JP2009501219A - 微生物の成長を阻害するための相乗作用組成物及びその方法 - Google Patents
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Abstract
【選択図】なし
Description
本発明は一般的に、工業用水中の微生物の成長を制御することに関する。より具体的には、本発明は微生物の成長を阻害、特にスライムの堆積を阻害する過酢酸を具える組成物、及びヒダントイン安定化ハロゲン又はハロゲン化ヒダントインを具える組成物の使用に関する。
微生物の成長が広範囲に及び、かつ不変な問題となっている工業製造者にとって、水系、特に工業用水系内の微生物の存在は、殺菌成分を同定するのに広範囲な調査を行わせた。微生物が工業上のプロセスを妨げることがある工業用水の例には、冷却塔水、採掘処理の水、食材加工の水、製紙スラリ、パルプ及び製紙工場の水、砂糖精製の水を挙げることができる。微生物の成長という有害作用を妨げるために、製造者は高価な微生物制御プログラムを使用している。これらの作用が、例えば、ポンプや半透膜を閉塞したり、堆積物の下を腐食させたり、そして臭気を引き起こすことにより、工業上のプロセスの効力に影響を及ぼす。
本発明は、高レベル及び/又は有害レベルのバイオサイドを使用することなく、微生物の成長、スライムの蓄積に対して予期せぬほど相乗的に阻害をもたらすような組成物や方法を提供するものである。
(1)(a)ヒダントイン安定化アルカリ又はアルカリ土類金属ハロゲン化物イオンドナー;(b)ハロゲン化ヒダントインを具える第1の組成物と;及び
(b)過酢酸(PAA)を具える第2の組成物と;を具え、処理水中の各々の組成物の投与により微生物の成長を制御する相乗作用がもたらされることを特徴とする。
定義
本明細書で使用されているように、次の用語は以下のように定義される。
「約」とは所定の値又は範囲の50%以内、好ましくは25%以内、さらに好ましくは10%以内を意味する。代替的に「約」とは、当業者が考えて、平均値の受け入れ可能な平均的誤差内の値を意味する。
で表され、各々のR1は同じものであっても異なるものであってもよく、独立してH(水素)又はOR4を表し、R4はH、ハロゲン、又は1〜5個の炭素原子を有するアルキル基であり、R2とR3は同じものであっても、又は異なるものであってもよく、又は、独立してH又は1〜5個の炭素原子を有するアルキル基であってもよい。ヒダントインがハロゲンの源である場合、酸化性のバイオサイドである次亜塩素酸の安定化は選択的なものである。ジアルキル基で置換されたヒダントイン化合物は、追加の安定剤の例である。例えば、5,5−ジメチルヒダントイン(DMH)又はメチルエチルヒダントイン(MEH)は、PAAを用いた相乗細菌制御のための有効な次亜塩素酸の安定化を提供する。
H.3COOOH
炭化水素尾部により、PAAは細菌細胞の中に侵入することができる。このことにより、この分子が上記有機体内外双方でS−S結合及びS−H結合を破壊することができ、他の酸化剤よりもより迅速かつ効果的に殺菌することができる。HOCl、ClO2、H2O2等のような他の酸化剤は、細菌細胞の中に入ることを促進するような有機体部分を有していないので、上記のようには細胞内へ侵入しない。過酢酸は、過酢酸自体で高濃度下利用されてきたが、ここに記載するような濃度レベルで微生物制御に使用されたことはこれまでなかった。第1の組成物の活性成分により供給される相乗的な活性により、より低濃度で効果的な制御が可能になった。過酢酸は、食品産業では長年滅菌剤として使用されているが、一般的にはより高濃度(10,000〜100,000ppm)で使用されている。例えば、上記組み合わせた処理剤は、冷水システム、パルプ及び製紙工場、プール、池、沼、湖等に添加して、細菌性微生物の形成を制御することができ、これは処理すべきシステムに含めてもよく、又は、このシステム内に取り入れることも可能である。
Qa=単独で作用し、指標となる組成物Aの量
Qb=単独で作用し、指標となる組成物Bの量
QA=指標となる、混合物中の組成物Aの量
QB=指標となる、混合物中の組成物Bの量
である。計算に使用される指標はAとBとの各混合物によって生ずる減少率である。QA及びQBは所定の減少率を引き起こすA/B混合物のそれぞれの濃度である。それぞれの特定の生成混合物と同じ減少率をつくるA及びBの単独作用時の濃度であるA及びBの用量反応曲線からの内挿によってQaとQbは決定される。
この工場で使用した完成紙料は約50%のサーモメカニカルパルプ(TMP)、約25%の漂白クラフトパルプ、約25%の損紙からなっている。白濁水を収集して、50分の接触時間後に、DMH安定化塩素(DMHと“Cl2”のモル比は1:1)及び/又はPAAを添加した場合及び添加しない場合のサンプル中のバクテリア総数を計数した。結果を以下の表に要約する。
QA=指標となる、アクティブな過酢酸単独のppm値
QB=指標となる、アクティブなDMH安定化塩素(ppm Cl2として表わされている)単独のppm値
Qa=指標となる、組合せたアクティブな過酢酸のppm値
Qb=指標となる、組合せたアクティブなDMH安定化塩素(ppm Cl2として表わされている)
Qa/QA+Qb/QB=相乗作用指数
もし、相乗作用指数が;
<1ならば、相乗作用を示し、
=1ならば、加算性を示し、
>1ならば、拮抗作用を示す。
本例によると、バクテリア数が常用対数値で3より大きく減少したのは:
相乗作用組成物:
組成物1:PAA=100ppm
組成物2:DMH安定化塩素(“Cl2”)=4ppm
PAA=25ppm+“Cl2”=2ppm
Qa/QA+Qb/QB=25/100+2/4=0.75
である。
この製紙機械に用いた完成紙料は約60%の漂白クラフトパルプと約40%の損紙からなる。白濁水を収集して、30分の接触時間後に、DMH安定化塩素(DMHと“Cl2”のモル比は1:1)及び/又はPAAを添加した場合及び添加しない場合のサンプル内のバクテリアの総数を計数した。結果を以下の表に要約する。
相乗作用組成物:
組成物1:PAA>10ppm
組成物2:DMH安定化塩素(“Cl2”)=5ppm
PAA=2.5ppm+“Cl2”=2.5ppm
Qa/QA+Qb/QB=2.5/>10+2.5/5=<0.75
である。
この製紙機械に用いた完成紙料は約75%の漂白クラフトパルプと約25%の損紙からなる。白濁水を収集して、30分の接触時間後に、DMH安定化塩素(DMHと“Cl2”のモル比は1:1)及び/又はPAAを添加した場合及び添加しない場合のサンプル内のバクテリアの総数を計数した。結果を以下の表に要約する。
相乗作用組成物:
組成物1:PAA150ppm
組成物2:DMH安定化塩素(“Cl2”)=>4ppm
PAA=100ppm+“Cl2”=1ppm
Qa/QA+Qb/QB=100/150+1/>4=0.67+<0.25=<0.92
である。
Claims (21)
- 微生物の成長を阻害する組成物において:
(a)ヒダントインハロゲン化物、又は化学式(1)
で表わされるヒダントインで、
a)R1が同じもの又は異なるものであり;異なる場合は、独立して水素又はOR4を表わし、ここで、R4は水素、ハロゲン、又は1〜5個の炭素原子を有するアルキル基であるヒダントイン;及び
b)R2及びR3が同じもの又は異なるものであり;異なる場合は、独立して水素又は1〜5個の炭素原子を有するアルキル基を表わすヒダントイン;
c)ハロゲンドナー源;及び
d)ヒダントインがハロゲン化物の場合にc)が選択的であるという条件下での過酢酸及びそれらの誘導体及び塩
を有効量具えることを特徴とする組成物。 - 請求項1に記載の組成物において、前記ハロゲンドナーが次亜塩素酸のアルカリ又はアルカリ塩、又はハロゲン化ヒダントインであることを特徴とする組成物。
- 請求項1に記載の組成物において、前記ハロゲンドナーが次亜塩素酸ナトリウム又は塩化ヒダントインであることを特徴とする組成物。
- 請求項1に記載の組成物において、化学式(1)のR1が、それぞれ水素であり、R2及びR3は異なる及び独立したC1〜C5のアルキル基であり、(b)が次亜塩素酸ナトリウムであることを特徴とする組成物。
- 工業用水システム中の微生物の成長を阻害する組成物において:
(a)ジアルキルヒダントイン;
(b)次亜塩素酸ナトリウム;及び
(c)過酢酸及びそれらの塩及び誘導体
を有効量具えることを特徴とする組成物。 - 工業用水システム内の微生物の成長を阻害する組成物が:
(a)ハロゲン化ジアルキルヒダントイン;及び
(b)過酢酸及びそれらの塩及び誘導体
を有効量具えることを特徴とする組成物。 - 工業用水システム中のスライムの堆積を制御するのに使用される請求項1に記載の組成物。
- 工業用水システム中の線状菌の成長を制御するのに使用される請求項1に記載の組成物。
- 製紙工程においてスライム堆積を制御するのに使用される請求項1に記載の組成物。
- 請求項1に記載の組成物が、高速殺菌剤を更に具えることを特徴とする組成物。
- 工業処理水中の微生物の成長を制御する方法において、請求項1に記載の組成物を十分な量投与するステップを具えることを特徴とする方法。
- 工業処理水中の微生物の成長を制御する方法において:
(a)ヒダントイン安定化次亜塩素酸ナトリウム及び過酢酸;又は
(b)ハロゲン化ヒダントイン及び過酢酸
を具える組成物を有効量投与するステップを具えることを特徴とする方法。 - 請求項9に記載の方法において、工業処理水が、パルプ及び製紙工場システムの水、冷却水、製鋼工場システム及び鉱業の水からなる群から選択されることを特徴とする方法。
- 請求項10に記載の方法において、前記製紙工場システムが機械又は化学パルプを製造することを特徴とする方法。
- 請求項10に記載の方法において、組成物2の過酢酸を:
(a)ヒダントイン安定化次亜塩素酸;又は
(b)ハロゲン化ヒダントイン
を具える組成物1と共に、前記工業用水へ連続的に、又は同時に加えることを特徴とする方法。 - 請求項10に記載の方法において、前記第1の組成物が:
(a)ヒダントイン及び次亜塩素酸を必要塩素量に比例した比率で混合し、混合物を形成する;又は
(b)ハロゲン化ヒダントインの濃度を決定し;及び過酢酸とともに前記工業用水へ連続的に又は同時に加える
ことを具えることを特徴とする方法。 - 請求項10に記載の方法において、ヒダントイン及び次亜塩素酸組成物でできた第1の組成物が別々に処理すべき水に添加されることを特徴とする方法。
- 請求項14に記載の方法において、ヒダントイン安定化次亜塩素酸又はハロゲン化ヒダントインを含有する工業用水内へ過酢酸を投与するステップを具えることを特徴とする方法。
- 請求項10に記載の方法で製造した機械パルプ。
- 請求項10に記載の方法で製造した化学パルプ。
- 請求項10に記載の方法で処理した機械及び/又は化学パルプからできた完成紙料。
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