JP2009534070A - 殺菌可能な原料としてのアミノプラストに基づいた発泡材料 - Google Patents

Abstract

アミノプラスチックに基づいた連続気泡発泡体を殺菌可能な作業材料として使用する方法、アルコールやホルマリンなどの殺菌性液体を含浸させて連続気泡発泡体を殺菌する方法、及び１００℃を超える温度で医療用作業用や微生物学的作業用の作業容器を殺菌することにより微生物で汚染された材料を消毒する方法。
【選択図】なし

Description

本発明は、アミノプラスチックに基づいた連続気泡発泡体の殺菌可能な作業材料としての利用、アルコールまたはホルマリンのような殺菌性の液体を含浸させてこのｔｈｅ連続気泡の発泡体を殺菌する方法、および医療や微生物学的作業用の作業容器や微生物汚染材料の１００℃を超える温度での消毒のための作業容器の殺菌方法に関する。

微生物学においては、無菌条件下での作業や作業材料の殺菌が重要な役割をはたす。このような作業のために、瓶密閉用の吸収材綿栓や下敷きなどの材料は、圧力殺菌装置内で１２８℃の温度、４気圧の圧力下で加熱殺菌され、パックした状態で販売されている。

汚染した材料の廃棄もまた重要である。特に病原性微生物や遺伝子組み換え微生物を取り扱う作業の場合、厳格な規制がかけられている。

細菌や糸状菌は、固体または液体の栄養培地で培養される。これらの培地は、接種前に殺菌する必要がある。通常、微生物を殺すには、オートクレーブ中で高温で処理する。殺菌後の容器または殺菌可能な容器は、吸収材綿栓または木材パルプ栓、重ね蓋またはネジ栓により、感染から保護されている。ガラス装置や金属装置は、金属容器または他の耐熱容器中で殺菌し乾燥させることができる。ガラスピペットは、特別な管の中で殺菌乾燥される。

殺菌状態を維持すべき培養管や瓶、フラスコは、空気を通すが、空気中に浮遊する微生物に対しては厚いベッド状フィルターとして作用する吸収材綿、あるいはロール状木材パルプ、シリコーン発泡体の栓により塞がれている。しかしながら、これらは水分を含んでいてはならず、もし含んでいれば微生物が外側から繁殖して内部に到ることとなる。約２〜３日間のような比較的に短い期間であれば、ペトリ皿の場合は、ぴったり合った、例えばアルミニウムの蓋を用いて、殺菌状態を維持することができる。

本発明の目的は、簡単な方法で殺菌が可能な微生物学的な作業材料を提供することである。この作業材料は、特に微生物学的な作業の容器を塞ぐのに好適であり、大気圧であっても高温下で殺菌できる必要がある。

われわれは、アミノプラスチックに基づいた連続気泡発泡体をこの殺菌可能な作業材料として利用することを見出した。

この連続気泡発泡体としては、密度が５〜１００ｇ／ｌ、特に８〜２０ｇ／ｌである、メラミン−ホルムアルデヒド縮合物に基づいた弾性を有する発泡体が好ましい。その菌数は、通常５０〜３００個／２５ｍｍである。その引張強度は、好ましくは１００〜１５０ｋＰａの範囲であり、破断伸度は好ましくは８〜２０％の範囲である。

これを製造するには、ＥＰ−Ａ０７１６７２またはＥＰ−Ａ０３７４７０に記載のように、発泡剤を含むメラミン−ホルムアルデヒド予備縮合物（ｐｒｅｃｏｎｄｅｎｓａｔｅ）の高濃度液または分散液を、熱風、水蒸気またはマイクロ波照射により発泡および硬化させる。このような発泡体は、Ｂａｓｏｔｅｃｔ（登録商標）という商品名でＢＡＳＦ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ社から販売されている。

ホルムアルデヒドに対するメラミンのモル比は、通常１：１〜１：５の範囲である。特に低ホルムアルデヒドの発泡体を製造するには、例えばＷＯ０１／９４４３６に記載のように、このモル比を１：１．３〜１：１．８の範囲で選択し、亜硫酸基を含まない予備縮合物を使用する。

使用性能を向上させるために、次いで発泡体を熱処理してプレスする。発泡体は、所望の形状や厚みに切断可能であり、片面または両面に被覆層を張り合わせてもよい。例えば、高分子膜または金属箔を、被覆層として張り合わせてもよい。

メラミン−ホルムアルデヒド縮合物は耐化学薬品性に優れるため、この連続気泡の発泡体をいろいろな化学物質または低温液体に直接接触させることが可能である。

この発泡体を疎水化することもできる。疎水化剤の添加は、発泡体の成形中に行ってもよいし、後から疎水化剤を含浸させることにより行ってもよい。適当な疎水化剤としては、例えば、シリコーンや、パラフィン、ふっ素樹脂、フッ素系またはシリコーン系界面活性剤類があげられる。微生物学的な作業は、主に水性の媒体中で行われるため、ＥＰ−Ａ６３３２８３に記載のように、発泡体の疎水化処理は、多くの場合、吸水率を低下させるために有益である。

ＷＯ０２／１０４９２に記載のように、この発泡体を、５〜９０重量％のメラミン繊維と、５〜９０重量％の天然繊維と０．１〜３０重量％のポリアミド繊維とを含む糸や織布と混合することもできる。これらの繊維は高い熱的、化学的、機械的安定性を持つため、例えば殺菌性に悪影響を与えることなく、発泡体の強度をあげることができる。

このため、微生物学的な作業のためのアミノプラスチックに基づいた連続気泡発泡体の殺菌は、単純にアルコールまたはホルマリンなどの殺菌性液体を含浸させることで行ってもよい。吸収材綿栓や木材パルプ栓とは対照的に、この連続気泡発泡体は、殺菌性液体を非常に速やかに取り込み、適当な接触時間の後、加圧または減圧により脱液させてもよい。次いで、殺菌後の連続気泡発泡体を、例えば密閉に再使用してもよいし、廃棄してもよい。

連続気泡発泡体は弾力性があるため、組み立てた容器部材に簡単に挿入することができる。低温であっても、例えば−８０℃未満の温度でも、この発泡体は弾力性を維持する。脆化による破損は起こらない。

本発明によれば、医学的作業または微生物学的作業用の作業容器を、例えば培養管や瓶、フラスコなどの開口部を、アミノプラスチックに基づいた連続気泡発泡体で塞いで、殺菌のために１００℃を超える温度で処理することができる。

微生物で汚染された材料を作業容器に入れ、アミノプラスチックに基づいた連続気泡発泡体を用いて容器を塞いで、１００℃を超える温度で処理して容器を消毒することもできる。

この処理を、オートクレーブ中、水蒸気下で１２０〜１４０℃の温度、１〜４ｂａｒの範囲の圧力下で行うこともできる。オートクレーブ内の空気は、完全に水蒸気で置換する必要がある。殺菌を成功裏に行うに重要なのは温度であって、１００℃を超える温度とするのに必要なゲージ圧ではない。適当に感熱性の低い材料の場合にのみ、１３４℃を採用することができる。

２０ｍｌ未満の少量の液体を殺菌するには、殺菌する材料の加熱に必要な時間を除いた純粋な殺菌時間として少なくとも１５分間、１２１℃で加熱する必要がある。約５０ｍｌ〜１ｌの体積の場合には、５〜４０分間の加熱時間がさらに必要である。最近のオートクレーブでは、設定殺菌時刻は、殺菌する材料中の温度センサーによりコントロールされている。

殺菌する容器は、密閉せず、加熱時には空気と水蒸気が逃げ、冷却時には流入するようにする。あるいは、空の容器に少し水を入れて、水蒸気で充満させる必要がある。本発明において使用される連続気泡発泡体は、吸収材綿栓や木材パルプ栓の場合のように羊皮紙またはアルミ箔を用いて滴下する縮合水から保護する必要がないため、この点で有利であることが明らかとなった。また、ネジ栓も含めあらゆる栓は、例えば液体の沸騰の結果、内側から濡れるようなことがあってはならない。このため、容器は、３／４までのみ充填可能である。殺菌時間の経過後は、加圧下の液体が沸騰し始めないように、オートクレーブを開き、１００℃未満にまで冷却する必要がある。最近のオートクレーブは、８０℃を超える温度では開放できないようになっている。

しかしながら、この処理は乾燥状態で行うことが好ましく、即ち水蒸気を使用せずに１４０〜２２０℃の範囲の温度で行うことが好ましい。この結果、費用と作業工程が、大幅に減少することとなる。ガラス装置や金属装置は、羊皮紙またはアルミ箔で覆って乾燥状態で殺菌することができる。このためには、１５０℃で３時間、または１８０℃で３０分間で、通常十分である。個々の部材の大きさや殺菌装置内部での充填量に応じて、加熱時間を伸ばしてもよい。多量を加熱する場合には数時間かかることもある。殺菌を午後に開始して、その殺菌装置をゆっくりと一晩かけて冷却できるようにすることが最も有利である。ガラスピペットは、特別な一対のアルミニウム缶またはステンレス缶に入れて殺菌する。

殺菌装置は、純粋な乾燥オーブンとは異なり、空気を循環させるファンを有している。特に殺菌する材料がびっしりと充填されている場合には、このファンのスイッチを入れておく必要がある。

本発明において使用される発泡体は、高い熱安定性を有するが、マイクロ波照射は吸収しない。したがって、マイクロ波エネルギーを用いて殺菌することも好適である。

殺菌容器または純粋培養物を含む容器を開いた後もう一度封をする前に、開口部と栓とを、ブンゼンバーナーで短く炙って、これらを殺菌させる必要がある。本発明において使用される連続気泡発泡体とは対照的に、緩く詰まった吸収材綿栓はこの作業の際に引火する可能性がある。

本発明において使用される連続気泡の発泡体は、最高１８０℃の温度までの高い熱安定性を持つ。従来の殺菌装置で殺菌することは容易である。短時間なら２２０℃まで加熱することも可能である。微生物は通常１５０℃に加熱すると生存できないため、本発明において使用される連続気泡の発泡体は、実験台据え置き型で入手可能な試験室オーブンあるいは焼結炉中で、大気圧下１５０℃〜２００℃で、必要な時間加熱することができる。その結果、費用や作業工程が大幅に減少する。この発泡体は高度に圧縮可能で弾性を有しているため、大まかに切断して小さな断片として、いろいろな径の開口部にあてがうことができる。

微生物の培養に当たり、次の材料を栓として使用した：

実施例１：
密度が約１０ｋｇ／ｍ³である連続気泡のメラミン−ホルムアルデヒド発泡体からなり適当な大きさにカットした栓（Ｂａｓｏｔｅｃｔ（登録商標）、ＢＡＳＦ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ社製）

比較試験Ｃ１：
従来の吸収材綿栓（２７−３２．５ｍｍ；ブッデベルグ、＃１０１２７００）

比較試験Ｃ２：
透過膜を有するプラスチック栓（ブッデベルグ）

１．引火性
吸収材綿栓（Ｃ１）は、火焔による殺菌には全く不適当であり直ちに燃焼する。これ対して、プラスチック栓（Ｃ２）とＢａｓｏｔｅｃｔ（登録商標）（実施例１）は、必要なら、この方法で前処理可能である。

２．オートクレーブ適性／殺菌性
本発明の栓（実施例１）と比較用の栓（Ｃ１、Ｃ２）とを、標準的な条件下（１２１℃／２０分；乾熱または湿熱）でオートクレーブ処理し、増殖培地の入ったコニカルフラスコ中で、微生物を添加せずに、３７℃で、１５０ｒｐｍで７日間培養した。いずれの場合においても、熱処理によりあるいは培地の汚染により、栓の変化は認められなかった。

３．酸素透過性
三種の異なる栓の酸素透過性を亜硫酸検出系を用いて検出した。このために、１００ｍｌの亜硫酸溶液を１ｌのコニカルフラスコに入れ、室温／１５０ｒｐｍで攪拌した。色が変化する時間を、酸素透過性の尺度とした。

０．５Ｍ亜硫酸組成物の調製
０．５Ｍ標準亜硫酸組成物（亜硫酸ナトリウム≧９８％、カタログ番号：６０８６０、ドイツ）は、０．０１２Ｍのリン酸緩衝液と、１０^-7Ｍ硫酸コバルトと、０．０１５ｇ／ｌのブロモチモールブルー溶液（カタログ番号：１８４６０、フルカ、スイス）と、窒素で脱気した（５〜１０分）脱イオン水から、ヘルマンらの方法（Ｂｉｏｔｅｃｈ Ｂｉｏｅｎｇ、２００１）を用いて調製した。

１０００ｍｌの０．５Ｍ亜硫酸溶液を調製するにあたり、２４ｍｌの０．５Ｍリン酸緩衝液溶液（以下参照）を１０００ｍｌとした。８００ｍｌのこの０．０１２Ｍリン酸緩衝液溶液に窒素を導入した。６３ｇの亜硫酸ナトリウムを８００ｍｌの溶液に溶解し、濃度が１ｇ／ｌのブロモチモールブルー溶液１５ｍｌを添加した（以下参照）。２ｍｌの５．１０^-5Ｍコバルト溶液を添加し、この混合物を、残りの０．０１２Ｍリン酸緩衝液溶液で１０００ｍｌとした。硫酸（３０％、カタログ番号：Ａ２７１２．５００、アプリケム、ドイツ）を用いてｐＨを８に設定した。調製の際には、溶液を常に窒素でパージした。

ｉ）０．５Ｍリン酸緩衝液溶液の調製
５００ｍｌの０．５ＭＮａ₂ＨＰＯ₄溶液
３５．４９０ｇのＮａ₂ＨＰＯ₄（燐酸水素二ナトリウム、無水≧９９％、カタログ番号：Ｐ０３０．１、ロス、ドイツ）を４５０ｍｌの脱イオン水に溶解し、５００ｍｌとした。

５０ｍｌの０．５Ｍ−ＮａＨ₂ＰＯ₄溶液
３．４５０ｇのＮａＨ₂ＰＯ₄（燐酸二水素ナトリウム、一水和物≧９８％、カタログ番号：Ｋ３００．２、ロス、ドイツ）を４５ｍｌの脱イオン水に溶解し、５０ｍｌとした。５００ｍｌの０．５Ｍ−Ｎａ₂ＨＰＯ₄溶液に、０．５ＭのＮａＨ₂ＰＯ₄溶液を添加して（約４０〜５０ｍｌ）、ｐＨ＝８とした。

ｉｉ）コバルト触媒の調製
５．１０^-3ｍｏｌ／ｌ（原液）：１４０．５５ｍｇのＣｏＳＯ₄・７Ｈ₂Ｏ（≧９７．５％、カタログ番号：６０８６０、フルカ、スイス）を脱イオン水で１００ｍｌとした。

５．１０^-3ｍｏｌ／ｌ（最終溶液）：１ｍｌの上記原液を脱イオン水で１００ｍｌとした。

ｉｉｉ）ブロモチモールブルー溶液の調製
０．１ｇのブロモチモールブルー（カタログ番号：１８４６０、フルカ、スイス）を、１００ｍｌの水に溶解し、約１時間攪拌した（＝１ｇ／ｌ）。

プラスチック栓（Ｃ２）とＢａｓｏｔｅｃｔ（登録商標）栓（実施例１）はよく似た挙動（１１〜１３時間後の色変化）を示したが、吸収材綿栓（Ｃ１）では、１７〜２０時間後の色の変化がかなり小さかった。酸素移動の制限は微生物の成長あるいは代謝に悪影響を与え、望ましくない。Ｂａｓｏｔｅｃｔ（登録商標）またはプラスチック栓は、したがってかなり良好である。

４．気化損失
たくさんバッチを１ｌコニカルフラスコで培養した。なお、それぞれのフラスコには１５０ｍｌのＬＢ培地を詰め、３７℃で１５０ｒｐｍで攪拌した。７日後の気化損失は、吸収材綿栓（Ｃ１）とプラスチック栓（Ｃ２）の場合は約１０〜１１ｍｌであり、目の粗いＢａｓｏｔｅｃｔ（登録商標）の場合は約１２〜１４ｍｌであった。気化量の増加は最小限であり、他の好ましいＢａｓｏｔｅｃｔ（登録商標）の性質により十分埋め合わせられるものであり、特に重要な大きさではない。

５．取扱い
吸収材綿栓（Ｃ１）とプラスチック栓（Ｃ２）は非常に堅く、フラスコから振り落とされる可能性がある（特に高速で振盪中）。これらの栓を大きな力をかけて使用する場合、怪我の危険の可能性がある。Ｂａｓｏｔｅｃｔ（登録商標）栓は、最小限の力でフラスコの開口部に容易に挿入可能であり、ぴったりと密着する。

Claims (13)

1. アミノプラスチックに基づいた連続気泡発泡体を殺菌可能な作業材料として使用する方法。
2. アミノプラスチックに基づいた連続気泡発泡体の殺菌方法であって、
   アルコール又はホルマリンなどの殺菌性液体を連続気泡発泡体に含浸させることを特徴とする方法。
3. １００℃を超える温度で処理することによる作業容器の殺菌方法であって、
   作業容器の開口部をアミノプラスチックに基づいた連続気泡発泡体で塞ぐことを特徴とする方法。
4. １００℃を超える温度で処理することによる微生物で汚染された材料の消毒方法であって、
   材料を処理前に作業容器に入れ、前記容器をアミノプラスチックに基づいた連続気泡発泡体で塞ぐことを特徴とする方法。
5. 作業容器の開口部をメラミン−ホルムアルデヒド縮合物に基づいた連続気泡発泡体で塞ぐことを特徴とする請求項３または４に記載の方法。
6. 前記連続気泡発泡体の密度が、５〜１００ｇ／ｌの範囲にあることを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の方法。
7. 前記連続気泡発泡体が、ホルムアルデヒドに対するメラミンのモル比が１：１〜１：５の範囲にあるメラミンホルムアルデヒド縮合物により調製されたものであることを特徴とする請求項２〜６のいずれか１項に記載の方法。
8. 前記連続気泡発泡体が疎水化剤で処理されたものであることを特徴とする請求項２〜７のいずれか１項に記載の方法。
9. 医療作業用または微生物学的作業用の培養管、瓶またはフラスコを作業容器として使用することを特徴とする請求項３〜８のいずれか１項に記載の方法。
10. 前記処理を、オートクレーブ中の水蒸気下で、１２０〜１４０℃、１〜４ｂａｒの範囲の圧力で行う請求項３〜９のいずれか１項に記載の方法。
11. 前記処理を、１４０〜２２０℃の範囲の温度で乾燥状態で行う請求項２〜６のいずれか１項に記載の方法。
12. 前記処理を、マイクロ波エネルギーを用いて行う請求項２〜６のいずれか１項に記載の方法。
13. 請求項３〜１２のいずれか１項に記載された方法を実施するための、アミノプラスチックに基づいた連続気泡発泡体で塞がれた作業容器。