KR100978822B1 - 부식방지 세제 조성물과 치과 및 의료 기기 세정에의 용도 - Google Patents
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Abstract
치과 및 의료기기의 신규한 세정방법이 개시되며, 여기서 저-잔류성 부식억제제를 포함하는 세정 용액은 세정 및 녹 방지 둘 다 최적화하기 위하여 세정 주기의 세척 단계에서 사용될 뿐 아니라, 하나 이상의 후속의 헹굼 주기에서도 사용된다. 본 방법에 특히 적합한 신규한 세정 용액은 중성 내지 알칼리성 pH를 가지며, 수용액 내에 저포성 계면활성제 및 C4-C16 알킬 피롤리돈 및 C1-C18 알킬아민의 군으로부터 선택되는 부식억제제를 포함한다.
Description
본 발명은 일반적으로 치과 및 의료 기기의 세정방법에 관한 것이다. 특히 본 발명은 일 태양에 따르면 부식 보호 및 세정 효율을 최적하기 위해 치과 및 외과 기기의 세정을 수행하는 신규한 공정에 관한 것이다.
다른 한 태양에 따르면, 본 발명은 의료 및 외과 기기용 신규한 세제-부식방지 (anti-corrosion) 조성물에 관한 것으로서 이는 특히 본 발명의 세정공정에의 사용에 적합하다.
치과 및 의료 기기들은 스테인레스 스틸로 제조되었음에 불구하고 보수 주기 (세척, 소독, 멸균) 동안 부식을 겪는다. 치과 기기들은 그 높은 탄소 함량때문에 일반적으로 더욱 부식되기 쉽다. 표면 경도 및 내구성과 같은 소망되는 기기 특성을 달성하기 위해서, 기기 제조업자들은 부식에 대한 기기의 저항성을 손상시키는 바람직하지 않은 효과를 또한 가지기도 하는 열처리와 같은 제조공정에 종종 의존한다. 부식과정의 양 및 속도를 줄이기 위해, 또는 심지어 이것이 발생하는 것을 완전히 방지하기 위해, 몇몇의 적극적인 부식 보호 조치가 취해져야 한다.
몇몇의 경우, 단지 담수에 장기간 노출되었을지라도 기기 표면 상에서 부식이 시작된다는 것이 알려져 왔다. 내과 기기의 세정을 위해 개발된 몇몇 세제는 방청제 (rust inhibitor)를 함유한다. 이러한 방청제의 작용은 통상적으로 세정 주기 중 세제가 사용되는 유일한 단계인 세척 단계에 한한다. 이는 일반적으로 세정 주기 중 모든 헹굼 단계 및 최종 공기-건조 단계를 배제한다. 이러한 단계도 포함하기 위해서, 여러 가지 세트의 시약이 종종 사용된다. 이러한 시약은 방청제가 있는 헹굼제로 알려져 있다. 헹굼제는 (i) 기기의 건조를 돕기 위해 헹굼수 (rinse water)의 특성을 변화시키고, (ii) 녹에 대한 보호를 향상시키는 두 가지 목적을 수행한다. 헹굼 단계 후에 부식으로부터 기기 표면을 보호하기 위해 외과용 유제품이 또한 사용될 수 있다.
이러한 공정이 세정 주기 도중 사용되는 수 많은 여러 가지 시약의 수요를 창출한다. 개별 시약의 비용, 취급 및 시약 조제 시스템이 세정 공정을 값비싸고 복잡하게 만든다.
의료 기기를 세정하기 위한 일반적인 주기는 수 많은 연속적인 단계로 이루어져 있다: 예비 세척, 세척, 헹굼 (대개 두 번) 및 건조. 예비 세척 단계는 기기 상의 혈액을 용해시키기 위해 이용되며 혈액 응고를 막기 위해 냉수로 수행된다. 상기 주기의 세척 부분은 열수/온수 및 세제로 수행된다. 세척 시간, 물 온도 및 세제는 요구조건에 따라 맞추어진다. 잔존 세제 뿐 아니라 세척 단계에서 용해되어 있는 때 (soil)를 제거하기 위해 수 회의 헹굼이 이용된다.
방청제로 강화된 수 많은 세제가 초음파 세척기용으로 특별히 개발되었으며, 기기 표면 상의 세제의 존재를 유지하기 위해 기기의 헹굼은 권장되지 않는다. 한가지 예가 Health Sonics Corporation에 의해 제조된 Ultrasonic Solution에 의해 제공된다. 방청제는 세정 주기가 완결된 이후에 기기 표면 상에 남아 있다. 이러한 녹 보호는 시한부 효과를 가지며 표면으로부터 증발되거나 통상의 고온 멸균 공정 동안 타 없어질 것이어서, 다음에 환자에게 사용될 때엔 본질적으로 어떤 잔류물도 기기 표면 상에 남아있지 않는다.
불행하게도, 이러한 방청제의 최대 보호효과를 얻기 위해 헹굼 단계를 피함으로써, 기기의 청결성이 손상될 수 있다. 헹굼 단계의 바로 그 목적은 세척 단계에서 느슨해지고 용해된 때를 헹구어 내고 이를 사용한 세제와 함께 씻어내 버리는 것이다.
"헹굼 없는 부식방지 세제 (no-rinse anti-corrosion detergent)"라는 용어가 세정 주기가 완결된 후에 기기의 표면 상에 남아 있는, 방청제로 강화된 세제를 언급하는 데 사용되며, 여기서 녹 보호는 시한부 효과를 가지며 표면으로부터 증발되거나 통상의 고온 멸균 공정 동안 타 없어질 것이어서, 다음에 환자에게 사용될 때엔 본질적으로 어떤 잔류물도 기기 표면 상에 남아있지 않는다.
본 발명자는 수 많은 이러한 헹굼 없는 부식방지 세제가 세척 유효성을 손상하지 않으면서 부식을 방지하기 위해 (공정-제어된 분무 세척기와 같은) 세척, 헹굼 및 건조 단계를 포함하는 세정 주기 내에서, 사실 효과적으로 사용될 수 있다는 것을 발견하였다. 세제는 (초음파 세척기 내에서 사용될 때와 같이) 세정하고 부식을 방지하기 위한 세정 주기의 세척 단계 동안 사용될 뿐만 아니라, 후속의 헹굼 단계, 특히 마지막 헹굼 단계에도 저농도로 첨가된다. 이는 적절한 세척을 위해 필수적인 헹굼단계를 포기하지 않고도 높은 수준의 부식방지를 유지한다. 적어도 최종 헹굼은 세제를 함유하는 이러한 새로운 기기 세척방법은 다중의 시약 (세정제, 헹굼제, 외과용 유액)의 필요를 제거한다.
본 발명자는 낮은 거품발생 계면활성제 및 알킬 피롤리돈 또는 특정한 알킬 아민을 함유하는 특별하게 배합된 부식방지 세제 조성물을 또한 개발하였으며, 이는 프로그램된 세척 및 헹굼 단계를 가지는 자동화된 세척 시스템에서 의료용 기기의 세척/소독 도중 부식 억제를 제공한다.
상기와 같이 본 발명자는 방청제 (주로 녹 보호를 위한 것은 시한부 효과를 가지며 표면으로부터 증발되거나 후속의 열 멸균 도중 쉽게 타 없어진다)로 강화된 적절한 세제가 세정 및 부식방지 둘 다 최적화하기 위해 세척 단계 도중 뿐만 아니라 하나 이상의 헹굼 단계 도중에 공정-제어된 분무 세척기에서 사용될 수 있다는 것을 발견하였다. 이러한 기기 세척기는 SciCan에서 제조된 HYDRIM (상표) 기기 세척기를 예로 들 수 있다.
표 1은 SciCan에 의해 제조된 HYDRIM C51W 기기 세척기의 세정 주기에서 예비 세척, 세척 및 2차 헹굼 단계를 위한 일반적인 세제 투여 일람표를 설명하고 있다. 이러한 기계의 경우, 세정 주기에 걸친 총 물 부피는 3L이다. 예비 세척, 세척 및 2차 헹굼 단계에서 제공된 세제의 총 부피는 각각 5.7 mL, 37 mL 및 11.37 mL이다.
표1
세제 투여 (
ml
)
Hydrim
C51W
|
주기
|
예비 세척 | 세척 | 2차 헹굼 | |
| 예비 세척 단계 시작 | 세척 단계 시작 | 45℃에서 | 2차 헹굼 시작 | |
| P1 (표준) | 5.7 | 18.5 | 18.5 | 11.37 |
| P2 (강력) | 5.7 | 18.5 | 18.5 | 11.37 |
두 세척 프로그램 (주기) 중 하나가 사용자에 의해 선택될 수 있다. P1 (표준)으로 표시된 것은 예비 세척부터 2차 헹굼까지 약 5분간 실행되며 반면 P2 (강력) 주기는 약 9분이 걸린다. 각 경우에, 저농도 (예를 들면 최대 농도의 30%)의 부식방지 세제 조성물이 예비 세척 단계의 시작 시에 첨가된다.
부식 보호 뿐 아니라 세정 특성을 제공하기 위하여 높은 수준의 세정 조성물 (최대 세제 농도)이 세척 단계의 시작 시에 첨가되고 세척수가 45℃에 도달하였을 때 다시 첨가된다. HYDRIM 기계가 작동하는 온도 범위는 실온부터 약 70℃까지이다. 본 세제는 93℃의 온도에 달하는 세척기/소독기/에서도 또한 사용될 수 있다.
첫번째 헹굼은 어떠한 세제도 없이 실행된다. 이는 짧은 단계이며, 세척 단계에서 유래한 잔류 세제는 여전히 기기를 보호한다.
제2 (및 임의의 후속) 헹굼이 감소된 농도의 세제 (예를 들면 최대 농도의 30%)로 실행된다. 여기서 세제는 부식 보호용 및 헹굼제로 사용된다. 세제는 표면으로부터 물 제거 (물 발산 (shedding))를 증대시키기 위해 헹굼수 표면 장력을 변화시킨다. 세제로부터 유래한 시약은 젖은 동안 및 건조 주기 도중 기기가 부식되는 것도 또한 방지한다. 뒤에 남은 건조 표면은 어떤 해로운 잔류물 없이 시각적으로 청결하다. 관측된 잔류물은 기기 표면에 대해 23×10-3㎍/mm2 이하이며, 이는 다른 헹굼제가 일반적으로 사용될 때 얻어지는 결과에 필적한다. 잔류물은 보이지 않으며 기기 외관, 성능, 사용 수명 또는 유지보수 주기에 불리하게 영향을 미치지 않는다.
초음파 세척기 내에서 사용되도록 의도된 수 많은 상업적으로 입수가능한 헹굼 없는 부식방지 세제는 본 발명의 방법에 따라 유리하게 사용될 수 있다. 즉 이들은 세정 주기 중 세척 단계의 후속 단계들에서 또한 첨가될 수 있다. 그러나 본 발명자는 저포성 (low-foaming) 계면활성제 및 알킬 피롤리돈 또는 알킬아민을 함유하는, 특별하게 배합된 저포성 부식 보호 세정 농축물 용액을 개발하였으며, 이는 우수한 세정 및 부식억제 특성을 제공한다.
적어도 0.005%의 저포성 계면활성제 및 적어도 0.005%의 C4-C6 알킬 피롤리돈 또는 C1-C18 알킬아민을 함유하는 본 발명에 따른 세정 농축물 및 희석 용액은 놀랍게도 특히 금속 치과 기기의 세척에 있어서, 우수한 세척/부식억제 특성을 보이고 있음을 발견하였다. 이러한 특정 기기들은 세정 및 헹굼 후 종종 녹이 슬지만, 본 발명에 따른 배합물은 녹슴 및 부식을 방지한다.
본 발명의 세정 농축물 용액은 중성부터 알칼리성 pH, 바람직하게는 7 내지 12를 가지고 있다. 본 명세서의 전체에 걸쳐서 수성 세정 조성물 내 성분의 농도는 중량 백분율로 표시된다. 본 발명에 따른 적은 거품, 부식 보호 세정 용액의 활성 성분은 하기와 같다:
(a) 약 1500 내지 8500의 폴리옥시프로필렌 분자량을 가지며 총 분자량의 약 30% 미만이 폴리옥시프로필렌에 기인하는 폴리옥시에틸렌/폴리옥시프로필렌 블록 공중합체들로부터 선택되는 배합물의 약 0.005 내지 10%의 저포성 계면활성제;
(b) 부식억제 성분으로서, C4-C16 알킬 피롤리돈 또는 C1-C18 알킬아민으로부터 선택되는 화합물 약 0.005 내지 10%;
(c) 1-하이드록시에틸리덴-1,1-디포스폰산, 아미노 트리 (메틸렌 포스폰 산), 디에틸렌트리아민펜타 (메틸렌 포스폰산), 2-하이드록시에틸이미노비스(메틸렌포스폰산), 에틸렌 디아민 테트라 (메틸렌 포스폰산), EDTA (에틸렌디아민테트라아세트산), DTPA (디에틸렌트리아민펜타아세트산), HEDTA (N-(하이드록시에틸)-에틸렌디아민트리아세트산), NTA (니트릴로트리아세트산), 2-하이드록시에틸이미노디아세트산, 소듐 또는 포타슘 트리폴리포스페이트, 구연산, 글리콜산, 소듐 테트라포스페이트, 소듐 헥사메타포스페이트, 및 이들의 혼합물과 같은 포스폰산류의 군으로부터 선택되는, 배합물의 약 0.01 내지 15%의 하나 이상의 빌더 (builder) ; 및
(d) 소듐 자일렌 설포네이트, 소듐 큐멘 설포네이트, C6~C18 알킬 설폰산 및 그의 염, C6~C20 알킬폴리글루코사이드, 및 C6-C16 디페닐옥사이드 디설포네이트의 군으로부터 선택되는, 배합물의 약 0% 내지 20%의 하나 이상의 향수제 (hydrotrope).
"빌더 (builder)"라는 용어는 세제 배합물 분야에서 칼슘 및 마그네슘과 같은 다가의 양이온을 물로부터 포획 및 제거할 수 있는 분자를 지칭하기 위해 통상 사용된다. 이러한 양이온은 계면활성제를 침전시키며, 바람직하지 않은 찌꺼기 또는 스케일 (scale)을 형성하는 경향이 있다.
"향수제"는 수용액에서 계면활성제의 용해성을 향상시키는 화합물이다. 그 용도는 당 분야의 교재 및 문헌에 기재되어 있으며, 예를 들면 Milton Rosen 저 The Book of Surfactants and Interfacial Phenomena가 있다.
비록 수 많은 알킬 피롤리돈이 계면활성제로 사용되어 왔지만 부식억제제로서 그 유효한 역할은 신규하고 놀랍다. 이는 용액 중에서 양쪽성 이온이 되는 C4-C16 알킬 피롤리돈의 능력에 기인할 수 있다고 추측되며, 이는 양전하 또는 음전하로 대전된 금속 표면에 흡착되는 능력을 가지며, 이로써 부식에 대해 균질한 보호를 제공한다.
C1-C18 알킬아민 화합물은 중성 또는 약알칼리성 pH에서 이온화하여 4급 암모늄 형태를 형성하고, 이 양이온은 음전하로 대전된 금속 표면에 흡착될 수 있으며, 다시 부식의 억제를 촉진시킨다.
본 발명에 따른 조성물은 선택적으로 하기의 것을 추가적인 성분으로서 함유할 수 있다:
- 글리콜류, 글리콜 에테르류, C1 내지 C6 직쇄형 또는 분지형 알코올, 및 방향족 알코올의 군으로부터 선택되는, 배합물의 약 0.001 내지 20%의 하나 이상의 용매;
- 붕소산, 구연산, 인산, 및 이들의 염으로부터 선택되는, 배합물의 약 0.001 내지 10%의 하나 이상의 pH 완충액;
- 비이온성, 음이온성, 양쪽 이온성 및 양이온성으로부터 선택되는 하나 이상의 추가적인 계면활성제 0.01 내지 10%; 및
- 몰리브데이트류 (예를 들면 소듐 몰리브데이트), 나이트라이트류 (예를 들면 소듐 나이트라이트), 트리아졸류 (예를 들면 1,2,3 벤자트리아졸), 글루코네이트류 및 카복실산류의 군으로부터 선택되는 배합물의 약 0.001% 내지 10%의 하나 이상의 부식억제제.
한 세트의 세척 시험을 높은 (최소 0.15%) 탄소 함량을 갖는 스테인레스 스틸 봉에 대하여 수행하였다. 이 소재는 내부식성을 감소시키기 위해 열처리 되었다. "녹슴 (rusting)"이 나타났는지 이 봉들의 표면을 세밀히 살펴보았다.
통상적인 헹굼 없는 부식방지 세제는 25% 이상의 표면이 녹/부식으로 덮여 있음을 나타냈으며, 표 2의 출원인의 배합물은 모두 5% 미만의 부식 덮임율을 나타냈고; 표 3에 설명된 본 발명의 부식방지 세제 조성물의 현재 가장 바람직한 구현예는 시험 스틸 봉의 표면 상에 어떠한 시각적으로 관측가능한 녹슴 또는 부식도 생성시키지 않았다.
상기 방법 및 조성물에 다양한 변형이 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고 이루어질 수 있다는 것을 당업자는 이해할 것이다. 따라서 본 명세서에 기재된 상세한 구현예는 예시적인 것일 뿐으로 이해되어야 하며, 본 발명은 본 명세서에 첨부된 청구범위에 의해서만 제한된다.
Claims (13)
- 치과 및 의료 기기 세정용 부식방지 세제 조성물로서, 수용액 내에(a) 1500 내지 8500의 폴리옥시프로필렌 분자량을 가지며, 총 분자량의 30 % 미만이 폴리옥시프로필렌에 기인하는 폴리옥시에틸렌/폴리옥시프로필렌 블록 공중합체들로 이루어진 군으로부터 선택하는 저포성 계면활성제 0.005 내지 10 중량%;(b) C4~C16 알킬 피롤리돈 및 C1~C18 알킬아민으로부터 선택되는 부식 억제 화합물 0.005 내지 10 중량%;(c) 상기 수용액 내에서 금속 이온과 상기 계면활성제와의 반응에 의한 침전 형성을 방지하기 위한 빌더 화합물 0.01 내지 15 중량%; 및(d) 향수제 (hydrotrope) 0 중량% 내지 20 중량%를 포함하며,상기 부식방지 세제 조성물의 pH는 중성 내지 알칼리성인 부식방지 세제 조성물.
- 제1항에 있어서, 7 내지 12의 pH를 가지는 것을 특징으로 하는 부식방지 세제 조성물.
- 삭제
- 제2항에 있어서, 상기 빌더 화합물은 1-하이드록시에틸리덴-1,1-디포스폰산, 아미노 트리 (메틸렌 포스폰 산), 디에틸렌트리아민펜타 (메틸렌 포스폰산), 2-하이드록시에틸이미노비스(메틸렌포스폰산), 에틸렌 디아민 테트라 (메틸렌 포스폰산), EDTA (에틸렌디아민테트라아세트산), DTPA (디에틸렌트리아민펜타아세트산), HEDTA (N-(하이드록시에틸)-에틸렌디아민트리아세트산), NTA (니트릴로트리아세트산), 2-하이드록시에틸이미노디아세트산, 소듐 또는 포타슘 트리폴리포스페이트, 구연산, 글리콜산, 소듐 테트라포스페이트, 소듐 헥사메타포스페이트, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 부식방지 세제 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 향수제는 소듐 자일렌 설포네이트, 소듐 큐멘 설포네이트, C6~C18 알킬 설폰산 및 그 염, C6~C20 알킬폴리글루코사이드, 및 C6~C16 디페닐옥사이드 디설포네이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 부식방지 세제 조성물.
- 삭제
- 제1항에 있어서, 글리콜류, 글리콜 에테르류, C1 내지 C6의 직쇄형 또는 분지형 알코올 및 방향족 알코올로 이루어진 군으로부터 선택되는 용매 0.001 내지 20 중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부식방지 세제 조성물.
- 제1항에 있어서, 붕소산, 구연산, 인산 및 이들의 염으로 이루어진 군으로부터 선택되는 완충액 0.001 내지 10 중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부식방지 세제 조성물.
- 제1항에 있어서, 비이온성, 음이온성, 양이온성 및 양쪽 이온성 세제로부터 선택되는 추가적인 계면활성제 0.01 내지 10 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 부식방지 세제 조성물.
- 제1항에 있어서, 알칼리 금속 몰리브데이트, 알칼리 금속 나이트라이트, 트리아졸류, 글루코네이트류 및 카복실산류로 이루어진 군으로부터 선택되는 추가적인 부식방지 화합물 0.01 내지 10 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 부식방지 세제 조성물.
- 오염물을 제거하고 부식을 억제하는 금속재질의 의료 및 치과 기기의 세정방법으로서,(a) 세척 단계에 있어서, 청구항 1, 2, 4, 5 및 7~10 중 어느 한 항에 따른 세제 조성물을 함유하는 수용액 내에서 상기 기기를 세척하고, 상기 기기로부터 액체를 배수하는 단계; 및(b) 수성 헹굼액을 사용하여 상기 기기를 하나 이상의 헹굼 및 배수 단계에 따르게 하는 단계로서, 적어도 최종의 헹굼 단계에서 상기 수성 헹굼액은 상기 세제 조성물을 포함하는 단계를 포함하는 세정방법.
- 제11항에 있어서, 상기 세척 단계에서 존재하는 것보다 더 낮은 농도로 상기 세제를 함유하는 수용액을 사용하는 예비 세척 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 세정방법.
- 삭제
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