoniumchlorid mit einer Alkylgruppe, welche eine Kettenlänge von 8 bis 18 Kohlenstoffatomen aufweist, sowie als Lösungsmittel 15 bis 30 Gew.-% 2-Propanol und Wasser, insbesondere eine Zusammensetzung umfassend 0,5 bis 5 Gew.-% einer Komponente a), 0,5 bis 7,5 Gew.-% einer ersten Komponente b) ausgewählt aus Benzalkoniumchlorid mit einer Alkylkette mit 12 bis 16 Kohlenstoffatomen und 0,5 bis 7,5 Gew.-% einer zweiten Komponente b) ausgewählt aus Dimethylalkylammoniumchlorid mit einer Alkylgruppe, welche eine Kettenlänge von 8 bis 18 Kohlenstoffatomen aufweist, sowie als Lösungsmittel 15 bis 30 Gew.-% 2-Propanol und Wasser.
- Eine solche Zusammensetzung ist besonders geeignet zum Aufsprühen auf Oberflächen. Durch den Gehalt an 2-Propanol und die Inhaltsstoffe werden viele unterschiedliche Oberflächen gut benetzt und ein guter Film gebildet.
- Bevorzugt enthält die Zusammensetzung keine weiteren Zusatzstoffe wie Benetzungshilfsmittel, andere Polymere oder Duftstoffe. Allerdings wirken die erfindungsgemäßen bevorzugten quaternären Ammoniumverbindungen schon selbst als oberflächenaktive Substanzen.
- Die erfindungsgemäße Zusammensetzung kann Oberflächen beschichten oder imprägnieren. Sie kann durch sprühen, tauchen oder durch ein faserhaltiges oder poröses Material aufgebracht werden, beispielsweise einem Tuch oder Schwamm. Es kann sich um poröse oder nicht poröse Oberflächen handeln.
- Die Oberflächen können Oberflächen aus metallischen Materialien sein, wie Titan, Aluminium, Stahl, Kupfer oder Legierungen. Beispiele für nichtmetallische Materialien sind Thermoplaste oder polymere Materialien wie Kautschuk, Plastik, Polyester, Polypropylen, Polycarbonat, Polyvinylchlorid, Nylon, Polyethylen, Polyurethan, Silikon, Polyethylenterephthalat, Polytetrafluoroethylen, Latex, Elastomere, Holz, Holzfurnier. Es kann sich um beschichtete oder lackierte Oberflächen handeln. Es ist nur wichtig, dass sich auf der Oberfläche ein entsprechender Film aus der Zusammensetzung bilden kann.
- Die Oberflächen sind bevorzugt Oberflächen, welche häufigen Berührungen ausgesetzt sind. Dies können Haushaltsgegenstände, Spielzeuge, Maschinen, Werkzeuge, Bedienelemente von elektrischen Geräten, Telefone, Mobiltelefone, Schalter, Türen und Türgriffe, Tassen, Teller, Besteck, Tastaturen, Kaffeemaschinen, Computermäuse, Kopfhörer, Stühle, Armlehnen, Tische, Lampen, Stifte, Treppengeländer etc. sein.
- Es kann sich auch um textile Oberflächen handeln. Im Falle von Textilien können dies gewebte und ungewebte Stoffe wie Vliese sein. Die Textilien können einlagig oder mehrlagig sein. Es kann sich um natürliche Textilien aus Baumwolle, Baumwollmischgewebe wie Baumwolle-Polyester, Baumwolle-Polyamid, Baumwolle-Elastan, Seide oder Pflanzenfasern handeln. Es kann sich um Textilien auf der Basis von Polyester, Polyurethan, Polypropylen, Melamin, Aminoplaste, Polyacrylate handeln.
- Bei der Anwendung auf textile Oberflächen ist als Lösungsmittel Wasser bevorzugt, insbesondere Wasser ohne Alkohole.
- Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Desinfizieren einer Oberfläche, indem eine erfindungsgemäße Zusammensetzung auf die zu desinfizierende Oberfläche aufgebracht wird und getrocknet wird. Dabei bildet sich ein Film umfassend die Komponenten a) und b). Dadurch ist sichergestellt, dass die Zusammensetzung lange auf der Oberfläche verbleibt und so für lange Zeit eine Desinfektion der behandelten Oberfläche sicherstellt. Es kann erforderlich sein, die Zusammensetzung vor dem Trocknen auf der Oberfläche zu verteilen, um eine bessere Abdeckung zu erreichen. Dies kann beispielsweise mit einem Tuch, Schwamm oder ähnlichem geschehen. Wichtig ist, dass eine ausreichende Menge der Zusammensetzung auf der Oberfläche verbleibt.
- Die Erfindung betrifft außerdem die Verwendung einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung zur Desinfektion von Oberflächen.
- Weitere Einzelheiten und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Unteransprüchen. Hierbei können die jeweiligen Merkmale für sich alleine oder zu mehreren in Kombination miteinander verwirklicht sein. Die Möglichkeiten, die Aufgabe zu lösen, sind nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt. So umfassen beispielsweise Bereichsangaben stets alle - nicht genannten - Zwischenwerte und alle denkbaren Teilintervalle.
- Für eine erfindungsgemäße Zusammensetzung konnte eine desinfizierende Wirkung auf einer unberührten Oberfläche für den Zeitraum von 30 Tagen erreicht werden.
Claims (9)
- Zusammensetzung umfassend a) Mindestens ein Polymer von quaternären Ammoniumverbindung, bzw. ein Salz davon; b) Mindestens eine antiviral und/oder antimikrobiell wirkende Verbindung; c) Mindestens ein Lösungsmittel.
- Zusammensetzung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass Komponente a) ein Polymer der allgemeinen Formel (I) ist:
- Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Komponente b) eine quaternäre Ammoniumverbindung oder ein Salz davon ist.
- Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Komponente b) eine Verbindung der Formel (II) ist:
R11R12N+R13R14X- (II) - Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass Komponente b) ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend Benzalkoniumhalogenide mit einer Alkylkette mit 12 bis 16 Kohlenstoffatomen, Benzalkoniumhalogenide, welche Alkylgruppen am Phenylring tragen, Dimethylalkylammoniumhalogenide mit einer Alkylgruppe, welche eine Kettenlänge von 8 bis 18 Kohlenstoffatomen aufweist. Benzethoniumhalogenide, wie Benzethoniumchlorid, Alkylierte Benzethoniumhalogenide.
- Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass Komponente b) mindestens zwei unterschiedliche antivirale und/oder antimikrobielle Verbindungen umfasst.
- Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle Komponenten a) und b) der Zusammensetzung auf quaternären Ammoniumverbindungen basieren.
- Verwendung der Zusammensetzung nach einem der
Ansprüche 1 bis7 zur Desinfektion von Oberflächen. - Verfahren zur Desinfektion von Oberflächen, wobei eine Zusammensetzung nach einem der
Ansprüche 1 bis7 auf eine Oberfläche aufgebracht wird.
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