PL211371B1 - Sposób otrzymywania preparatu bioaktywnego - Google Patents

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania preparatu bioaktywnego, który może być aplikowany w procesie przetwarzania tworzyw polimerowych w celu nadania im właściwości biobójczych. Biocyd, korzystnie będący poliheksametylenoguanidyną (PHMG) i/lub jej pochodną, miesza się z woskiem polietylenowym, korzystnie w temperaturze powyżej 120°C, najkorzystniej w temperaturze z zakresu 120°-150°C. Tak uzyskaną mieszaninę chłodzi się, korzystnie do temperatury 120°C, a następnie wylewa się i schładza do temperatury otoczenia, po czym tak uzyskany i zestalony preparat kruszy się i miele. Poliheksametylenoguanidynę (PHMG) i/lub jej pochodną miesza się z woskiem polietylenowym w stosunku wagowym od 5 do 100 części na 100 części wosku polietylenowego, korzystnie od 30 do 80 części na 100 części wosku polietylenowego.

Description

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 211371 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 388062 ^{(51) Int.Cl.}

A01N 33/04 (2006.01) A01N 25/10 (2006.01) C08K 7/16 (2006.01) (22) Data zgłoszenia: 18.05.2009 _{A01P 1/00 (2006.01)} (54)

Sposób otrzymywania preparatu bioaktywnego (73) Uprawniony z patentu:

(43) Zgłoszenie ogłoszono:

22.11.2010 BUP 24/10 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono:

31.05.2012 WUP 05/12

INSTYTUT INŻYNIERII MATERIAŁÓW

POLIMEROWYCH I BARWNIKÓW, Toruń, PL

INSTYTUT PRZEMYSŁU SKÓRZANEGO,

Łódź, PL (72) Twórca(y) wynalazku:

ŁUCJA WYRĘBSKA, Zgierz, PL WIESŁAW SOBOLEWSKI, Łódź, PL LUCJAN SZUSTER, Łódź, PL

BOGUSŁAW KRÓLIKOWSKI, Toruń, PL (74) Pełnomocnik:

rzecz. pat. Jan Michalak

PL 211 371 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania preparatu bioaktywnego, który może być aplikowany w procesie przetwarzania tworzyw polimerowych w celu nadania im właściwości biobójczych.

Bioaktywne wyroby polimerowe posiadają zdolność niszczenia lub hamowania wzrostu chorobotwórczych mikroorganizmów. Polimery bioaktywne są zazwyczaj nośnikami substancji aktywnej tzw. biocydu. Nośnik ten może być uwalniany w sposób kontrolowany z materiału polimerowego lub też może być związany z tym materiałem w sposób trwały. Polimery bioaktywne znajdują zastosowanie nie tylko w medycynie, ale również w wyrobach codziennego użytku. Z udziałem takich polimerów wytwarza się materiały opatrunkowe, nici chirurgiczne, opakowania do żywności, a także tekstylne wyroby włókiennicze. Opracowanie literaturowe Antimicrobial Textiles -an Owerview Vol 84 February 2004 omawiając zagadnienie sposobu aplikacji biocydu wymienia takie metody jak mikroenkapsulacja, kopolimeryzacja z udziałem biocydu, chemiczną modyfikację włókna przez utworzenie wiązania biocyd - włókno czy też powlekanie powierzchni wyrobu materiałem zawierającym biocyd. Odrębną grupą metod jest wprowadzanie biocydu w masę polimerową włóknotwórczą bezpośrednio przed procesem formowania wyrobu końcowego.

Opis patentowy US 7 282 538 ujawnia sposób syntezy biobójczych poliolefin przez kopolimeryzację polimetakrylanowej pochodnej związku biobójczego z pochodną styrenową w temperaturze 110°C w ś rodowisku niskotopliwego polipropylenu. Uzyskuje się w ten sposób masterbatch posiadają cy działanie bioaktywne.

Publikacja zgłoszenia międzynarodowego WO 2005/085339 ujawnia wprowadzanie nanosrebra wraz z dyspergatorem do polimeru w temperaturze 50-90°C. Zgodnie z tym opisem nie następuje wówczas koagulacja nanosrebra, a uzyskany materiał posiada właściwości biobójcze.

Z opisu patentowego US 4 775 585 znane są bakteriobójcze włókna poliamidowe zawierające dodatek zeolitu podstawionego jonami srebra lub miedzi. Znany jest również z opisu patentowego PL 193 473 sposób wytwarzania bioaktywnych włókien z poliamidu zawierających klotrymazol czy triclosan lub sole srebra.

Jak wskazano powyżej zakres stosowanych biocydów jest bardzo szeroki. W ostatnim czasie największą popularnością cieszy się nanosrebro, ale mogą to być również pochodne organiczne, które znajdowały dotychczas zastosowanie w przemysłach spożywczym lub kosmetycznym czy też wykorzystywane były jako antyseptyki np w szpitalach. Klasycznym tego przykładem jest triclosan cytowany w opisie patentowym PL 193 473.

Wraz ze wzrostem popularności stosowania biocydów opartych o nanosrebro wzrosło również zainteresowanie oceną wpływu nanocząsteczek na organizm ludzki. Stwierdzono że większość wykończeń tekstylnych opartych o nanosrebro nie jest odporna mechanicznie co może powodować przedostawanie się nanocząstek przez skórę człowieka. Udowodniono, że nanosrebro z opatrunków antyseptycznych migruje do krwi. Z tego względu bezpieczeństwo jego stosowania jest ograniczone. Ponadto oddzielając się od tkaniny migruje do zbiorników wodnych gdzie negatywnie wpływa na rozwój flory i fauny.

Wobec powyższego coraz większego znaczenia nabiera zastosowanie takich biocydów, które poza funkcją bakteriobójczości są nieszkodliwe dla człowieka i nie wykazują szkodliwego wpływu na środowisko. Taką grupą biocydów są czwartorzędowe sole amoniowe a szczególnie pochodne polimeryczne guanidyny lub biguanidyny Przykładem takiej pochodnej jest poliheksametylenoguanidyna (PHMG) występująca najczęściej w postaci soli, chlorowodorku lub fosforanu. Proces syntezy tego związku są przedmiotem wielu opisów patentowych m.in. SU 1 616 898, RU 2 191 606, WO 2004/052961. Poszczególne opisy zawierają rozmaite warianty syntezy PHMG różniące się stechiometrią procesu lub warunkami syntezy. Badania wskazują, że PHMG i jej sole wykazują szerokie spektrum antybakteryjne łącznie z bakteriami gruźlicy i cholery jak również wirusów grypy i HIV.

Pochodne PHMG zarówno te rozpuszczalne w wodzie jak i nierozpuszczalne znalazły w ostatnich latach zastosowanie jako środki odkażające, antyseptyczne i jako biocydy nadające właściwości biobójcze rozmaitym materiałom polimerowym.

W oparciu o 1%-5% roztwory wodne PHMG oparte są takie preparaty jak Desisoft, Dezavid, Teflex czy Hygisoft służące do dezynfekcji pomieszczeń w tym również szpitalnych. Wodne roztwory

PHMG znajdują również zastosowanie jako flokulanty RU 2 240 292 lub jako fungicydy na polach uprawnych UA 30 462 czy też jako składniki powłok malarskich RU 2 169 163, RU 2 309 172.

PL 211 371 B1

Znany jest także z opisu patentowego EP 1 110 948 sposób przygotowania bakteriobójczego fosforanu polihexametylenoguanidyny w postaci proszku i sposób jego wykorzystania przy wytwarzaniu masterbatchy.

Przykładem zastosowania PHMG przy przetwórstwie polimerów jest użycie PHMG jako biobójczego elementu kopolimeru przy kopolimeryzacji według opisu US 7 282 538. Otrzymany według tego opisu polimer ma mieć trwałe cechy biocydu. Zgodnie z opisem patentowym EP 111 0948 fosforan PHMG w postaci proszku wprowadzony do polimeru nadaje mu cechy biobójcze. Według opisu patentowego RU 2 264 337 pochodne PHMG takie jak mleczan, cytrynian, benzoesan wprowadzane są jako proszki w polimer w celu nadania mu cech biobójczych. Analogiczne pochodne PHMG wprowadza się do tworzywa przy wytwarzaniu folii służącej do pakowania żywności, co jest znane z opisu patentowego RU 2 136 563.

Opisane powyżej wynalazki polegające na mechanicznym wymieszaniu biobójczej pochodnej PHMG z materiałem polimerowym nie zapewniają pełnej homogenizacji materiału polimerowego z biocydem. W konsekwencji wyroby wytworzone z takiego polimeru wykazują brak efektu biobójczości w niektórych obszarach.

Sposób otrzymywania preparatu bioaktywnego według wynalazku polega na tym, że biocyd korzystnie będący poliheksametylenoguanidyna (PHMG) i/lub jej pochodną miesza się z woskiem polietylenowym korzystnie w temperaturze powyżej 120°C, najkorzystniej w temperaturze z zakresu 120°-150°C. Tak uzyskaną mieszaninę chłodzi się korzystnie do temperatury 120°C, a następnie wylewa się i schł adza się do temperatury otoczenia, po czym tak uzyskany i zestalony preparat kruszy się i miele się. Poliheksametylenoguanidynę (PHMG) i/lub jej pochodną miesza się z woskiem polietylenowym w stosunku wagowym od 5 do 100 cz ęści na 100 części wosku polietylenowego, korzystnie od 30 do 80 części na 100 części wosku polietylenowego. Poliheksametylenoguanidynę (PHMG) i/lub jej pochodną stosuje się w postaci proszku albo roztworu wodnego.

Mieszanie poliheksametylenoguanidyny (PHMG) z woskiem polietylenowym prowadzi się korzystnie do czasu odparowania wody z mieszaniny.

Nieoczekiwanie okazało się, że taki sposób otrzymywania preparatu bioaktywnego dodawanego do tworzyw polimerowych w procesie ich przetwarzania zapewnia pełną homogenizację preparatu i polimeru, przez co wytwarzane wyroby posiadają wł a ś ciwoś ci biobójcze w szerokim zakresie zastosowań oraz posiadają właściwą odporność i stabilność termiczną mieszaniny.

Przedmiot wynalazku ilustrują przedstawione poniżej przykłady nie ograniczając jego zakresu.

P r z y k ł a d I

Do kolby szklanej ogrzewanej płaszczem olejowym dodaje się 48 gramów PHMG w postaci 70% roztworu chlorowodorku i ogrzewa się do temp. 100°C oraz dodaje się 50 g wosku polietylenowego. Całość ogrzewa się w temperaturze 140°C przez 1 godzinę do czasu zaprzestania wydzielania się wody. Uzyskany preparat bezwodny chłodzi się do temperatury 120°C i wylewa się na emaliowaną tacę. Schłodzony i zestalony preparat kruszy się i miele się. Uzyskuje się 83,6 g preparatu zawierającego 40% chlorowodorku PHMG.

P r z y k ł a d II

Do kolby szklanej ogrzewanej płaszczem olejowym dodaje się 50 g wosku polietylenowego i ogrzewa się do temperatury 140°C, po czym dodaje się otrzymany znanym sposobem 33,6 g stearynianu PHMG i miesza się przez 15 minut. Uzyskany preparat chłodzi się do temperatury 120°C i wylewa się na emaliowaną tacę. Schłodzony i zestalony preparat kruszy się i miele się. Uzyskuje się 83,6 g preparatu zawierającego 40% stearynianu PHMG.

P r z y k ł a d lII

Postępując zgodnie ze sposobem opisanym w przykładzie II, do wosku polietylenowego wprowadza się barwną żółtą sól PHMG w ilości 16,8 g uzyskaną przez wytrącenie PHMG barwnikiem o nazwie tartrazyna. Uzyskuje się 66,8 g barwnego preparatu zawierającego 20% biobójczej pochodnej tartrazyny.

Claims (4)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób otrzymywania preparatu bioaktywnego, znamienny tym, że biocyd korzystnie będący poliheksametylenoguanidyna (PHMG) i/lub jej pochodną miesza się z woskiem polietylenowym korzystnie w temperaturze powyżej 120°C, najkorzystniej w temperaturze z zakresu 120°-150°C, przy

   PL 211 371 B1 czym tak uzyskaną mieszaninę chłodzi się korzystnie do temperatury 120°C, a następnie wylewa się i schładza się do temperatury otoczenia, po czym tak uzyskany i zestalony preparat kruszy się i miele się.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że poliheksametylenoguanidynę (PHMG) i/lub jej pochodną miesza się z woskiem polietylenowym w stosunku wagowym od 5 do 100 części na 100 części wosku polietylenowego, korzystnie od 30 do 80 części na 100 części wosku polietylenowego.
3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że poliheksametylenoguanidynę (PHMG) i/lub jej pochodną stosuje się w postaci proszku albo roztworu wodnego.
4. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że mieszanie poliheksametylenoguanidyny (PHMG) z woskiem polietylenowym prowadzi się korzystnie do czasu odparowania wody z mieszaniny.

   Departament Wydawnictw UP RP