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新型杀生物剂组合物
申请号 CN201180041642.0 申请日 2011-08-12 公开(公告)号 CN103052316B 公开(公告)日 2015-05-20
申请人 荷兰联合利华有限公司; 发明人 P.R.达夫; G.U.贾姆贝卡尔;
摘要 本发明涉及用于重力进料水净化装置并适用于为饮用目的而净化水的新型杀生物剂组合物，以及制备该新型杀生物剂组合物的方法。该杀生物剂片剂组合物包括一种或多种卤代5,5-二烷基乙内酰脲化合物；选自三氯异氰尿酸(TCCA)或二氯异氰尿酸钠(NaDCC)或其混合物的含氯杀生物剂化合物；0.1-1.0%的水溶性含硼化合物；其中所述卤代5,5-二烷基乙内酰脲化合物和含氯杀生物剂化合物之间的比率为85:15至65:35，所述卤代5,5-二烷基乙内酰脲化合物和含氯杀生物剂化合物的平均颗粒尺寸为400至1200微米。
权利要求

1.杀生物剂片剂组合物，所述组合物包含：a) 一种或多种卤代5,5-二烷基乙内酰脲化合物；

b) 选自三氯异氰尿酸(TCCA)、二氯异氰尿酸钠(NaDCC)及其混合物的含氯杀生物剂化合物；

c) 0.1-1.0%的水溶性硼酸盐化合物；

其中卤代5,5-二烷基乙内酰脲化合物和含氯杀生物剂化合物之间的比率为85:15至

65:35，卤代5,5-二烷基乙内酰脲化合物和含氯杀生物剂化合物的平均颗粒尺寸为400至

1200微米。

2.根据权利要求1所要求的杀生物剂片剂组合物，其中所述5,5-二烷基乙内酰脲化合物为1-溴-3-氯-5,5-二甲基乙内酰脲(BCDMH)。

3.根据权利要求1或2所要求的杀生物剂片剂组合物，其中含氯杀生物剂化合物为三氯异氰尿酸(TCCA)。

4.根据权利要求1或2所要求的杀生物剂片剂组合物，其中所述水溶性硼酸盐化合物为硼酸。

5.根据权利要求1或2所要求的杀生物剂片剂组合物，其中所述卤代5,5-二烷基乙内酰脲化合物和含氯杀生物剂化合物之间的比率为70:30。

6.根据权利要求1或2所要求的杀生物剂片剂组合物，其中所述卤代5,5-二烷基乙内酰脲化合物和含氯杀生物剂化合物的平均颗粒尺寸为800至1000微米。

7.根据权利要求1或2所要求的杀生物剂片剂组合物，其中所述片剂的重量为2 g至

8 g。

8.制备杀生物剂片剂的方法，该杀生物剂片剂包含a) 一种或多种卤代5,5-二烷基乙内酰脲化合物，b) 选自三氯异氰尿酸(TCCA)、二氯异氰尿酸钠(NaDCC)及其混合物的含氯杀生物剂化合物，和c) 0.1至1.0%的水溶性硼酸盐化合物，所述方法包括：

i. 在硼酸盐化合物存在下，使所述卤代5,5-二烷基乙内酰脲化合物和所述含氯杀生物剂化合物以85:15至65:35的比率混合，其中所述卤代5,5-二烷基乙内酰脲化合物和含氯杀生物剂化合物的颗粒尺寸为400至1200微米；

ii. 使用在2至7吨之间调整的力压缩所述混合物质，以产生所需强度的片剂。

9.根据权利要求8所要求的制备杀生物剂片剂的方法，其中在该方法过程中的温度为

15至30℃。

10.根据权利要求9所要求的制备杀生物剂片剂的方法，其中在该方法过程中的温度为20至25℃。

11.根据权利要求8至10任一项所要求的制备杀生物剂片剂的方法，其中所述一种或多种卤代5,5-二烷基乙内酰脲化合物为一种或多种5,5-二甲基乙内酰脲化合物。

12.根据权利要求8至10任一项所要求的制备杀生物剂片剂的方法，其中所述卤代

5,5-二烷基乙内酰脲化合物和含氯杀生物剂化合物的平均颗粒尺寸为800至1000微米。

13.杀生物剂片剂组合物，所述组合物包含：a) 一种或多种卤代5,5-二烷基乙内酰脲化合物；

b) 选自三氯异氰尿酸(TCCA)、二氯异氰尿酸钠(NaDCC)及其混合物的含氯杀生物剂化合物；和c) 0.1-1.0%的水溶性硼酸盐化合物；

其中所述卤代5,5-二烷基乙内酰脲化合物和含氯杀生物剂化合物之间的比率为

85:15至65:35，且所述片剂可由根据权利要求8至12任一项的的方法获得。
说明书全文

新型杀生物剂组合物

发明领域

[0001] 本发明涉及用于重力进料（gravity fed）水净化装置并适用于为饮用目的而净化水的新型杀生物剂组合物，以及制备该新型杀生物剂组合物的方法。
[0002] 贯穿本说明书的所有现有技术的讨论不应以任何方式被认为是认可这种现有技术是本领域中公知的或者形成一般常识的一部分。
[0003] 背景和现有技术
[0004] 世界上许多人生活在卫生饮用水严重不足的国家。这些地区中的人们不得不直接依赖地下水源，例如水井、池塘和河流。这些水源经常受到污水、工业废水和农业副产品的污染。这些地区通常是没有市政饮用水处理厂的小村庄。因此，这些人必须在用水之前自己对水进行处理。来自这些来源的水经常被人以小量例如十升至二十升的日用饮用消耗量收集在桶或锅中。产生清洁水的最常用的方法为煮沸。但是许多人无法将水煮沸，因为这需要昂贵的和几乎不可获得的燃料，例如煤炭或木材。
[0005] 这些人经常不能依赖其它水净化方法，例如使用UV处理装置或膜滤装置。这是因为这些装置需要利用电能，而电能在这些地区中经常不能连续获得。
[0006] 过去已经描述了一些民用的重力进料滤水器。这些净化器使用适当的杀生物剂，以产生微生物安全饮用水。最通常使用的杀生物剂为含卤素化合物。一类通常使用的卤素释放化合物为三氯异氰尿酸(TCCA)和二氯异氰尿酸钠(NaDCC)。另一类卤素释放杀生物剂为乙内酰脲，最通常使用的化合物为1-溴-3-氯-5,5-二甲基乙内酰脲(BCDMH)。
[0007] WO2006/006155 (Bromine Compounds Ltd.)公开一种制造物理坚硬的固体片剂的方法，该片剂具有卤代5,5-二甲基乙内酰脲和含氯杀生物剂化合物的混合物。也公开了BCDMH和TCCA的特定比率。该公开内容主要用于水处理例如工业用水、废水、浆粕和造纸工业生产用水、冷却塔、游泳池、SPA和机构和家庭应用等，因此片剂尺寸较大，重量约为10-300 g。
[0008] 不同于用于水池例如游泳池或SPA或冷却塔的现有技术中所建议使用的，在重力进料水净化装置中，杀生物剂片剂随着待净化的水以受控方式流过片剂而剥蚀（erode），由此确保水和杀生物剂片剂之间适当恒定的接触表面积，使得释放进水中的杀生物剂量大体上处于均一的浓度。片剂与水接触一段时间，其中约1000-2000升水在3-8个月的期间经过片剂。重力进料水净化装置中使用的杀生物剂片剂通常是小型的，重量约为2-8 g。在这种情况下片剂必须不破碎或破裂，如果片剂破碎或破裂，则水池中的浓度将很高，这是不希望有的。因此必要的是确保水和杀生物剂片剂之间适当恒定的接触表面积，和因此保持片剂完整性变得很重要。
[0009] 本发明人已经发现使用卤代5,5-二烷基乙内酰脲和含氯杀生物剂化合物例如TCCA和NaDCC的组合，在水净化方面提供优越的好处并使其微生物方面安全。但是，使用卤代5,5-二烷基乙内酰脲和含氯杀生物剂化合物的组合制造较小尺寸片剂是有问题的，因为片剂浓度受到影响以及片剂非常脆，因此极容易破碎。
[0010] 本发明人们已经发现通过选择材料的特定尺寸范围和在选择的范围下使用水溶性含硼化合物，可以获得包括卤代5,5-二烷基乙内酰脲和含氯杀生物剂化合物的混合物的、具有优良片剂强度的重量为2-8 g的片剂。通过保持水和杀生物剂片剂之间恒定的接触表面积，这些片剂即使是在与水连续接触时仍保持片剂完整性，并且即使是在长时间浸入水流中时，它们同样具有均一的剥蚀性能。
[0011] 因此本发明的基本目的是提供杀生物剂片剂，所述片剂包含一种或多种卤代5,5-二烷基乙内酰脲和含氯杀生物剂化合物，重量为2-8 g，具有优良的片剂强度。
[0012] 本发明的另一个目的涉及提供杀生物剂片剂，所述片剂包含一种或多种卤代5,5-二烷基乙内酰脲和含氯杀生物剂化合物，重量为2-8 g，具有优良的片剂强度，即使是在它们长时间浸入水流中时也具有均一的剥蚀性能。
[0013] 本发明的另一个目的是通过保持片剂在水净化装置中的优良完整性和剥蚀性能，提供杀生物剂在水中的均一浓度。

发明内容

[0014] 根据本发明，提供杀生物剂片剂组合物，包含：
[0015] a) 一种或多种卤代5,5-二烷基乙内酰脲化合物；
[0016] b) 选自三氯异氰尿酸(TCCA)、二氯异氰尿酸钠(NaDCC)及其混合物的含氯杀生物剂化合物；
[0017] c) 0.1至1.0%的水溶性含硼化合物；
[0018] 其中卤代5,5-二烷基乙内酰脲化合物和含氯杀生物剂化合物之间的比率为85:15至65:35，卤代5,5-二烷基乙内酰脲化合物和含氯杀生物剂化合物的平均颗粒尺寸为400至1200微米。
[0019] 根据本发明的另一个方面，提供制造杀生物剂片剂的方法，该片剂包括[0020] a) 一种或多种卤代5,5-二烷基乙内酰脲化合物，
[0021] b) 选自三氯异氰尿酸(TCCA)、二氯异氰尿酸钠(NaDCC)及其混合物的含氯杀生物剂化合物，和
[0022] c) 0.1至1.0%的水溶性含硼化合物，
[0023] 所述方法包括：
[0024] i. 在含硼化合物存在下，使卤代5,5-二烷基乙内酰脲化合物和含氯杀生物剂化合物以85:15至65:35的比率混合，其中卤代5,5-二烷基乙内酰脲化合物和含氯杀生物剂化合物的平均颗粒尺寸为400至1200微米；
[0025] ii. 使用在2至7吨之间调整的力压缩所述混合的物质，产生所需强度的片剂。
[0026] 发明详述：
[0027] 为了避免引起怀疑，本发明的一个方面的任何特征可以用于本发明的任何其它方面。应注意以下说明中给出的实施例意图是澄清本发明，而并不试图将本发明限制到那些实施例本身。
[0028] 术语“包含”不表示限制到任何随后说明的元素，而包括主要或次要功能重要性的非特定元素。换言之，所列步骤、元素或选项不必是穷举的。任何时候使用措辞“包括”或“具有”，这些术语意味着相当于如上定义的“包含”。
[0029] 除非另外说明，用格式“x至y”表达的数值范围理解为包括x和y。当对于特定的特征，以格式“x至y”描述多个优选范围时，应理解同样预期组合不同的端点的所有范围。
[0030] 根据本发明，提供杀生物剂片剂组合物，包括：
[0031] a) 一种或多种卤代5,5-二烷基乙内酰脲化合物；
[0032] b) 选自三氯异氰尿酸(TCCA)、二氯异氰尿酸钠(NaDCC)及其混合物的含氯杀生物剂化合物；
[0033] c) 0.1至1.0%的水溶性含硼化合物；
[0034] 其中卤代5,5-二烷基乙内酰脲化合物和含氯杀生物剂化合物之间的比率为85:15至65:35，卤代5,5-二烷基乙内酰脲化合物和含氯杀生物剂化合物的平均颗粒尺寸为400至1200微米。
[0035] 卤代5,5-二烷基乙内酰脲化合物可以选自1-溴-3-氯-5,5-二甲基乙内酰脲，1-氯-3-溴-5,5-二甲基乙内酰脲，1,3-二溴-5,5-二甲基乙内酰脲(DBDMH)或1-溴-3-氯-5,5-二甲基乙内酰脲和1-氯-3-溴-5,5-二甲基乙内酰脲以及1,3-二溴-5,5-二甲基乙内酰脲和1,3-二氯-5,5-二甲基乙内酰脲的混合物或它们的任何组合。
[0036] 最优选的卤代5,5-二烷基乙内酰脲化合物为1-溴-3-氯-5,5-二甲基乙内酰脲(BCDMH)。
[0037] 虽然含氯杀生物剂化合物可以选自三氯异氰尿酸(TCCA)、二氯异氰尿酸钠(NaDCC)及其混合物，但是最优选的含氯杀生物剂为三氯异氰尿酸(TCCA)。
[0038] 水溶性硼化合物可以选自碱金属硼酸盐，硼砂，碱金属硼酸氢盐，最优选的水溶性硼化合物为硼酸。水溶性硼化合物在杀生物剂组合物中的含量为0.1至1.0%，更优选为0.1至0.5%。
[0039] 卤代5,5-二烷基乙内酰脲化合物和含氯杀生物剂化合物之间的优选比率优选为80:20至70:30，最优选的比率为70:30。
[0040] 卤代5,5-二烷基乙内酰脲化合物和含氯杀生物剂化合物的平均颗粒尺寸为400至1200微米。优选的平均颗粒尺寸为800至1000微米。
[0041] 水溶性含硼化合物的颗粒尺寸为50-100微米，优选为60-75微米。
[0042] 片剂尺寸优选直径为16.4 +/-0.3 mm，和高度为6 mm至22 mm，更优选直径为16.4 +/-0.3 mm和高度为10 mm至21 mm。
[0043] 片剂优选可由以下方法获得。
[0044] 根据本发明的另一个方面，提供制造杀生物剂片剂的方法，该片剂包括[0045] a) 一种或多种卤代5,5-二烷基乙内酰脲化合物，
[0046] b) 选自三氯异氰尿酸(TCCA)、二氯异氰尿酸钠(NaDCC)及其混合物的含氯杀生物剂化合物，和
[0047] c) 0.1至1.0%的水溶性含硼化合物，
[0048] 所述方法包括：
[0049] i. 在含硼化合物存在下，使卤代5,5-二烷基乙内酰脲化合物和含氯杀生物剂化合物以85:15至65:35的比率混合，其中所述卤代5,5-二烷基乙内酰脲化合物和含氯杀生物剂化合物的平均颗粒尺寸为400至1200微米；
[0050] ii. 使用在2至7吨之间调整的力压缩所述混合的物质，以产生所需强度的片剂。
[0051] 所述方法期间的温度优选为15-30℃，和更优选为20-25℃。加工期间，环境相对湿度保持在40-65%之间，和更优选在50-55%之间。
[0052] 优选的是首先将5,5-二烷基乙内酰脲进料入混合器中，然后在连续混合下添加含氯杀生物剂。然后添加水溶性含硼化合物，优选继续混合10-20分钟。使用的混合器优选为螺条混合器。混合的物质用于片剂制造。
[0053] 优选使用15吨旋转式压片机用于片剂制造。将力调节至2-7吨，优选3-5吨，以产生所需强度的片剂。
[0054] 优选，一种或多种卤代5,5-二烷基乙内酰脲化合物为一种或多种5,5-二甲基乙内酰脲化合物。
[0055] 优选，水溶性含硼化合物为水溶性硼酸盐化合物。
[0056] 优选，卤代5,5-二烷基乙内酰脲化合物和含氯杀生物剂化合物的平均颗粒尺寸为800至1000微米。
[0057] 根据本发明的另一个方面，提供杀生物剂片剂组合物，包括：
[0058] a) 一种或多种卤代5,5-二烷基乙内酰脲化合物；
[0059] b) 选自三氯异氰尿酸(TCCA)、二氯异氰尿酸钠(NaDCC)及其混合物的含氯杀生物剂化合物；和
[0060] c) 0.1-1.0%的水溶性含硼化合物；
[0061] 其中所述卤代5,5-二烷基乙内酰脲化合物和含氯杀生物剂化合物之间的比率为85:15至65:35，片剂可由本发明的方法获得。
[0062] 本发明的细节、其目的和优点在以下相对于非限制性实施例加以非常详细地说明：
[0063] 实施例：
[0064] 实施例1：
[0065] i. 制备片剂的方法：
[0066] 制备20 kg的批料。将14.0 kg的购自Lonza Ltd，瑞士的1-溴-3-氯-5,5-二甲基乙内酰脲(BCDMH)加入到螺条混合器中，在连续混合下向其中添加5.9 kg的购自Occidental Chemical Corporation的三氯氰尿酸(TCCA)。使用的BCDMH和TCCA的平均颗粒尺寸为800微米。随后添加0.1kg的购自Indo Borax and Chemicals Ltd，印度的颗粒尺寸为75微米的硼酸，继续混合10分钟。在调节至4吨的力下使用15吨旋转式压片机将混合的物质用于片剂制造，以产生所需强度的片剂。加工期间，温度维持在20+/-2℃，相对湿度在50-55%。保持这种加工条件提供最均匀和稳定的片剂。上述量将获得BCDMH:TCCA:硼酸比率为70:29.5:0.5的片剂。为了与其它比率进行对比，适当改变BCDMH、TCCA和硼酸的量并在表1中给出。
[0067] ii. 片剂强度的测量：
[0068] 使用经校准以测定直至25 kg/cm2压实压力的台面片剂破碎仪（table top tablet crushing instrument）测定片剂的断裂强度。将片剂安装到该装置上，将压实作用逐渐从零升高，直到片剂破碎。从校准刻度记录片剂破碎时的压力。表1中给出BCDMH、TCCA和硼酸的各比率数据。
[0069] 表1
[0070]配方 BCDMH & TCCA硼酸 断裂强度 (kgs/cm2)
比例
1 100:0 0.1 6.0 (片剂破碎，强度差)
2 100:0 0.0 6 (在边缘顶裂（capping），片剂破碎)
3 90:10 0.1 7.5 (片剂破碎，强度差)
4 90:10 0.0 7(在边缘顶裂，片剂破碎)
5 80:20 0.1 9.0 (片剂在边缘碎裂，强度可接受)
6 80:19.5 0.5 11.0 (片剂强度良好)
7 80:20 0.0 8 (在边缘顶裂)
8 70:30 0.1 12.0 (片剂强度良好)
9 70:29.5 0.5 16.0 (片剂强度优异)
10 70:29.25 0.75 13.0 (片剂强度很好)
11 70:30 0.0 10.5 (在边缘轻微顶裂，片剂强度中等)
[0071] 表1中给出的数据表明当BCDMH、TCCA的比率和平均颗粒尺寸在本发明要求保护的范围之内和片剂组合物具有所需硼酸含量时，形成具有良好强度的片剂。在没有硼酸的情况下，即使使用所选择的颗粒尺寸，片剂强度也是差的。
[0072] iii. 颗粒尺寸对片剂强度和片剂剥蚀的影响：
[0073] 使用具有如表2中所示各种平均颗粒尺寸的材料制备BCDMH:TCCA为70:30的片剂，根据实施例1测定片剂强度。使用具有如表1中提及的组成和颗粒尺寸的杀生物剂片剂，在常规的重力进料净水器中测定片剂剥蚀的数据，所述重力进料净水器包括适合于从注入水中分离颗粒和可溶物质的过滤装置，该过滤装置与化学配料装置（chemical dispensing unit）流体连通，使得离开所述过滤装置的水的流动速率，在水遇到由化学配料装置分配的杀生物剂之前，由流量控制装置控制，其后在经过适合于从出口水（exit water）中分离所述分配的杀生物剂的清除装置离开水净化系统之前，水在停留腔中停留预定时间。1500升水在装置中经过，测定片剂强度和剥蚀参数，数据在表2中给出。同样对比在添加和不添加硼酸下颗粒尺寸的影响。
[0074] 表2

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