Стойкая антимикробная композиция, содержащая поверхностно-активное вещество - RU2591085C2

Описание

Перекрестные ссылки на родственные заявки

Настоящая заявка является частичным продолжением и претендует на приоритет находящейся одновременно на рассмотрении патентной заявки US 12/982058, озаглавленной "Стойкая антимикробная композиция (англ. DURABLE ANTIMICROBIAL COMPOSITION)", поданной 30 декабря 2010 г. Corey T. Cunningham et al.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к композициям, обладающим стойкой антибактериальной активностью. Композиции включают карбонатную/ бикарбонатную соль четвертичного аммонийного катиона, органическую кислоту, пероксид водорода, полимер и поверхностно-активное вещество. Полимер выбран из аддукта катионного аминосодержащего полимера и эпихлоргидрина, полимера, полученного из катионного аминосодержащего полимера и эпихлоргидрина, поли(метакриламидопропил-триметиламмоний)хлорида, чередующегося сополимера простого бис(2-хлорэтилового) эфира и 1,3-бис(диметиламино)пропилмочевины, поли(диаллилдиметиламмоний)хлорида, терполимера трет-бутилакрилата, этилакрилата и метакриловой кислоты, полиэтиленоксида, поликватерниума-16 (англ. polyquaternium-16), поликватерниума-22, поликватерниума-67 и смесей перечисленных полимеров. Поверхностно-активное вещество выбрано из катионных поверхностно-активных веществ, неионных поверхностно-активных веществ, цвиттер-ионных поверхностно-активных веществ и комбинаций перечисленных соединений.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Для поддержания здоровья и обеспечения гигиены в различных окружающих пространствах необходимо регулировать и ограничивать рост микробов. Такие окружающие пространства включают временные и постоянные медицинские учреждения, учреждения, осуществляющие помощь (например, учреждения, оказывающие дневную медицинскую помощь, лечебно-реабилитационные центры для престарелых и т.д.), и жилища. Если в таких окружающих пространствах рост потенциально опасных микроорганизмов не находится под контролем/не ограничен, то повышается риск возникновения инфекции и распространения заболеваний. Инфекции и заболевания могут угрожать здоровью и безопасности людей и/или животных, находящихся в таких окружающих пространствах. Несмотря на то, что рабочие места и общественные заведения считаются менее подверженными риску, чем перечисленные выше окружающие пространства, на них также может пагубно действовать неконтролируемый/неограниченный рост болезнетворных микробов.

Некоторые типы микроорганизмов (бактерии, вирусы, грибки и т.д.) могут оказывать пагубное воздействие на здоровье и/или безопасность живых организмов. Такие микроорганизмы могут переноситься при контакте с поверхностями, на которых уже находятся и/или размножаются микроорганизмы, и при контакте с людьми/животными, уже инфицированными определенными микроорганизмами. При распространении таких микроорганизмов происходит инфицирование новых "хозяев", и состояние "хозяина" может либо переходить от здорового состояния к болезни, либо от "ослабленного" состояния (т.е. состояния начала заболевания или ослабления иммунной системы) к более серьезному/тяжелому состоянию. Нежелательное распространение микроорганизмов оказывает на здоровье людей значительное воздействие, которое приводит к пропускам школьных занятий, рабочих дней (либо по причине ухудшения собственного здоровья, либо для ухода за другими индивидуумами, не способными позаботиться о себе самостоятельно), и затрате дополнительного времени на профессиональное лечение и т.д. Таким образом, на целевых поверхностях желательно предотвращать или замедлять наличие/рост микробов. Присутствие микроорганизмов может быть устранено/находиться под контролем при обработке поверхности как непосредственно (например, из аэрозольного распылителя), так и с помощью салфеток или других носителей, предназначенных для обработки поверхности. Дополнительно, желательно, чтобы подобные обработки поверхности оказывали стойкий и долговременный эффект, то есть, чтобы их не нужно было проводить слишком часто.

В данной области техники известно множество моющих средств, дезинфицирующих средств, очищающих и антимикробных композиций, предназначенных для уничтожения и предотвращения роста микроорганизмов. Такие композиции включают компоненты/ингредиенты, антимикробное действие которых хорошо известно. Например, четвертичные аммонийные соединения считаются катионными соединениями, обладающими антимикробным действием "широкого спектра", эффективными по отношению как к грамположительным (например, виду Staphylococcus), так и грамотрицательным (например, Escherichia coli) микроорганизмам. Другие компоненты/ингредиенты, которые могут быть введены в изделия, предназначенные для удаления/снижения количества микроорганизмов на поверхностях, включают спирты, кислоты и отбеливающие агенты, например пероксид водорода. Не все антимикробные компоненты могут быть использованы одновременно, поскольку некоторые из них образуют нестабильные комбинации.

Дезинфицирующие и очищающие композиции, обеспечивающие создание антимикробной активности в течение определенного периода времени, также известны в данной области техники. Например, патент US 6270754, выданный Zhou et al. и озаглавленный "Антимикробная очищающая композиция (англ. Antimicrobial Cleaning Composition)" (далее "патент ′754″), относится к антибактериальной очищающей композиции, оказывающей бактерицидную (гермицидную) активность в течение длительных периодов времени. В патенте ′754 рассмотрена водная очищающая композиция, которая содержит четвертичное аммонийное соединение, анионный полимер (причем кислотное число анионного полимера превышает 10, и анионный полимер частично или полностью нейтрализован четвертичным аммонийным соединением и образует с ним полимерный комплекс), диспергирующий агент и/или смешиваемый с водой растворитель. Водная очищающая композиция согласно патенту ′754 оказывает антибактериальное действие как на грамположительные, так и на грамотрицательные бактерии. Тем не менее компоненты согласно патенту ′754 могут быть неэффективны против более широкого ряда микроорганизмов, например безоболочечных вирусов.

Кроме композиции, описанной в патенте ′754, в данной области техники известны другие композиции, эффективно воздействующие на широкий спектр микроорганизмов, активность которых сохраняется в течение определенного периода времени. Например, патент US 7598214, выданный Cusack et al. и озаглавленный "Дезинфицирующие композиции, содержащие полимерный комплекс органической кислоты (англ. Disinfecting Compositions Containing A Polymer Complex Of an Organic Acid)" (далее "патент ′214″), относится к композициям, которые включают по меньшей мере одну органическую кислоту и по меньшей мере один полимер, который может образовывать комплекс с по меньшей мере одной органической кислотой. Композиции согласно патенту ′214 также необязательно могут включать анионное поверхностно-активное вещество и органическую кислоту. Органическая кислота может представлять собой лимонную кислоту, а примеры подходящих полимеров включают сополимер винилпирролидона и диметиламиноэтилметакрилата, сополимеры винилпирролидона и винилацетата, терполимеры винилпирролидона, винилкапролактама и аммонийных производных и поливинилпирролидон. Композиции согласно патенту ′214 должны содержать органическую кислоту, и они чувствительны к значениям pH. Из-за протекания кислотно-основной реакции между полимером, содержащим функциональную группу третичного амина, и органической кислотой, композиции неэффективны при более высоких pH окружающей среды. При более высоких pH окружающей среды реакция становится обратимой, и эффективность полимера снижается, поскольку он становится нейтральным. Несмотря на то, что композиции согласно патенту ′214 эффективны по отношению к более широкому спектру микроорганизмов, эти композиции могут не действовать на споры всех микроорганизмов, поскольку композиции не могут проникать через наружную стенку спор.

Несмотря на то, что уже известно множество антимикробных композиций, а также, несмотря на то, что некоторые из этих композиций сохраняют свое антимикробное действие в течение определенного периода времени, в данной области техники имеется необходимость создания стойкой антимикробной композиции, эффективно воздействующей на широкий спектр микроорганизмов, а также на споры потенциально опасных микроорганизмов. Кроме того, имеется необходимость создания стойкой антимикробной композиции, обладающей стабильностью (т.е. нереакционноспособной), но не обязательно оказывающей агрессивное воздействие (вызывающей износ или коррозию) на обрабатываемые ею поверхности. Также имеется необходимость создания стойкой антимикробной композиции, в которую не обязательно добавлять летучий растворитель, который может иметь неприятный запах.

Дополнительно, имеется необходимость создания стойкой антимикробной композиции, которая содержит стабильное поверхностно-активное вещество, обеспечивающее очистку, а также имеется необходимость создания композиции, сохраняющей в течение длительного времени биоцидное действие, имеющей бактерицидные свойства широкого спектра и быстрого воздействия, которая также может включать множество душистых веществ, вызывающих у потребителя приятные ощущения.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ниже описаны стойкие антимикробныые композиции, которые эффективно воздействуют на широкий спектр потенциально опасных микроорганизмов и которые не нужно часто наносить на те поверхности, на которых необходимо контролировать рост микробов. Стойкие антимикробные композиции эффективно воздействуют на широкий спектр микроорганизмов, включая споры микроорганизмов, благодаря компонентам композиций, которые, как было показано, отличаются стабильностью, находясь в комбинации друг с другом. Дополнительно, в стойкие антимикробные композиции не обязательно добавлять летучие растворители, которые могут вызывать неприятные ощущения при использовании композиций. Дополнительно, для обеспечения очищающего действия в композиции необходимо включать поверхностно-активное вещество, но при этом эффективность или долговременный эффект композиций не снижаются.

В одном из аспектов композиции обладают устойчивым антимикробным действием и включают карбонатную/бикарбонатную соль четвертичного аммонийного катиона, органическую кислоту, пероксид водорода, поверхностно-активное вещество и полимер. Полимер выбран из аддукта катионного аминосодержащего полимера и эпихлоргидрина, полимера, полученного из катионного аминосодержащего полимера и эпихлоргидрина, поли(метакриламидопропил-триметиламмоний)хлорида, чередующегося сополимера простого бис(2-хлорэтилового) эфира и 1,3-бис(диметиламино)пропилмочевины, поли(диаллилдиметиламмоний)хлорида, терполимера трет-бутилакрилата, этилакрилата и метакриловой кислоты, полиэтиленоксида, поликватерниума-16, поликватерниума-22, поликватерниума-67 и смесей перечисленных полимеров. Как указано в настоящем описании, композиции обладают стойким или устойчивым действием, приводящим к уничтожению и предотвращению роста потенциально опасных микроорганизмов. Устойчивость действия композиций определяется тем, что композиции сохраняют антимикробную активность после двадцати пяти воздействий организмов Е.Coli, которую определяют как уменьшение количества организмов на 2 логарифмические единицы после двадцать пятого воздействия общего количества организмов Е.Coli, составляющего 10⁶. Стойкие антимикробные композиции стабильны; стабильность композиций была показана тем, что композиции сохраняли свою эффективность во время испытания на долговечность при хранении. Например, композиции сохраняют эффективность (то есть они имеют такую же устойчивость, которая необходима для снижения количества организмов на 2 логарифмические единицы после двадцати пяти воздействий 10⁶ организмов) после хранения в течение трех месяцев при 40°C; дополнительно, композиции сохраняют эффективность после хранения в течение одного месяца при 50°C, девяти месяцев при 25°C, и после трех циклов замораживания-размораживания. При комнатной температуре композиции представляют собой жидкости и могут быть нанесены непосредственно на поверхность, на которой необходимо предотвратить или замедлить рост микробов. Композиции могут быть нанесены с помощью аэрозольного распылителя или другой известной конструкции, подходящей для дозирования жидкостей. В альтернативном варианте композиции могут быть нанесены на поверхность переносом с полотна подложки (листовой основы), например обтирочного материала, в который включена репрезентативная композиция. Полотно подложки может быть получено из нетканого материала или целлюлозного материала. В частности, композиции могут включать от 0,2 до 15,0% масс. карбонатной/бикарбонатной соли четвертичного аммонийного катиона. Композиции могут включать от 0,1 до 3,0% масс. органической кислоты, которая может быть выбрана из лимонной, яблочной, малеиновой, щавелевой, глутаровой, янтарной, молочной, гликолевой, фумаровой, уксусной, бензойной, пропионовой, сорбиновой, винной, муравьиной кислоты и смесей таких органических кислот. Композиция может включать от 0,5 до 5,0% масс. пероксида водорода, и композиция может включать от 0,5 до 10,0% масс. полимера.

Эти и дополнительные аспекты изобретения более подробно описаны ниже. Дополнительно, следует понимать, что приведенное выше общее описание и приведенное ниже подробное описание приведены для примера и для дополнительного разъяснения настоящего изобретения.

СВЕДЕНИЯ, ПОДТВЕРЖДАЮЩИЕ ВОЗМОЖНОСТЬ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Предлагаемое описание изобретения включает рассмотрение различных его компонентов, элементов, конструкций, конфигураций, расположений и других отличительных признаков, которые могут быть по отдельности или собирательно описаны термином "аспект (аспекты)" изобретения или другими аналогичными терминами. Следует учитывать, что различные формы рассматриваемого изобретения могут включать один или более отличительных признаков и аспектов изобретения, и такие отличительные признаки и аспекты могут быть использованы в виде любой требуемой оперативной комбинации.

Также следует отметить, что используемые в настоящем описании термины "включает", "включающий" и другие производные от корня термина "включать" представляют собой термины, содержащие граничные значения, которые устанавливают наличие любых указанных признаков, элементов, целых чисел, этапов или компонентов, и которые не исключают наличия или добавления одного или более других признаков, элементов, целых чисел, этапов, компонентов или их групп.

Изобретение относится к композициям, обладающим стойкой антимикробной активностью. Композиции могут быть применены для уничтожения или замедления роста микроорганизмов, которые могут быть потенциально опасны или вызывать заболевания. Стойкие антимикробные композиции необязательно содержат летучий растворитель и, таким образом, не создают при использовании неприятный запах. Композиции эффективно уничтожают и/или замедляют рост множества разнообразных микроорганизмов. Например, композиции эффективно воздействуют как на грамположительные, так и грамотрицательные бактерии. Дополнительно, композиции эффективно воздействуют на вирусы, грибки, ложную мучнистую росу и плесень. Кроме того, композиции эффективно воздействуют на бактерии, которые образуют споры, бактерии, имеющие воскоподобные внешние слои, грибки, которые образуют споры (споры грибков), и оболочечные и безоболочечные вирусы. Не ограничиваясь какой-либо теорией, можно предположить, что композиции могут разрушать воскоподобный внешний слой бактерии или внешний слой споры и, таким образом, проникать через внешний слой внутрь микроорганизма.

Стойкие антимикробные композиции могут быть применены для регулирования роста микробов на множестве поверхностей, включающих относительно долговечные предметы, имеющие как твердые, так и мягкие поверхности; например, подходящие поверхности могут включать дверные ручки, выключатели, рабочие поверхности, раковины, мойки, телефоны, клавиатуры, пульты дистанционного управления, медицинские инструменты, обивку мебели, занавеси, постельные покрывала, полотенца и обувь. Композиции могут быть нанесены на целевые поверхности непосредственно в жидком виде, например, с помощью аэрозольного распылителя или аналогичной упаковки, позволяющей дозировать жидкостную композицию в относительно одинаковых количествах по всей обрабатываемой поверхности. В альтернативном варианте композиция может быть нанесена на целевую поверхность с помощью носителя, например полотна подложки (т.е. "влажной" салфетки или обтирочного материала). Поскольку при комнатной температуре композиции представляют собой жидкости, композиция может быть нанесена на поверхность посредством протирания поверхности полотном подложки, пропитанным композицией; при этом композиция попадает из полотна подложки на поверхность. Полотно подложки может быть получено из одного или более следующих материалов: тканых материалов, нетканых материалов, целлюлозных материалов и комбинаций таких материалов. В частности, полотно подложки может быть сформовано из нетканых волокнистых листовых материалов, которые включают материал мелтблаун (материал, полученный аэродинамическим способом из расплава; англ. термин "meltblown"), материал спанлейс (материал, произведенный путем скрепления волокон струями воды, англ. термин "spunlace"), совместно формуемые полотна, пневмоуложенные полотна (полученные аэродинамическим формованием), скрепленные кардочесанные полотна, гидросплетенные материалы и комбинации таких материалов. Такие материалы могут быть получены из синтетических или натуральных волокон или комбинации таких волокон. Обычно поверхностная плотность полотна подложки составляет от 25 до 120 граммов на квадратный метр и предпочтительно от 40 до 90 граммов на квадратный метр.

Полотно подложки может быть изготовлено из совместно формуемого материала, состоящего из полимерных волокон и абсорбирующих волокон, поверхностная плотность которого составляет от 45 до 80 граммов на квадратный метр и предпочтительно 60 граммов на квадратный метр. Обычно такие подложки из совместно формуемого полотна получают из пневматически формуемой матрицы из термопластических полимерных волокон мелтблаун и целлюлозных волокон. Для получения полимерных волокон мелтблаун могут быть использованы различные подходящие материалы, такие как, например, полипропиленовое микроволокно. В альтернативном варианте полимерные волокна мелтблаун могут представлять собой эластомерные полимерные волокна, например, полученные из смолообразного полимера. Например, для получения растяжимых полимерных волокон мелтблаун, из которых могут быть получены совместно формуемые полотна подложек, может быть применен эластичный олефиновый сополимер VISTAMAXX, поставляемый ExxonMobil Corporation, Houston, TX, под наименованием PLTD-1810, или KRATON G-2755, поставляемый Kraton Polymers, Houston, TX. В альтернативном варианте могут быть использованы другие подходящие полимерные материалы или их комбинации, известные в данной области техники.

Дополнительно, подложки из совместно формуемого полотна могут быть сформованы из различных абсорбирующих целлюлозных волокон, например волокон из древесной массы. Коммерчески доступное целлюлозное волокно, подходящее для получения подложек из совместно формуемого полотна, может включать, например, материал NF 405, который представляет собой отбеленную химическими средствами крафт-целлюлозу, полученную из древесины мягких пород деревьев, произрастающих в южных областях, поставляемую Weyerhaeuser Co., Federal Way, WA; материал NB 416, который представляет собой отбеленную химическими средствами крафт-целлюлозу, полученную из древесины мягких пород деревьев, произрастающих в южных областях, поставляемую Weyerhaeuser Co.; материал CR-0056, который представляет собой полностью разрыхленную древесную массу из древесины мягких пород, поставляемую Bowater, Inc., Greenville, SC; полностью разрыхленную древесную массу из древесины мягких пород Golden Isles 4822, поставляемую Koch Cellulose, Brunswick, GA; и материал SULPHATATE HJ, который представляет собой химически модифицированную древесную массу из древесины твердых пород, поставляемую Rayonier, Inc., Jessup, GA. Относительное процентное содержание полимерных волокон мелтблаун и целлюлозных волокон в подложках из совместно формуемого полотна может колебаться в широком диапазоне и зависит от требуемых характеристик обтирочного материала. Например, подложки из совместно формуемого полотна могут содержать от 10 до 90% масс., предпочтительно от 20 до 60% масс. и более предпочтительно от 25 до 35% масс. полимерных волокон мелтблаун в пересчете на сухую массу подложки из совместно формуемого полотна.

Стойкие антимикробные композиции могут быть введены в полотно подложки в добавляемом количестве, составляющем от 50 до 800% масс. от массы полотна подложки. В частности, композиции могут быть введены в полотно подложки в добавляемом количестве, составляющем от 200 до 600% масс. от массы полотна подложки или от 400 до 600% масс. от массы полотна подложки. Добавляемое количество композиции может быть различным в зависимости от состава полотна подложки.

Настоящее изобретение относится к композициям, имеющим стойкую антимикробную активность. Термины "стойкость" или "устойчивость" антимикробной активности описывают полезный эффект, оказываемый стойкими антимикробными композициями. С точки зрения стоимости и эффективности антимикробную активность желательно поддерживать на поверхности в течение определенного периода времени после одного нанесения композиции, а не проводить частые обработки композицией из-за того, что ее антимикробная активность быстро снижается. С точки зрения сохранения состояния здоровья населения желательно получение стойкой антимикробной композиции, поскольку такая композиция с большей долей вероятности предотвращает рост микробов, чем более слабая композиция, и при этом стойкая антимикробная композиция привносит в окружающую среду меньшее количество жидкости/материала, что снижает риск развития резистентности у микробов. Устойчивость действия композиции определяют в виде активности, измеренной после двадцати пяти (25) воздействий репрезентативных грамотрицательных бактерий Escherichia coli (E.coli). Композиции сохраняют активность, достаточную для уменьшения количества бактерий на 2 логарифмические единицы после двадцать пятого воздействия общего количества организмов Е.Coli, составляющего 10⁶. Кроме того, устойчивость действия композиций измеряют в соответствии с их способностью снижать на 2 логарифмические единицы количество грамположительных бактерий, грамотрицательных бактерий, оболочечных вирусов, безоболочечных вирусов, грибков, ложной мучнистой росы и плесени, спустя двадцать четыре (24) часа после нанесения композиции на поверхность. Дополнительно, устойчивость действия стойких антимикробных композиций измеряют в соответствии с их способностью снижать более чем на 2 логарифмические единицы количество микроорганизмов в присутствии почвы после проведения любого из двух испытаний, описанных выше (т.е. (1) после двадцати пяти воздействий общего количества организмов, составляющего 10⁶; или (2) спустя двадцать четыре часа после нанесения). С практической точки зрения стандартная поверхность, например, рабочая поверхность, стол, телефон и т.д. в подвергаемом риску заражения окружающем пространстве, например в больнице или учреждении, оказывающем дневную медицинскую помощь, постоянно находится в контакте с потенциально опасными микроорганизмами. Учитывая скорость, с которой обычно происходит контакт с новыми микроорганизмами, для уничтожения и/или предотвращения роста микроорганизмов стойкая антимикробная композиция может быть нанесена на поверхность через промежутки времени, составляющие от 24 часов до 48 часов. Для сравнения: для поддержания сравнимого уровня антимикробной активности нанесение на поверхность нестойкой антимикробной композиции должно быть непрерывным. В подвергаемых меньшему риску заражения окружающих пространствах и на менее восприимчивых поверхностях, например, на декоративных тканях в жилище, стойкая антимикробная композиция может сохранять полную активность до семи суток.

Стойкие антимикробные композиции включают карбонатную/бикарбонатную соль четвертичного аммонийного катиона. Четвертичные аммонийные соединения обычно считают катионными соединениями "широкого спектра" антимикробного действия, которые оказывают эффективное воздействие на грамположительные и грамотрицательные микроорганизмы. Карбонатные/бикарбонатные соли четвертичных аммонийных катионов могут быть выбраны из карбоната диоктилдиметиламмония, карбоната децилоктилдиметиламмония, карбоната дидецилдиметиламмония, карбоната бензалкония, карбоната бензетония, карбоната стеаралкония, карбоната цетримония, карбоната бегентримония, бикарбоната диоктилдиметиламмония, бикарбоната децилоктилдиметиламмония, бикарбоната дидецилдиметиламмония, бикарбоната бензалкония, бикарбоната бензетония, бикарбоната стеаралкония, бикарбоната цетримония, бикарбоната бегентримония и смесей, содержащих одну или более указанных карбонатных солей. Стойкие антимикробные композиции могут включать от 0,2 до 15,0% масс. одной или более карбонатных/бикарбонатных солей четвертичных аммонийных катионов.

Стойкие антимикробные композиции также содержат органическую кислоту. Известно, что органические кислоты также могут ингибировать рост микроорганизмов. Органическая кислота может быть выбрана из лимонной, яблочной, малеиновой, щавелевой, глутаровой, янтарной, молочной, гликолевой, фумаровой, уксусной, бензойной, пропионовой, сорбиновой, винной, муравьиной кислоты и смесей, состоящих из одной или более таких органических кислот. Стойкие антимикробные композиции могут включать от 0,1% масс. до 3,0% масс. одной или более органических кислот.

Дополнительно, стойкие антимикробные композиции содержат пероксид водорода. Несмотря на присутствие карбонатной/ бикарбонатной соли, пероксид водорода стабилен в стойких антимикробных композициях. Известные антимикробные композиции не содержат стабилизированный пероксид водорода в комбинации с карбонатной/бикарбонатной солью. Стабильность пероксида водорода определяют в соответствии со способностью стойких антимикробных композиций сохранять исходные концентрации реагента и эффективность при проведении испытаний на долговечность при хранении. Например, композиции сохраняют эффективность (то есть они сохраняют устойчивость, которая необходима для снижения количества организмов на 2 логарифмические единицы после двадцати пяти воздействий 10⁶ организмов) после хранения в течение трех месяцев при 40°C; дополнительно, композиции сохраняют эффективность после хранения в течение одного месяца при 50°C, девяти месяцев при 25°C и после трех циклов замораживания-размораживания. В частности, концентрация пероксида водорода в репрезентативных композициях после проведения различных испытаний на долговечность при хранении представлена ниже в Таблице 1. Каждая из репрезентативных композиций, представленных в Таблице 1, содержит следующие компоненты: (1) 2% масс. раствора CARBOQUAT Н в том виде, в котором его поставляет Lonza Group Limited, Швейцария; (2) 0,85% масс. лимонной кислоты; (3) 3% масс. пероксида водорода; и (4) 2,5% масс. полимера поликватерниум-22 (полимер MERQUAT 295, поставляемый Nalco Company). Композиции, представленные в Таблице 1, также содержат 0,4% масс. мочевины; дополнительно, композиции включают указанный тип и количество органического растворителя, а оставшуюся часть композиций составляет вода. Следует отметить, что, несмотря на то, что для получения представленных примеров был применен органический растворитель, присутствие растворителя в композициях не требуется для придания им желаемой эффективности и устойчивости. Действительно, перед тем как обрабатываемые поверхности были подвергнуты воздействию, описанному ниже, обрабатываемые поверхности были просушены, и растворитель и вода были испарены. Обработка каждой из упомянутых композиций позволяла снижать количество микроорганизмов Е.coli на указанное количество логарифмических единиц спустя пять минут после двадцати пяти отдельных воздействий 10⁶ организмов.

Результаты, представленные в Таблице 1, показывают, что рассмотренные в настоящем описании стойкие антимикробные композиции стабильны, поскольку в различных условиях испытаний на долговечность при хранении в них сохраняется пероксид водорода.

Не ограничиваясь какой-либо теорией, можно предположить, что возможность получения композиций, содержащих стабилизированный пероксид водорода, позволяет значительно расширить спектр микроорганизмов, на которые эффективно воздействуют стойкие антимикробные композиции. Некоторые микроорганизмы существуют или распространяются в виде спор, причем споры имеют внешний слой, который представляет собой барьер, непреодолимый для некоторых традиционных антимикробных композиций. Можно предположить, что содержащийся в стойких антимикробных композициях стабилизированный пероксид водорода может проникать через внешний слой споры, в результате чего внутренняя часть споры может подвергаться воздействию карбонатной/бикарбонатной соли четвертичного аммонийного катиона. Воздействие карбонатной/бикарбонатной соли четвертичного аммонийного катиона предотвращает дальнейшее прорастание или развитие споры. Стойкие антимикробные композиции могут содержать от 0,5 до 5,0% масс. пероксида водорода.

Стабильность стойких антимикробных композиций также может быть определена по остаточным/содержащимся обнаруживаемым концентрациям карбонатной/бикарбонатной соли четвертичного аммонийного катиона, органической кислоты и пероксида водорода, которые составляют компоненты композиций. Компонент, представляющий собой карбонатную / бикарбонатную соль четвертичного аммонийного катиона, может быть обнаружен с помощью устройства для проведения высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ, англ. аббревиатура - HPLC, от «high-performance liquid chromatography» или «high-pressure liquid chromatography»), снабженного испарительным детектором светорассеяния (англ. «evaporative light-scattering», сокращенно ELS). В качестве подвижной фазы для ВЭЖХ применяют кислотную смесь ацетонитрила и воды. Компонент, представляющий собой органическую кислоту, может быть обнаружен с помощью устройства ВЭЖХ, снабженного детектором поглощения ультрафиолетового (УФ) излучения с длиной волны 220 нанометров. В качестве подвижной фазы для ВЭЖХ определения органической кислоты также применяют кислотную смесь ацетонитрила и воды. Компонент, представляющий собой пероксид водорода, может быть обнаружен титрованием образца раствором сульфата церия с ферроиновым индикатором, как описано в статье Frank P. Greenspan, Donald G. MacKellar, озаглавленной "Analysis of Aliphatic Per Acids (Анализ алифатических надкислот)", опубликованной в журнале Analytical Chemistry, 1948, 20, 1061. Устойчивое и определяемое содержание этих компонентов было обнаружено в стойких антимикробных композициях, которые были подвергнуты испытанию на ускоренное старение при хранении, рассмотренному в настоящем описании.

Устойчивость пероксида водорода в присутствии карбонатной/бикарбонатной соли обеспечивает наличие в стойкой антимикробной композиции полимерного компонента. Полимер выбран из аддукта катионного аминосодержащего полимера и эпихлоргидрина, полимера, полученного из катионного аминосодержащего полимера и эпихлоргидрина, поли(метакриламидопропилтриметиламмоний)хлорида, чередующегося сополимера простого бис(2-хлорэтилового) эфира и 1,3-бис(диметиламино)пропилмочевины, поли(диаллилдиметиламмоний)хлорида, терполимера трет-бутилакрилата, этилакрилата и метакриловой кислоты, полиэтиленоксида, поликватерниума-16, поликватерниума-22, поликватерниума-67 и смесей таких полимеров. Стойкие антимикробные композиции могут содержать от 0,5 до 10% масс. полимера.

Дополнительно стойкие антимикробные композиции также включают совместимое поверхностно-активное вещество. Поверхностно-активное вещество выбрано из катионных поверхностно-активных веществ, неионных поверхностно-активных веществ, цвиттер-ионных поверхностно-активных веществ и комбинаций перечисленных соединений. Стойкая антимикробная композиция может предпочтительно включать одно или более совместимых поверхностно-активных веществ в количестве, составляющем от приблизительно 0,01 до приблизительно 10% масс. от массы композиции.

Присутствие совместимых поверхностно-активных веществ обеспечивает адекватную стабильность при замораживании/размораживании, при максимальном разбросе температур, а также наличие приятного запаха. Дополнительно, после сушки такие совместимые поверхностно-активные вещества способствуют комплексообразованию основного биоцида, который быстро и дозированным образом высвобождается при последующем смачивании. Не все поверхностно-активные вещества совместимы со стойкой антимикробной композицией. Например, анионное поверхностно-активное вещество будет реагировать с другими компонентами стойкой антимикробной композиции с образованием коацервата. Это приводит к низкой абразивной стойкости и низкой эффективности.

Как указано выше, поверхностно-активное вещество может представлять собой неионное поверхностно-активное вещество. Неионные поверхностно-активные вещества обычно имеют гидрофобную основу, например длинноцепочечную алкильную группу или алкилированную арильную группу, и гидрофильную цепочку, содержащую определенное количество (например, от 1 до приблизительно 30) этокси- и/или пропоксигрупп. Неограничивающие примеры некоторых классов неионных поверхностно-активных веществ, которые могут быть применены, включают этоксилированные алкилфенолы, этоксилированные и пропоксилированные жирные спирты, простые эфиры полиэтиленгликоля и метилглюкозы, простые эфиры полиэтиленгликоля и сорбита, блок-сополимеры этиленоксида и пропиленоксида, этоксилированные сложные эфиры жирных (С_8-18) кислот, продукты конденсации этиленоксида с длинноцепочечными аминами или амидами, продукты конденсации этиленоксида со спиртами и комбинации перечисленных соединений.

Различные конкретные неограничивающие примеры неионных поверхностно-активных веществ, подходящих для введения в стойкую антимикробную композицию, включают метил глюцет-10 (англ. methyl gluceth-10), ПЭГ-20 (полиэтиленгликоль-20) метилглюкозы дистеарат, ПЭГ-20 метилглюкозы секвистеарат, C_11-15 парет-20 (англ. pareth-20), цетет-8 (англ. ceteth-8), цетет-12, додоксинол-12 (англ. dodoxynol-12), лаурет-15 (англ. laureth-15), ПЭГ-20-касторовое масло, полисорбат 20, стеарет-20 (англ. steareth-20), простой цетиловый эфир полиоксиэтилена-10, простой стеариловый эфир полиоксиэтилена-10, простой цетиловый эфир полиоксиэтилена-20, простой олеиловый эфир полиоксиэтилена-10, простой олеиловый эфир полиоксиэтилена-20, этоксилированный нонилфенол, этоксилированный октилфенол, этоксилированный додецилфенол, этоксилированный жирный (С_1-22) спирт, содержащий от 3 до 20 этиленоксидных фрагментов, простой изогексадециловый эфир полиоксиэтилена-20, полиоксиэтилен-23 глицеринлаурат, ПЭГ-80 сорбитанлаурат, полиоксиэтилен-20 глицерилстеарат, простой эфир ППГ-10 (полипропиленгликоля-10) и метилглюкозы, простой эфир ППГ-20 и метилглюкозы, сложные моноэфиры полиоксиэтилена-20 и сорбитана, полиоксиэтилен-80-касторовое масло, простой тридециловый эфир полиоксиэтилена-15, простой тридециловый эфир полиоксиэтилена-6, лаурет-2, лаурет-3, лаурет-4, ПЭГ-3-касторовое масло, ПЭГ-12 диолеат, ПЭГ-8 диолеат и комбинации перечисленных соединений.

Дополнительные неионные поверхностно-активные вещества, которые могут быть применены, включают водорастворимые продукты конденсации спиртов и этиленоксида, например продукты конденсации вторичного алифатического спирта, содержащего от приблизительно 8 до приблизительно 18 атомов углерода в разветвленной или неразветвленной цепочке, с этиленоксидом, количество которого составляет от приблизительно 5 до приблизительно 30 молей. Такие неионные поверхностно-активные вещества поставляет The Dow Chemical Company (Midland, MI) под торговым наименованием Tergitol. Некоторыми примерами коммерчески доступных неионных поверхностно-активных веществ упомянутого выше типа являются продукты конденсации С_11-15 вторичных алканолов либо с 9 молями этиленоксида (Tergitol 15-S-9), либо с 12 молями этиленоксида (Tergitol 15-S-12), которые поставляет The Dow Chemical Company (Midland, MI).

Другие подходящие неионные поверхностно-активные вещества включают продукты конденсации на основе полиэтиленоксида, получаемые при конденсации одного моля алкилфенола, содержащего от приблизительно 8 до 18 атомов углерода в разветвленной или неразветвленной алкильной цепочке, с количеством этиленоксида, которое составляет от приблизительно 5 до 30 молей. Конкретные примеры этоксилатов алкилфенолов включают продукт конденсации нонилфенола с приблизительно 9,5 молями этиленоксида на моль фенола, продукт конденсации динонилфенола с приблизительно 12 молями этиленоксида на моль фенола, продукт конденсации динонилфенола с приблизительно 15 молями этиленоксида на моль фенола и продукт конденсации диизоктилфенола с приблизительно 15 молями этиленоксида на моль фенола. Коммерчески доступные неионные поверхностно-активные вещества этого типа включают Igepal CO-630 (этоксилат нонилфенола), поставляемый ISP Corp. (Wayne, NJ). Подходящие неионные этоксилированные октил- и нонилфенолы включают производные фенолов, содержащие от приблизительно 7 до приблизительно 13 этоксигрупп. Такие соединения поставляет The Dow Chemical Company (Midland, MI) под торговым наименованием Triton X.

В качестве неионного поверхностно-активного вещества в стойкой антимикробной композиции также могут быть применены алкилполигликозиды. Подходящие алкилполигликозиды представляют собой известные неионные поверхностно-активные вещества, устойчивые по отношению к щелочам и электролитам. Алкил-моно- и -полигликозиды обычно получают по реакции моносахарида или соединения, гидролизуемого до моносахарида, со спиртом, например жирным спиртом, в кислой среде. Коммерчески доступные неионные поверхностно-активные вещества этого типа включают Glucopon 425, поставляемый BASF (Ludwidschafen, Germany).

Цвиттер-ионные поверхностно-активные вещества, подходящие для введения в стойкую антимикробную композицию, включают, например, алкиламиноксиды, кремнийорганические производные аминоксидов и их комбинации. Некоторые определенные цвиттер-ионные поверхностно-активные вещества, подходящие для введения в стойкую антимикробную композицию, включают, например, пропиламиноксиды амидов, кислот миндального масла (Almondamidopropylamine Oxide), пропиламиноксиды амидов кислот масла бабассу (Babassuamidopropylamine Oxide), бегенаминоксид (аминоксид бегенового масла), кокамидопропиламиноксид (пропиламиноксид амидов кислот кокосового масла), кокаминоксид, дигидроксиэтилкокаминоксид, дигидроксиэтиллаураминоксид, дигидроксиэтилстеараминоксид, изостеарамидопропиламиноксид, изостеарамидопропилморфолиноксид, лаурамидопропиламиноксид, дециламиноксид, лаураминоксид, метилморфолиноксид, миристамидопропиламиноксид, миристаминоксид, пальмитамидопропиламиноксид, пальмитаминоксид, ПЭГ-3 лаураминоксид, пропиламиноксиды амидов кислот соевого масла, стеарамидопропиламиноксид, стеараминоксид и комбинации перечисленных веществ. Коммерчески доступные поверхностно-активные вещества этого типа на основе алкиламиноксидов включают Mackamine CO (кокаминоксид), поставляемый Mclntyre Group, A Rhodia Company, (University Park, IL). Катионные поверхностно-активные вещества, подходящие для введения в стойкую антимикробную композицию, включают, например, соли алкиламмония, полимерные соли аммония, соли алкилпиридиния, соли ариламмония, соли алкилариламмония, кремнийорганические производные четвертичных соединений аммония и комбинации перечисленных веществ. Конкретные примеры катионных поверхностно-активных веществ включают хлорид бегенилтриммония, хлорид стеаралкония, хлорид дистеаралкония, хлоргексидиндиглютамат, полигексаметиленбигуанид (англ. polyhexamethylene biguanide, сокращенно "РНМВ"), хлорид цетилпиридиния, хлорид бензаммония, хлорид бензалкония и комбинации перечисленных веществ.

Кроме компонентов, рассмотренных в настоящем описании, стойкие антимикробные композиции также могут включать полярный растворяющий носитель, регулятор pH, душистое вещество, консервант, краситель, ингибитор коррозии, структурообразователь, очищающий растворитель и другие известные компоненты, добавляемые в антимикробные композиции. Стойкие антимикробные композиции могут включать от 67 до 98% масс. одного или более из перечисленных дополнительных компонентов.

Наряду с иными способами смешивания, которые могут быть применены для получения стойких антимикробных композиций, один из примеров таких способов смешивания включает следующие этапы: (1) Добавление воды в емкость для смешивания компонентов композиции; (2) Медленное добавление в емкость карбонатной/бикарбонатной соли компонента, содержащего четвертичный аммонийный катион; (3) Медленное добавление в емкость компонента, содержащего органическую кислоту, и начало смешивания при низкой скорости вращения перемешивающего устройства (при малом количестве оборотов в минуту) (т.е. 150-250 об./мин); (4) Продолжение смешивания до исчезновения присутствующей пены (например, до 10 минут для партии в 1 литр); (5) При необходимости для придания дополнительной стабильности при нанесении готовой композиции на поверхность, добавление стабилизатора, например, мочевины, и продолжение смешивания при низкой скорости вращения (например, добавляют 0,4% масс. мочевины, если количество пероксида водорода составляет 3,0% масс.); (6) Медленное добавление в емкость пероксида водорода и продолжение смешивания при низкой скорости вращения; (7) Медленное добавление в емкость полимерного компонента и продолжение смешивания при низкой скорости вращения; (8) При необходимости для придания раствору прозрачности в емкость может быть медленно добавлен подходящий органический растворитель (например, этанол, изопропанол, этиленгликоль, пропиленгликоль, бутиленгликоль, простой монобутиловый эфир этиленгликоля и подобные вещества); и (9) При необходимости, pH готовой композиции, находящейся в емкости, доводят до pH 3.0 (+/-0.25) добавлением разбавленного (от 10 до 25% масс.) раствора гидроксида калия. Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что существуют другие способы смешивания компонентов стойких антимикробных композиций. Тем не менее согласно аспекту настоящего изобретения карбонатную/бикарбонатную соль четвертичного аммонийного катиона нейтрализуют добавлением органической кислоты при проведении этапа 3 до добавления пероксида водорода.

Репрезентативные примеры полимеров, вводимых в стойкую антимикробную композицию, представлены ниже в Таблице 2. Каждый из репрезентативных полимеров, представленных в Таблице 2, добавляли в стойкую антимикробную композицию, содержащую следующие компоненты: (1) 2% масс. раствора CARBOQUAT H в том виде, в котором его поставляет Lonza Group Limited Швейцария; (2) 0,85% масс. лимонной кислоты и (3) 3% масс. пероксида водорода. Композиции также содержали 0,4% масс. мочевины и 20 процентов этанола; оставшуюся часть составляла вода. Следует отметить, что, несмотря на то, что для получения представленных примеров был применен этанол, присутствие этанола в стойких антимикробных композициях не требуется для придания им описанной эффективности и устойчивости. Действительно, перед тем как обрабатываемые поверхности были подвергнуты воздействию, описанному ниже, обрабатываемые поверхности были просушены, и этанол и вода были испарены. Аналогично, несмотря на то, что это не обязательно, для улучшения стабильности композиций после их нанесения на поверхность была добавлена мочевина. Обработка каждой из полученных композиций позволяла снижать количество микроорганизмов Е.coli на указанное количество логарифмических единиц спустя пять минут после двадцати пяти и/или пятидесяти отдельных воздействий 10⁶ организмов.

Обозначение "нет данных" указывает на то, что условия воздействия не исследовали, поскольку (i) при более низких массовых процентных концентрациях воздействие полимера приводило к уменьшению количества микроорганизмов на по меньшей мере 3 логарифмические единицы после двадцати пяти воздействий, или (ii) воздействие полимера приводило к уменьшению количества микроорганизмов, близкому к 2 логарифмическим единицам после двадцати пяти воздействий, и, таким образом, было маловероятно, что после пятидесяти воздействий уменьшение количества микроорганизмов составит 2 логарифмические единицы.

В дополнение к показателям уменьшения количества микроорганизмов на указанное количество логарифмических единиц под воздействием стойких антимикробных композиций, приведенным выше в Таблице 2, ниже в Таблице 3 представлены данные по стабильности некоторых композиций. Стабильность определяли по сохранению наличия в композициях пероксида водорода после хранения в различных условиях. Каждая из композиций, представленных в Таблице 3, содержала компоненты, аналогичные компонентам композиций, представленных в Таблице 2.

Результаты испытаний на долговечность в различных условиях хранения, представленные в Таблице 3, показывают, что стойкие антимикробные композиции обладают стабильностью, на которую указывает постоянное присутствие в композициях пероксида водорода.

Для демонстрации стабильности композиций также были приготовлены образцы, в которые было добавлено поверхностно-активное вещество. Для демонстрации стабильности проводили испытания, в которых определяли профиль высвобождения различных биоцидов, содержащихся в примерах стойких антимикробных композиций, при нанесении последних на твердые поверхности и устойчивость пленок, полученных из этих композиций. Для получения профилей высвобождения различных композиций образцы композиций были приготовлены, как описано ниже. Для определения устойчивости предварительно взвешенные основы (подложки) помещали в вытяжной шкаф и на каждую основу наносили 80 микролитров стойкой антимикробной композиции, которую затем распределяли по всей поверхности основы. Основа представляла собой непористый, предварительно очищенный кусок пассивированной нержавеющей стали размером 1 дюйм на 1 дюйм (приблизительно 2,54×2,54 см) (сталь 18 да 304 sst, отполированная до зеркального блеска). Пассивирование основ выполняли, сначала погружая их в раствор Carboquat-H с массовой концентрацией 3% на 2 часа; затем основы погружали на 2 часа в раствор лимонной кислоты с массовой концентрацией 3% и затем основы дважды промывали, погружая их в чистую деионизованную воду на 30 минут; затем основы на 2 часа погружали в 3%-ный раствор пероксида водорода и затем основы дважды промывали, погружая их в чистую деионизованную воду на 30 минут. После нанесения композиции основы сушили в течение 14 часов и затем взвешивали для определения массы пленки.

Экстракцию основ производили в 1,2 мл деионизованной воды в чашке для взвешивания, помещенной на орбитальный встряхиватель (IKA Shuttler MTS4). Основу помещали в деионизованную воду так, чтобы полимерная пленка была обращена к чашке для взвешивания и находилась в воде, и скорость орбитального встряхивателя устанавливали равной 100. Спустя 15 секунд, 30 секунд, 1 минуту, 2 минуты и 7,5 минуты отбирали аликвоты экстракционной жидкости по 300 микролитров каждая, которые помещали во флаконы для ВЭЖХ. Для определения количества биоцида, высвобождаемого из системы в каждый из указанных моментов времени, применяли систему для ВЭЖХ анализа, снабженную УФ детектором и испарительным детектором светорассеяния; и колонку с силикагелем Neptune Hilic (5µ 100A; 15 см × 4,6 мм), поставляемую ES-lndustries (Cat. #135221-NPN-SI). В УФ детекторе была установлена длина волны 195 нм, а в испарительном детекторе светорассеяния скорость течения газа была установлена на отметке 0,6 в режиме Neb. Температура составляла 100°C, а температура испарения составляла 80°C. Градиент устанавливали равным 0,08 процентов TFA (англ. trifluoroacetic acid, трифторуксусная кислота) при объеме впрыска 10 мкл.

Репрезентативные примеры поверхностно-активных веществ, добавляемых в стойкие антимикробные композиции, представлены ниже в Таблице 4. Каждое из репрезентативных поверхностно-активных веществ, представленных в Таблице 4, добавляли в стойкую антимикробную композицию в концентрации 1,0% масс. активного поверхностно-активного вещества; композиции содержали следующие компоненты: (1) 2% масс. раствора CARBOQUAT Н, поставляемого Lonza Group Limited Швейцария; (2) 0,85% масс. лимонной кислоты; (3) 3% масс. пероксида водорода; и (4) 2,5% масс. полимера поликватерниум-22 (полимер MERQUAT 295, поставляемый Nalco Company). Композиции также содержали 0,4% масс. мочевины и 20% этанола; остальное составляла вода. В Таблице 4 также показано высвобождение биоцидов различной активности из стойких антимикробных композиций.

Стойкие антимикробные композиции, содержащие репрезентативные поверхностно-активные вещества, представленные в Таблице 4, имеют одинаковые профили высвобождения биоцида и аналогичную устойчивость действия, показанную для репрезентативных стойких антимикробных композиций, не включающих поверхностно-активное вещество, указанное в Таблице 4. Все стойкие антимикробные композиции, содержащие репрезентативные поверхностно-активные вещества, отличаются быстрым высвобождением лимонной кислоты и CARBOQUAT H, то есть композиции стабильны и проявляют стойкость действия, необходимую для стойких антимикробных композиций, рассмотренных в настоящем описании.

Несмотря на то, что композиции согласно изобретению были подробно рассмотрены на примере конкретных аспектов изобретения, после прочтения и усвоения приведенного описания специалисты в данной области техники могут внести изменения в описанные примеры и создать варианты и эквиваленты рассмотренных композиций. Соответственно объем настоящего изобретения ограничен лишь прилагаемыми пунктами формулы изобретения и их эквивалентами.

Реферат

Настоящее изобретение относится к антимикробной очищающей композиции, которая включает карбонатную/бикарбонатную соль четвертичного аммонийного катиона, органическую кислоту, пероксид водорода, поверхностно-активное вещество и полимер. Полимер выбран из аддукта катионного аминосодержащего полимера и эпихлоргидрина, полимера, полученного из катионного аминосодержащего полимера и эпихлоргидрина, поли(метакриламидопропилтриметиламмоний)хлорида, чередующегося сополимера простого бис(2-хлорэтилового) эфира и 1,3-бис(диметиламино)пропилмочевины, поли(диаллилдиметиламмоний)хлорида, терполимера трет-бутилакрилата, этилакрилата и метакриловой кислоты, полиэтиленоксида, поликватерниума-16, поликватерниума-22, поликватерниума-67 и комбинаций перечисленных соединений. Поверхностно-активное вещество выбрано из катионных поверхностно-активных веществ, неионных поверхностно-активных веществ, цвиттер-ионных поверхностно-активных веществ и комбинаций перечисленных соединений. Техническим результатом является обеспечение стабильности композиции и ее стойкой антимикробной активности при нанесении на поверхность. 10 з.п. ф-лы, 4 табл.

Формула