SE466284B - Mikrobicid komposition innehaallande en laangkedjig alkylester och en nonjonisk vattenloeslig cellulosaeter - Google Patents

Description

466 284 är 1 Vid användning av mikrobicider är det i många fall önskvärt att ha tillgång till formuleringar i form av hög- viskösa vattenlösningar eller geler. Det är därför vanligt att som viskositetsreglerande eller gelbildande medel till- sätta vattenlösliga polymerer.

Gelbildande vattenlösliga polymerer finns av flera -typer. För de flesta gäller att gelning sker vid temperatur- sänkning. Vissa polymerer uppvisar i. vattenlösning en s 1: grumlingspunkt , vilket innebär att polymeren faller ut då temperaturen höjs ovanför en kritisk temperatur. Kända exempel på sådana polymerer är nonjoniska cellulosaetrar. Det normala beteendet för nonjoniska cellulosaetrar är att viskositeten reduceras när temperaturen ökas över rumstempe- ratur. Minskningen fortsätter till dess man når grumlings- punkten; Vid denna temperatur börjar lösningen grumlas och man kan, om koncentrationen av polymeren är tillräckligt hög, observera en viskositetsökning. Förloppet är reversibelt.

Det är tidigare känt genom patentansökan PCT/SE89/00266 att nedgången av viskositeten vid temperaturhöjning hos en vattenlösning av nonjonisk cellulosaeter avsevärt kan reduce- ras och i många fall t o m vändas till en kraftig viskosi- tetsökning genom att använda ett system med minst 85% vatten, vars vätskefas som viskositetsreglerande medel innehåller a) en nonjonisk cellulosaeter i en sådan mängd att vattenlösningen därav har en viskositet av 10-10.000 cP, företrädesvis 30-5.000 cP, mätt enligt Brookfield LV, 12 rpm vid 2o°c och b) en vattenlöslig, jonisk ytaktiv förening i en mängd av 1-30 mmol, företrädesvis 2-20 mmol, per liter vatten.

Det därvid erhållna systemet uppvisar överraskande fördelaktig viskositetsutveckling vid förhöjd temperatur.

Genom att anpassa cellulosaeterns grumlingspunkt och mängden jonisk ytaktiv förening kan även geler och gelliknande strukturer erhållas. få 3 466 284 Ett syfte med föreliggande uppfinning är att för de lángkedjiga alkylesterföreningarna med formeln I få tillgång till en mikrobicid komposition, som innehåller en polymer och uppvisar en mindre viskositetssänkning vid förhöjd temperatur än polymeren själv och i många fall t o m en bibehållen eller förhöjd viskositet, innan eventuell gelbildning eller bildning av gelliknande struktur inträder.

Ett annat syfte är att den mikrobicida kompositionen skall vara stabil och uppvisa hög viskositet under hela behandlingstiden. Dessutom skall formuleringens ndkrobicida effekt vara hög.

Ett annat syfte med föreliggande uppfinning är att när den mikrobicida behandlingen är genomförd, skall komposi- tionen vara lätt att snabbt avlägsna. Effekten av den mikro- bicida behandlingen kan härigenom bättre styras.

Ytterligare ett syfte är att den avlägsnade komposi- tionen efter kort tid skall förlora sin mikrobicida effekt och endast bestå av toxiskt harmlösa produkter.

Kompositioner med dessa egenskaper är värdefulla inom flera applikationer, t ex inom livsmedels- och bioteknik- området vid desinficering av produktionsutrustning och apparatur eller inom terapeutisk och kosmetisk behandling, där det kan vara önskvärt att viskositeten höjs och ev följs av gelbildning vid uppvärmning till produktionsutrustningens och apparaturens temperatur resp kroppstemperaturen.

Det har nu överraskande visat sig att de ovan angivna önskemålen uppfylles av en vattenbaserad mikrobicid komposi- tion, som innehåller a) 1-30 mmol, företrädesvis 2-20 mmol, per liter vatten av' en långkedjig alkylester' med den allmänna formeln I i kombination med b) en nonjonisk cellulosaeter i sådan mängd, att en vattenlösning därav har en viskositet av 10-10.000 CP, företrädesvis 30-5.000 cP, mätt enligt Brookfield LV, 12 rpm vid 20°C, varvid kompositionens pH-värde är under 6, företrä- desvis 3,0-5,5. 466 284 q Kompositionen enligt uppfinningen uppvisar en fördel- aktig viskositetsutveckling vid förhöjd temperatur och dess mikrobicida effekt är varaktig och på en permanent hög nivå.

När den mikrobicida behandlingen är utförd, kan den avbrytas exempelvis genom att kompositionen, som efter temperatur- förhöjningen föreligger i högviskös form, spädes med kallt vatten och/eller tillföres ett basiskt medel, såsom en vattenhaltig alkalisk buffertlösning. När formuleringens pH-värde är 6 eller högre, företrädesvis över 7, avtar kompositionens höga viskositet snabbt, varefter kompositionen lätt kan avlägsnas. Viskositetsnedgången har överraskande visat sig gå väsentligt fortare än vad som kan förväntas med-° ledning av den långkedjiga alkylesterns hydrolys i vatten- lösning. Denna egenskap är av stort värde, eftersom den både ger möjlighet till noggrann styrning av behandlingstiden och underlättar kompositionens avlägsnande. Om kompositionen påföres en yta, som avger hydroxylgrupper eller upptar protoner, kommer dess pH att successivt stiga. I sådana fall är det inte nödvändigt att vidtaga någon speciellt pH-höjande åtgärd, utan behandlingstiden kan regleras genom att välja ett lämpligt pH-värde på den komposition som appliceras.

Alkylesterns alkylgrupper RI, RII och RIII desvis alkylgrupper med 1-4 kolatomer och allra helst metyl- grupper. Gruppen RIV är företrädesvis en rakkedjig alkyl- grupp. Motjonen A är vanligtvis en halidjon, såsom klorid eller HSO4_. Exempel på föredragna utföringsformer av alkyl- estrarna är sådana med de allmänna formlerna o (cH3) 3N+cH2c / A' (II) \oRIV o H31? - cfH-cå 2A' (in) <|:3H6 oRIV N+H är företrä-I 5 466 284 O H3N+ - pH-c í 2A- (Iv) (f4H8 \ ORIV N+H3 där RIV och A har den ovan angivna betydelsen. Alkylestern tillsättes lämpligen i en sådan mängd, att när den successivt tillsättes en vattenlösning innehållande den aktuella cellu- losaetern i önskad koncentration, ger den under tilltagande viskositet en höjning därav med minst 25%.

V Cellulosaetrarna enligt uppfinningen skall vara vatten- lösliga vid den temperatur, vid vilken vattenlösningen beredes. De har lämpligen en sådan polymerisationsgrad, att en 1%-ig vattenlösning därav har en viskositet av 10-10.000 cP, företrädesvis 30-5.000 cP, mätt enligt Brookfield LV, 12 rpm 'vid 20oC. De kan uppvisa hydrofoba kolvätegrupper, såsom metyl, etyl, propyl, butyl, bensyl och högre kolvätegrupper med 8-24 kolatomer eller polära hydroxylgrupper, såsom hydroxietyl, hydroxipropyl och hydroxibutyl, eller blandningar av kolvätegrupper och polära grupper. Cellulosaetrarnas grumlingspunkt är lämpligen under 70OC men över rumstemperatur, och anpassas efter kompo- sitionens användningsområde. Företrädesvis väljes en cellu- losaeter, vars grumlingspunkt ligger inom inter- vallet -5OC-+5OC från kompositionens användningstemperatur.

Exempel på lämpliga cellulosaetrar är metylcellulosa, etyl- cellulosa, hydroxietylcellulosa, hydroxipropylcellulosa, metylhydroxietylcellulosa, etylhydroxipropylcellulosa, etyl- hydroxietylcelluiosa och bensyletylhydroxietylcellulosa.

Alkylhydroxialkylcellulosor är föredragna cellulosaetrar.

Kompositionen enligt uppfinningen användes vanligen vid en temperatur som överstiger den temperatur vid vilken den beredes. Förutom pH-reglerande medel kan formuleringen även innehålla rengörande medel, enzymer, blekmedel, terapeutiska och kosmetiska medel, färgämnen, salter etc.'Höga halter av salter bör dock undvikas, om man inte avser att erhålla en vattenuttorkande effekt. 466 284 á Uppfinningen illustreras ytterligare av nedanstående exempel.

Exempel l Vattenhaltiga kompositioner formulerades av etylhydroxi- etylcellulosa och en làngkedjig alkylester med formeln (oH3)3 N* cH2 coo C14 H29 cl" Cellulosaetern hade 1,0 1,7; Mshydroxietyl = ; Dsetyl = grumlingspunkt ca 35OC; och viskositeten 650 cP i 2-procentig vattenlösning enligt Brookfield LV, 12 rpm vid 20OC.

Halterna av alkylestern och cellulosaetern framgår av nedanstående tabell. Formuleringarnas pH justerades till 4 med HCl. Formuleringarnas viskositet mättes därefter som funktion av temperaturen. Mätningarna utfördes med en Bohlin Reometer vid skjuvhastigheten 0,2326 s_1. Uppvärm- ningshastigheten var 2°C per min. Nedanstående resultat erhölls.

Test Viktprocent Viskositet Pa's Cellulosa- Alkyl- _ eter - ester 2o°c 40°c 4s°c 1 _ 0,75 0,10 <1 241/ 2 _ 0,75 0,15 <1 15 712/ » 3 1,25 0,17 1 1002/ Jämfö- relse 0,75 - <1 <1 1/ Gelliknande, stigande viskositet med stigande temperatur. 2/ Gel, stigande viskositet med stigande temperatur.

Av ovanstående resultat framgår att formuleringens viskositet ökar med ökande temperatur till dess gelliknande struktur eller gelstruktur erhålles. 43 466 284 Exempel 2 Pà samma sätt som i Exempel 1 mättes viskositeten som en funktion av temperaturen hos- en vattenhaltig komposition innehållande 1,25 viktprocent av cellulosaetern enligt Exempel l och 0,17 viktprocent av alkylestern enligt Exempel l. pH-värdet justerades med HCl och NaOH och mät- ningarna startades 5 minuter efter beredning. Värdet vid 35oC mättes 10 minuter efter det att denna temperatur uppnåtts.

Följande resultat erhölls.

Test Viskositet Pa's pH 2o°c 3s°c 4 5 ~/1 100 5 6 ^/1 80 6 6,2 ^fl 32 7 7 ßvl fvl 8 8 fvl fvl Av resultaten framgår, att viskositeten avtar när pH-värdet är 6 eller däröver. Denna nedgång gär snabbare än den hydrolys av alkylestern, som sker i. vattenlösning vid aktuellt pH-värde.

Exempel 3 Till 1 liter vatten sattes 7,5 g av cellulosaetern i Exempel 1 och 1,5 g av esterföreningen i Exempel 1. Till 0,4 ml av den erhållna formuleringen sattes 15 fd. av en lösning innehållande -Salmonella ~typhimurium, - varefter bakterieaktiviteten mättes efter olika kontakttider. Följande resultat erhölls. ' 466 284 Tid Bakterieaktivitet min log cfu 0 5,7 1 4,5 2 4,2 3 0,3 5 0,3 10 0,3 Av resultaten framgår att kompositionen har en mycket god baktericid effekt.

Exempel 4 En vattenhaltig komposition formulerades av cellulosa- etern i Exempel 1 och en làngkedjig alkylester med formeln H N+cmc H N+H )co c H zcl' 3 4 8 3 2 16 33 \ Alkylesterns halt var'0,3 viktprocent och halten av cellu- losaetern var 0,75 viktprocent. Formuleringens pH var ca 3,3.

Formuleringens viskositet mättes vid 20°C och 35oC till <1 respektive 4 Pa's. Mätningarna och uppvärmningen utfördes på samma sätt som i Exempel 1.

Claims (7)

466 284 PATENTKRAV

1. Vattenhaltig mikrobicid polymer komposition med mikrobicid effekt kombinerad med en viskositet, som vid förhöjd temperatur är bättre än den som uppvisas av polymeren själv, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v att den inne- håller a) 1-30 mmol per liter vatten av en lângkedjig alkyl- ester med den allmänna formeln I II III + 4%á R R R N cHc nuï) |v\ :v R OR där RI, RII och RIII är väte eller lägre alkylgrupper och RIV är en lângkedjig alkylgrupp med 10-18 kolatomer, RV är väte eller en grupp med formeln där RVI är en alkylengrupp med 3-4 kolatomer, A är en mono- valent motjon och n är antalet katjoniska grupper i ester- föreningen, och b) en polymer i form av en nonjonisk vattenlöslig cellulosaeter i en sådan mängd, att en vattenlösning därav har viskositeten 10-10.000 cP mätt enligt Brookfield LV, 12 rpm vid ZOOC, och att den har ett pH-värde under 6.

2. Komposition enligt krav 1 k ä n n e t e c k - n a d d ä r a v att en 1%-ig vattenlösníng av cellulosa- etern har en viskositet av 10-10.000 cP.

3. Komposition enligt något av kraven 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v att cellulosaetern har en grumlingspunkt under 70OC.

4. Komposition enligt något av kraven 1-3, k ä n n e - t e c k n a d d ä r a v att cellulosaetern är en alkyl- hydroxialkylcellulosa. 466 284 w

5. Komposition enligt något av kraven 1-4 t e c k n a d k ä n n e - d ä r a v att dess pH-värde är från 3,0-5,5.

6. Komposition enligt något av kraven 1-5, k ä n n e - t e c k n a d d ä r a v att den làngkedjiga alkylestern är en av föreningarna med de allmänna formlerna o :(cH3)3N+cH2c_fíí;ï ORIV o H3N+ - CH-cfláççáä %3H6 \\\\\\ ORIV N+H3 eller o H3N+ - CH-c fçáââå I c H \\\\\'oRIV- [4 8 N+H3 A (II), 2A' (III) 2A- (Iv) där RIV och A har de ovan angivna betydelserna.

7. Komposition enligt kravet 6 k ä n n e t e c k n a d d ä r a v att den làngkedjiga alkylestern är en förening med den allmänna formeln II.