DE3587907T2

DE3587907T2 - Mikrobielle zusammensetzung und deren herstellung.

Info

Publication number: DE3587907T2
Application number: DE3587907T
Authority: DE
Inventors: Robert H Mcintosh
Original assignee: Interface Research Corp
Current assignee: Interface Research Corp
Priority date: 1984-10-09
Filing date: 1985-10-07
Publication date: 1995-02-02
Anticipated expiration: 2005-10-08
Also published as: ES8706160A1; DK261986A; ATE110088T1; EP0197128A1; ZA857726B; PH23622A; IN164367B; JPS61502058A; DE3587907D1; CN1003374B; NZ213771A; MY100916A; ES547679A0; EP0197128A4; CA1334273C; CN85108499A; DK261986D0; EP0197128B1; GR852458B; KR910001409B1

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft mikrobizide Zubereitungen, Verfahren zu ihrer Herstellung und die Verwendung solcher Zubereitungen. Erfindungsgemäß in geeigneter Weise eingesetzt, eignen sich diese mikrobiziden Zubereitungen zum Abtöten oder Hemmen der verschiedensten schädlichen, zerstörenden oder offensiven Mikroorganismen einschließlich Viren, Bakterien, Hefen und Schimmel.

Hintergrund

Eine Diskussion der vorliegenden Erfindung und deren Hintergrund werden durch die Definition verschiedener Ausdrücke erleichtert.
Der Ausdruck "Mikroorganismus" bedeutet hier und im folgenden jeden Organismus, der bloßem Auge nicht sichtbar ist und Organismen, wie Bakterien, Schimmel, Hefen, Pilze und Viren umfaßt. "Antimikrobiell" bzw. "mikrobizid" bedeutet die Abtötung bzw. Hemmung des Wachstums von Bakterien, Hefen, Pilzen und Schimmel. "Bakterizid" beschreibt die Abtötung oder Hemmung des Wachstums von Bakterien. "Fungizid" bedeutet die Abtötung sowie Hemmung des Wachstums von Pilzen, Hefen und Schimmel. Der Ausdruck "virizid" dient zur Beschreibung der Inaktivierung von Virusteilchen, so daß sie Wirtzellen nicht mehr zu infizieren vermögen.
Der Ausdruck "plastisch" steht hier und im folgenden sowohl für "wärmehärtbare" als auch "thermoplastische" Materialien. Beispiele für "plastische" Materialien sind
- ohne darauf beschränkt zu sein - Polyolefine, wie Polyethylene, Polypropylene und Polybutylene, Polystyrole, Vinylphenolverbindungen, Vinylacetate, polymere Vinylchloride, Harnstoffe, Melamine, Acrylmaterialien, Polyester, Epoxide und Nylonarten. Der Ausdruck "Formgebung" steht hier und im folgenden in seinem breitesten Sinne für jede Technik zur Herstellung plastischer oder sonstiger Materialien. Die Formgebung erfolgt in der Regel, jedoch nicht immer, bei erhöhter Temperatur. Hierzu gehören - ohne darauf beschränkt zu sein - Formgebungsverfahren, wie Einbetten, Strangpreßen, die Folienherstellung, Calandrieren, Strangpreßen unter Zug, Gießen, Vakuumformen, Blasformen und dgl . .
Der Ausdruck "Reinigungsmittel" umfaßt jede Substanz mit der Fähigkeit zur Reinigung einer Oberfläche von unerwünschtem Material oder zum Emulgieren oder Entfernen eines solchen unerwünschten Materials von einer Oberfläche. Der Ausdruck "Detergenz" beschreibt jede Substanz bzw. jedes Produkt mit der Fähigkeit zur Verdrängung, Entfernung oder zum Dispergieren festen oder flüssigen Schmutzes von einer zu säubernden oder reinigenden Oberfläche. Der Ausdruck "Detergenz" umfaßt auch Seifen in Form von Metallsalzen langkettiger Fettsäuren. Der Ausdruck "Desinfektionsmittel" umfaßt jede Flüssigkeit mit der Fähigkeit zum Abtöten oder Hemmen von Mikroorganismen.
Bakterien, Pilze, Viren und sonstige Mikroorganismen sind in unserer Umgebung immer vorhanden. Solche Mikroorganismen bilden häufig einen wesentlichen Teil ökologischer Systeme, industrieller Verfahren und von Körperfunktionen z. B. der Verdauung, gesunder Menschen und Tiere. In anderen Fällen ist jedoch die Anwesenheit von Mikroorganismen in hohem Maße unerwünscht, da sie Krankheiten oder den Tod von Mensch und Tier hervorrufen können, für eine Geruchbildung verantwortlich sind und die verschiedensten Materialien beschädigen oder zerstören.
Die Arten und die Zahl von vorhandenen Mikroorganismen können entsprechend der allgemeinen Umgebung, den für das Mikroorganismuswachstum verfügbaren Nährstoffen und der hierfür verfügbaren Feuchtigkeit und der Feuchtigkeit und Temperatur der lokalen Umgebung sehr verschieden sein. Nährstoffe für Mikroorganismen sind in der normalen Umgebung reichlich vorhanden. Jedes Eiweißmaterial, wie getrocknete Haut, Nahrungsmittelabfälle, Pflanzen und tierische Abfälle stellen hervorragende Nährmedien für viele Arten möglicherweise schädlicher Mikroorganismen dar. Weiterhin können zahlreiche organische synthetische und natürliche Materialien, wie Kunststoffüberzüge und - gegenstände, sowie Holz, Papier und Naturfaser als Nährstoffe für Mikroorganismen, die diese Materialien abbauen, dienen. Darüber hinaus besitzen bestimmte Bakterien die Fähigkeit, im Schlafzustand auf Böden oder Gegenständen lange Zeit lebensfähig zu bleiben, bis sie in geeignete Wachstumsmedien gelangen. Folglich können möglicherweise schädliche Mikroorganismen durch bloßes Gehen auf dem Boden, durch Bürsten gegen Wände oder Möbel oder durch (bloßen) Umgang mit Gegenständen transportiert werden.
Es ist bekannt, daß ein Hauptproblem in Gesundheitseinrichtungen, wie Hospitälern und Altersheimen, in der Verbreitung von durch die verschiedensten Mikroorganismen hervorgerufenen gefährlichen Infektionskrankheiten besteht. Das Problem wird in diesen Einrichtungen noch dadurch verstärkt, daß zahlreiche Patienten in folge ihres primären Gesundheitsproblems in geschwächtem Zustand sind. Ein Mikroorganismus, der für eine gesunde Person kein größeres Problem bildet, kann für einen Patienten mit verminderter Fähigkeit zur Selbstverteidigung gegen eine Infektion fatal sein.
Möglicherweise schädliche Mikroorganismen werden in Gesundheitseinrichtungen und auch sonst durch die verschiedensten Überträger verbreitet. Einer der üblichsten Überträger ist das Personal des Krankenhauses oder Altersheim. So kann sich beispielsweise eine Krankenschwester oder ein Arzt um einen Patienten kümmern und zur Behandlung eines zweiten Patienten gerufen werden. Selbst bei sorgfältiger Wäsche der Hände vor der Behandlung des zweiten Patienten können möglicherweise schädliche Mikroorganismen vom ersten Patienten auf den zweiten Patienten übertragen werden. Der Mikroorganismus kann dann bei dem zweiten Patienten eine schwerwiegende Infektion hervorrufen.
Weiterhin werden in Hospitälern und sonstigen Gesundheitseinrichtungen oftmals Kunststoffprodukte verwendet. Diese Produkte sind für eine Verunreinigung durch Bakterien und sonstige schädliche Organismen besonders anfällig. Üblicherweise werden die Kunststoffprodukte in diesen Einrichtungen periodisch mit starken Reinigungsmitteln gesäubert, um angesammelte Mikroorganismen zu entfernen oder abzutöten. Zwischen diesen Reinigungsvorgängen kann sich jedoch auf den Kunststoffprodukten eine ausreichende Menge oder eine bestimmte Art von Bakterien oder sonstigen Mikroorganismen ansammeln, um einen Hauptüberträger für die Kreuzinfektion oder die Verbreitung von Infektionskrankheiten zu bilden.
Pathogene Mikroorganismen können sich auf Geweben, wie Handtüchern, Kleidung, Labormänteln und sonstigen Geweben, ablagern. Diese Mikroorganismen bleiben auf diesen Geweben lange Zeit lebensfähig. Wird das jeweilige Gewebe von mehreren verschiedenen Personen benutzt, können die Mikroorganismen durch von einem Teil der Einrichtung zu einem anderen gehenden Personen übertragen werden.
Wie bereits erwähnt, können die zur Herstellung von Kunststoffgegenständen und -überzügen verwendeten Kunststoffe als solche ein Substrat für das Wachstum der verschiedensten Mikroorganismen, wie Bakterien, Schimmel und Mehltau, bilden. Dasselbe gilt für Fasern und Gewebe aus Kunststoffen und sonstigen organischen Materialien, wie Holz und Papier. Wenn diese Mikroorganismen auf oder in einem Kunststoffprodukt, einer Faser oder einem Gewebe wachsen, bilden sie unsichtbare Kolonien. Darüber hinaus können solche Mikroorganismen gegebenenfalls Kunststoffe, Fasern, Gewebe oder sonstige Materialien aufbrechen. Folglich müssen Kunststoff-, Faser- und Gewebeprodukte häufig mit einem starken Reinigungsmittel gesäubert werden, um dem Wachstum der Mikroorganismen Einhalt zu gebieten oder dieses zumindest zu steuern. Es besteht ein Bedarf nach einer wirksameren Lösung dieses Problems.
Möglicherweise zerstörte Mikroorganismen neigen auch dazu, sich in Kleidern und Geweben anzusammeln und dort zu verbleiben, und zwar unabhängig davon, ob es sich dabei um ein Nährstoffsubstrat handelt. Beim Training verwendete Kleidung ist für eine Anhäufung zerstörender Mikroorganismen besonders anfällig. Werden diese Mikroorganismen nicht abgetötet oder gehemmt, können sie das Gewebe ungeachtet einer starken Geruchsbildung und der Hervorrufung von Infektionen stark schädigen. Ein Waschen mit üblichen Detergenzien führt nicht immer zu einer Abtötung oder Entfernung einer Reihe derartiger Mikroorganismen. Somit benötigt man einen mikrobiziden Zusatz, der die auf dem Gewebe befindlichen Mikroorganismen abtötet oder hemmt und gleichzeitig weder das Gewebe beschädigt noch bei dem Träger des betreffenden Gewebes nachteilige physikalische Reaktionen hervorruft.
Kurz gesagt bildete eine Bekämpfung einer mikrobiellen Verunreinigung und Infektion über die Gesamtzeit hinweg sowohl in der Industrie als auch im Haushalt ein größeres Problem. Eine derartige Infektion und Verunreinigung führen laufend weiter zu Krankheiten, Tod und Zerstörung von Eigentum. Es hat sich jedoch als schwierig erwiesen, einen mikrobiziden Zusatz zu entwickeln, der einerseits wirksam eine Bekämpfung des Wachstums der verschiedensten Arten unerwünschter Mikroorganismen gestattet und gleichzeitig zur Verwendung bei Mensch und Tier sicher ist. Folglich besteht ein akuter Bedarf sowohl in der Industrie als auch im Haushalt nach einem sicheren und wirksamen mikrobiziden Zusatz zur Verwendung in oder auf den verschiedensten Substanzen, um dem Produkt, aus dem die betreffende Substanz hergestellt wurde, mikrobizide Aktivität zu verleihen.
Eine der Quellen für die Schwierigkeit bei der Bekämpfung möglicherweise schädlicher Mikroorganismen ist die extreme Vielseitigkeit des Ansprechens der verschiedenen Mikroorganismen auf übliche mikrobizide Mittel. So können beispielsweise als Prokaryonten klassifizierte Bakterien durch zahlreiche verschiedene Arten von Antibiotika abgetötet oder gehemmt werden. Dieselben Antibiotika, die gegen prokaryontische Organismen wirksam sind, sind jedoch üblicherweise gegen eukaryontische Mikroorganismen, wie Pilze und Hefen, unwirksam.
Es gibt zwei breite Kategorien von Bakterien, die als Gram-positive und Gram-negative Bakterien bekannt sind. Diese Einteilungen beruhen auf der Fähigkeit oder Unfähigkeit von Bakterien zur Absorption bestimmter Vitalfärbungen. Die beiden Gruppen von Bakterien sprechen in der Regel auf dasselbe mikrobizide Mittel unterschiedlich an. Ein gegen eine Gruppe wirksames spezielles Mittel kann gegen die andere Gruppe unwirksam sein.
Ein übliches Verfahren zur Hemmung des Wachstums von sowohl Eukaryonten als auch Prokaryonten, bzw. Gram-negativen und Gram-positiven Bakterien besteht in der Kombination zweier oder mehrerer mikrobizider Hemmstoffe, von denen jeder zur Hemmung oder Abtötung eines spezifischen Organismus oder einer spezifischen Klasse von Organismen ausgestaltet ist. Beim Einarbeiten zweier oder mehrerer Zusätze in ein Material, z. B. ein Detergenz, treten jedoch die verschiedensten Probleme auf. Das Mehrfachzusatz-System kann die physikalischen Eigenschaften des Detergenz, in das es eingemischt wurde, verändern. Darüber hinaus müssen die mehreren Komponenten auf ihre wechselseitige Verträglichkeit und eine anhaltende mikrobizide Wirksamkeit bei Kombination mit dem Detergenz geprüft werden. Die relative mikrobizide oder mikrobiostatische Stärke jeder der Komponenten in dem Mehrfachsystem muß bestimmt werden. Für die Kombination mikrobizider Zusätze ist es nicht unüblich, daß sie zunächst sowohl Gram-positive als auch Gram-negative Organismen hemmen oder abtöten, daß jedoch im Laufe der Zeit der eine oder der andere der Hemmzusätze in seiner Wirksamkeit beeinträchtigt wird oder diese verliert, während der andere Hemmzusatz wirksam bleibt. Darüber hinaus kann ein Zusatz eine unerwünschte Hemmwirkung auf den anderen Zusatz ausüben. Ferner verbietet sich auch aus Kostengründen der Einsatz von zwei oder mehreren Zusätzen.
Der ideale mikrobizide Zusatz darf für Mensch und Tier in der Umgebung seines Einsatzes nicht toxisch sein. Ein solcher Zusatz sollte keine allergischen Reaktionen hervorrufen und darf für Mensch oder Tier keine gesundheitsschädlichen Laufzeitwirkungen aufweisen. Schließlich sollte ein derartiger mikrobizider Zusatz mit dem Material, mit dem er verwendet wird, verträglich sein und keine Materialschädigung oder keinen Verlust der gewünschten Eigenschaften (des Materials) bewirken.
Aus der DE-A-1 228 031 ist es bekannt, daß ein Gemisch aus Mono- und Dialkylphosphaten eine geringe bakterizide Aktivität aufweist, sofern es nicht mit Phosphorpentoxid kondensiert ist. Aus der DE-A-248 708 ist es bekannt, daß 1 : 1-Aminsalze von Dialkylphosphaten eine mikrobizide Aktivität aufweisen.

Zusammenfassung der Erfindung

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine mikrobizide Zubereitung, umfassend ein Gemisch aus einer Substanz, einem Monoalkylphosphatderivat der folgenden Formel:
worin R für eine Alkylgruppe mit 1 bis 18 Kohlenstoffatom(en) steht und X Cocoamin darstellt, und des entsprechenden Dialkylphosphatderivats, wobei die Substanz aus der Gruppe Kunststoffe, Fasern, Gewebe, Wasser, Holz, Detergenzien, nicht-dauerhafte Überzüge und dauerhafte Überzüge ausgewählt ist.
Die vorliegende Erfindung löst die geschilderten Probleme durch Bereitstellen einer Zubereitung mit einem ein breites Spektrum aufweisenden, nicht-toxischen, mikrobiziden Zusatzes, der die verschiedensten Mikroorganismen einschließlich Viren, Bakterien, Hefen, Schimmel und Pilzen, abzutöten oder zu hemmen vermag.
Der erfindungsgemäße mikrobizide Zusatz kann erfindungsgemäß den verschiedensten Materialien einverleibt werden, um diesen mikrobizide Aktivität zu verleihen.
So kann beispielsweise der erfindungsgemäße mikrobizide Zusatz erfindungsgemäß wäßrigen Detergenzienlösungen zugesetzt werden, wobei dann mikrobizide Reinigungsmittel erhalten werden. Darüber hinaus kann erfindungsgemäß durch Zusatz zu Wasser oder sonstigen Lösungsmitteln ein wirksames Desinfektionsmittel geschaffen werden.
Weiterhin kann der erfindungsgemäße mikrobizide Zusatz erfindungsgemäß sowohl dauerhaften als auch nichtdauerhaften Überzugmaterialien einverleibt werden. Wird das Beschichtungsmaterial auf eine Oberfläche appliziert, verleiht der in das Beschichtungsmaterial eingearbeitete mikrobizide Zusatz der Oberfläche eine langanhaltende mikrobizide Aktivität.
Weiterhin kann der erfindungsgemäße mikrobizide Zusatz erfindungsgemäß in die verschiedensten Kunststoffe eingearbeitet werden, um den aus den Kunststoffen hergestellten Gegenständen eine mikrobizide Aktivität zu verleihen. In das Kunststoffmaterial eingearbeitet hemmt der erfindungsgemäße mikrobizide Zusatz das Mikroorganismenwachstum über lange Zeit hinweg und schützt den Kunststoff gegen Abbau durch schädliche Mikroorganismen. Darüber hinaus ändert der erfindungsgemäß eingesetzte mikrobizide Zusatz die wünschenswerten Eigenschaften des Kunststoffmaterials nicht.
Der erfindungsgemäße mikrobizide Zusatz kann erfindungsgemäß topisch sowohl auf Naturfasern als auch auf Kunstfasern appliziert werden. Das Einarbeiten kann erfindungsgemäß direkt in Kunstfasern erfolgen, um diesen oder daraus gefertigten Geweben eine mikrobizide Aktivität zu verleihen. Darüber hinaus kann der erfindungsgemäße mikrobizide Zusatz direkt auf ein Gewebe appliziert werden.
Letztendlich kann der zuvor beschriebene erfindungsgemäße mikrobizide Zusatz auf Materialien als Konservierungsmittel appliziert werden. So kann beispielsweise der Zusatz auf Holz und Holzprodukte appliziert werden, um eine Zerstörung des Produkts in Folge des mikrobiziden Wachstums* zu hemmen. Der bei Ausübung der Erfindung benutzte mikrobizide Zusatz kann auch mit Flüs-* wahrscheinlich "Mikrobenwachstums" sigkeiten, wie Druckfarben, Brennstoffen bzw. Kraftstoffen und Schneidölen, zur Hemmung des Wachstums von Mikroorganismen gemischt werden. Der erfindungsgemäße mikrobizide Zusatz vermag den verursachenden Organismus der Legionärskrankheit, Legionella pneumophilia, abzutöten. Somit umfaßt die vorliegende Erfindung auch den Zusatz der identifizierten Mischung zu Kühlturmwasser zur Bekämpfung des Wachstums dieses pathologischen Organismus.
Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung eröffnen sich aus einem Studium der folgenden detaillierten Beschreibung der erläuterten Ausführungsform und den beigefügten Ansprüchen.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Die vorliegende Erfindung betrifft Zubereitungen mit mikrobiziden Alkylphosphatderivaten. Bei erfindungsgemäßem Einsatz vermögen Cocoamin-Alkylphosphatderivate die verschiedensten Mikroorganismen, einschließlich von Pilzen, Hefen, Viren und Bakterien, abzutöten oder deren Wachstum zu hemmen.
Das erfindungsgemäß eingesetzte Alkylphosphatderivat hemmt das Wachstum der folgenden repräsentativen Gram-negativen und Gram-positiven Bakterien: Sarcina lutea, Staphylococcus species, Pseudomonas aeruginosa, Pseudomonas cepacia, Escherichia coli, Escherichia communior, Bacillus subtilis, Klebsiella species, Salmonella species, Legionella pneumophilia, Enterobacter aerogenes und Streptococcus species. Das Alkylphosphatderivat hemmt ferner das Wachstum der folgenden repräsentativen Pilze und Hefen: Candida albicans, Trichophyton metagrophytes, Trichophyton rubrum, Trichophyton interdigitale und Aspergillus niger. Darüber hinaus inaktiviert das Alkylphosphatderivat das Herpes simplex Virus. Die genannten Mikroorganismen stellen Beispiele für diejenigen Organismen dar, die für Infektionen in Hospitälern und sonstigen Gesundheitseinrichtungen verantwortlich sind.
Der erfindungsgemäße mikrobizide Zusatz kann zur Bereitstellung eines Desinfektionsmittels Wasser oder sonstigen Lösungsmitteln oder zur Bereitstellung eines mikrobiziden Reinigungsmittels einem üblichen Detergenz zugesetzt werden. Die erfindungsgemäß verwendbaren Detergenzien sind - ohne darauf beschränkt zu sein - lineare Alkylsulfonate und Alkylbenzolsulfonate. Zu diesen Detergenzien gehören ferner - ohne darauf beschränkt zu sein - Metallsalze langkettiger Fettsäuren.
Ein derartiges mikrobizides Reinigungsmittel eignet sich zur Abtötung oder signifikanten Hemmung des Wachstums eines breiten Spektrums sowohl prokaryontischer als auch eukaryontischer Mikroorganismen, die auf zu säubernden oder mit dem mikrobiziden Detergenz zu behandelnden Oberflächen vorhanden sein können. So hat es sich erfindungsgemäß gezeigt, daß bestimmte Alkylphosphatderivate einem üblichen Detergenz einzigartige und unerwartete fungizide, virizide und bakterizide Eigenschaften verleihen.
Der erfindungsgemäße mikrobizide Zusatz kann in den verschiedensten Konzentrationen in Wasser eingemischt und als Desinfektionsmittel zum Abtöten oder Hemmen von auf Oberflächen vorhandenen Mikroorganismen verwendet werden. So bildet beispielsweise eine Lösung des erfindungsgemäßen Zusatzes mit etwa 500 bis 1000 Teilen pro Million (ppm) des Alkylphosphatderivates ein hervorragendes Desinfektionsmittel für einfachere Reinigungsvorgänge, z. B. Wischen und Säubern harter Oberflächen, wie Vinylwänden, Böden, Theken oder Schaltern und Tischplatten.
Bei geforderter stärkerer mikrobizider Aktivität, wie sie beispielsweise für das Scheuern chirurgischen Materials erforderlich ist, kann das Alkylphosphatderivat mit einem üblichen Detergenz in einer Konzentration von etwa 15 und 70 Gew.-% gemischt werden.
Das durch das Einarbeiten des erfindungsgemäßen mikrobiziden Zusatzes zu einem üblichen Reinigungsmittel erhaltene mikrobizide Reinigungsmittel besitzt die Fähigkeit zum Abtöten oder Hemmen des Wachstums zahlreicher Arten von Bakterien, Pilzen, Viren, Hefen und sonstiger zerstörender oder krankheitshervorrufender Mikroorganismen, die sich auf einer Oberfläche befinden können. Ein solches mikrobizides Reinigungsmittel eignet sich besonders gut gegen Gram-positive Bakterien, wie Staphylococcus aureus, und Gram-negative Bakterien, wie Pseudomonas aeruginosa.
Der erfindungsgemäße mikrobizide Zusatz kann den verschiedensten dauerhaften und nicht-dauerhaften Beschichtungsmaterialien einverleibt werden. Diese Beschichtungen umfassen die Lacke der verschiedensten Arten, Wachse und Kunststoffüberzüge. Wenn das Beschichtungsmaterial auf eine Oberfläche appliziert wird, verleiht der mikrobizide Zusatz im Überzugmaterial der Oberfläche eine mikrobizide Aktivität. Die zusammen mit dem erfindungsgemäßen mikrobiziden Zusatz verwendbaren Beschichtungsmaterialien sind - ohne darauf beschränkt zu sein - Überzüge aus Werkstoffen einschließlich der Acrylat- und Methacrylatpolymeren und -copolymeren, Vinylpolymeren, wie Polyvinylchlorid, Polyvinylacetat, Polyvinylbutyral, Polyvinylchlorid-acetat, Vinylchlorid/Vinylidenchlorid-copolymeren, der Polyethylenpolymeren einschließlich Polyethylen, polyhalogenierter Ethylene, Polystyrol und der styrolhaltigen Alkyde. Weitere Beschichtungsmaterialien sind wärmehärtbare sowie sonstige thermoplastische Materialien. Beispiele für solche Materialien sind die Alkydharze einschließlich modifizierter Alkyde und Terpen- und Maleinalkyde, die Aminoharze einschließlich Harnstoff/Formaldehyd und Melamin/Formaldehyd, die Proteinkunststoffe einschließlich Casein, Zein, Keratin, Ernuß- und Sojabohnenkunststoff sowie Cellulosematerialien einschließlich Celluloseacetat, Cellulosenitrat, Celluloseacetatbutyrat, regenerierte Cellulose, Lignocellulose, Ethylcellulose, Hydroxyethylcellulose und Carboxymethylcellulose, die Epoxyharze, die Ethylen- und Fluorethylenpolymeren, die Furanharze, die Polyamide, die Phenolkunststoffe, einschließlich Phenol/Formaldehyd, Phenol/Furfural und Resorcin/Formaldehyd, die Polyesterharze einschließlich gesättigter Polyester, ungesättigter Polyester und polyfunktioneller ungesättigter Ester sowie die Silikone.
Der erfindungsgemäße mikrobizide Zusatz kann erfindungsgemäß mit Lack oder sonstigen Beschichtungsmassen gemischt und auf Unterwasserflächen zur Hemmung des Wachstums mariner Organismen auf solchen beschichteten Oberflächen appliziert werden.
Der erfindungsgemäße mikrobizide Zusatz kann einem Beschichtungsmaterial bzw. einer Beschichtungsmasse in einer Konzentration zwischen 0,01 und 10 Gew.-% einverleibt werden. Die bevorzugte Konzentration an dem Monoalkylphosphatderivat in dem Beschichtungsmaterial liegt zwischen etwa 0,1 und 6 Gew.-%.
Der erfindungsgemäße mikrobizide Zusatz kann in Kunststoffe eingearbeitet werden, um den Kunststoffprodukten eine mikrobizide Aktivität zu verleihen. Erfindungsgemäß behandelte Kunststoffe eignen sich zur Herstellung der verschiedensten Produkte, z. B. von Möbeln, medizinischen Gegenständen, zum Essen benutzten Utensilien und dgl . . Es gibt zahlreiche Vorteile zur Herstellung von Produkten aus Kunststoffmaterialien einschließlich der geringeren Kosten und der Möglichkeit, die Gegenstände in den verschiedensten Formen herstellen zu können. Beispiele für in Betracht gezogene Produkte sind
- ohne darauf beschränkt zu sein - Matratzenabdeckungen, Decken für Kinderbetten, Decken für Stubenwagen, Überwürfe, Schlafzimmervorhänge, Urinale für Mann und Frau, Toilettensitze, Bettpfannen, Bettpfannenauskleidungen , Waschbecken, Verbundfolien aus Melamin und Phenolkunststoffen, wie FormicaTM, MicartaTM, und sonstige ähnliche dekorative Oberflächenmaterialien, Karaffen, Zahnbürsten, Haarbürsten, Kämme, Seifenhalter, Zahnbecher, Handtuchrollen, Katheter, Drainagebeutel, Kolostomiebeutel, Ileostomiebeutel, Beutel für intravenöse Lösungen, Beutel für Spüllösungen, Blutbeutel, Schläuche, Verabreichungssets, Spendersets, Irrigatoren, Klistierbeutel, Kontaktlinsenhalter, Deckel für Untersuchungsmittel sämtlicher Handelsklassen einschließlicher solcher für Ärzte, Tierärzte, Zahnärzte, Optometriker, Augenärzte und Augenoptiker, Feuchtigkeitssperren für den Baustoffhandel zur Beseitigung von Schimmel und Mehltau, Tischplatten, Schüsseln zur Verarbeitung von Nahrungsmitteln, Wandpanele, harte Bodenbeläge, Epoxyfliesen, Epoxymörtel, Mörtel für Keramikfliesen, Teppichunterlagen, Duschvorhänge, Badematten und Telefonhauben für Mundstücke und Empfangseinheiten. Das Produkt kann in einigen Fällen nach für Kunststoffe üblichen Formgebungsmaßnahmen hergestellt sein. In anderen Fällen kann das Produkt aus geschnittenen oder geformten Teilen zu einem Fertigprodukt zusammengebaut werden.
Das Monoalkylphosphatderivat ist in dem Kunststoffmaterial in einer Konzentration zwischen etwa 0,1 und 10 Gew.-% enthalten. Ein bevorzugter Bereich für das Monoalkylphosphatderivat in dem Kunststoffmaterial liegt zwischen etwa 1 und 6 Gew.-%.
Der erfindungsgemäße mikrobizide Zusatz läßt sich topisch sowohl auf Natur- als auch Kunstfasern applizieren oder direkt in die Kunstfasern während ihrer Herstellung einarbeiten. Die Fasern, die zusammen mit dem erfindungsgemäßen mikrobiziden Zusatz verwendet werden können, sind - ohne darauf beschränkt zu sein - Fasern aus Wolle, Baumwolle, Polyolefinfasern einschließlich solcher aus Polypropylen, Polybutenen, Polyisopren und deren Copolymeren; Polyesterfasern einschließlich solcher aus Polyethylenterephthalat; Polyaramidfasern, Celluloseacetatfasern, Rayonfasern, Nylonfasern, Polystyrolfasern, Vinylphenolfasern, Vinylacetatfasern, Vinylchloridfasern, Acrylfasern, Acrylnitrilfasern und Polyurethanfasern.
Mit dem erfindungsgemäßen mikrobiziden Zusatz können auch Stoffe behandelt werden. Zu diesen Stoffen gehören - ohne darauf beschränkt zu sein - Gewebe aus den genannten Fasern oder Vliese. Die Vliese können beispielsweise durch Verwirren von Fasern im Rahmen eines Nadelungsverfahrens unter Verwendung einer thermoplastischen oder klebenden rückseitigen Lage oder eines Bindemittels oder durch Verschmelzen von Fasern unter Wärme hergestellt werden.
Das Alkylphosphatderivat kann auf die Faser oder das Gewebe durch Vermischen des Alkylphosphatderivats mit einer Flüssigkeit, z. B. Wasser oder einem sonstigen Lösungsmittel oder Dispergiermittel, und anschließendes Tauchen, Sprühen oder Waschen der Faser oder des Gewebes in dem Alkylphosphatderivatgemisch appliziert werden. Die Konzentration des Monoalkylphosphatderivats in Wasser oder in dem sonstigen Lösungsmittel oder Dispergiermittel liegt zwischen 0,01 und 30 Gew.-%. Die bevorzugte Konzentration an dem Monoalkylphosphatderivat in dem Dispergiermittel oder Lösungsmittel liegt zwischen 0,1 und 10 Gew.-%. Die am meisten bevorzugte Konzentration an dem Monoalkylphosphatderivat in dem Dispergiermittel oder Lösungsmittel liegt zwischen 1 und 6 Gew.-%. Zur Applikation des Alkylphosphatderivats geeignete Lösungsmittel sind - ohne darauf beschränkt zu sein - Benzol, Toluol, Xylol und Hexan. Nach Applikation des Gemisches wird die Faser oder das Gewebe mit dem Monoalkylphosphatderivat beschichtet. Wenn folglich Mikroorganismen mit der Faser oder dem Gewebe in Berührung gelangen, kommt es durch das Monoalkylphosphatderivat zu einer Abtötung oder Hemmung des Wachstums des Mikroorganismus.
Das erfindungsgemäße Monoalkylphosphatderivat läßt sich ferner homogen in einer solvatisierten Faserspinnmasse oder in einer Faserschmelze vor dem Spinnen der Faser in einer Konzentration zwischen etwa 0,01 und 10 Gew.-% verteilen. Die bevorzugte Konzentration des Monoalkylphosphatderivats in der Faser oder in dem Gewebe liegt zwischen 0,1 und 6 Gew.-%.
Erfindungsgemäß kann das Monoalkylphosphatderivat direkt in Natur- oder Synthesekautschuk einschließlich Latexkautschuk, Polyvinylacetat- oder Polyvinylchloridverstärkungen oder -bindemittel, die auf ein Gewebe appliziert werden, eingearbeitet werden. Es hat sich in höchst unerwarteter Weise gezeigt, daß bei geeigneter erfindungsgemäßer Einarbeitung ein Teil des erfindungsgemäßen mikrobiziden Zusatzes langsam aus der Gewebeverstärkung oder dem Gewebebindemittel in die Fasern des Gewebes wandert und diesem dabei mikrobizide Aktivität verleiht.
Beispiele für die Art der in Betracht gezogenen Faser- oder Gewebeprodukte sind - ohne darauf beschränkt zu sein - chirurgische Gase, Polster auf Wundverbänden, Matrazenabdeckungen, Kinderbettdecken, Decken für Korbwiegen, Segelboottaue, Zelte, Überwürfe, Vorhänge für abgeschlossene kleine Schlafräume, Zahnbürsten, Haarbürsten, Textiltapeten, Textilunterlagen, Textilduschvorhänge, Badematten, Sportbekleidung, wie Unterwäsche, Hemden, Socken, kurze Hosen, lange Hosen, Schuhe und dgl. sowie Krankenhauskleidung, z. B. Untersuchungsmäntel, Arztmäntel und Schwesternuniformen.
Der erfindungsgemäße mikrobizide Zusatz kann ferner als Konservierungsmittel zur Verhinderung eines Abbaus eines Produkts in folge Mikroorganismuswachstum verwendet werden. So kann beispielsweise das Alkylphosphatderivat mit Wasser oder Öl gemischt und auf Holz aufgesprüht werden, um dieses gegen einen Zerfall infolge Mikroorganismen zu konservieren. Geringe Mengen des Derivats können Druckfarben oder Drucktinten einverleibt werden, um das zu einem Verstopfen von Tintenstrahldüsen führende Wachstum von Mikroorganismen zu verhindern. Ferner kann das Derivat Schneidölen zugesetzt werden, um deren Gebrauchsdauer zu verlängern. Weiterhin eignet sich der Zusatz zur Hemmung des Mikroorganismuswachstums in Brenn- oder Kraftstoffen unter Verminderung der Gefahr einer Verstopfung von Brenn- oder Kraftstoffdüsen.
Erfindungsgemäß kann das Alkylphsophatderivat Wasser in Kühltürmen zugesetzt oder in einen Überzug zur Beschichtung von Oberflächen in Kühltürmen untergebracht werden, um die eine Legionärskrankheit hervorruf enden pathogenen Keime von Legionella pneumophilia abzutöten oder deren Wachstum zu hemmen.
Der erfindungsgemäße mikrobizide Zusatz kann zum Beschichten von Luft- und sonstigen Filtermaterialien und - medien unter Abtötung oder Verminderung des Wachstums von Mikroorganismen in den Filtern verwendet werden. Das Filtermaterial kann von teilchen- oder faserförmiger Zusammensetzung sein. Wenn Fluide das Filter passieren und sich auf dem Filtermaterial Mikroorganismen ablagern oder mit dem Filtermaterial in Berührung gelangen, wird der erfindungsgemäße mikrobizide Zusatz den Organismus hemmen oder abtöten.
Erfindungsgemäß können die Zusätze den verschiedensten Mörteln, Zementen und Betonsorten zugesetzt werden, um dem betreffenden Werkstoff mikrobizide Aktivität zu verleihen. So kann beispielsweise einem Fliesenmörtel vor seiner Applikation auf eine Oberfläche eine erfindungsgemäße mikrobizide Mischung in einer Menge zwischen etwa 0,01 und 10% einverleibt werden. Die bevorzugte Konzentration des mikrobiziden Zusatzes in dem Mörtel, Zement oder Beton liegt zwischen 0,1 und 6%. Erfindungsgemäß läßt sich unsichtbarer Schimmel oder Mehltau am Wachsen in oder auf Mörtel, Beton oder Zementwerkstoff verhindern.
Das Alkylphosphatderivat hat sich auch als wirksames Insektizid und insektenabstoßendes Mittel erwiesen. Wenn Insekten, wie Fliegen oder Flöhe, mit einem mit dem erfindungsgemäßen Monoalkylphosphatderivat behandelten Produkt in Berührung gelangen, werden die Insekten abgetötet oder abgestoßen. Bei erfindungsgemäßem Einsatz läßt sich das insektizide Alkylphosphatderivat in Form einer wäßrigen Mischung verwenden oder es kann in die verschiedensten Werkstoffe wie Kunststoff und dgl., eingearbeitet werden.
Wird das Alkylphosphatderivat mit Wasser gemischt, kann es direkt auf eine Oberfläche appliziert werden, um dieser insektizide und insektenabstoßende Eigenschaften zu verleihen. Darüber hinaus kann das erfindungsgemäße insektizide Alkylphosphatderivat mit einem wäßrigen Detergenz gemischt und zum Waschen von Gegenständen oder Tieren verwendet werden. So bildet beispielsweise ein wäßriges Detergenz mit dem Alkylphosphatadditiv eine hervorragende Seife zum Waschen von Hunden und Katzen. Das aufgetragene Detergenz tötet sämtliche möglicherweise auf dem Hund oder der Katze befindliche Flöhe ab und trägt zu einer langhaltenden Abstoßung irgendwelcher neuer Flöhe bei. Der erfindungsgemäße Alkylphosphatzusatz ist für Hunde oder Katzen nicht toxisch.
Ferner hat sich das Monoalkylphosphatderivat als wirksames Desodorant erwiesen.
Der erfindungsgemäße mikrobizide Zusatz besteht aus einem Gemisch aus einem Monoalkylphosphatderivat der folgenden Formel:
worin bedeuten:
R eine Alkylgruppe mit 1 bis 18 Kohlenstoffatom(en) und
X ein Cocoaminkation,
und der entsprechenden Dialkylverbindung.
Das positiv geladene Ion ist für die mikrobizide Aktivität nicht erforderlich.
Vorzugsweise steht R für eine Alkylgruppe mit 6 bis 18 Kohlenstoffatomen.
Die durch diese Formel definierten Verbindungen sind wasserunlöslich oder in Wasser nur geringfügig löslich. Durch Mitverwendung eines oberflächenaktiven Mittels, wie Tween 80 (Sigma Chemical Company, St. Louis, MO) läßt sich eine wäßrige Suspension der Monoalkylphosphate mit einer Alkygruppe R mit mehr als 6 Kohlenstoffatomen zubereiten.
Andererseits kann R für eine Alkylgruppe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatom(en) stehen.
Die durch diese Formel definierten Zusatzbestandteile sind wasserlöslich.
Eine weitere bevorzugte Struktur des erfindungsgemäßen mikrobiziden Zusatzes läßt sich durch folgende Formel:
mit X gleich einem positiven Ion der beschriebenen Art wiedergeben.
Einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kommt folgende Formel zu:
mit X gleich einem positivem Ion der zuvor beschriebenen Art.
Diese Ausführungsform des erfindungsgemäßen mikrobiziden Zusatzes ist wasserlöslich.
Wird der erfindungsgemäß benutzte Zusatz in ein nicht-wäßriges Material, z. B. einen Kunststoff oder eine Faser, eingearbeitet, läßt sich die mikrobizide Aktivität des Produkts durch Anwesenheit einer tertiären Amineinheit verbessern.
Selbstverständlich kommt dem großen organischen Ion die Aufgabe zu, die Diffusion des Monoalkylphosphats aus dem Inneren des Kunststoffs oder der Faser zu seiner bzw. ihrer Oberfläche unter Erhöhen der mikrobiziden Aktivität auf der Kunststoff- oder Faseroberfläche zu fördern. Das Ion ist für die mikrobizide Aktivität nicht erforderlich.
Der erfindungsgemäße mikrobizide Zusatz läßt sich wie folgt zubereiten: Ein Mol Phosphorpentoxid wird mit 3 Molen eines Alkohols umgesetzt. Der Alkohol kann zwischen 1 und 18 Kohlenstoffatom(e) aufweisen und sollte je nach dem Kochpunkt des verwendeten Alkohols auf eine Temperatur zwischen etwa 600 und 120ºC erwärmt werden. Das Phosphorpentoxid wird unter kräftigem Rühren des Gemischs langsam in den Alkohol eingetragen. Zwei bis vier h nach beendetem Zusatz des Phosphorpentoxids ist die Umsetzung beendet.
Bei dem bei dieser Umsetzung gebildeten Produkt handelt es sich um ein in etwa äquimolares Gemisch aus Monoesterphosphat und Diesterphosphat. Die Reaktionsgleichung ist folgende:
In der Gleichung steht R für eine Alkylgruppe mit 1 bis 18 Kohlenstoffatom(en). Selbstverständlich handelt es sich bei dem Monoesterreaktionsprodukt um die mikrobizidaktive Verbindung. Das Diesterreaktionsprodukt ist entweder überhaupt nicht oder allenfalls schwach mikrobizid aktiv. Das Monoesteralkylphosphatderivat stellt eine wirksame mikrobizide Verbindung dar und vermag ein breites Spektrum von Mikroorganismen einschließlich von Bakterien, Hefen, Pilzen, Schimmel und Viren abzutöten oder zu hemmen.
Zur Herstellung eines Alkylphosphatderivats mit der Fähigkeit einer Diffusion durch ein nicht-wäßriges Material, z. B. eine Faser oder einen Kunststoff, zur Oberfläche derselben wird das Alkylphosphat entsprechend der folgenden allgemeinen Gleichung mit einem tertiären Amin umgesetzt.
Hierbei erhält man ein Gemisch des folgenden Monoalkylphosphataminprodukts:
und des folgenden Dialkylphosphataminprodukts:
hierin bedeuten:
R eine Alkylgruppe mit 1 bis 18 Kohlenstoffatom(en) und
R&sub2;(R&sub1;)&sub2;N&spplus;H ein Cocoaminkation.
Das Dialkylphosphatamin besitzt allenfalls eine geringfügige oder keine mikrobizide Aktivität.
Zur Herstellung des diffusionsfähigen Monoalkylderivats gemäß der Erfindung wird die geschilderte Umsetzung wie folgt durchgeführt:
Zwischen etwa 0,5 und 3 Mol(en) des Cocoamins pro Mol des Diphosphoestergemischs aus der ersten Reaktion wird (werden) langsam in das Gemisch eingetragen. Die Umsetzung erfolgt je nach dem verwendeten Monoalkylphosphat bei einer Temperatur zwischen etwa 80ºC und 120ºC. Das am meisten bevorzugte tertiäre Amin ist
Bis(hydroxyethyl)cocoamin. Dem bevorzugten Monoalkylphosphatderivat mit der Fähigkeit zur Diffusion in einen Kunststoff kommt folgende Formel zu:
Die mikrobizide Aktivität des erfindungsgemäßen Phosphatzusatzes wird wie folgt ermittelt: Unter Verwendung eines geeigneten Nähragars als Nahrungsmittelquelle für den zu testenden Mikroorganismus werden Petrischalen vorbereitet. Der Mikroorganismus wird gleichmäßig auf dem Agar verstrichen, um in dem Fachmann bekannter Weise einen Mikroorganismusrasen zu bilden. Aus dem Agar wird ein Loch eines Durchmessers von 6 mm und einer Tiefe von 5 mm aufgestanzt. 0,05 ml der jeweils angegebenen Testverbindung werden in das Loch gefüllt, worauf die beimpfte Petrischale 24 h lang bei 37ºC inkubiert wird. Nach der 24stündigen Inkubationsdauer zeigt sich die relative Anfälligkeit der Testorganismen gegenüber dem erfindungsgemäßen Phosphatzusatz durch eine deutliche Wachstumshemmungszone rund um die Testlösung. Diese Hemmungszone ist das Ergebnis zweier Prozesse, nämlich (1) der Diffusion der Verbindung und (2) des Wachstums der Bakterien. Da der Phosphatzusatz aus dem Loch durch das Agarmedium diffundiert, nimmt seine Konzentration fortschreitend bis zu einem Punkt ab, an welchem sie für den Testorganismus nicht mehr (wachstums)hemmend ist. Die Fläche des unterdrückten Mikrobenwachstums, d. h. die Hemmzone, ergibt sich aus der Konzentration des in der Fläche vorhandenen Phosphatzusatzes. Folglich ist innerhalb der Testgrenzen die Fläche der Hemmzone proportional zur relativen Anfälligkeit der Mikroorganismen gegenüber dem erfindungsgemäßen Phosphatzusatz.
Nach der 24stündigen Inkubationsdauer wird jede Schale untersucht. Die Durchmesser der vollständigen Hemmzone werden ermittelt und unter Verwendung von entweder reflektiertem Licht oder einer Meßvorrichtung, z. B. eines Objektträgergreifzirkels, eines Lineals, oder einer zu diesem Zwecke hergestellten und am Schalenboden befindlichen Schablone, ausgemessen. Der auf den nächstkommenden Millimeter ausgemessene Endpunkt ist der Punkt, an dem mit bloßem Auge kein sichtbares Wachstum mehr nachweisbar ist minus dem Durchmesser des Testtropfens oder der Testprobe. Danach wird die Fläche der Hemmzone berechnet.
Die folgenden Beispiele sollen ohne jegliche Beschränkung die Erfindung weiter veranschaulichen.

Beispiel I

Ein Monoethylphosphat wird wie folgt hergestellt: Ein Mol Phosphorpentoxid wird mit 3 Molen Ethanol bei einer Temperatur von 60ºC umgesetzt. Das Phsophorpentoxid wird unter kräftigem Rühren des Gemischs langsam in den Ethanol eingetragen. Bei einer Reaktionstemperatur von 60ºC ist die Umsetzung in etwa 2 h beendet. Das Fortschreiten der Umsetzung wird durch Titrieren der gebildeten Säure mit einer Kaliumhydroxidlösung bestimmt. Die Reaktionsprodukte umfassen etwa äquimolare Mengen des Monoethylalkylphosphats und des Diethylalkylphosphats. Bei dem Monoethylalkylphosphat handelt es sich um eine mikrobizid aktive Art.

Beispiel II

Ein Mono(2-ethylhexyl)phosphat wird wie folgt hergestellt: Ein Mol Phosphorpentoxid wird mit 3 Molen 2- Ethylhexanol bei einer Temperatur von 100ºC umgesetzt. Das Phosphorpentoxid wird unter kräftigem Rühren des Gemischs langsam in den Ethanol eingetragen. Bei der Reaktionstemperatur von 100ºC ist die Umsetzung in etwa 2 h beendet. Das Fortschreiten der Umsetzung wird durch Titrieren der gebildeten Säure mit einer Kaliumhydroxidlösung bestimmt. Die Reaktionsprodukte umfassen etwa äquimolare Mengen des Mono(2-ethylhexyl)alkylphosphats und des Di(2-ethylhexyl)alkylphosphats. Bei dem Mono(2-ethylhexyl)alkylphosphat handelt es sich um eine mikrobizid aktive Art.

Beispiel III

Da das bevorzugte Verfahren zur Herstellung des Monoalkylphosphats der Beispiele 1 und 2 zu zwei Reaktionsprodukten, nämlich dem Monoalkylphosphat und dem Dialkylphosphat, führt, wird die relative mikrobizide Aktivität eines jeden der Produkte ermittelt.
Es werden 3 Proben getestet:
1. 91% Mono(2-ethylhexyl)phosphat, 9% Di(2-ethylhexyl)phosphat
2. 55% Mono(2-ethylhexyl)phosphat und 45% Di(2- ethylhexyl)phosphat
3. 95% Di(2-ethylhexyl)phosphat und 5% Mono(2- ethylhexyl)phosphat.
Unter Verwendung von Tryptikasesojanähragar (Baltimore Biological Laboratory, Cockeysville, MD) werden Petrischalen vorbereitet. Als Mikroorganismen wurden bei diesem Test Staphylococcus aureus (Gram-positiv) und Pseudomonas aeruginosa (Gram-negativ) verwendet. Jeder Mikroorganismus wurde gleichmäßig auf den Agar ausgestrichen, um in dem Fachmann bekannter Weise einen Mikroorganismusrasen zu bilden. Aus dem Agar wurde ein Loch eines Durchmessers von 6 mm und einer Tiefe von 5 mm ausgestanzt. 0,05 mm jeder der angegebenen Testverbindungen wurden in das Loch eingebracht. Die beimpften Petrischalen wurden 24 h lang bei 37ºC inkubiert. Nach der 24stündigen Inkubationsdauer zeigte sich die relative Anfälligkeit der Testorganismen für den erfindungsgmäßen Phosphatzusatz durch eine deutliche Wachstumshemmzone rund um die Testlösung.
Nach der 24stündigen Inkubationsdauer wurde jede Schale untersucht. Die Durchmesser der gesamten Hemmzonen wurde festgestellt. Die Ausmessung erfolgt in der geschilderten Weise. Jeder Test wird mindestens 6 mal wiederholt. Die in Tabelle A angegebenen Flächen sind der Durchschnittswert von 6 getrennten Tests. Tabelle A Organismus Monoester Hemmzone in mm² Gemisch Diester S. aureus P. aeruginosa
Die Ergebnisse der Tabelle A zeigen, daß es sich bei dem Monoalkylphosphat um die Verbindung mit signifikanter mikrobizider Aktivität handelt.

Beispiel IV

Durch Vermischen von 2 g des Reaktionsprodukts aus Beispiel 1 mit 1000 ml Wasser wurde eine Lösung eines Alkylphosphatderivats zubereitet. Die Standardlösung des bevorzugten Alkylphosphatderivats wird bis herunter auf 0,02% einer Reihenverdünnung unterworfen und gegen repräsentative Gram-negative bzw. Gram-positive Bakterien getestet. Ein abgemessener Tropfen (0,05 ml) des Alkylphosphats wird auf zuvor beimpfte Agarplatten (Trypticasesojanähragar, Baltimore Biological Laboratory, Cockeysville, Md) aufgebracht, worauf 24 h bei 35ºC inkubiert wird. Danach wird die Hemmfläche ausgemessen und aufgezeichnet. Die Ergebnisse finden sich in Tabelle B. Tabelle B Organismus Vol.-% Ausgemessene Hemmfläche in mm² Staphylococcus aureus Pseudomonas aeruginosa
Aus den Ergebnissen der Tabelle B geht hervor, daß bei Auflösen ausreichender Mengen des Alkylphosphats in Wasser die Lösung in höchst unerwarteter Weise ein starkes Mikrobizid darstellt.

Beispiel V

Durch Vermischen des Alkylphosphatderivats von Beispiel 1 mit einer wäßrigen Detergenzlösung wird ein wäßriges Gemisch eines mikrobiziden Alkylphosphats zubereitet. Die Konzentration des Alkylphosphatderivats beträgt 0,05%. Das mikrobizide Detergenz wird auf 85ºC erwärmt. Danach wird in die erwärmte Lösung ein Baumwollgewebe eingebracht und 15 min darin belassen. Anschließend wird das Gewebe in Wasser bei 40ºC gespült, herausgenommen und getrocknet.
Aus dem behandelten Gewebe werden rechteckige Prüflinge von etwa 400 mm² ausgeschnitten und auf zuvor mit Staphylococcus aureus bzw. Pseudomonas aeruginosa inkubierte Agar-Platten gelegt. Danach werden die Platten 24 h bei 35ºC inkubiert.
Nach der 24stündigen Inkubation fanden sich in oder auf den Rechtecken weder Staphylococcus aureus noch Pseudomonas aeruginosa. Eine mikroskopische Untersuchung zeigte einen Halo bzw. eine Hemmzone rund um die Einzelfäden.

Beispiel VI

Durch Vermischen von 0,3 g des Alkylphosphatderivats von Beispiel 1 mit 138,5 g "All"-Detergenz (im Laden gekauft) wird ein trockenes frei fließendes Gemisch mit einem mikrobiziden Reinigungsmittel hergestellt. 1 g des Reinigungsmittelgemisches wird in die Mitte von in geeigneter Weise beimpften Petrischalen gelegt, worauf 24 h bei 37ºC inkubiert wurde. Ferner wurden Kontrollschalen mit 1 g Probe des Detergenz ohne irgendwelchen Phosphatzusatz hergestellt. Nach der jeweiligen Inkubationsdauer wird jede Schale unter Ausmessung der Durchmesser der Hemmzone untersucht. Die Ergebnisse finden sich in Tabelle C. Tabelle C Organismus Hemmzone in mm² für das Detergenz und das Alkylphosphatderivat (Vergleichsprobe) S. aureus P. aeruginosa
Das Detergenz alleine zeigt infolge der Anwesenheit von Natriumhypochlorid, das aus den Geweben während des Spülens ausgewaschen werden dürfte, eine gewisse mikrobizide Aktivität. In jedem Falle zeigt das Detergenz plus Zusatz eine signifikante Zunahme in der mikrobiziden Aktivität gegenüber dem Detergenz alleine.

Beispiel VII

Zur Herstellung eines mikrobiziden Alkylphosphatderivats mit der Fähigkeit zur Wanderung aus dem Inneren einer Kunstfaser, eines Gewebes oder eines Kunststoffes zur jeweiligen Oberfläche wird das Reaktionsprodukt des Beispiels 2 mit Bis(hydroxyethyl)cocoamin neutralisiert. Dem Reaktionsprodukt aus Beispiel 2 werden langsam 1,3 Mole Bis(hydroxyethyl)cocoamin pro Mol des Reaktionsprodukts aus Beispiel 2 zugegeben, bis der pH-Wert in einer 75%igen ethanolischen Lösung etwa 3,2 bis 3,8 beträgt. Diese Reaktion wird bei einer Temperatur von 100ºC durchgeführt. Während der Reaktion wird das Reaktionsgemisch kräftig gerührt.
Das erhaltene Produkt ist wasserunlöslich und eignet sich zum Einbau in Kunstfasern und Kunststoffe während ihrer Herstellung oder zur topischen Applikation in einem organischen Lösungsmittel, wie Ethanol, Benzol oder Xylol.

Beispiel VIII

Die mikrobizide Fähigkeit eines Alkylphosphatamins wird durch das folgende Beispiel belegt. Zwischen 0,5 Mol und 3,0 Molen Bis(hydroxyethyl)cocoamin pro Mol des Reaktionsprodukts aus Beispiel 2 wird (werden) langsam zu dem Reaktionsprodukt aus Beispiel 2 zugegeben, bis der pH- Wert der Lösung in 75%iger ethanolischer Lösung zwischen etwa 3,2 und 3,8 liegt. Diese Reaktion wird bei einer Temperatur von 100ºC durchgeführt. Während der Reaktion wird das Reaktionsprodukt kräftig gerührt. Die erhaltenen Produkte werden auf ihre mikrobizide Aktivität hin getestet.
Unter Verwendung von Trypticasesojanährstoff-Agar (Baltimore Biological Laboratory, Cockeysville, MD) werden Petrischalen vorbereitet. Bei diesem Test werden als Mikroorganismen Staphylococcus aureus (Gram-positiv) und Pseudomonas aeruginosa (Gram-negativ) verwendet. Die Mikroorganismen werden gleichmäßig auf dem Agar ausgestrichen, um in dem Fachmann bekannter Weise Mikroorganismenrasen zu bilden. Aus dem Agar wird ein Loch eines Durchmessers von 6 mm und einer Tiefe von 5 mm ausgestanzt. 0,05 ml jeder der angegebenen Testverbindungen werden in das Loch eingebracht, worauf die beimpfte Petrischale 24 h lang bei 37ºC inkubiert wird. Nach der 24stündigen Inkubationsdauer zeigt sich die relative Anfälligkeit der Testorganismen gegenüber dem erfindungsgemäßen Phosphatzusatz durch eine klar abgesetzte Wachstumshemmzone rund um die Testlösung.
Nach der 24stündigen Inkubationsdauer wurde jede Schale unter Ausmessen und Aufzeichnen der Durchmesser der gesamten Hemmzone untersucht.
Die Ergebnisse sind in Tabelle D zusammengefaßt. Tabelle D Molverhältnis der Reaktionsteilnehmer S. aureus P. aeruginosa ausgemessene Hemmfläche in mm² Produkt aus Beispiel 2 Cocoamin alleine
a mit einem Mol des Produkts von Beispiel 2 umgesetzte Mole Cocoamin.
Aus Tabelle D geht hervor, daß Probe A, bei der es sich um das Reaktionsprodukt aus Beispiel 2 handelt, eine ausgezeichnete mikrobizide Aktivität sowohl gegen Staphylococcus aureus (Gram-positiv) als auch Pseudomonas aeruginosa (Gram-negativ) aufweist. Das Reaktionsprodukt von Beispiel 2 behält seine mikrobizide Aktivität gegen diese beiden Organismen auch bei einer Umsetzung mit bis zu 2 Molen des Bis(hydroxyethyl)cocoamins bei. Wird 1 Mol des Reaktionsprodukts aus Beispiel 2 mit mehr als 2 Molen des Cocoamins umgesetzt, sinkt die mikrobizide Aktivität. Das Cocoamin selbst besitzt eine geringe mikrobizide Aktivität gegen Staphylococcus aureus (Gram-positiv). Somit bleibt bei Neutralisation des 2-Ethylhexylphosphats mit dem Bishydroxyethylcocoamin die antimikrobielle Aktivität des Monoalkylphosphats erhalten. Die betreffende Verbindung besitzt nunmehr die Fähigkeit zur Diffusion aus dem Inneren einer Kunstfaser oder eines Kunststoffmaterials zur Oberfläche derselben bzw. desselben.

Beispiel IX

Das Alkylphosphatderivat aus Tabelle D, Zeile D des Beispiels VIII wird in einen Polyethylenpellets enthaltenden Taumelmischer in einer solchen Menge eingetragen, daß die Endkonzentration des Alkylphosphatderivats 2,0 Gew.-% beträgt. Die thermoplastischen Pellets werden solange durch Umwälzen gemischt, bis das erfindungsgemäße Alkylphosphatderivat darin gründlich verteilt ist. Nachdem der desinfizierende Zusatz mit dem pelletisierten Kunststoffmaterial gemischt und auf dieses aufgetragen ist, wird das Gemisch in den Trichter einer üblichen Schmelzestrangpresse gefüllt. In letzterer wird das Gemisch aufgeschmolzen und der desinfizierende Zusatz durch die Wirkung des Extruders homogen in der Schmelzemasse verteilt. Die erhaltene Kunststoffmaterialschmelze wird durch eine übliche Mehrlochdüse zur Herstellung von thermoplastischen Fasern mit dem Alkylphosphatderivat ausgetragen.

Beispiel X

Das Monoalkylphosphatderivat aus Tabelle D, Zeile D von Beispiel VIII wird in einer solchen Menge in einen Polyethylenterephthalat-Polyesterpellets enthaltenden Taumelmischer eingetragen, daß die Endkonzentration des Monoalkylphosphatderivats 2 Gew.-% beträgt. Die thermoplastischen Pellets werden solange durch Umwälzen gemischt, bis das erfindungsgemäße Alkylphosphatderivat darin gründlich verteilt ist. Nachdem der desinfizierende Zusatz mit dem pelletisierten Kunststoffmaterial gemischt und auf dieses aufgetragen ist, wird das Gemisch in den Trichter einer üblichen Schmelzestrangpresse gefüllt. Darin wird das Gemisch aufgeschmolzen und der desinfizierende Zusatz durch die dem Fachmann bekannte Wirkung des Extruders homogen in der Schmelze verteilt. Die erhaltene Kunststoffmaterialschmelze wird zur Herstellung von Polyesterfasern mit dem Alkylphosphatderivat durch eine übliche Mehrlochdüse passieren gelassen.

Beispiel XI

Das in Beispiel VII hergestellte Alkylphosphatderivat wird zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Kunststoffmaterials mit Eigendesinfizierungswirkung verwendet. 0,1 Teile der in Beispiel I hergestellten Mischung werden zu 100 Teilen Polyethylenpellets zugegeben. Die Pellets werden mit dem öligen Zusatz durch 20minütiges Umwälzen des Gemischs beschichtet. Die derart behandelten Pellets werden dann in einem Testrohr durch 20minütiges Eintauchen desselben in ein 200ºC heißes Ölbad aufgeschmolzen. Nach dem Austragen des Testrohrs aus dem Ölbad und Abkühlen auf Raumtemperatur verfestigt sich die aufgeschmolzene Masse. Die gekühlte Masse wird aus dem Testrohr entnommen und in etwa 2 mm dicke und einen Durchmesser von 10 mm aufweisende Scheiben zersägt. Es konnte weder ein Abbau noch ansonsten ungewöhnliche Eigenschaften der Polyethylenscheiben festgestellt werden. Die Scheiben werden in in geeigneter Weise beimpfte Petrischalen mit Nähragar gelegt. Der Agar wird mit verschiedenen Organismen beimpft und 24 h lang bei 37ºC inkubieren gelassen. Nach der Inkubationsdauer wird die Hemmzone rund um die Scheiben in der zuvor beschriebenen Weise ausgemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle E zusammengefaßt. Tabelle E Organismus Art des Organismus Hemmfläche in mm² Staphylococcus aureus Gram-pos. Bakterium Pseudomonas aeruginosa Gram-neg. Escherichia coli Klebsiella species Candida albicans Salmonella choleraesuis Aspergillus niger Pilz Tricophyton mentagrophyte
Wie aus Tabelle E hervorgeht, belegt der Test eine signifikante bakterizide Aktivität sowohl gegen Gram-negative als auch Gram-positive Organismen und ferner gegen repräsentative Hefen und Pilze.

Beispiel XII

Unter Verwendung des Alkylphosphatderivats wird eine Expoxyharzmasse der folgenden Zusammensetzung hergestellt:
Epoxyharz 88,2 Gew.-%
TiO&sub2; 9,8 Gew.-%
Alkylphosphat aus Beispiel VIII,
Tabelle D, Zeile D 2,0 Gew.-%
Bei dem in diesem Beispiel verwendeten Epoxyharz handelt es sich um DGEPPA bzw. einen Diglycidylether von Bisphenol-A (Dow Chemical Company, Midland, MI). Andere erfindungsgemäß einsetzbare Epoxyharze sind Epichlorhydrin/Bisphenol-A, glycidierte Novolake, epoxylierte Novolake und cycloaliphatische Epoxyharze.
Nach gründlichem Vermischen der genannten Bestandteile wird das Harzsystem mit einer stöchiometrischen Menge eines Härtungsmittels (Vernetzungsmittels) reagieren gelassen. Bevor die Vernetzungsreaktion beendet ist, werden Proben des Eigendesinfektion zeigenden Epoxyharzes in 100·15 mm große Teströhrchen gegossen. Nach beendeter Härtungsreaktion besteht der Epoxyprüfling aus einem harten Zylinder einer Länge von 60 mm, eines Durchmessers von 15 mm und eines Gewichts von etwa 28,89 g. Aus dem Epoxyprüfling werden scheibenförmige Proben einer Oberfläche von 176,63 mm² geschnitten. Die geschnittenen Proben werden in Nähragar (Trypticasesojanähragar, Baltimore Biological Laboratory, Cockeysville MD) enthaltende Petrischalen, die mit einem Rasen der angegebenen Mikroorganismen beimpft worden waren, gelegt. Es zeigte sich, daß nach der Inkubation der Petrischalen mit den Epoxyscheiben das Wachstum der Bakterien und Pilze rund um den Prüfling gehemmt war und eine Hemmzone entstanden war. Die Testergebnisse sind folgende: Tabelle F Organismus Art des Organismus Hemmfläche in mm² Styphylococcus aureus Gram-pos. Bakterium Pseudomonas aeruginosa Gram-neg. Bakterium Escherichia coli Klebsiella species Candida albicans Hefe Salmonella choleraesuis Aspergillus niger Pilz Tricophyton mentagrophyte Bacillus megaterium
Wie aus Tabelle F ersichtlich eignet sich das Alkylphosphatderivat bei Zusatz zu Epoxyharzen zum Abtöten der verschiedensten Mikroorganismen.

Beispiel XIV

In diesem Beispiel dient das Alkylphosphatderivat aus Tabelle D, Zeile D des Beispiels VIII zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Vinylprodukts mit Eigendesinfektionswirkung. Unter Verwendung des erfindungsgemäßen mikrobiziden Zusatzes wird ein Polyvinylchlorid (PVC)- System folgender Zusammensetzung hergestellt: Testprobe
100 g Polyvinylchlorid
55 g Dioctylphthalat (Plastifizierungsmittel)
1,5 g Stabilisator
9,0 g TiO&sub2;
1,0 g Färbemittelkonzentrat
3,5 g Alkylphosphat aus Tabelle D, Zeile D von Beispiel VIII
Vergleichsprobe
100 g Polyvinylchlorid
55 g Dioctylphthalat (Plastifizierungsmittel)
1,5 g Stabilisator
9,0 g TiO&sub2;
1,0 g Färbemittelkonzentrat
Die erhaltenen Proben werden bis zu einer Dicke von etwa 0,25 cm auf Glasplatten gegossen und in einem Ofen bei einer Temperatur von etwa 325ºF gehärtet. Nach Polymerisation der Probe wurden aus jeder Rezeptur kreisförmige Prüflinge eines Durchmessers von etwa 2 cm ausgeschnitten.
Auf zwei getrennte Agar-haltige Petrischalen wurden zwei Testorganismen ausgesät. Eine Schale wurde mit einem Rasen von Staphylococcus aureus in einer Konzentration von mehr als 10³ Organismen pro ml eingesät. In der zweiten Schale wurde ein Rasen von Pseudomonas cepacia in einer Konzentration von mehr als 10³ Organismen pro ml ausgesät.
Auf die Oberfläche des Agars in jeder beimpften Petrischale wurde jeweils eine Scheibe des Testvinylprüflings mit dem zugesetzten Alkylphosphat und des Vergleichsvinylprüflings ohne Alkylphosphat gelegt. Die Schalen wurden dann in einer befeuchteten Inkubationskammer bei einer Temperatur von etwa 37ºC 24 h lang inkubiert. Nach beendeter 24stündiger Inkubation werden die Schalen aus dem Inkubator entfernt und die Fläche einer deutlichen Hemmzone rund um die Testprüflinge ausgemessen. Die deutlich abgesetzte Hemmzone rund um die Prüflinge zeigt die Hemmung eines Bakterienwachstums infolge Diffusion des antimikrobiellen Alkylphosphats aus der Vinylscheibe. Die Testergebnisse finden sich in Tabelle H. Tabelle H Profling Testorganismus Hemmzone in mm² Staphylococcus aureus Pseudomonas cepacia Testvinylscheibe Vergleichsscheibe
Wie aus Tabelle H hervorgeht, belegt der Test eine signifikante bakterizide Aktivität sowohl gegen Gram-negative als auch Gram-positive Organismen.
Obwohl die Erfindung in ihren Einzelheiten unter spezielle Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen derselben beschrieben wurde, dürfte es selbstverständlich sein, daß innerhalb des Gedankens und Umfangs der zuvor beschriebenen und in den beigefügten Ansprüchen definierten Erfindung Abänderungen und Modifikationen möglich sind.

Claims

1. Mikrobizide Zubereitung, umfassend eine Substanz und eine wirksame Menge eines Monoalkylphosphatderivats, das durch

(a) Umsetzen von 1 Mol Phosphorpentoxid mit bis zu 3 Molen eines C&sub1; bis C&sub1;&sub8;-Alkylalkohols zur Bildung eines Gemischs aus einem Monoalkylphosphorsäureester und einem Dialkylphosphorsäureester und anschließendes

(b) Umsetzen des Produkts aus Stufe (a) mit zwischen etwa 0,5 und 1,5 Mol(en) Cocoamin erhältlich ist, wobei die (betreffende) Substanz aus der Gruppe Kunststoffe, Fasern, Gewebe, Wasser, ein Lösungsmittel, Holz, Detergenzien, nicht-dauerhafte Überzüge und dauerhafte Überzüge ausgewählt ist.

2. Biozide Zubereitung nach Anspruch 1, enthaltend ein Monoalkylphosphatderivat der Formel:

3. Mikrobizide Zubereitung nach Anspruch 1, die zusätzlich eine diffusionsfördernde Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe Wachse, Öle und nicht-ionische Detergenzien, enthält.

4. Verfahren zur Herstellung einer mikrobiziden Zubereitung in folgenden Stufen:

a. Umsetzen von 1 Mol Phosphorpentoxid mit bis zu 3 Molen eines C&sub1; bis C&sub1;&sub8;-Alkylalkohols bei einer Temperatur zwischen etwa 60ºC und 120ºC;

b. Umsetzen des Produkts aus Stufe a mit zwischen etwa 0,5 und 1,5 Mol(en) Cocoamin und

c. Vermischen einer wirksamen Konzentration des Produkts aus Stufe b. mit einer Substanz, ausgewählt aus der Gruppe Kunststoffe, Fasern, Gewebe, Wasser, Holz, Detergenzien, nicht-dauerhafte Überzüge und dauerhafte Überzüge.

5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Alkohol aus 2- Ethylhexanol besteht.

6. Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Cocoamin aus Bis(hydroxyethyl)cocoamin besteht.

7. Verfahren zur Hemmung des Wachstums von Mikroorganismen auf oder in einem Material, ausgewählt aus der Gruppe Kunststoffe, Fasern, Gewebe, Wasser, Holz, Detergenzien, nicht-dauerhafte Überzüge und dauerhafte Überzüge, durch Zusatz einer biozid wirksamen Menge einer Zubereitung, enthaltend eine wirksame Menge eines Monoalkylphosphatderivats, das durch

(b) Umsetzen des Produkts aus Stufe (a) mit zwischen etwa 0,5 und 1,5 Mol(en) Cocoamin erhältlich ist.

8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Zubereitung ein Monoalkylphosphatderivat der Formel:

enthält.

9. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Zusatzmenge an Monoalkylphosphatderivat 0,1 bis 10% der Materialmenge beträgt.