DE10109447A1

DE10109447A1 - Antibakteriell und fungizid ausgerüstete Polymerdispersionen und Polymerlösungen

Info

Publication number: DE10109447A1
Application number: DE10109447A
Authority: DE
Inventors: Maximilian Angel; Bernhard Fussnegger; Silke Gebert
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 2001-02-27
Filing date: 2001-02-27
Publication date: 2002-09-05
Also published as: US7005145B2; JP2004527605A; EP1373384A1; US20040077748A1; CN1281666C; CN1494569A; WO2002068518A1

Abstract

Durch Metallionen der Gruppe Ib des Periodensystems der Elemente antibakteriell und fungizid ausgerüstete Polymerdispersionen oder Polymerlösungen, wobei DOLLAR A a) die Polymerdispersionen oder Polymerlösungen nicht mit Thiolgruppen aufweisenden Reglern hergestellt sind, DOLLAR A b) die Metallionen durch ein elektrochemisches Verfahren eingebracht worden sind und DOLLAR A c) sie keine wirksamen Mengen organischer Biozide enthalten.

Description

Die Erfindung betrifft durch Ionen der Metalle der Gruppe Ib des Periodensystems der Elemente antibakteriell und antifungizid aus gerüstete, wässrige Polymerdispersionen oder Polymerlösungen, wo bei die Polymere ohne Regler oder ohne Thiolgruppen aufweisende Regler hergestellt sind und die Metallionen durch ein elektroche misches Verfahren eingebracht wurden.

Polymerisate, insbesondere Wasser enthaltende Polymerlösungen und Polymerisatdispersionen, sind anfällig gegen Bakterien-, Hefen- oder Pilzbefall. Dadurch kann es zu Verfärbungen des Produkts, zur Änderung der Viskosität, des pH-Wertes und des Geruchs kom men. Bei Polymeren, die für pharmazeutische Zwecke eingesetzt werden, sind zudem bestimmte maximale Keimzahlwerte nach der je weils gültigen Pharmakopoeen einzuhalten.

Beispiele für Mikroorganismen, die Polymerisate angreifen, sind beispielsweise die Bakterien Alcaligenes faecalis, Escherichia coli, Micrococcus flavus, Proteus vulgaris, Pseudomonas aeruginosa, Pseudomonas putida, Pseudomonas stutzeri, die Hefen Candida albicans, Rhodotorula albicans, Saccharomyces cerevisiae und die Schimmelpilze Aspergillus niger, Aspergillus terreus und Geotrichum candidum.

Zum Schutz der Polymerlösungen und Polymerisatdispersionen sowie daraus hergestellter Produkte gegen mikrobiellen Befall müssen diese deshalb konserviert werden, so daß die Produkteigenschaften über einen definierten Zeitraum konstant bleiben und Grenzwerte der Keimzahlen eingehalten werden.

Zahlreiche Verfahren zur Konservierung von Polymerisaten gegen Bakterien- oder Pilzbefall sind bereits bekannt. Neben Form aldehyd oder allgemein Aldehyd abspaltenden Substanzen werden eine Vielzahl von bakterizid wirkenden Substanzen, wie Natrium hypochlorit, Wasserstoffperoxid, aber auch organisch-chemische Bakterizide, wie sie z. B. in der US 5 736 591 genannt sind, gegen mikrobiellen Befall eingesetzt. Aber auch zahlreiche Vorschläge zur Lösung des Problems des Bakterien-, Hefen- und Pilzbefalls und Befall durch andere Mikroorganismen auf Basis antibiotisch wir kender Metallionen, wie Silber, Kupfer, Zink, sind aus DE 197 07 221 A1 bekannt.

Eine spezielle Lösung ist in DE 197 07 221 A1 mit einem Verfahren zur Herstellung von antibakteriell und fungizid wirksamen, Metallionen enthaltenden Polymerisatdispersionen beschrieben, die zum Schutz einer Vielzahl von weiteren Polymerdispersionen ange wendet werden kann. Als besonderer Vorteil wird dabei genannt, daß das Problem, Polymerisatdispersionen mit Metallionen, ins besondere in Form von Metallsalzen, zu versetzen, durch die Zu gabe der Silber enthaltenden Polymerisatdispersion anstelle der Zugabe des Silbersalzes gelöst wird. Polymerisatdispersionen nei gen nämlich dazu, bei Zusatz von Elektrolyten, gleichgültig ob in reiner oder gelöster Form, insbesondere an der Eintropfstelle, durch die lokale, hohe Konzentration irreversibel zu koagulieren. Als deutlicher Nachteil ist zu nennen, daß die Zugabe der Silber enthaltenden Polymerisate zu anderen Dispersionen neben den er wünschten, antibakteriell und fungizid wirkenden Metallionen zwangsläufig weitere Komponenten (polymeres Schutzpolymerisat) in die antibakteriell und fungizid auszurüstende Polymerisatdisper sion einbringt. Das Einbringen weiterer Komponenten mit grund sätzlich anderer Zusammensetzung als das antibakteriell und fun gizid auszurüstende Polymerisat kann aus verschiedensten Gründen als erheblicher Nachteil angesehen werden, z. B. im Hinblick auf Zulassungsfragenerfordernisse, wie sie für Polymerisate z. B. in pharmazeutischen, kosmetischen aber auch anderen Anwendungen gel ten. Auch kann ein ungünstiger Einfluß auf die Eigenschaften der antibakteriell und antifungizid auszurüstenden Polymerisate nicht ausgeschlossen werden.

Um einen wirksamen, antibakteriellen und fungiziden Schutz zu er zielen, wird deshalb in US 5 736 591 vorgeschlagen, eine Kombina tion aus Metallen der Gruppe Ib und organischen Bioziden zu ver wenden. Trotz dieser Kombination von anorganischen und organi schen Bioziden bedarf es einer Konzentration der Metallionen von 1 bis 50 ppm. Die Metallionen werden dabei in den Beispielen in Form einer Salzlösung eingebracht. Es wird allerdings in Spal te 3, linke Spalte, Zeilen 37 bis 39 auch vermerkt "An electro lytic process for adding Group Ib metals to the latex can also be utilized".

Im Hinblick auf den genannten Stand der Technik bestand unverän dert die Aufgabe, die erforderliche Metallionenkonzentration wei ter zu verringern, ohne daß der Einsatz von organischen Bioziden erforderlich ist. Diese Anforderung gilt besonders für kosmeti sche und pharmazeutische Zubereitungen.

Diese Aufgabe wurde erfindungsgemäß gelöst mit Polymerdisper sionen und Polymerlösungen, die durch Metallionen der Gruppe Ib des Periodensystems der Elemente antibakteriell und fungizid ausgerüstet sind, wobei a) die Polymerdispersion bzw. Polymer lösungen ohne Regler oder ohne Thiolgruppen aufweisende Regler hergestellt, b) die Metallionen durch ein elektrochemisches Ver fahren eingebracht sind und ohne daß c) organische Biozide benö tigt werden.

Mit dem neuen Verfahren gelingt es vorteilhafterweise mit weniger als 1 ppm der Metallionen, in vielen Fällen mit weniger als 0,6 ppm der Metallionen auszukommen. Dies ist besonders für kos metische und pharmazeutische Zubereitungen wichtig, bei denen nur geringe Metallzusätze zulässig oder wünschenswert sind.

Die Erfindung beruht dabei auf der überraschenden Erkenntnis, daß die geringen Mengen der Metallionen von in der Regel unter einem ppm ausreichen, wenn die Dispersionen frei von Thiolgruppen ent haltenden Verbindungen sind. Es wird vermutet, daß die Latex-Dis persionen gemäß US 5 736 591 mit solchen Thiolgruppen ent haltenden Reglern hergestellt worden sind und deshalb höhere Konzentrationen an Metallionen und zusätzlich organische Biozide erforderlich waren, damit eine ausreichende antibakterielle und fungizide Ausrüstung erzielt wurde.

Als Ionen von Metallen der Gruppe Ib des Periodensystems der Elemente kommen vor allem Kupfer und insbesondere Silber in Betracht.

Als erfindungsgemäß zu stabilisierende Polymerdispersionen oder Polymerlösungen kommen beliebige, geringe Mengen oder überwiegend Wasser als Dispergiermittel bzw. Lösungsmittel enthaltende Poly merdispersionen oder Polymerlösungen in Betracht, mit der Maß gabe, daß sie nicht mit Reglern oder mit Reglern, die keine Thiolgruppen aufweisen, hergestellt sind.

Im allgemeinen besteht das Polymer zu mindestens 40 Gew.-%, besonders bevorzugt zu mindestens 60 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt zu mindestens 80 Gew.-%, aus sogenannten Hauptmonomeren.

Die Hauptmonomeren sind ausgewählt aus C₁-C₂₀-Alkyl(meth)acry laten, Vinylestern von bis zu 20 C-Atome enthaltenden Carbon säuren, Vinylaromaten mit bis zu 20 C-Atomen, ethylenisch ungesättigten Nitrilen, Vinylhalogeniden, Vinylethern von 1 bis 10 C-Atome enthaltenden Alkoholen, aliphatischen Kohlenwasser stoffen mit 2 bis 8 C-Atomen und 1 oder 2 Doppelbindungen oder Mischungen dieser Monomeren.

Als erfindungsgemäß zu stabilisierende Dispersionen und Lösungen kommen vor allem solche in Betracht, die einen pH-Wert von 4,5 bis 9 aufweisen und die ungesättigte Ester als Hauptmonomeren, wie Vinylester und insbesondere Acrylester, enthalten.

Zu nennen sind insbesondere (Meth)acrylsäurealkylester mit einem C₁-C₁₀-Alkylrest, wie Methylmethacrylat, Methylacrylat, n-Butyl acrylat, Ethylacrylat und 2-Ethylhexylacrylat.

Auch Mischungen der (Meth)acrylsäurealkylester sind geeignet.

Vinylester von Carbonsäuren mit 1 bis 20 C-Atomen sind z. B. Vinyllaurat, -stearat, Vinylpropionat, Versaticsäurevinylester und Vinylacetat.

Als vinylaromatische Verbindungen kommen Vinyltoluol, o- und p- Methylstyrol, o-Butylstyrol, 4-n-Butylstyrol, 4-n-Decylstyrol und vorzugsweise Styrol in Betracht. Beispiele für Nitrile sind Acrylnitril und Methacrylnitril.

Die Vinylhalogenide sind mit Chlor, Fluor oder Brom substituierte, ethylenisch ungesättigte Verbindungen, bevorzugt Vinylchlorid und Vinylidenchlorid.

Als Vinylether zu nennen sind z. B. Vinylmethylether oder Vinyl isobutylether. Bevorzugt wird Vinylether von 1 bis 4 C-Atome ent haltenden Alkoholen.

Als Kohlenwasserstoffe mit 2 bis 8 C-Atomen und zwei olefinischen Doppelbindungen seien Butadien, Isopren und Chloropren genannt, mit einer Doppelbindung z. B. Ethylen oder Propylen.

Als Hauptmonomere bevorzugt sind die C₁- bis C₁₀-Alkylacrylate und -methacrylate, insbesondere C₁- bis C₈-Alkylacrylate und -meth acrylate und Vinylester, insbesondere Vinylacetat und deren Mischungen.

Ganz besonders bevorzugt sind Methylacrylat, Methylmethacrylat, Ethylacrylat und Vinylacetat sowie Mischungen dieser Monomere.

Neben den Hauptmonomeren kann das radikalisch polymerisierte Polymer weitere Monomere enthalten, z. B. Monomere mit Carbon säure, Sulfonsäure oder Phosphonsäuregruppen. Bevorzugt sind Carbonsäuregruppen. Genannt seien z. B. Acrylsäure, Methacryl säure, Itaconsäure, Maleinsäure oder Fumarsäure. Bevorzugt sind Methacrylsäure und Acrylsäure.

Weitere Monomere sind z. B. auch Hydroxylgruppen enthaltende Monomere, insbesondere C₁-C₁₀-Hydroxyalkyl(meth)acrylate, aber auch (Meth)acrylamid.

Als weitere Monomere seien darüberhinaus Phenyloxyethylglykol mono-(meth-)acrylat, Glycidylacrylat, Glycidylmethacrylat, Amino-(meth-)acrylate, wie 2-Aminoethyl-(meth-)acrylat, genannt.

Als weitere Monomere seien auch vernetzende Monomere sowie Monomere mit hydrolisierbaren Si-Gruppen genannt.

Die Herstellung der Polymere erfolgt in einer bevorzugten Aus führungsform durch Emulsionspolymerisation; es handelt sich daher um ein Emulsionspolymerisat.

Die Herstellung kann jedoch z. B. auch durch Lösungspolymerisation in Wasser, gemischt wässrig/nicht-wässrigen Lösungsmitteln oder nicht-wässrigen Lösungsmitteln und anschließende Dispergierung in Wasser erfolgen.

Bei der Emulsionspolymerisation werden ionische und/oder nicht- ionische Emulgatoren und/oder Schutzkolloide, wie Polyvinyl pyrrolidon oder Polyvinylalkohol, bzw. Stabilisatoren als grenz flächenaktive Verbindungen verwendet.

Eine ausführliche Beschreibung geeigneter Schutzkolloide findet sich in Houben-Weyl, "Methoden der organischen Chemie", Band XIV/1, Makromolekulare Stoffe, Georg-Thieme-Verlag, Stuttgart, 1961, S. 411 bis 420. Als Emulgatoren kommen sowohl anionische, kat ionische als auch nichtionische Emulgatoren in Betracht. Vorzugs weise werden als begleitende, grenzflächenaktive Substanzen aus schließlich Emulgatoren eingesetzt, deren Molekulargewicht im Unterschied zu den Schutzkolloiden üblicherweise unter 2000 g/mol liegen. Selbstverständlich müssen im Falle der Verwendung von Gemischen grenzflächenaktiver Substanzen die Einzelkomponenten miteinander verträglich sein, was im Zweifelsfall an Hand weniger Vorversuche überprüft werden kann. Vorzugsweise werden anioni sche und nichtionische Emulgatoren als grenzflächenaktive Sub stanzen verwendet. Gebräuchliche, begleitende Emulgatoren sind z. B. ethoxylierte Fettalkohole (EO-Grad: 3 bis 50, Alkylrest: C₈- bis C₃₆), ethoxylierte Mono-, Di- und Tri-Alkylphenole (EO-Grad: 3 bis 50, Alkylrest: C₄- bis C₉), Alkalimetallsalze von Dialkyl estern der Sulfobernsteinsäure sowie Alkali- und Ammoniumsalze von Alkylsulfaten (Alkylrest: C₈- bis C₁₂), von ethoxylierten Alkanolen (EO-Grad: 4 bis 30, Alkylrest: C₁₂- bis C₁₈), von ethoxylierten Alkylphenolen (EO-Grad: 3 bis 100, Alkylrest: C₄- bis C₉), von Alkylsulfonsäuren (Alkylrest: C₁₂- bis C₁₈) und von Alkylarylsulfonsäuren (Alkylrest: C₉- bis C₁₈).

Weitere geeignete Emulgatoren sind Verbindungen der allgemeinen Formel II:

worin R und R' Wasserstoff oder C₄- bis C₁₄-Alkyl bedeuten und nicht gleichzeitig Wasserstoff sind, und X und Y Alkalimetall ionen und/oder Ammoniumionen sein können. Vorzugsweise bedeuten R, R' lineare oder verzweigte Alkylreste mit 6 bis 18 C-Atomen oder Wasserstoff und insbesondere mit 6, 12 und 16 C-Atomen, wobei R und R' nicht beide gleichzeitig Wasserstoff sind. X und Y sind bevorzugt Natrium, Kalium oder Ammoniumionen, wobei Natrium besonders bevorzugt ist. Besonders vorteilhaft sind Verbindungen II, in denen X und Y Natrium, R ein verzweigter Alkylrest mit 12 C-Atomen und R' Wasserstoff oder R ist. Häufig werden tech nische Gemische verwendet, die einen Anteil von 50 bis 90 Gew.-% des monoalkylierten Produktes aufweisen, beispielsweise Dowfax® 2A1 (Warenzeichen der Dow Chemical Company).

Geeignete Emulgatoren finden sich auch in Houben-Weyl, "Methoden der organischen Chemie", Band 14/1, Makromolekulare Stoffe, Georg- Thieme-Verlag, Stuttgart, 1961, Seiten 192 bis 208.

Handelsnamen von Emulgatoren sind z. B. Dowfax® 2A1, Emulan® NP 50, Dextrol® OC 50, Emulgator 825, Emulgator 825 S, Emulan® OG, Texapon® NSO, Nekanil® 904 S, Lumiten® I-RA, Lumiten E 3065, Disponil FES 77, Lutensol AT 18, Steinapol VSL, Emulphor NPS 25.

Die grenzflächenaktive Substanz wird üblicherweise in Mengen von 0,1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf die zu polymerisierenden Monomeren, verwendet.

Wasserlösliche Initiatoren für die Emulsionspolymerisation sind z. B. Ammonium- und Alkalimetallsalze der Peroxidischwefelsäure, z. B. Natriumperoxodisulfat, Wasserstoffperoxid oder organische Peroxide, z. B. tert.-Butylhydroperoxid.

Geeignet sind auch sogenannte Reduktions-Oxidations(Red-Ox)- Initiator-Systeme.

Die Red-Ox-Initiator-Systeme bestehen aus mindestens einem meist anorganischen Reduktionsmittel und einem anorganischen oder orga nischen Oxidationsmittel.

Bei der Oxidationskomponente handelt es sich z. B. um die bereits vorstehend genannten Initiatoren für die Emulsionspolymerisation.

Bei der Reduktionskomponente handelt es sich z. B. um Ascorbin säure. Die Red-Ox-Initiator-Systeme können unter Mitverwendung löslicher Metallverbindungen, deren metallische Komponente in mehreren Wertigkeitsstufen auftreten kann, verwendet werden.

Übliche Red-Ox-Initiator-Systeme sind z. B. Ascorbinsäure/Eisen- (II)sulfat zusammen mit Natriumperoxidisulfat oder Wasserstoff peroxid. Die einzelnen Komponenten, z. B. die Reduktionskompo nente, können auch Mischungen sein.

Die genannten Verbindungen werden meist in Form wäßriger Lösungen eingesetzt, wobei die untere Konzentration durch die in der Dis persion vertretbare Wassermenge und die obere Konzentration durch die Löslichkeit der betreffenden Verbindung in Wasser bestimmt ist. Im allgemeinen beträgt die Konzentration 0,1 bis 30 Gew.-%, bevorzugt 0,5 bis 20 Gew.-%, besonders bevorzugt 1,0 bis 10 Gew.-%, bezogen auf die Lösung.

Die Menge der Initiatoren beträgt im allgemeinen 0,1 bis 10 Gew.-%, bevorzugt 0,5 bis 5 Gew.-%, bezogen auf die zu poly merisierenden Monomeren. Es können auch mehrere, verschiedene Initiatoren bei der Emulsionspolymerisation Verwendung finden.

Bei der Polymerisation können Regler eingesetzt werden, z. B. in Mengen von 0 bis 5 Gew.-%, bezogen auf die zu polymerisierenden Monomeren, bevorzugt 0 bis 0,8 Gew.-%. Geeignete Regler sind z. B. in DE-A 197 12 247, Seite 4, genannt. Es dürfen jedoch keine Reg ler verwendet werden, die eine Thiolgruppe, wie tert.-Butylmer captan, Thioglycolsäureethylacrylester, Mercaptoethanol, Mer captopropyltrimethoxysilan oder tert.-Dodecylmercaptan enthalten.

Die Emulsionspolymerisation der erfindungsgemäß antibakteriell und fungizid auszurüstende Polymere erfolgt in der Regel bei 30 bis 130, vorzugsweise 50 bis 90°C. Das Polymerisationsmedium kann sowohl nur aus Wasser, als auch aus Mischungen aus Wasser und damit mischbaren Flüssigkeiten wie Methanol bestehen. Vorzugs weise wird nur Wasser verwendet. Die Emulsionspolymerisation kann sowohl als Batchprozeß als auch in Form eines Zulaufverfahrens, einschließlich Stufen- oder Gradientenfahrweise, durchgeführt werden. Bevorzugt ist das Zulaufverfahren, bei dem man einen Teil des Polymerisationsansatzes vorlegt, auf die Polymerisationstem peratur erhitzt, anpolymerisiert und anschließend den Rest des Polymerisationsansatzes, üblicherweise über mehrere räumlich getrennte Zuläufe, von denen einer oder mehrere die Monomeren in reiner oder in emulgierter Form enthalten, kontinuierlich, stufenweise oder unter Überlagerung eines Konzentrationsgefälles unter Aufrechterhaltung der Polymerisation der Polymerisations zone zuführt. Bei der Polymerisation kann auch z. B. zur besseren Einstellung der Teilchengröße eine Polymersaat vorgelegt werden.

Die Art und Weise, in der der Initiator im Verlauf der radikali schen, wäßrigen Emulsionspolymerisation dem Polymerisationsgefäß zugegeben wird, ist dem Fachmann bekannt. Es kann sowohl voll ständig in das Polymerisationsgefäß vorgelegt, als auch nach Maß gabe seines Verbrauchs im Verlauf der radikalischen, wäßrigen Emulsionspolymerisation kontinuierlich oder stufenweise einge setzt werden. Im einzelnen hängt dies von der chemischen Natur des Initiatorsystems als auch von der Polymerisationstemperatur ab. Vorzugsweise wird ein Teil vorgelegt und der Rest nach Maß gabe des Verbrauchs der Polymerisationszone zugeführt.

Zur Entfernung der Restmonomeren wird üblicherweise auch nach dem Ende der eigentlichen Emulsionspolymerisation, d. h. nach einem Umsatz der Monomeren von mindestens 95%, Initiator zugesetzt.

Die einzelnen Komponenten können dem Reaktor beim Zulaufverfahren von oben, in der Seite oder von unten durch den Reaktorboden zu gegeben werden.

Bei der Emulsionspolymerisation werden wäßrige Dispersionen des Polymeren in der Regel mit Feststoffgehalten von 15 bis 75 Gew.-%, bevorzugt von 30 bis 50 Gew.-%, erhalten.

Die Glasübergangstemperatur des polymeren Bindemittels bzw. des Emulsionspolymerisats beträgt vorzugsweise -60 bis +100°C, beson ders bevorzugt -20 bis +60°C und ganz besonders bevorzugt -10 bis +50°C.

Die Glasübergangstemperatur läßt sich nach üblichen Methoden, wie Differentialthermoanalyse oder Differentail Scanning Calorimetrie (s. z. B. ASTM 3418/82, sog. "midpoint temperature") bestimmen.

Die so hergestellten Polymere können als Dispersionen oder Lösung, z. B. 25 bis 85 Gew.-% Wasser als Dispergier- oder Lösungsmittel enthalten.

Bevorzugt enthalten die Dispersionen bzw. Lösungen 50 bis 70 Gew.-% Wasser.

Die Metallionen, vorzugsweise Silberionen, werden durch ein elek trochemisches Verfahren in die Dispersionen bzw. Lösungen einge bracht. Dies erfolgt mit an sich bekannten Vorrichtungen, bei denen zwischen Silberelektronen ein Strom fließt, wobei das mit Silber zu beladende, wässrige Substrat bei Durchströmen als Elek trolyt dient.

Für die Beladung gibt es dabei grundsätzlich 2 Alternativen. Ent weder man belädt a) das später für die Polymerisation zu verwen dende Wasser vorab in der gewünschten Konzentration oder bevor zugt b) man bringt die Silberionen in das fertige Polymerisat ein.

Im Falle b) wählt man die Gesamtheit der Bedingungen (Strom stärke, Elektrodenoberfläche, Durchflußmenge) so, daß eine mitt lere, örtliche Konzentration der Silberionen in dem Volumenelement zwischen den Elektroden von 5 ppm, vorzugsweise 2 ppm, nicht über schritten wird. Um die gewünschte Endkonzentration ohne örtliche Überkonzentration zu erzielen, kann es zweckmäßig sein, die mit Silberionen zu beladenden Dispersionen und Lösungen erneut oder mehrfach durch die Vorrichtung zu leiten. Man kann aber auch nur einen Teilstrom der Dispersion behandeln und diesen mit dem nicht behandelten Strom anschließend vermischen.

Als geeignete Vorrichtungen seien z. B. die Vorrichtungen Elektro- Katadyn der Firma Katadyn® (Wallisellen, Schweiz) genannt.

Beispiele a) Herstellung der Polymerisate Polymerisat 1

Eine Lösung aus 500 g vollentsalztem Wasser, 3,5 g Natrium laurylsulfat und 50 g Zulauf 1 wird nach dem Erwärmen auf 80°C mit 7,5 g Natriumperoxodisulfat (7%ig in Wasser) versetzt und danach im Laufe von 2 Stunden bei 80°C konti nuierlich mit den Zuläufen 1 und 2 versetzt.

Zulauf 1

500 g vollentsalztes Wasser
23 g ethoxiliertes Nonylphenol (100 EO-Einheiten)
7 g Natriumlaurylsulfat (15%ig in Wasser)
370 g Ethylacrylat
160 g Methylmethacrylat

Zulauf 2

21 g Natriumperoxodisulfat (2,5%ig in Wasser)

Danach wird 2 h nachpolymerisiert, auf Raumtemperatur abge kühlt und nacheinander mit einer Lösung von 0,2 g Wasser stoffperoxid (30%ig) in 9 g vollentsalztem Wasser und einer Lösung von 0,3 g Ascorbinsäure und 0,5 g Eisen-II-sulfat (1%ig in Wasser) in 24 g vollentsalztem Wasser versetzt. An schließend wird der pH-Wert durch Zugabe von Natriumpyro phosphat (3%ig in Wasser) und Natronlauge (10%ig in Wasser) auf pH 7,5 eingestellt.

Polymerisat 2

Man arbeitet wie bei Polymerisat 1, mit der Maßgabe, daß der Zulauf 1 10 g Isopropanol als Regler enthält.

b) Methoden der Einbringung des Silbers b1) Unmittelbare elektrochemische Einbringung des Silbers in die Dispersionen

Man läßt die mit Silberionen zu versehende Dispersion durch eine Vorrichtung strömen, bestehend aus der Silberungsvor richtung Electro-Katadyn Type EK4 der Firma Katadyn Produkte AG, CH-8304 Wallisellen und einer Pumpe. Um die gewünschte Silberdosis einstellen zu können, muß der Durchfluss der Pumpe bestimmt werden. Der einzustellende Silberungsstrom wird mit Hilfe des Durchflusses sowie der gewünschten Silber dosis berechnet. Hierzu wird die Faraday'sche Formel zu Hilfe genommen.

Es entsprechen:

1 A ≘ 4 g Ag⁺ pro Stunde
1 mA ≘ 4 mg Ag⁺ pro Stunde.

Berechnungsbeispiel

Durchfluss: 2 m³

/h
Gewünschte Silberdosis (Ag): 0,2 ppm (0,2 mg/l)
Silber für 2 m³

Dispersion gemäß Beispiel 1: 400 mg
1 mA ≘ 4 mg Ag⁺

/h Silberungsstrom (400 : 4 = 100): 100 mA

Der berechnete Silberungsstrom wird eingestellt, und mittels der Pumpe wird die Dispersion gemäß Beispiel 1 durch die Electro-Katadyn-EK-4-Einheit geführt. Sobald das Produkt durch die Electro-Katadyn-Einheit gepumpt wird, schaltet der Silberungsstrom ein, und die Dispersion wird mit der gewünsch ten Silbermenge versetzt. Die Dispersion des Polymerisats 1 wurde mit 0,2, 0,5 und 1 ppm Silber versetzt.

In analoger Weise wurde mit der Dispersion 2 verfahren.

b2) Einbringung des Silbers in das zur Herstellung der Dispersion verwendete Wasser

Man verfährt wie bei der Herstellung des Polymerisats 1, je doch verwendet man vollentsalztes Wasser, in das vorher durch das unter c) beschriebene, elektrochemische Verfahren 1 ppm Silberionen eingebracht wurden.

c) Prüfmethode

Je 20 g der Polymerisate 1 und 2 wurden mit 0,2 ml der ein zelnen Keimsuspensionen (Escherichia coli, Pseudomonas aeri ginosa, Staphylococcus aurens, Candida albicans, Aspergillus niger) beimpft und homogenisiert, so daß eine Einsaat von 1,8 bis 3,4 × 10⁵ Keimen vorlag.

Die Keimzahl wurde sofort und jeweils nach 14 und nach 28 Tagen bestimmt. Die Ergebnisse sind in den folgenden Tabellen 1 bis 7 dargestellt.

Tabelle 1

Beurteilung

Nach dem Ergebnis der durchgeführten mikrobiologischen Untersu chung entspricht die Wirksamkeit der Konservierung den Anforde rungen für Zubereitungen zur oralen Anwendung der Ph. Eur. 3, 2000.

Tabelle 2

Beurteilung

Eine repetitive Inokulation mit den 5 verschiedenen Testkeimen, d. h. eine Wiederbeimpfung nach Absterben der Keime, ergab für die Dispersion des Polymerisats 1, ausgestattet mit 0,5 ppm Silber und unter Verwendung des unter c) Prüfmethode beschriebenen Ver fahrens folgende Resultate:

Tabelle 3

Beurteilung

Tabelle 4

Beurteilung

Nach dem Ergebnis der durchgeführten mikrobiologischen Untersu chung ist die Wirksamkeit der Konservierung nach der 2. Belastung ausreichend.
n. a. = nicht auswertbar

Tabelle 5

Beurteilung

Nach dem Ergebnis der durchgeführten mikrobiologischen Untersu chung ist die Wirksamkeit der Konservierung nach der 3. Belastung ausreichend.

Tabelle 6

Beurteilung

Nach dem Ergebnis der durchgeführten mikrobiologischen Untersu chung ist die Wirksamkeit der Konservierung nach der 4. Belastung ausreichend.

Tabelle 7

Beurteilung

Nach dem Ergebnis der durchgeführten mikrobiologischen Untersu chung ist die Wirksamkeit der Konservierung nach der 5. Belastung ausreichend.

d) Herstellung von Zubereitungen Granulat für Matrixtabletten

Die Dispersion 2 mit einem Polymeranteil von 30% und mit einem Silbergehalt von 0,4 ppm wird als Granulationsflüssigkeit in einem Wirbelschichtgranulator zur Herstellung von Granulaten für Matrixtabletten eingesetzt. Die Verwendung zu diesem Zweck er folgt ohne weitere Verdünnung oder Formulierung.

Herstellung der Granulate

Man legt in einen Wirbelschichtgranulator (z. B. Gerätetyp Glatt WSG 15) als Wirkstoff 3,5 kg Paracetamol-Pulver sowie 1,7 kg Lac tose-Monohydrat als Füllstoff vor und granuliert unter Zudüsen von 5,67 Litern der oben genannten Dispersion. Anschließend trocknet man auf eine Restfeuchte von < 2%.

Folgende Sprüh- und Trocknungsbedingungen wurden eingestellt:

Das erhaltene Granulat weist eine gute Fließfähigkeit auf, und es läßt sich unter den nach dem Stand der Technik üblichen Bedingun gen zu Matrixtabletten verpressen.

Tablettenüberzug

Unter Verwendung der Dispersion 1, mit einem Silbergehalt von 0,2 ppm Silber, wurde folgende Formulierung zum Überzug für Tablettenkerne hergestellt und gesprüht.

Zusammensetzung der Sprühformulierung

Herstellung der Sprühformulierung

Triacetin wird zunächst in 1100 g Wasser gelöst. Anschließend wird unter konstantem Rühren die Dispersion langsam zugefügt und homogenisiert.

Separat wird zunächst der Bestandteil Kollidon® 30 in 340 g Was ser gelöst, dann diese Lösung mit Titandioxid und Talkum versetzt, anschließend mit einem Homogenisator, z. B. einem Ultra turrax, behandelt. Die erhaltene Pigmentsuspension wird abschließend in die Dispersion mit Weichmacher eingerührt und unter den nachfolgend genannten Bedingungen auf Tablettenkerne aufgesprüht.

Der erhaltene weiße Tablettenüberzug ist nach der Trocknung abso lut gleichförmig und weist keinerlei Risse oder andere Fehler auf.

Claims

1. Durch Metallionen der Gruppe Ib des Periodensystems der Elemente antibakteriell und fungizid ausgerüstete Polymer dispersionen oder Polymerlösungen, dadurch gekennzeichnet, daß:

a) die Polymerdispersionen oder Polymerlösungen nicht mit Thiolgruppen aufweisenden Reglern hergestellt sind,
b) die Metallionen durch ein elektrochemisches Verfahren eingebracht worden sind und
c) sie keine wirksamen Mengen organischer Biozide enthalten.

2. Durch Metallionen der Gruppe Ib des Periodensystems der Elemente antibakteriell und fungizid ausgerüstete Polymer dispersionen oder Polymerlösungen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß:

a) der Gehalt an Metallionen der Gruppe Ib weniger als 1 ppm beträgt.

3. Polymerdispersionen und Polymerlösungen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Polymerdispersionen und Polymerlösungen als Dispergier- bzw. Lösungsmittel überwie gend Wasser enthalten.

4. Polymerdispersionen und Polymerlösungen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen pH-Wert von 4,5 bis 9 aufweisen.

5. Polymerdispersionen oder Polymerlösungen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallionen in die fertigen Polymerdispersionen oder Polymerlösungen eingebracht worden sind.

6. Polymerdispersionen oder Polymerlösungen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Polymerdispersionen oder Polymerlösungen mit Wasser hergestellt sind, in das vor der Polymerisation die Metallionen eingebracht worden sind.

7. Polymerdispersionen oder Polymerlösungen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Metallionen Silberionen einsetzt.

8. Polymerdispersionen oder Polymerlösungen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an Metallionen weniger als 0,6 ppm beträgt.

9. Pharmazeutische oder kosmetische Zubereitungen, dadurch gekennzeichnet, daß sie Polymerdispersionen oder Polymer lösungen gemäß Anspruch 1 enthalten.