DE69736551T2

DE69736551T2 - Anwendung von EINER KOMBINATION AUS EINEM IONENPOLYMER UND EINEM DODECYLAMINSALZ zur Kontrolle des Biobewuchses

Info

Publication number: DE69736551T2
Application number: DE69736551T
Authority: DE
Inventors: A. Percy Tigrett JAQUESS; Fernando Luis Memphis DEL CORRAL; A. Richard Collierville CLARK
Original assignee: Buckman Laboratories International Inc
Current assignee: Buckman Laboratories International Inc
Priority date: 1996-07-02
Filing date: 1997-07-02
Publication date: 2007-08-16
Anticipated expiration: 2017-07-03
Also published as: DE69736551D1; EP0910552B1; WO1998000369A1; CA2259384C; JP2001527458A; NZ333911A; EP0910552A1; ATE337272T1; ES2267147T3; AU3647097A; PT910552E; BR9710205A; AU720577B2; JP4039696B2; CA2259384A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung verwendet Kombinationen von einem Ionenpolymer und einem Dodecylaminsalz, um bakterielle Adhäsion an tauchbare oder eingetauchte Oberflächen, insbesondere jenen Oberflächen innerhalb eines wässrigen Systems, zu hemmen.
Beschreibung des zugehörigen Fachgebiets
Mikroorganismen haften an einer großen Vielfalt von Oberflächen an, insbesondere an Oberflächen, die mit wässrigen Flüssigkeiten in Kontakt stehen, die eine geeignete Umgebung für mikrobielles Wachstum bereitstellen. Zum Beispiel ist von Mikroorganismen bekannt, dass sie an Schiffsrümpfen, marinen Strukturen, Zähnen, medizinischen Implantaten, Kühltürmen und Wärmeaustauschern anhaften. Indem sie an derartigen eingetauchten oder tauchbaren Oberflächen anhaften, können Mikroorganismen die Oberfläche bewachsen oder einen Verschleiß bewirken.
In Säugetieren (z. B. Menschen, Vieh, Haustieren) können Mikroorganismen, die an einer Oberfläche anhaften, zu Gesundheitsproblemen führen. Plaque, zum Beispiel, ergibt sich durch Mikroorganismen, die an der Zahnoberfläche anhaften. Medizinische Implantate mit unerwünschten Mikroorganismen, die an ihren Oberflächen anhaften, werden oftmals mit einer Kruste überzogen und müssen ersetzt werden.
Wissenschaftliche Untersuchungen haben gezeigt, dass das erste Stadium von Biobewuchs in wässrigen Systemen im Allgemeinen die Bildung eines dünnen Biofilms auf eingetauchten oder tauchbaren Oberflächen ist, d. h. Oberflächen, die dem wässrigen System ausgesetzt sind. Im Allgemeinen wird geglaubt, dass Mikroorganismen, wie zum Beispiel Bakterien, die sich an eine eingetauchte Oberfläche anheften und sie besiedeln, den Biofilm bilden und die Oberfläche modifizieren, um die Entwicklung einer komplexeren Gesellschaft von Organismen zu begünstigen, was den fortgeschrittenen Biobewuchs des wässriges Systems und seiner eingetauchten Oberflächen ausmacht. Eine allgemeine Übersicht der Mechanismen und der Wichtigkeit des Biofilms als das Anfangsstadium bei Biobewuchs wird durch C. A. Kent in: "Biological Fouling: Basic Science and Models" (in Melo, L. F., Bott, T. R., Bernardo, C. A. (Hrsg.), Fouling Science and Technology, NATO ASI Reihe, Reihe E, Angewandte Wissenschaften: Nr. 145, Kluwer Acad. Publishers, Dordrecht, The Netherlands, 1988) gegeben. Andere Literaturreferenzen schließen M. Fletcher und G. I. Loeb, Appl. Environ. Microbiol 37 (1979), 67–72; M. Humphries et al., FEMS Microbiology Ecology 38 (1986), 299–308; und M. Humphries et al., FEMS Microbiology Letters 42 (1987), 91–101 ein.
Biobewuchs oder biologischer Bewuchs ist ein ständiger Missstand oder Problem bei einer großen Vielfalt wässriger Systeme. Biobewuchs, sowohl mikrobiologischer als auch makrobiologischer Bewuchs, wird durch die Zusammenstellung von Mikroorganismen, Makroorganismen, extrazellulären Stoffen und Schmutz und Trümmern bewirkt, die in der Biomasse eingefangenen werden. Die beteiligten Organismen schließen Mikroorganismen, wie zum Beispiel Bakterien, Pilze, Hefen, Algen, Diatomeen, Protozoen, und Makroorganismen, wie zum Beispiel Makroalgen, Entenmuscheln, und kleine Mollusken, wie Asiatische Muscheln oder Wandermuscheln, ein.
Ein anderes unangenehmes Biobewuchsphänomen, welches in wässrigen Systemen, insbesondere in wässrigen industriellen Brauchflüssigkeiten vorkommt, ist Schleimbildung. Schleimbildung kann in Frisch-, Brack- oder Salzwassersystemen stattfinden. Der Schleim besteht aus verfilzten Ablagerungen von Mikroorganismen, Fasern und Trümmern. Er kann zäh, teigig, gummiartig, tapiokaartig oder hart sein und weist einen charakteristischen unerwünschten Geruch auf, der sich von dem des wässrigen Systems, in welchem er sich bildete, unterscheidet. Die Mikroorganismen, die an der Schleimbildung beteiligt sind, sind hauptsächlich unterschiedliche Arten von Sporen bildenden und kein Sporen bildenden Bakterien, insbesondere gekapselte Formen von Bakterien, die gelatinehaltige Stoffe sezernieren, welche die Zellen einhüllen oder einkapseln. Schleimmikroorganismen schließen auch filamentöse Bakterien, filamentöse Pilze von der Art der Schimmelpilze, Hefe und hefeartige Organismen ein.
Biobewuchs, der oftmals ein wässriges System verschlechtert, kann sich selbst als eine Vielfalt von Problemen manifestieren, wie zum Beispiel Viskositätsverlust, Gasbildung, unangenehme Gerüche, verringerter pH-Wert, Änderung der Farbe und Gelieren. Zusätzlich kann die Verschlechterung eines wässrigen Systems den Bewuchs des zugehörigen Wasserbetriebssystems bewirken, welches zum Beispiel Kühltürme, Pumpen, Wärmeaustauscher und Rohrleitungen, Heizsysteme, Berieselungssysteme und andere ähnliche Systeme einschließen kann.
Biobewuchs kann eine direkte ökonomisch nachteilige Auswirkung haben, wenn er in industriellem Brauchwasser vorkommt, zum Beispiel in Kühlwasser, Metallbearbeitungsmedien oder anderen Wasserumlaufsystemen, wie zum Beispiel jenen, die bei der Papierherstellung oder Textilfertigung verwendet werden. Biologischer Bewuchs von industriellem Brauchwasser kann Prozessvorgänge beeinträchtigen, falls er nicht kontrolliert wird, was die Prozesswirksamkeit senkt, Energie verschwendet, Wasserbetriebssysteme verstopft und sogar die Produktqualität verschlechtert. Zum Beispiel sind Kühlwassersysteme, die in Kraftwerken, Raffinerien, Chemieanlagen, Klimatisierungssystemen und anderen industriellen Vorgängen verwendet werden, häufig Biobewuchsproblemen ausgesetzt. Durch die Luft übertragene, von Kühltürmen mitgeführte Organismen, sowie durch Wasser übertragene Organismen aus der Wassereinspeisung des Systems, kontaminieren gewöhnlich diese wässrigen Systeme. Das Wasser in derartigen Systemen stellt im Allgemeinen ein ausgezeichnetes Nährmedium für diese Organismen bereit. Aerobe und heliotrope Organismen gedeihen in den Türmen. Andere Organismen wachsen ein und besiedeln derartige Bereiche, wie das Turmauffangbecken, Rohrleitungen, Wärmeaustauscher, usw. Der entstehende Biobewuchs kann, wenn er nicht kontrolliert wird, die Türme verstopfen, Rohrleitungen blockieren und Wärmeübertragungsflächen mit Schichten von Schleim und anderen biologischen Matten bedecken. Dieses verhindert den einwandfreien Betrieb, reduziert die Kühlwirkung und, was möglicherweise wichtiger ist, erhöht die Kosten des gesamten Verfahrens.
Industrielle Verfahren, die einem Biobewuchs unterworfen sind, schließen auch die Papierherstellung, die Fertigung von Pulpe, Papier und Pappe, usw., und die Textilfertigung, insbesondere nass-gelegte Vliesstoff-Textilien, ein. Diese industriellen Verfahren führen im Allgemeinen große Wassermengen im Kreislauf, unter Bedingungen, welche das Wachstum von Organismen des Biobewuchses begünstigen.
Zum Beispiel befördern Papiermaschinen sehr große Wasservolumina in Umlaufsystemen, „Rücklaufwassersysteme" genannt. Der Stoffeintrag in eine Papiermaschine enthält typischerweise nur etwa 0,5% faserförmige und nicht faserförmige Feststoffe zur Papierherstellung, was bedeutet, dass für jede Tonne Papier beinahe 200 Tonnen Wasser durch die Maschinenbütte strömen. Das Meiste von diesem Wasser wird dem Rücklaufwassersystem wieder zugeführt. Rücklaufwassersysteme stellen ausgezeichnete Nährmedien für Mikroorganismen des Biobewuchses bereit. Das Wachstum kann zur Bildung von Schleim und anderen Ablagerungen in Maschinenbütten, Wasserkanälen und Papierherstellungsgerät führen. Derartiger Biobewuchs kann nicht nur Wasser und den Stofffluss beeinträchtigen, sondern er kann, wenn er lose ist, Flecken, Löcher und schlechte Gerüche in dem Papier, sowie Bahnbrüche- kostspielige Unterbrechungen im Papiermaschinenbetrieb- bewirken.
Biobewuchs in Gewässern, die der Erholung dienen, wie zum Beispiel Schwimmbäder oder Bäder (einschließlich, aber nicht beschränkt auf Warmbäder und Whirlpools), oder in dekorativen Gewässern, wie zum Beispiel Teiche oder Springbrunnen, kann das Vergnügen der Menschen an Ihnen ernstlich beeinträchtigen.
Biobewuchs führt oftmals zu unangenehmen Gerüchen. Wichtiger ist, insbesondere bei der Erholung dienenden Gewässern, dass Biobewuchs die Wasserqualität in einem derartigen Umfang verschlechtern kann, dass es für die Verwendung unbrauchbar wird und sogar ein Gesundheitsrisiko darstellen kann.
Sanitärwasser, wie industrielle Brauchwasser und der Erholung dienende Gewässer, sind auch für Biobewuchs anfällig und für die damit in Zusammenhang stehenden Probleme. Sanitärwasser schließen Toilettenwasser, Zisternenwasser, Klärwasser und Abwasseraufbereitungswasser ein. Auf Grund der Natur des Abfalls, der im Sanitärwasser enthalten ist, sind diese Wassersysteme besonders empfänglich für Biobewuchs.
Um Biobewuchs zu kontrollieren, hat man auf dem Fachgebiet ein betroffenes Wassersystem traditionell mit Chemikalien (Bioziden) in Konzentrationen behandelt, die ausreichen, um Organismen des Biobewuchses zu töten oder das Wachstum beträchtlich zu hemmen. Siehe z. B die U. S. Patente Nr. 4.293.559 und 4.295.932. Zum Beispiel sind Chlorgas und mit dem Gas erzeugte Hypochloridlösungen lange in Wassersysteme gegeben worden, um Bakterien, Pilze, Algen und andere störende Organismen zu töten oder das Wachstum zu hemmen. Jedoch können Chlorverbindungen nicht nur Materialien beschädigen, die für die Anlage von wässrigen Systemen verwendet werden, sie können auch mit organischen Abwasserinhaltsstoffen reagieren, um unerwünschte Substanzen in Abwasserflüssen zu bilden, wie zum Beispiel karzinogene Chlormethane und chlorierte Dioxine. Bestimmte organische Verbindungen, wie zum Beispiel Methylenbisthiocyanat, Dithiocarbamate, organische Halogenverbindungen, und grenzflächenaktive quaternäre Ammoniummittel sind auch verwendet worden. Indem viele von diesen sehr wirksam beim Abtöten von Mikroorganismen oder beim Hemmen ihres Wachstum sind, können sie auch toxisch oder schädlich sein für Menschen, Tiere oder andere Organismen, auf die nicht gezielt wird.
Ein möglicher Weg den Biobewuchs von wässrigen Systemen zu kontrollieren, was die damit in Zusammenhang stehenden eingetauchten Oberflächen einschließt, wäre es, die bakterielle Adhäsion an Oberflächen, die in das wässrige System eintauchen, zu verhindern oder zu hemmen. Dies kann natürlich unter Verwendung von Mikrobiziden durchgeführt werden, die jedoch im Allgemeinen einige der vorstehend erwähnten Nachteile aufweisen. Als eine Alternative stellt die vorliegende Erfindung Verfahren und Zusammensetzungen bereit, die nützlich sind, bakterielle Adhäsion an eine eingetauchte oder tauchbare Oberfläche im Wesentlichen zu hemmen und Biobewuchs von wässrigen Systemen zu kontrollieren. Die Erfindung vermeidet die Nachteile früherer Verfahren. Andere Vorteile dieser Erfindung werden beim Lesen der Beschreibungen und angehefteten Ansprüche deutlich werden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, Bakterien am Anhaften an eine tauchbare Oberfläche zu hindern. Das Verfahren bringt die tauchbare Oberfläche in Kontakt mit einem Ionenpolymer und einem Dodecylaminsalz in einer vereinigten Menge, die wirksam ist, um Bakterien am Anhaften an eine tauchbare Oberfläche zu hindern.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Kontrollieren des Biobewuchses eines wässrigen Systems. Dieses Verfahren fügt einem wässrigen System ein Ionenpolymer und ein Dodecylaminsalz in einer vereinigten Menge hinzu, die wirksam ist, um Bakterien am Anhaften an in ein wässriges System eingetauchte Oberflächen zu hindern. Dieses Verfahren kontrolliert wirksam Biobewuchs, im Wesentlichen ohne die Bakterien zu töten.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine Zusammensetzung zum Kontrollieren des Biobewuchses eines wässrigen Systems. Die Zusammensetzung umfasst ein Ionenpolymer und ein Dodecylaminsalz in einer vereinigten Menge, die wirksam ist, um Bakterien am Anhaften an eine tauchbare Oberfläche oder eine in ein wässriges System eingetauchte Oberfläche zu hindern.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
In einer Ausführungsform betrifft diese Erfindung ein Verfahren, Bakterien am Anhaften an eine tauchbare Oberfläche zu hindern. Eine tauchbare Oberfläche ist eine, die mit einer Flüssigkeit, wie zum Beispiel Wasser oder einer anderen wässrigen Flüssigkeit, mindestens teilweise bedeckt, überflutet oder benetzt sein kann. Die Oberfläche kann mit Unterbrechungen oder ununterbrochen mit der Flüssigkeit in Kontakt sein. Wie vorstehend diskutiert, schließen Beispiele für tauchbare Oberflächen Schiffs- oder Bootsrümpfe, marine Strukturen, Zähne, medizinische Implantate, Oberflächen innerhalb eines wässrigen Systems, wie zum Beispiel das Innere einer Pumpe, eines Leitungsrohrs, eines Kühlturms oder eines Wärmeaustauschers, ein, sind aber nicht darauf beschränkt. Eine tauchbare Oberfläche kann aus hydrophoben, hydrophilen oder metallischen Materialien bestehen. Vorteilhafterweise können Bakterien, unter Verwendung einer Kombination eines erfindungsgemäßen Ionenpolymers und eines Dodecylaminsalzes, wirksam am Anhaften an hydrophobe, hydrophile oder metallische tauchbare oder eingetauchte Oberflächen gehindert werden.
Um die Adhäsion eines Bakteriums an eine tauchbare Oberfläche zu hemmen, bringt das Verfahren die tauchbare Oberfläche mit einem Ionenpolymer und einem Dodecylaminsalz in Kontakt. Das Gemisch eines Ionenpolymers und eines Dodecylaminsalzes wird in einer vereinigten Menge verwendet, die wirksam ist, die Adhäsion von Mikroorganismen an der Oberfläche zu hemmen. Die Ionenpolymer/Dodecylaminsalz-Kombination kann auf die tauchbare Oberfläche unter Verwendung von Einrichtungen, die auf dem Fachgebiet bekannt sind, aufgetragen werden. Wie nachstehend diskutiert wird, können das Ionenpolymer und das Dodecylaminsalz, einzeln oder zusammen, zum Beispiel durch Sprühen, Bedecken oder Eintauchen der Oberfläche mit/in eine(r) flüssige(n) Formulierung, die das Ionenpolymer und/oder das Dodecylaminsalz enthält, aufgetragen werden. Alternativ dazu kann die Ionenpolymer/Dodecylaminsalz-Kombination als eine Paste formuliert werden, die dann auf der tauchbaren Oberfläche verteilt oder aufgestrichen werden kann. Die Ionenpolymer/Dodecylaminsalz-Kombination kann vorteilhafterweise eine Komponente einer Zusammensetzung oder Formulierung sein, die gewöhnlich mit einer besonderen tauchbaren Oberfläche verwendet wird.
„Das Hindern der Bakterien am Anhaften" an eine tauchbare Oberfläche bedeutet, für einen gewünschten Zeitraum eine geringe oder unbedeutende Menge bakterieller Adhäsion zu gestatten. Vorzugsweise findet im Wesentlichen keine bakterielle Adhäsion statt und stärker bevorzugt wird sie verhindert. Die vereinigte Menge von Ionenpolymer und Dodecylaminsalz, die angewendet wird, sollte nur geringe oder unbedeutende bakterielle Adhäsion gestatten und kann durch regelmäßiges Prüfen bestimmt werden. Vorzugsweise ist die vereinigte Menge von Ionenpolymer und Dodecylaminsalz, die verwendet wird, ausreichend, um mindestens einen monomolekularen Film der Kombination auf die tauchbare Oberfläche aufzutragen. Ein derartiger Film bedeckt vorzugsweise die ganze tauchbare Oberfläche.
Das in Kontaktbringen einer tauchbaren Oberfläche mit einer erfindungsgemäßen Kombination eines Ionenpolymers und Dodecylaminsalzes gestattet es, dass die Oberfläche gegen bakterielle Adhäsion vorbehandelt wird. Demgemäß kann die Oberfläche mit einer derartigen Kombination in Kontakt gebracht werden und dann in das wässrige System eingetaucht werden.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Kontrollieren von Biobewuchs eines wässrigen Systems. Ein wässriges System umfasst nicht nur die wässrige Flüssigkeit oder das flüssige Durchfließen des Systems, sondern auch die eingetauchten Oberflächen, die mit dem System in Zusammenhang stehen.
Eingetauchte Oberflächen sind jene Oberflächen, die mit der wässrigen Flüssigkeit oder Flüssigkeit in Kontakt stehen. Ähnlich wie die vorstehend diskutierten tauchbaren Oberflächen, schließen eingetauchte Oberflächen die innen liegenden Oberflächen von Rohrleitungen oder Pumpen, die Wände eines Kühlturms oder einer Maschinenbütte, von Wärmeaustauschern, Abschirmungen usw. ein, sind aber nicht darauf beschränkt. Kurz gesagt, Oberflächen, die mit der wässrigen Flüssigkeit oder Flüssigkeit in Kontakt stehen, sind eingetauchte Oberflächen und werden als Teil des wässrigen Systems betrachtet.
Das Verfahren der Erfindung fügt dem wässrigen System eine Kombination eines Ionenpolymers und eines Dodecylaminsalzes in einer Menge hinzu, die Bakterien wirksam am Anhaften an eine Oberfläche, die in das wässrige System eingetaucht ist, hindert. In der verwendeten Konzentration kontrolliert dieses Verfahren wirksam den Biobewuchs des wässrigen Systems, im Wesentlichen ohne die Bakterien zu töten.
„Kontrollieren des Biobewuchses" des wässrigen Systems bedeutet, die Menge oder den Umfang des Biobewuchses bei oder unterhalb eines gewünschten Wertes und für einen gewünschten Zeitraum für ein besonderes System zu kontrollieren. Dies kann Biobewuchs aus dem wässrigen System eliminieren, den Biobewuchs auf einen gewünschten Wert reduzieren oder Biobewuchs ganz oder oberhalb eines gewünschten Wertes verhindern.
Gemäß der vorliegenden Erfindung bedeutet „das Hindern von Bakterien am Anhaften" an eine in das wässrige System eingetauchte Oberfläche, die Adhäsion einer geringen oder unbedeutenden Menge von Bakterien für einen gewünschten Zeitraum für das besondere System zu gestatten. Vorzugsweise findet im Wesentlichen keine bakterielle Adhäsion statt und stärker bevorzugt wird bakterielle Adhäsion verhindert. Das Verwenden einer erfindungsgemäßen Ionenpolymer/Dodecylaminsalz-Kombination kann in vielen Fällen andere vorhandene angeheftete Mikroorganismen aufbrechen oder auf nicht nachweisbare Grenzen reduzieren und diesen Wert über einen signifikanten Zeitraum aufrechterhalten.
Obwohl einige Ionenpolymere und einige Dodecylaminsalze biozide Aktivität bei Konzentrationen oberhalb bestimmter Grenzwerte zeigen können, hemmt eine Kombination eines Ionenpolymers und eines Dodecylaminsalzes bakterielle Adhäsion im Allgemeinen bei Konzentrationen deutlich unter derartigen Grenzwerten. Erfindungsgemäß hemmt die Kombination eines Ionenpolymers und eines Dodecylaminsalzes bakterielle Adhäsion im Wesentlichen ohne die Bakterien zu töten. Daher ist die vereinigte wirksame Menge eines Ionenpolymers und eines Dodecylaminsalzes, die erfindungsgemäß verwendet wird, unterhalb der Toxizitätsgrenze, sogar wenn auch die Kombination biozide Eigenschaften aufweist. Zum Beispiel kann die Konzentration der Kombination zehn- oder mehrfach unterhalb ihrer Toxizitätssgrenze sein. Vorzugsweise sollte die Kombination auch Organismen, auf die man nicht abzielt, die in dem wässrigen System vorhanden sein können, nicht schädigen.
Eine Kombination eines Ionenpolymers und eines Dodecylaminsalzes kann verwendet werden, um Biobewuchs in einer großen Vielfalt von wässrigen Systemen, wie zum Beispiel jenen vorstehend diskutierten, zu kontrollieren. Diese wässrigen Systeme schließen industrielle wässrige Systeme, wässrige Sanitärsysteme und der Erholung dienende wässrige Systeme ein. Wie vorstehend diskutiert, sind Beispiele für industrielle wässrige Systeme Metallbearbeitungsmedien, Kühlwasser (z. B. Aufnahme von Kühlwasser, Abfluss von Kühlwasser und Umlaufkühlwasser) und andere Umlaufwassersysteme, wie zum Beispiel jene, die bei der Papierherstellung oder Textilfertigung verwendet werden. Wässrige Sanitärsysteme schließen Abwassersysteme (z. B. industrielle, private und kommunale Abwassersysteme), Toiletten und Wasseraufbereitungssysteme (z. B. Abwasseraufbereitungssysteme) ein. Schwimmbäder, Bäder, Springbrunnen, dekorative oder Zierbecken, -teiche oder fließende Ziergewässer usw. stellen Beispiele für Wassersysteme bereit, die der Erholung dienen.
Die vereinigte Menge eines Ionenpolymers und eines Dodecylaminsalzes, die Bakterien wirksam am Anhaften an eine in ein besonderes System eingetauchte Oberfläche hindert, wird in Abhängigkeit von dem zu schützenden wässrigen System, den Bedingungen des mikrobiellen Wachstums, dem Umfang von jeglichem vorhandenen Biobewuchs und dem gewünschten Grad der Kontrolle des Biobewuchses etwas variieren. Für eine besondere Anwendung kann die Menge der Wahl, durch regelmäßiges Untersuchen verschiedener Mengen vor der Behandlung des gesamten betroffenen Systems, bestimmt werden. Im Allgemeinen kann eine vereinigte Menge, die in einem wässrigen System verwendet wird, von etwa 1 bis etwa 500 Teile auf eine Million und stärker bevorzugt von etwa 20 bis etwa 100 Teile auf eine Million des wässrigen Systems reichen.
Ionenpolymere
Ionenpolymere oder polymere quaternäre Ammoniumverbindungen (Polyquate), d.h. kationische Polymere, die quaternäre Stickstoffe im Polymergerüst enthalten (auch als polymere Quate oder Polyquate bekannt), gehören zu einer wohlbekannten Klasse von Verbindungen. Die biologische Aktivität dieser Polymerklasse ist auch bekannt. Siehe z. B.: A. Rembaum, Biological Activity of Ionene Polymers, Applied Polymer Symposium Nr. 22, 299–317 (1973) und O. May, "Polymeric Antimicrobial Agents" in Disinfection, Sterilization, and Preservation, S. Block, Hrsg., 322–333 (Lea & Febiger, Philadelphia, 1991). Ionenpolymere weisen eine Vielfalt von Verwendungen in wässrigen Systemen, wie zum Beispiel Microbizide, Bakterizide und Algizide, ebenso wie das Kontrollieren, sogar das Verhindern von Biofilm und Schleimbildung auf. Die U.S. Patente Nr. 3.874.870, 3.931.319, 4.027.020, 4.089.977, 4.111.679, 4.506.081, 4.581.058, 4.778.813, 4.970.211, 5.051.124, 5.093.078, 5.142.002 und 5.128.100 geben verschiedene Beispiele für diese Polymere, ihre Herstellung und ihre Verwendungen.
Jegliches Ionenpolymer oder Gemisch von Ionenpolymeren kann für die Durchführung dieser Erfindung verwendet werden. Ionenpolymere können gemäß der im Polymer gefundenen, sich wiederholenden Einheit klassifiziert werden. Die sich wiederholende Einheit ergibt sich aus den Reaktionspartnern, die verwendet werden, um das Ionenpolymer herzustellen.
Eine erste bevorzugte Art des Ionenpolymers umfasst die sich wiederholende Einheit der Formel I
In dieser Formel können R¹, R², R³ und R⁴ gleich oder verschieden sein und sind ausgewählt aus H, C₁-C₂₀-Alkyl, welches gegebenenfalls mit mindestens einer Hydroxylgruppe substituiert ist, und Benzyl, welches gegebenenfalls an der Benzoleinheit mit mindestens einer C₁-C₂₀-Alkylgruppe substituiert ist. Vorzugsweise sind R¹, R², R³ und R⁴ alle Methyl oder Ethyl.
Der Rest „A" ist ein zweiwertiger Rest, ausgewählt aus C₁-C₁₀-Alkylen, C₂-C₁₀-Alkenylen, C₂-C₁₀-Alkinylen, C₁-C₁₀-Hydroxyalkylen, symmetrischem oder asymmetrischem Di-C₁-C₁₀-alkylenether, Arylen, Arylen-C₁-C₁₀-alkylen oder C₁-C₁₀-Alkylenaryl-C₁-C₁₀-alkylen. Vorzugsweise ist „A" ein zweiwertiges C₁-C₅-Alkylen, C₂-C₅-Alkenylen, C₂-C₅-Hydroxyalkylen oder ein symmetrischer Di-C₂-C₅-alkylenether und am meisten bevorzugt ist „A" -CH₂CH₂CH₂-, -CH₂CH(OH)CH₂- oder -CH₂CH₂OCH₂CH₂-.
Der Rest „B" ist ein zweiwertiger Rest, ausgewählt aus C₁-C₁₀-Alkylen, C₂-C₁₀-Alkenylen, C₂-C₁₀-Alkinylen, C₁-C₁₀-Hydroxyalkylen, Arylen, Arylen-C₁-C₁₀-alkylen oder C₁-C₁₀-Alkylenaryl-C₁-C₁₀-alkylen. Vorzugsweise ist „B" C₁-C₅-Alkylen, C₂-C₅-Alkenylen, C₂-C₅-Hydroxyalkylen, Arylen, Arylen-C₁-C₅-alkylen oder C₁-C₅-Alkylenaryl-C₁-C₅-alkylen. Am meisten bevorzugt ist „B" -CH₂CH₂-, -CH₂CH₂CH₂-, -CH₂CH₂CH₂CH₂- oder -CH₂(CH₂)₄CH₂-.
Das Gegenion X^2– ist ein zweiwertiges Gegenion, zwei einwertige Gegenionen oder ein Anteil eines mehrwertigen Gegenions, ausreichend, um die kationische Ladung der sich wiederholenden Einheit, die das Ionenpolymergerüst bildet, auszugleichen. Vorzugsweise ist X^2– zwei einwertige Anionen, ausgewählt aus einem Halogenidanion und einem Trihalogenidanion und stärker bevorzugt Chlorid oder Bromid. Ionenpolymere, die Trihalogenid-Gegenionen aufweisen, werden in U. S. Patent Nr. 3.778.476 beschrieben.
Die Ionenpolymere, welche die sich wiederholende Einheit der Formel I aufweisen, können durch eine Anzahl bekannter Verfahren hergestellt werden. Bei einem Verfahren lässt man ein Diamid der Formel R¹R²N-B-NR³R⁴ mit einem Dihalogenid der Formel X-A-X reagieren. Ionenpolymere, die diese sich wiederholende Einheit aufweisen, und Verfahren für ihre Herstellung werden zum Beispiel in den U. S. Patenten Nr. 3.874.870, 3.931.319, 4.025.627, 4.027.020, 4.506.081 und 5.093.078 beschrieben. Die biologische Aktivität von Ionenpolymeren, welche die sich wiederholende Einheit der Formel I aufweisen, wird in diesen Patenten auch beschrieben.
Unter den Ionenpolymeren mit einer sich wiederholenden Einheit der Formel I ist Poly[oxyethylen-(dimethyliminio)ethylen(di-methyliminio)ethylendichlorid ein besonders bevorzugtes Ionenpolymer. In diesem Ionenpolymer der Formel I sind R¹, R², R³ und R⁴ jeweils Methyl, A ist -CH₂CH₂OCH₂CH₂-, B ist -CH₂CH₂- und X^2– ist 2 Cl^–, und das mittlere Molekulargewicht ist 1.000 – 5.000. Dieses Ionenpolymer ist von Buckman Laboratories, Inc. aus Memphis, Tennessee, als Produkt BUSAN^® 77 oder Produkt WSCP^®, die jeweils 60% wässrige Dispersionen des Polymers sind, erhältlich. BUSAN^® 77 und WSCP^® sind Biozide, die hauptsächlich in wässrigen Systemen, einschließlich Metallbearbeitungsmedien, zur Kontrolle von Mikroorganismen verwendet werden.
Ein anderes insbesondere bevorzugtes Ionenpolymer, das eine sich wiederholende Einheit der Formel I aufweist, ist das Ionenpolymer, bei dem R¹, R², R³ und R⁴ jeweils Methyl sind, A -CH₂CH(OH)CH₂- ist, B -CH₂CH₂- ist und X^2– 2 Cl^– ist. Dieses Ionenpolymer ist ein Reaktionsprodukt von N,N,N',N'-Tetramethyl-1,2-ethandiamin mit (Chlormethyl)oxiran, und weist ein mittleres Molekulargewicht von 1.000–5.000 auf. Das Polymer ist von Buckman Laboratories, Inc. als Produkt BUSAN^® 79 oder Produkt WSCP^® II, die jeweils 60% wässrige Lösungen des Polymers sind, erhältlich.
Eine zweite Art des Ionenpolymers umfasst die sich wiederholende Einheit der Formel II
In Formel II sind die Definitionen von R¹, R² und A die gleichen, wie jene, die vorstehend für Formel I definiert wurden. X^– ist ein einwertiges Gegenion, eine Hälfte eines zweiwertigen Gegenions oder ein Anteil eines mehrwertigen Gegenions, ausreichend, um die kationische Ladung der sich wiederholenden Einheit, die das Ionenpolymer bildet, auszugleichen. X^– kann zum Beispiel ein Halogenid oder ein Trihalogenidanion sein und X^– ist vorzugsweise Chlorid oder Bromid.
Die Ionenpolymere, welche die sich wiederholende Einheit der Formel II aufweisen, können durch bekannte Verfahren hergestellt werden. Bei einem Verfahren lässt man ein Amin der Formel R¹R²NH mit einem Halogenepoxid, wie zum Beispiel Epichlorhydrin, reagieren. Ionenpolymere, welche die sich wiederholende Einheit der Formel II aufweisen, werden zum Beispiel in den U. S. Patenten Nr. 4.111.679 und 5.051.124 beschrieben. Die biologische Aktivität von Ionenpolymeren, welche die sich wiederholende Einheit der Formel II aufweisen, wird in diesen Patenten auch beschrieben.
Bevorzugte Ionenpolymere, welche die sich wiederholende Einheit der Formel II aufweisen, sind jene, bei denen R¹ und R² jeweils Methyl sind, A -CH₂CH(OH)CH₂- ist und X^– Cl^– ist. Dieses Polymer wird als ein Reaktionsprodukt von N-Dimethylamin mit (Chlormethyl)oxiran erhalten und weist ein mittleres Molekulargewicht von 2.000–10.000 auf. Das Polymer ist von Buckman Laboratories, Inc. als Produkt BUSAN^® 1055, eine 50% wässrige Dispersionen des Polymers, erhältlich.
Ein anderes bevorzugtes Ionenpolymer, welches die sich wiederholende Einheit der Formel II aufweist, wird als ein Reaktionsprodukt von Dimethylamin mit Epichlorhydrin erhalten, wobei R¹ und R² jeweils Methyl sind, A -CH₂CH(OH)CH₂- ist und X^– Cl^– ist. Dieses Ionenpolymer weist ein mittleres Molekulargewicht von 5.000–10.000 auf und ist von Buckman Laboratories, Inc. in einer 50% wässrigen Lösung als das Produkt BUSAN^® 1055 erhältlich.
Eine dritte Art des Ionenpolymer umfasst eine sich wiederholende Einheit der Formel III:
ist.
Der Rest Q ist -(CHR')_p-, -CH₂-CH=CH-CH₂-, -CH₂-CH₂-O-CH₂-CH₂-, -CH₂-CH(OH)-CH₂- oder -(CHR')_n-NH-C(O)-NH(CHR')_n-. Der Rest B' ist {-[CH₂-CH(OH)-CH₂-N⁺R'₂-(CHR')_n-NH-C(O)-NH]-, X^–} oder {-[(CHR')_n-N⁺R'₂-CH₂-CH(OH)-CH₂]-, X^–}. Die Variablen n und p variieren unabhängig voneinander von 2 bis 12. Jedes R' ist unabhängig voneinander Wasserstoff oder ein C₁-C₂₀-Alkylrest. X^2– ist ein zweiwertiges Gegenion, zwei einwertige Gegenionen oder ein Anteil eines mehrwertigen Gegenions, ausreichend, um die kationische Ladung in dem Rest R auszugleichen. X^– ist ein einwertiges Gegenion, eine Hälfte eines zweiwertigen Gegenions oder ein Anteil eines mehrwertigen Gegenions, ausreichend, um die kationische Ladung in dem Rest B' auszugleichen. Vorzugsweise ist R' Wasserstoff oder C₁-C₄-Alkyl, n 2–6 und p 2–6. Am meisten bevorzugt ist R' Wasserstoff oder Methyl, n ist 3 und p ist 2. Bevorzugte Gegenionen für X^2– und X^– sind die gleichen, wie jene, die vorstehend für die Formeln I und II diskutiert wurden.
Die Polymere der Formel III werden durch bekannte Verfahren von Bis-(dialkylaminoalkyl)-Harnstoffen, die auch als Harnstoffdiamine bekannt sind, abgeleitet. Ionenpolymere der Formel III, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre biologischen Aktivitäten werden im U. S. Patent Nr. 4.506.081 beschrieben.
Bevorzugte Ionenpolymere, welche die sich wiederholende Einheit der Formel III aufweisen, sind jene, bei denen R Harnstoffdiamin ist und B' CH₂CH(OH)CH₂ und X^– Cl^– ist. Das von Buckman Laboratories, Inc., erhältliche Produkt ASTAT und Produkt BL^® 1090, sind 50% wässrige Dispersionen dieses Ionenpolymers. Das Ionenpolymer wird als ein Reaktionsprodukt von N,N'-Bis-(1-(3-(dimethylamino)-propyl)]-Harnstoff und Epichlorhydrin erhalten, ein derartiges Ionenpolymer weist eine mittleres Molekulargewicht von 2.000–15.000, vorzugsweise 3.000–7.000, auf. Ionenpolymere, umfassend die sich wiederholende Einheit der Formeln I, II und III, können auch mit primären, sekundären oder anderen polyfunktionellen Aminen, unter Verwendung von auf dem Fachgebiet bekannten Vorrichtungen, vernetzt werden. Ionenpolymere können entweder durch das quaternäre Stickstoffatom oder durch einen anderen funktionellen Rest, der an das Polymergerüst oder an eine Seitenkette angeheftet ist, vernetzt werden.
Vernetzte Ionenpolymere, die unter Verwendung von vernetzenden Co-Reaktionspartnern hergestellt werden, werden in U. S. Patent Nr. 3.738.945 und der U. S. Patentabänderung Nr. 28.808 offenbart. Die Patentabänderung beschreibt das Vernetzen von Ionenpolymeren, die durch die Reaktion von Dimethylamin und Epichlorhydrin hergestellt werden. Die aufgelisteten vernetzenden Co-Reaktionspartner sind Ammoniak, primäre Amine, Alkylendiamine, Polyglycolamine, Piperazine, heteroaromatische Diamine und aromatische Diamine.
Das U. S. Patent Nr. 5.051.124 beschreibt vernetzte Ionenpolymere, die sich aus der Reaktion von Dimethylamin, ein polyfunktionelles Amin, und Epichlorhydrin ergeben. U. S. Patent Nr. 5.051.124 beschreibt auch Verfahren zur Wachstumshemmung von Mikroorganismen, unter Verwendung derartiger vernetzter Ionenpolymere. Andere Bespiele für verschiedene vernetzte Ionenpolymere und ihre Eigenschaften werden in den U. S. Patenten Nr. 3.894.946, 3.894.947, 3.930.877, 4.104.161, 4.164.521, 4.147.627, 4.166.041, 4.606.773 und 4.769.155 bereitgestellt.
Ein bevorzugtes vernetztes Ionenpolymer weist eine sich wiederholende Einheit der Formel II auf, wobei R¹ und R² jeweils Methyl sind, A -CH₂CH(OH)CH₂- ist, X^– Cl^– ist. Das Ionenpolymer ist mit Ammoniak vernetzt. Dieses Ionenpolymer weist ein Molekulargewicht von etwa 100.000–500.000 auf und ist von Buckman Laboratories, Inc. in einer 50% wässrigen Dispersion, welche als das Produkt BL^® 1155 verkauft wird, erhältlich.
Buckman Laboratories, Inc. Produkte BUSAN^® 1099 oder BUBOND^® 65 sind 25% wässrige Dispersionen eines vernetzten Ionenpolymers, welcher die sich wiederholenden Einheiten der Formel II aufweist, wobei R¹ und R² jeweils Methyl sind, A -CH₂CH(OH)CH₂- ist, X^– Cl^– ist und das Vernetzungsmittel Monomethylamin ist. Dieses bevorzugte Ionenpolymer weist ein Molekulargewicht von ungefähr 10.000–100.000 auf.
Die Ionenpolymere, umfassend die sich wiederholenden Einheiten der Formeln I, II oder III, können auch Endgruppen-verschlossen sein, d. h. eine spezifische Endgruppe aufweisen. Das Endgruppen-verschließen kann durch Einrichtungen erreicht werden, die auf dem Fachgebiet bekannt sind. Zum Beispiel kann ein Überschuss von einem der Reaktionspartner, der verwendet wird, um das Ionenpolymer herzustellen, angewendet werden, um eine Abschlussgruppe bereitzustellen. Alternativ dazu kann man eine berechnete Menge eines monofunktionellen tertiären Amins oder monofunktionellen substituierten oder unsubstituierten Alkylhalogenids mit einem Ionenpolymer reagieren lassen, um ein Endgruppen-verschlossenes Ionenpolymer zu erhalten. Ionenpolymere können an einem oder an beiden Enden Endgruppen-verschlossen werden. Endgruppen-verschlossene Ionenpolymere und ihre mikrobiziden Eigenschaften werden in den U. S. Patenten Nr. 3.931.319 und 5.093.078 beschrieben.
Dodecylaminsalze
Die Dodecylaminsalze, die in der vorliegenden Erfindung angewendet werden, weisen vorzugsweise die folgende allgemeine Formel auf: C₁₂H₂₅NH₃ ⁺Z^– wobei Z ein Anion oder ein Anteil eines mehrwertigen Gegenions ist, ausreichend, um die kationische Landung des Dodecylamins auszugleichen. Z ist vorzugsweise die konjugierte Base einer organischen oder anorganischen Säure, d. h. Z wird von einer organischen oder anorganischen Säure durch Verlust eines ionisierbaren Protons abgeleitet. Veranschaulichende Beispiele für geeignete organische Säuren sind die Mono- oder Dicarbonsäuren; geeignete anorganische Säuren schließen die Halogenidwasserstoffsäuren, wie zum Beispiel Salzsäure, ein.
Vorzugsweise wird Z abgeleitet von einer acyclischen, cyclischen oder aromatischen Mono- oder Dicarbonsäure. Die Carbonsäure weist vorzugsweise bis zu zehn Kohlenstoffatome auf. Der Ring kann, falls sie cyclisch oder aromatisch ist, ein oder mehrere Heteroatome enthalten, wie zum Beispiel N, O oder S.
Die Carbonsäure kann auch durch einen geeigneten Substituenten substituiert werden, was die Aktivität der erfinderischen Zusammensetzungen nicht nachteilig beeinflusst. Veranschaulichende Beispiele für geeignete Substituenten schließen Alkylreste, substituierte Alkylreste, Alkenylreste, substituierte Alkenylreste, Aminoreste, Oxoreste, Halogenatome usw. ein
Veranschaulichende Beispiele für nützliche Carbonsäurereste schließen: Acetyl, Propionyl, Butyryl, Citral, Lactyl, Valeryl, Phthalyl, Succinyl, Octanoyl, Nonanoyl, Formyl, Sorbyl, Oxalyl, Lauryl und Benzoyl ein. Ein Fachmann erkennt, dass andere organische Säurereste in der vorliegenden Erfindung auch verwendet werden können.
Der Dodecylrest des Dodecylamins kann verzweigt oder unverzweigt, d. h. geradkettig, sein. Der Dodecylrest ist vorzugsweise unverzweigt.
Der Dodecylrest kann unsubstituiert sein oder durch einen oder mehrere Substituenten substituiert werden, was die Aktivität der erfinderischen Salze nicht nachteilig beeinflusst. Veranschaulichende Beispiele für geeignete Substituenten schließen Alkylreste, Alkenylreste, Alkoxyreste, Arylreste, Aralkylreste, Hydroxyreste Oxoreste (um ein Keton zu bilden), Säurereste und Derivate davon, wie zum Beispiel Ester und Amide, und Halogenatome ein. Der Dodecylrest ist vorzugsweise unsubstituiert.
Ein oder mehrere an das Stickstoffatom gebundene Wasserstoffatome können durch einen geeigneten Substituenten ersetzt werden, um ein sekundäres, tertiäres oder quaternäres Aminsalz von Dodecylamin zu geben. Vorzugsweise wird ein primäres Aminsalz von Dodecylamin angewendet.
Die folgenden Carbonsäuresalze von Dodecylamin werden besonders bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung bevorzugt: Dodecylaminacetat, Dodecylaminpropionat, Dodecylaminbutyrat, Dodecylamincitrat, Dodecylaminlactat, Dodecylaminvalerat, Dodecylaminphthalat, Dodecylaminsuccinat, Dodecylaminoctanoat, Dodecylaminnonanat, Dodecylaminformiat, Dodecylaminsorbat, Dodecylaminoxalat, Dodecylaminlaurat, Dodecylaminbenzoat, Dodecylamin-2-hydroxybenzoat, Dodecylamin-3-hydroxybenzoat oder Dodecylamin-4-hydroxybenzoat. Von diesen Verbindungen werden besonders Dodecylaminacetat, Dodecylaminpropionat, Dodecylaminbutyrat, Dodecylaminvalerat, Dodecylaminphthalat, Dodecylaminsuccinat, Dodecylamincitrat und Dodecylaminlactat stärker bevorzugt. Am meisten bevorzugt wird insbesondere Dodecylaminacetat.
Die Dodecylaminsalze werden vorzugsweise durch das Reagieren von Dodecylamin mit der gewünschten Säure in Gegenwart eines geeigneten Lösungsmittels hergestellt. Geeignete Säurereste sind in ihrer Säure- oder Salzform entweder bei Laborlieferfirmen erhältlich oder können aus leicht erhältlichen Ausgangsmaterialien, unter Verwendung wohlbekannter Literaturverfahren, herstellt werden.
Die Synthese der Aminsalze kann im Allgemeinen in einem Lösungsmittel ausgeführt werden, welches für mindestens einen der Reaktionspartner ein Lösungsmittel sein kann, welches aber im Allgemeinen ein Lösungsmittel für das gewünschte Produkt ist. Bevorzugte Lösungsmittelsysteme schließen anorganische und organische Säuren oder Alkohole ein. Essigsäure wird am meisten bevorzugt.
Die Reaktionstemperatur kann von einem Fachmann, in Abhängigkeit von den besonderen angewendeten Reaktionspartnern, leicht bestimmt werden. Vorzugsweise variiert die Reaktionstemperatur von 40°C bis 110°C oder mehr, stärker bevorzugt liegt die Reaktionstemperatur zwischen 70°C und 100°C. Man lässt die Reaktion ablaufen bis sie fertig ist, was, zum Beispiel, durch ein pH-Meter gezeigt wird (die Reaktion ist fertig, wenn das pH-Meter anzeigt, dass der limitierende Reaktionspartner neutralisiert worden ist). Im Allgemeinen wird die Reaktion 30 min bis 2 Stunden lang, vorzugsweise etwa 1 bis 2 Stunden lang, gerührt.
Nachdem die Reaktion fertig ist, kann das Reaktionsprodukt unter Verwendung wohlbekannter Techniken verarbeitet werden, um das gewünschte Dodecylaminsalz zu isolieren und zu reinigen. Ein Überschuss von Reaktionspartnern und jeglicher Feststoffe, die sich während der Reaktion bildeten, können herausfiltriert und das Filtrat eingedampft werden, um das Rohprodukt zu ergeben. In Fällen, bei denen die gewünschte Salzverbindung ein Feststoff ist, kann das Reaktionsprodukt aus einem passenden Lösungsmittel umkristallisiert werden, um eine reinere Verbindung zu ergeben. Es sollte jedoch beachtet werden, dass sowohl reine als auch rohe Dodecylaminsalze für die Zusammensetzungen und bei Verfahren dieser Erfindung verwendet werden können. Die Herstellung der Salze ist nicht auf den bestimmten Vorgang oder die Schritte, die vorstehend beschrieben werden, beschränkt. Jegliches, auf dem Fachgebiet bekannte Verfahren, welches das gewünschte Endprodukt ergibt, kann verwendet werden.
Das besondere Ionenpolymer oder Dodecylaminsalz, das angewendet wird, kann auf Grund der Kompatibilität dieser Verbindungen mit der tauchbaren Oberfläche oder dem wässrigen System ausgewählt werden. Kompatibilität wird nach Kriterien, wie zum Beispiel Löslichkeit im wässrigen System und Fehlen von Reaktivität mit der fraglichen Oberfläche oder dem System, bestimmt. Die Kompatibilität ist durch einen Fachmann durch Zugeben des Ionenpolymers oder Dodecylaminsalzes zum Material oder dem zu verwendendem Medium leicht zu bestimmen. Wenn es in einem wässrigen System verwendet wird, wird bevorzugt, dass das Ionenpolymer und/oder Dodecylaminsalz in dem System frei löslich ist.
Wie vorstehend beschrieben, werden ein Ionenpolymer und ein Dodecylaminsalz in einer vereinigten Menge verwendet, die wirksam ist, Bakterien am Anhaften an tauchbare Oberflächen zu hindern. Dies ist vorzugsweise eine synergetisch wirksame Menge. Die Gewichtsverhältnisse von Ionenpolymer zu Dodecylaminsalz können in Abhängigkeit von der Art des wässrigen Systems oder der Oberfläche, auf welche die Kombination aufgetragen wird, variieren. Ein Fachmann kann ohne übermäßiges Experimentieren leicht die passenden Gewichtsverhältnisse für eine spezifische Anwendung bestimmen. Das Gewichtsverhältnis von Ionenpolymer zu Dodecylaminsalz reicht vorzugsweise von 1 : 99 bis 99 : 1, stärker bevorzugt von 1 : 30 bis 30 : 1 und am meisten bevorzugt von 1 : 2 bis 2 : 1.
Abhängig von der spezifischen Anwendung kann eine Zusammensetzung, die ein Ionenpolymer und ein Dodecylaminsalz enthält, in flüssiger Form durch Lösen, entweder von einem oder von beiden in Wasser oder in einem organischen Lösungsmittel, oder in trockener Form durch Adsorption auf ein geeignetes Vehikel hergestellt werden oder es kann in einer Tablettenform vereinigt werden. Die Kombination kann in einer Emulsionsform hergestellt werden, indem es in Wasser emulgiert wird oder indem gegebenenfalls ein grenzflächenaktives Mittel zugegeben wird.
Die erfindungsgemäßen Verfahren können Teil eines allgemeinen Wasseraufbereitungsplans sein. Die Kombination eines Ionenpolymers und eines Dodecylaminsalzes kann mit anderen Wasseraufbereitungschemikalien, insbesondere mit Bioziden (z. B. Algiziden, Fungiziden, Bakteriziden, Molluskiziden, Oxidationsmitteln, usw.), Fleckentfernern, Klärmitteln, Flockungsmitteln, Koagulationsmitteln oder anderen bei der Wasseraufbereitung gewöhnlich verwendeten Chemikalien verwendet werden. Zum Beispiel können tauchbare Oberflächen mit einer Kombination eines Ionenpolymers und eines Dodecylaminsalzes als eine Vorbehandlung, um bakterielle Adhäsion zu hemmen, in Kontakt gebracht und, unter Verwendung eines Mikrobizids, um das Wachstum der Mikroorganismen zu kontrollieren, in ein wässriges System eingebracht werden. Oder ein wässriges System, das einen starken biologischen Bewuchs erlebt, kann zuerst mit einem passenden Biozid behandelt werden, um den vorhandenen Bewuchs zu bewältigen. Eine Kombination eines Ionenpolymers und eines Dodecylaminsalzes kann dann angewendet werden, um das wässrige System aufrechtzuerhalten. Alternativ dazu kann eine Kombination eines Ionenpolymers und eines Dodecylaminsalzes zusammen mit einem Biozid verwendet werden, um Bakterien am Anhaften an in das wässrige System eingetauchte Oberflächen zu hindern, indem das Biozid zur Kontrolle des Wachstums der Mikroorganismen in dem wässrigen System wirkt. Dies gestattet es im Allgemeinen, dass weniger Mikrobizid verwendet wird.
"Kontrollieren des Wachstums der Mikroorganismen" in einem wässrigen System bedeutet Kontrolle an, bei oder unterhalb eines gewünschten Wertes und für einen gewünschten Zeitraum für ein besonderes System. Dieses kann Eliminieren der Mikroorganismen oder das Verhindern ihres Wachstums in den wässrigen Systemen sein.
Die Kombination eines Ionenpolymers und eines Dodecylaminsalzes kann in den Verfahren der Erfindung als eine feste oder flüssige Formulierung verwendet werden. Demgemäß betrifft die vorliegende Erfindung auch eine Zusammensetzung, die eine Kombination eines Ionenpolymers und eines Dodecylaminsalzes enthält. Die Zusammensetzung umfasst ein Ionenpolymer und ein Dodecylaminsalz in einer vereinigten Menge, die wirksam ist, Bakterien am Anhaften an eine tauchbare oder eine in ein wässriges System eingetauchte Oberfläche zu hindern. Wenn sie zusammen mit einer anderen Wasseraufbereitungschemikalie verwendet wird, wie zum Beispiel einem Biozid, kann die Zusammensetzung auch diese Chemikalie enthalten. Falls sie zusammen formuliert werden, sollten das Ionenpolymer, Dodecylaminsalz und die Wasseraufbereitungschemikalie keinen nachteiligen Wechselwirkungen ausgesetzt sein, diese würden ihre Wirksamkeit in dem wässrigen System reduzieren oder eliminieren. Wo eine nachteilige Wechselwirkungen stattfinden können, werden getrennte Formulierungen bevorzugt.
In Abhängigkeit von ihrer Verwendung, kann eine erfindungsgemäße Zusammensetzung in verschiedenen Formen hergestellt werden, die auf dem Fachgebiet bekannt sind. Zum Beispiel kann die Zusammensetzung in flüssiger Form als Lösung, Dispersion, Emulsion, Suspension oder Paste; eine Dispersion, Suspension oder Paste in einem Nicht-Lösungsmittel; oder als eine Lösung durch Auflösen des Ionenpolymers oder Dodecylaminsalzes in Wasser, einem organischen Lösungsmittel oder einer Kombination von Wasser und/oder Lösungsmitteln hergestellt werden. Geeignete Lösungsmittel schließen Aceton, Glycole, Alkohole, Ether oder andere wasserlösliche Lösungsmittel ein, sind aber nicht darauf beschränkt. Wässrige Formulierungen werden im Allgemeinen bevorzugt.
Die Zusammensetzung kann als ein flüssiges Konzentrat zur Verdünnung vor der beabsichtigten Verwendung hergestellt werden. Gewöhnliche Additive, wie zum Beispiel oberflächenaktive Mittel, Emulgatoren, Dispergiermittel und dergleichen, können, wie auf dem Fachgebiet bekannt, verwendet werden, um die Löslichkeit des Ionenpolymers, Dodecylaminsalzes oder anderer Komponenten in einer flüssigen Zusammensetzung oder einem System, wie zum Beispiel einer wässrigen Zusammensetzung oder einem System, zu erhöhen. In vielen Fällen kann die Zusammensetzung der Erfindung durch einfaches Bewegen löslich gemacht werden. Farbstoffe oder Düfte können für passende Anwendungen, wie zum Beispiel Toilettenwasser, auch zugegeben werden.
Eine Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann auch in fester Form hergestellt werden. Zum Beispiel kann das Ionenpolymer und/oder Dodecylaminsalz als ein Pulver oder eine Tablette unter Verwendung von Einrichtungen formuliert werden, die auf dem Fachgebiet bekannt sind. Die Tabletten können eine Vielfalt von Komponenten oder Exzipienten, die auf dem Tablettier-Fachgebiet bekannt sind, wie zum Beispiel Farbstoffe oder andere färbende Mittel, Parfüms oder Düfte, als Füllstoffe, Bindemittel, Geitmittel, Schmiermittel oder Antihaftmittel enthalten. Diese letzteren Komponenten können eingeschlossen werden, um die Tabletteneigenschaften und/oder den Tablettiervorgang zu verbessern.
Die folgenden Beispiele sind dazu bestimmt, die Erfindung zu veranschaulichen, nicht sie zu beschränken.
Beispiel 1
Eine Zusammensetzung der Erfindung wurde durch das Vereinigen von 10,00 Gewichtsprozent Eisessig, 23,00 Gewichtsprozent Dodecylaminacetat, 33,00 Gewichtsprozent von Propionsäure und 34,00 Gewichtsprozent von Produkt WSCP^®, ein Ionenpolymer, hergestellt. Ein ummanteltes Reaktionsgefäß wurde mit der Essigsäure beladen, sie wurde gerührt, und geschmolzenes Dodecylamin zugegeben, und das Gemisch ungefähr eine halbe Stunde lang gerührt. Die Propionsäure wurde dann bei weiterem halbstündigem Rühren zugegeben. Das Reaktionsgefäß wurde gekühlt, um jegliches Übermaß an Hitze zu absorbieren, die während der Neutralisierungsreaktion abgegeben wurde. Das Produkt WSCP^® wurde dann zugegeben und das Gemisch eine weitere Stunde lang gerührt.
Beispiel 2
Eine andere Zusammensetzung der Erfindung wurde gemäß Beispiel 1 hergestellt, durch Substitution des Produktes BUSAN^® 1055, ein Ionenpolymer, für das Produkt WSCP^®.
Beispiel 3
Eine Zusammensetzung der Erfindung wurde durch das Vereinigen von 19,00 Gewichtsprozent Eisessig, 14,00 Gewichtsprozent Dodecylaminacetat, 33,00 Gewichtsprozent von Propionsäure und 34,00 Gewichtsprozent von Produkt WSCP^®, ein Ionenpolymer, hergestellt. Ein ummanteltes Reaktionsgefäß wurde mit der Essigsäure beladen, sie wurde gerührt, und geschmolzenes Dodecylamin zugegeben und das Gemisch ungefähr eine halbe Stunde lang gerührt. Die Propionsäure wurde dann bei weiterem halbstündigem Rühren zugegeben. Das Reaktionsgefäß wurde gekühlt, um jegliches Übermaß an Hitze zu absorbieren, die während der Neutralisierungsreaktion abgegeben wurde. Das Produkt WSCP^® wurde dann zugegeben und das Gemisch eine weitere Stunde lang gerührt.
Bakterien:
Testverfahren: Das folgende Verfahren definiert in wirksamer Weise die Fähigkeit einer chemischen Verbindung auf verschiedenen Arten von Oberflächen die bakterielle Adhäsion zu hemmen oder die Formation von vorhandenen angehefteten Mikroorganismen anzugreifen. Als Übersicht: Bioreaktoren wurden konstruiert, wobei ungefähr 1 in. × 3 in. Objektträger (Glas, Edelstahl oder Polystyrol) am Rand des Bioreaktors angebracht wurden. Die unteren Enden der Objektträger (ungefähr 2 in.) tauchten im Bioreaktor in ein bakterielles Nährmedium (pH 7) ein, welches eine bekannte Konzentration der Testchemikalie enthielt. Nach der Inokulation mit bekannten bakteriellen Arten wurden die Testlösungen ununterbrochen drei Tage lang gerührt.
Außer es ist in den nachstehenden Ergebnissen anders angezeigt, wurde das Medium im Bioreaktor am Ende der drei Tage trüb. Diese Trübung zeigte an, dass sich die Bakterien trotz der Anwesenheit der getesteten Chemikalie im Medium vermehrten.
Dieses zeigt auch, dass die Chemikalie bei der getesteten Konzentration im Wesentlichen keine biozide (bakterizide) Aktivität zeigte. Eine Färbungsmethode wurde dann an den Objektträgern angewendet, um die Menge der an die Oberfläche der Objektträger angehefteten Bakterien zu bestimmen.
Konstruktion von Bioreaktoren: Die Bioreaktoren bestanden aus einem 400 ml Becherglas, über das ein Deckel gelegt wurde (Abdeckung einer 9 cm Standard-Glaspetrischale). Bei entferntem Deckel wurden die Objektträger, aus dem Material der Wahl, an einem Ende mit Klebeband befestigt und auf der Innenseite des Bioreaktors an der Oberkante des Bechers aufgehängt. Dies gestattet es, dass die Objektträger in das Testmedium eingetaucht werden. Typischerweise wurden sechs Objektträger (Wiederholungen) im Bioreaktor gleichmäßig rund um verteilt. Bei der nachstehend vorgelegten Punktzahl handelt es sich um den Durchschnittswert der sechs Wiederholungen. Ein magnetischer Rührstab wurde in den Boden der Einheit gelegt, der Deckel positioniert und der Bioreaktor autoklaviert. Drei verschiedene Arten von Material wurden als Objektträger verwendet, Edelstahl, Glas und Polystyrol.
Bakterielles Nährmedium: Das in den Bioreaktoren benutzte flüssige Medium wurde vorher durch Delaquis, et al., "Detachment Of Pseudomonas fluorescens From Biofilms On Glass Surfaces In Response To Nutrient Stress", Microbial Ecology 18: 199–210, 1989 beschrieben. Die Zusammensetzung des Mediums war:

Glucose 1,0 g

K₂HPO₄ 5,2 g

KH₂PO₄ 2,7 g

NaCl 2,0 g

NH₄Cl 1,0

MgSO₄·7H₂O 0,12 g

Spurenelement 1,0 ml

Entionisiertes H₂O 1,0 l

Spurenelement-Lösung:

CaCl₂ 1,5 g

FeSO₄·7H₂O 1,0

MnSO₄·2H₂O 0,35 g

NaMoO₄ 0,5 g

Entionisiertes H₂O 1,0 l
Das Medium wurde autoklaviert und dann ließ man es abkühlen. Falls sich in dem autoklavierten Medium ein Sediment bildete, wurde das Medium vor der Verwendung durch Schütteln resuspendiert.
Herstellung bakterieller Inocula: Bakterien der Gattungen: Bacillus, Flavobacterium und Pseudomonas wurden aus der Schleimablagerung einer Papiermühle isoliert und in einer kontinuierlichen Kultur gehalten. Die Testorganismen wurden einzeln auf einen Agar zur Keimzahlbestimmung ausgestrichen und 24 Stunden lang bei 30°C inkubiert.
Mit einem sterilen Ohrenstäbchen wurden Anteile der Kolonien entfernt und in sterilem Wasser suspendiert. Die Suspensionen wurden sehr gut gemischt und auf eine optische Dichte von 0,858 (Bacillus), 0,625 (Flavobacterium) und 0,775 (Pseudomonas) bei 686 nm eingestellt.
Biofilm-Herstellung/Chemikalienprüfung: Zu vier einzelnen Bioreaktoren wurden 200 ml des vorstehend hergestellten sterilen Mediums gegeben. Als Biodispersionsmittel auszuwertende Chemikalien, wurden zuerst als wässrige Stammlösung hergestellt. Ein 1,0 ml Aliquot der Stammlösung wurde bei ununterbrochen moderatem Rühren in den Bioreaktor gegeben. Dieses stellte eine Anfangskonzentration von 100 ppm für die Testverbindung bereit. Ein Bioreaktor (Kontrolle) enthält keine Testverbindung. Aliquots (0,5 ml) von jeder der drei bakteriellen Suspensionen wurden dann in jeden Bioreaktor eingeführt. Die Bioreaktoren wurden dann drei Tage lang mit ununterbrochenem Rühren versehen, um eine Erhöhung der bakteriellen Population und Ablagerung von Zellen auf den Oberflächen der Objektträger zu gestatten.
Auswertung der Ergebnisse: Die vorstehend beschriebene Zusammensetzung wurde unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Methode ausgewertet.
Nach 48 h oder 168 h (1 Woche) Inkubation bei 26–28°C wurden die Objektträger aus den Bioreaktoren entfernt und wurden vertikal positioniert, um Lufttrocknen zu erlauben. Der Adhäsionsgrad von Bakterien an der Testoberfläche wurde dann, unter Verwendung einer Färbungsmethode, abgeschätzt. Die Objektträger wurden kurz abgeflammt, um die Zellen an der Oberfläche zu fixieren, und dann zwei Minuten lang in einen Behälter mit Gram Kristallviolett (DIFCO Laboratories, Detroit, MI) übertragen. Die Objektträger wurden behutsam unter fließendem Leitungswasser gespült und dann vorsichtig getrocknet. Der Grad der bakteriellen Adhäsion wurde dann durch ein quantitatives Auswertungsverfahren bestimmt.
Auswertung der bakteriellen Adhäsion
Das Paar Glasobjektträger, das Paar Edelstahlobjektträger und das Paar Polystyrolobjektträger wurden jeweils, jeder Behandlung entsprechend, in Petrischalen mit 10 ml Ethanol (technisch) gelegt, um das Kristallviolett zu entfernen, welches die an die Objektträger angehefteten Zellen färbt. Ein 1 ml Aliquot der Kristallviolett-Ethanollösung, die in jeder Petrischale erhalten wurde, wurde jeweils in ein Teströhrchen mit 9 ml sterilem entionisiertem Wasser (1/10 Verdünnung) transferiert. Der Leerwert für die Kalibrierung des optischen Instruments, das für die Auswertung verwendet wurde, war eine Lösung aus 1 ml Ethanol in 9 ml sterilem entionisiertem Wasser. Die Absorption (AB) jeder Lösung wurde unter Verwendung eines Spektrophotometers (Spectronic 21, Bausch und Lomb) bei einer Wellenlänge von 586 nm bestimmt. Die Reduktion der bakteriellen Anheftung (RBA) wurde berechnet: RBA (%) = 100[(AB Kontrolle – (AB Behandlung – AB Leerwert)\AB Kontrolle]90 oder > 90% RBA = im Wesentlichen keine bakterielle Adhäsion
89–70% RBA = gering
69–50% RBA = moderat
49–30% RBA = moderat
29 oder < 29% RBA = moderat
Die Ergebnisse werden in der folgenden Tabelle gezeigt.
Algen:
Testverfahren: Das folgende Verfahren definiert in wirksamer Weise die Fähigkeit einer chemischen Verbindung auf verschiedenen Arten von Oberflächen Adhäsion von Algen zu hemmen oder die Formation von vorhandenen angehefteten Mikroorganismen anzugreifen. Als Übersicht: Bioreaktoren wurden konstruiert, wobei ungefähr 1 in. × 3 in. Objektträger (Glas oder Edelstahl) am Rand des Bioreaktors angebracht wurden. Die unteren Enden der Objektträger (ungefähr 2 in.) tauchten im Bioreaktor in ein Algen-Nährmedium ein, welches eine bekannte Konzentration der Testchemikalie enthielt. Nach der Inokulation mit bekannten Algenarten wurden die Testlösungen drei Tage lang ununterbrochen gerührt. Das Medium im Bioreaktor wurde am Ende der drei Tage trüb, außer es ist in den nachstehenden Ergebnissen anders angezeigt. Diese Trübung zeigte an, dass sich die Algen trotz der Anwesenheit der getesteten Chemikalie im Medium vermehrten. Dieses zeigt auch, dass die Chemikalie bei der getesteten Konzentration im Wesentlichen keine biozide (Algen) Aktivität zeigte. Eine Färbungsmethode wurde dann an den Objektträgern angewendet, um die Menge der an die Oberflächen der Objektträger angehefteten Algen zu bestimmen.
Konstruktion von Bioreaktoren: Die Bioreaktoren bestanden aus einem 400 ml Becherglas, über das ein Deckel gelegt wurde (Abdeckung einer im Durchmesser 9 cm großen Standard-Glaspetrischale). Bei entferntem Deckel wurden die Objektträger, aus dem Material der Wahl, an einem Ende mit Klebeband festgeklebt und auf der Innenseite des Bioreaktors an der Oberkante des Bechers aufgehängt. Dies gestattet es, dass die Objektträger in das Testmedium eingetaucht werden. Typischerweise wurden vier Objektträger (Wiederholungen) im Bioreaktor gleichmäßig rund um verteilt. Bei der nachstehend vorgelegten Punktzahl handelt es sich um den Durchschnittswert der vier Wiederholungen. Ein magnetischer Rührstab wurde in den Boden der Einheit gelegt, der Deckel positioniert, und der Bioreaktor autoklaviert. Zwei verschiedene Arten von Material wurden als Objektträger verwendet, Edelstahl und Glas.
Algen-Nährmedium: Das benutzte flüssige Medium in den Bioreaktoren war das, wie vorher durch Richard C. Starr und Jeffrey A. Zeikus in „UTEX – The culture collection of Algae at the University of Texas at Austin" J. of Phycology, Bd. 23, S 36–37 (1978) beschriebene Allen-Medium. Die Zusammensetzung des Mediums war:

Destilliertes Wasser 963 ml

NaNO₃ 1,5 g,

zu dem die folgenden Stammlösungen gegeben wurden:
Der pH-Wert des Mediums war 7,8.
Algen-Inocula: Die Algenart Chlorella vulgaris wurde verwendet.
Biofilm-Herstellung/Chemikalienprüfung: Zu vier einzelnen Bioreaktoren wurde 200 ml des vorstehend hergestellten sterilen Mediums gegeben. Als Biodispersionsmittel auszuwertende Chemikalien wurden zuerst als eine wässrige Stammlösung hergestellt. Ein 1,0 ml Aliquot der Stammlösung wurde bei ununterbrochen moderatem magnetischem Rühren in den Bioreaktor gegeben. Dieses stellte eine Anfangskonzentration von 100 ppm für die Testverbindung bereit. Ein Bioreaktor (Kontrolle) enthält keine Testverbindung. Aliquots (0,5 ml) der Algen-Suspension wurden dann in jeden Bioreaktor eingeführt. Die Bioreaktoren wurden dann drei Tage lang mit ununterbrochenem Rühren versehen, um eine Erhöhung der Algen-Population und Ablagerung von Zellen auf den Oberflächen der Objektträger zu gestatten.
Auswertung der Ergebnisse: Die vorstehend beschriebene Zusammensetzung wurde unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Methode ausgewertet.
Nach 48 h oder 168 h (1 Woche) Inkubation bei 26–28°C wurden die Objektträger aus den Bioreaktoren entfernt und wurden vertikal positioniert, um Lufttrocknen zu erlauben. Der Adhäsionsgrad von Algen auf der Testoberfläche wurde dann unter Verwendung einer Färbungsmethode abgeschätzt. Die Objektträger wurden kurz abgeflammt, um die Zellen auf der Oberfläche zu fixieren, und dann zwei Minuten lang in einen Behälter mit Gram Kristallviolett (DIFCO Laboratories, Detroit, MI) übertragen. Die Objektträger wurden behutsam unter fließendem Leitungswasser gespült und dann vorsichtig getrocknet. Der Grad von Algenadhäsion wurde dann durch ein quantitatives Auswertungsverfahren bestimmt.
Auswertung der Algenadhäsion:
Das Paar Glasobjektträger und das Paar Edelstahlobjektträger wurden in Petrischalen mit 10 ml Ethanol (technisch) gelegt, um das Kristallviolett zu entfernen, welches die an die Objektträger angehefteten Zellen färbt. Ein 1 ml Aliquot der Kristallviolett-Ethanollösung, die in jeder Petrischale erhalten wurde, wurde jeweils in ein Teströhrchen mit 9 ml sterilem entionisiertem Wasser (1/10 Verdünnung) transferiert. Der Leerwert für die Kalibrierung des optischen Instruments, das für die Auswertung verwendet wurde, war eine Lösung aus 1 ml Ethanol in 9 ml sterilem entionisiertem Wasser. Die Absorption (AB) jeder Lösung wurde unter Verwendung eines Spektrophotometers (Spectronic 21, Bausch und Lomb) bei einer Wellenlänge von 586 nm bestimmt. Die Reduktion der Algen-Anheftung (RAA) wurde berechnet: RAA (%) = 100[(AB Kontrolle – AB Behandlung)\AB Kontrolle]90 oder > 90% RAA = im Wesentlichen keine Algenadhäsion
89–70% RAA = gering
69–50% RAA = moderat
49–30% RAA = moderat
29 oder < 29% RAA = moderat
Die Ergebnisse werden in der folgenden Tabelle gezeigt.

Claims

Verwendung eines Ionenpolymers und eines Dodecylaminsalzes, um Bakterien, im Wesentlichen ohne die Bakterien zu töten, am Anhaften an eine tauchbare Oberfläche, durch in Kontakt bringen der tauchbaren Oberfläche mit dem Ionenpolymer und Dodecylaminsalz, zu hindern.
Verwendung wie in Anspruch 1 beansprucht, wobei das Ionenpolymer die allgemeine Formel I, II oder III aufweist;
R¹, R², R³ und R⁴ gleich oder verschieden sein können und ausgewählt sind aus H, C₁-C₂₀-Alkyl, welches gegebenenfalls mit mindestens einer Hydroxylgruppe substituiert ist, und Benzyl, welches gegebenenfalls an der Benzoleinheit mit mindestens einer C₁-C₂₀-Alkylgruppe substituiert ist; „A" ein zweiwertiger Rest, ausgewählt aus C₁-C₁₀-Alkylen, C₂-C₁₀-Alkenylen, C₂-C₁₀-Alkinylen, C₁-C₁₀-Hydroxyalkylen, symmetrischem oder asymmetrischem Di-C₁-C₁₀-alkylenether, Arylen, Arylen-C₁-C₁₀-alkylen oder C₁-C₁₀-Alkylenaryl-C₁-C₁₀-alkylen, ist; „B" ein zweiwertiger Rest, ausgewählt aus C₁-C₁₀-Alkylen, C₂-C₁₀-Alkenylen, C₂-C₁₀-Alkinylen, C₁-C₁₀-Hydroxyalkylen, Arylen, Arylen-C₁-C₁₀-alkylen oder C₁-C₁₀-Alkylenaryl-C₁-C₁₀-alkylen, ist; die Gruppe B' {-[CH₂-CH(OH)-CH₂-N⁺R'₂-(CHR')_n-NH-C(O)-NH]-, X^–} oder {-[(CHR')_n-N⁺R'₂-CH₂-CH(OH)-CH₂]-, X^–} ist; die Gruppe Q -(CHR')_p-, -CH₂-CH=CH-CH₂-, -CH₂-CH₂-O-CH₂-CH₂-, -CH₂-CH(OH)-CH₂- oder -(CHR')_n-NH-C(O)-NH(CHR')_n- ist; X^– ein einwertiges Gegenion, eine Hälfte eines zweiwertigen Gegenions oder ein Anteil eines mehrwertigen Gegenions ist, ausreichend, um die kationische Ladung der Gruppe B' oder der sich wiederholenden Einheit, die das Ionenpolymer bilden, auszugleichen; X^2– ein zweiwertiges Gegenion, zwei einwertige Gegenionen oder ein Anteil eines mehrwertigen Gegenions ist, ausreichend, um die kationische Ladung der Gruppe B' oder der sich wiederholenden Einheit, die das Ionenpolymer bilden, auszugleichen; jedes R' unabhängig voneinander eine C₁-C₂₀-Alkylgruppe ist; und die Variablen n und p unabhängig voneinander von 2 bis 12 variieren.
Verwendung wie in Anspruch 1 oder Anspruch 2 beansprucht, wobei die tauchbare Oberfläche ein Schiffsrumpf, ein Bootsrumpf, eine marine Struktur, eine Zahnoberfläche, eine Oberfläche eines medizinischen Implantats oder eine Oberfläche eines wässrigen Systems ist.
Verwendung eines Ionenpolymers und eines Dodecylaminsalzes, um den Biobewuchs eines wässrigen Systems, im Wesentlichen ohne die Bakterien zu töten, durch Zugeben einer vereinigten Menge des Ionenpolymers und Dodecylaminsalzes zu dem wässrigen System, zu kontrollieren, wodurch Bakterien am Anhaften an eine innerhalb des wässrigen Systems eingetauchte Oberfläche gehindert werden.
Verwendung wie in Anspruch 4 beansprucht, wobei das Ionenpolymer die allgemeine Formel I, II oder III aufweist;
R¹, R², R³ und R⁴ gleich oder verschieden sein können und ausgewählt sind aus H, C₁-C₂₀-Alkyl, welches gegebenenfalls mit mindestens einer Hydroxylgruppe substituiert ist, und Benzyl, welches gegebenenfalls an der Benzoleinheit mit mindestens einer C₁-C₂₀-Alkylgnappe substituiert ist. „A" ein zweiwertiger Rest, ausgewählt aus C₁-C₁₀-Alkylen, C₂-C₁₀-Alkenylen, C₂-C₁₀-Alkinylen, C₁-C₁₀-Hydroxyalkylen, symmetrischem oder asymmetrischem Di-C₁-C₁₀-alkylenether, Arylen, Arylen-C₁-C₁₀-alkylen oder C₁-C₁₀-Alkylenaryl-C₁-C₁₀-alkylen, ist; „B" ein zweiwertiger Rest, ausgewählt aus C₁-C₁₀-Alkylen, C₂-C₁₀-Alkenylen, C₂-C₁₀-Alkinylen, C₁-C₁₀-Hydroxyalkylen, Arylen, Arylen-C₁-C₁₀-alkylen oder C₁-C₁₀-Alkylenaryl-C₁-C₁₀-alkylen, ist; die Gruppe B' {-[CH₂-CH(OH)-CH₂-N⁺R'₂-(CHR')_n-NH-C(O)-NH)-, X^–} oder {-[(CHR')_n-N⁺R'₂-CH₂-CH(OH)-CH₂]-, X^–} ist; die Gruppe Q -(CHR')_p-, -CH₂-CH=CH-CH₂-, -CH₂-CH₂-O-CH₂-CH₂-, -CH₂-CH(OH)-CH₂- oder -(CHR')_n-NH-C(O)-NH(CHR')_n- ist; X^– ein einwertiges Gegenion, eine Hälfte eines zweiwertigen Gegenions oder ein Anteil eines mehrwertigen Gegenions ist, ausreichend, um die kationische Ladung der Gruppe B' oder der sich wiederholenden Einheit, die das Ionenpolymer bilden, auszugleichen; X^2– ein zweiwertiges Gegenion, zwei einwertige Gegenionen oder ein Anteil eines mehrwertigen Gegenions ist, ausreichend, um die kationische Ladung der Gruppe B' oder der sich wiederholenden Einheit, die das Ionenpolymer bilden, auszugleichen; jedes R' unabhängig voneinander eine C₁-C₂₀-Alkylgruppe ist; und die Variablen n und p unabhängig voneinander von 2 bis 12 variieren.
Verwendung wie in Anspruch 4 oder Anspruch 5 beansprucht, wobei, um einen vorhandenen Biobewuchs im wässrigen System zu reduzieren, der Additionsschritt das Zugeben von ausreichend Ionenpolymer und Dodecylaminsalz zum wässrigen System umfasst.
Verwendung wie in einem der Ansprüche 4 bis 6 beansprucht, wobei das wässrige System ein industrielles Wassersystem ist.
Verwendung wie in Anspruch 7 beansprucht, wobei das industrielle Wassersystem ausgewählt ist aus einem Kühlwassersystem, einem System für ein Metallbearbeitungsmedium, einem Wassersystem zur Papierherstellung und einem Wassersystem zur Textilfertigung.
Verwendung wie in einem der Ansprüche 4 bis 6 beansprucht, wobei das wässrige System ein der Erholung dienendes Wassersystem ist.
Verwendung wie in Anspruch 9 beansprucht, wobei das der Erholung dienende Wassersystem ausgewählt ist aus einem Schwimmbad, einem Bad, einem Springbrunnen, einem Zierteich, einem Zierbecken und einem fließenden Ziergewässer.
Verwendung wie in einem der Ansprüche 4 bis 6 beansprucht, wobei das wässrige System ein Sanitärwassersystem ist.
Verwendung wie in Anspruch 11 beansprucht, wobei das Sanitärwassersystem ausgewählt ist aus einem Toilettenwassersystem, einem Wasseraufbereitungssystem und einem Abwasseraufbereitungssystem.
Verwendung wie in einem der Ansprüche 4 bis 6 beansprucht, wobei, um das Wachstum eines Mikroorganismus im wässrigen System zu kontrollieren, zusätzlich eine wirksame Menge eines Biozids zum wässrigen System gegeben wird.
Verwendung wie in Anspruch 13 beansprucht, wobei das Biozid vor der Zugabe des Ionenpolymers und Dodecylaminsalzes zugegeben wird, im Wesentlichen, um einen vorhandenen Biobewuchs im wässrigen System zu reduzieren, und das Ionenpolymer und Dodecylaminsalz zugegeben werden, um die Adhäsion von überlebenden Mikroorganismen an innerhalb des wässrigen Systems eingetauchte Oberflächen zu verhindern.
Verwendung wie in Anspruch 13 beansprucht, wobei das Biozid gleichzeitig mit dem Ionenpolymer und Dodecylaminsalz zugegeben wird.
Verwendung wie in Anspruch 13 beansprucht, wobei der Mikroorganismus ausgewählt ist aus Algen, Pilzen und Bakterien.
Verwendung wie in Anspruch 13 beansprucht, wobei das wässrige System ausgewählt ist aus einem industriellen Wassersystem, einem der Erholung dienenden Wassersystem und einem Sanitärwassersystem.