DE69807001T2

DE69807001T2 - Zusammensetzung mit desinfizierender Wirkung

Info

Publication number: DE69807001T2
Application number: DE69807001T
Authority: DE
Inventors: Tammo Willem Nicolaas Bieze
Original assignee: TEVAN BV
Current assignee: TEVAN BV
Priority date: 1997-05-05
Filing date: 1998-05-05
Publication date: 2003-05-15
Anticipated expiration: 2018-05-06
Also published as: ES2179422T3; EP0876762B1; NL1005965C2; DE69807001D1; DK0876762T3; EP0876762A1; ATE221728T1; PT876762E

Description

Die Erfindung betrifft eine Zusammensetzung mit desinfizierender Wirkung auf der Basis von Wasserstoffperoxid und Silber.
Solche Zusammensetzungen sind bekannt. So beschreibt DE-C-36 45 266 ein Desinfektionsmittel, das aus Silber, einer anorganischen Säure, einem organischen Stabilisator und Wasserstoffperoxid besteht, zu dem fakultativ auch Gelatine zugesetzt werden kann. Gelatine wird insbesondere bei denjenigen Anwendungen zugesetzt, bei denen das Mittel für eine recht lange Zeit ultravioletter Strahlung ausgesetzt wird, wie dies zum Beispiel der Fall ist, wenn es in Außenschwimmbädern verwendet wird. Die Silberkonzentration des Desinfektionsmittels beträgt 0,05 bis 0,1 Gewichts-% (Gew.-%), was 500 bis 1000 Gewichtsteilen pro Million (Teilen pro Million, ppm) entspricht. Die Menge an anorganischer Säure sollte wenigstens äquimolar in Bezug auf die vorhandene Menge an Silber sein. Die Dosierung des Mittels, wenn verwendet als Desinfektionsmittel bei der Wasserbehandlung, d. h. zum Beispiel in Schwimmbadwasser oder Trinkwasser, beträgt 10-75 ppm (oder ungefähr 10-75 mg pro Liter Wasser), während die Dosierung im Falle von Oberflächendesinfektion 0,1 bis 2,0 Gew.-% (oder 1 bis 20 g pro Liter) beträgt.
Überdies offenbart WO-A-96/18301 ein Desinfektionsmittel, das höchstens 60 Gew.-% H&sub2;O&sub2;, eine Mischung von organischen Säuren RCO&sub3;H/RCO&sub2;H (R ist Methyl oder Ethyl), eine Silberkomponente, einen Stabilisator und Wasser umfaßt. Die Silberkomponente ist eine Quelle für Ag&spplus; und liegt in einer solchen Menge vor, daß das Gewichtsverhältnis Silberverbindung: H&sub2;O&sub2; 0,0005 : 1 bis 0,015 : 1 beträgt. Für einen H&sub2;O&sub2;-Gehalt von 50 Gew.-% und AgNO&sub3; als Silberkomponente entspricht dies 160-4760 ppm Ag. Anorganische Säuren (vorzugsweise Phosphorsäure) sind als Stabilisator geeignet.
Die bekannten Desinfektionsmittel auf der Basis von Silber und Wasserstoffperoxid haben den Nachteil, daß die Silberkonzentration im Mittel relativ hoch ist. Abgesehen von der Tatsache, daß dies unter dem Gesichtspunkt der Kosten unerwünscht ist, hat es auch die Nebenwirkung, wenn zum Beispiel verwendet in Schwimmbädern, daß schwarze Flecken auf Fliesenmaterial oder Kunststoffkomponenten (Überlaufrinnen, bewegbare Böden oder Beckenauskleidung) auftreten können. Diese Flecken, die die Folge der Ausfällung von Silberverbindungen sind, die in Wasser schwer löslich sind, wie zum Beispiel Silberoxid, sind üblicherweise schwer zu entfernen.
Zusätzlich ist festgestellt worden, daß ein relativ großer Anteil des Silbers vom Filter eines Schwimmbeckens zurückgehalten wird. Als ein Ergebnis werden der Filter und die Umwelt verschmutzt, da der Filter als chemischer Abfall entsorgt werden muß.
Der Zusatz von Gelatine zu einem Desinfektionsmittel für Schwimmbäder ist ebenfalls unerwünscht, weil festgestellt worden ist, daß die Zugabe von Gelatine eine negative Auswirkung auf die chemische Aktivität von gelösten Silber-Ionen als ein Ergebnis des Auftretens von physikalischen Polyelektrolyt-Ionen-Wechselwirkungen hat. Als ein Ergebnis sind weniger Silber-Ionen für die Desinfektion verfügbar. Überdies stellt Gelatine eine zusätzliche organische Verschmutzung für das Wasser dar.
Die Tatsache, daß der Trinkwasserstandard für Silber üblicherweise bei einigen 10 Gewichtsteilen pro Milliarde (Teile pro Milliarde, ppb) festgelegt ist, ist eine wichtige Erwägung bei der Desinfektion von Trinkwasser. In den Niederlanden ist dieser Standard zum Beispiel 10 ppb, so daß die Verwendung von Desinfektionsmitteln mit einer Silberkonzentration in einer Größenordnung von einigen 100 ppm in der Standarddosierung recht schnell dazu führen wird, daß besagter Trinkwasserstandard überschritten wird.
Was die Verwendung von aggressiven anorganischen Säuren betrifft, wie etwa Phosphorsäure und Salpetersäure, ist Vorsicht angebracht bei der Herstellung des Infektionsmittels, und wirksame Sicherheitsmaßnahmen sollten ergriffen werden. Zusätzlich hat die Verwendung solcher Säuren in den großen Mengen, die bisher vorgeschlagen worden sind, die Konsequenz, daß der pH des zunächst hergestellten Silberkonzentrats sehr niedrig ist, und daher sollten die notwendigen Sicherheitsmaßnahmen beachten werden, wenn das Wasserstoffperoxid zugegeben wird, um das endgültige Desinfektionsmittel herzustellen.
Überraschenderweise ist nunmehr festgestellt worden, daß eine hervorragende desinfizierende Wirkung tatsächlich mit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung auf der Basis von Wasserstoffperoxid erreicht werden kann, die eine sehr niedrige Konzentration an Silber und einer sehr niedrige Konzentration an anorganischer Säure enthält.
Die Erfindung betrifft daher eine Zusammensetzung mit desinfizierender Wirkung, umfassend:
(a) 35-75 Gew.-%, vorzugsweise 45-55 Gew.-%, Wasserstoffperoxid
(b) 10-150 ppm Silber
(c) 1-100 ppm anorganische Säure
(d) 0-100 ppm organischer Stabilisator und
(e) 25-65 Gew.-%, vorzugsweise 45-55 Gew.-% Wasser,
wobei das molare Verhältnis von anorganischer Säure : Silber niedriger als 1 ist.
Die desinfizierende Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung eliminiert die obengenannten Nachteile. Diese Zusammensetzung hat überdies den Vorteil, daß sie während der Lagerung sehr stabil ist. So beträgt, unter üblichen Bedingungen, der Verlust an Wasserstoffperoxid nur 1 bis 2%.
Sowohl organische als auch anorganische Silberverbindungen können als Silberkomponente verwendet werden. Beispiele für organische Silberverbindungen sind Silberbenzoat, Silbercitrat und Silberlactat. Vorzugsweise werden jedoch anorganische Silbersalze, wie etwa Silbernitrat, Silbersulfat und der Natrium-/Silberchlorid-Komplex AgNaCl&sub2; verwendet. Besonders bevorzugt ist die Verwendung von Silbernitrat. Fakultativ kann auch kolloidales Silber verwendet werden, dies ist aber nicht bevorzugt. Das Silber ist daher vorzugsweise in der Zusammensetzung als das freie Ion Ag&spplus; vorhanden.
Die in der Zusammensetzung gemäß der Erfindung vorhandene Silbermenge beruht auf der Menge an vorhandenem Ag oder Ag&spplus;. Diese Menge beträgt 10-150 ppm, aber vorzugsweise beträgt die Silbermenge nur 20-100 ppm. Eine Silberkonzentration von 30-60 ppm ist sehr geeignet. Verglichen mit dem Wasserstoffperoxid H&sub2;O&sub2; ist das Silber vorzugsweise in einem Ag : H&sub2;O2-Gewichtsverhältnis von 1 : 5.000 bis 1 : 50.000 vorhanden, während ein Gewichtsverhältnis von 1 : 7.500 bis 1 : 15.000 besonders bevorzugt ist.
Geeignet als anorganische Säuren sind insbesondere diejenigen Säuren, die eine angemessene stabilisierende Wirkung auf die vorhandene Silberverbindung haben. Geeignete Säuren sind daher wäßrige Lösungen von Phosphorsäure, Salpetersäure und Borsäure. Eine wäßrige Lösung von Phosphorsäure wird jedoch vorzugsweise verwendet.
Gemäß der Erfindung wird die anorganische Säure in einer Menge von 1-100 ppm, vorzugsweise 1-50 ppm verwendet, während eine Menge von 2-25 ppm besonders bevorzugt ist. In diesem Zusammenhang ist es jedoch wichtig, daß die Anzahl Mole der anorganischen Säure niedriger ist als die Anzahl Mole Ag, die in der Zusammensetzung vorhanden ist.
Überraschenderweise ist festgestellt worden, daß dies eine günstige Auswirkung auf die desinfizierende Wirkung der Zusammensetzung gemäß der Erfindung hat.
Die Zusammensetzung gemäß der Erfindung kann überdies einen oder mehrere organische Stabilisatoren enthalten, ebenso zur Stabilisierung der Silberverbindung. Geeignete organische Stabilisatoren werden zum Beispiel in NL-A-8700749 berichtet. Organische Stabilisatoren, die bevorzugt sind, sind Zitronensäure, Weinsäure und Mischungen derselben. Die Gesamtmenge an organische Stabilisator beträgt üblicherweise 0-100 ppm, vorzugsweise 5-50 ppm.
Die Zusammensetzung gemäß der Erfindung kann in einer per se bekannten Weise hergestellt werden, wie sie etwa zum Beispiel in NL-A-8700749 beschrieben ist, wobei die Mengen der verschiedenen Komponenten natürlich an die Mengen besagter Komponenten in der Zusammensetzung gemäß der Erfindung angepaßt werden. Ein sehr geeignetes Verfahren zur Herstellung der Zusammensetzung gemäß der Erfindung umfaßt die folgenden Schritte:
(a) Mischen der anorganischen Säure mit Wasser, vorzugsweise entmineralisiertem oder destilliertem Wasser,
(b) Zusetzen einer Silberverbindung zu dieser Lösung,
(c) anschließend Zusetzen, falls gewünscht, eines organischen Stabilisators und
(d) Zusetzen einer Lösung von Wasserstoffperoxid in Wasser (z. B. 35-50 Gew.-% H&sub2;O&sub2;) zur so erhaltenen Mischung,
wobei die Mengen an anorganischer Säure, Silberverbindung, organischem Stabilisator und Wasserstoffperoxid derart sind, daß die Endkonzentrationen innerhalb der für die Zusammensetzung gemäß der Erfindung spezifizierten Grenzen liegen.
Die Zusammensetzung gemäß der Erfindung kann sowohl für Wasserbehandlung als auch für Oberflächendesinfektion verwendet werden. In diesem Zusammenhang bezieht sich der Begriff "Wasserbehandlung" auf die Desinfektion und/oder Konditionierung von Schwimmbeckenwasser, Prozesswasser und Trinkwasser. Prozesswasser ist Wasser, das in (industriellen) Prozessen verwendet wird, wie etwa zum Beispiel Kühlwasser und Wasser in Pasteurisiervorrichtungen. Die Desinfektion von Trinkwasser ist möglich, weil die Silberkonzentration, mit der Standarddosierung, nicht oberhalb des Trinkwasserstandards liegen wird. Die Zusammensetzung gemäß der Erfindung ist jedoch insbesondere sehr geeignet zum Desinfizieren und Konditionieren von Schwimmbeckenwasser.
Zusätzlich kann die Zusammensetzung gemäß der Erfindung für sogenannte Oberflächendesinfektion verwendet werden. Dies kann sich zum Beispiel auf das Desinfizieren von Böden und (Haushalts)-Geräten, Instrumenten, Rohrsystemen, Anlagen und Apparaten, die in dem Sport- und Freizeitsektor, der Nahrungsmittelindustrie, der Hotel- und Cateringindustrie, der pharmazeutischen Industrie, dem landwirtschaftlichen Sektor, der Intensivviehzucht und den Haushalt verwendet werden, beziehen.
Im Falle der Verwendung als Desinfektionsmittel für Wasserbehandlung wird die Dosierung der Zusammensetzung gemäß der Erfindung üblicherweise Standardwerte haben, d. h. zwischen 10 und 200 mg Desinfektionsmittel pro Liter Wasser, vorzugsweise zwischen 50 und 150 mg pro Liter Wasser. Wenn verwendet zur Oberflächendesinfektion kann die Dosierung fakultativ höher sein, da die Wirkungszeit begrenzt ist. Eine Dosierung von bis zu 50 g Desinfektionsmittel pro Liter Wasser kann eingesetzt werden, aber dies ist in gewissem Maße abhängig von der zu desinfizierenden Oberfläche, der restlichen Kontamination und den abzutötenden Mikroorganismen. Vorzugsweise wird jedoch eine Dosierung von höchstens 10 g pro Liter Wasser eingesetzt.
Die Erfindung wird weiter durch Bezugnahme auf die Beispiele unten veranschaulicht.

Beispiel 1

In einem Schwimmbecken (Umwälzsystem mit Sandfilter) mit einer Umwälzzeit von 3 Stunden, d. h. alles Wasser im Schwimmbecken wird in 3 Stunden durch den Filter geführt, wurde Desinfektionsmittel für 1 1/2 Jahre in solch einer Menge zugegeben, daß der Wasserstoffperoxidgehalt konstant bei ungefähr 25 mg pro Liter Schwimmbeckenwasser (mg/l) lag. Dies entsprach einer Dosierung des Desinfektionsmittels von 50 mg/l. Der pH des Schwimmbeckenwassers variierte zwischen 6,8 und 7,2 für eine Beckentemperatur von 20 bis 30ºC. Das Auffüllwasser erfüllte den Trinkwasserstandard.
Das Desinfektionsmittel hatte die folgende Zusammensetzung:
50 ppm Silber als Ag&spplus;,
50 Gew.-% H&sub2;O2
8 ppm Phosphorsäure
30 ppm Weinsäure und Zitronensäure und
bis zu 100 Gew.-% Wasser.
Die Benutzung des Schwimmbeckens war typisch für ein normales öffentliches Schwimmbecken. Die normalisierte Beckenbelastung, ausgedrückt als
betrug 0,05 bis 0,18, wohingegen dieser Wert üblicherweise 0,05 bis 0,2 beträgt. In diesem Zusammenhang wird die Anzahl der Badenden (pro Stunde) abgeleitet von der jährlichen Anzahl der Badenden, die Umwälzzeit wird ausgedrückt in Stunden und das Beckenvolumen wird ausgedrückt in m³.
Proben des Schwimmbeckenwassers wurden wöchentlich über 1 1/2 Jahre gezogen. Die Bakterienzahl besagter Proben wurde im allgemeinen dadurch bestimmt, daß die Wasserprobe aus dem Schwimmbecken auf eine Agarschale gegeben wurde und die Anzahl koloniebildender Einheiten (CFUs) bei 22ºC und bei 37ºC bestimmt wurde. Was die CFUs betrifft, beträgt der Europäische Standard für Schwimmbeckenwasser 100 CFU/100 ml.
Es wurde festgestellt, daß während der 1 1/2 Jahre die Anzahl CFUs im Schwimmbeckenwasser nicht oberhalb 100 CFU/100 ml lag, weder bei 22ºC noch bei 37ºC.

Beispiel 2

Die mikrobiologische Qualität wurde auf einer zweiwöchigen Basis in einem Schwimmbecken (Fassungsvermögen 880 m³) mit einer Pumpkapazität von 150 m³ pro Stunde und einer Belastung I (Mittelwert) von 0,1-0,2 (siehe Beispiel 1) über sechs Monate untersucht. Das Umwälzsystem umfaßte einen bidirektionalen Durchflußfilter. Das Desinfektionsmittelgemisch gemäß Beispiel 1 wurde in einer Dosierung von 50-70 ppm zugegeben. Der pH betrug 7,0-7,3. Die Temperatur betrug 28ºC.
In diesem Experiment wurde festgestellt, daß unter diesen Bedingungen hygienisches Schwimmbeckenwasser mit der desinfizierende Zusammensetzung gemäß der Erfindung hergestellt werden kann.

Claims

1. Zusammensetzung mit desinfizierender Wirkung, umfassend:

(a) 35-75 Gew.-% Wasserstoffperoxid

(b) 10-150 ppm Silber

(c) 1-100 ppm anorganische Säure

(d) 0-100 ppm organischer Stabilisator und

(e) 25-65 Gew.-% Wasser,

wobei das molare Verhältnis von anorganischer Säure : Silber niedriger als 1 ist.

2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Silber in einer Menge von 30-60 ppm vorliegt.

3. Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die anorganische Säure in einer Menge von 2-25 ppm vorliegt.

4. Zusammensetzung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Silber als Ag&spplus; vorliegt.

5. Zusammensetzung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die anorganische Säure Phosphorsäure ist.

6. Zusammensetzung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der organische Stabilisator Weinsäure und/oder Zitronensäure ist.

7. Verfahren zur Herstellung einer Zusammensetzung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:

(a) Mischen der anorganischen Säure mit Wasser, vorzugsweise entmineralisiertem oder destilliertem Wasser,

(b) Zusetzen einer Silberverbindung zu dieser Lösung,

(c) anschließend Zusetzen, falls gewünscht, eines organischen Stabilisators und

(d) Zusetzen einer Lösung von Wasserstoffperoxid in Wasser (z. B. 35-50 Gew.-% H&sub2;O&sub2;) zur so erhaltenen Mischung,

wobei die Mengen an anorganischer Säure, Silberverbindung, organischem Stabilisator und Wasserstoffperoxid derart sind, daß die Endkonzentrationen innerhalb der in Anspruch 1 spezifizierten Grenzen liegen.

8. Verwendung einer Zusammensetzung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-6 als Desinfektionsmittel.

9. Verwendung nach Anspruch 8 zum Desinfizieren von Schwimmbadwasser.