DE60111725T2

DE60111725T2 - Percarbonsäurezusammensetzungen und verwendung gegen mikrobielle sporen

Info

Publication number: DE60111725T2
Application number: DE60111725T
Authority: DE
Inventors: D. John HILGREN; L. Francis RICHTER; J. Duane REINHART; A. Joy SALVERDA
Original assignee: Ecolab Inc
Current assignee: Ecolab Inc
Priority date: 2000-03-22
Filing date: 2001-03-07
Publication date: 2006-05-04
Anticipated expiration: 2021-03-08
Also published as: ES2240425T3; WO2001070030A2; CA2400625C; CA2400625A1; EP1265486B1; EP1265486A2; WO2001070030A3; DE60111725D1; ATE298507T1; US6627657B1; AU2001242022A1

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft im allgemeinen eine Zusammensetzung, die eine antimikrobielle Aktivität einschließlich einer Aktivität gegen mikrobielle Sporen aufweist. Eine erfindungsgemäße Zusammensetzung beinhaltet Wasserstoffperoxid, eine Carbonsäure und eine Percarbonsäure und weist ein Gewichtsverhältnis der Percarbonsäure zum Wasserstoffperoxid von wenigstens 4 zu 1 auf. Eine erfindungsgemäße Zusammensetzung ist insbesondere zur mikrobiozidischen Behandlung von Substanzen verwendbar, welche durch Mikroorganismen der Gruppe Bazillus Cereus kontaminiert sind.
Hintergrund der Erfindung
Eine Vielzahl von Industriezweigen wie beispielsweise die Nahrungsmittelindustrie, die Gesundheitsindustrie, die Anstaltsindustrie und die Pflegeindustrie haben einen Bedarf zur Verwendung antimikrobieller Behandlungen, um mikrobielle Populationen in den Umgebungen, in denen diese Industriezweige ausgeführt werden, zu reduzieren. Unter einigen Umständen beinhalten diese antimikrobiellen Behandlungen die Verwendung von Persäurematerialien.
Zusammensetzungen für Persäurematerialien und deren Gebrauch zur Verminderung mikrobieller Populationen sind bekannt. Beispielsweise offenbaren Grosse-Bowing et al. (US-Patente US 4,501,058 und US 4,501,059 ) und Oakes et al. (US-Patente US 5,200,189 ; US 5,314,687 und US 5,718,910 ) Persäurematerialien in zahlreichen Endverwendungen. In ähnlicher Weise lehren Cosentino et al. ( US 5,279,735 ) die Verwendung von Persäurematerialien als Sterilisierungsmittel für Hohlfasermembranen wie solche, die beispielsweise in Kidney-Dialyse-Verfahren verwendet werden. Richter et al. ( US 5,436,008 ) lehrt einzigartige hygienisch machende Persäurematerialien, welche eine Anwendbarkeit zur Behandlung von Nahrungsmitteln aufweisen.
Typische Persäurematerialien beinhalten eine sich im Gleichgewicht befindende Mischung aus Acetatsäure, Wasserstoffperoxid, Peroxiacetatsäure und einem Stabilisierungsmittel. Ein Stabilisierungsmittel reduziert gewöhnlicherweise die Auswirkung von divalenten oder trivalenten Metallionen auf den Zerfall der aktiven Peroxidart. Geeignete Stabilisierungsmittel beinhalten ein Chelat oder ein Sequestrat (Bindemittel).
Obwohl Persäurematerialien gewöhnlicherweise ein breites Spektrum von antimikrobiellen Eigenschaften aufweisen, kann ihre Aktivität gegen bakterielle Sporen, Pilzsporen und Pilze geringer als gewünscht sein. Das Abtöten, Inaktivieren oder auf andere Weise Reduzieren der aktiven Population von bakteriellen Sporen, Pilzsporen und Pilzen auf Oberflächen (zum Beispiel insbesondere Lebensmitteloberflächen und Lebensmittel kontaktierende Oberflächen, welche typischerweise harte Oberflächen einschließlich Metall, Glas und Verbundmaterialien, etc. sind) ist ein besonders schwieriges Problem. Besonders bakterielle Sporen weisen eine einzigartige chemische Zusammensetzung von Sporenschichten auf, die sie gegenüber den antimikrobiellen Effekten von chemischen und physikalischen Reagenzien resistenter machen als vegetative Bakterien. Ähnlich wie bakterielle Sporen macht die einzigartige chemische Zusammensetzung von Pilzzellen, insbesondere von Schimmelpilzsporen, diese resistenter gegenüber chemischen und physikalischen Reagenzien als andere Mikroorganismen.
Ein insbesondere schwieriges Problem betrifft die mikrobiozidische Behandlung von bakteriellen Sporen bildenden Mikroorganismen der Gruppe Bazillus Cereus. Mikroorganismen der Gruppe Bazillus Cereus beinhalten Bazillus Cereus, Bazillus Mycoides, Bazillus Anthracis und Bazillus Thuringiensis. Diese Mikroorganismen besitzen zahlreiche phenotypische Eigenschaften, weisen ein hohes Maß an Ähnlichkeit der Chromosomensequenz auf und sind als Enterotoxinerzeuger bekannt.
Obwohl sämtliche Sporen bildenden Mikroorganismen bei mikrobiozidischen Behandlungen problematisch sind, da sie Sporen ausbilden, ist Bazillus Cereus eine der am meisten problematischsten, da sich herausgestellt hat, daß Bazillus Cereus eine gesteigerte Resistenz gegenüber keimtötenden Chemikalien zum Dekontaminieren von umgebenden Oberflächen besitzt. (siehe beispielsweise Blakistone et al. Efficacy of Oxonia^® Active Against Selected Sporeformers, Journal of Food Protection, Volume 62, Seiten 262 bis 267, wo berichtet wird, daß Bazillus Cereus gegenüber den Auswirkungen von Peroxiacetatsäurekeimtötern, welche unter Verwendung herkömmlicher Parameter formuliert wurden, toleranter ist als andere getestete Sporen bildende Bakterien einschließlich anderer Bazillus und Clostridium Spezies.) Bazillus Cereus ist ein besonders gut etablierter Enterotoxinerzeuger und Lebensmittelinfektionserreger. Der Organismus wird häufig als Ursache von gastrointestinalen Krankheiten diagnostiziert und wird als Grund für zahlreiche Lebensmittelvergiftungsausbrüche vermutet. Der Organismus ist in der Natur allgegenwärtig und liegt in der Folge in Tierfutter und Trockenfutter vor. Aufgrund seines schnellen Sporenwachstums überlebt der Organismus einfach in der Umwelt und kann den Darmdurchgang in Kühen überleben. Der Organismus kann Rohmilch über Fäkalien und den Boden kontaminieren. Bazillus Cereus kann den Pasteurisierungsprozeß einfach überleben.
Bazillus Cereus ist ebenfalls bekannt als schwerwiegende menschliche Krankheiten über eine Verschmutzung der Umwelt verursachend. Bazillus Cereus ist beispielsweise dafür bekannt, posttraumatische Augeninfektionen zu verursachen, welche eine visuelle Beeinträchtigung oder den Verlust der Sehkraft innerhalb von 12 bis 48 Stunden nach der Infektion verursachen kann.
Es besteht daher ein wesentlicher Bedarf nach einer Verbesserung von Persäurematerialien, so daß sie gegenüber bakteriellen Sporen und Pilzen und anderen Mikroorganismen mit Resistenz gegenüber keimtötenden Materialien eine größere antimikrobielle Aktivität aufweisen, insbesondere eine Aktivität gegen Mikroorganismen der Bazillus Cereus – Gruppe.
Zusammenfassung der Erfindung
Auf dem Gebiet der mikrobiellen Behandlungen wird verbreitet angenommen, daß Peroxicarbonsäure und Wasserstoffperoxid bei mikrobiozidischen Behandlungen zur Reduzierung von mikrobiellen Populationen zusammenwirken. Es wird allgemein angenommen, daß Peroxiacetatsäure und Wasserstoffperoxid in wässrigen Konzentrationen von ungefähr 1 bis 10 Gew.-% jeweils signifikante unabhängige antimikrobielle Eigenschaften aufweisen können.
Allerdings wurde gemäß der Erfindung herausgefunden, daß Wasserstoffperoxid in Kombination mit einer Carbonsäure, einer Peroxidcarbonsäure und einer quartären Ammoniumverbindung die Resistenz von bakteriellen Sporen, insbesondere der Gruppe Bazillus Cereus, gegenüber Persäurematerialien erleichtert. Es werden Mittel zur Verminderung der durch das Peroxid induzierten Resistenz und zur Steigerung der Effizienz benötigt.
Die vorliegende Erfindung betrifft folglich eine Zusammenstellung, wie sie in Anspruch 1 definiert ist, sowie ein Verfahren, wie es in Anspruch 21 definiert ist. Eine erfindungsgemäße Zusammensetzung ist auf die Verminderung der Konzentration des Wasserstoffperoxids im Verhältnis zu einer Peroxidcarbonsäure von herkömmlichen Konzentrationen auf ein im nachfolgenden beschriebenes Maß gerichtet. Die Verminderung der Wasserstoffperoxidkonzentration im Verhältnis zur Peroxicarbonsäure liefert ein Maß an antimikrobiellen Eigenschaften, welches überraschend ist und in dieser Technologie einzigartig ist.
Eine erfindungsgemäße Zusammensetzung beinhaltet typischerweise Wasserstoffperoxid, eine Carbonsäure und eine Peroxicarbonsäure, in welcher das Verhältnis der Peroxicarbonsäure zum Wasserstoffperoxid wenigstens 4 zu 1, vorzugsweise wenigstens 5 zu 1, noch bevorzugter wenigstens 6 zu 1 und am meisten bevorzugt wenigstens 7 zu 1 beträgt. Diese Verhältnisse sind in Gewichtsteile der Peroxicarbonsäure zu jedem Gewichtsteil des Wasserstoffperoxid ausgedrückt.
Eine erfindungsgemäße Zusammensetzung weist im Vergleich zu Persäurematerialien, die größere Mengen an Wasserstoffperoxid im Verhältnis zur Peroxicarbonsäure als die erfindungsgemäße Zusammensetzung aufweisen, wenn sämtliche Bedingungen mit Ausnahme der Wasserstoffperoxidmenge konstant gehalten werden, typischerweise eine gesteigerte antimikrobielle Aktivität, insbesondere eine gegen Sporen wirkende Aktivität, auf.
In einer Ausführungsform beinhaltet eine Zusammensetzung des Konzentrats Wasserstoffperoxid in einer Menge zwischen ungefähr 0,2 Gew.-% und ungefähr 6 Gew.-%, eine Carbonsäure der Formel R(COOH)_n, in welcher R einen Wasserstoff, ein Alkyl, Alkenyl, eine alizyklische Gruppe, ein Aryl, Heteroaryl oder heterozyklische Gruppe beinhaltet und n gleich 1, 2 oder 3 ist, wobei die Carbonsäure in einer Menge zwischen ungefähr 5 Gew.-% und ungefähr 80 Gew.-% vorliegt, und eine Peroxicarbonsäure der Formel R(COOOH)_n, in welcher R beinhaltet einen Wasserstoff, ein Alkyl, ein Alkenyl, eine alizyklische Gruppe, ein Aryl, ein Heteroaryl oder eine heterozyklische Gruppe und n gleich 1, 2 oder 3 ist, wobei die Peroxicarbonsäure in einer Menge zwischen 0,2 Gew.-% und 30 Gew.-% vorliegt und das Verhältnis der Peroxicarbonsäure zum Wasserstoffperoxid wenigstens 4 zu 1 beträgt.
In einer anderen Ausführungsform beinhaltet die Zusammensetzung einer gebrauchsfertigen Lösung Wasserstoffperoxid in einer Menge von bis zu 2500 ppm, eine Carbonsäure der Formel R(COOH)_n, in der R einen Wasserstoff, ein Alkyl, ein Alkenyl, eine alizyklische Gruppe, ein Aryl, ein Heteroaryl oder eine heterozyklische Gruppe beinhaltet und n gleich 1, 2 oder 3 ist, wobei die Carbonsäure in einer Menge zwischen ungefähr 2 ppm und ungefähr 27000 ppm vorliegt, und eine Peroxicarbonsäure der Formel R(COOOH)_n, in welcher R einen Wasserstoff, ein Alkyl, ein Alkenyl, eine alizyklische Gruppe, ein Aryl, ein Heteroaryl oder eine heterozyklische Gruppe beinhaltet und n gleich 1, 2 oder 3 ist, wobei die Peroxicarbonsäure in einer Menge zwischen ungefähr 1 ppm und ungefähr 10000 ppm vorliegt und das Verhältnis der Peroxicarbonsäure zum Wasserstoffperoxid wenigstens 4 zu 1 beträgt.
Eine erfindungsgemäße Zusammensetzung kann ebenfalls Additive wie beispielsweise ein Stabilisierungsreagenz, einen Hydrotropen, ein Tensid und/oder ein anderes Hilfsmittel aufweisen, um zusätzliche Eigenschaften vorzusehen.
Eine erfindungsgemäße Zusammensetzung beinhaltet des weiteren eine quartäre Ammoniumverbindung. In einigen Fällen kann die Effizienz der erfindungsgemäßen Zusammensetzung für Sporen und Pilze des weiteren durch Einschließen einer quartären Verbindung verbessert werden.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren beinhaltet typischerweise das Kontaktieren einer Substanz mit einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung, um mikrobielle Populationen zu reduzieren. Die Zusammensetzung weist beispielsweise eine antimikrobielle Aktivität gegenüber Sporen oder bzw. Sporen bildenden Mikroorganismen einschließlich Bazillus Cereus, Bazillus Anthracis, Bazillus Thuringiensis und deren Sporen auf. Das Verfahren ist überraschenderweise beim Abtöten bakterieller Sporen, insbesondere von Sporen der Gruppe Bazillus Cereus, effektiv.
In einer Ausführungsform beinhaltet ein Verfahren ein Kontaktieren einer mit Mikroorganismen der Gruppe Bazillus Cereus kontaminierten Substanz mit einer Zusammensetzung, welche eine Peroxicarbonsäure und Wasserstoffperoxid in einem Verhältnis von Peroxicarbonsäure zu Wasserstoffperoxid von ungefähr 4 zu 1 oder mehr, vorzugsweise ungefähr 5 zu 1 oder mehr, noch bevorzugter ungefähr 6 zu 1 oder mehr und am meisten bevorzugt ungefähr 7 zu 1 oder mehr aufweist.
Ein anderes erfindungsgemäßes Verfahren ist auf die gewünschte Reduzierung der Konzentration des Wasserstoffperoxids relativ zur Konzentrierung einer Peroxicarbonsäure in einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung durch beispielsweise eine Reaktion mit einer katalytischen Oberfläche, eine Reaktion mit einem chemischen Reagenz oder der Anwendung von anderen chemischen Techniken gerichtet.
In einer Ausführungsform kann die Konzentration in gewünschter Weise relativ zur Konzentration der Peroxicarbonsäure durch Steuerung der Gleichgewichtsreaktion zwischen Wasserstoffperoxid und einer Carbonsäure vermindert werden.
In einer anderen Ausführungsform kann die Konzentration in gewünschter Weise relativ zur Konzentration einer Peroxicarbonsäure vermindert werden, indem eine erfindungsgemäße Zusammensetzung einen Wasserstoffperoxid zerstörenden Reagenz ausgesetzt wird, beispielsweise einer Catalase.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Die Erfindung betrifft Zusammensetzungen, die für eine Verwendung bei einer mikrobiozidischen Behandlung einer Vielzahl von Substanzen und auf Verfahren von mikrobiozidischen Behandlungen für eine Vielzahl von Substanzen gerichtet sind.
Eine erfindungsgemäße Zusammensetzung ist gegen Mikroorganismen einschließlich vergetativer Bakterien, Sporen, bakterieller Sporen, Pilze, Pilzsporen (z. B. Hefe, Schimmelpilze), Viren, Parasiten, etc. verwendbar. Eine erfindungsgemäße Zusammensetzung ist insbesondere gegenüber Mikroorganismen der Gruppe Bazillus Cereus und besonders gegen Sporen der Gruppe Bazillus Cereus verwendbar.
Eine mikrobiozidische Behandlung beinhaltet jede Behandlung einer Vielzahl von Substanzen, die auf eine Reduzierung, Eliminierung oder Inaktivierung mikrobieller Verschmutzungen auf einer Oberfläche einer behandelten Substanz zielt. Eine mikrobielle Behandlung kann eine antimikrobielle Aktivität wie eine antibakterielle, antifungizide, antiviruelle oder antiparasitäre Aktivität ermöglichen. Eine solche antimikrobielle Aktivität beinhaltet eine Aktivität, die hinsichtlich einer Zersetzung einer Substanz effektiv sein kann, eine Aktivität, welche einen Beitrag zu verschmutzungsbezogenen Krankheiten von Menschen oder Tieren leisten kann, eine Aktivität, die die Lagerzeit einer Substanz reduzieren kann, etc.
Der Ausdruck „reduzieren" umfaßt die gewünschte Reduzierung der Anzahl der Mikroorganismen auf einer behandelten Substanz. Eine gewünschte Menge der Reduzierung der Mikrobenzahl kann auf Industriestandards, Regierungsbestimmungen, etc. beruhen, muß allerdings darin bedeutsam sein, daß herkömmliche statistische Verfahren ergeben, daß die Menge der Reduzierung statistisch signifikant ist. Eine gewöhnlicherweise gewünschte Menge der Reduzierung wird auf Basis der Ausdrücke einer log₁₀ Reduzierung berechnet. Eine erfindungsgemäße Zusammensetzung ermöglicht im allgemeinen eine antimikrobielle Aktivität gegen wenigstens einen Bruchteil einer log₁₀ Reduzierung, welcher größer ist als der herkömmlicher Zusammensetzungen zur mikrobiellen Behandlung, wenn sämtliche Bedingungen mit Ausnahme der relativen Mengen der Peroxicarbonsäure und des Wasserstoffperoxids identisch sind. Das bedeutet, daß beim Durchführen eines derartigen Vergleiches die einzige Änderung zwischen der erfindungsgemäßen mikrobiellen Behandlung und der herkömmlichen mikrobiellen Behandlung ist, daß eine herkömmliche Zusammensetzung eine größere Menge an Wasserstoffperoxid relativ zur Peroxicarbonsäure als eine erfindungsgemäße Zusammensetzung aufweist.
Obwohl die Erfindung nicht auf eine bestimmte Theorie beschränkt ist, deutet eine Theorie daraufhin, daß ein Mikroorganismus einschließlich Sporen eine Resistenz auf eine mikrobiozidische Behandlung unter Verwendung eines antimikrobiellen Materials aufweisen kann, da eine bestimmte Komponente andere hinsichtlich einer Wirkung gegenüber des Mikroorganismus' blockieren kann oder da bestimmte Komponenten verursachen können, daß ein Mikroorganismus einen Verteidigungsmetabolismus gegen das antimikrobielle Material annimmt. Eine Theorie deutet insbesondere für Persäurematerialien an, daß bei einigen Mikroorganismen Wasserstoffperoxid einen Widerstandsmechanismus gegen das Persäurematerial auslöst. Eine erfindungsgemäße Zusammensetzung kann daher verglichen zu herkömmlichen Zusammensetzungen eine verbesserte antimikrobielle Aktivität aufweisen, da der Resistenzmechanismus gegenüber Peroxicarbonsäure der angesprochenen Mikroorganismen, insbesondere der Mikroorganismen der Gruppe Bazillus Cereus, weniger wahrscheinlich durch eine erfindungsgemäße Zusammensetzung ausgelöst wird.
Eine erfindungsgemäße Zusammensetzung ist für eine Behandlung einer Vielzahl von Substanzen in einer Vielzahl von Umgebungen geeignet. Eine erfindungsgemäße Zusammensetzung kann in einer beliebigen Umgebung verwendet werden, in der die Reduzierung einer mikrobiellen Verschmutzung, insbesondere einer mikrobiellen Verschmutzung verursacht durch Mikroorganismen der Gruppe Bazillus Cereus, gewünscht sein kann. Dieses ist beispielsweise die Gesundheitsindustrie (z. B. Tierkliniken, Krankenhäuser, Tierarztpraxen, Arztpraxen, Pflegeheime, Tagespflegeheimstätten für Kinder oder Senioren, etc.), die Lebensmittelindustrie (z. B. Restaurants, Nahrungsmittel erzeugende Fabriken, Nahrungsmittel lagernde Fabriken, Supermärkte, etc.), die Bewirtungsindustrie (z. B. Hotels, Motels, Resorts, Kreuzfahrtschiffe, etc.), die Erziehungsindustrie (z. B. Schulen und Universitäten), die Wasserbehandlungsindustrie, Kühlturmabflüsse, Schwimmbecken, Wellnessbereiche, etc.
Eine erfindungsgemäße Zusammensetzung kann zur Behandlung einer Vielzahl von Substanzen verwendet werden, bei denen es erwünscht sein kann, die mikrobielle Verschmutzung, insbesondere die durch Mikroorganismen der Gruppe Bazillus Cereus verursachte mikrobielle Verschmutzung zu reduzieren. Dieses sind beispielsweise allgemein vorausgesetzte Oberflächen (z. B. Fußböden, Wände, Decken, Außenflächen von Möbeln, etc.), speziell behandelte Oberflächen (z. B. harte Oberflächen, Herstellungsausrüstung, Verfahrensausrüstung, etc.), Textilien (z. B. Baumwolle, Wolle, Seide, synthetische Fasern wie Polyester, Polyolefine und Acryle, Mischungen von Fasern wie Baumwoll-Polyester-Mischungen, etc.), holz- und zellulosebasierte Systeme (z. B. Papier), Böden, Tierkadaver (z. B. Fell, Fleisch, Haar, Federn, etc.), Nahrungsmittel (z. B. Früchte, Gemüse, Nüsse, Fleisch, etc.) und Wasser.
Eine erfindungsgemäße Zusammensetzung kann beispielsweise abhängig von den Transportkosten, des Industriestandards, der Anwendung, etc. in einer Vielzahl von Konzentrationen formuliert werden. Eine erfindungsgemäße Zusammensetzung kann beispielsweise als konzentrierte Zusammensetzung, als gebrauchsfertige Lösung, als Zweikomponentensystem, etc. formuliert werden.
Eine konzentrierte Zusammensetzung kann unter einigen Umständen ohne Verdünnung verwendet werden. Allerdings wird eine konzentrierte Zusammensetzung gewöhnlicherweise mit einem Verdünnungsmittel wie beispielsweise Wasser vor dem Gebrauch verdünnt.
Eine gebrauchsfertige Lösung kann durch Verdünnen einer konzentrierten Zusammensetzung in einem Verdünnungsmittel wie beispielsweise Wasser vorbereitet werden. Gewöhnlicherweise wird eine gebrauchsfertige Lösung gemäß der Erfindung bei einer mikrobiozidischen Behandlung einer Oberfläche, insbesondere bei einer mikrobiozidischen Behandlung von Textilien verwendet werden. Ein Vielkomponentensystem für eine erfindungsgemäße Zusammensetzung beinhaltet ein Anbieten der Komponenten in zahlreichen Teilen, beispielsweise Wasserstoffperoxid, Carbonsäure und Peroxicarbonsäure in einem Teil und einem oder mehrere Additive in einem oder mehreren zusätzlichen Teilen. Die Teile können zum Erzeugen einer konzentrierten Zusammensetzung gemäß der Erfindung oder einer gebrauchsfertigen Lösung gemäß der Erfindung kombiniert werden. Ein Vielkomponentensystem kann insbesondere vorteilhaft sein, wenn ein oder mehrere Additive die antimikrobielle Aktivität der erfindungsgemäßen Zusammensetzung umgekehrt beeinflussen können. Ein Vielkomponentensystem ermöglicht, daß derartige Additive zu der erfindungsgemäßen Zusammensetzung unmittelbar vor einer mikrobiozidischen Behandlung zugefügt werden können.
Zusammensetzung
Eine erfindungsgemäße Zusammensetzung beinhaltet eine effektiv reduzierte Menge an Wasserstoffperoxid, eine effektive Menge an Carbonsäure sowie eine effektive Menge an Peroxicarbonsäure, um effektive chemische Eigenschaften zu erzeugen und Populationen von Mikroben und Sporen zu reduzieren. Eine erfindungsgemäße Zusammensetzung beinhaltet ebenfalls eine quartäre Ammoniumverbindung. Sie kann ebenfalls Additive wie beispielsweise ein stabilisierendes Reagenz, einen Hydrotropen, ein Tensid, einen Hilfsstoff, etc. beinhalten.
Eine erfindungsgemäße Zusammensetzung beinhaltet eine im Gleichgewicht befindliche Mischung aus einer Peroxicarbonsäure, Wasserstoffperoxid und einer Carbonsäure, welche aus einer Säure-katalysierten Gleichgewichtsreaktion zwischen Wasserstoffperoxid und einer Carbonsäure zum Ausbilden einer Peroxicarbonsäure resultiert.
Bei einer Säure-katalysierten Gleichgewichtsreaktion bewegen sich eine Peroxicarbonsäure, Wasserstoffperoxid und eine Carbonsäure in Richtung eines Gleichgewichts, in welchem die relativen Verhältnisse jedes Bestandteils von den relativen Verhältnissen und Konzentrationen der Carbonsäure und des Wasserstoffperoxids, welche als Ausgangsmaterialien verwendet wurden, abhängt.
Wenn die Mischung das Gleichgewicht erreicht, steigt der Anteil der Peroxicarbonsäure an, bis beim Gleichgewichtspunkt ein Maximum erreicht wird. Das Maß, in welchem die Zusammensetzung sich in Richtung des Gleichgewichtspunktes bewegt, kann von den Konzentrationen der Reagenzien, der vorherrschenden Temperatur und/oder einer Konzentration eines Katalysators wie beispielsweise einer starken organischen oder anorganischen Säure (z. B. Phosphorsäure, Phosphonsäure, Schwefelsäure, schweflige Säure, etc.) abhängen. Durch Steuern der Säure-katalysierten Gleichgewichtsreaktion durch beispielsweise Steuerung der Konzentrationen der Carbonsäure, des Wasserstoffperoxids und des Wassers, können die Verhältnisse der Peroxicarbonsäure und des Wasserstoffperoxids in einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung gesteuert werden. Die Konzentration der Peroxicarbonsäure wird vorzugsweise maximiert und die Konzentration des Wasserstoffperoxids demgegenüber minimiert.
Wasserstoffperoxid
Eine erfindungsgemäße Zusammensetzung beinhaltet Wasserstoffperoxid. Wasserstoffperoxid beinhaltet jede beliebige wässrige Lösung von Wasserstoffperoxid und Lösungen von alkalischen Metallwasserstoffperoxiden, Alkalisalzen von Percarbonaten und Persulfaten und organische Peroxide. Organische Peroxide beinhalten Lösungen von Wasserstoffperoxiden, welche beispielsweise Dicumylperoxid, Dialkylperoxide, Harnstoffperoxide, etc. als Basis der Lösung des Wasserstoffperoxids beinhalten. Die Wasserstoffperoxidquelle ist vorzugsweise eine wässrige Lösung aus Wasserstoffperoxid.
Wasserstoffperoxid (H₂O₂) bietet den Vorteil einer hohen Aktivität des Sauerstoffs aufgrund seines geringen Molekulargewichtes (34,014 g/mol) und ist mit zahlreichen Substanzen, welche mit den Verfahren der Erfindung behandelt werden können, kompatibel, da es ein schwach saure, klare und farblose Flüssigkeit ist.
Ein anderer Vorteil des Wasserstoffperoxids ist, daß es sich in Wasserstoff und Sauerstoff zersetzt. Nachdem eine erfindungsgemäße Zusammensetzung für eine mikrobiozidische Behandlung einer Oberfläche verwendet wurde, zersetzt sich daher die Kombination der Peroxicarbonsäure und des Wasserstoffperoxids in die entsprechende Carbonsäure, Wasser und Sauerstoff.
In einer Ausführungsform beinhaltet die erfindungsgemäße Zusammensetzung beispielsweise Peroxiacetatsäure und Wasserstoffperoxid. Nach einer Verwendung für eine mikrobiozidische Behandlung zersetzen sich die Peroxiacetatsäure und das Wasserstoffperoxid in Essigsäure, Wasser und Sauerstoff. Es ist vorteilhaft, diese Zersetzungsprodukte zu haben, da sie im allgemeinen mit den behandelten Substanzen kompatibel sind. Die Zersetzungsprodukte sind beispielsweise im allgemeinen mit metallischen Substanzen (z. B. insbesondere korrosionsbeständigen) und mit Lebensmittelprodukten (z. B. ändern nicht wesentlich die Farbe, den Geruch oder den Nährwert eines Lebensmittelproduktes) kompatibel. Zusätzlich sind die Zersetzungsprodukte bei einem versehentlichen Kontakt mit Menschen unschädlich und sind umweltfreundlich.
Eine erfindungsgemäße Zusammensetzung beinhaltet typischerweise Wasserstoffperoxid in einer ausreichenden Menge, um das Gleichgewicht zwischen einer Carbonsäure, Wasserstoffperoxid und einer Peroxicarbonsäure zu bewahren. Die Menge des Wasserstoffperoxids sollte eine Menge nicht überschreiten, die die antimikrobielle Aktivität der erfindungsgemäßen Zusammensetzung nachteilig beeinflußt. Darüber hinaus enthält eine erfindungsgemäße Zusammensetzung vorzugsweise Wasserstoffperoxid in einer Konzentration so nahe an Null wie möglich. Das bedeutet, daß die Konzentration des Wasserstoffperoxids minimiert wird.
Ein Vorteil der Minimierung der Konzentration des Wasserstoffperoxids ist, daß die antimikrobielle Aktivität der erfindungsgemäßen Zusammensetzung verglichen zu herkömmlichen Zusammensetzungen verbessert wird.
Dennoch wird ein Überschuß an Wasserstoffperoxid, wenn auch gering, gewöhnlicherweise beim Beginn der Zusammensetzung (d. h. bei der Reaktion der Carbonsäure mit dem Wasserstoffperoxid) bewahrt, um eine Gleichgewichtsausbeute der Peroxicarbonsäure innerhalb eines vernünftigen Zeitrahmens zu erhalten. Ein vernünftiger Zeitrahmen beinhaltet beispielsweise weniger als 21 Tage, vorzugsweise weniger als 14 Tage und noch bevorzugter weniger als 7 Tage. Im Ergebnis beinhaltet eine erfindungsgemäße Zusammensetzung typischerweise eine Restmenge an Wasserstoffperoxid, welche größer als Null ist.
Die Lagerstabilität kann ebenfalls die minimale Menge des Wasserstoffperoxids, welche vorliegen kann, einschränken. Eine erfindungsgemäße Zusammensetzung ist vorzugsweise wenigstens 6 Monate, bevorzugter für wenigstens 12 Monate und noch bevorzugter für wenigstens 24 Monate lagerstabil. Die Bezeichnung „lagerstabil" wie sie hier benutzt wird, bezieht sich auf die Bewahrung von wenigstens 90 Gew.-%, vorzugsweise 95 Gew.-% der ursprünglichen Gleichgewichtskonzentration des Wasserstoffperoxids, einer Carbonsäure und einer Peroxicarbonsäure während der Lagerung der Zusammensetzung bei einer geeigneten Temperatur.
In einer Ausführungsform kann die Konzentration des Wasserstoffperoxids durch eine Reaktion mit einem Wasserstoffperoxid zerstörenden Enzymreagenz wie beispielsweise ein Enzym (z. B. Catalase, Peroxidase, etc.), einem Metall (z. B. Platin), etc. auf einen Wert von ungefähr Null aktivem Wasserstoffperoxid vermindert werden. Allerdings ist die Reduzierung des Wasserstoffperoxids durch dieses Verfahren wahrscheinlich für industrielle Zwecke aufgrund der gehobenen Kosten nicht praktikabel.
Zur Zerstörung der Aktivität des Wasserstoffperoxids kann ein enzymatisches Reagenz verwendet werden, indem beispielsweise das enzymatische Reagenz in einem kleinen festen Bettreaktor oder einer Säule angeordnet wird, durch welche die erfindungsgemäße Zusammensetzung 4 Stunden vor der Verwendung geleitet wird. Obwohl ein derartiges Verfahren verursachen kann, daß die verbleibende Peroxicarbonsäure sich in Richtung der Ausgangsmaterialien verschiebt und nach einem neuen Gleichgewicht strebt, sollte die Lösung den LeChatelier-Effekt verlängern und die antimikrobielle Aktivität der erfindungsgemäßen Zusammensetzung nicht wesentlich reduzieren.
Ein alternatives, aber weniger bevorzugtes Verfahren zur Verwendung eines enzymatischen Reagenz zur Zerstörung der Aktivität des Wasserstoffperoxids ist, das enzymatische Reagenz direkt einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung vor deren Verwendung zuzufügen.
Das Wasserstoffperoxid kann typischerweise in einer gebrauchsfertigen Lösung in einer Menge von bis zu ungefähr 2500 ppm, vorzugsweise zwischen ungefähr 3 ppm bis ungefähr 1850 ppm und noch bevorzugter zwischen ungefähr 6 ppm und ungefähr 1250 ppm vorliegen. Der Ausdruck „ppm" ist definiert als parts per million (Teile pro Million) und bezieht sich auf die Mengen, die vorliegen, wenn die Zusammensetzung das Gleichgewicht erreicht hat.
Das Wasserstoffperoxid kann alternativ in einer konzentrierten Zusammensetzung, die für eine Verdünnung von einem Volumenteil (einer Unze) der konzentrierten Zusammensetzung auf weniger als ungefähr 256 Volumenteile (2 Gallonen) bis zu 1920 Volumenteilen (ungefähr 15 Gallonen) und bevorzugter zwischen ungefähr 512 Volumenteilen (4 Gallonen) und ungefähr 1280 Volumenteilen (10 Gallonen) Wasser vorgesehen ist, in einer Menge zwischen 0,2 Gew.-% und 6 Gew.-%, vorzugsweise zwischen ungefähr 0,5 Gew.-% und ungefähr 5 Gew.-% und noch bevorzugter zwischen ungefähr 0,8 Gew.-% und ungefähr 4 Gew.-% vorliegen.
Der hier verwendete Ausdruck „Gew.-%" bezieht sich auf ein Verhältnis eines Gewichtes/Gewichtsprozent von 100% aktiven Inhaltsstoffen, wenn die Zusammensetzung das Gleichgewicht erreicht hat.
Fachleute werden begrüßen, daß die Mengen der Komponenten in einer konzentrierten Zusammensetzung abhängig von den gewünschten Endverdünnungen variieren können. Die gewünschte Endverdünnung kann von einem Industriestandard, den Transportkosten, der Anwendung, etc. abhängen. Die konzentrierte Zusammensetzung kann daher in mehr als 15 Gallonen Wasser verdünnt werden.
Carbonsäure
Eine erfindungsgemäße Zusammensetzung beinhaltet ebenfalls eine Carbonsäure. Eine Carbonsäure beinhaltet beliebige Komponenten der Formel R-(COOH)_n, in welcher R ein Wasserstoff, ein Alkyl, ein Alkenyl, eine alizyklische Gruppe, ein Aryl, ein Heteroaryl oder eine heterozyklische Gruppe sein kann und n gleich 1, 2 oder 3 ist. R beinhaltet vorzugsweise Wasserstoff, ein Alkyl oder ein Alkenyl.
Die Bezeichnung „Alkyl" beinhaltet eine gerade oder verzweigte gesättigte aliphatische Kohlenwasserstoffkette mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen wie beispielsweise Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl (1-Methylethyl), Butyl, Tert-Butyl (1,1-Dimethylethyl) und dergleichen.
Der Ausdruck „Alkenyl" beinhaltet eine ungesättigte aliphathische Kohlenwasserstoffkette mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen wie beispielsweise Ethenyl, 1-Propenyl, 2-Propenyl, 1-Butenyl, 2-Methyl-1-Propenyl und dergleichen.
Das obige Alkyl oder Alkenyl kann schließlich mit einem Heteroatom wie beispielsweise einem Stickstoff, Schwefel oder Sauerstoffatom ein Aminoalkyl, Oxyalkyl oder Thioalkyl, beispielsweise Aminomethyl, Thioethyl, Oxypropyl und dergleichen ausbildend, substituiert sein. In ähnlicher Weise kann die Kette des obigen Alkyls oder Alkenyls durch ein Heteroatom unterbrochen sein, wobei ein Alkylaminoalkyl, Alkylthioalkyl oder Alkoxyalkyl, beispielsweise Methylaminoethyl, Ethylthiopropyl, Methoxymethyl und dergleichen ausgebildet werden.
Die Bezeichnung „alizyklisch" beinhaltet einen beliebigen zyklischen Kohlenwasserstoffrest, welcher zwischen 3 und 8 Kohlenstoffatomen enthält. Beispiele geeigneter alizyklischer Gruppen beinhalten Cyclopropanyl, Cyclobutanyl, Cyclopentanyl, etc.
Die Bezeichnung „heterozyklisch" beinhaltet einen beliebigen zyklischen Kohlenwasserstoffrest, welcher zwischen 3 und 8 Kohlenstoffatomen enthält und durch ein Heteroatom wie beispielsweise ein Stickstoff-, Schwefel- oder Sauerstoffatom unterbrochen ist. Beispiele geeigneter heterozyklischer Gruppen beinhalten von Tetrahydrofuranen, Furanen, Thiophenen, Pyrrolidinen, Piperidinen, Pyridinen, Pyrrolen, Picolinen, Coumalinen, etc. abgeleitete Gruppen.
Das Alkyl, das Alkenyl, die alizyklischen Gruppen und die heterozyklischen Gruppen können beispielsweise durch eine Aryl-, Heteroaryl-, C_1-4Alkyl-, C_1-4 Alkenyl-, C_1-4 Alkoxy-, Amino-, Carboxy-, Halo-, Nitro-, Cyano-, -SO₃H-, Phosphon- oder Hydroxy-Gruppe substituiert oder nicht substituiert sein. Wenn ein Alkyl, ein Alkenyl, eine allzyklische Gruppe oder eine heterozyklische Gruppe substituiert ist, wird vorzugsweise eine C_1-4 Alkyl-, Halo-, Nitro-, Amido-, Hydroxy-, Carboxy-, Sulpho- oder Phosphon-Gruppe substituiert. In einer Ausführungsform beinhaltet R ein Alkyl, welches mit einer Hydroxygruppe substituiert ist.
Der Ausdruck „Aryl" beinhaltet ein aromatisches Hydrocarbyl, einschließlich gerauchter aromatischer Ringe wie beispielsweise Phenyl oder Naphthyl.
Die Bezeichnung „Heteroaryl" beinhaltet heterozyklische aromatische Derivate mit wenigstens einem Heteroatom wie beispielsweise Stickstoff, Sauerstoff, Phosphor oder Schwefel und beinhaltet beispielsweise ein Furyl, Pyrrolyl, Thienyl, Oxazolyl, Pyridyl, Imidazolyl, Thiazolyl, Isoxyzolyl, Pyrazolyl, Isothiazolyl, etc.
Die Bezeichnung „Heteroaryl" beinhaltet ebenfalls gerauchte Ringe, in welchen wenigstens ein Ring aromatisch ist, wie beispielsweise Indolyl, Purinyl, Benzofuryl, etc.
Aryl- und Heteroarylgruppen können an dem Ring durch beispielsweise eine Aryl-, Heteroaryl-, Alkyl-, Alkenyl-, Alkoxy-, Amino-, Carboxy-, Halo-, Nitro-, Cyano-, -SO₃H-, Phosphon- oder Hydroxy-Gruppe substituiert oder nicht substituiert sein. Wenn ein Aryl, Aralkyl oder Heteroaryl substituiert ist, ist die Substitution vorzugsweise eine C_1-4 Alkyl-, Halo-, Nitro-, Amido-, Hydroxy-, Carboxy-, Sulpho- oder Phosphon-Gruppe. In einer Ausführungsform beinhaltet R ein mit C_1-4 Alkyl substituiertes Aryl.
Beispiele von geeigneten Carbonsäuren beinhalten eine Vielzahl von Monocarbonsäuren, Dicarbonsäuren und Tricarbonsäuren.
Monocarbonsäuren beinhalten beispielsweise Ameisensäure, Essigsäure, Pivalinsäure, Butansäure, Pentansäure, Hexansäure, Heptansäure, Octansäure, Nonansäure, Decansäure, Undecansäure, Dodecansäure, Glycolsäure, Milchsäure, Salicylsäure, Acetylsalicylsäure, Mandelsäure, etc.
Dicarbonsäuren beinhalten beispielsweise Adipinsäure, Fumarinsäure, Glutarsäure, Maleinsäure, Bernsteinsäure, Apfelsäure, Weinsäure, etc.
Tricarbonsäuren beinhalten beispielsweise Zitronensäure, Trimellitsäure, Isozitronensäure, Agaicinsäure, etc.
Eine für einen Gebrauch in einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung geeignete Carbonsäure kann aufgrund ihrer Löslichkeit, Kosten, Eignung als Lebensmittelzusatz, ihres Geruchs, ihrer Reinheit, etc. ausgewählt werden.
Eine für eine erfindungsgemäße Zusammensetzung insbesondere nützliche Carbonsäure beinhaltet eine wasserlösliche Carbonsäure wie beispielsweise Ameisensäure, Essigsäure, Propionsäure, Butansäure, Milchsäure, Glykolsäure, Zitronensäure, Mandelsäure, Glutarsäure, Maleinsäure, Apfelsäure, Adipinsäure, Bernsteinsäure, Weinsäure, etc. Diese Carbonsäuren können ebenfalls nützlich sein, da wasserlösliche Carbonsäuren Lebensmittelzusätze wie Ameisensäure, Essigsäure, Milchsäure, Zitronensäure, Weinsäure, etc. sein können.
Eine erfindungsgemäße Zusammensetzung beinhaltet vorzugsweise Essigsäure, Octansäure oder Propionsäure, Milchsäure, Heptansäure, Octansäure oder Nonansäure.
Eine erfindungsgemäße Zusammensetzung kann eine Carbonsäure in einer zur Bewahrung des Gleichgewichtes zwischen einer Carbonsäure, Wasserstoffperoxid und einer Peroxicarbonsäure effektiven Menge beinhalten. Eine Carbonsäure kann in einer gebrauchsfertigen Lösung typischerweise in einer Menge zwischen ungefähr 2 ppm und ungefähr 27000 ppm, vorzugsweise zwischen ungefähr 100 ppm und ungefähr 21000 ppm und noch bevorzugter zwischen ungefähr 200 ppm und ungefähr 15000 ppm vorliegen.
Eine Carbonsäure kann alternativ in einer konzentrierten Zusammensetzung, die für eine Verdünnung von einem Volumenteil (eine Unze) der konzentrierten Zusammensetzung zu zwischen ungefähr 256 Volumenteilen (2 Gallonen) und ungefähr 1290 Volumenteilen (15 Gallonen), vorzugsweise zwischen ungefähr 512 Volumenteilen (4 Gallonen) und ungefähr 1280 Volumenteilen (10 Gallonen) Wasser vorgesehenn ist, in einer Menge von zwischen 0,5 Gew.-% und 80 Gew.-%, vorzugsweise zwischen ungefähr 10 Gew.-% und ungefähr 70 Gew.-% und noch bevorzugter zwischen ungefähr 15 Gew.-% und ungefähr 60 Gew.-% vorliegen.
In einer Ausführungsform beinhaltet eine konzentrierte Zusammensetzung, die für eine Verdünnung von einem Volumenteil (1 Unze) mit zwischen ungefähr 256 Volumenteilen (2 Gallonen) und ungefähr 1920 Volumenteilen (15 Gallonen), vorzugsweise zwischen ungefähr 512 Volumenteilen (4 Gallonen) und ungefähr 1280 Volumenteilen (10 Gallonen) und noch bevorzugter ungefähr 768 Volumenteilen (6 Gallonen) Wasser bestimmt ist, eine Carbonsäure, in welcher R ein Alkyl aus 1 bis 4 Kohlenstoffatomen in einer Menge von zwischen ungefähr 0,5 Gew.-% und ungefähr 25 Gew.-%, vorzugsweise zwischen ungefähr 1 Gew.-% und ungefähr 20 Gew.-% und noch bevorzugter zwischen ungefähr 2 Gew.-% und ungefähr 15 Gew.-% beinhaltet. In einer anderen Ausführungsform beinhaltet eine konzentrierte Zusammensetzung des weiteren eine Carbonsäure, in welcher R ein Alkyl aus 1 bis 4 Kohlenstoffatomen beinhaltet.
Peroxicarbonsäure
Eine erfindungsgemäße Zusammensetzung beinhaltet ebenfalls eine Peroxicarbonsäure. Eine Peroxicarbonsäure ist ebenfalls im Stand der Technik als eine Percarbonsäure, eine Peroxysäure und als ein Peracid bekannt.
Eine Peroxicarbonsäure beinhaltet eine beliebige Verbindung der Formel R-(COOOH)_n, in welcher R ein Wasserstoff, ein Alkyl, ein Alkenyl, eine alizyklische Gruppe, ein Aryl, ein Heteroaryl oder eine heterozyklische Gruppe sein kann und n gleich 1, 2 oder 3 ist. Vorzugsweise beinhaltet R einen Wasserstoff, ein Alkyl oder ein Alkenyl.
Die Begriffe „Alkyl", „Alkenyl", „alizyklische Gruppe", „Aryl", „Heteroaryl" und „heterozyklische Gruppe" sind wie bereits zuvor definiert.
In dieser Erfindung verwendbare Peroxicarbonsäuren beinhalten eine beliebige Peroxicarbonsäure, welche aus der Säure katalysierten Gleichgewichtsreaktion zwischen einer wie zuvor beschriebenen Carbonsäure und einem wie zuvor beschriebenen Wasserstoffperoxid erzeugt werden kann. Eine erfindungsgemäße Zusammensetzung beinhaltet vorzugsweise eine Peressigsäure, Peroctansäure oder Perpropionsäure, Permilchsäure, Perheptansäure, Peroctansäure oder Pernonansäure.
Obwohl es weniger bevorzugt ist, kann eine Percarbonsäure ebenfalls durch Selbstoxidation von Aldehyden oder durch die Reaktion des Wasserstoffperoxids mit einem Säurechlorid, einem Säurehydrid, einem Carbonsäureanhydrid oder einem Natriumalkoholat erzeugt werden.
In einigen Ausführungsformen beinhaltet eine Percarbonsäure wenigstens eine wasserlösliche Percarbonsäure, in welcher R ein Alkyl aus 1 bis 4 Kohlenstoffatomen beinhaltet. In einer Ausführungsform beinhaltet beispielsweise eine Percarbonsäure Peressigsäure. In einem anderen Ausführungsbeispiel weist eine Percarbonsäure ein R auf, welches ein Alkyl aus 1 bis 4 Kohlenstoffatomen ist, die mit einer Hydroxygruppe substituiert sind.
In einer Ausführungsform weist die Percarbonsäure Peressigsäure, Peroctansäure, Perpropionsäure, Perbuttersäure, Perglycolsäure, Perglutarsäure, Perbernsteinsäure, Permilchsäure, Perzitronensäure, Perdecansäure, Perameisensäure, Perpentansäure, Perheptansäure, Pernonansäure, Perundecansäure, Perdodecansäure und Mischungen daraus auf.
Verfahren zur Herstellung von Peressigsäure einschließlich derer, die in dem US-Patent US 2,833,813 offenbart sind, sind Fachleuten bekannt.
Ein Vorteil der Verwendung einer Percarbonsäure, in welcher R ein Alkyl aus 1 bis 4 Kohlenstoffatomen beinhaltet, ist, daß derartige Percarbonsäuren herkömmlicherweise einen geringeren pKa-Wert haben als Percarbonsäuren, in welchen R ein Alkyl mit mehr als 4 Kohlenstoffatomen ist. Dieser geringere pKa-Wert kann eine schnellere Rate des Percarbonsäuregleichgewichts begünstigen und kann zum Ermöglichen einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung mit beispielsweise einem sauren pH-Wert effektiv sein, was für ein verbessertes Calciumoxidmaß und/oder Schmutzentfernung vorteilhaft sein kann.
In anderen Ausführungsformen beinhaltet eine Percarbonsäure wenigstens eine Percarbonsäure (von beschränkter Wasserlöslichkeit), in welcher R ein Alkyl aus 5 bis 12 Kohlenstoffatomen beinhaltet und wenigstens eine wasserlösliche Percarbonsäure, in welcher R ein Alkyl aus 1 bis 4 Kohlenstoffatomen beinhaltet. In einer Ausführungsform beinhaltet beispielsweise eine Percarbonsäure eine Peressigsäure und wenigstens eine andere Percarbonsäure wie die zuvor erwähnten. Dabei weist die Percarbonsäure ein R auf, welches ein C_5-12 Alkyl ist und in einer Menge zwischen 0,3 Gew.-% und 5 Gew.-% vorliegen kann. Eine erfindungsgemäße Zusammensetzung beinhaltet vorzugsweise Peressigsäure und Peroctansäure.
Ein Vorteil einer Kombination einer wasserlöslichen Carbonsäure oder Percarbonsäure mit einer Carbonsäure oder Percarbonsäure mit begrenzter Wasserlöslichkeit ist, daß die wasserlösliche Carbonsäure oder Percarbonsäure einen hydrotropen Effekt auf die weniger wasserlösliche Carbonsäure und Percarbonsäure ermöglichen kann, was eine einheitliche Dispersion und/oder daraus folgende physikalische Stabilität innerhalb der Zusammensetzung vereinfacht.
Ein anderer Vorteil dieser Kombination von Percarbonsäuren ist, daß sie eine erfindungsgemäße Zusammensetzung mit gewünschter antimikrobieller Aktivität beim Vorliegen von hochgradigen organischen Schmutzlasten wie beispielsweise der Behandlung von Tierkadavern, Körperflüssigkeitsergüssen in Krankenhäusern, Wäsche aus Krankenhäusern und Hotels, etc. ermöglichen kann.
Eine erfindungsgemäße Zusammensetzung kann eine Percarbonsäure oder Mischungen daraus in einer zum Bewahren des Gleichgewichtes zwischen der Carbonsäure, dem Wasserstoffperoxid und der Percarbonsäure effektiven Menge und zum Vorsehen einer effektiven antimikrobiellen Aktivität beinhalten. Eine Percarbonsäure kann typischerweise in einer gebrauchsfertigen Lösung in einer Menge zwischen ungefähr 1 ppm und ungefähr 30000 ppm, 2 ppm und ungefähr 27000 ppm, vorzugsweise zwischen ungefähr 100 ppm und ungefähr 21000 ppm und noch bevorzugter zwischen ungefähr 200 ppm und ungefähr 15000 ppm vorliegen.
Die Percarbonsäure kann alternativ in einer konzentrierten Zusammensetzung, welche für eine Verdünnung von einem Volumenteil (Unze) der konzentrierten Zusammensetzung zu zwischen ungefähr 256 Volumenteilen (2 Gallonen) und ungefähr 1920 Volumenteilen (15 Gallonen), vorzugsweise zwischen ungefähr 512 Volumenteilen (4 Gallonen) und ungefähr 1280 Volumenteilen (10 Gallonen), noch bevorzugter ungefähr 768 Volumenteilen (6 Gallonen) Wasser vorgesehen ist, in einer Menge zwischen ungefähr 0,2 Gew.-% und ungefähr 30 Gew.-%, vorzugsweise zwischen ungefähr 2,5 Gew.-% und ungefähr 25 Gew.-% und noch bevorzugter zwischen ungefähr 4 Gew.-% und ungefähr 20 Gew.-% vorliegen.
Eine erfindungsgemäße Zusammensetzung beinhaltet im allgemeinen Percarbonsäure und Wasserstoffperoxid in einem Verhältnis von wenigstens 4 zu 1, vorzugsweise von wenigstens 5 zu 1, vorzugsweise von wenigstens 6 zu 1 und noch bevorzugter von wenigstens 7 zu 1. Dieses Verhältnis wird durch die Gleichgewichtsmengen der Komponenten bestimmt. Die verwendeten Mengen können auf Gew.-% oder ppm (parts per million) basieren.
Quartäre Ammoniumverbindung
Eine erfindungsgemäße Zusammensetzung beinhaltet eine quartäre Ammoniumverbindung. Eine quartäre Ammoniumverbindung kann zur Verbesserung der antimikrobiellen/antifungiziden Aktivität der erfindungsgemäßen Zusammensetzung effektiv sein.
In der erfindungsgemäßen Zusammensetzung kann eine beliebige quartäre Ammoniumverbindung mit antimikrobieller Aktivität verwendet werden. Eine für einen Gebrauch innerhalb der erfindungsgemäßen Zusammensetzung geeignete quartäre Ammoniumverbindung beinhaltet eine Verbindung der Formel (NR₁R₂R₃R₄)⁺X^–, in welcher R₁ bis R₄ ein unabhängiges Alkyl, Alkenyl, Aryl oder Heteroaryl sind und X^– ein anionisches Gegenion ist.
Die Begriffe „Alkyl", „Alkenyl", „Aryl" und „Heteroaryl" sind wie zuvor definiert, es sei denn, es ist etwas anderes angezeigt.
Der Begriff „anionisches Gegenion" beinhaltet ein beliebiges Ion, welches mit einem quartären Ammonium ein Salz ausbilden kann.
Beispiele für geeignete anionische Gegenionen beinhalten Chlorid, Propionat, Methosulphat, Saccharinat, Ethosulphat, Hydroxid, Acetat, Phosphat und Nitrat. Das anionische Gegenion ist vorzugsweise Chlorid.
Beim Verwenden quartärer Ammoniumverbindungen, die ein Chloridgegenion aufweisen, sollte das quartäre Ammoniumchlorid kurz vor dem Gebrauch für eine antimikrobielle Aktivität mit einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung gemischt werden, da das Chloridion eine schnelle Degeneration von aktiven Sauerstoffarten verursachen kann.
Verwendbare quartäre Ammoniumverbindungen beinhalten N-Alkyldimethylbenzylammonium-, N-Alkyldimethylethylbenzylammonium-, di-n-Alkyldimethylammonium- und di-n-Alkylmethylbenzylammoniumsalze oder Mischungen daraus, in welchen das Alkyl zwischen 1 bis 20 Kohlenstoffatome in jeder Alkylgruppe enthält oder durch Sauerstoff in der Form eines Oxialkyls von 1 bis 8 Kohlenstoffatomen unterbrochen ist.
Andere quartäre Ammoniumverbindungen, die für eine Verwendung in einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung geeignet sind, beinhalten di-n-Alkyldimethylammoniumchloride wie Didecyldimethylammoniumchlorid, welches unter dem Handelsnamen Bardac^TM 2250 oder 2280 von der Lonza, Inc. (Fair Lawn, N.J.) verkauft wird, Dioctyldimethylammoniumchlorid, welches unter dem Handelsnamen Bardac^TM LF und Bardac^TM LF-80 verkauft wird und Octyldecyldimethylammoniumchlorid, welches in Mischung mit Didecyl und Dioctyldimethylammoniumchlorid unter dem Handelsnamen Bardac^TM 2050 und 2080 verkauft wird.
Eine erfindungsgemäße Zusammensetzung kann eine quartäre Ammoniumverbindung in einer zur Verbesserung der antimikrobiellen Aktivität einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung ausreichenden Menge beinhalten. Eine quartäre Ammoniumverbindung kann in einer gebrauchsfertigen Lösung in einer Menge von bis zu ungefähr 200 ppm, vorzugsweise zwischen ungefähr 4 ppm und ungefähr 100 ppm und noch bevorzugter zwischen ungefähr 10 ppm und ungefähr 50 ppm vorliegen.
Eine quartäre Ammoniumverbindung kann alternativ in einer konzentrierten Zusammensetzung, welche für eine Verdünnung von einem Volumenteil (Unze) der konzentrierten Zusammensetzung zu zwischen ungefähr 256 Volumenteilen (2 Gallonen) und ungefähr 1920 Volumenteilen (15 Gallonen), vorzugsweise zwischen ungefähr 512 Volumenteilen (4 Gallonen) und ungefähr 1280 Volumenteilen (10 Gallonen), noch bevorzugter ungefähr 768 Volumenteilen (6 Gallonen) Wasser vorgesehen ist, in einer Menge von bis zu ungefähr 10 Gew.-%, vorzugsweise zwischen ungefähr 0,08 Gew.-% und ungefähr 7 Gew.-% und noch bevorzugter zwischen ungefähr 0,15 Gew.-% und ungefähr 4 Gew.-% vorliegen.
Zusätzliche Komponenten
Eine erfindungsgemäße Zusammensetzung kann Additive wie beispielsweise ein Stabilisierungsreagenz, ein Hydrotrop, ein Tensid und ein Hilfsmittel beinhalten. Die Additive können die antimikrobielle/antifungizide Aktivität der erfindungsgemäßen Zusammensetzung verbessern und/oder können eine erfindungsgemäße Zusammensetzung mit zusätzlichen Qualitäten wie beispielsweise Reinigungswirkung, Reizwirkung, etc. versehen.
In einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung beinhaltete beliebige Additive sollten mit den anderen Komponenten der Zusammensetzung bei Einproduktzusammensetzungen langzeitig kompatibel sein, wenigstens für 6 Monate, vorzugsweise 12 Monate und noch bevorzugter 2 Jahre, oder kurzzeitig bei aus vielen Komponenten zusammenwirkenden Zusammensetzungen, die zur Gebrauchszeit zusammengemischt wurden.
Stabilisierungsreagenzien
Ein erfindungsgemäße Zusammensetzung kann ebenfalls ein Stabilisierungsreagenz aufweisen, um die Wahrscheinlichkeit zu reduzieren, daß die Peroxikomponenten wie eine Percarbonsäure oder Wasserstoffperoxid in einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung sich zu Sauerstoff und einer nicht oxidierten Spezies zersetzen.
Obwohl die Erfindung nicht auf eine beliebige Theorie beschränkt ist, zeigt eine Theorie an, daß wässrige Percarbonsäuren enthaltende Lösungen sich auf drei Wegen zersetzen können:

1. Eine spontane Zersetzung, welche zu einer entsprechenden Carbonsäure und Sauerstoff führt,
2. eine Hydrolyse unter starken sauren oder basischen Bedingungen, welche Carbonsäure und Wasserstoffperoxid ergibt, und
3. eine katalytische Zersetzung mittels Schwermetallen und ihren Salzen, welche hauptsächlich zu Kohlendioxid, Sauerstoff und der Carbonsäure führt.

Insbesondere kann eine katalytische Zersetzung von Interesse sein, da die Ausgangsmaterialien, Additive und/oder die Ausrüstung, mit denen die Zusammensetzung in Kontakt gelangt, eine Verunreinigung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung verursachen kann.
Um diesen katalytischen Effekt innerhalb der Zusammensetzung und während der Verwendung zu verhindern oder zu verzögern, kann zur erfindungsgemäßen Zusammensetzung ein Stabilisierungsreagenz hinzugefügt werden, um die antimikrobielle Aktivität zu verbessern. Es wird festgestellt werden, daß Zusammensetzungen, die erst kurz vor dem Gebrauch vorbereitet und verdünnt wurden, weniger wahrscheinlich Zersetzungsprobleme aufweisen werden als für eine Langzeitlagerung beispielsweise von bis zu 6 Monaten vorbereitete Zusammensetzungen.
Als Stabilisierungsreagenz kann jede beliebige Verbindung verwendet werden, welche die Wahrscheinlichkeit einer Zersetzung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung vermindern kann. Typische Stabilisierungsreagenzien sondern Metalle ab, um gegen Zersetzung zu schützen. Es kann daher eine beliebige Verbindung als Stabilisierungsreagenz für die erfindungsgemäße Zusammensetzung verwendet werden, die Metalle absondern kann.
Beispiele geeigneter Stabilisierungsreagenzien beinhalten Polycarbonsäuren (z. B. Dipicolinsäure, Ethylendiamintetrasäure oder Zitronensäure), lösliche Salze von Phosphaten, welche die Form von einfachen monomeren Spezies oder von kondensierten linearen Polyphosphaten oder zyklischen Metaphosphaten annehmen können, und dergleichen.
Andere Beispiele geeigneter Stabilisierungsreagenzien beinhalten organische phosphonische Säuren und deren Salze. Organische phosphonische Säuren und deren Salze können andere funktionelle Gruppen wie eine Hydroxidgruppe oder eine Aminogruppe enthalten. Diese sind beispielhaft in Verbindungen wie 1-Hydroxyethyliden-1,1-Diphosphonsäure (Dequest^®2010, Monsanto, St. Louis, MO) und Poly(methylenamino)-Phosphonsäure (Briquest^®, Uniqema, Wilmington, DE), derartiger Phosphor wie Amino(Trimethylenphosphonsäure) und Diethylentriaminpenta(methylenphosphonsäure).
Ein Stabilisierungsreagenz beinhaltet vorzugsweise eine Phosphonsäure oder ein Salz von dieser. Phosphonsäure kann als ein starker saurer Katalysator dienen, um das Maß der Percarbonsäurebildung während der Gleichgewichtsreaktion zu erhöhen. In einer Ausführungsform beinhaltet eine erfindungsgemäße Zusammensetzung Dequest^®2010.
Eine erfindungsgemäße Zusammensetzung kann ein Stabilisierungsreagenz in einer Konzentration beinhalten, welche zum Vorsehen eines Schutzes gegenüber einer Zersetzung von Komponenten der erfindungsgemäßen Zusammensetzung effektiv ist.
Ein Stabilisierungsreagenz kann in einer gebrauchsfertigen Lösung in einer Menge von bis zu ungefähr 150 ppm, vorzugsweise zwischen ungefähr 2 ppm und ungefähr 100 ppm und noch bevorzugter zwischen ungefähr 3 ppm und ungefähr 50 ppm vorliegen.
Ein Stabilisierungsreagenz kann alternativ in einer konzentrierten Zusammensetzung, die für eine Verdünnung von einer Unze der konzentrierten Zusammensetzung zu zwischen ungefähr 256 Volumenteilen (2 Gallonen) und ungefähr 1920 Volumenteilen (15 Gallonen), vorzugsweise zwischen ungefähr 512 Volumenteilen (4 Gallonen) und ungefähr 1290 Volumenteilen (10 Gallonen), und noch bevorzugter ungefähr 768 Volumenteilen (6 Gallonen) Wasser vorgesehen ist, in einer Menge von bis zu ungefähr 10 Gew.-%, vorzugsweise zwischen ungefähr 0,1 Gew.-% und ungefähr 5 Gew.-% und noch bevorzugter zwischen ungefähr 0,2 Gew.-% und ungefähr 3 Gew.-% vorliegen.
In einer Ausführungsform beinhaltet eine erfindungsgemäße Zusammensetzung Essigsäure in einer Menge von zwischen ungefähr 60 Gew.-% und ungefähr 70 Gew.-%, Wasserstoffperoxid in einer Menge von zwischen ungefähr 1,0 Gew.-% und ungefähr 2,5 Gew.-%, Peressigsäure in einer Menge von zwischen ungefähr 10 Gew.-% und ungefähr 15 Gew.-% und ein Stabilisierungsreagenz in einer Menge von zwischen ungefähr 0,1 Gew.-% und ungefähr 1 Gew.-%. Das Stabilisierungsreagenz ist vorzugsweise Dequest^®2010.
In einer weiteren Ausführungsform beinhaltet eine erfindungsgemäße Zusammensetzung Essigsäure in einer Menge von zwischen ungefähr 64 Gew.-% und ungefähr 66 Gew.-%, Wasserstoffperoxid in einer Menge von zwischen ungefähr 1,5 Gew.-% und ungefähr 2 Gew.-%, Peressigsäure in einer Menge von zwischen ungefähr 11,5 Gew.-% und ungefähr 13,5 Gew.-% und ein Stabilisierungsreagenz in einer Menge von zwischen ungefähr 0,5 Gew.-% und ungefähr 0,7 Gew.-%. Das Verhältnis der Peressigsäure zum Wasserstoffperoxid beträgt ungefähr 7 zu 1.
Hydrotrope Verbindungen
Eine erfindungsgemäße Zusammensetzung kann ebenfalls eine hydrotrope Verbindung beinhalten. Eine hydrotrope Verbindung kann die Mischbarkeit, Lösbarkeit oder Phasenstabilität von organischen und anorganischen Materialien in wässrigen Lösungen durch physochemische Verbindung verbessern. Eine hydrotrope Verbindung kann ebenfalls die physikalische Stabilität und/oder Homogenität einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung in einem Konzentrat vereinfachen und kann die Lösbarkeit der gleichen Inhaltsstoffe in einer gebrauchsfertigen Lösung vereinfachen.
Eine hydrotrope Verbindung kann in einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung insbesondere nützlich sein, wenn Mischungen von perkursiven Carbonsäuren verwendet werden und eine oder mehr eine begrenzte Wasserlöslichkeit aufweisen. Hydrotrope Verbindungen können beispielsweise insbesondere für Zusammensetzungen nützlich sein, welche Percarbonsäuren enthalten, bei denen R ein C_5-12 Alkyl ist.
Eine hydrotrope Verbindung beinhaltet jede beliebige Verbindung, welche zum Lösen von Zwischenstadien geeignet ist.
Beispiele geeigneter hydrotroper Verbindungen beinhalten Xylen-, Cumen-, Toluensulfonsäuren, Alkylbenzensulfonsäuren, n-Octansulfonsäuren, Naphthalensulfonsäuren, Alkyl- und Dialkylnaphthalensulfonsäuren, Diphenyletherdisulfonsäuren oder deren alkalische Metallsalze.
Andere Beispiele beinhalten Phosphatester, Aminooxide und Polyole, welche nur Kohlenstoff-, Wasserstoff- und Sauerstoffatome enthalten und zwischen ungefähr 2 bis ungefähr 6 Hydroxygruppen enthalten. Beispiele für Polyol beinhalten 1,2-Propandiol, 1,2-Butandiol, Hexylenglycol, Glycerol, Sorbitol, Mannitol und Glucose.
Die Konzentrationen einer zur Verwendung in einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung geeigneten hydrotropen Verbindung können entsprechend den Konzentrationen der Carbonsäuren und der Percarbonsäuren und deren entsprechenden Löslichkeiten innerhalb der Anfangszusammensetzung variieren.
Eine hydrotrope Verbindung kann in einer gebrauchsfertigen Lösung in einer Menge von bis zu ungefähr 3500 ppm, vorzugsweise zwischen ungefähr 10 ppm und ungefähr 2500 ppm und noch bevorzugter zwischen ungefähr 300 ppm und ungefähr 1500 ppm vorliegen.
Eine hydrotrope Verbindung kann alternativ in einer konzentrierten Zusammensetzung, die zur Verdünnung von einer Unze der konzentrierten Zusammensetzung zu zwischen ungefähr 256 Volumenteilen (2 Gallonen) und ungefähr 1920 Volumenteilen (15 Gallonen), vorzugsweise zwischen ungefähr 512 Volumenteilen (4 Gallonen) und ungefähr 1280 Volumenteilen (10 Gallonen), und noch bevorzugter ungefähr 768 Volumenteilen (6 Gallonen) Wasser vorgesehen ist, in einer Menge von bis zu ungefähr 20 Gew.-%, vorzugsweise zwischen ungefähr 1 Gew.-% und ungefähr 15 Gew.-% und noch bevorzugter zwischen ungefähr 3 Gew.-% und ungefähr 10 Gew.-% vorliegen.
Tenside
Eine erfindungsgemäße Zusammensetzung kann ebenfalls ein Tensid enthalten. Ein Tensid kann jede beliebige Verbindung beinhalten, welche zur Beeinflussung der Schaumbildung, der Reinigungskraft und/oder der Bemessung einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung geeignet ist.
Beispiele von für eine Verwendung mit einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung geeigneten Tensiden beinhalten wasserlösliche oder wasserdispersible nichtionische, semipolare nichtionische, kationische oder amphoterische oberflächenaktive Reagenzien. Fachleute werden verstehen, daß anionische Tenside verwendet werden können, werden allerdings feststellen, daß das Einschließen von quartären Ammoniumverbindungen in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung begrenzt werden sollte oder verhindert werden sollte, da diese Verbindungen eine Ionenpaarinkompatibilität aufweisen können.
In einer Ausführungsform beinhaltet eine erfindungsgemäße Zusammensetzung ein nichtionisches Tensid. Einige Vorteile eines nichtionischen Tensids sind, daß es eine umfassende Auswahl an Angeboten gibt und nichtionische Tenside einen gewünschten detersiven Effekt aufweisen (d. h. Oberflächenbemessung, Verschmutzungstiefenwirkung und Verschmutzungsentfernung und -aufschlämmung von der Oberfläche, die gereinigt und desinfiziert wird).
Beispiele für eine erfindungsgemäße Zusammensetzung geeigneter nichtionischer Tenside beinhalten ein Tensid mit Ethylenoxidresten, Propylenoxidresten oder deren Mischungen und Tenside mit Ethylenoxidpropylenoxidresten entweder in heterischer- oder Blockformation. In der vorliegenden Erfindung sind zusätzlich nichtionische Tenside verwendbar, welche Alkylethylenoxidverbindungen, Alkylpropylenoxidverbindungen und Alkylethylenoxid-Propylenoxidverbindungen und Alkylethylenoxid-Propylenoxidverbindungen, bei denen der Ethylenoxidpropylenoxidrest entweder in heterischer oder Blockformation vorliegt, beinhalten.
Des weiteren in einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung verwendbare nichtionische Tenside beinhalten nichtionische Tenside, welche eine beliebige Mischung oder Kombination aus Ethylenoxid-Propylenoxidresten aufweisen, die mit einer Alkylkette verbunden sind, in der der Ethylenoxid- und Propylenoxidrest beliebige willkürlich ausgewählte oder bestellte Muster und von beliebiger spezifischer Länge sein können. Andere in einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung verwendbare nichtionische Tenside beinhalten ein Tensid, welches willkürlich ausgewählte Abschnitte von Block- und heterischem Ethylenoxid-Propylenoxid aufweist. Nichtionische Reste können mit einer Benzyl-, Alkoxy- oder kurzkettigen Alkylgruppe enden.
Ein Tensid kann in einer gebrauchsfertigen Lösung in einer Menge von bis zu ungefähr 2000 ppm, vorzugsweise zwischen ungefähr 5 ppm und ungefähr 1000 ppm und noch bevorzugter zwischen ungefähr 10 ppm und ungefähr 500 ppm vorliegen.
Ein Tensid kann alternativ in einer konzentrierten Zusammensetzung, die für eine Verdünnung von einer Unze der konzentrierten Zusammensetzung zu zwischen ungefähr 256 Volumenteilen (2 Gallonen) und ungefähr 1920 Volumenteilen (15 Gallonen), vorzugsweise zwischen ungefähr 512 Volumenteilen (4 Gallonen) und ungefähr 1280 Volumenteilen (10 Gallonen), und noch bevorzugter ungefähr 768 Volumenteilen (6 Gallonen) Wasser vorgesehen ist, in einer Menge von bis zu ungefähr 15 Gew.-%, vorzugsweise zwischen ungefähr 0,01 Gew.-% und ungefähr 10 Gew.-% und noch bevorzugter zwischen ungefähr 0,1 Gew.-% und ungefähr 5 Gew.-% vorliegen.
Hilfsstoffe
Eine erfindungsgemäße Zusammensetzung kann ebenfalls eine beliebige Anzahl anderer Fachleuten bekannter Bestandteile aufweisen, die die mikrobiozidische Behandlung der Erfindung vereinfachen können.
Andere Bestandteile, welche mit den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen verwendbar sein können, beinhalten starke anorganische Säuren (z. B. Phosphorsäure, Salpetersäure, Schwefelsäure und Sulfamidsäure) und starke organische Sulfonsäuren (z. B. Decylsulfonsäure, Dodecylsulfonsäure, Toluensulfonsäure und Methylsulfonsäure). Starke anorganische oder organische Sulfonsäuren können als Katalysatoren verwendet werden, um die Gleichgewichtsbildung der Zusammensetzung zu beschleunigen und/oder als starke ansäuernde Mittel dienen, um anorganische und anorganisch-organische Schmutzmatritzen, wie Hartwasserfilme, Milchstein und Bierstein von Oberflächen zu lösen.
Anderen Bestandteile, welche für erfindungsgemäße Zusammensetzungen verwendbar sein können, beinhalten Herstellungshilfsmittel wie Entschäumungsmittel, Korrosionshinderer, Rheologiemodifizierer, Farb- und Pigmentfarbstoffe und Duftstoffe.
Die Tabellen A und B stellen Inhaltsstoffe und Bereiche für erfindungsgemäße Zusammensetzungen dar.
Die Tabelle A stellt die verwendbaren, bevorzugten und stärker bevorzugten Bereiche einer Carbonsäure, Wasserstoffperoxid und einer Percarbonsäure dar, welche in einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung enthalten sind, welche als konzentrierte Zusammensetzung beabsichtigt ist. Die Tabelle 1 stellt ebenfalls verwendbare, bevorzugte und stärker bevorzugte Bereiche einer quartären Ammoniumverbindung und eines Stabilisierungsreagenz dar, welche in einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung beinhaltet sein können.
Die Tabelle A stellt die verwendbaren, bevorzugten und stärker bevorzugten Bereiche einer Carbonsäure, Wasserstoffperoxid und einer Percarbonsäure dar, welche in einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung enthalten sind, die als eine konzentrierte Zusammensetzung vorgesehen ist. Die Tabelle A stellt ebenfalls die verwendbaren bevorzugten und stärker bevorzugten Bereiche einer quartären Ammoniumverbindung, einer hydrotropen Verbindung, eines Tensids und eines Stabilisierungsreagenz dar, welche in einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung beinhaltet sein können.
Eine hydrotrope Verbindung kann insbesondere in einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung nutzbar sein, welche eine gering wassermischbare Carbonsäure enthält. Tabelle A: Bereich der Inhaltsstoffe für eine als Konzentrat vorgesehene erfindungsgemäße Zusammensetzung

* Alle Inhaltsstoffe sind als 100% aktiv aufgelistet.
** Gewichtsprozente sind Konzentrationen nach dem Gleichgewicht.

Die Tabelle B stellt die verwendbaren, bevorzugten und stärker bevorzugten Bereiche einer Carbonsäure, Wasserstoffperoxid und einer Percarbonsäure dar, welche in einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung beinhaltet sind, die als gebrauchsfertige Lösung vorgesehen ist. Die Tabelle 3 stellt ebenfalls verwendbare, bevorzugte und stärker bevorzugte Bereiche einer quartären Ammoniumverbindung, einer hydrotropen Verbindung, eines Tensids und eines Stabilisierungsreagenz dar, welche in einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung beinhaltet sein können. Tabelle B: Bereich der Inhaltsstoffe für eine als Lösung vorgesehene erfindungsgemäße Zusammensetzung

* Alle Inhaltsstoffe sind als 100% aktiv aufgelistet.
** PPM (parts per million) sind Konzentrationen nach dem Gleichgewicht.

Ein Vorteil einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung ist, daß die Zusammensetzung einen verringerten Gehalt an Wasserstoffperoxid im Verhältnis zur Percarbonsäure verglichen zu bekannten Zusammensetzungen aufweisen kann. Dieses ermöglicht, daß erfindungsgemäße Zusammensetzungen eine verbesserte antimikrobielle Aktivität gegen insbesondere resistente bakterielle Sporen, beispielsweise gegen Sporen der Gruppe Bazillus Cereus aufweisen. Das bedeutet, daß erfindungsgemäße Zusammensetzungen verglichen zu bekannten Zusammensetzungen, die Percarbonsäure und Wasserstoffperoxid in einem Verhältnis von weniger als 4 zu 1 wie beispielsweise 3 zu 1 aufweisen, eine verbesserte antimikrobielle Aktivität aufweisen. Für derartige Zusammensetzungen bedeutet dies, daß die Menge des Wasserstoffperoxids im Verhältnis zur Menge der Percarbonsäure verglichen zu einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung größer ist. Der Ausdruck „verbesserte antimikrobielle Aktivität" beinhaltet wenigstens einen Teil eines log₁₀ größer als zuvor definiert.
Verfahren des Gebrauches
Die erfindungsgemäßen Verfahren betreffen eine mikrobiozidische Behandlung einer Vielzahl von Substanzen. Eine mikrobiozidische Behandlung einer Substanz beinhaltet ein Kontaktieren der Substanz mit einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung.
Eine erfindungsgemäße Zusammensetzung ist zur Behandlung einer Vielzahl von Substanzen in einer Vielzahl von Umgebungen geeignet. Eine erfindungsgemäße Zusammensetzung kann in jeder beliebigen Umgebung verwendet werden, in welcher es erwünscht sein kann, eine mikrobielle Verschmutzung zu verhindern, insbesondere eine mikrobielle Verschmutzung, welche von Mikroorganismen der Gruppe Bazillus Cereus stammt. Dieses sind beispielsweise die Gesundheitsindustrie (z. B. Tierkliniken, Krankenhäuser, Tierarztpraxen, Arztpraxen, Pflegeheime, Tagesstätteneinrichtungen für Kinder oder Seniorenheime, etc.), der Lebensmittelindustrie (z. B. Restaurants, Lebensmittel erzeugende Fabriken, Lebensmittel lagernde Fabriken, Lebensmittelgeschäfte, etc.), der Bewirtungsindustrie (z. B. Hotels, Motels, Resorts, Kreuzfahrtschiffe, etc.), der Erziehungsindustrie (z. B. Schulen und Universitäten), etc.
Eine erfindungsgemäße Zusammensetzung kann verwendet werden, um eine Vielzahl von Substanzen zu behandeln, bei denen es erwünscht sein kann, die mikrobielle Verschmutzung, insbesondere die von Mikroorganismen der Gruppe Bazillus Cereus stammende mikrobielle Verschmutzung, zu reduzieren. Dieses sind beispielsweise allgemein vorausgesetzte Oberflächen (z. B. Böden, Wände, Decken, das äußere von Möbeln, etc.), besonders ausgerüstete Oberflächen (z. B. harte Oberflächen, Herstellungsequipment, Verarbeitungsequipment, etc.), Textilien (z. B. Baumwoll-, Woll-, Seiden-, synthetische Fasern, wie Polyester, Polyolefine und Acryl, Fasergemische wie Baumwoll-Polyester, etc.), Holz und Zellulose basierte Systeme (z. B. Papier), Schmutz, Tierkadaver (z. B. Haut, Fleisch, Haar, Federn, etc.), Nahrungsmittel (z. B. Früchte, Gemüse, Nüsse, Fleisch, etc.) und Wasser.
In einer Ausführungsform ist ein erfindungsgemäßes Verfahren auf die mikrobiozidische Behandlung von Textilien gerichtet. Es hat sich herausgestellt, daß die Sporen der Gruppe Bazillus Cereus nach einem Reinigen die überwiegenden Verschmutzungen von Textilien sind. Die Behandlung von Textilien mit einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung ist daher insbesondere für eine antimikrobielle Aktivität gegenüber Verschmutzungen von Textilien nützlich.
Beispiele von Textilien, die mit einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung behandelt werden können, beinhalten persönliche Dinge (z. B. Hemden, Hosen, Socken, Unterwäsche, etc.), institutionelle Dinge (z. B. Handtücher, Laborkittel, Kittel, Schürzen, etc.), Bewirtungsdinge (z. B. Handtücher, Servietten, Tischdecken, etc.), etc.
Eine mikrobiozidische Behandlung von Textilien mit einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung kann ein Kontaktieren eines Textils mit einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung beinhalten. Dieses Kontaktieren kann vor dem Reinigen des Textils auftreten. Alternativ kann diese Kontaktierung während des Reinigens des Textils auftreten, um eine antimikrobielle Aktivität vorzusehen und optional eine Reinigungsaktivität vorzusehen, um Verschmutzungen, Flecken, etc. aus dem Textil zu entfernen oder zu reduzieren.
In einer Ausführungsform wird ein Textil mit einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung durch Mischen eines Textils mit einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung in einem Behälter wie beispielsweise der Waschkammer einer Waschmaschine kontaktiert. Das Textil kann durch Waschen in einem Reinigungsmittel oder in Bleichlösungen gereinigt werden, um Schmutz und Flecken zu entfernen.
In einer anderen Ausführungsform wird ein Textil zunächst mit Wasser bei einer Temperatur von ungefähr 32°C (90°F) gespült und das Wasser abgelassen. Das gespülte Textil wird dann mit einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung bei einer Temperatur von ungefähr 38°C (100°F) kontaktiert und dann abgelassen.
Eine beliebige Kombination der folgenden Schritte kann ebenfalls beinhaltet sein, nachdem ein Textil mit einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung in Kontakt gelangt ist. Das Textil kann beispielsweise mit Wasser bei einer Temperatur von ungefähr 54°C (130°F) ausgespült werden und nachfolgend beispielsweise mit einem alkalischen Reinigungsmittel bei einer Temperatur von ungefähr 66°C (160°F) gewaschen und dann entwässert werden. Das Textil kann beispielsweise wieder mit Wasser bei einer Temperatur von ungefähr 66°C (160°F) gespült und entwässert werden.
Das Textil kann beispielsweise durch Spülen mit Wasserstoffperoxid bei einer Temperatur von ungefähr 66°C (160°F) gebleicht werden, entwässert werden und wieder mit Wasser bei einer Temperatur von ungefähr 65°C (150°F) gespült werden. Vorzugsweise tritt jeder durchgeführte Bleichschritt auf, nachdem das Textil mit einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung in Kontakt gelangt ist. So wird vermieden, daß den Mikroorganismen ermöglicht wird, eine Resistenz gegenüber einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung aufzubauen und/oder vermieden, daß eine erfindungsgemäße Zusammensetzung einem pH-Wert von größer als 8 ausgesetzt wird, was die Effizienz der Percarbonsäure umgekehrt beeinflussen kann.
Das Textil kann wieder bei einer Temperatur von ungefähr 54°C (130°F) gespült werden und wieder bei einer Temperatur von ungefähr 43°C (110°F) gespült werden.
Am Ende des Zyklusses kann das Textil mit einem pH neutralisierenden Reagenz, beispielsweise mit einer verdünnten Säure gespült werden.
Da die Reinigungsverfahren für Textilien stark von Industrie zu Industrie variieren, ist ein Verfahren zur Behandlung eines Textils mit einer Zusammensetzung nicht auf eine besondere Prozedur beschränkt, sondern kann für eine Verwendung in jeder oben identifizierten Industrien angepaßt werden. Beispielsweise kann die Temperatur, die Anzahl der Spülungen, Bleichungen, etc. in Abhängigkeit von der zu reinigenden Substanz variieren.
Die Erfindung wird des weiteren durch die folgenden Beispiele charakterisiert. Diese Beispiele sollen den Bereich der Erfindung, welcher in der obigen Beschreibung dargelegt wurde, nicht beschränken. Fachleuten werden Variationen innerhalb des Bereiches der Erfindung geläufig sein.
Arbeitsbeispiele
Beispiel 1: Der Effekt der Konzentration von Wasserstoffperoxid und Essigsäure auf die Sporenaktivität und die Tötungsrate von Peressigsäure bei 60°C (Referenz)
Testverfahren
Die Rate, bei welcher eine erfindungsgemäße Zusammensetzung einen Testorganismen abtötete, wurde durch Impfen eines Testorganismusses mit gebrauchsfertigen Lösungen und nachfolgendes Quantifizieren von Überlebenden nach unterschiedlichen Aussetzzeiten gemessen. 99 ml jeder gebrauchsfertigen Lösung wurden in einen 250 ml Erlenmeyer-Kolben gegeben. Eine Gleichgewichtseinstellung auf die Testtemperatur wurde ermöglicht. Die Flüssigkeit in dem Kolben wurde kräftig in einer schnellen kreisförmigen Bewegung gerührt und 1 ml einer Suspension des Testorganismusses zugeführt. Nach der Aussetzzeit wurden 1 ml-Mengen der Mischung aus gebrauchsfertiger Lösung und Testorganismus in 9 ml einer gebrauchsfertigen Neutralisierungslösung übertragen. Der Neutralisierer wurde für 13 Minuten bei 80°C erwärmt (heat shocked) und dann schnell auf Raumtemperatur abgekühlt.
Eine gebrauchsfertige Lösung des Neutralisierers beendet die antimikrobielle Aktivität der gebrauchsfertigen Lösung, wodurch ermöglicht wird, die Anzahl der Überlebenden nach einer Aussetzzeit zu bestimmen.
1 ml-Mengen des Neutralisierers wurden unter Verwendung des Ausplattierungsmediums ausplattiert. Serielle 10-fache oder 100-fache Verdünnungen der Neutralisierungslösung wurden ebenfalls ausplattiert. Die Platten wurden inkubiert und die Überlebenden Mikroorganismen gezählt. Die log₁₀-Reduktion des Testorganismusses aufgrund der gebrauchsfertigen Lösung wurde durch Vergleichen der Reduzierung mit einem unbehandelten Kontrollsatz (als Inoculat-Anzahl bezeichnet) festgestellt.
Verfahrensparameter
Eine Zusammensetzung, welche 34,1 Gew.-% Peressigsäure (POAA), 7,13 Gew.-% Wasserstoffperoxid (H₂O₂) und 36,1 Gew.-% Essigsäure enthielt, wurde zunächst hergestellt. Die Zusammensetzung wurde dann mit Wasser verdünnt, um eine gebrauchsfertige Lösung zu erhalten, welche 150 ppm POAA enthält. Zusätzliches H₂O₂ oder Essigsäure wurden zu der gebrauchsfertigen Lösung zugegeben, um gebrauchsfertige Lösungen zu entwickeln, die H₂O₂ und Essigsäure in den in der Tabelle 1 gezeigten Mengen enthalten. Die Tabelle 1 liefert die Resultate der duplizierten POAA, H₂O₂, Essigsäure und pH-Analysen jeder gebrauchsfertigen Lösung nach der Herstellung. Tabelle 1: Analyse der Komponenten der gebrauchsfertigen Lösung im Gleichgewicht

* Bei der Analyse wurde kein offensichtlicher Fehler festgestellt, allerdings ist das Resultat fraglich.

Die folgenden Experimentdaten wurden genutzt, um den Effekt der Konzentration des Wasserstoffperoxids und der Essigsäure auf die sporizide Aktivität der Peressigsäure festzustellen. Der studierte Testorganismus war Bazillus Cereus Nr. N1009 Sporenkultur (National Food Processors Association). Die Testtemperatur betrug 60°C, die Aussetzzeiten waren 10, 15, 20, 25, 30 und 40 Minuten. Das Neutralisierungsmittel in gebrauchsfertiger Lösung war flüssiges Thioglycollat mittel (Difco Laboratories, Sparks, Maryland). Die Kulturen wurden auf einer Dextrosetrypton-Nährlösung (Difco Laboratories, Sparks, Maryland) ausplattiert und für 48 Stunden bei 32°C bebrütet.
Die Tabelle 2 zeigt die Ergebnisse für die unbehandelten Mikroorganismen (Kontrollsatz) und die Ergebnisse für die behandelten Mikroorganismen.
Ergebnisse Tabelle 2: Inoculat-Anzahlen
Tabelle 3: Reduktion der Bazillus Cereus Sporen bei 60°C
Die Ergebnisse zeigen, daß die Abtötungsrate der Peressigsäure in wässriger Lösung mit Essigsäure und Wasserstoffperoxid bei Vorliegen von geringen Konzentrationen des Wasserstoffperoxids relativ zur Konzentration der Essigsäure (wie in den gebrauchsfertigen Lösungen A und B) erhöht ist. Das bedeutet, daß gebrauchsfertige Lösungen, welche ein Peressigsäure/Wasserstoffperoxid-Verhältnis von ungefähr 4 zu 1 oder größer aufweisen, eine bessere sporizide Aktivität innerhalb der ersten 15 Minuten der Aussetzzeit als andere gebrauchsfertige Lösungen zeigten.
Die Gebrauchslösungen C bis F enthielten mehr als 100 ppm Wasserstoffperoxid und ein Peressigsäure/Wasserstoffperoxid-Verhältnis von ungefähr 0,7 zu 1 oder weniger. Diese Lösungen zeigten eine Tötungsrate, welche wesentlich geringer ist als die der Gebrauchslösungen A und B, welche ein Peressigsäure/Wasserstoffperoxid-Verhältnis von ungefähr 4 zu 1 oder mehr aufweisen. Diese Daten zeigen, daß mittels einer modifizierten Zusammensetzung mit einer reduzierten Wasserstoffperoxidkonzentration relativ zu einer nicht modifizierten Percarbonsäure in einer Anfangszeitdauer nach dem Kontakt eine viel höhere Abtötungsgeschwindigkeit der Sporen erhalten wurde. Der starke Unterschied in der Abtötungsrate dieser Zusammensetzungen zeigt die verbesserte Effizienz einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung verglichen zu einer Zusammensetzung, welche höhere Konzentrationen an Wasserstoffperoxid relativ zur Percarbonsäure enthält gegenüber bakteriellen Sporen. Es ist eine vollständige Überraschung, daß eine Reduzierung des Wasserstoffperoxids relativ zur Konzentration der Percarbonsäure zu einem Ansteigen des Maßes der Sporenabtötungsaktivität führt.
Beispiel 2: Der Einfluß der Konzentration von Wasserstoffperoxid und Essigsäure auf die Sporenaktivität und die Abtötungsrate der Peressigsäure bei 40°C (Referenz)
Testverfahren
Das Testverfahren wurde wie zuvor bei Beispiel 1 beschrieben ausgeführt.
Verfahrensparameter
Eine Zusammensetzung, welche 34,1 Gew.-% POAA, 7,13 Gew.-% H₂O₂ und 36,1 Gew.-% Essigsäure enthält, wurde vorbereitet. Die Zusammensetzung wurde dann mit Wasser verdünnt, um eine Gebrauchslösung mit 150 ppm POAA zu erhalten. Zusätzliches H₂O₂ oder Essigsäure wurde zur Gebrauchslösung zugegeben, um Gebrauchslösungen zu entwickeln, die H₂O₂ und Essigsäure in den in Tabelle 4 angezeigten Mengen enthielten.
Da die chemischen Analysen der Gebrauchslösungen des Beispiels 1 mit den theoretischen Analysen der Gebrauchslösungen gut korrelierten, beruht dieses Beispiel auf den theoretischen Analysen der Gebrauchslösungen, um die Konzentrationen der Komponenten festzustellen.
Tabelle 4 zeigt die theoretischen Mengen an POAA, H₂O₂ und Essigsäure jeder Gebrauchslösung nach der Herstellung.
Tabelle 4: Analyse der Komponenten der Gebrauchslösung im Gleichgewicht
Die folgenden experimentellen Parameter wurden verwendet, um den Effekt der Konzentration des Wasserstoffperoxids und der Essigsäure auf die sporizide Effizienz der Peressigsäure festzustellen. Der studierte Testorganismus war Bazillus Cereus Nr. 1009 Sporenkultur (National Food Processors Association). Die Testtemperatur betrug 40°C. Die Aussetzzeiten betrugen 0,5, 1,0, 1,5, 2,0, 2,5, 3,0 und 3,5 Stunden. Das Gebrauchslösungsneutralisierungsmittel war flüssiges Thioglycollat mittel. Die Kulturen wurden auf einem Dextrosetrypton-Nährboden ausplattiert und für 48 Stunden bei 32°C bebrütet.
Tabelle 5 zeigt die Ergebnisse für die unbehandelten Mikroorganismen (Kontrollsatz) und Tabelle 6 zeigt die Ergebnisse für die behandelten Mikroorganismen.
Ergebnisse Tabelle 5: Inoculat-Anzahlen
Tabelle 6: Reduktion der Bazillus Cereus-Sporen bei 40°C
Die Ergebnisse zeigen, daß die Abtötungsrate der Peressigsäure in wässriger Lösung mit Essigsäure und Wasserstoffperoxid am größten beim Vorliegen von geringen Konzentrationen des Wasserstoffperoxids relativ zu der Konzentration der Peressigsäure (wie in den Gebrauchslösungen A und B) ist. Das bedeutet, daß Gebrauchslösungen mit einem Peressigsäure/Wasserstoffperoxid Verhältnis von mehr als ungefähr 4 zu 1 eine bessere sporizide Aktivität über sämtliche Aussetzzeiten zeigten als andere Gebrauchslösungen.
Die Gebrauchslösungen C bis F enthielten mehr als 100 ppm des Wasserstoffperoxids und ein Peressigsäure/Wasserstoffperoxid Verhältnis von ungefähr 0,5 zu 1 oder weniger. Diese Lösungen zeigten eine Abtötungsrate, welche wesentlich geringer als die der Gebrauchslösungen A und B ist, welche ein Peressigsäure/Wasserstoffperoxid Verhältnis von mehr als 4 zu 1 aufweisen.
Die Daten zeigen eine viele schnellere Sporenabtötung bei einer reduzierten Wasserstoffperoxidkonzentration relativ zur Percarbonsäure. Der starke Unterschied der Abtötungsrate dieser Zusammensetzungen zeigt die verbesserte Effizienz einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung verglichen zu einer Zusammensetzung mit höheren Konzentrationen an Wasserstoffperoxid relativ zu Percarbonsäure gegenüber bakteriellen Sporen. Es ist eine große Überraschung, daß eine Reduzierung des Wasserstoffperoxids relativ zur Konzentration der Percarbonsäure das Maß der Sporenabtötungsaktivität steigert.
Beispiel 3: Verifikation der Auswirkung der Wasserstoffperoxidkonzentration auf die Sporenaktivität und die Abtötungsrate der Peressigsäure (Referenz)
Testverfahren
Das Maß, bei welchem Gebrauchslösungen der Zusammensetzungen einen Testorganismus abtöteten, wurde durch Impfen einer Gebrauchslösung mit einem Testorganismus und nachfolgendes Quantifizieren von Überlebenden nach verschiedenen Aussetzzeiten gemessen. 99 ml jeder Gebrauchslösung wurden in einen 250 ml Erlenmeyer-Kolben gegeben. Das Einstellen eines Gleichgewichtes bei Testtemperatur wurde ermöglicht. Die Flüssigkeit in dem Kolben wurde kräftig in einer schnellen kreisförmigen Bewegung gerührt und 1 ml einer Suspension des Testorganismusses zugegeben.
Drei unterschiedliche Gruppen von Testorganismen wurden gegenüber der Gebrauchslösung getestet. Die Organismen in Gruppe 1 wurden mit 300 ppm H₂O₂ für eine Minute vorbehandelt. Die Organismen der Gruppe 2 wurden mit 300 ppm H₂O₂ für 10 Minuten vorbehandelt. Die Organismen der Gruppe 3 wurden nicht vorbehandelt.
Nach der Aussetzzeit wurden 1 ml-Mengen der Mischung aus Gebrauchslösung und Testorganismus in 9 ml eines Gebrauchslösungsneutralisierungsmittels übertragen. Das Neutralisierungsmittel wurde für 13 Minuten bei 80°C erwärmt (heat shocked) und nachfolgend schnell auf Raumtemperatur abgekühlt. 1 ml-Mengen des Neutralisierungsmittels wurden unter Verwendung des Plattierungsmediums ausplattiert. Serielle 10-fach oder 100-fach Verdünnungen der Neutralisierungslösung wurden ebenfalls plattiert. Die Platten wurden bebrütet und nachfolgend überlebende Mikroorganismen gezählt. Die log₁₀-Reduktion des Testorganismusses aufgrund der Gebrauchslösung wurde durch Vergleichen der Reduktion mit einem unbehandelten Kontrollsatz (als Inoculat-Anzahlen bezeichnet) bestimmt.
Verfahrensparameter
Eine Zusammensetzung, die 34,1 Gew.-% POAA, 7,13 Gew.-% H₂O₂ und 36,1 Gew.-% Essigsäure enthielt, wurde vorbereitet. Die Zusammensetzung wurde dann mit Wasser verdünnt, um eine Gebrauchslösung mit 150 ppm POAA zu erhalten. Zusätzliches H₂O₂ oder Essigsäure wurde zu der Gebrauchslösung hinzugegeben, um die H₂O₂ und Essigsäure in den in Tabelle 7 angezeigten Mengen enthaltenden Gebrauchslösungen zu erhalten.
Lösungen mit 300 ppm Wasserstoffperoxid wurden aus einem Lagerbestand (35,29% H₂O₂) vorbereitet.
Tabelle 7: Komponenten der gebrauchsfertigen Lösung im Gleichgewicht
Es wurden die folgenden Experimentparameter verwendet, um den Effekt des Wasserstoffperoxids auf die sporizide Aktivität der Peressigsäure festzustellen. Der studierte Testorganismus war Bazillus Cereus Nr. N1009 Sporenkultur (National Food Processors Association). Die Testtemperatur betrug 40°C. Die Aussetzzeiten waren 5, 10, 15, 20, 25 und 30 Minuten. Das Gebrauchslösungsneutralisierungsmittel war flüssiges Thioglycollat mittel. Die Kulturen wurden auf Dextrosetrypton-Nährböden ausplattiert und für 48 Stunden bei 32°C bebrütet.
Tabelle 8 zeigt die Ergebnisse für die unbehandelten Mikroorganismen (Kontrollsatz) und Tabelle 9 zeigt die Ergebnisse für die behandelten Mikroorganismen.
Ergebnisse Tabelle 8: Inoculat-Anzahlen
Tabelle 9: Reduktion der Bazillus Cereus Sporen bei 40°C
Die Ergebnisse zeigen, daß die mit Wasserstoffperoxid vorbehandelten Bazillus Cereus Sporen gegenüber der sporiziden Aktivität in einer Gebrauchslösung resistenter sind, was anzeigt, daß Wasserstoffperoxid die sporizide Aktivität von Peressigsäure hindert.
Beispiel 4: Der Effekt der Konzentration von Wasserstoffperoxid, Octansäure und Peroctansäure auf die sporizide Aktivität von Peressigsäure bei 40°C (Referenz)
Testverfahren
Das Testverfahren wurde wie im Beispiel 1 beschrieben ausgeführt.
Verfahrensparameter
Eine Zusammensetzung, die 33,5 Gew.-% POAA, 7,03 Gew.-% H₂O₂ und 37,2 Gew.-% Essigsäure enthält, wurde hergestellt. Eine Stammlösung aus octanischer/peroctanischer (11,4% Octansäure (OA), 2,4% Peroctansäure (POOA), 10,29% Peressigsäure, 3,7% Wasserstoffperoxid) wurde ebenfalls vorbereitet. Zusätzliches H₂O₂, Octansäure oder Peroctansäure wurde zur Gebrauchslösung zugegeben, um die H₂O₂, Octansäure und Peroctansäure in den in Tabelle 10 angezeigten Mengen enthaltenden Gebrauchslösungen zu entwickeln.
Da die chemischen Analysen für die Gebrauchslösungen des Beispiels 1 mit den theoretischen Analysen für die Gebrauchslösungen gut korrelierten, beruht dieses Beispiel auf den theoretischen Analysen der Gebrauchslösungen.
Tabelle 10 zeigt die theoretischen Konzentrationen von POAA, H₂O₂, POOA, Octansäure und Essigsäure jeder Gebrauchslösung nach der Vorbereitung, um die Konzentration der Komponenten festzustellen.
Tabelle 10: Analyse der Komponenten jeder Gebrauchslösung im Gleichgewicht
Es wurden die folgenden experimentellen Parameter verwendet, um den Effekt des Wasserstoffperoxids auf die sporizide Aktivität der Peressigsäure zu bestimmen. Der studierte Testorganismus war Bazillus Cereus Nr. N1009 Sporenkultur (National Food Processors Association). Die Testtemperatur betrug 40°C. Die Aussetzzeiten betrugen 5, 10, 15, 20, 25 und 30 Minuten. Das Neutralisierungsmittel für die Gebrauchslösung war flüssiges Thioglycollat mittel. Die Kulturen wurden auf Dextrosetrypton-Nährböden plattiert und für 48 Stunden bei 32°C bebrütet.
Die Tabelle 11 zeigt die Ergebnisse für die unbehandelten Mikroorganismen (Kontrollsatz). Tabelle 12 zeigt die Ergebnisse für die behandelten Mikroorganismen.
Ergebnisse Tabelle 11: Inokulat-Anzahlen
Tabelle 12: Reduktion der Bazillus Cereus Sporen bei 40°C
Die Ergebnisse zeigen, daß die Abtötungsrate der Peressigsäure in wässriger Lösung mit Essigsäure, Octansäure, Peroctansäure und Wasserstoffperoxid bei Gebrauchslösungen, die ein Verhältnis von (Peressigsäure und Peroctansäure) zu Wasserstoffperoxid von mehr als 4,1 enthalten (wie in den Gebrauchslösungen 1, 3, 5 und 7) am größten ist.
Beispiel 5: Aktivität von Peressigsäure und quartären Ammoniumzusammensetzungen gegenüber Pilzen und Bazillen
Testverfahren
Das Maß, bei welchem eine erfindungsgemäße Zusammensetzung einen Testorganismus abtötet, wurde durch Impfen von Gebrauchslösungen mit einem Testorganismus und nachfolgendes Quantifizieren von Überlebenden nach verschiedenen Aussetzzeiten gemessen. 99 ml jeder Gebrauchslösung wurden in einen 250 ml – Erlenmeyer-Kolben gegeben. Eine Gleichgewichteinstellung bei Testtemperatur wurde ermöglicht. Die Flüssigkeit in dem Kolben wurde kräftig in einer schnellen kreisförmigen Bewegung gerührt und 1 ml einer Suspension des Testorganismusses zugegeben.
Nach einer Aussetzzeit wurden 1 ml-Mengen der Mischung aus Gebrauchslösung und Testorganismus in 9 ml eines Neutralisierungsmittels für die Gebrauchslösung gegeben. 1 ml-Mengen des Neutralisierungsmittels wurden unter Verwendung des Plattierungsmediums ausplattiert. Serielle 10-fach oder 100-fach – Verdunnungen der Neutralisierungslösung wurden ebenfalls ausplattiert. Die Platten wurden bebrütet und nachfolgend die Überlebend Mikroorganismen gezählt. Die log₁₀-Reduktion des Testorganismusses aufgrund der Gebrauchslösung wurde durch Vergleichen der Reduktion mit einem unbehandelten Kontrollsatz (als Inokulatanzahlen bezeichnet) bestimmt.
Verfahrensparameter
Eine Zusammensetzung, die 5,8 Gew.-% POAA, 27,5 Gew.-% H₂O₂ und/oder Alkyl (C₁₂-C₁₆) Dimethylbenzylammoniumchlorid (50% ADBAC) enthält, wurde vorbereitet. Die Gebrauchslösungen wurden dann durch Verdünnen der Zusammensetzung mit Wasser vorbereitet, um eine Peressigsäurekonzentration von 128 ppm zu erhalten.
Die Tabelle 13 zeigt die in der Gebrauchslösung beinhalteten Komponenten.
Tabelle 13: Analyse der Komponenten der Gebrauchslösungen im Gleichgewicht
Um den antimykotischen Effekt einer Peressigsäure und/oder eine quartäre Ammoniumverbindung enthaltende Zusammensetzung zu bestimmen, wurden die folgenden Experimentparameter verwendet. Die untersuchten Testorganismen waren Candida albicans ATCC 18804, Saccharomyces cerevisiae ATCC 834, Geotrichum candidum ATCC 34614, Zygosaccharomyces bailii ATCC 60483, Candida sp. (feldisoliert) und eine unidentifizierte Hefe (feldisoliert).
Die verwendete Testtemperatur betrug 25°C. Die Aussetzzeit betrug 30 Sekunden. Die für die Gebrauchslösung verwendeten Neutralisierungsmittel waren 1%iges Natriumthiosulfat/1%iges Pepton/0,025% Catalase (für POAA/H₂O₂) (Sigma, St. Louis, MO), Chambers Neutralisierungsmittel (für die quartäre Ammoniumverbindung) (Difco Laboratories, Sparks, MD) und eine 1 : 1 Mischung des obigen (für POAA/H₂O₂/quartäre Ammoniumverbindung). Die Mikroorganismen wurden auf Sabourad Dextrose Nährböden ausplattiert und für 4 Tage bei 26°C bebrütet.
Tabelle 14 zeigt die Ergebnisse für unbehandelte Mikroorganismen (Kontrollsatz). Die Tabellen 15, 16 und 17 zeigen die Ergebnisse für die behandelten Mikroorganismen.
Ergebnisse Tabelle 14: Inokulat-Anzahlen
Tabelle 15: Effekte aus Gebrauchslösung 1
Tabelle 16: Effekte aus Gebrauchslösung 2
Tabelle 17: Effekte aus Gebrauchslösung 3
Die Ergebnisse zeigen, daß die antimykotische Aktivität der Peressigsäure in wässriger Lösung mit Essigsäure und Wasserstoffperoxid signifikant beim Vorliegen von relativ geringen Konzentrationen einer quartären Ammoniumverbindung (wie in Formel 3) erhöht wird. Eine Kombination von Peressigsäure und einer quartären Ammoniumverbindung führt zu einer synergetischen antimykotischen Aktivität.
Beispiel 6: Die antimykotische Aktivität von Wasserstoffperoxid und Peressigsäure unabhängig und in Verbindung mit Didecyldimethylammoniumchlorid bei einem pH von 3, 5, 7, 9 und 11
Testverfahren
Das Testverfahren wurde zuvor in Beispiel 5 beschrieben ausgeführt.
Verfahrensparameter
Eine Zusammensetzung, die 5,8 Gew.-% POAA und 27,5 Gew.-% H₂O₂ enthält, wurde hergestellt. Eine Zusammensetzung, die 35 Gew.-% POAA, 7 Gew.-% H₂O₂ und Didecyldimethylammoniumchlorid (80% DDAC) enthält, wurde ebenfalls hergestellt. Die Gebrauchslösungen wurden dann durch Verdünnen der dazugehörigen Zusammensetzungen mit Wasser vorbereitet, um die in Tabelle 18 gezeigten Gebrauchslösungen zu erhalten. Der pH sämtlicher Gebrauchslösungen wurde mittels H₃PO₄ oder NaOH eingestellt, um den in Tabelle 18 dargestellten pH-Wert zu erhalten.
Tabelle 18: Chemische Eigenschaften jeder Gebrauchslösung im Gleichgewicht
Um die antimykotische Aktivität von Wasserstoffperoxid und Peressigsäure unabhängig und in Kombination mit einer quartären Ammoniumverbindung festzustellen, wurden die folgenden experimentellen Parameter verwendet. Der untersuchte Testorganismus war Zygosaccharomyces bailii ATCC 60483.
Die verwendete Testtemperatur betrug 25°C. Die Aussetzzeit betrug 30 Sekunden. Das für die Gebrauchslösung verwendete Neutralisierungsmittel war 1% Natriumthiosulfat/1% Pepton/0,025% Catalase (für POAA, H₂O₂), Chambers Neutralisierungsmittel (für die quartäre Ammoniumverbindung) und eine 1 zu 1 Mischung des obigen (für POAA/H₂O₂/quartäre Ammoniumverbindung).
Die Mikroorganismen wurden auf Sabouraddextrose-Nährböden ausplattiert und für 4 Tage bei 26°C bebrütet.
Die Tabelle 19 zeigt die Ergebnisse für die unbehandelten Mikroorganismen (Kontrollsatz). Die Tabellen 20 bis 26 zeigen die Ergebnisse für die unbehandelten Mikroorganismen.
Ergebnisse Tabelle 19: Inokulat-Anzahlen
Tabelle 20: Effekt von 20 ppm Didecyldimethylammoniumchlorid
Tabelle 21: Effekt von 128 ppm Peressigsäure mit 20 ppm H₂O₂
Tabelle 22: Effekt von 532 ppm Wasserstoffperoxid
Tabelle 23: Effekt von 128 ppm Peressigsäure mit 533 ppm H₂O₂
Tabelle 24: Effekt von 20 ppm DDAC mit 128 ppm Peressigsäure und 20 ppm H₂O₂
Tabelle 25: Effekt von 20 ppm DDAC mit 532 ppm Wasserstoffperoxid
Tabelle 26: 20 ppm DDAC mit 128 ppm Peressigsäure und 533 ppm H₂O₂
Die Ergebnisse zeigen, daß die gesteigerte antimykotische Aktivität der Peressigsäure in wässriger Lösung mit Essigsäure und Wasserstoffperoxid kombiniert mit einer quartären Ammoniumverbindung das Ergebnis einer synergetischen Aktivität zwischen der Peressigsäure und einer quartären Ammoniumverbindung ist. Die Konzentration des in der Peressigsäure vorliegenden Wasserstoffperoxids beeinflußt die Synergie mit der quartären Ammoniumverbindung nicht.
Beispiel 7: Der Effekt einer Wasserstoffperoxidreduktion (durch Catalase) und der Zugabe einer Quartären Ammoniumverbindung auf die sporizide Effizienz einer Peressigsäure/Wasserstoffperoxidzusammensetzung
Testverfahren
Das Testverfahren wurde wie zuvor in Beispiel 5 beschrieben durchgeführt.
Verfahrensparameter
Eine Zusammensetzung, welche 15 Gew.-% POAA, 11 Gew.-% H₂O₂, Didecyldimethylammoniumchlorid (80% DDAC) und Catalase (Catalase aus Rinderleber – eine Einheit wird 1 μmol H₂O₂ pro Minute bei einem pH-Wert von 7,0 bei 25°C zersetzen) (Sigma, St. Louis, MO) enthält, wurde vorbereitet.
Die untersuchten Gebrauchslösungen sind in Tabelle 27 dargestellt.
Tabelle 27: Komponenten der Gebrauchslösungen im Gleichgewicht
Um den Effekt der Wasserstoffperoxidreduktion durch Catalase zu bestimmen, wurden die folgenden experimentellen Parameter verwendet. Der untersuchte Testorganismus war Bazillus Cereus Sporenkultur Nr. N1009 (National Food Processors Association). Die verwendete Testtemperatur betrug 40°C. Die verwendeten Aussetzzeiten waren 15, 30, 60 und 120 Minuten. Die für die Gebrauchslösung verwendeten Neutralisierungsmittel waren 33% Chambers und 66% 1%iges Natriumthiosulfat (Sigma, St. Louis, MO).
Die Mikroorganismen wurden auf einem Dextrosetrypton-Nährboden ausplattiert und bei 35°C für 48 Stunden bebrütet.
Tabelle 28 zeigt die Ergebnisse für die unbehandelten Mikroorganismen (Kontrollsatz). Die Tabelle 29 zeigt die Ergebnisse für die behandelten Mikroorganismen.
Ergebnisse Tabelle 28: Inokulat-Anzahlen (CFU/ml)
Tabelle 29: Reduktion der Sporen des Bazillus Cereus
Die Ergebnisse zeigen, daß die sporizide Aktivität einer Gebrauchslösung durch die Zugabe von Catalase gesteigert wurde. Die sporizide Aktivität einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung wird daher verbessert, wenn die Menge des aktiven Wasserstoffperoxids minimiert wird.
Die sporizide Aktivität der Peressigsäure und Wasserstoffperoxid enthaltenden Gebrauchslösung mit oder ohne Catalase wurde zusätzlich durch Verwendung einer kontrollierten Menge einer quartären Ammoniumverbindung verbessert.
Beispiel 8: Der Effekt einer Wasserstoffperoxidreduktion (durch Catalase) auf die sporizide Aktivität der Peressigsäure (Referenz)
Testverfahren:
Das Testverfahren wurde wie zuvor in Beispiel 5 beschrieben ausgeführt.
Verfahrensparameter:
Eine Zusammensetzung, die 15 Gew.-% POAA, 11 Gew.-% H₂O₂ und Catalase (Catalase aus Rinderleber – eine Einheit wird 1 μmol von H₂O₂ pro Minute bei einem pH-Wert von 7,0 bei 25°C zersetzen) enthält, wurde vorbereitet.
Die untersuchten Gebrauchslösungen sind in Tabelle 30 dargestellt.
Tabelle 30: Komponenten der Gebrauchslösung im Gleichgewicht
Um den Effekt der Reduktion des Wasserstoffperoxids auf die sporizide Aktivität zu bestimmen, wurden die folgenden experimentellen Parameter verwendet. Die untersuchten Testorganismen waren Bazillus Cereus (Sporenkultur Nr. N1009), Bazillus Mycoides (Sporenkultur ATCC 6462) und Bazillus thuringiensis (Sporenkultur ATCC 10792). Die verwendete Testtemperatur betrug 40°C. Die Aussetzzeiten betrugen 15, 30, 60 und 120 Minuten.
Das für die Gebrauchslösungen verwendete Neutralisierungsmittel war Fluidthioglycollatbrühe.
Die Mikroorganismen wurden auf Dextrosetrypton-Nährböden plattiert und bei 32°C für 48 Stunden bebrütet.
Die Tabelle 31 zeigt die Ergebnisse für die unbehandelten Mikroorganismen (Kontrollsatz). Die Tabellen 32 bis 34 zeigen die Ergebnisse für die behandelten Mikroorganismen.
Ergebnisse: Tabelle 31: Inokulat-Anzahlen (CFU/ml)
Tabelle 32: Effekt auf Bazillus Cereus
Tabelle 33: Effekt auf Bazillus Mycoides
Tabelle 34: Effekt auf Bazillus Thuringiensis
Die Ergebnisse zeigen, daß die sporizide Aktivität einer Gebrauchslösung gegenüber Mikroorganismen der Gruppe Bazillus Cereus durch die Reduktion von Wasserstoffperoxid mittels Catalase gesteigert wurden.
Beispiel 9: Antimikrobielle Aktivität von Peressigsäure gegenüber Bazillus Cereus isoliert aus chirurgischen Tüchern (Referenz)
Testverfahren:
Das Testverfahren wurde wie zuvor im Beispiel 1 beschrieben ausgeführt.
Verfahrensparameter
Es wurde 4 Zusammensetzungen vorbereitet: Nr. 1 (5,8 Gew.-% POAA, 27,5 Gew.-% H₂O₂), Nr. 2 (15 Gew.-% POAA, 11 Gew.-% H₂O₂), Nr. 3 (35 Gew.-% POAA, 7 Gew.-% H₂O₂) sowie Nr. 4 (12 Gew.-% POAA, 2 Gew.-% H₂O₂). Aus jeder Zusammensetzung wurden 3 Gebrauchslösungen vorbereitet. Um die Gebrauchslösungen vorzubereiten, wurde jede Zusammensetzung in sterilem deionisiertem Wasser verdünnt, um Gebrauchslösungen zu erhalten, welche 150, 200 oder 300 ppm POAA enthielten.
Die verwendeten Gebrauchslösungen sind in Tabelle 35 dargestellt.
Tabelle 35: Zusammensetzung der Gebrauchslösung im Gleichgewicht
Es wurden ebenfalls Natriumhypochloritzusammensetzungen zum Vergleich mit den Peressigsäurezusammensetzungen vorbereitet. Natriumhypochlorit ist ein herkömmlich verwendetes Desinfektionsmittel für Reinigungsanwendungen. Die Natriumhypochloritzusammensetzungen wurden aus einem Lagermaterial, welches 5,5% Natriumhypochlorit enthält, vorbereitet. Die Lagerlösung wurde in sterilem deionisiertem Wasser verdünnt, um Gebrauchslösungen zu erhalten, die 63, 120 oder 155 ppm gesamterhältliches Chlorit enthalten.
Um die antimikrobielle Aktivität gegenüber aus chirurgischen Tüchern isolierten Bazillus Cereus zu erhalten, wurden die folgenden experimentellen Parameter verwendet. Der untersuchte Testorganismus war Bazillus Cereus (aus einem chirurgischen Handtuch isoliert). Die verwendete Testtemperatur betrug 100 ± 5°F. Die Aussetzzeit betrug 5 oder 10 Minuten.
Das für die Gebrauchslösung verwendete Neutralisierungsmittel war 0,1% Natriumthiosulfat plus 0,5% Tween 80. Die Mikroorganismen wurden auf einem Tryptonglucoseextrakt-Nährboden ausplattiert und bei 32°C für 48 Stunden bebrütet.
Die Tabelle 36 zeigt die Ergebnisse des Testverfahrens.
Ergebnisse: Tabelle 36: Effekt auf Bazillus Cereus (Feldisoliert)
Die Ergebnisse zeigen, daß Gebrauchslösungen mit einem geringen Wasserstoffperoxidgehalt relativ zur Peressigsäure in der Lage waren, die Zahlen des aus einem chirurgischen Handtuch isolierten Bazillus Cereus schneller zu reduzieren als die Formeln mit größeren Konzentrationen an Wasserstoffperoxid relativ zur Peressigsäure und schneller als Natriumhypochlorit.
Beispiel 10: Die Aktivität von Peressigsäure gegenüber Bazillus Cereus an chirurgischen Handtüchern (Referenz)
Testverfahren:
Um die antimikrobielle Aktivität von Zusammensetzungen gegenüber Bazillus Cereus auf chirurgischen Handtüchern zu bestimmen, wurde das folgende experimentelle Verfahren verwendet. Es wurden Handtücher mit ungefähr 10⁷ CFU pro Handtuch Bazillus Cereus-Sporen (isoliert aus einem chirurgischen Handtuch) durch Platzieren von 0,5 ml – Portionen einer Sporensuspension (10 ml einer 10⁶ CFU/ml Sporensuspension) in 20 willkürlichen Bereichen jedes Handtuchs geimpft. Jedes Handtuch wurde dann an der Luft für ungefähr 24 Stunden getrocknet.
Drei Handtücher wurden jeweils mit einem Neutralisierungsmittel verdünnt, kräftig von Hand für eine Minute geknetet und plattiert, um das auf den Handtüchern vor Beginn des Waschzyklusses vorliegende Anfangsokulat zu bestimmen. Diese drei Handtücher wurden als Kontrollsatz verwendet.
Sechs geimpfte Handtücher wurden für jede Gebrauchslösung getestet. Die Handtücher wurden zunächst mit 90°F warmem Wasser für ungefähr 5 Minuten gespült und das Wasser nachfolgend abgelassen. Die Handtücher wurden dann mit einer 100°F warmen Gebrauchslösung oder heißem Wasser zur Kontrolle für ungefähr 10 Minuten ausgespült und die Gebrauchslösung abgelassen. Die untersuchten Gebrauchslösungen sind in der Tabelle 37 dargestellt.
Tabelle 37: Komponenten der Gebrauchslösung im Gleichgewicht
Die Handtücher wurden in einer Waschmaschine mit 30 Pfund nicht geimpften Frottee-Handtüchern platziert und der Waschzyklus begonnen.
Drei der 6 Handtücher wurden nach einer 10-minütigen Aussetzzeit in Wasser als Kontrollsatz oder in der gebrauchsfertigen Lösung (für die Experimenthandtücher) als Probe entnommen und einer Tasche zugegeben, welche 400 ml des Gebrauchslösungsneutralisierungsmittels (0,1% Natriumthiosulfat plus 0,5% Tween 80) enthält. Das Durchschnittsgewicht eines nassen Handtuchs wurde auf ungefähr 100 g bestimmt. Das Gesamtgewicht betrug dann ungefähr 500 g.
Die Handtücher wurden für eine Minute von Hand geknetet und dann wurden durch Gießplattierungstechnik auf Tryptonglucoseextrakt-Nährböden 1 : 100 und 1 : 10000 Verdünnungen ausplattiert (die Endplattierungen der Platten betrugen 1 : 500, 1 : 50.000, 1 : 5.000.000) und bei 32°C für 48 Stunden bebrütet.
Die Ergebnisse sind in Tabellen 38 und 39 dargestellt.
Ergebnisse: Tabelle 38: Reduktion von Bazillus Cereus auf chirurgischen Tüchern
Tabelle 39: Reduktion von Bazillus Cereus in Waschwasser
Diese Ergebnisse zeigen, daß die Zusammensetzungen eine Reduktion von Bazillus Cereus aus Textilien ermöglichen.
Es sollte festgestellt werden, daß die in dieser Beschreibung in den anhängenden Ansprüchen verwendete Einzahl „ein" und „der, die, das" mehrere Bezüge beinhalten, wenn nicht der Inhalt klar etwas anderes bezeichnet. Daher beinhaltet beispielsweise ein Bezug auf eine Zusammensetzung, welche „eine Carbonsäure" beinhaltet, eine Mischung aus zwei oder mehr Carbonsäuren.
Obwohl die Ausführungsformen der Erfindung zuvor beschrieben wurden, ist diese nicht auf diese beschränkt und Fachleuten wird klar sein, daß zahlreiche Modifikationen und Variationen Teil der vorliegenden Erfindung sind.

Claims

Konzentratszusammensetzung mit antimikrobieller Wirksamkeit gegen Sporen oder zugehörige sporenbildende Mikroorganismen, wobei die Zusammensetzung aufweist: (a) 0,2 bis 6 Gew.-% Wasserstoffperoxid; (b) 0,5 bis 80 Gew.-% einer Carbonsäure der Formel: R(COOH)_n, wobei R ein Hydrogen, Alkyl, Alkenyl, eine alizyklische Gruppe, Aryl, Heteroaryl oder eine heterozyklische Gruppe aufweist und n = 1,2 oder 3 ist; (c) 0,2 bis 30 Gew.-% einer Percarbonsäure der Formel: R(COOOH)_n, wobei R ein Hydrogen, Alkyl, Alkenyl, eine alizyklische Gruppe, Aryl, Heteroaryl oder eine heterozyklische Gruppe aufweist und n = 1,2 oder 3 ist; und (d) eine ausreichende Menge einer quartären Ammoniumverbindung ausgewählt aus n-Alkyldimethylethylbenzylammonium, Di-n-Alkyldimethylammonium, Di-n-Alkylmethylbenzylammoniumsalz, n-Alkyldimethylbenzylammonium, n-Alkylmethylethylbenzylammonium oder einer Kombination daraus; wobei es vier oder mehr Gewichtsteile Percarbonsäure für jeden Gewichtsteil Wasserstoffperoxid gibt.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung bis zu 10 Gew.-% der quartären Ammoniumverbindung aufweist.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung 0,08 bis 7 Gew.-% der quartären Ammoniumverbindung aufweist.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung eie antimikrobielle Wirkung gegen Sporen oder zugehörige sporenbildende Mikroorganismen der Gruppe Bacillus cereus aufweist.
Zusammensetzung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung eine antimikrobielle Wirkung gegen Sporen oder zugehörige sporenbildende Mikroorganismen aufweisend Bacillus cereus, Bacillus anthracis, Bacillus thuringiensis und dessen verbundene Sporen aufweist.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es für jedes Gewichtsteil des Wasserstoffperoxids mehr als fünf Gewichtsteile der Percarbonsäure gibt.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es für jedes Gewichtsteil des Wasserstoffperoxids mehr als sechs Gewichtsteile der Percarbonsäure gibt.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung Wasserstoffperoxid in einer Menge zwischen 0,5 Gew.-% und 5 Gew.-% aufweist.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung Garbonsäure in einer Menge zwischen 10 Gew.-% und 70 Gew.-% aufweist.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung Percarbonsäure in einer Menge zwischen 2,5 Gew.-% und 25 Gew.-% aufweist.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Percarbonsäure Peressigsäure, Peroctansäure, Perpropionsäure, Perbuttersäure, Perglycolsäure, Butandisäure, Perbutandisäure, Permilchsäure, Perzitronensäure, Perdecansäure, Perameisensäure, Perpentansäure, Perheptansäure, Pernonansäure, Perundecansäure, Perdodecansäure und Mischungen daraus aufweist.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Percarbonsäure ein R aufweist, welches ein C_1-4 Alkyl ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 12, des weiteren aufweisend, daß eine Percarbonsäure, welche ein R aufweist, welches ein C_5-12 Alkyl ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 13, wobei die Percarbonsäure ein R aufweist, welches ein C_5-12 Alkyl ist und in einer Menge zwischen 0,3 Gew.-% und 5 Gew.-% vorliegt.
Zusammensetzung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung Peressigsäure und Peroctansäure aufweist.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, des weiteren aufweisend ein Stabilisierungsmittel in einer Menge zwischen 0,1 Gew.-% und 5 Gew.-%.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stabilisierungsmittel eine Phosphonsäure oder ein Salz daraus ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Stabilisierungsmittel 1-Hydroxyethyliden-1,1-diphosphonsäure oder deren Salz aufweist.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung mit Wasser verdünnt ist, um eine Gebrauchslösung zu ermöglichen, wobei die Gebrauchslösung aufweist: (a) das Wasserstoffperoxid in einer Menge von bis zu 2.500 ppm; (b) die Carbonsäure in einer Menge zwischen 2 ppm und 27.000 ppm; (c) die Percarbonsäure in einer Menge zwischen 1 ppm und 2.000 ppm; und (d) die quaternäre Ammoniumverbindung in einer Menge von bis zu 200 ppm.
Zusammensetzung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung mit Wasser in einem Verhältnis von einem Teil Zusammensetzung mit 768 Teilen Wasser verdünnt wird.
Verfahren zur Verminderung der Konzentration von sporenbildenden vegetativen Bakterien und zugehörigen bakteriellen Sporen, wobei das Verfahren das Kontaktieren einer Oberfläche einer Substanz, welche durch vegetative Bakterien und bakterielle Sporen verschmutzt ist, aufweist, wobei die Zusammensetzung aufweist: (a) eine ausreichende antimikrobielle Menge von Wasserstoffperoxid; (b) eine ausreichende antimikrobielle Menge einer Carbonsäure der Formel: R(COOH)_n, wobei R ein Hydrogen, Alkyl, Alkenyl, eine alizyklische Gruppe, Aryl, Heteroaryl oder eine heterozyklische Gruppe aufweist und n = 1,2 oder 3 ist; (c) eine ausreichende antimikrobielle Menge einer Percarbonsäure der Formel: R(COOOH)_n, wobei R ein Hydrogen, Alkyl, Alkenyl, eine alizyklische Gruppe, Aryl, Heteroaryl oder eine heterozyklische Gruppe aufweist und n = 1,2 oder 3 ist; und (d) eine ausreichende Menge einer quaternären Ammoniumverbindung, welche n-Alkyldimethylethylbenzylammonium, Di-n-Alkyldimethylammonium, Di-n-Alkylmethylbenzylammoniumsalz, n-Alkyldimethylbenzylammonium, n-Alkylmethylethylbenzylammonium oder eine Kombination daraus aufweist; wobei für jeden Gewichtsteil des Wasserstoffperoxids mehr als vier Gewichtsteile der Percarbonsäure vorliegen.
Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung bis zum 10 Gew.-% der quartären Ammoniumverbindung aufweist.
Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung 0,08 bis 7 Gew.-% der quartären Ammoniumverbindung aufweist.
Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung eine antimikrobielle Wirkung gegen Sporen oder zugehörige sporenbildende Mikroorganismen der Gruppe Bacillus cereus aufweist.
Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die vegitativen Bakterien und die bakteriellen Sporen Bacillus cereus, Bacillus mycoides, Bacillus anthracis, Bacillus thuringiensis und Mischungen daraus aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Substanz in einer Umgebung der Gesundheitspflege kontaktiert wird.
Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Umgebung der Gesundheitspflege ein Krankenhaus für Menschen, ein Krankenhaus für Tiere, eine Humanklinik, eine tiermedizinische Klinik, ein Schwesternheim oder eine Tagesstätteneinrichtung ist.
Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die kontaktierte Substanz in einer Lebensmittelumgebung ist.
Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Lebensmittelumgebung ein Restaurant, eine Lebensmittel erzeugende Fabrik, eine Lebensmittel lagernde Fabrik oder ein Lebensmittelgeschäft ist.
Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die kontaktierte Substanz in einer Bewirtungsumgebung ist.
Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewirtungsumgebung ein Hotel, ein Motel, einen Urlaubsort oder ein Kreuzfahrtschiff aufweist.
Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die kontaktierte Substanz in einer Erziehungsumgebung ist, wobei die Erziehungsumgebung eine Schule oder eine Universität aufweist.
Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die kontaktierte Substanz eine allgemein vorausgesetzte Oberfläche ist, wobei die allgemein vorausgesetzte Oberfläche einen Boden, eine Decke, Möbel oder Mischungen daraus aufweist.
Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die kontaktierte Substanz eine speziell ausgerüstete Oberfläche aufweist, wobei die speziell ausgerüstete Oberfläche eine harte Oberfläche, Herstellungsausrüstung, Verarbeitungsausrüstung oder eine Mischung daraus aufweist.
Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die kontaktierte Substanz holz- oder cellulosebasierte Systeme aufweist.
Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die kontaktierte Substanz Nahrungsmittel aufweist.
Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die kontaktierte Substanz Boden aufweist, wobei der Boden in einem Kühlturm, einem Gerinne, einer harten Oberfläche, einem Nahrungsmittel oder Mischungen daraus vorliegt.
Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die kontaktierte Substanz Wasser aufweist.