JP2011500754A - 安定な相乗混合物 - Google Patents

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Abstract

本発明は、工業材料を保護するための、グルタルアルデヒド(GDA)および2−メチル−2H−イソチアゾール−3−オン(メチルイソチアゾリノン、MIT)、並びに、適切ならば2−ブロモ−2−ニトロプロパン−1,3−ジオール(ブロノポール)および/または他の活性物質を含む、貯蔵安定性を有し相乗的に作用する組み合わせに関する。

Description

本発明は、工業材料を保護するための、グルタルジアルデヒド(GDA)および2−メチル−2H−イソチアゾール−3−オン(メチルイソチアゾリノン、MIT)、並びに、適切ならば2−ブロモ−2−ニトロプロパン−1,3−ジオール(ブロノポール)および/または他の活性物質を含む、貯蔵安定性を有し相乗的に作用する組み合わせに関する。
GDAは、1960年代より抗菌活性化合物として知られている((非特許文献1))。通常、GDAは、pHを<7とした濃度2〜50重量%の溶液で使用される。7を超えるpH値では、GDAは重合傾向を強めるが、また「即効性殺菌(Fast Killing)」作用として知られる効果も示し、このため、GDAは、殺菌剤および滅菌剤として、あるいは殺粘菌剤(slimicide)としてよく使用されており、また、やや稀ではあるが、保存剤として使用されている。
顕著な抗菌性を有する他の殺菌剤にMITがある。通常、MITは、例えば5−クロロ−2−メチル−4−イソチアゾリン−3−オン(クロロメチルイソチアゾリノン、CMIT)などの他の即効性のイソチアゾリノン、またはブロノポールと組み合わせて使用される。
GDAに加えてCMITおよびMITを含む殺菌剤混合物は既に知られており、工業材料の保存に使用されている。したがって、(特許文献1)には、GDAに加えてCMITおよびMITを含む混合物が記載されており、この混合物は、冷却水システムの抗菌処理および製紙におけるプロセス水に使用される。
(特許文献2)には、製紙における使用およびプロセス水の保存用として、GDAに加えてCMITおよびMITを含む相乗混合物が記載されている。
(特許文献3)には、GDAとMITを1:1の比で含む混合物と、GDA、MITおよびo−フタルアルデヒドを含む相乗混合物が記載されている。
しかしながら、上記先行技術の混合物は、いずれも、分解物を生成するため、貯蔵安定性が極めて低く、産業における利用性が大きく制限されるか、あるいは、必要な活性を十分には示さないという特徴を有している。
安定化のために、CMITおよびMITの混合物をマグネシウム錯体の形態で使用するとともに、適切な場合には、例えばエチレングリコールなどの溶媒を加えることが、(特許文献4)により知られている。
(特許文献5)には、GDAに加えて、マグネシウム錯体の形態のCMITおよびMIT、ならびにポリグリコールを含む安定化殺菌性溶液が記載されている。
(特許文献6)には、GDAに加えて、CMITおよびMITの1,1,6,6−テトラフェニル−2,4−ヘキサジン−1,6−ジオールによる包接化合物を含む混合物が記載されている。
上記混合物および溶液は、いずれも調製が複雑である。
DE3313689号明細書 KR2000015319A号明細書 特開2002−370906号公報 特開平01−272506号公報 特開平03−112908号公報 特開平05−271015号公報
Gorman,S.P.、Scott,E.M.およびRussel,A.D.、「Antimicrobial activity,uses and mechanism of action of glutaraldehyde」、J.Appl.Bacteriol、1980年、第48号、p.161−90
したがって、GDAおよびイソチアゾリノンの優れた効果を有し、かつ貯蔵安定性を向上させた殺菌性組成物を提供するというニーズがあった。
GDA、MIT、および、適切ならばCMITを含む組成物であって、CMIT含有量がMITに対するCMITの重量比で0〜4%であり、かつMITに対するGDAの重量比が少なくとも1.1:1、好ましくは1.5:1〜50:1、より好ましくは2:1〜20:1、より一層好ましくは4:1〜20:1である組成物を今般見出した。
さらに、GDAおよびMITを含む本発明の組成物が顕著な相乗効果を有する、すなわち、MITおよびGDAは併用すると、個々の成分の場合に必要とされる濃度と比較して、より低い濃度で使用することができることも見出した。
式およびパラメータについて言及した範囲および好ましい範囲に加え、それらの如何なる組み合わせも、たとえ実用の観点から全体として明示されていなかったとしても、本発明の範囲に包含されるものとする。
先行技術と比較すると、本発明の組成物は、効力が大きく、かつ特に貯蔵安定性が高い殺菌性組成物である点で際立っている。
これは、さらに、CMITが原因で発症する皮膚過敏症の可能性を著しく低下させるという利点を有する。
本発明の組成物は、工業材料用保存剤として非常に適している。用語「工業材料」には、一般に以下の技術材料および製品が含まれるが、これらに限定されるものではない。
−塗料、着色剤、下塗り剤(render)および他のコーティング材料
−デンプン溶液およびデンプンスラリー、または、例えば印刷用ガムなどのデンプンをベースとする他の製品
−着色顔料などの他の原料(例えば、酸化鉄顔料、カーボンブラック顔料、酸化チタン顔料)のスラリー、または、カオリン、炭酸カルシウム、石膏、ベントナイト、ケイ酸マグネシウム、スメクタイトもしくはタルクなどの無機フィラーおよび顔料のスラリー
−例えば糖蜜、リグノスルフォネートもしくはポリアクリレートをベースとするコンクリート添加剤、ビチューメンエマルジョンまたは目地材などの建設用化学製品
−公知の動物性、植物性または合成原料をベースとする接着剤または粘着剤
−例えば、ポリアクリレート、ポリスチレンアクリレート、スチレンブタジエン、ポリビニルアセテートなどをベースとするポリマー分散物
−工業用および家庭用の洗剤およびクリーナ
−鉱物油および鉱物油製品(例えば、ディーゼル燃料など)
−鉱物油含有の半合成または合成濃縮物をベースとする金属加工用冷却潤滑剤
−皮革、織物または光化学工業用アジュバント
−例えば染料の製造および貯蔵などの化学工業の前駆体および中間体
−インクまたは各種タイプの墨
−ワックスおよびクレーエマルジョン
好ましくは、工業材料は、
−デンプン溶液およびデンプンスラリー、または、例えば印刷用ガムなどのデンプンをベースとする他の製品
−着色顔料などの他の原料(例えば、酸化鉄顔料、カーボンブラック顔料、酸化チタン顔料)のスラリー、または、カオリン、炭酸カルシウム、石膏、ベントナイト、ケイ酸マグネシウム、スメクタイトもしくはタルクなどの無機フィラーおよび顔料のスラリー
である。
特に好ましくは、工業材料は、
−カオリン、炭酸カルシウム、石膏、ベントナイト、ケイ酸マグネシウム、スメクタイトもしくはタルクなどの無機フィラーおよび顔料のスラリー
である。
本発明の組成物は上記のように工業材料の保護に使用される。それらは、特に、細菌、酵母に対して、また、粘液生物(slime organism)に対して有効であり、他の防かび剤(fungicide)の存在下では、さらにかびに対しても有効である。
以下の微生物は例示用として挙げたものであり、限定するためのものではない。
アルテルナリア・テヌイス(Alternaria tenuis)などのアルテルナリア属菌(Alternaria)、アスペルギルス・ニガー(Aspergillus niger)などのアスペルギルス属菌(Aspergillus)、ケトミウム・グロボスム(Chaetomium globosum)などのケトミウム属菌(Chaetomium)、フサリウム・ソラニ(Fusarium solani)などのフサリウム属菌(Fusarium)、レンチヌス・チグリヌス(Lentinus tigrinus)などのレンチヌス属菌(Lentinus)、ペニシリウム・グラウクム(Penicillium glaucum)などのペニシリウム属菌(Penicillium);
アルカリゲネス・フェカリス(Alcaligenes faecalis)などのアルカリゲネス属菌(Alcaligenes)、バチルス・スブチリス(Bacillus subtilis)などのバチルス属菌(Bacillus)、エシェリキア・コリ(Escherichia coli)などのエシェリキア属菌(Escherichia)、シュードモナス・アエルギノサ(Pseudomonas aeruginosa)またはシュードモナス・フルオレセンス(Pseudomonas fluorescens)などのシュードモナス属菌(Pseudomonas)、スタフィロコックス・アウレウス(Staphylococcus aureus)などのスタフィロコックス属菌(Staphylococcus);
カンジダ・アルビカンス(Candida albicans)などのカンジダ属菌(Candida)、ゲオトリクム・カンジドゥム(Geotrichum candidum)などのゲオトリクム属菌(Geotrichum)、ロドトルラ・ルブラ(Rhodotorula rubra)などのロドトルラ属菌(Rhodotorula)。
本発明の組成物の殺菌活性をさらに改善するために、また作用スペクトルを拡大するために、本発明の組成物は、次の群:
ブロノポール、ベンゾイソチアゾリン−3−オン、ベンジルヘミホルマール、テトラメチロールアセチレンジウレア(TMAD)、1,3−ビス(ヒドロキシメチル)−5,5−ジメチルイミダゾリジン−2,4−ジオン(DMDMH)、p−クロロ−m−クレゾール、ジメチロールウレア−1,2−ジブロモ−2,4−ジシアノブタン、2,2−ジブロモ−3−ニトリロプロピオンアミド、エチレングリコールヘミホルマール、エチレングリコールビスヘミホルマール、N−メチロールウレア、2−フェノキシエタノール、フェノキシプロパノール、o−フェニルフェノール、クロロフェン、例えばN−アルキル−N,N−ジメチルベンジルアンモニウムクロライドなどの第四級アンモニア塩、およびトリメチレン−2−メチルイソチアゾリノン−3−オン
から選択される1種もしくはそれ以上の活性物質をさらに含むことができる。
本発明の他の実施態様では、本発明の組成物は、防かび効果をさらに得るために1種もしくそれ以上の防かび剤をさらに含む。好ましい防かび剤は次の群:
4,5−ジクロロ−2−n−オクチルイソチアゾリン−3−オン、ヨードプロパルギルブチルカルバメート、2−n−オクチルイソチアゾリン−3−オン、チアベンダゾール、カルベンダジム、ピリチオン亜鉛、およびピリチオンナトリウム。
から選択される。
本発明の組成物の使用濃度と、追加の活性物質(場合により含まれる)に対するGDAおよびMITの割合は、制御すべき微生物の性質および存在量と、初期微生物負荷と、保護すべき材料の組成に依存する。特定の使用に対する最適な使用割合は、組成物を実際に使用する前に、当業者に十分よく知られた方法で一連の実験室テストを行うことにより、簡単に決定することができる。
通常、MITの工業的製造では常に少量のCMITも副生物として生成することから、少量のCMITは組み合わせの中に常に存在する可能性があるが、しかし、それは組み合わせ物の安定性と活性に大きな影響を及ぼすことはない。
したがって、本発明の組成物は、存在するMITの重量に対して、CMITを0〜4%、好ましくは0〜2%、より好ましくは0〜1%、より一層好ましくは0〜0.5%含むことができる。
濃縮物または製剤中のGDAとMITの合計量は、広い範囲で変えることができる。一般に、GDAとMITの合計量は1〜80重量%、好ましくは2〜70重量%、より好ましくは5〜60重量%である。
本発明の組成物は、水性であることが好ましく、貯蔵安定性をさらに向上させるために多価アルコールをさらに含有することができる。多価アルコールは、例えば、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、分子量が200〜10000のポリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコールまたは分子量が200〜10000のポリプロピレングリコールなどのグリコールである。
本発明の組成物の中で任意選択的に使用される他の活性物質の量は、広い範囲で変えることができ、そして、活性物質の性質および保護すべき媒体に大きく依存する。一般に、それは0.2〜30重量%、好ましくは0.5〜25重量%、より好ましくは1〜20重量%である。
さらに、本発明は、また、本発明の組成物で処理された工業材料を含む。
一般に、工業媒体は、保存目的のために、最初に記載した比を維持しながら、2〜2000ppmのGDAおよび0.5〜500ppmのMITを含む。好ましくは5〜1500ppmのGDAおよび1〜300ppmのMITであり、より好ましくは10〜1000ppmのGDAおよび2〜200ppmのMITである。
さらに、本発明は、本発明の組成物で工業材料を処理することを特徴とする工業材料の抗微生物装置に対する方法を含む。
さらに別の態様では、本発明は、本発明の組成物を調製するためのGDAおよびMITの使用、および、工業材料を保護するための本発明の組成物の使用を含む。
先行技術と比較すると、本発明の組成物は、殺菌組成物として高い活性と高い貯蔵安定性を有する点で際立っている。
1 生物学的実施例
相乗効果は、Kullら(F.C.Kull、P.C.Eismann、H.D.Sylvestrowicz、R.L.Mayer、Applied Microbiology 9、538−541、1961)が記載した方法により求めた。次の関連式を適用する。
Figure 2011500754
Qa=物質Aの量
Qb=物質Bの量
MIC(A)=微生物の成長を防止する物質Aの濃度
MIC(B)=微生物の成長を防止する物質Bの濃度
MIC(A+B)=微生物の成長を防止する物質A+Bの濃度
SI=相乗指数、ここで、SI=1は相加作用を意味する
SI>1は拮抗作用を意味する
SI<1は相乗作用を意味する
実施例1:
各種濃度のGDAおよびMITと上記2種の活性物質の混合物を、細菌シュードモナス・フルオレセンス(Pseudomonas fluorescens)に対して試験した。pH7、26℃で、Landy最小培地によりインキュベーションを行った。活性物質の各種濃度におけるシュードモナス・フルオレセンス(Pseudomonas fluorescens)の成長を、活性物質を使用しない場合の成長と比較した。成長が検出されない最小濃度を最小阻止濃度(MIC)として示す。
Figure 2011500754
得られた指数データから、本発明のGDAとMITの組み合わせが特に顕著な相乗作用を示すことがわかる。
実施例2:
各種濃度のGDAおよびMITと上記2種の活性物質の混合物を、細菌シュードモナス・フルオレセンス(Pseudomonas fluorescens)に対して試験した。pH9、26℃で、Landy最小培地によりインキュベーションを行った。活性物質の各種濃度におけるシュードモナス・フルオレセンス(Pseudomonas fluorescens)の成長を、活性物質を使用しない場合の成長と比較した。成長が検出されない最小濃度を最小阻止濃度(MIC)として示す。
Figure 2011500754
得られた指数データから、本発明のGDAとMITの組み合わせが特に顕著な相乗作用を示すことがわかる。
実施例3:
各種濃度のGDAならびにMITと上記2種の活性物質の混合物を、コリネバクテリウム属(Corynebacterium)の細菌に対して試験した。pH9、26℃で、Landy最小培地によりインキュベーションを行った。活性物質の各種濃度におけるコリネバクテリウム属菌(Corynebacterium)の成長を、活性物質を使用しない場合の成長と比較した。成長が検出されない最小濃度を最小阻止濃度(MIC)として示す。
Figure 2011500754
得られた指数データから、本発明のGDAとMITの組み合わせが特に顕著な相乗作用を示すことがわかる。
実施例4:
各種濃度のGDAおよびMITと上記2種の活性物質の混合物を、酵母ロドトルラ・ルブラ(Rhodotorula rubra)に対して試験した。26℃で麦芽エキス培地によりインキュベーションを行った。活性物質の各種濃度におけるロドトルラ・ルブラ(Rhodotorula rubra)の成長を、活性物質を使用しない場合の成長と比較した。成長が検出されない最小濃度を最小阻止濃度(MIC)として示す。
Figure 2011500754
得られた指数データから、本発明のGDAとMITの組み合わせが特に顕著な相乗作用を示すことがわかる。
II 化学的実施例
実施例5:
78gの蒸留水、4.77gのKordek 573F(メチルイソチアゾリノンを50%含む)、および76.9gのPreventol GDA 50(グルタルジアルデヒドを50%含む)を互いに混合し、40℃で保存して、1および2ヵ月後に分析を行った。
実施例6:
76.9gの蒸留水、3.58gのKordek 573F(メチルイソチアゾリノンを50%含む)、および81.50gのPreventol GDA 50(グルタルジアルデヒドを50%含む)と、18.0gのブロノポールを互いに混合し、40℃で保存して、1および2ヵ月後に分析を行った。
実施例7:
76.9gの蒸留水、5.37gのKordek 573F(メチルイソチアゾリノンを50%含む)、および79.72gのPreventol GDA 50(グルタルジアルデヒドを50%含む)と、18.0gのブロノポールを互いに混合し、40℃で保存して、1および2ヵ月後に分析を行った。
実施例8
76.9gの蒸留水、7.16gのKordek 573F(メチルイソチアゾリノンを50%含む)、および78.0gのPreventol GDA 50(グルタルジアルデヒドを50%含む)と、18.0gのブロノポールを互いに混合し、40℃で保存して、1および2ヵ月後に分析を行った。
比較実験
76.9gのPreventol GDA 50(グルタルジアルデヒドを50%含む)、10.8gのKathon 39FG(クロロメチルイソチアゾリノンおよびメチルイソチアゾリノンの塩を含まない混合物を24.3%含む)、および72.3gの水を互いに混合し、40℃で保存して、記載の1および2ヵ月後に分析を行った。
Figure 2011500754
Figure 2011500754
Figure 2011500754

Claims (12)

  1. グルタルジアルデヒド(GDA)、2−メチル−2H−イソチアゾール−3−オン(MIT)、および、適切ならば5−クロロ−2−メチル−4−イソチアゾリン−3−オン(CMIT)を含む組成物であって、CMIT含有量が、MITに対するCMITの重量比で0〜4%であり、かつMITに対するGDAの重量比が少なくとも1.1:1である組成物。
  2. 次の群:
    ブロノポール、ベンゾイソチアゾリン−3−オン、ベンジルヘミホルマール、テトラメチロールアセチレンジウレア(TMAD)、1,3−ビス(ヒドロキシメチル)−5,5−ジメチルイミダゾリジン−2,4−ジオン(DMDMH)、p−クロロ−m−クレゾール、ジメチロールウレア−1,2−ジブロモ−2,4−ジシアノブタン、2,2−ジブロモ−3−ニトリロプロピオンアミド、エチレングリコールヘミホルマール、エチレングリコールビスヘミホルマール、N−メチロールウレア、2−フェノキシエタノール、フェノキシプロパノール、o−フェニルフェノール、クロロフェン、例えばN−アルキル−N,N−ジメチルベンジルアンモニウムクロライドなどの第四級アンモニア塩、およびトリメチレン−2−メチルイソチアゾリノン−3−オン
    から選択される1種もしくはそれ以上の活性物質をさらなる成分として含むことを特徴とする請求項1に記載の組成物。
  3. 1種もしくはそれ以上の防かび剤をさらなる成分として含むことを特徴とする請求項1または2に記載の組成物。
  4. GDAとMITの合計量に基づいて1〜80重量%含まれることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の組成物。
  5. 多価アルコールをさらなる成分として含むことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の組成物。
  6. 工業材料の保護方法であって、請求項1〜5のいずれか一項に記載の組成物により工業材料を処理することを特徴とする方法。
  7. 工業材料が、
    −塗料、着色剤、下塗り剤および他のコーティング材料
    −デンプン溶液およびデンプンスラリー、またはデンプンをベースとする他の製品
    −顔料、または無機フィラーおよび顔料のスラリー
    −コンクリート添加剤などの建設用化学製品
    −公知の動物性、植物性または合成原料をベースとする接着剤または粘着剤
    −ポリアクリレート、ポリスチレンアクリレート、スチレンブタジエン、ポリビニルアセテートをベースとするポリマー分散物
    −工業用および家庭用の洗剤およびクリーナ
    −鉱物油および鉱物油製品
    −鉱物油含有の半合成または合成濃縮物をベースとする金属加工用冷却潤滑剤
    −皮革、織物または光化学工業用アジュバント
    −化学工業の前駆体および中間体
    −インクまたは各種タイプの墨
    −ワックスおよびクレーエマルジョン
    であることを特徴とする請求項6に記載の方法。
  8. 請求項1〜5のいずれか一項に記載の組成物により処理された工業材料。
  9. 請求項1〜5のいずれか一項に記載の組成物を調製するためのGDAおよびMITの使用。
  10. 工業材料の保存剤としての請求項1〜5のいずれか一項に記載の組成物の使用。
  11. 細菌、酵母、粘液生物およびかびを抑制する方法であって、細菌、酵母、粘液生物およびかびを請求項1〜5のいずれか一項に記載の組成物と接触させることを特徴とする方法。
  12. 細菌、酵母、粘液生物および菌類が、アルテルナリア属菌(Alternaria)、アスペルギルス属菌(Aspergillus)、ケトミウム属菌(Chaetomium)、フサリウム属菌(Fusarium)、レンチヌス属菌(Lentinus)、ペニシリウム属菌(Penicillium)、アルカリゲネス属菌(Alcaligenes)、バチルス属菌(Bacillus)、エシェリキア属菌(Escherichia)、シュードモナス属菌(Pseudomonas)、スタフィロコックス属菌(Staphylococcus)、カンジダ属菌(Candida)、ゲオトリクム属菌(Geotrichum)、またはロドトルラ属菌(Rhodotorula)であることを特徴とする請求項11に記載の方法。
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