DE10319966A1 - Wasserbettkonditionierer - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine mikrobizide Zusammensetzung aus 1-10% quaternärem Ammoniumsalz, 0,05-0,5% Kupfersalz und 0,05-1,0% Isothiazolinon in wässriger Lösung sowie ihre Verwendung zur Konditionierung von Wasserbetten.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine mikrobiozide Zusammensetzung, die sich insbesondere zur Entkeimung des Wasserkerns in Wasserbetten eignet.
• Ein Wasserbett enthält bis etwa 400 l Wasser für ein Einzel- und bis etwa 800 l Wasser für ein Doppelbett in einer geeigneten Kunststofffolie, meist aus Vinyl, als Matratze. Überwiegend sind Polyester-Vliese oder Polyurethanschäume in die Matratze eingebracht, welche die Einstellung das Nachschwingverhaltens des Bettes ermöglichen. Sowohl mit dem Wasser, als auch an der Innenseite der Folie und besonders auf der Oberfläche der Vlieseinlage werden erhebliche Mengen Keime in die Matratze eingebracht. Diese Keime bergen verschiedene Probleme.
• Einerseits führt die Vermehrung der Mikkoorganismen zur Bildung von Gasen, durch die Gasblasen und unangenehme Gerüche entstehen. Andererseits können die Mikkoorganismen auch die Kunststofffolie angreifen, etwa durch herauslösen des Weichmachers.
• Da der Wasserkern in einem Wasserbett auf etwa 27 °C temperiert wird, finden die vorhandenen Keime, vor allem Algen, Bakterien, Pilze, sehr gute Wachstumsbedingungen vor.
• Zur Verhinderung des Wachstums der Mikroorganismen ist es bekannt, bei der Füllung und danach in regelmäßigen Abständen dem Wasserkern einen sogenannten Konditionierer zuzusetzen.
• Ein Konditionierer ist in der Regel eine wässrige Lösung eines geeigneten Mikrobizids. Unter Mikrobizid wird ein Stoff verstanden, der bakterizide, algizide, fungizide und viruzide Eigenschaften hat. Alternativ gibt es Konditionierer auch in fester Form, z.B. als Tabletten.
• Von der unübersehbaren Vielfalt chemischer Substanzen und Zusammensetzungen mit mikrobizider Wirkung werden bisher als Wasserbettkonditionierer bevorzugt Benzalkoniumchloride oder ähnliche quaternäre Ammoniumverbindungen, teilweise in Kombination mit Kupferionen eingesetzt. Konditionierer in Form wäßrige Lösungen enthalten dabei 1–15 % Benzalkoniumchlorid und gegebenenfalls 0,1–1 % Kupfer in Form von Kupfersulfat. Diese bekannten Konditionierer müssen ein- bis zweimal pro Jahr nachgefüllt werden.
• Für eine sichere mikrobizide Wirkung sind bei den bekannten Produkten 200–400 mg Konditioniererlösung pro Liter Wasser erforderlich.
• Neben der sicheren mikrobiziden Wirkung muß ein Wasserbettkonditionierer weitere Anforderungen erfüllen. Er darf weder die Kunststofffolie noch die Vlieseinlagen angreifen, noch selber zu Geruchsbelästigungen führen. Wünschenswert sind auch eine lange Standzeit, damit nicht zu häufig nachdosiert werden muss sowie eine möglichst geringe Schädlichkeit für den Menschen. Auch die Umweltbelastung bei der Entsorgung des Wassers gewinnt an Bedeutung.
• Es besteht daher ein ständiger Bedarf an verbesserten Konditionierern und somit die Aufgabe, weitere Wasserbettkonditonierer bereitzustellen.
• Überraschend wurde nun gefunden, daß eine mikrobizide Zusammensetzung aus einem quaternären Ammoniumsalz, einem Kupfersalz und einem Isothiazolinon eine hervorragende mikrobizide Wirkung besitzt, die auch über lange Zeit in einem Wasserkern erhalten bleibt. Die Zusammensetzung ist mit den herkömmlichen Kunststofffolien, insbesondere Vinylfolien, gut verträglich. Durch die Kombination kann die erforderliche Konzentration der Einzelsubstanzen deutlich gesenkt werden.
• Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch ein mikrobizide Zusammensetzung gelöst, welche 1–10 % quaternäres Ammoniumsalz, 0,05–2,0 % Kupfersalz und 0,05–1,0 % Isothiazolinon in wässriger Lösung enthält. Insbesondere sind 4–6 % quaternäres Ammoniumsalz, 0,1–1,5 % Kupfersalz und 0,1–0,5 % Isothiazolinon enthalten.
• Diese Mengen haben sich in Bezug auf Lagerstabilität und Dosierung als geeignet erwiesen. Es ist jedoch möglich, die Konzentration von Ammoniumsalz, Kupfersalz und Isothiazolinon in der Zusammensetzung z.B. aus Gründen der Lagerkapazität zu erhöhen, solange dabei das Mengenverhältnis gleich bleibt. Bei der Dosierung ist dann entsprechend weniger Zusammensetzung pro Liter Wasser zu verwenden. Ebenso kann die Konzentration von Ammoniumsalz, Kupfersalz und Isothiazolinon reduziert werden, z.B. um die Dosierung zu vereinfachen, da sich größere Volumina leichter bzw. genauer abmessen lassen.
• Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen sollten Ammoniumsalz, Kupfersalz und Isothiazolinon in Gewichtsverhältnissen von 3:1:0,1 enthalten.
• Brauchbare Ammoniumsalze sind in Wallhäußer "Praxis der Sterilisation", Thieme Verlag, Stuttgart beschrieben.
• Als Ammoniumsalz sind Benzalkoniumchloride der allgemeinen Formel

  

  in der R für einen Alkylrest mit 8–18 C-Atomen steht, bevorzugt. Eine typische Verteilung der C-Kettenlänge ist 60–80% C₁₂, 20–40 % C₁₄, wobei jeweils maximal 10 % C₈, C₁₀, C₁₆ und C₁₈ und insgesamt maximal 15 % C₈ + C₁₀ + C₁₆ + C₁₈ vorliegen.
• Ein weiteres bevorzugtes Ammoniumsalz ist Didecyldimethylammoniumchlorid.
• Als Kupfersalz wird insbesondere Kupfersulfat eingesetzt, weil es am preiswertesten ist. Es eignen sich aber prinzipiell alle ausreichend wasserlöslichen Kupfersalze.
• Bevorzugte Isothiazolinone sind solche der Formel II

  

  in der R für Wasserstoff, ein gegebenenfalls substituiertes Alkyl mit 1 bis 18 C-Atomen; ein gegebenenfalls substituiertes Alkenyl oder Alkinyl mit 2 bis 8 C-Atomen, ein gegebenenfalls substituiertes Cycloalkyl mit 3 bis 12 C-Atomen, ein gegebenenfalls substituiertes Aryl, Aralkyl oder Heteroaryl mit bis zu 10 C-Atomen und X und Y jeweils unabhängig voneinander für Wasserstoff, Halogen oder Alkyl mit 1 bis 4 C-Atomen steht.
• Repräsentative Substituenten R sind z.B. Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl, Butyl, Hexyl, Octyl, Cyclohexyl, Benzyl, 3,4-Dichlorphenyl, 4-Methoxybenzyl, 4-Chlorbenzyl, 4-Methoxyphenyl, 4-Chlorphenyl, Phenethyl, 2-(4-Chlorphenyl)ethyl, Hydroxymethyl, Chlormethyl, Chlorpropyl, Wasserstoff und ähnliche.
• Mit einer substituierten Alkylgruppe ist eine Alkylgruppe gemeint, die ein oder mehrere ihrer Wasserstoffatome durch eine andere substituierte Gruppe ersetzt hat. Beispiele von substituierten Alkylgruppen sind z.B. Hydroxyalkyl, Halogenalkyl, Cyanoalkyl, Alkylaminoalkyl, Dialkylaminoalkyl, Arylaminoalkyl, Carboxyalkyl, Carbalkoxyalkyl, Alkoxyalkyl, Aryloxyalkyl, Alkylthioalkyl, Arylthioalkyl, Halogenalkoxyalkyl, Cycloalkylaminoalkyl, wie z.B. Morpholinoalkyl, Piperidinoalkyl, Pyrrolidonylalkyl und ähnliche, Carbamoxyalkyl, Alkenyl, Halogenalkenyl, Alkynyl, Halogenalkynyl, Isothiazolonylalkyl und ähnliche.
• Mit einer substituierten Aralkylgruppe ist eine Aralkylgruppe gemeint, bei der ein oder mehrere Wasserstoffatome auf entweder dem Arylring oder der Alkylkette durch eine andere Substituentengruppe ersetzt ist. Beispiele der substituierten Aralkylgruppen sind z.B. mit Halogen, C₁-C₄-Alkyl oder C₁-C₄-Alkoxy substituierte Aralkylgruppen und ähnliche.
• Mit einer substituierten Arylgruppe ist eine Arylgruppe gemeint, wie z.B. Benzol, Naphthalin oder Pyridin, wobei ein oder mehrere der Wasserstoffatome auf dem Arylring durch eine andere Substituentengruppe ersetzt sind. Beispiele solcher Substituentengruppen sind Halogen, Nitro, C₁-C₄-Alkyl, C₁-C₄-Alkylacylamino, C₁-C₄-Carbalkoxy, Sulfamyl und ähnliche.
• Besonders bevorzugte Isothiazolone sind 5-Chlor-2-methyl-3-isothiazolon, 2-Methyl-3-isothiazolon, 2-n-Octyl-3-isothiazolon, 4,5-Dichlor-2-cyclohexyl-3-isothiazolon und 4,5-Dichlor-2-octyl-3-isothiazolon.
• Am meisten bevorzugt ist 5-Chlor-2-methyl-3-isothiazolon, entweder als alleinige Verbindung oder im Gemisch mit 2-Methyl-3-isothiazolon.
• Der Einsatz erfolgt wie bei den bekannten Konditionierern durch Zugabe bei der Erstbefüllung mit 200–400 ml Zusammensetzung pro l Wasser, d.h. einer Konzentration an Ammoniumverbindung von 10 – 20 mg/l, und danach durch regelmäßige Zugabe von 200 – 400 ml pro l Wasser in Abständen von 5–7, vorzugsweise 6 Monaten.
• Es ist auch möglich, einen anderen Konditionierer auf Benzalkoniumchloridbasis bei der Nachdosierung durch die erfindungsgemäße Zusammensetzung zu ersetzen.
• Die erfindungsgemäße Zusammensetzung erlaubt durch die Kombination von Ammoniumsalz mit Kupfer und Isothiazolinon eine Reduktion der Konzentration der Einzelsubstanzen, bei gleicher oder verbesserter mikrobizider Wirkung, da die Wirksamkeit der Kombination deutlich über der Summe der Wirkungen der Einzelsubstanzen liegt. Damit ist die Gefährdung des Benutzers bei Kontakt mit dem Konditionierer sowie die Belastung der Umwelt bei der Entsorgung deutlich gesenkt.
• Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele näher erläutert, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein.
• Beispiel 1
• Eine mikrobizide Zusammensetzung wird durch Vermischen von 10 ml Benzalkoniumchlorid (50%-ig) Barquat DM-50 von Lonza Ltd, Schweiz, mit 70% C₁₂, 26% C₁₄ und 6% C₁₆, 1,4 g Kupfer(II)sulfat-Pentahydrat von Imhoff & Stahl GmbH, Deutschland, 2 ml Isothiazolinon Isocil RW 14 von Lonza Ltd, Schweiz, Mischung aus 10,1–11,3% 5-Chlor-2-Methyl-4-isothiazolin-3-on, 3,0–4,1% 2-Methyl-4-isothiazolin-3-on und 16–18% Magnesiumnitrat, 8–10 % Magnesiumchlorid, maximal 0,3% Essigsäure in etwa 60% Wasser und auffüllen mit Wasser auf 100 ml hergestellt. Die Zusammensetzung kann in einem verschlossenen Gefäß mindestens 2 Jahre aufbewahrt werden, ohne ihre Wirksamkeit zu verlieren.
• Beispiel 2
• In einer Versuchsreihe wurden Wasserbetten mit 20 l Brauchwasser, Keimzahl 5,9 × 10¹/ml, und Konditionierer befüllt und anschließend wöchentlich die Keimzahl bestimmt. Bett 1 enthielt nur Brauchwasser als Kontrolle, Bett 2 Brauchwasser mit 400 mg/l einer wäßrigen Lösung mit 10 % Benzalkoniumchlorid, Bett 3 Brauchwasser mit 400 mg/l einer wäßrigen Lösung mit 5 % Benzalkoniumchlorid und 0,35 % Kupfer (als Cu) und Bett 4 400 mg/l der in Beispiel 1 hergestellten erfindungsgemäßen Zusammensetzung, welche 5 % Benzalkoniumchlorid enthält. In Bett 5 wurden 400 mg/l einer 0,2 %-igen Isothiazolinonlösung eingesetzt. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengefasst.
• 
• Der Vergleich zeigt, daß die bekannten Konditionierer selbst bei höherer Konzentration an Benzalkoniumchlorid das Wachstum von Mikroorganismen nicht verhindern können. Die erfindungsgemäße Zusammensetzung wirkt dagegen bereits bei einer 50 % niedrigeren Konzentration Benzalkoniumchlorid sicher mikrobizid.
• Für Bett 4 wurde zusätzlich mittels Hemmstofftest das Vorhandensein von Konditionierer geprüft. Der Hemmstofftest war ab der zweiten Woche bis zur 10. Woche schwach positiv, danach negativ. Ein Keimwachstum wurde dennoch nicht beobachtet.

Claims (9)

1. Mikrobizide Zusammensetzung als Konditionierer für Wasserbetten, die ein quaternäres Ammoniumsalz und ein Kupfersalz in wässriger Lösung enthält, dadurch gekennzeichnet, daß ein Isothiazolinon enthalten ist.
2. Mikrobizide Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das quaternäre Ammoniumsalz Benzalkoniumchlorid oder Didecyldimethylammoniumchlorid ist.
3. Mikrobizide Zusammensetzung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupfersalz Kupfersulfat ist.
4. Mikrobizide Zusammensetzung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Isothiazolinon ausgewählt ist unter 5-Chlor-2-methyl-3-isothiazolon, 2-Methyl-3-isothiazolon, 2-n-Octyl-3-isothiazolon, 4,5-Dichlor-2-cyclohexyl-3-isothiazolon und 4,5-Dichlor-2-octyl-3-isothiazolon oder Gemische davon.
5. Mikrobizide Zusammensetzung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß 1–10 % quaternäres Ammoniumsalz, 0,1–0,5 % Kupfersalz und 0,1–1,0 % Isothiazolinon enthalten sind.
6. Mikrobizide Zusammensetzung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß 4–6 % quaternäres Ammoniumsalz, 0,1–0,4 Kupfersalz und 0,1–0,5 % Isothiazolinon enthalten sind.
7. Verwendung einer Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zur Konditionierung des Wasserkerns eines Wasserbettes.
8. Verwendung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß 200–400 ml Zusammensetzung pro Liter Wasser bei der Erstbefüllung dem Wasser zugesetzt werden.
9. Verwendung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß 200–400 ml Zusammensetzung pro Liter Wasser alle 5 bis 7 Monate, insbesondere alle 6 Monate in den Wasserkern nachdosiert werden.