專利名稱：抗微生物劑組合物和使用其殺菌的方法
本申請中包含的內(nèi)容是基于1998年11月16日向朝鮮工業(yè)產(chǎn)權(quán)局提交的申請No.98-49095。
背景技術(shù)：
(a)發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種抗微生物劑組合物，尤其是涉及含3-異噻唑酮和聚磷酸亞己基胍酯的具有協(xié)同作用的抗微生物劑組合物，以及使用這種組合物殺滅微生物、真菌等的方法。
(b)相關(guān)技術(shù)的說明微生物、細(xì)菌、霉菌、藻類等生長在工業(yè)用水中，例如冷卻水、廢水、紡織工業(yè)用的乳化劑等，對工業(yè)生產(chǎn)過程具有破壞作用。這些微生物用包含在工業(yè)用水中的生物作為營養(yǎng)源進(jìn)行繁殖并分泌多糖。各種有機(jī)物和無機(jī)物與這些分泌的多糖結(jié)合、形成粘性的塊或團(tuán)，也叫做粘質(zhì)物。有機(jī)物特別是例如纖維、半纖維、和造紙工業(yè)中的白水的纖維蛋白為這些微生物提供了充足的營養(yǎng)來源。由于紙漿質(zhì)量受到破壞，造紙過程的低液流區(qū)域所形成的粘質(zhì)物導(dǎo)致了直接和間接的損失，例如耗費(fèi)生產(chǎn)時(shí)間、設(shè)備效力差等。而且，在諸如冷卻水設(shè)備這樣的生長微生物的地方，包含了很多水或水的再循環(huán)而導(dǎo)致污染，從而可破壞工業(yè)冷卻塔中的熱轉(zhuǎn)化效率，并腐蝕金屬或侵蝕木制部件。
諸如塔羅胚芽型(taloblastic)原核生物的細(xì)菌可通過分解各種生物體(這些細(xì)菌中有一些是微生物誘導(dǎo)腐蝕的來源)、分泌和釋放形成生物膜(biofilm)的多糖而繁殖。諸如真核生物的真菌也通過分解細(xì)菌之類的各種生物體而繁殖，有幾種真菌分泌纖維素酶是使冷卻塔等木制部件的纖維狀物質(zhì)退化而發(fā)生污染和變質(zhì)的根源。
藻類，例如真核生物，可通過在光照、空氣和少量生物體的環(huán)境下進(jìn)行光合作用來繁殖，藻類所形成的碳水化合物被作為諸如細(xì)菌和真菌之類的其它微生物的營養(yǎng)源，由此加速污染現(xiàn)象。在暴露于日光的地方，尤其是冷卻水設(shè)備、游泳池等，由藻類繁殖而致的藻類污染更為嚴(yán)重。這種現(xiàn)象導(dǎo)致水管的堵塞、以及熱轉(zhuǎn)化效率的破壞、因產(chǎn)生氧而使金屬表面氧化、和當(dāng)生物體死亡時(shí)通過部分電化反應(yīng)加劇了金屬表面孔洞的腐蝕。
為了殺滅這些微生物、真菌、藻類等，或?yàn)榱朔乐顾鼈兣c金屬表面的粘附等等，人們正在開發(fā)各種抗微生物劑。一般將這些抗微生物劑分為氧化劑的抗微生物劑和非氧化劑的抗微生物劑。主要使用的氧化劑抗微生物劑是如氯、溴等鹵素化合物，由于其強(qiáng)氧化力和價(jià)格低廉的經(jīng)濟(jì)上優(yōu)勢，深受歡迎。但是，它們也可導(dǎo)致冷卻塔的木制部件腐蝕和金屬分解，由于它們很容易被釋放到大氣中，它們的殺菌效率就受到破壞。而且，由于它們在與形成生物膜的實(shí)際來源的微生物反應(yīng)之前首先與分泌的多糖反應(yīng)這一特殊方式，它們的實(shí)際效力很差。
克服了上面這些缺陷的非氧化劑抗微生物劑，包括3-異噻唑酮、季銨鹽、釋放甲醛的化合物、戊二醛等，現(xiàn)在主要是單獨(dú)使用。雖然公開在美國專利申請3,761,488、4,105,431、4,279,762等中的3-異噻唑酮具有強(qiáng)的殺菌作用和抗菌譜廣，但它的缺點(diǎn)是即時(shí)殺菌作用很低。而且，朝鮮專利申請No.89-20381公開了一種用于防止循環(huán)水腐化的抗菌劑組合物，其中抗微生物劑5-氯-2-甲基-4-異噻唑-3-酮和2-甲基-4-異噻唑-3-酮是以約3∶1的比例混合的，其中這種抗菌劑組合物還包括二癸基二甲基氯化銨。美國專利No.4,379,137公開了一種通過混合聚合物季銨鹽和3-異噻唑酮來提高殺菌能力的方法。然而，由于這些混合物釋放出腐蝕性物質(zhì)，即例如氟、氯等鹵素化合物，因此很難將它們用于對腐蝕敏感的金屬，例如碳素鋼、鑄鐵、不銹鋼、銅等。
另外，朝鮮專利申請No.97-80170公開了一種甚至當(dāng)使用易腐蝕金屬時(shí)亦可采用的方法，因?yàn)樗_的方法不會(huì)釋放出鹵素化合物。另一種具有協(xié)同作用、含3-異噻唑酮的水溶性抗微生物劑組合物，它對季銨磷酸鹽和微生物具有強(qiáng)的殺菌作用，該組合物公開在朝鮮專利申請No.97-46517中，是一種對微生物具有即時(shí)殺菌作用、具有持久性、抗腐蝕性等優(yōu)越特性的抗微生物劑。但是，當(dāng)在3-異噻唑酮中加入季銨以提高即時(shí)效果時(shí)，由于諸如起泡或發(fā)泡等問題，將這種發(fā)明用于各種工業(yè)領(lǐng)域是一大難題。
而且，雖然聚磷酸亞己基胍酯具有即時(shí)作用、在包括水處理的各種工業(yè)領(lǐng)域中能有效并廣泛地控制微生物、以及弱的發(fā)泡特性，但其本身不具有廣的抗菌譜是一大缺陷。
發(fā)明概要本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種抗微生物劑組合物，它可用于使用諸如碳素鋼、鑄鐵、不銹鋼、銅等的易腐蝕金屬的方法中，并且它具有強(qiáng)的殺菌能力、廣譜抗菌和優(yōu)越的抗菌作用。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種抗微生物劑組合物，由于它的低發(fā)泡特性不僅可適用于各種工業(yè)方法、而即使使用少量時(shí)也具有強(qiáng)的殺菌能力。
本發(fā)明提供了一種抗微生物劑組合物，它包括下列通式1的3-異噻唑酮和下列通式2的聚磷酸亞己基胍酯，以實(shí)現(xiàn)上述目的[通式1] [通式2] 上面通式1中R為氫或氯，上面通式2中m為4-7的整數(shù)，n為1-14的整數(shù)。本發(fā)明還提供了一種殺滅或抑制細(xì)菌、真菌和/或藻類生長的殺菌方法，它是將上述抗微生物劑組合物用于被細(xì)菌、真菌和/或藻類污染的介質(zhì)中。
優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)說明在下列詳細(xì)說明中，本發(fā)明的發(fā)明人僅通過舉例說明最佳實(shí)施方式的方法，顯示和描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。正如大家所意識的，可以在各種顯而易見的方面對本發(fā)明進(jìn)行改進(jìn)而不脫離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)。因此，這種說明實(shí)際上只是舉例，而不應(yīng)視為限制。
本發(fā)明詳述如下。
本發(fā)明提供了一種抗菌和/或抗微生物劑組合物，它包括下列通式1的3-異噻唑酮和下列通式2的聚磷酸亞己基胍酯[通式1] [通式2] 上面通式1中R為氫或氯，上面通式2中m為4-7的整數(shù)，n為1-14的整數(shù)。
在上面通式中，3-異噻唑酮優(yōu)選R基團(tuán)為H的2-甲基-4-異噻唑-3-酮或R基團(tuán)為氯的5-氯-2-甲基-4-異噻唑-3-酮，更優(yōu)選是2-甲基-4-異噻唑-3-酮和5-氯-2-甲基-4-異噻唑-3-酮按1∶20-20∶1的比例混合的混合物。如果3-異噻唑酮化合物的上述比例不在1∶20-20∶1的范圍內(nèi)，則殺菌效果差。
上述3-異噻唑酮與聚磷酸亞己基胍酯的混合比例優(yōu)選1∶1-1∶65的重量比，更優(yōu)選是1∶1-1∶4。如果3-異噻唑酮與聚磷酸亞己基胍酯的的上述混合比例不在上述的范圍內(nèi)，則會(huì)減弱兩種抗微生物劑混合物的協(xié)同作用或甚至沒有協(xié)同作用。
如果本發(fā)明的3-異噻唑酮與聚磷酸亞己基胍酯的混合物用作一種抗微生物劑組合物，則3-異噻唑酮可補(bǔ)償聚磷酸亞己基胍酯對真菌和某些細(xì)菌的殺菌作用的缺點(diǎn)，而聚磷酸亞己基胍酯可補(bǔ)償3-異噻唑酮的起始和即時(shí)殺菌能力和效力差的不足?；旌峡刮⑸飫┑臍⒕饔弥械膮f(xié)同作用據(jù)說是大于每個(gè)化合物組分所具有的殺菌作用的總和。這就是說，本發(fā)明組合物可通過混合兩種具有不同殺菌機(jī)制的化合物來更廣泛和有效地抑制微生物，并獲得其它效果，例如使耐藥性菌株的出現(xiàn)頻率較使用單個(gè)化合物組分時(shí)更低。
本發(fā)明的抗微生物劑組合物優(yōu)選使用水溶液，更優(yōu)選是按5-1000份/百萬(ppm)將組合物加入有微生物存在的冷卻水中，但對該量并沒有限制，只要達(dá)到預(yù)定的殺菌作用即可。本發(fā)明的抗微生物劑組合物可在各種工業(yè)領(lǐng)域作為殺菌劑廣泛且有效地用于控制微生物，例如在紙漿和紙?jiān)O(shè)備、冷卻塔領(lǐng)域。尤其是，使用時(shí)可將其加入工業(yè)用的冷卻水、消毒劑、涂料、膠乳抗菌劑、化妝品添加劑、乳化產(chǎn)品添加劑例如洗發(fā)劑等、紡織用的控制粘質(zhì)物的化學(xué)制品、紙粘質(zhì)物控制劑、以及皮革制品和金屬加工油的抗菌劑等中。
下面所述的是幫助理解本發(fā)明的對比例和優(yōu)選的實(shí)施例。根據(jù)兩倍稀釋法、用Difco公司制造的Tryptic Soy Broth測定了3-異噻唑酮和聚磷酸亞己基胍酯對8種細(xì)菌(產(chǎn)氣腸桿菌ATCC13048、大腸埃希氏桿菌ATCC11229、藤黃微球菌ATCC9341、銅綠假單胞菌ATCC15442、肺炎克雷白氏桿菌ATCC1560、表皮葡萄球菌ATCC155、金黃色葡萄球菌ATCC6538、和枯草芽孢桿菌ATCC6984)的混合溶液的殺菌作用。在攝氏30℃培養(yǎng)加有抗微生物劑和微生物的培養(yǎng)液3天后，通過肉眼觀察其中生長被破壞的最低濃度的渾濁程度來確定每一抗微生物劑及其混合物的最小抑制濃度。
據(jù)測定，當(dāng)QA/Qa和AB/Qb的總和小于1時(shí)可見抗微生物劑的協(xié)同作用，如根據(jù)文獻(xiàn)Kull，F(xiàn).C.等(《應(yīng)用微生物學(xué)》9538-544(1961))所公開的方法中的下列方程式，這些結(jié)果如表1所示協(xié)同指數(shù)(SI)＝(QA/Qa)＋(QB/Qb)其中Qa和Qb分別是單個(gè)化合物A和單個(gè)化合物B的MIC值(PPm)，QA和QB分別是每一混合物中化合物A和B的MIC值(ppm)。
Qa單個(gè)3-異噻唑酮的混合菌株的MIC值(ppm)；Qb單個(gè)3-聚磷酸亞己基胍酯混合菌株的MIC值(ppm)；QA混合物中3-異噻唑酮的MIC值(ppm)；QB混合物中聚磷酸亞己基胍酯的MIC值(ppm)；如上表1所示，可見，即使僅使用半數(shù)3-異噻唑酮且所用的聚磷酸亞己基胍酯的量減至9.8ppm也可達(dá)到同樣的殺微生物效果(實(shí)施例1中SI為0.53)。即使僅使用半數(shù)聚磷酸亞己基胍酯且僅使用2.4ppm 3-異噻唑酮也可達(dá)到同樣的殺微生物效果(實(shí)施例6中SI為0.63)。因此，可以看出，上述兩種化合物的混合物可較單獨(dú)使用每種化合物更有效地抑制細(xì)菌的生長，3-異噻唑酮與聚磷酸環(huán)己基胍酯的協(xié)同作用的比例的最優(yōu)選范圍是1∶1-1∶4，SI為0.53-0.63。對7種單一菌株測定了3-異噻唑酮和聚磷酸亞己基胍酯按1∶4比例混合的抗微生物劑組合物(1wt％3-異噻唑酮和25wt％中的15wt％聚磷酸亞己基胍酯)和單一抗微生物劑1.5wt％3-異噻唑酮的最小抑制濃度(MIC)值。根據(jù)兩倍連續(xù)稀釋法用96多壁平板稀釋抗微生物劑后，在濃度為104CFU/ml時(shí)培養(yǎng)微生物。然后，在攝氏30℃培養(yǎng)48小時(shí)后，根據(jù)渾濁的情況，通過肉眼觀察微生物的生長來測定MIC值。結(jié)果如表2所示。
為了測定MIC值、用Difco公司制備的Tryptic Soy Broth作為培養(yǎng)基觀察渾濁情況，使用的以下菌株中有些是實(shí)施例1所用的產(chǎn)氣腸桿菌ATCC13048、金黃色葡萄球菌ATCC6538、表皮葡萄球菌ATCC155、枯草芽孢桿菌ATCC6984、啤酒糖酵母ATCC9763、米根霉ATCC10404、黑色曲霉ATCC9642。對抗微生物劑混合物和單一抗微生物劑1.5wt％3-異噻唑酮的微生物的MIC試驗(yàn)結(jié)果(單位ppm)
從上述表2可見，其中3-異噻唑酮和25wt％聚磷酸亞己基胍酯按協(xié)同指數(shù)混合的抗微生物劑混合物在控制微生物方面較1.5wt％3-異噻唑酮單一組分的抗微生物劑更為有效。當(dāng)試驗(yàn)例1中使用抗微生物劑混合物和對比例1中使用1.5wt％3-異噻唑酮時(shí)為了測定殺滅微生物的殺滅時(shí)間，分別將50、100和200ppm抗微生物劑混合物和1.5％3-異噻唑酮注入含有微生物濃度約104CFU/ml的聚合冷卻塔的冷卻水中，之后，于0、3、24、48、72和96小時(shí)通過取出菌株溶液測定即時(shí)效果、持久性和菌株數(shù)。沒有加入抗微生物劑的溶液作為空白。當(dāng)混合有3-異噻唑酮和聚磷酸亞己基胍酯的抗微生物劑混合物按協(xié)同指數(shù)存在時(shí)、以及單一組分抗微生物劑1.5wt％3-異噻唑酮存在時(shí)菌株比例隨時(shí)間減少測定結(jié)果的數(shù)據(jù)如表3和4所示。根據(jù)抗微生物劑混合物的濃度對時(shí)間的關(guān)系所測定的微生物減少率的結(jié)果(單位CFU/ml) 根據(jù)1.5wt％3-異噻唑酮的濃度對時(shí)間的關(guān)系所測定的微生物減少率的結(jié)果(單位CFU)
由表3和4可見，單一化合物1.5wt％3-異噻唑酮24小時(shí)后具有殺菌能力，但即時(shí)效果差，且48小時(shí)后仍有微生物繁殖。與單一組分抗微生物劑相比，3-異噻唑酮和聚磷酸亞己基胍酯的抗微生物劑混合物在對微生物的即時(shí)效果、持久性和優(yōu)越的殺菌作用方面具有協(xié)同作用。因此，可以看出，當(dāng)3-異噻唑酮和聚磷酸亞己基胍酯混合時(shí)，3-異噻唑酮即時(shí)效果差的缺點(diǎn)和聚磷酸亞己基胍酯的抗菌譜問題互相補(bǔ)償，殺菌能力與協(xié)同作用指數(shù)相關(guān)。
如上所述，由于本發(fā)明的抗微生物劑具有即時(shí)效果和持久性、以及抗菌譜廣的應(yīng)用性，它可有效地用于各種工業(yè)領(lǐng)域廣泛控制微生物，例如用于水處理、殺菌劑等。另外，由于本發(fā)明抗微生物劑組合物較單一化合物抗微生物劑在控制微生物方面更為有效、且即時(shí)殺菌能力更強(qiáng)，因此可有效地控制工業(yè)水微生物污染和微生物的實(shí)際生存環(huán)境。與單一化合物抗微生物劑相比，本發(fā)明的抗微生物劑組合物具有減少耐藥菌株的出現(xiàn)頻率的作用，使用具有不同作用機(jī)制的抗微生物劑混合物來達(dá)到這一目的。
雖然我們參照優(yōu)選的實(shí)施方式對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員知道在不脫離如所附權(quán)利要求書所述的本發(fā)明構(gòu)思和范圍的情況下、可以進(jìn)行各種改進(jìn)和替換。
權(quán)利要求
1.一種抗微生物劑組合物，它含有下列通式(1)的3-異噻唑酮和下列通式(2)的聚磷酸亞己基胍酯[通式1] [通式2] 上面通式(1)中R為氫或氯，上面通式(2)中m為4-7的整數(shù)，n為1-14的整數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗微生物劑組合物，其中上述3-異噻唑酮和聚磷酸亞己基胍酯的混合重量比例為1∶1-1∶65。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗微生物劑組合物，其中上述3-異噻唑酮是一種混合物，該混合物中R為氫的3-異噻唑酮和R為氯的3-異噻唑酮是按1∶20-20∶1的重量比混合的，上述3-異噻唑酮與聚磷酸亞己基胍酯的混合比例為1∶1-1∶4。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗微生物劑組合物，其特征在于在上述抗微生物劑組合物使用之前，將其與選自以下的介質(zhì)混合工業(yè)用的冷卻水、消毒劑、涂料、膠乳抗菌劑、化妝品添加劑、乳化產(chǎn)品添加劑、紡織用的控制粘質(zhì)物的化學(xué)制品、紙粘質(zhì)物控制劑、皮革制品抗菌劑和金屬加工油抗菌劑。
5.一種殺滅或抑制細(xì)菌、真菌和/或藻類生長的殺菌方法，它是將權(quán)利要求1所述的抗微生物劑組合物用于被細(xì)菌、真菌和/或藻類污染的部位。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種由通式(1)的3－異噻唑酮和通式(2)的聚磷酸亞已基胍酯組成的抗微生物劑組合物,其目的在于使該抗微生物劑不僅不腐蝕金屬制品、而且具有強(qiáng)的殺菌能力、抗菌譜廣和優(yōu)異的抗菌效果。通式(1)中R為氫或氯,通式(2)中m為4－7的整數(shù),n為1－14的整數(shù)。
文檔編號C02F1/50GK1335750SQ99814484
公開日2002年2月13日 申請日期1999年11月16日 優(yōu)先權(quán)日1998年11月16日
發(fā)明者崔起升, 金真萬, 樸正鎬, 趙明鎬, 韓淳宗 申請人:Sk化學(xué)株式會(huì)社