CONSERVACIÓN DE EMULSIONES POLIMBRICAS USANDO COMPUESTOS CATIÓNICOS
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Las emulsiones poliméricas a base de agua (emulsiones de látex) son susceptibles a la contaminación microbiana dando como resultado la descomposición del producto. Las emulsiones poliméricas son dispersiones de partículas poliméricas orgánicas finas en agua. Esas partículas poliméricas están suspendidas y estabilizadas en u medio acuoso con substratos orgánicos adicionales., tales como tensoactivos y coloides de protección. Los tensoactivos , coloides de protección, tales como alcohol poli (vinílicos) y celulosa hidroxietilo, espesantes y otros aditivos, y el propio polímero proporcionan una fuente nutritiva de carbono para que los microorganismos metabolicen. Por lo tanto las emulsiones poliméricas son susceptibles a la descomposición debido al ataque-microbiano y a la propagación. Las prácticas industriales estándar combaten tal biodeterioro del producto por medio de la adición de varios biocidas industriales (agentes antimicrobianos) directamente después del proceso de manufactura. Ejemplos de biocidas industriales comúnmente utilizados son: l/2-benzisotiazolin-3-ona (BIT), y una mezcla de 5-cloro-2-metil-4-iusotiazolin-3-ona (CIT) y 2-metil-4-isotiazolin-3-ona (MIT) . Ejemplos de otros biocidas comúnmente usadas para la conservación de emulsiones poliméricas incluyen 1, 2-dibroo-2, 4- dicianobutano (DBDCB), 2, 2-dibromo-3-nitrilo-propionamida (DBNPA) , 2-bromo-2-nitro-l, 3-propanodiol (BNPD) , derivados de aldehido, agentes liberadores de formaldehido, hidantoinas y aromáticos clorados. Esos biocidas usados comúnmente generalmente son adecuados para conservar varios tipos de emulsiones poliméricas contra la mayoría de la descomposición industrial de bacterias y hongos. Sin embargo, las emulsiones poliméricas estabilizadas con coloides protectores tales como alcohol (poli) vinilio o celulosa de hidroxietilo y/o tensoactivos no iónicos, poseen cepas y retos para muchos sistemas conservadores. En general se ha encontrado que esta clase de productos de emulsión polimérica es más susceptible a la descomposición que las otras emulsiones poliméricas por ciertos tipos de. microbios. Por ejemplo los microbios biodeteriogenos que pueden sobrevivir en medios ácidos y/o que metabolizan alcoholes, tales como Gluconoacetobacter liquefaciens (GABL) , han empezado a emerger y desarrollarse en las emulsiones poliméricas aun en la presencia de los biocidas industriales de uso común. Los microbios biodeteriogénicos incluyen bacterias y hongos que pueden afectar adversamente le valor comercial de los productos y los materiales. Algunos microbios biodeterogénicos se han adaptado tan bien al medio presente en esas emulsiones, tal como copolímeros de acetato de
(poli) vinilo co-etileno estabilizadas con alcohol de (poli) vinilo, que los biocidas industriales estándar son inadecuados para prevenir la descomposición del producto por estas especies durante todo el periodo de vida en almacenamiento del producto; por ejemplo 6 a 12 meses. Un aumento significante en los problemas de biodeterioro de la emulsión polimérica ha dado como resultado la necesidad de identificar sistemas de conservación más efectivos. Se conoce que los VOC (compuestos orgánicos volátiles) , tal como los monómeros sin reaccionar, en las emulsiones poliméricas ejercen un cierto nivel de un efecto bacterioestático, si no bactericida, que puede inhibir el crecimiento de los microbios biodeterogénicos.
Los desarrollos recientes en la tecnología de emulsión polimérica, en respuesta a los puntos de regulación y problemas ambientales, han conducido a reducciones en VOC residuales y en los niveles de monómeros residuales.
Tales reducciones VOC impartan a las emulsiones poliméricas de muchas maneras. Por ejemplo: 1) crea un medio de emulsión más conductor al crecimiento microbiano, 2) puede permitir la emergencia de nuevos microorganismos que encuentran más hospitalaria a la nueva emulsión, 3) presenta retos adicionales a las tecnologías de conservación actuales, y 4) crea la necesidad de nuevos métodos de conservación para prevenir el biodeterioro durante la vida en almacenamiento del producto. Aunque existe un número significante de biocidas que pueden matar efectivamente al os microorganismos y pueden proporcionar muy buena conservación para las emulsiones poliméricas y otros productos industriales, solo un numero limitado de estos presenta una toxicidad aceptablemente baja a los organismos superiores, por ejemplo humanos. La selección de los biocidas efectivos que pueden agregarse a las emulsiones poliméricas se vuelve aun más limitado cuando se requieren la aceptación de la Administración de Alimentos y Fármacos de los Estados Unidos (FDA) para la emulsión polimérica y su uso. Muchas emulsiones poliméricas se usan para fabricar artículos de consumo, tales como adhesivos y papeles para el empaque de alimentos, pañales, toallas de papel, toallitas para bebes y productos para la higiene femenina. Como resultado de ese contacto con la piel y el contacto indirecto con los alimentos, las emulsiones poliméricas usadas en esas aplicaciones deben de cumplir con los valores apropiados de la FDA. Esas autorizaciones de la FDA se basan en perfiles toxicológicos favorables, incluyendo falta de sensibilización de la piel. Con el fin de que una emulsión polimérica obtenga las autorizaciones necesarias, todos sus constituyentes, incluyendo la tecnología de conservación deben cumplir con criterios toxicólogos rigurosos de FDA, cuando se usan en concentraciones requeridas para el desempeño satisfactorio en la emulsión polimérica. Los biocidas aprobados por la FDA tienen restricciones en cuanto a su nivel de uso. En algunos casos la concentración biológicamente efectiva mínima es mayor que el nivel de uso permitido máximo. Típicamente esto da como resultado en un biocontaminación y biodeterioro prematuro del I producto. Adicionalmente, los microorganismos continúan desarrollándose y los nuevos microorganismos empiezan a mostrar resistencia a alguno de los agentes biocidas industriales más comunes, particularmente en el nivel de. uso permisible. Un ambiente regulador estrecho, especificaciones de manufactura buenas para el consumidor específico, la preocupación publica, y la viabilidad del producto, complican posteriormente la selección y el uso de los biocidas. Por ejemplo, las isoizalinonas son agentes antimicrobianos ampliamente usados para muchos productos de consumo, pero su propiedad de sensibilización cutánea conocida provoca preocupación entre muchos fabricantes de artículos de consumo. Esas preocupaciones sobre la salud y la resistencia microbiana están conduciendo a la búsqueda de alternativas de conservación y nuevos métodos de conservación. Los compuestos catiónicos tales como los compuestos de amonio cuaternarios, son bien conocidos en la técnica antimicrobiana y se usan ampliamente como desinfectantes para superficies. Por ejemplo se usan para desinfectar pisos, paredes, barras, superficies de quipos, superficies que hacen contacto con los alimentos, y similares en hospitales, escuelas, asilos, restoranes, y casas residenciales. Además, combinaciones de detergentes con compuestos catiónicos son formulaciones ampliamente usadas para limpiar y desinfectar o esterilizar esas superficie con un solo producto. Los compuestos catiónicos también se usan para inhibir el crecirr.ier.to de algas y microorganismos en agua, tales como er. albercas.-Los compuestos catiónicos han sido utilizados limitadamente para la conservación de productos industriales y para prevenir el crecimiento microbiano en los sistemas acuosos. GB 1,091,049 (1967) describe la preparación de papel tisú bacteriostatico por medio de la incorporación de sales de guanidinas alquiladas durante el proceso de manufactura del papel tisú. La sal de guanidina es introduce en la lechada de pulpa de papel antes de la formación de las laminas . U.S. 3,970,755 (Gazzard et al., 1976) describe composiciones biocidas para sistemas acuosos que comprenden cloruro de lauril bencil dimetil amonio o cloruro de cetil trimetil amonio y 1, 2-benzoisotiazolin- 3-onas . U.S. 4,661,503 (Martin et al., 1987) describe una composición biocida sinergística de clorhidrato de n-docecilguanidina (DGH) y una mezcla de 5-cloro-2-metilk-4-isotiazolin-3-ona y 2-metil-4-ixotiazolin-3-ona para tratar aguas de procesos industriales para prevenir el crecimiento de bacterias gram negativas y hongos. U.S. 4,725,623 (Whitekettle et al., 1988) describe una composición bectericida para sistemas acuosos que comprenden una mezcla acusa sinergistica de 2-bromo-2-niutropropano-l, 3-diol y n-dodcecilguanidina. U.S. 5,457,083 (Muia et la., 1995) describe composiciones antimicrobianas sinergisticos que contienen fosfonatos de polieter poliamino metileno (PAPEMP y uno o más biocidas o-oxidantes, tales como cloruro de didecil dimetil amonio, clorhidrato de dodecilguanidina, bistiocianato metileno, y 5-cloro-2-metil-4-isotiazolin-3-ona. La combinación se reporta como útil en sistemas acuosos en una variedad de aplicaciones industriales, tales como fabricación de papel, pinturas, adhesivos, emulsiones de látex y cementos de unión. Los ejemplos muestran que la adición de PAPEMP a un biocida o oxidante mejora la muerte bacteriana en un sistema acuoso durante un periodo de 24 horas. El-Zayat y Omran "Efecto de los desinfectantes sobre el crecimiento y el metabolismo de Acetobacter aceti" (Egypt J-Food-Sci. , 11(1-2), 1983, páginas 123-128) evalúan los compuestos cuaternarios de amonio, tales como bromuro de cetil trimetilamonio, como desinfectantes contra el crecimiento y metabolismo de Acetobacter aceti . Handbook of Biocide and preserva tive Use, editado por H.W. Rossmore, Blackie Academic & Proffesional, 1995, páginas 361-362, describe tensoactivos biocidas para la conservaciones de cosméticos y artículos de tocador. Se reporta que las aminas cuaternarias son substancias antimicrobianas potentes. Existe aun la necesidad de un método para proteger emulsiones poliméricas, especialmente aquellas estabilizadas con coloides de protección que contengan hidroxilo y aquellos con bajos VOC, contra el biodeterioro por microbios. También existe una necesidad de composiciones de emulsión polimérica que sean resistentes al biodeterioro durante toda su vida de almacenamiento (aprox. 6 a 12 meses).
BREVE SUMARIO DE LA INVENCIÓN Esta invención se refiere a un método para conservar emulsiones poliméricas estabilizadas con coloides el ataque de microbios biodeteriogénicos y la descomposición usando compuestos catiónicos seleccionados. También se refiere a composiciones que contiene emulsiones poliméricas estabilizadas con coloides y compuestos catiónicos que sean resistentes a la descomposición por medio de microbios biodeterogénicos. Los ejemplos de compuestos catiónicos específicos que son particularmente efectivos para la conservación de emulsiones poliméricas que hayan sido estabilizadas con coloides de protección tal como alcohol (poli) vinílico. Contra microbios biodeteriogénicos son: sales substituidas de piridinio, sales substituidas de guanidina, sales de amonio tetrasubstituidas, y compuestos catiónicos poliméricos, en los cuales la substitución puede ser un grupo alquilo, un cicloalquilo y/o un grupo arilo con de 2 a 18 átomos de carbono. Los compuestos catiónicos son también particularmente efectivos en la conservación de emulsiones poliméricos con VOC bajos (esto es menos a 1000 ppm VOC) . Esos compuestos catiónicos son efectivos como conservadores únicos presentando un amplio espectro de actividad microbicida contra las bacterias y los hongos durante un periodo de tiempo extenso, o puede usarse en combinación con otros biocidas tales como derivados de isotiazolinona. Los compuestos catiónicos son particularmente efectivos en las emulsiones poliméricas que contengan poco o nada de comonómeros aniónicos, tensoactivos aniónicos, u otros constituyentes aniónicos. La acción de conservación y la potencia de los compuestos catiónicos puede disminuirse en la presencia de partículas poliméricas de alta área de superficie y/o tensoactivos no iónicos libres de fase acuosa. Las composiciones de emulsiones poliméricas de esta invención pueden mezclarse y formularse con otras materias primas para usarse en preparaciones de adhesivos, recubrimientos arquitectónicos, recubrimientos para papeles, ligantes no tejidos, etc. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Las emulsiones poliméricas de esta invención son dispersiones de polímeros sintéticos y copolímeros en medios acuosos. Las materias primas básicas usadas en la fabricación de emulsiones poliméricas son monómeros, iniciadores y estabilizantes. Ejemplos de monómeros incluyen acetato de vinilo, etileno y otras olefinas, diolefins, tales como butadieno, varios acrilatos de alquilo, varios metacrilatos de alquilo, estireno, cloruro de vinilo, esteres de vinilo, acrilamidas, metacrilamidas, N-metilolacilamidas, maleatos, y otros ocnocidos en la técnica. Ejemplos de emulsiones poliméricas para los propósitos de la invención incluyen emulsiones de acetato de poli (vinilo) , copolímeros de acetato de poli (vinilo) tales como acetato de
(poli) vinilo-co-etileno (VAE) , acetato de (poli) inilo- acrílicos tales como acetato de (poli) vinilo-aceilato de butilo y acetato de poli (vinilo) -acrilato de (2- etil) hexilo, poliacrílicos, polimetacrílicos, poli- estireno-acrílicos, en donde los acrílicos pueden incluir ácidos alqueóxicos con de 3 a 10 átomos de carbono, tal como ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido crotónico y ácido isocrotónico y sus esteres, otros copolímeros de poliestireno, copolímeros de cloruro de poli (vinilo) -co-etileno, y similares. Esas emulsiones poliméricas pueden estabilizarse con varios tensoactivos conocidos en la técnica o con coloides de protección tales como hidroxietil celulosa o alcohol (poli) vinílico . Cuando se usan tensoactivos aniónicos o no iónicos, las emulsiones poliméricas deben ser suplementadas con una concentración suficiente de compuesto catiónico para compensar el efecto antagonistico de los tensoactivos. Emulsiones poliméricas con menos de 1000 ppm VOC so también particularmente adecuados para esta invención, . Entre los VOC presentes en las emulsiones poliméricas son monómeros sin reaccionar, ácido acético, metanol, acetaldehido y formaldehido. El alcohol (poli) inílico usado en esta invención en general tiene n peso molecular promedio (Mw) en el margen de aproximadamente 5000 300,000, preferentemente 10,000 a 200,000. Alternativamente el alcohol (poli) vinilo puede tener un grado de polimerización de 100 a 5000, preferentemente 200 a 35000. El alcohol (poli) vinílico se produce comercialmente por medio de la hidrólisis de acetato de
(poli) vinilo y típicamente tiene un nivel de hidrólisis en el margen de aproximadamente 85% a más de 99%, Para esta invención, el nivel de hidrólisis puede encontrarse en el margen de 70 a más de 99%, preferentemente 85% a 98%. Calidades de alcohol (poli) vinílico mixtas, usando combinaciones de alcoholes (poli) vinílicos con diferentes pesos moleculares y niveles de hidrólisis también pueden emplearse. El peso molecular y el nivel de hidrólisis son tales que el alcohol (poli) vinílico es cuando menos parcialmente soluble en un medio acuoso. La contaminación microbiana de las emulsiones poliméricas puede conducir a varios efectos incluyendo cambios de color, olor, cambios de viscosidad, cambios de pH, y crecimiento superficial visible. Se conoce en la técnica que las emulsiones poliméricas son susceptibles a la contaminación por medio de una amplia gama de microbios biodeteriogénicos. Ejemplos de microorganismos que se han encontrado que contaminan las emulsiones poliméricas incluyen, Aeromonas hydrophilia , Alcaligenes faecalis,
Corynebacterium ammoniagenes , En terobactyer aerogenes,
Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa, Proteus vulgaris, Providencia rettgeri ,
Pseudomonas suttzeri, Shewanella putrefaciens, Serra tia liquefaciens , Aci tenobacter baumannii , Burkholderia cepacia , cChryuseobacterium memingosepticum,
Sphingobacterium spititivorum, Ralstonia picketti , GABL,
Geotrichum candidum, especies de Aspergillus, especies de
Sporothrix, Trichoderma ciride, especies de Cladosporium, Rhodoturula glutinis , Candida guillermondi, especies de
Penicillium y Candida tropicalis . Los compuestos catiónicos aceptables para la conservación-de emulsiones poliméricas de esta invención, incluyen sales substituidas de guanidina, tales como DGH, sales de piridinio substituidos tales como cloruro de cetilpiridinio (CPC) , sales de amonio tetrasubstituidas talesccomo cloruro de didecildimetilamonio y cloruro de alquildimetil benzaconio, biguanidinas, derivados catiónicos poliméricos y similares, en los cuales la substitución es un grupo alquilo, cicloalquilo o arilo con de 2 a 18 átomos de carbono. Los derivados catiónicos preferidos incluyen sales de alquilguanidina y sales de alquilpiridinio en los cuales el grupo alquilo contiene de 2 a 18 átomos de carbono. Las sales de alquilgunidina, especialmente DGH, son las más preferidas. Los compuestos cationes pueden ser agregados al a emulsión polimérica en cualquier punto durante el proceso de manufactura de la emulsión polimérico, preferentemente el compuesto catiónico se agrega a la emulsión polimérica como el ultimo aditivo en el proceso de post-manufactura. La cantidad total o dosis del compuesto catiónico que se agrega a una emulsión polimérica para la prevención contra la contaminación microbiana puede encontrarse en el rango de lOppm a 1% en peso, preferentemente 50 ppm a 5000 ppm, en base la peso humero de la emulsión polimérica. El uso de una sal de alquilguanidina, específicamente DGHY, se encontró inesperadamente que era muy potente y efectivo para matar e inhibir el crecimiento de microbios biodeteriogénicos, tal como GABL, que pueden contaminar las emulsiones poliméricas estabilizadas con alcohol (poli) vinílico, especialmente emulsiones poliméricas a base de acetato de vinilo. Sin embargo, se ha descubierto inesperadamente que ligeros cambios en la composición de emulsión polimérica en base a acetato de vinilo, tales como incorporación de constituyentes aniónicos, puede tener una influencia dramática en la eficacia y potencia conservadora de las sales de alquilguanidina. No pretendiendo queda limitado por la teoria, las diferencias en la eficacia de los conservadores DGH pueden atribuirse a una interacción desfavorable o competitiva de DHG catiónico con surfatantes aniónicos y/o componentes aniónicos presentes en algunas de esas emulsiones. Esa interacción puede servir para agotar la concentración del compuesto catiónico en la fase acuosa en donde se necesita que ejerza su actividad microbicida. La eficacia conservadora de DGH también puede ser afectada adversamente por la presencia de tensoactivos no iónicos. Por ejemplo la eficacia de conservación de DGH puede disminurse en las emulsiones poliméricas a base de acetato de vinilo estabilizadas con. una combinación de coloides de protección y tensoactivo no iónicos. Los compuestos catiónicos son particularmente efectivos en las emulsiones poliméricas que contengan una cantidad reducida o nula de substituyentes aniónicos, y una cantidad reducida o nula de tensoactivos aniónicos o no iónicos. Con reducido se quiere decir tensoactivos no iónicos por debajo de su concentración critica de miscelio y tensoactivos aniónicos o substituyentes por debajo de la concentración molar del compuesto catiónico agregado. Los compuestos catiónicos de esta invención pueden usarse solos o junto con otros biocidas industriales conocidos; por ejemplo BIT, CIT, MIT, DBDCB, DBNPA, DNPD, derivados de aldehido, tales como glutaraldehido y formaldehido, agentes de liberación de formaldehido, tales como dimetilioldimetil hidantoina, derivados de imidazolidinil urea, oxazolidina biciclica de polimetoxi, y clorhidrato de 1- (3-cloralil) -3, 5, 7-triaza-1-azoniaadamantano, hidantoinas, fenoles, tales como o-fenil fenilato de sodio, y aromáticos clorados, tal como clorhexideno, p-cloro-m-creosl y cloroxilenol . La invención se aclarara considerando los siguientes ejemplos, que se pretende sean ejemplos puros de la invención. La eficacia conservadora de varios compuestos catiónicos se examinó al agregar varios niveles de de dosificación de los compuestos a varias emulsiones de copolímeros estabilizados con alcohol (poli) vinílico de acetato de (poli) vinilo-etileno (VAE) , algunos de los cuales contienen menos de 1000 ppm de monómero de acetato de vinilo. Las emulsiones poliméricas resultantes entonces se sometieron a exigentes pruebas de retos biológicos, cuyos detalles se describen a continuación. EJEMPLO 1 La eficacia conservadora de varios compuestos catiónicos en una emulsión copolimérica VE estabilizada con alcohol (poli) vinílico (Tg=0) que contenia menos de 100 ppm de monómero de acetato de vinilo, se determinó de acuerdo con el siguiente procedimiento: Microorganismo de prueba: GABL Preparación de inoculación de GABL : Un cultivo recientemente aislado de GABL se cultivo en placas de agar de dextrosa de papa al inocular la superficie del agar. Las placas de agar de desxtrosa de papa se incubaron durante 48-72 horas a 25°C. Después de un periodo de incubación, las células GABL se cosecharon usando una solución de Ringers a un cuarto de su potencia para retirar por lavado las colonias GABL de. la superficie de agar. El producto de lavado de cada placa se colectó en un matraz Erlenmeyer estéril. El numero de placas y la cantidad de solución de Rigers a un cuarto de su potencia usado para lavar las colonias GABL se ajusto durante le procedimiento para obtener un conteo final de microbios viables en el margen de 108-1010
CFU/ml.
Técnica de impßdancia bacteriana automática rápida (RAPID) : proporcionada por Microbiology Internationa, fabricada por Don Whitley Scientific, Ltd. RABIT utiliza el principio de microbiología de impedancia para detectar y determinar la actividad microbiana en una muestra dada. Usando el RABIT, se monitorea el metabolismo microbiano al medir la cantidad de dióxido de carbono reducido por microorganismos de respiración activa. Los electrodos en las células de prueba RABIT se cubren parcialmente con agar alcalino que contiene hidróxido de potasio. A medida que las muestras de prueba son monitoreadas en el RABIT, el dióxido de carbono producido por el metabolismo microbiano se absorbe por medio del agar alcalino resultante en un cambio de conductividad. La conductividad se monitorea con el tiempo y el tiempo para llegar a una tasa pre-específicada de reducción en conductividad se llama, tiempo a la detección (TTD) . Por lo tanto entre más corto sea el TTD, mayor sera el número de microroganismos presentes. La falla puede definirse como tres reducciones sucesivas iguales o mayores a un valor pre-específicado (-10 microSiemens es recomendado por el fabricante) en cualquier momento durante el periodo de monitoreo RABIT de 72 horas. Alternativamente, se puede definir la falal como un cambio total pre-específicado en la conductividad. Procedimiento de prueba de Bioreto: Muestras (cada una de 50g) de cada emulsión de prueba que contenia un agente antimicrobiano de prueba se inocularon con 1.0 ml de inoculo GABL. Después de mezclar bien, las muestras se colocaron entonces en un incubador a 30°C. Después de 1, 2 y 6 días de incubación cada muestra se inoculo en agar de dextrosa de papa para obtener el nivel de microorganismos GABL sobrevivientes. Las placas de agar de dextrosa de papa se incubaron a 25°C durante 48-72 horas antes de determinar ele crecimiento. En el séptimo día de incubación, cada muestra de emulsión de prueba se inoculo otra vez con inoculo CABL recién preparado, se mezclo bien, luego se coloco nuevamente en el incubador. Las muestras otra vez se inocularon en agar de desctrosa de papa después de. incubar durante 1, 2 y 6 días desde la segunda inoculación. En el día catorce después de que se inicio la prueba; las emulsiones de prueba se inocularon una tercera vez con otro inoculo GABL recien preparado y luego se colocaron de vuelta en el incubador. Las muestras otra vez se inocularon en agar de dextrosa de papa después de 1,2,6 y 13 días de incubación desde la tercera inoculación para determinar los microorganismos sobrevivientes. La falla de la prueba se define como un conteo de microbios viables > 300 CFU/10 µl observado por la determinación de la placa de inoculación de agar de dextrosa de papa. Procedimiento de prueba de bioreto via la RABIT: Una pequeña cantidad de un nutriente microbiano se agrego a cada muestra de emulsión de prueba (50g) que contiene un agente antimicrobiano de prueba. Las muestras resultantes entonces se inocularon con 1.0 ml de inoculo GABL. Después de mezclar bien, una alícuota (5g) de cada muestra de prueba se coloco en tubos de conductividad indirectos RABIT separados. Los tubos de conductividad indirecta entonces se colocaron en los módulos incubadores RABIT a 30 °C y los cambios de conductividad se monitoreo durante 72 horas. El resto de cada muestra de prueba se almacenó en un incubador a 30 °C durante el periodo de monitoreo RABIT . Al terminar el periodo de. monitoreo RABIT, las muestras de alícuotas se volvieron a colocar en sus respectivos recipientes de muestras. Cada muestra deprueba entnonces se re-inoculo con un inoculo GABL recién preparado. Después de mezclar bien una alícuota (5g) de cada muestra de prueba se volvió a colocar en tubos de conductividad indirecta RABIT nuevos y se monitoreo en el RABIT como con anterioridad. Esta inoculación y este procedimiento de monitoreo de conductividad RABIT se repitieron cada tres a cuatro dias hasta que se presento una falla en la muestra o hasta que varias inoculaciones sin fallas. Resultados : La tabla 1 muestra la eficacia de varios tipos de compuestos catiónicos La tabla muestra la eficacia de varios tipos de compuestos catiónicos de comparación con los biocidas industriales estándar para controlar e inhibir el crecimiento de GABL en una emulsión copolimérica VAE con un Tg de 0°C y estabilizado únicamente con un alcohol
(poli) vinílico y que contiene menos de 1000 ppm de monómero de acetato de vinilo. Es claro de los datos que hubieron diferencias dramáticas en la eficacia de conservación en esta emulsión polimérico dependiendo del tipo de compuesto catiónico o biocida usado. Por ejemplo, una dosificación de 200 ppm DHGH presentó excelente. actividad microbicida contra GABL al controlar e inhibir e crecimiento GABl a través de 7 inoculaciones del inoculo GABL. Dosis similares de clorhidrato de poli (hexametilenobiguanidina) , clorhexidina, bromuro de cetiltrimetilamonio (CTAB) y derivados de benzalconio fueron inefectivos, fallando la prueba inmediatamente después de la inoculación GABL inicial. Niveles de dosificiación más altos de esos compuestos catiónicos son necesarios para obtener eficacia de conservación adecuada. Los biocidad industriales comunes, tales como CIT/MIT, DBNPA, DBDCB y glutaraldehido fueron todos inferiores como conservadores. El uso de CIT/MIT se limitaron a 50 ppm y DBNPA se limito a 100 ppm, debido a problemas de sensibilización y regulaciones de la FDA. Un efecto aditivo se obtuvo con una combinación de CT/MIT y DGH, CPC y agente antimicrobiano activo encontrado en enjuages para boca comerciales, también fue efectivo contra el GABL, pasando 5 inoculaciones a 300 ppm de dosis. El cloruro de didecildimetilamonio u otros cloruros de díalquildimetil amonio a 200 ppm fueron moderadamente efectivos bajo esas condiciones de prueba al inhibir el crecimiento GABL después de 2 a 3 inoculaciones. Esos resultados fueron inesperados ya que otros materiales antimicrobianos, tales como glutaraldehidos, DBDCB y DBNPA, fueron inefectivos contra GABL, aun a dosis de 450 y 500 ppm. Tabla 1
* Ingrediente activo. ** Como se suministra por el fabricante, la cantidad activa no conocida porque el fabricante no dió la composición del producto. BTC 181, 824, 1010 y 2125M suministrado por Stepan Company Busan WSCP suministrado por Buckman Laboratories TPI 1716 y 1717 suministrados por Sculke & Mair (Alemania) Tolcide PS suminstrado por Albright & Wilson Vantocili IB suministrado por Avecia Biocides Troysan 395 suministrado por Troy Corporation EJEMPLO 2 Se siguió el procedimiento descrito en el-ejemplo 1, excepto porque la eficacia de conservación de DGH se examinó por medio de la variación de su concentración de dosificación y variando la composición de la emulsión polimérica. Los datos del procedimiento se compilan en la tabla 2. La capacidad de DGH para proteger y conservar las emulsiones poliméricas contra el crecimiento de GABL fue dramáticamente diferente dependiendo del tipo de emulsión polimérica y la composición. Por ejemplo DGH fue extremadamente robusto y efectivo para controlar el crecimiento de GAB en emulsiones copoliméricas VAE estabilizadas con alcohol (poli) vinilico. Sin embargo con los mismos niveles de dosificación, DGH no presento eficacia conservadora en emulsiones copoliméricas VAE que contienen cantidades substanciales de comonómero aniónico o tensoactivo aniónico. Ademas la eficacia de conservación de DGH se redujho cuando ciertos sistemas de iniciaicon tal como persulfato/sulfoxilato de formaldehido de sodio, se usaron para fabricar la emulsión VAE. La eficacia de conservación DGH también se redujo por medio de la presencia de cantidades substanciales de tensoactivos no son iónicos.
TABLA 2
aGABL Bioreto detenido después de la 7a. inoculación bGABL Bioreto detenido después de la 4a. inoculación. VA = Acetato de vinilo. E = etileno. AA = comonómero de ácido acrílico. MA = comonómero anhídrido maléico. SVS = comonómero de sulfonato vinilo de sodio. NMA = comonómero N-metilolacrilamida . EJEMPLO 3
Se determinó la eficacia de conservación de varios compuestos catiónicos en una emulsión copolimérica VAE estabilizada con alcohol de (poli) vinílico (Tg=0) conteniendo menos de 1000 ppm de acetato de vinilo, de acuerdo con el siguiente método. Microorganismos de prueba: Aeromonas, hydrophilia , Alcaligenes faecal is , Corubebacterium ammoniagenes , En terobacter aerogenes , Escherichia coli , Klebsela pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa , Proteus vulgaris, Providencia ret tgeri , Pseudomanas stutzeri , Shewenella putrefaciens , Serra tia liqueaciens, Acinetobacer ba umannii , Burkholderia cepa cie, Chryseobacetirum meningosepticum ,
Sphinogobacterium spiri tovorum, Ralstoia pickettii , y GABL . Preparación De inoculo de un conjunto bacteriano mixto: Cada cultivo bacteriano creció individualmente sobre placas de agar nutritivo, excepto que GABL se cultivo en placas de agar de dextrosa de papa, al incular las superficies de agar. Las placas de agar nutritivas se incubaron durante 24-48 horas a 30°C y las placas de agar de dextrosa de papa se incubaron durante 48-72 horas a 25 °C. Después del periodo de incubación, las células se cosecharon usando solución de Ringers a un cuarto de su potencia para retirar las colonias bacterianas de la superficie del agar. Los lavados de todas las placas se combinaron en un matraz Erlenmeyer estéril. El número de placas y la cantidad de solución de Ringers usada para retirar las colonias bacterianas se ajusta durante el procedimiento para obtener un contenido final de microbios mixtos viables en el rango de 108-1010 CFU/ml. Procedimiento de prueba de bioreto bacteriano Los procedimientos RABIT se siguieron de la manera descrita en el ejemplo 1, excepto porque el inoculo del conjunto bacterial mixto se uso para inocular la muestra de prueba en vez del inoculo GABL. El amplio espectro de eficacia de conservación de DGH y CPC contra varias especies bacterianas se demuestra en la tabla 3. DGH otra vez mostró la mayor potencia y eficacia en comparación con los otros compuestos catiónicos. A dosis de 200 ppm, DGH presento el crecimiento de una conjunto bacteriano mixto después de 7 inoculaciones. A 400 ppm CPC era tan efetiva como DGH a 200 ppm. TABLA 3
EJEMPLO 4 Se determinó la eficacia conservadora antihongos de varios compuestos catiónicos en una emulsión cepolimérica VAE estabilizada con alcohol (poli) vinílico (Tg=9) que contiene menos de 1000 ppm de acetato de vinilo, de acuerdo con el siguiente procedimiento: Levaduras: rehodotuyrula glutinis, Candida quillermondi, y Candida trpiales. Mohos: Geczrichium candidum, especies spe-rgill us , especies Sporothrix, Trichoderma viride, y especies Cladosporiu . Preparación de inoculo de levaduras mixtas : Cada cultivo se prueba se cultivo inicidalmente sobre plazas de agar de dextrosa de papa al inocular la superficie del agar. Las placas de agar de dextrosa de papa se incubaron entonces durante 3-7 días a 25°C. Después de este periodo de incubación, las células de levadura se cosecharon usando solución de Ringers a un cuarto de su potencia para retirar las células de la superficie del agar. Los lavados de todas las placas se combinaron en un matraz Erlenmeyer estéril. El número de placas y la cantidad de solución de Ringers usada para retirar las células se ajusta durante el procedimiento para obtener un contenido final de microbios en el rango de 106-108 CFU/ml. Preparación de inoculo de mohos mixtos : Cada cultivo se prueba se cultivo individualmente sobre plazas de agar de dextrosa de papa al inocular la superficie del agar. Las placas de agar de dextrosa de papa se incubaron entonces durante 3-7 días a
°C. Después de este periodo de incubación, las células de levadura se cosecharon usando solución acuosa de. sulfosuccinado de dioxtilo al 0.005% para retirar las coloni s de la superficie del agar. Los lavados de todas las placas se filtraron a través de una manta de cielo estéril y los filtrados se combinaron en un matraz
Erlenmeyer estéril. El número de placas y la cantidad de solución acuosa de sulfosuccinato de dioctilo al 0.005% usada para retirar las células se ajusta durante el procedimiento para obtener un contenido final de microbios en el rango de 106-107 CFU/ml. Procedimiento de prueba de bioreto con hongos Cada muestra de prueba (50g) de emulsión polimérica que contenia un agente antimicrobiano de prueba se inoculo con 0.5 ml del inoculo de levadura mixto. Después de mezclar bien, los recipientes de muestra abiertos se colocaron entonces en un segundo recipiente más grande que contenia 20 g de yermiculita estéril y 80 g de agua estéril, . Cada muestra de prueba entonces se inoculo con 0.5 ml de inoculo de moho mixto al distribuir suavemente le inoculo de moho sobre toda la superficie de la muestra de prueba de emulsión. Las muestras ya o se mezclaron, Con una perturbación mínima de las superficies de muestras de prueba, se colocaron tapas sobre los recipientes de vermiculita más grandes dejando el recipiente de muestras de prueba en emulsión abierto dentro del recipiente de vermiculita. Las muestras entonces se incubaron durante 28 días a 25 °C. Después del periodo de incubación de 28 días, los contenedores de vermiculita se abrieron sin perturbar las superficies de la muestra de prueba y se detemrino visualmente la presencia de cualquier crecimiento superficial de hongos. Después de registrar esas observaciones como sin crecimiento crecimiento ligero, crecimiento moderado, crecimiento fuerte y crecimiento denso, las muestras se mezclaron intensamente y cada una se inoculó en el agar de dextrosa de papa para determinar el nivel de microorganismos sobrevivientes. Las placas de agar de dextrosa de papa se incubaron a 25°C durante 3-5 días antes de determinar le crecimiento. La tabla 4 muestra los datos sobre eficacia de conservación de compuestos catiónicos específicos contra levaduras y mohos. La emulsión copolimérica de acetato de (poli) vinilo- coetileno estabilizada con alcohol (poli) vinilo) conteniendo 200 ppm de DGH proporciono una buena protección contra mohos y levaduras. La conservación más eficaz contra levaduras y mohos fue de 300 ppm CPC o una combinación de 40 ppm CIT/MIT y 200 ppm DGH. TABLA 4