DE60124906T2

DE60124906T2 - Biozide reinigungsmittel

Info

Publication number: DE60124906T2
Application number: DE60124906T
Authority: DE
Inventors: M. Wayne Racine REES; S. Debra Racine HILGERS; K. Ursula North Land O'Lakes CHARAF
Original assignee: SC Johnson and Son Inc
Current assignee: SC Johnson and Son Inc
Priority date: 2000-06-05
Filing date: 2001-05-25
Publication date: 2007-05-24
Anticipated expiration: 2021-05-26
Also published as: MXPA02012046A; EP1287100A1; NZ522970A; ATE346901T1; US6812196B2; AU2001263437B2; WO2001094513A1; AR029935A1; KR20030011349A; CA2410796C; EP1287100B1; CA2410796A1; JP2003535959A; AU6343701A; US20030083219A1; DE60124906D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Das Entfernen von pathogenen Mikroorganismen auf verschiedenen harten oder weichen Oberflächen, die üblicherweise in Wohnhäusern und gewerblichen Einrichtungen gefunden werden, insbesondere wo solche Organismen über eine relativ lange Zeitspanne aktiv bleiben können, ist für eine gute Reinigungs- und Hygienepraxis von entscheidender Bedeutung (S.F. Bloomfield und E. Scott, J. Appl. Microbiol. 83:1-9, 1997). Beispielhafte harte Oberflächen beinhalten Thekenoberflächen bzw. Ladentischoberflächen, Badewannen, Spülbecken, Abflüsse, Duschkabinen und Toilettenschüsseln. Bei weichen Oberflächen kann es sich um Textilgewebe oder Vliesware wie z. B. Duschvorhänge, Kleidung, Teppiche und Sitzbezüge handeln. Es gibt eine wachsende wissenschaftliche Erkenntnis, dass Bakterien, die in aktiver Weise diese üblichen Oberflächen bevölkern, organisierte Gemeinschaften bilden können, die als Biofilme bezeichnet werden. Bakterienzellen, die diese Biofilmgemeinschaften bilden, nehmen einen biologischen Phänotyp an, der sich von seinen entsprechenden bakteriellen Planktongegenstücken (nicht an einer Oberfläche befestigt) deutlich unterscheidet (W.G. Characklis, "Microbial Biofouling Control" in Biofilms, Characklis und Marshall, Herausgeber, Wiley & Sons, 1990, J.W. Costerton, Ann. Rev. Microb. 49:7110-7145, 1995). Beispielsweise verwenden gegenwärtige antimikrobielle Testmethoden für Haushaltsreiniger ein mikrobielles Inoculum von lebenden Planktonbakterien.
Eine unterschiedliche Eigenschaft von Biofilm- und Planktonbakterien ist der stark erhöhte Widerstand gegenüber antimikrobiellen Mitteln, der von Biofilmorganismen gezeigt wird. Die signifikant abgesenkte Anfälligkeit von Biofilmzellen gegenüber Bioziden wurde in zahlreichen neueren Studien belegt. Siehe z. B. A.B Ronner, et al., J. Food Prot. 56:750-758, 1993; J.W. Costerton, supra, 1995, P. Gilbert und M.R.W. Brown, Microbial Biofilms, Lappin-Scott und Costerton, Eds., University Press, 1995; S. Oie, et al., Microbios. 85:223-230, 1996; J.R. Das, et al., Changes In Biocide Susceptibility of Bacteria Following Attachment to Surfaces, Posterpräsentation Ameri can Society of Microbiology Conference on Microbial Biofilms, Snowbird, Utah, 1997; C. Ntasama-Essomba, et al., Veter, Res. 28:353-363, 1997, J.W. Costerton, Internat. J. Antimicrob. Agents 11:217-221, 1999.
Diese erhöhte Widerstandsfähigkeit für Biofilmbakterien gegenüber Bioziden wurde für antimikrobielle Mittel dokumentiert, die üblicherweise in bioziden Reinigern für Wohnhäuser und gewerbliche Einrichtungen verwendet werden, z. B. quaternäre Ammoniumverbindungen und Oxidationsmittel auf Chlorbasis. Keimfrei machende und desinfizierende Reiniger, die biozide Wirkstoffe wie z. B. die oben erwähnten Wirkstoffe verwenden, können unter Umständen dem benötigten Ausmaß der mikrobiellen Abtötung nicht gerecht werden, wenn sie gemäß der Gebrauchsanweisung für die Behandlung von Biofilm-haltigem Schmutz verwendet werden.
Eine wirksame Reinigung von mit Biofilm kontaminierten Oberflächen in Wohnhäusern und gewerblichen Einrichtungen ist für die Aufrechterhaltung einer guten Umgebungshygiene wesentlich, wenn an den Oberflächen haftender Schmutz Biofilme enthält (S.F. Bloomfield und E. Scott, supra, 1997). Folglich besteht ein signifikanter Bedarf an bioziden Zusammensetzungen mit hoher keimfrei machender und desinfizierender Leistung gegenüber Mikroorganismen auf Biofilmbasis. Solche Zusammensetzungen sollten anwenderfreundlich sein und sollten eine minimale chemische Gefährdung des Anwenders aufweisen. Weiterhin sollten diese Reiniger unter praktischen Anwendungsbedingungen wie z. B. kurze Kontaktzeit und Raumtemperatur effektiv arbeiten. Idealerweise wären solche Zusammensetzungen auch kostengünstig, d. h. sie wären weitgehend wässriger Natur und würden kostengünstigere Reagenzien verwenden.
Spezifische biozide Zusammensetzungen und/oder Verfahren für deren Verwendung, die spezifisch auf biozidresistente Bakterienformen ausgerichtet sind, wurden offenbart. Beispielsweise offenbaren die US-Patente 5,444,094 und 5,908,854 biozide Zusammensetzungen und entsprechende Anwendungsverfahren, die Kombinationen von ausgewählten Lösungsmitteln mit quaternären Ammoniumverbindungen für biozide Reiniger beinhalten, die gegenüber Mykobakterien wie z. B. M. tuberculosis wirksam sind. US-Patent 5,731,275 offenbart wässrige Reinigungs- und Dekontaminierungszusammensetzungen zur Verwendung auf Oberflächen, die mit einem Bio film belegt sind. Allerdings beinhalten die im US-Patent 5,731,275 zitierten Reinigungs- und Desinfektionsbedingungen das Eintauchen der Biofilm-kontaminierten Oberflächen in die erfindungsgemäßen Reinigungslösungen für längere Zeitspannen, üblicherweise 12-24 Stunden bei Raumtemperatur. Solche Behandlungsbedingungen sind für die meisten Reinigungsanwendungen in Wohnhäusern und gewerblichen Einrichtungen unrealistisch, da der Anwender das biozide Produkt üblicherweise durch Sprühen, gefolgt von einer kurzen Kontaktzeit (üblicherweise 10 Minuten oder weniger), auf die kontaminierte Oberfläche aufbringt.
US-Patent 5,958,852 offenbart eine saure Flüssigkristallreinigungszusammensetzung. Es wird offenbart, dass diese Zusammensetzung gute Eigenschaften bezüglich der Fettschmutzentfernung aufweist.
KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist die Hauptaufgabe der vorliegenden Offenbarung, biozide Zusammensetzungen bereitzustellen, die Biofilm-gebundene Mikroorganismen äußerst effektiv abtöten können und die sich auch mit einem oder mehreren der oben erwähnten technischen Formulierungsaspekte befassen.
Es ist eine weitere Aufgabe dieser Offenbarung, ein Verfahren für das effektive Keimfreimachen oder Desinfizieren von Biofilm-kontaminierten Oberflächen bereitzustellen, welches im Wesentlichen daraus besteht, die Oberfläche mit den beschriebenen Zusammensetzungen in Kontakt zu bringen oder zu behandeln.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Reduzierung der Anzahl von lebensfähigen Mikroorganismen innerhalb eines Biofilms auf einer Oberfläche, wie dies in Anspruch 1 definiert wird. Der pH der Zusammensetzung liegt zwischen 1 und 6, bevorzugt zwischen 2 und 4.
In einer bevorzugten Version der vorliegenden Erfindung wird das anionische Tensid aus der Gruppe bestehend aus Natriumlaurylsulfat oder Natriumdodecylbenzolsulfonat ausgewählt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung liegt die Säure in einer Menge von etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 2 Gew.-% der Zusammensetzung vor und wird aus der Gruppe bestehend aus Zitronensäure, Milchsäure, Glycolsäure, Gluconsäure, Glucoheptonsäure, Äpfelsäure, Glutarsäure, Bernsteinsäure, Adipinsäure, Ameisensäure, Oxalsäure, Essigsäure, Propansäure, Benzoesäure, Phthalsäure, Malonsäure, Sorbinsäure, Fumarsäure, Weinsäure und deren Gemischen ausgewählt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung liegt das Lösungsmittel in einer Menge von etwa 0,5 Gew.-% bis etwa 5 Gew.-% der Zusammensetzung vor.
Es wird hierin eine Zusammensetzung offenbart, umfassend (a) 0,01 Gew.-% bis 5 Gew.-% eines anionischen Tensids, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Alkylsulfaten, Alkylsulfonaten und Arylsulfonaten mit Alkyl- oder Arylsubstituenten, (b) 0,01 Gew.-% bis 5 Gew.-% einer Säure und (c) 0,25 % bis 10 % eines aliphatischen oder aromatischen Alkohol- oder Glycoletherlösungsmittels, wobei der pH-Wert der Zusammensetzung zwischen 1 und 6 liegt.
Weitere Aufgaben, Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung erschließen sich dem Fachmann aus der Beschreibung und den Ansprüchen.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Wir haben herausgefunden, dass die Verwendung von bestimmten anionischen Tensiden in Kombination mit einer wirksamen Menge ausgewählter Säuren und spezifischer Alkohol- oder Glycoletherlösungsmittel eine Zusammensetzung mit starken bioziden Eigenschaften liefert, wodurch die Anzahl der Mikroorganismen in den Biofilmen wesentlich reduziert wird. Der Begriff "Biofilme" beinhaltet jedes der oben als Biofilme beschriebenen Systeme und beinhaltet auch Systeme, die durch ähnliche Begriffe wie z. B. "Schleimschicht" und "Biobewuchs" beschrieben werden.
Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur Absenkung der Anzahl von lebensfähigen Mikroorganismen innerhalb eines Biofilms auf einer Oberfläche durch eine "wesentli che Reduzierung" durch das Aufbringen von bestimmten antimikrobiellen Lösungen auf das Substrat mittels Wischen, Sprühen, Auftropfen oder ähnliche Maßnahmen. Der Begriff "wesentliche Reduzierung" bedeutet, dass die Anzahl der Biofilmmikroorganismen im Vergleich zu Kontrollproben durch eine logarithmische Reduzierung von 4,0 ± 0,5, bevorzugt 4,5, bei einer Kontaktzeit von 5 Minuten oder weniger reduziert wird, wie nachfolgend beschrieben wird. Das Verfahren kann einen einzelnen Schritt des Aufbringens der Lösung auf das Substrat ohne direktes physikalisches Entfernen umfassen oder es kann sowohl Aufbringen als auch Entfernen umfassen, z. B. durch Sprühen, gefolgt von Wischen mit einem Tuch.
Am meisten bevorzugt liegt die Menge des anionischen Tensids zwischen 0,1 % und 2 %.
Bevorzugte Beispiele des Tensids beinhalten Alkalimetall- oder Ammoniumsalze von n-Alkylsulfaten, n-Alkylsulfonaten und Arylsulfonaten mit Alkyl- oder Aryl-Substituenten.
Bevorzugt wird das Tensid ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus:

(i) linearen C₈- bis C₁₆-Alkylsulfaten,
(ii) linearen C₈- bis C₁₆-Alkylsulfonaten,
(iii) C₈- bis C₁₆-Alkylbenzolsulfonaten,
(iv) C₆- bis C₁₆-Alkyldiphenyloxiddisulfonaten und
(v) alkylierten C₄- bis C₁₆-Naphthalinsulfonaten.

Am meisten bevorzugt ist das anionische Tensid ein n-Alkylsulfat wie Natriumlaurylsulfat (nachfolgend als "SLS" bezeichnet), ein Alkylbenzolsulfonat wie Natriumdodecylbenzolsulfonat (nachfolgend als "SDBS" bezeichnet) oder ein Gemisch davon. Weitere beispielhafte anionische Tenside beinhalten Dodecyldiphenyloxiddisulfonat wie z. B. solche, die unter dem Handelsnamen Dowfax 2A1^® von The Dow Chemical Company vertrieben werden oder Natrium-n-octylsulfonat wie z. B. Bioterge PAS-8^® von Stepan Company.
Aufgrund der relativ geringen Kosten wird das anionische Tensid am meisten bevorzugt aus solchen ausgewählt, die ein Alkalimetall- oder Ammoniumkation verwenden. Das am meisten bevorzugte Alkalimetall ist Natrium, was auf die kommerzielle Verfügbarkeit und die geringen Kosten der Natriumsalze dieser anionischen Tenside zurückzuführen ist.
Das Tensid wird mit einer wirksamen Menge zumindest einer Säure kombiniert, um die Zusammensetzung mit einem pH-Wert zwischen 1 bis 6, bevorzugt 2 bis 4 bereitzustellen. Die Säure wird aus der Gruppe bestehend aus schwachen Säuren mit einer Dissoziationskonstante von etwa 1 × 10^-2 bis etwa 1 × 10^-6 in Wasser bei 25°C ausgewählt.
Beispielhafte Säuren der vorliegenden Erfindung beinhalten Zitronensäure, Milchsäure, Glycolsäure, Gluconsäure, Glucoheptonsäure, Äpfelsäure, Malonsäure, Glutarsäure, Bernsteinsäure, Adipinsäure, Ameisensäure, Oxalsäure, Essigsäure, Propansäure, Benzoesäure, Phthalsäure sowie deren Gemische. Weitere geeignete Säuren sind polymere Organocarbonsäuren wie z. B. Polyacrylsäure- und Polymaleinsäurehomopolymere und -copolymere mit niedrigem Molekulargewicht (durchschnittliches Molekulargewicht M_W unterhalb von etwa 50.000), wie z. B. Goodrite K-7058^®, erhältlich von BF Goodrich Speciality Chemicals, und Belclene 901^®, erhältlich von FMC Corporation.
Weitere Säuren wie z. B. Organophosphonsäuren und Organosulfonsäuren und Mineralsäuren sind ebenso akzeptabel. Das Hauptkriterium ist ein pH-Wert der antimikrobiellen Zusammensetzung (wie verwendet) von weniger als etwa 6 und idealerweise unterhalb von etwa 4 mit einem unteren Grenzwert von 1. Der am meisten bevorzugte Bereich hinsichtlich der Säurekonzentration ist etwa 0,1 Gew.-% bis 2 Gew.-% der Zusammensetzung.
Um mögliche Korrosionsprobleme auf bestimmten Haushaltsoberflächen und mögliche Sicherheitsrisiken bei Hautkontakt unter sauren Bedingungen zu minimieren, ist ein pH-Bereich von etwa 2 bis 4 bevorzugt. Es wird auch angenommen, dass dieser pH-Bereich eine gewisse Reinigungswirkung gegenüber geringen bis moderaten Mengen an Kalkwasserflecken (mineralische Überreste) liefert.
Der Kombination von Tensid und Säure würde man zumindest ein alkoholisches Lösungsmittel zugeben, wie dies in den Ansprüchen spezifiziert ist. Der bevorzugte Lösungsmittelkonzentrationsbereich beträgt etwa 0,5 bis 5 Gew.-% in der Zusammensetzung. Diese Lösungsmittel werden eingesetzt, um die Reinigungseigenschaften und die antimikrobiellen Eigenschaften der Zusammensetzungen zu verbessern.
Beispielhafte Lösungsmittel beinhalten n-Propanol, n-Butanol, Benzylalkohol, Phenylethanol und Glycolether, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Verbindungen der folgenden Formeln:

(I) R-O-CH₂CH₂-OH, wobei R Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, Pentyl, Hexyl, Phenyl oder Benzyl ist,
(II) R-O-(CH₂CH₂-O)₂OH, wobei R Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, Pentyl, Hexyl, Phenyl oder Benzyl ist,
(III) R'-O-CH₂CH-(CH₃)OH, wobei R' Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, Pentyl, Hexyl, Phenyl oder Benzyl ist, und
(IV) R'-O(CH₂CH-(CH₃)O)₂H, wobei R' Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, Pentyl, Hexyl, Phenyl oder Benzyl ist.

Beispielhafte Glycolether beinhalten Ethylenglycolmonobutylether, erhältlich unter dem Handelsnamen Butyl Cellosolve^® von Union Carbide Corp.; Ethylenglycolmonohexylether, erhältlich unter der Handelsbezeichnung Hexyl Cellosolve^® von Union Carbide Corp. und Ethylenglycolphenylether, erhältlich unter der Handelsbezeichnung Dowanol EPh^® von The Dow Chemical Company.
Die Lösung kann mit Verfahren kombiniert werden, die dem Fachmann bekannt sind. Die Lösung kann wässrig oder nicht wässrig sein. Wässrige Lösungen sind am meis ten bevorzugt. Die wässrige Lösung der vorliegenden Erfindung enthält im Allgemeinen eine Wassermenge im Bereich von etwa 50 Gew.-% bis etwa 99 Gew.-% und bevorzugt von etwa 85 Gew.-% bis etwa 98 Gew.-%.
Weitere Additive, die für Reinigungsmittel und Desinfektionsmittel bekannt sind, können der erfindungsgemäßen Lösung zugegeben werden. Solche Additive beinhalten z. B. viskositätserhöhende Mittel, Färbemittel, Duftstoffe, Konservierungsmittel und Stabilisatoren.
BEISPIELE
A. Saure-anionische Reinigungszusammensetzungen, die eine biozide Wirkung gegenüber Biofilmorganismen aufweisen
Testformulierungen:
Tabelle 1: Saure Formulierungen
Tabelle 1: Saure Formulierungen (Fortsetzung)
Tabelle 2: Neutrale Formulierungen (Vergleichsproben)
Tabelle 3: Alkalische Formulierungen (Vergleichsproben)
Tabelle 4: Biozide Standardformulierungen (Vergleichsproben)
Die Konzentrationen werden als prozentualer Wirkanteil in den Formulierungen angegeben.
Diese Prototypformulierungen wurden hinsichtlich ihrer Desinfektionswirkung gegenüber modellhaften Biofilmen bewertet. Die modellhaften Biofilme wurden nach einer Methode gebildet, die in der US-Provisional 60/138,354 offenbart wird. Diese Methode wurde auch nachfolgend veröffentlicht ("A Model Biofilm for Efficacy Assessment of Antimicrobials versus Biofilm Bacteria", Ursula K. Charaf, Shannon L. Bakich und Diane M. Falbo, in "Biofilms: The Good, The Bad and The Ugly.", Beiträge auf dem vierten Treffen des "Biofilm Club" in Gregynog Hall, Powys, 18.-20. September 1999, Seite 171-177). Dieses Verfahren beinhaltet das Ausbilden eines Biofilms auf einem angeimpften Filterpapier (Whatman qualitativ #2), das auf 40 ml tryptischem Sojaagar angebracht ist. Das Inokulum wird hergestellt, indem zuerst eine 24-Stunden-Kultur des erwünschten, den Biofilm bildenden Organismus im Verhältnis 1/10 in Phosphat-gepufferter Salzlösung verdünnt wird. Das Filterpapier wird dann mit 1,0 ml der verdünnten Kultur angeimpft. Das Inokulum wird auf das Filterpapier pipettiert, so dass die gesamte Papieroberfläche gleichmäßig befeuchtet ist. Sterile Glasstücke (Objektgläser) werden aseptisch auf dem angeimpften Filterpapier ange bracht und leicht nach unten gedrückt. Man lässt den Biofilm bei Raumtemperatur wachsen. Nach etwa 24 Stunden wird der Biofilm erneut mit der tryptischen Sojanährlösung, Verdünnung 1/100, befeuchtet, wobei die Sojanährlösung zwischen den Glasstücken auf das freigelegte Filterpapier pipettiert wird. Die Objektgläser werden von der Oberfläche des Filterpapiers nach einem Wachstum von 48±2 Stunden aseptisch entfernt. Jedes Objektglas wird auf zwei Stücken Filterpapier mit dem Biofilm nach oben in einer Petriglasschale angebracht. Die Objektgläser werden dann in einem Inkubator bei einer Temperatur von 35±2°C angebracht und man lässt für 30 Minuten trocknen. Nach dieser Trocknung sind die mit dem Biofilm beschichteten Objektgläser bereit für die Behandlung.
Eine Kontaktzeit von 5 Minuten wurde für jede Behandlung ausgewählt, wobei 4-6 Objektgläser pro Behandlung verwendet wurden. Die mit dem Biofilm beschichteten Objektgläser wurden mit der Behandlungszusammensetzung besprüht, bis sie gründlich befeuchtet waren (etwa 3-mal Sprühen pro Objektglas, etwa 3 ml an Produkt). Nach der 5-minütigen Kontaktzeit wurden die Objektgläser in einem sterilen Gefäß angebracht, welches 10 ml an 2X Letheen Neutralisierungsnährlösung enthielt. Das verwendete Behandlungsverfahren ist eine Modifikation des gegenwärtigen "US EPA Non-Food Contact Sanitizer"-Tests (DIS/TSS-10). Verbleibender Biofilm wurde dann von den Objektgläsern durch direktes Abkratzen in die Neutralisierungsnährlösung entfernt. Es handelt sich um die erste Verdünnung. Die Proben wurden dann für 1 Minute bei ½ Maximalgeschwindigkeit homogenisiert, um die Zellen zu dispergieren. Die Zellsuspensionen wurden dann seriell verdünnt und auf tryptischen Sojaagar aufgebracht. Die Zellen, welche die Behandlung überlebten, wurden als CFU nach einer Inkubation von 48 Stunden gezählt.
Die Wirksamkeit wurde gegenüber Biofilmen von Staphylococcus aureus (ATCC Nr. 6538), Enterobacter aerogenes (ATCC Nr. 13048) und/oder Klebsielle pneumoniae (ATCC Nr. 4352) bewertet. Parallele Tests wurden unter Verwendung einer 0,01 %igen Lösung von Triton X-100 (Isooctylphenoxypolyethoxyethanol mit 9-10 Mol Oxyethylen) in identischer Weise durchgeführt und dienten als Kontrolle. Die Ergebnisse der Testlösungen wurden mit den Ergebnissen der Kontrollproben verglichen und werden als logarithmische Reduzierungen der Testorganismen gegenüber den Kontrollzählungen angegeben. Die logarithmischen Reduzierungen wurden gemäß einer Methode berechnet, die in "Calculating the Log Reduction and the Standard Error for Disinfection Studies-Formulas and Numerical Examples" (Hamilton, Martin A. und Heringstad, Becky E., interne Veröffentlichung, Montana State University, Version 4, 24. September 1998) beschrieben ist. Eine logarithmische Reduzierung von 3,00 bedeutet, dass 99,9 % der Organismen abgetötet wurden. Drei unbehandelte Objektgläser wurden ebenso in die Neutralisierungsnährlösung abgekratzt und in der gleichen Weise bearbeitet wie die behandelten Objektgläser. Diese dienten als Kontrolle, um die Gesamtanzahl an Zellen pro Objektträger (10⁸ bis 10⁹ Zellen pro Objektträger) zu bestimmen.
Tabelle 5: K. pneumoniae Ergebnisse:
Tabelle 6: S. aureus
Tabelle 7: E. aerogenes
Schlussfolgerungen:
Saure Zusammensetzungen: kritische Kombinationen von Inhaltsstoffen
Den Formulierungen 1 und 2 mangelt es an Lösungsmittel bzw. Tensid. Vergleicht man die logarithmischen Reduzierungen, die mit diesen Formulierungen erreicht werden können, mit den logarithmischen Reduzierungen, die durch Formulierungen, welche die Kombination von Säure, Tensid und alkoholischen Lösungsmitteln enthalten (Formulierungen 3, 4, 6, 7, 8, 9 und 10), erreicht werden können, so ist offensichtlich, dass letztere Kombination benötigt wird, um eine gute Desinfektionswirkung gegenüber den Biofilmorganismen zu erreichen. Eine logarithmische Reduzierung von mindestens 4,0±0,5 ist erwünscht, um ein gutes Desinfektionsverhalten zu erreichen, jedoch ist eine logarithmische Reduzierung von 4,5 oder mehr unter den Testbedingungen bevorzugt. Es ist auch wichtig anzumerken, dass diese Kombination äußerst wirksam gegenüber Biofilmorganismen ist, während herkömmliche antimikrobielle Lösungen wie Quats oder Hyochlorit weitgehend ineffektiv sind (Formulierungen 20 und 21).
Die Art des verwendeten Lösungsmittels ist für die Formulierungswirkung quer durch einen Bereich von Organismen ebenso von entscheidender Bedeutung. Dies zeigt sich bei einem Vergleich der Resultate, die mit Formulierung 5, welche nur 3,0 % Isopropanol als Lösungsmittel enthielt, und dem Gemisch von Glycolethern, das in den wirksameren Formulierungen verwendet wurde, erzielt wurden. Während Formulierung 5 eine wirksame biozide Zusammensetzung gegenüber einem Biofilm von Staphylococcus aureus war, zeigte sich ein schlechtes biozides Verhalten gegenüber einem Biofilm von Klebseilla pneumoniae. Es wird angenommen, dass sich die erhöhte Wirksamkeit gegenüber einer Reihe von Biofilmorganismen aus dem Einfügen eines nur geringfügig wasserlöslichen Lösungsmittels wie z. B. Ethylenglycol-n-hexylether in das Lösungsmittelgemisch ergibt.
pH der Formulierung kritisch für Wirksamkeit der Formulierung
Mit zunehmendem pH-Wert der Formulierung kommt es zu einem scharfen Abfall der Wirksamkeit. Abgesehen vom pH-Wert sind die Zusammensetzungen der Formulierungen 3, 7 und 8 den Zusammensetzungen der Formulierungen 15 bis 19 ähnlich. Vergleicht man die Ergebnisse, welche für die sauren Formulierungen (3, 7 und 8) erhalten wurden, mit den Ergebnissen, die für die Formulierungen mit neutralem oder höherem pH-Wert erhalten wurden (15 bis 19), ist offensichtlich, dass die sauren Formulierungen wirksamere Desinfektionszusammensetzungen gegenüber Biofilmen sind als Formulierungen mit höherem pH-Wert. Daher haben die bevorzugten Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindungen einen pH-Wert von etwa 6 oder weniger mit einem unteren Grenzwert von 1. Die am meisten bevorzugten Zusammensetzungen haben einen pH-Wert von etwa 4 oder weniger mit einem unteren Grenzwert von 1. Die Rolle des pH-Werts der Formulierung bei der Realisierung eines antimikrobiellen Effekts gegenüber Biofilmorganismen scheint nicht Organismusspezifisch zu sein, da ähnliche Resultate für Biofilme aus E. aerogenes, K. pneumoniae (beide gram-negativ) und S. aureus (gram-positiv) beobachtet werden.
Industrielle Anwendbarkeit
Die vorliegende Erfindung liefert ein Verfahren für das wirksame Abtöten (in schnell wirkender Weise) von Biofilm-gebundenen Mikroorganismen auf einer Vielzahl von kontaminierten Oberflächen. Die Zusammensetzungen zur Verwendung in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung können durch kommerziell erhältliche Herstellungstechniken und Ausrüstungen für Flüssigkeiten erzeugt werden. Weiterhin können die offenbarten Lösungen auf kontaminierte Oberflächen in herkömmlicher Weise durch Sprühen, Wischen oder auf ähnliche Weise aufgebracht werden. Weiterhin können Standardspender wie Triggersprühvorrichtungen und imprägnierte Wischtücher im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung und den offenbarten Zusammensetzungen verwendet werden.

Claims

Verfahren zur Reduzierung der Anzahl von lebensfähigen Mikroorganismen in einem Biofilm auf einer Oberfläche durch eine logarithmische Reduzierung von 4,0±0,5 bei einer Kontaktzeit von 5 Minuten oder weniger im Vergleich zu Kontrollproben in hierin beschriebenen Vergleichstests, umfassend den Schritt des Aufbringens einer Zusammensetzung auf die Oberfläche, die Zusammensetzung umfassend: (a) 0,1 Gew.-% bis 5 Gew.-% eines anionischen Tensids, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Alkylsulfaten, Alkylsulfonaten, Arylsulfonaten mit Alkyl- oder Arylsubstituenten, (b) 0,1 Gew.-% bis 5 Gew.-% einer Säure, wobei die Säure ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus Säuren mit einer Dissoziationskonstante von 1 × 10^-2 bis 1 × 10^-6 in Wasser bei 25°C, und (c) 0,5 Gew.-% bis 10 Gew.-% eines alkoholischen Lösungsmittels, ausgewählt aus n-Propanol, n-Butanol, Benzylalkohol, Phenylethanol und der Gruppe bestehend aus den folgenden Formeln: (I) R-O-CH₂CH₂-ON, wobei R Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, Pentyl, Hexyl, Phenyl oder Benzyl ist, (II) R-O-(CH₂CH₂-O)₂H, wobei R Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, Pentyl, Hexyl, Phenyl oder Benzyl ist, (III) R'-O-CH₂CH-(CH₃)OH, wobei R' Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, Pentyl, Hexyl, Phenyl oder Benzyl ist, und (IV) R'-O(CH₂CH-(CH₃)O)₂H, wobei R' Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, Pentyl, Hexyl, Phenyl oder Benzyl ist, wobei der pH-Wert der Zusammensetzung zwischen 1 und 6 liegt.
Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei das anionische Tensid ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus: (i) linearen C₈- bis C₁₆-Alkylsulfaten, (ii) linearen C₈- bis C₁₆-Alkylsulfonaten, (iii) C₈- bis C₁₆-Alkylbenzolsulfonaten, (iv) C₆- bis C₁₆-Alkyldiphenyloxiddisulfonaten, (v) C₄- bis C₁₆-alkylierten Naphthalinsulfonaten.
Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei das anionische Tensid in einer Menge von etwa 0,1 bis etwa 2 Gew.-% der Zusammensetzung vorliegt.
Das Verfahren nach Anspruch 2, wobei das anionische Tensid ein Alkalimetall- oder Ammoniumkation-Gegenion für (i) bis (v) aufweist.
Das Verfahren nach Anspruch 2, wobei das anionische Tensid Natriumlaurylsulfat oder Natriumdodecylbenzolsulfonat ist.
Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Säure aus der Gruppe bestehend aus Zitronensäure, Milchsäure, Glycolsäure, Gluconsäure, Glucoheptonsäure, Äpfelsäure, Malonsäure, Glutarsäure, Bernsteinsäure, Adipinsäure, Ameisensäure, Oxalsäure, Essigsäure, Propansäure, Benzoesäure, Phthalsäure, Sorbinsäure, Fumarsäure, Weinsäure und deren Gemischen ausgewählt wird.
Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Säure aus der Gruppe bestehend aus Polyacrylsäure-, Polymaleinsäurehomopolymeren und -copolymeren niedrigen Molekulargewichts und deren Gemischen ausgewählt wird.
Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Säure in einer Menge von etwa 0,1 bis etwa 2,0 Gew.-% der Zusammensetzung vorliegt.
Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Lösungsmittel in einer Menge von etwa 0,5 bis etwa 5 Gew.-% der Zusammensetzung vorliegt.
Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Lösungsmittel aus der Gruppe bestehend aus n-Butanol, Benzylalkohol, 2-Phenylethanol, Ethylenglycolphenylether, Ethylenglycol-n-pentylether, Ethylenglycol-n-hexylether, Ethylenglycolbenzylether, Propylenglycolphenylether, Propylenglycolbenzylether und Propylenglycol-n-butylether ausgewählt wird.
Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Lösungsmittel ein Gemisch ist, das ausgewählt wird aus einer ersten Gruppe bestehend aus zumindest einem der vollständig mit Wasser mischbaren aliphatischen Alkohole in Kombination mit einer zweiten Gruppe bestehend aus zumindest einem der aliphatischen oder aromatischen Alkohole mit einer maximalen Wasserlöslichkeit von etwa 20 Gew.-%.