TWI250031B - Sterilizing gas compositions of ethylene oxide, pentafluoroethane and heptafluoropropane - Google Patents

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1250031 Μ Β7 五、發明説明（ 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 發明領域 本發明一般係關於殺菌之領域，且特而言之係關於包含 環氧乙烷、五氟乙烷及七氟丙烷之殺菌氣體組合物。 發明背景 應用彿水或蒸汽至物件上進行殺菌之殺菌作用已施行許 多年。使用不同殺菌劑之需求最近被提出，因爲特定之物 件（特別是用於醫學及太空工業者）無法抵抗蒸汽殺菌有關 之溫度或濕度。 環氧乙規（Ε Ο )已成爲廣泛使用的殺菌劑，因爲其爲十分 有效的，且因爲彼等會快速蒸發故其殘留物較不可能被殺 菌之物件吸收或吸附於其上。就其本身而言，環氧乙烷爲 十分可燃之氣體。其具閃點低於-2 0 °F，且於空氣中約 3.0體積百分比至100體積百分比之環氧乙烷會形成爆炸性 混合物。因此，當單獨使用環氧乙烷作爲殺菌氣體時，例 如防爆裝置之防備爲必須的。 較佳之操作係將環氧乙烷與惰性載體氣體或火焰抑制劑 組成物混合，其係用以稀釋環氧乙烷而使整個混合物成爲 不可燃的。若惰性組份爲完全惰性的，亦即，其於燃燒過 程中不會起化學沉澱，則惰性物種之熄滅效率視其物理性 質如比熱及導熱性而定，詳例如H.F. Coward及G.W. Jones 的「Limits of Flammability of Gases and Vapors」，公報 5 03 p. 5(1952)。物理熄滅機制視維持燃燒所需能量之移除 而定。 環氧乙院/函碳化物掺合物之可燃性質並不似簡單的物 -4- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 頁 1250031 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（ 理關係’反之’皆知彼等的熄滅性質係藉由鹵素物種於 燃燒反應中沉澱之化學機制產生，且干擾或抑制燃燒反 應。R. Hh*st 於 InStltiitlon 〇f Flre Engmeers Quarterly， 卷（5 9號）Sep. 1965, 23 1-250頁中陳述鹵素物種之熄滅能力 依序爲I>Br>Cl>F。含碘之鹵碳化物一般皆知較其它鹵碟 化物族爲較低化學穩定性及較高毒性的。含溴之物種皆知 較彼等含氯類似物具較大的臭氧耗盡可能性。由於環境因 素，有用的#碳化物載體氣體限制於含氟及/或氯的氳卣碳 化物。氫基經取代卣碳化物具備較全齒化氯氟碳化物爲= 低的大氣壽命。然而，藉併入氫於分子中以減低载體氣體 之崮素含量將導致降低載體氣體的可燃性抑制劑或熄滅^ 至少、超過二十年於殺菌混合物中所選用與環氧乙烷一起 使用之火焰抑制劑爲二氯二氟甲烷（工業界已知爲 1 2 )近來’然而’ C F ! 2已被詳加小心使用；因爲並被 相信爲導致對外大氣層之臭氧層之重大損害。據此，現今 世界上一直減少或不再使用CFC-12。 7 二氧化碳是另-種所知之與環氧乙燒於殺菌混合物中一 起使用之火焰抑制劑。因爲二氧化碳之特性，然而，不可 燃環氧乙心二氧化碳混合物，以環氧乙燒/叫…混合 物之每單位體積計，包含少相百分比的環氧乙燒= 此，殺菌作用必須在較高墨力下或較長接觸時間下進行。 再者，環氧乙烷及二氧化碳於蒸氣壓的大大不同導 儲存槽或缸瓶移出時混合物之分 田 m ?疋升運迗冨含二氧化 $氏張尺度適用中國規格( (請先閲讀背面之注意事項再頁} V玎 1250031 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（3 碳（其不會殺菌）或富含環氧乙烷（其爲爆炸性的）之殺菌混 合物之危險性。 近期對有關C F C - 1 2之臭氧耗盡影響的解決方法爲使用 氫氯氟碳化物（HCFCs)，其具低的氯含量。已知的環氧乙 烷殺菌氣體混合物包含1-氯-1,2,2,2-四氟乙烷（HCFC-124)、氯二氟甲烷（HCFC-22)及其混合物。商業上可得自 AlliedSignal公司的OXYFUME® 2002爲廣泛使用之包含 HCFC-124及HCFC-22之殺菌混合物。然而，由於氯的存 在，此組合物仍可能對同溫層產生臭氧耗盡。 氫氟碳化物（HFCs )不含氯且具幾乎爲零的臭氧耗盡可能 性（” ODPs ")。彼等被認爲是環境上可接受的。然而，並非 所有氫氟竣化物皆適於在環氧乙貌氣體混合物中作爲燃燒 抑制劑。任意的不可燃氣體之簡單取代並不必然確保有用 的殺菌氣體混合物。例如，通常被認爲最可代替C F C - 1 2 的1，1,1,2-四氟乙烷（HFC-134a)在環氧乙烷氣體混合物中 並非有效的火焰抑制劑。已建議額外的氫原子或許對其可 燃性有用。 作爲最先的考量，氣體混合物之可燃性質必須使混合物 運送足夠的環氧乙烷於適當之時間下施行殺菌作用。 Association for Advancement of Medical Instrumentation (AAMI)建議絕對最小環氧乙烷之濃度爲400毫克/升。若載 體氣體無法阻擋可燃性至充分的程度，需使用環氧乙烷之 較低濃度以確保不可燃性。於此情況下，需要較長的曝露 時間以進行殺菌作用（其影響生產性），或需要於殺菌槽中 -6 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） 請 先 閲 讀 背 ΐέ 冬 事 項 再 1250031 A7 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 B7五、發明説明（4 ) 增加有效的環氧乙烷密度。增加操作壓力通常並非可實施 的選擇，因爲既有的殺菌槽並未被分級用於增加壓力者。 再者，增加壓力可導致通常用以包裝可棄式醫藥裝置之封 裝塑膠袋的膨脹及破裂。理想上，殺菌作用係以環氧乙燒 的最高安全濃度加以進行以減少循環時間。 作爲額外的考量，適用的火焰抑制劑必須爲於液相中可 與環氧乙烷相混的，且必須在蒸發期間不會自環氧乙烷分 離成任何較大濃度。分離或分餾可導致可.能的可燃或爆炸 ，情況。蒸發期間可能發生的分離程度與混合物中組份的相 對揮發性有關。於7 0 °F下環氧乙烷的蒸氣壓爲22 psia。環 氧乙烷及選用的火焰抑制劑於揮發性之很大的差距增加殺 菌氣體混合物分餾的可能性。 作爲另一考量，選用的氫氟碳化物之蒸氣壓可能太高， 而使得所得之環氧乙烷氣體混合物或許不適合用於傳統的 低壓鋼瓶。 由上可獲知，於業界仍一直需要一種殺菌氣體混合物， 其爲不可燃的，但包含足夠的環氧乙烷進行有效的，快速 的殺菌作用；爲可相混的；爲環境上可接受的；提供足夠 的蒸氣壓以運送液體混合物至殺菌槽，但爲了標準運送鋼 瓶不具太高之蒸氣壓；係使用較安全的；且費用上較經濟 的。 發明詳、細説明及車交佳實施{列 本發明提供殺菌氣體及使用該組合物之方法。 於一則實施例，本發明提供包含環氧乙烷及可燃性抑制 請 閱 讀 背 面 ί 事 項 -7 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210 X 297公釐）

125〇°31 劑（其包括，基本上由下列4成 虎及七氟丙燒)。 成或由下列組成：五氟〔 於較佳實施例，本發明提供包括環 烷及1,1191丄七 、 G 口立脱乙 體組合物。，，〜1丙^可燃性抑制劑之殺菌義 :另:，佳實施例，本發明提供一種殺菌氣體組合物， ，包括17至約n，較佳爲約6至約n重量百分比環氧乙 私，及約98.3至約89，較佳爲約％至約_ 性!其…基本上由下列组成，或由下列组： 五氟乙k及七氟丙烷’纟中五氟乙烷係以約i至約$ 9，較 佳爲約15至約95，更佳爲約85至約％重量百分比之量 存在’且其中七氟丙烷係以約”至約】，較佳爲約85至 約匕’更佳馬約i 5至約5重量百分比之量存在，其係基於 五氟乙燒及七氟丙烷之存在總量而定。 經濟部中喪樣準局員工消費合作社印製 於本發明之另一較佳實施例，提供一種殺菌氣體組合 物，其包括約10.4重量百分比之環氧乙烷及約89 6重量^ 分比之可燃性抑制劑，其包含，基本上由下列組成，或由 下列組成：五氟乙烷及七氟丙烷，其中五氟乙烷係以約 91.4重量百分比之量存在，且七氟丙烷係以約8 6重量百分 比之昼存在’且係基於五氟乙燒及七氟丙燒之存在總量而 定。 於本發明之另一實施例，提供一種殺菌物品之方法，該 方法包括將物品暴置於包括環氧乙烷及可燃性抑制劑（其 包含’基本上由下列組成，或由下列組成：五氟乙燒及 -R - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 1250031 A7 ______B7 五、發明説明（6 ) 七氟丙烷）之殺菌氣體組合物中。 根據本發明，頃發現包括環氧乙烷、五氟乙燒及七氣 境之具有改良之可燃性抑制劑特性之新穎殺菌氣體組1 物。以新穎殺菌氣體組合物含有氟碳化物稀釋劑之惰性^ 泛物，且與環氧乙捉爲可相混合的，與用於醫藥裝冒、> 結構的塑膠及聚合物爲可相容的，且被認爲是環^二， 接受的。本發明之殺菌氣體組合物具足夠的蒸氣壓以運Z 液態混合物至殺菌槽，且可用標準鋼瓶運輸。本發明= 殺菌氣體組合物有利地提供相當於或超過商業上可得2 OXYFUME® 2002殺菌混合物所提供之環氧乙烷之氣相濃 度，具改良的安全邊界。較大氣相濃度之額外優點爲每= 循環需較少磅的殺菌氣體組合物。本發明之殺菌氣體組合 物之特別出人意料之外之優點在於，與具有相同環氧乙坑 (活性成份）濃度之商業上可得之殺菌混合物相較，殺菌作 用會較快發生。 本發明之其E特徵及優點因本發明下列敘述更爲明顯。 〜本發明組合物之組份爲商業上可獲得或可由已知方法製 得心已知物質。較佳地，組份具足夠高之純度以避免對系 統性質上不利影響的產生。 ' 七氟丙烷有二種分別異構物：七氟丙烷 (HFC-227ea)及 l，l，l，2,2,3,3-七氟丙烷（HF〇227ca)。異 構物或二者之混合物皆適用於本發明之目的。 爲輕佳的。 包括惰性推進劑之其它組份可存在於殺菌混合物中，其 - —1—---— ___ - 9 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公董） (請先閱讀背面之注意事項再頁；> 衣 •訂 1250031 A7 B7 五 、發明说明（ 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 吁被使用以增力口於殺菌鋼瓶中之壓力、 殺菌槽中。適當的推進劑包」並促進混合物進/ 烷。 ~虱化碳、氬及三氟曱 本發明之殺菌劑混合物可使用任 的混合技術來製備。一般而士，_ έ =人士已知〈有效 上結合成爲液化之氣组给合：：；：：：於鋼瓶中以物理 交換器，於其中蒸發並然後導入；：：：，液相被驅進熱 丨夂t八杈囷槽中。塑告去仏 菌劑混合物之適當方法的選 权 驗之下完成。 打由技藝人士在無不當的實 二菌劑混合物可用於殺菌許多種類之物品，包 括醫=⑽汪射器1、手套、玻管、衣著、缝線、小 刀、卞官、金屬或玻璃容器等。殺菌劑混合物亦可用於殺 囷橡膠及塑膠物品，且可用作包括皮毛、床且 其它器材之材料的烟薰劑。本發明之殺菌劑混合物有^ 對抗昆蟲、細菌、眞菌及各種其它微生物。 於本發明之方法實施例中，本發明之殺菌氣體組合物可 以任何技藝中皆知之方法使用，其基本上係藉暴置欲殺菌 t氣體於殺菌氣體中至需達成所欲殺菌程度之時間及條 件。典型地，氣態殺菌方法係藉以下進行：將欲殺菌物品 置於槽中，將槽抽眞空，將槽濕潤化，調整殺菌氣體組合 物於適㊄壓力及溫度，維持殺菌氛圍及欲殺菌品一段適當 時間的接觸’及最後將槽排放及抽眞空以移除殺菌劑氣 體。雖於基本方法中有許多變化，必需控制以施行殺菌作 用的王要因素爲暴置時間、溫度、環氧乙烷之壓力或分壓 !1 11 1 (請先閱讀背面之注意事項 I—-i- 1 - 1· —1,1衣丨 項再查 灯

* I ?lp E-f 1 nt^— 10 +紙浪尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X Μ?公釐） 1250031 A7 B7 8 五、發明説明（ 及相對濕度，所有此筌比7 n 11寺自可熟習此技藝之人士在無不當眚 驗下選擇。 (請先閱讀背面之注意事項再頁} ^發明之殺菌氣體組合物可與技藝中已知-般使用的殺 _ —起使％ ’如詳述於頒給Chlppett等人之美國專利第 5,039,484及頒给（：⑽^以签Λ 、、，本 卜 1Ser寺人 < 吴國專利第5,〇39,485號 者。

下列實例係用於進—I 卞成明或分辨本發明而非意於限制 本發明。 * 實例 實例1 ' 進行有效〃、彳4比較本發明之環氧乙烷/(hfc_i25/hfc_ 227叫殺菌氣體組合物及商業上可得之OXYFUME® 2002。

AAMI( Association fnr AJ or Advancement of Medical 1她爾—on)測試挑戰包裝（㈣chaHenge packs )係由以 下製備A S種化學指示劑及含生化指示劑之二注射瓶 於18”x3 0”之紙巾，該紙巾延長的一端摺成一半，每 「璺」然後摺成第一個24，，x24，，紙巾；及然後第二個 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 、’·氏巾此製備之測試挑戰包裝的殺菌作用（使用 j〇0 450 600 及 75 0 毫克/升）係於 13〇下及4〇_6〇%RHt 掭準狀況下進行。使用相同的2 4 _ 2 6 ” H G抽眞空機、1川_ 135 F 4〇 6〇 /°濕度及3 0 - 3 5分鐘條件化所有殺菌劑量。 以減少暴置時間直到於生物指示劑上至少百萬個微生物之 一存活測定半週期時間。此時間稱爲半週期時間，因爲確 保殺菌所需的時間爲其兩倍。 11 - 本紙張又度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 1250031 A7 B7 五、發明説明（9 AAMI包裝半週期時間（分鐘) 組成物 -----：—---- 3〇〇毫克/升 --------— 450毫克/升 --—- 600亳克/升 ---.— 750臺吞/4 OXYFUME® 2002 EO/HCFC-124/HCFC-22 (10/63/27重量 ％) 90 90 ^60 ^ ylj/ 7) ------— 45 EO/HFC- 125/HFC-227ea (10.4/91.9/7.7重量％) 45 35 30 15 上表顯示本發明之殺菌氣體組合物出人意料之外地僅需 傳統殺菌劑混合物於相同環氧乙院（活性成份）濃度下所需 3 0至5 0 %時間來殺菌。 實例2 本發明之殺菌氣體組合物以ASTM E68 1-94(使用1 2升錐 形瓶及火星塞點火調整）測試可燃性。 (請先閱讀背面之注意事項再本頁} 衣· 組合物 未成爲可燃之最大EO重量％ EO/(HFC-125/HFC-227ea 91.5/8.5 重量 ％) 10.6 £0/(1^(3-125/1^〇22763 91.5/8.5重量％) 10.2 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 實例3 使用精確度至土 1%之校準之Bourden計量器測量蒸氣 壓。測量蒸氣壓前，使重量分析製備之混合物於水浴控制 之溫度下達到熱平衡。不可燃之HFC-125/HFC-227/環氧 乙燒摻合物具備大於10 psig之蒸氣壓，其足以驅使物質於 12- 一張 -紙 本 L度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 1250031 A7 B7 五、發明説明（1〇 ) 21.iC下自鋼瓶至10 psig之殺菌槽。 、知s有壤氧乙烷於五氟乙烷-七氟丙烷之混合物之玻璃 弋I丄封。觀祭到一存在液相自室溫降至-1 0 °C。此實例 2示hfC-125/HFC-227與環氧乙烷爲可相混的。因此， 當液相移除時，其組成係一致的且幾乎爲不變的。 實例！ 了谷丨生4驗係藉暴置測試物質至氟碳化合物於24.7 psig 及F下1 6小時。於暴置期間的最終，測定任何部份重 里的改變及進行目測檢查。檢查部份之變壞的任何象徵， 如狄、纟又、破裂、變色或混濁。研究物質包括二聚丙烯 /LEXAN，聚碳酸酯/LEXAN，聚苯乙烯，聚丙烯，乳膠/ 矽酮橡膠，P V C，cotton Ganze及合成皮。數據指示通常 用於醫藥裝置結構之塑膠及聚合物（其與某些氟碳化物不相 客）當暴置於HFC-125/HFC-227時無變質之影響。 (請先閱讀背面之注意事項再頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 -13- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）

Claims (1)

1250明g|102418號專利申請案 中文申請專利範圍替換本(92年11月) A B c D 申請專利範圍 ' 'Λ SL\ I 補充I 1· 一種殺菌氣體組合物’其包括1 . 7至1 1重量百分比之環氧 乙烷及9 8至8 9重量百分比之可燃性抑制劑，該可燃性抑 制劑包含9 9至1重量百分比的五氟乙烷及1至9 9重量百分 比的七氟丙烷，該五氟乙烷及七氟丙烷重量百分比係基 於五氟乙统及七氟丙烷之總存量計。 2·根據申請專利範圍第1項之殺菌氣體組合物，其中環氧 乙烷以6至1 1重量百分比之量存在。 3·根據申請專利範圍第1項之殺菌氣體組合物，其中，基 於五氟乙烷及七氟丙烷存在之總量計，五氟乙烷係以 95至15重量百分比之量存在，且七氟丙烷係以5至85 重量百分比之量存在。 4.根據申請專利範圍第3項之殺菌氣體組合物，其中，基 於五氟乙烷及七氟丙烷存在之總量計，五氟乙烷係以 95至85重量百分比之量存在，且七氟丙烷係以5至15 重量百分比之量存在。 5·根據申請專利範圍第4項之殺菌氣體組合物，其中五氟 乙烷係以91.4重量百分比之量存在，且七氟丙烷係以 8.6重量百分比之量存在。 6.根據申請專利範圍第5項之殺菌氣體組合物，其中七氟 丙烷為1，1，1，2，3，3，3 -七氟丙烷。 7·根據申請專利範圍第1項之殺菌氣體組合物，其進一步 包括惰性推進劑。 8.根據申請專利範圍第7項之殺菌氣體組合物，其中惰性 推進劑係選自由氮、二氧化碳、氬及三氟甲烷所組成之 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格（210 X 297公釐） 1250031

Λ BCD 其中惰性 9.根據申請專利範圍第8項之殺菌氣體組合物 推進劑為氮。 1〇.根據申請專利範圍第！項之殺菌氣體組合物其中可燃 性抑制劑基本上係由五氟乙Μ七氟㈣所組成。 U.根據申請專利範圍第10項之殺菌氣體組合物，其中七氟 丙坑為1，1，1，2,3,3,3-七敗丙燒〇 12· —種殺菌物品之方法，其包括將物品曝置於一殺菌氣禮 組合物之步驟，該殺菌氣體組合物係包含1 · 7至1 1重量百 分比之環氧乙烷及9 8至8 9重量百分比之可燃性抑制劑， 該可燃性抑制劑包含9 9至1重量百分比的五氟乙烷及i至 9 9重量百分比的七氟丙烷，該五氟乙烷及七氟丙烷重量 百分比係基於五氟乙烷及七氟丙烷之總存量計。 13·根據申請專利範圍第1 2項之殺菌物品之方法，其中該五 氟乙烷係以9 1 · 4重量百分比之量存在，七氟丙烷係以8 · 6 重量百分比之量存在，且七氟丙烷為1，1，1，2,3,3,3-七氟 丙燒。 -2- 本紙張尺度適用令國國家標準(CNS) A4規格(210 x 297公釐）