Bakteriostatische Artikel und Herstellungsverfahren
Die vorliegende Erfindung betrifft Verbesserun- gen in der Herstellung von KunststoffgegenstÏnden mit bakteriostatischen Eigenschaften, d. h. der Fähig- keit, Bakterienwachstum zu hemmenn und, in vielen Fällen, vorhandene Bakterien zu zerstören. Die Er findung ist speziell anwendbar auf die Herstellung von Zahnbürsten und wird in diesem Sinne beschrie- ben, jedoch können auch zahlreiche andere Artikel durch das vorliegende Verfahren bakteriostatisch ge- macht werden. Hierzu zählen unter anderem Trinkbecher, Teller, Telephonmundst cke, Brillenrahmen, Fu¯bodenplatten, Haarbürsten usw.
In jedem Fall wird der Gegenstand so behandelt, dass ein Wachstum schädlicher Bakterien behindert wird, d. h. der Gegenstand wird antiseptisch, ist jedoch weiterhin bei Berührung mit der menschlichen Haut ohne Schaden verwendbar. Hingegen üben diese Gegenstände keinerlei pharmazeutische Wirkung aus.
Bisher wurden zahlreiche Versuche unternom- men, Gegenstände-besonders solche aus thermoplastischen Kunststoffen-hinreichend antiseptisch zu machen. Meistens wurden in diesen Versuchen die Artikel Ïu¯erlich mit bekannten Antiseptika, wie Quecksilberverbindungen, behandelt. In vielen FÏllen war eine solche Behandlung des thermoplastischen Materials mit einer Quecksilberverbindung nicht völlig zufriedenstellend. Oft wurde die Quecksilberverbindung beim Ge'brauch des Gegenstandes bald herausgewaschen, so besonders bei Zahnbürsten. In anderen Fällen verlor die Quecksilber verbindunig selbst ohne Berührung mit Wasser ihre Wirksamkeit.
Manchmal f hrte die Behandlung des Gegenstandes mit Bakteriostatika zu einer nachteili- gen Verfärbung des Artikels. Alles in allem konnten bisher solche Gegenstände nur mit Teilerfolg anti septisch gemacht werden, so dass die Notwendigkeit zur Entwicklung eines wirkungsvollen dauerhaften Verfahrens dieser Art bestand.
Das erfindungsgemässe Verfahren erfüllt diese Anforderungen. Es wurde festgestellt, dass gewisse bakteriostatische Mittel in Kunststoffzusammenset- zungen eingebracht werden können, bevor dieselben durch Pressen, Spritzen, Walzen usw. in die gewünschte Form gebracht werden. Uberraschender- weise wurde gefunden, da¯ gewisse Bakteriostatika ihre Wirkung trotz der hohen Verarbeitungstempera- turen der Runststoffgegenstände beibehalten, ja sogar in manchen FÏllen noch steigern.
Die erfindungsgemässen bakteriostatischen Formkörper sind gekennzeichnet durch einen Gehalt an einem organischen Polymer, in dem ein organisches Bakteriostatikum gleichmässig verteilt ist, wobei die Zersetzungstemperatur des letzteren oberhalb der Verformungs-und Härtungsbemperatur des Polymers liegt und das Bakteriostatikum im Formkörper seine e bakterios tatische Wirksamkeit beibehält. Zu ihrer Herstellung stellt man vorzugsweise ein feinverteiltes Gemisch von thermoplastischem Harz und Bakterio statikum her und verformt es bei erhöhter Temperatur entweder durch Pressen bei oder oberhalb der Schmelz-oder Härtetemperatur oder durch Spritzen, Walzen oder dergleichen im erweichten Zustand.
Nach Härtung des verformben Gegenstandes ist das Bakteriostatikum im gesamten Kunststoff-oder Harzmaterial gleichmässig verteilt und behält unter diesen n Bedingungen seine Wirkung.
Die vorzugsweise verwendete bakteriostatische Verbindung ist das unter der Handelsbezeichnung "Irgasan." bekannte 3, 5, 3', 4'-Tetrachlorsalicylanilid.
Das Material hat einen Schmelzpunkt von 261 bis 262 , ist geruch-und geschmacklos und stellt ein frei fliessendes, nicht hygroskopisches, weisses Pulver dar.
Es ist relativ wasserunlöslich, jedoch löslich in Alkali und den meisten organischen Lösungsmitteln.
Die Erfindung ist auf eine grosse Zahl von Kunststoffen und-harzen anwendbar, z. B. auf Cellulosederivate wie Celluloseacetat, Celluloseacetatbutyrat und ähnliches, auf thermoplastische Polymere wie PolyÏthylen, Polypropylen, Vinylidenpolymere, Copolymere aus Vinylacetal und Vinylchlorid, Polystyrol, Methacrylatpolymere, auf Polyamide wie Nylon usw. und schliesslich auf hitzehärtbare Polymere, wie Harnstoff-, Melamin-und Phenolformaldehyd-Harze und ähnliche.
Die beiden Komponenten können durch einfaches Mischen des pulverisierten oder flockigen Kunststof- fes mit den Teilchen des Bakteriostatikums in trokkener Form vereinigt werden. Das letztere ist in, der Zusammensetzung gewöhnlich in Mengen von etwa 0, 1 bis 3, 0 Gew. % vorhanden ; die restlichen Bestandteile sind Kunststoff und Füllstoffe. Das Pulvergemisch kann zur besseren Verteilung der Bestand- teile umgewälzt und dann je nach Art des verwandten Kunststoffes unter normalen Bedingungen verformt werden. Zum Beispiel wird Celluloseacetatbutyrat ge wöhnlich bei etwa 216 bis 232 C gepresst und Nylon bei etwa 232 C gepresst oder gegossen.
Die Ver arbeitungstemperatur f r Polyäthylen liegt etwas tiefer, desgleichen die Härtetemperaturen von hitzehärtbaren Harzen.
Wahlweise kann man auch ein feinverteiltes thermoplastisches Harz und das Bakteriostatikum mischen und schmelzen und die erhaltene erstarrte Schmelze wiederum mahlen, um so eine bessere Verteilung der Bestandteil'e besonders des Bakteriostati- kums zu erzielen. Da die Bakbeniostatika im Kunst- stoff merklich löslich sind, sichert ein solches Misch- verfahren eine bessere Verteilung. Man erhÏlt so ein marktfähiges Presspulver.
Bei der Herstellung von Zahnbürsten können sowohl der Stiel als auch die Borsten verfahrensgemass verarbeitet werden. Gewöhnlich bestehen Stiel und Borsten aus verschiedenen Materialien ; ersterer ist im allgemeinen ein Cellulosederivat, und die letz teren bestehen aus Nylon. Man kann auch den Stiel aus einem Harz herstellen, in dem das Bakteriostatikum dispergiert ist und die Nylonborsten mit Queck silberverbmdungen bebändern, um sie steril zu machen.
Zur Prüfung der bakteriostatischen Eigenschaften der Verbindungen dient die im FDAZirkular Nr. 198 beschriebene Methode. Hierbei wird ein Agarnähr- bodfen mit Micrococcus pyogenes var. aureus be impft. Das zu prüfende Material wird in den NÏhrboden gebracht und 48 Stunden lang bebr tet. Die bakterienfreie Hemmzone um den zu prüfenden Artikel wird an verschiedenen Stellen gemessen. Jegliche Hemmzone kann als ausreichend betrachtet werden, und eine solche von 2 mm und darüber ist ausgezeich- net.
Beispiel
Geformte Artikel, wie z. B. Zahnbürstenstiele, wurden aus zahlreichen Harzen durch Pressen oder HÏrten bei erhöhten Temperaturen hergestellt. Die Gegenstände enthielten jeweils 2 Gew. % Irgasan , welches den Harzteilchen vor dem Giessen der Stiele (Giesstemperaturen gewöhnlich zwischen 149 und 204 C) beigemischt wonden war. Die nachstehende Tabelle zeigb die bakteriostatischen Prüfergebnisse der genannten Kunststoffe ohne Nachbehandlung und nach 48 st ndigem WÏssern.
Kunststoff ohne nach
Nachbehandlung 48st ndigem WÏssern Celluloseacetatbutyrat 4 mm 1 mm Polyäthylen 11 mm 10 mm Celluloseacetatpropionat4 mm3 mm Methacrylat ( Lucite ) 2-3 mm 3-4 mm Polystyrol 3 mm 3 mm Phenolharz mit SägemeMfüllmittel3-4 mm3-4 mm
Obige Angaben zeigen, da¯ sich mit Hilfe des erfindungsgemässen Verfahrens ein Bakteriostatikum mit zahlreichen Kunststoffen sehr wirksam verarbeiten lässt. Die Gegenstände behalten ihre bakterio- statische Aktivität lange bei und können dieselbe im Gebrauch sogar steigern.
Für den Fall der Celluloseabk¯mmlinge schreibt man dieses Phänomen ihrer Hydratation zu. Bei der hohen Verformungstemperatur des thermoplastischen Gegenstandes wird das Polymer beim Abkühlen und Erstarren dehydratisiert. Beim Lagern an der Luft t nimmt es dann unter partieller Hydratation wieder Wasser auf und aktiviert offenbar das dispergierte Bakteriostatikum im : Polymer. Unabhängig vom Mechanismus, ist es jedenfalls recht überraschend, nach längerem Gebrauch der Gegenstände eine erhöhte Aktivität vorzufinden, im Gegensatz zu den Ak tivitätsfverlustea, welche bei andersartig antiseptisch gemachten Gegenständen auftreten.