DE1051794B - Verwendung von Phenylmercuriverbindungen zum Impraegnieren von Superpolyamidborsten - Google Patents

Description

DEUTSCHES

In der Bürstenindustrie, insbesondere auch bei der Herstellung von Zahnbürsten, haben Borsten aus Superpolyamiden (Nylon) die Borsten tierischen Ursprungs weitgehend verdrängt. Während die Festigkeit und die Möglichkeit der Reinhaltung bei »Nylonborsten« hervorragend sind, weisen die Superpolyamide andererseits den Nachteil auf, daß sie unter Umständen Nährböden für das Bakterienwachstum darstellen, was insbesondere bei Zahnbürsten unerwünscht ist.

Frühere Versuche, Superpolyamidborsten selbststerilisierend (bakteriostatisch) zu machen, waren nicht immer erfolgreich. Bei der Verwendung von Phenylquecksilberverbindungen, insbesondere Phenylquecksilbersalzen, war es in vielen Fällen nötig, die bakterienfeindlichen Stoffe wegen ihrer äußerst geringen Löslichkeit in Wasser in Form einer Suspension aufzubringen, wobei es sich als schwierig erwies, eine gleichförmig haftende Ablagerung auf der Oberfläche der Borsten zu erzielen.

Es wurde daher vorgeschlagen, das Phenylquecksilbersalz vor dem Aufbringen auf die »Nylonborsten« in verhältnismäßig starker Säure zu lösen, wobei jedoch Salzsäure nicht in Frage kommt, da sie aus dem Phenylquecksilbersalz das äußerst schwer lösliche Chlorid ausfällt. Es wurde auch versucht, konzentrierte Salpetersäure zu verwenden, aber dieses Verfahren hatte den Nachteil, daß die Borsten verfärbt und bis zur Unbrauchbarkeit erweicht wurden.

Nach einem weiteren bekannten Verfahren sollen die mit einem zunächst löslichen Phenylquecksilbersalz imprägnierten Borsten bzw. Bürsten anschließend mit einer Lösung von Salzen, z. B. Halogensalzen, behandelt werden, wodurch die Imprägnierung schwer löslich in Wasser gemacht werden soll. Selbst wenn man unterstellt, daß dieser Zweck mehr oder weniger vollkommen erreicht wird, haftet jedoch ein solcher Niederschlag nicht genügend fest an den glatten Borsten, um den starken Beanspruchungen beim Gebrauch lange zu widerstehen. Derartig hergestellte Imprägnierungen sind daher nicht dauerhaft genug.

Erfindungsgemäß wird für die Dauerimprägnierung von Superpolyamidborsten mit keimtötenden Phenylquecksilberverbindungen ein Zusatz verwendet, durch welchen diese keimtötenden Mittel fest mit den Borsten verbunden werden.

Es wurde nämlich gefunden, daß die Verwendung von Borsäure gemeinsam mit Phenylquecksilberverbindungen zu einer wirksamen »Konditionierung« von Superpolyamidborsten führt, die sich darin auswirkt, daß die Phenylquecksilberverbindung als festhaftender bakteriostatischer Überzug oder imprägnierende Ablagerung in das Gefüge der Borsten eintritt.

Durch die Kombination der Phenylquecksilberver-Verwendung von Phenylmercuriverbindungen zum Imprägnieren von Superpolyamidborsten

Anmelder: Weco Products Company, Chicago, III. (V.St.A.)

Vertreter: Dr.-Ing. F. Wuesthoff, Dipl.-Ing. G. Puls

Beanspruchte Priorität: V. St. v. Amerika vom 2. Mai 1955

W. Kedzie Teller, Riverside, III., und Euphemia Marchuk, Argo, III. (V. St. A.),

als Erfinder genannt worden

bindung und der Borsäure wird die Verfärbung der »Nylonborsten« und das Auftreten eines unangenehmen Geruches, wie er z. B. bei Venvendung flüchtiger Säuren, wie Essigsäure oder Ameisensäure, zu beobachten ist, vermieden. Außerdem läßt sich auf diese Weise eine klare Lösung herstellen, und es entsteht eine festhaftende Imprägnierung, die selbst nach wiederholtem Bürsten ihre stark bakterienfeindlichen Eigenschaften nicht verliert.

Erfindungsgemäß verwendet man zur Erzielung einer festhaftenden bakteriostatischen Imprägnierung auf Superpolyamidborsten eine klare wäßrige Lösung, die auf IOOcm³ Wasser 80 bis 120 cm³ wasserlöslichen Alkohol mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen je Molekül, insbesondere Äthylalkohol, 4 bis 10 g einer Phenylquecksilberverbindung, die mindestens unter den in der Lösung herrschenden p_H-Bedingungen löslich ist und mindestens 2,0 g Borsäure enthält.

Die desinfizierende Wirkung derartiger Lösungen — allerdings mit bedeutend höheren Borsäurekonzentrationen — ist an sich bekannt. Darüber hinaus besitzt jedoch, wie gefunden wurde, die Borsäure anscheinend die Fähigkeit, bei Einwirkung auf »Nylonborsten« diese entweder durch eine Oberflächen reaktion oder auf andere chemisch-physikalische Weise für die Aufnahme der Phenylquecksilberverbindung zu konditionieren, ohne daß dabei die Borsten schlaff werden, sich verfärben oder sonstwie geschädigt

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werden. Möglicherweise reagiert auch die Borsäure mit der Phenylquecksilberverbindung unter Bildung eines Borats, das dann auf den Superpolyamidborsten ab- bzw. in diese eingelagert wird und ihnen fest anhaftet. Praktisch ist jedenfalls zu beobachten, daß die Kombination von Borsäure mit dem Phenylquecksilbersalz im Gegensatz zu verschiedenen anderen früher vorgeschlagenen Phenylquecksilbersalzkombinationen zu ausgezeichneten Imprägnierungen, insbesondere bei Zahnbürsten, führt.

Die Art der Superpolyamidbor.sten, die man erfindungsgemäß behandeln kann, ist nicht von besonderer Bedeutung, da das Verfah ren zur Behandlung von sowohl Borsten aus einer polymerisierten Hexamethylendiamin-Adipinsäure-Verbindung (Nylon Typ 66) wie von solchen aus eimer polymerisierten Hexamethylendiamin-Sebacinsäure-Verbindung (Nylon Typ 610) er folgreich angewendet worden ist.

Das Verfahren zum Aufbringen der Lösung auf die Borsten ist äußerst einfach. Handelt es sich um Zahnbürsten, so taucht man den gesamten Bürstenteil und gegebenenfalls den Stiel in die Lösung ein, die auf mindestens 50° C gehalten wird. Normalerweise genügt ein Eintauchen von wenigen Minuten. Nach dem Eintauchen trocknet man die Borsten vorzugsweise bei etwa 60° C und spült sie dann mehrere Male mit Wasser, um die wasserlöslichen Stoffe zu entfernen. Die hinterbleibende Ablagerung bzw. der Überzug weist keinen Geruch nach Essigsäure oder einer anderen flüchtigen Säure auf.

Zur Untersuchung der bakteriostatischen Eigenschaften, der behandelten Borsten wurde das im FDA-Rundschreiben Nr. 198 beschriebene Verfahren angewendet. Bei diesem Verfahren impft man einen Nähragar mit Micrococcus pyogenes var. aureus an. Die zu untersuchenden Borsten werden in den Agar gelegt und etwa 48 Stunden inkubiert. Die Hemmungszone, in der kein Bakterienwachstum vorliegt, wird an verschiedenen Stellen in der Umgebung der Borste gemessen. Das Auftreten einer Hemmungszone an sich ist schon als zufriedenstellend, eine Heinmungszone von 2 mm und darüber als hervorragend zu betrachten.

Die folgenden besonderen Beispiele erläutern die Behandlung nach dem Verfahren gemäß der Erfindung und die erzielten Ergebnisse.

Beispiel 1

Bei etwa 60°C wurde eine klare Lösung hergestellt, die 50 cm³ Wasser, 50 cm³ Äthylalkohol, 3,0 g Phenylmercuriacetat und 1,7 g Borsäure enthielt. An Stelle von Phenylmercuriacetat kann man jedes Phenylquecksilbersalz verwenden, das bei dem p_H-Wert der Lösung einigermaßen löslich ist. Zum Beispiel kann man Phenylmercurinitrat, Phenylmercurilactat oder Phenylmercurihydroxyd verwenden.

In die Lösung wurden drei Muster eingetaucht. Ein Muster war eine einzige wie in einer Zahnbürste zu einer Schlinge geformte Borste. Ein zweites Muster waren vier zu einem Büschel zusammengefaßte Borsten, und das dritte Muster war der gesamte Bürstenteil einer Zahnbürste.

Jedes Muster wurde 10 Minuten bei 70°C in die Lösung eingetaucht. Nach dem Eintauchen wurden die Muster 60 Minuten bei 60° C getrocknet und dann dreimal mit Wasser gespült.

Die Fähigkeit des Überzugs und/oder der Imprägnierung, auf der Oberfläche der »Nylonbürste« aktiv zu bleiben, wurde auf folgende Weise bestimmt. Die zu untersuchende Bürste wurde in der Klammer einer Maschine befestigt, die eine Hin- und Herbewegung ausführt, so daß sich der Oberteil der Zahnbürste bei jedem Takt etwa 5 cm hin- und herbewegt, und zwar in einer Frequenz von ISOTakten in der Minute. Der auf den Oberteil der Bürste ausgeübte Druck betrug 100 g. Der Oberteil der Bürste wird während dieser Hin- und Herbewegung mit diesem Gewicht gegen eine Reihe von Glasstäben gepreßt, die etwa 6,5 mm voneinander getrennt sind und einen Durchmesser von 6,5 mm aufweisen. Durch diese Hin- und Herbewegung bürsten die Borstenenden gegen die Glasstäbe, so wie sie an den Zähnen bürsten würden. Die Zahnbürste wird anfangs mit einem 2,5 cm langen Zahnpastastück versehen. Nach je 15 Minuten wird zusätzliche Zahnpaste zugegeben. Während des Bürstens befindet sich die Bürste beständig in einer schaumigen Lösung der Zahnpasta. Normalerweise wird die Bürste 8 Stunden in der Maschine bearbeitet, dann entfernt und in fließendem Wasser bei Zimmertemperatur oder etwas darunter über Nacht ausgelaugt, worauf man weitere Bürstversuche vornimmt.

Nach einem derartigen Abtriebversuch zeigte eine Einzelborste bei Untersuchung auf bakteriostatische Aktivität, wie oben beschrieben, unmittelbar an der Spitze eine sehr kleine Zone bakteriostatischer Aktivität, an den Seiten sowie an der Biegung der Schlinge

2 mm große bakteriostatische Zonen. Bei dem Büschel aus vier Borsten zeigte sich eine Fläche bakteriostatischer Aktivität von etwa V2 mm Durchmesser am Ende der Borsten und eine Zone von 3 mm an der Seite der Borsten sowie eine solche von 3 mm Dicke an der Biegung. Bei Untersuchung des gesamten Oberteils zeigten die Borsten eine bakteriostatische Hemmung von 7 mm über den Oberteil und von 12 mm über den Stielteil der Bürste hinaus.

Wenn man die gleiche Untersuchung auf bakteriostatische Aktivität bei einer Zahnbürste durchführte, die 59 500 Bürstvorgänge durchgemacht hatte, zeigte die einzelne Borste in der Bürste eine zufriedenstellende bakteriostatische Aktivität. An der Spitze der Borste war eine Zone von 0,5 mm festzustellen, in der das Bakterienwachstum statisch war. An den Seiten der Borste erstreckte sich die Zone über etwa 1 mm und an der Biegung über etwa 0,5 mm. Bei dem Bündel aus vier Borsten waren die entsprechenden Werte an der Spitze der Borsten 1 mm, an den Seiten

3 mm und an der Biegung 3 mm.

Beispiel 2

Bei diesem Beispiel wurde die gleiche klare Lösung wie zuvor verwendet, zum Überziehen wurden die Superpolyamidborsten jedoch 5 Minuten bei 15° C in die Lösung eingetaucht. Der Bürstenteil der Zahnbürste wurde 5 Minuten bei 60° C getrocknet und 4mal in Wasser gespült. Nach dieser Behandlung wurde der Bürstenteil der Zahnbürste 266mal ausgelaugt und 39 000 maschinellen Bürstvorgängen unterworfen. Nach Beendigung dieses Verfahrens zeigte die Einzelborste immer noch eine geringe bakteriostatische Aktivität an der Spitze und an der Biegung und eine bakteriostatische Zone von 2 mm an beiden Seiten der Borste. Ein Bündel von vier Borsten wies eine bakteriostatische Zone von 0,5 mm an der Spitze. 5 mm an der Biegung und 3 mm an den Seiten der Borsten auf.

Ein gewöhnlicher Bürstenteil einer Zahnbürste enthält in den Borsten gewöhnlich etwa 1 g »Nylon«. Bei der erfindungsgemäß verwendeten Zubereitung können die »Nylonborsten« soviel Mercurisatz festhalten, daß etwa 1 bis 3 mg Quecksilber je g »Nylon« vorliegen.

Claims (2)

Wie aus dem Vorstehenden hervorgeht, erlauben die Mittel und das Verfahren nach der Erfindung die Herstellung von bakteriostatischen Superpolyamidborsten, die besonders als Borsten für Zahnbürsten wirksam sind, wobei die Vorteile in langanhaltender Wirkung, Geruchsfreiheit, Abwesenheit von Verfärbung und Leichtigkeit des Aufbringens bestehen. Pate ν TANSiMi ν c η ε :

1. Verwendung von an sich als keimtötend bekannten wäßrig-alkoholischen Lösungen von Phenylmercuriverbindungen mit einem Gehalt an Borsäure zum Imprägnieren von Superpolyamidborsten oder daraus hergestellten Bürsten, ins-

besondere Zahnbürsten, wobei die Lösungen auf IOOcm³ Wasser 80 bis 120 cm³ Alkohol, vorzugsweise Äthylalkohol, 4 bis 10 g eines Phenylmcrcurisalzes, insbesondere von Phenylmercuriacetat, und mindestens 2 g Borsäure enthalten.

2. Verwendung von Lösungen nach Anspruch 1, wobei die Borsten in die auf 50°C oder höher erwärmte Lösung eingetaucht und getrocknet werden.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 199 524, 617 988;
USA.-Patentschriften Nr. 2 099 888, 2 183 493;
Chemisches Zentralblatt, 1938, I, 4208 (Referat der jiadischen PS Nr. 372 131).

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