JP2016519089A

JP2016519089A - 殺生物製剤及び水の処理方法

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Publication number: JP2016519089A
Application number: JP2016503694A
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Inventors: コラリ，マルコ; ラウティアイネン，ユッカ; ヘンツェ，ハンス−ペーター; アラコミ，ハンナ−レーナ; フォルッセッル，ピルッコ
Original assignee: Kemira Oyj
Current assignee: Kemira Oyj
Priority date: 2013-03-25
Filing date: 2014-03-25
Publication date: 2016-06-30
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Abstract

本発明は、ミセル内に殺生物剤を有し、該ミセルが殺生物剤溶解部分と水溶性部分とを有するブロック共重合体と、第四級アンモニア安定化化合物とを含むことを特徴とする殺生物製剤を提供する。本発明は、水性環境において微生物を除去すること及び／又は妨げることによって微生物を抑制する方法も提供する。【選択図】なし

Description

本発明は、ミセル内に殺生物剤を有する殺生物製剤に関する。より詳しくは、ミセルは、ブロック共重合体と第四級アンモニウム安定化化合物とを含んでいる。本発明は、水を処理して微生物を除去及び／又は微生物の成長を防ぐことによってバイオフィルムの形成を抑制することにも関する。

製紙及び水冷却処理等の水を大量に使用する工程は、微生物の成長に豊かな環境を提供する。したがって、水を含む様々な工程において殺生物剤による処理が必要になることが多い。製紙機械の微生物学及び通常の殺生物剤についての概観が、製紙化学ハンドブック（Papermaking chemistry）2007（Raimo Alen編集、フィンランド、ヘルシンキ、フィンランド製紙技術者協会（Finnish Paper Engineers’Association）刊）の第181頁〜第198頁に亘る、Marko Kolariによって記載された第６章「製紙機械微生物学（Paper machine microbiology）」に示されている。産業界における殺生物剤処理の目的は、必ずしも、完全な滅菌ではなく、許容可能で費用効率の良い水準に微生物の成長を維持する上での安定的で動的なバランスを見出すことに寄与することである。従来技術は、製紙産業がその最も大きいものの１つである、水を大量に使用する産業において様々に異なる種類の用途を有する、多種多様な殺生物剤に関連している。一般に使用されている技術は、例えば、米国特許第7,285,224号及び米国特許第6,429,181号に記載されている。水を大量に用いる産業における殺生物剤の使用の一部は、目下のところ、対象の殺生物剤を使用する、より効果的なバイオフィルム抑制技術が発見されれば、置き換えることのできる技術を用いている。

バイオフィルムは、表面で細胞が相互に付着した微生物の集合体である。これら付着している細胞は、細胞外高分子物質（ＥＰＳ）の自己生成マトリックス内に埋め込まれていることが多い。スライムと称されることもあるバイオフィルムＥＰＳは、細胞外多糖類、ＤＮＡ、及びタンパク質から通常なる高分子集塊である。バイオフィルムは、生物又は非生物表面に生成することがあり、自然水環境、産業水環境、及び病院水環境下で広く観察される。バイオフィルム中で成長する微生物細胞は、一般に、同じ生物体の浮遊細胞とは生理学的に異なっている。浮遊細胞とは、対照的に、液体媒体中に浮遊、又は液体媒体中を遊泳する単一細胞である。

自由に浮遊している微生物が表面に付着することによって、バイオフィルムの形成が始まる。これら最初のコロニストは、初期段階では、ファンデルワールス力による弱くて可逆的な付着力によって表面に付着する。コロニストが表面から直ちに分離しなければ、ピリ（線毛）などの細胞付着構造体を用いてより永久的にコロニスト同士をしっかりと固定する。ある種の微生物はそれ自身では表面に付着することができず、ＥＰＳマトリックスに当該微生物を固定するか、より早い時期に集合したコロニストに直接的に固定することができることが多い。ＡＨＬ化合物などの信号を用いてクオラムセンシングを介して細胞が通信することができるのは、このコロニー形成の間である。一度コロニー形成が始まると、バイオフィルムは細胞分割と細胞動員との組み合わせによって成長する。バイオフィルム形成の最終段階はバイオフィルム発生として知られ、バイオフィルムが安定してその形状と大きさのみが変化する段階である。バイオフィルムの発生によって、凝集した細胞コロニー（又は複数のコロニー）が徐々に抗生作用を有するようになる。

水系の工業システムにおける、特に製紙機械又は冷却システム等の循環システムにおける多くの問題にバイオフィルムは関連している。バイオフィルムの付着により、清掃のための装置の予定外の休止期間の発生、パイプライン、弁、若しくはスプレーノズルの閉塞、低熱伝導性、高エネルギー消費、腐食、維持費増大、システム寿命の短縮、高運転コスト等の問題が起こる可能性がある。

殺生物剤は、あらゆる有害な生物体を阻止し、無害にし、抑止する効果を及ぼすことのできる抗微生物化学物質である。殺生物剤は産業界において一般に使用されている。抗微生物性殺生物剤は、例えば、殺菌剤、抗菌薬、抗ウイルス薬、抗真菌薬、抗原虫薬、又は駆虫薬に更に分類することができる。

現在使用されている抗生物剤の大部分は、浮遊細菌の抑制のために開発されてきた。一般に使用されている低濃度の投与では、このような抗生物剤はバイオフィルムに対してあまり効果的ではない。ＥＰＳを生成する微生物によって形成される包皮又はマトリックスによって、このような微生物は、より高い投与量で投与されても通常の殺生物剤の大部分のものに対して耐えることができる。殺生物剤を高い投与量で使用することは、経済的に実行困難であり、機器の腐食などの他の問題も生じることがある。また、殺生物剤は生きている生物体を殺すことを意図しているので、殺生物剤製品の投与量を増やすことによって、対象となる水を大量に使用する工程で働く人員の健康に対する危険度も増加する。

従来技術に記載されている殺生物製剤の中には、多かれ少なかれ、次の２つの主要な機能を満たす両親媒性の分散剤を使用している物がある。a)バイオフィルム層の減少のためにバイオフィルムに濡れ性を与える（生湿潤剤）又はb)表面でのバイオフィルムの成長を遅延及び防止する（生安定化剤）。

従来技術に記載のまた別の技術としては、例えば、リポソームなどの脂質基材の二層製剤（国際公開公報 WO 2010/107533）や工業的な生物汚染を防止するための殺生物剤の水中油型エマルジョン（米国特許第6,096,225号）を挙げることができる。

表面に形成されたバイオフィルムに対して用いることのできるより良い殺生物剤及び殺生物製剤が求められている。このような殺生物剤及び殺生物製剤はバイオフィルムをターゲットにする必要があり、さらに、バイオフィルム中に浸透してバイオフィルムを形成する生物体を殺すことできると、より好都合である。このような殺生物剤は低投与量でも効果があるものがよい。

US 7,285,224 US 6,429,181 WO 2010/107533 US 6,096,225

製紙化学ハンドブック（Papermaking chemistry）2007（Raimo Alen編集、フィンランド、ヘルシンキ、フィンランド製紙技術者協会（Finnish Paper Engineers’ Association）刊）の第181頁〜第198頁に亘る、Marko Kolariによって記載された第６章「製紙機械微生物学（Paper machine microbiology） J. M. Sedden及びR. H. Templer著「脂質−水系の多相性（Polymorphism of Lipid-Water System）」、生物物理学ハンドブック、第１巻、(c) 1995（R. Lipowsky及びE. Sackmann編集、エルゼビア・サイエンス・ベーフェー刊、ISBN 0-444-81975-4） Hankock & Wong.「NPN取り込み法」AAC.、1984年７月、Vol. 26, No. 1:48〜52 Alakomi et al.「生物劣化の原因となるグラム陰性菌への膜透過化剤の弱体化効果」Appl Environ Microbiol.、2006年７月、72(7): 4695-4703

本発明は、新規な殺生物製剤によってより効果的なバイオフィルム形成の抑制を行うことを目的とし、殺生物剤の溶解とブロック共重合体によるミセルの形成とが、表面吸着性と膜透過化性と組み合わされている。この目的のために、殺生物剤と共重合体の外に膜透過化剤及び／又は表面吸着性を向上させるためのカチオン性高分子電解質を含有する自己集合性混合ミセルが形成される。これによると、特に溶剤を基材とする製剤と比べて、性能を大幅に（約10倍に）向上させることができる。

本発明は、ミセル内に殺生物剤を有する殺生物製剤を提供し、該ミセルは殺生物剤溶解部分と水溶性部分とを有するブロック共重合体と、該ミセルを安定化させ、また、製剤の透過化性を向上させる可能性のある第四級アンモニア化合物とを含む。

本発明は、また、水性環境下で微生物を排除及び／又は防止することによってバイオフィルムの形成を抑制する方法を提供し、この方法は、前記殺生物製剤を用意し、該殺生物製剤を前記水性環境に投与することを含む。

本発明は、殺生物剤の性能を高める追加の添加剤を採用することによって最先端の技術を超える効果を有する。即ち、追加の膜透過化剤を使用することと、（例えばカチオン性高分子電解質を用いて）表面吸着性を向上させることによって、相乗効果による大幅な性能の向上を可能にすることができる。この殺生物剤の性能は、硬水においても繊維懸濁液においても優れていることが示されている。

本発明はミセル送達と膜透過化との間に驚くほどの相乗的殺生物効果を示し、４〜20倍もの割合で投与量のカットオフ値（浮遊細胞及びバイオフィルムを形成する細胞の生存率をゼロにする量）の減少を可能にすることができる。殺生物剤はバイオフィルム内に浸透することができ、バイオフィルムマトリックス中の微生物を攻撃することができる。従来技術による公知の製造物製剤に比べて本発明の製剤はコストが高くなる可能性があるにもかかわらず、費用性能比を２〜10倍に増大させることができる可能性がある。同時に、使用する殺生物剤の量が減ることによって、環境に与える影響を改善し、殺生物剤に曝される労働者の健康上のリスクを低減することができるので、これをより持続可能な技術にすることができる。

表面に形成されたバイオフィルムに殺生物剤の狙いを定めることができることが、本発明の効果である。

本発明を現存の製造技術と市販の材料で実現することができることが、本発明の別の効果である。

製剤が十分な貯蔵寿命を有していることが、また、別の効果である。さらに、通常の工業的化学ポンプで製剤を圧送することができる。

市販のDBNPA含有殺生物剤（R20V）を本発明の新規な製剤（PD16-01〜PD16-07）と比較した、バイオフィルム不活性化／死滅試験の結果を示している。濃度は全てDBNPAのmg/L（ppm）で表示されている。市販のDBNPA含有殺生物剤（R20V）を本発明の新規な製剤（PD22-01）及び他の製剤と比較した、バイオフィルム不活性化／死滅試験の結果を示している。２つの試験の結果をプロットし、DBNPAを含有しない類似の製剤の膜透過化性（NPN取り込み試験）に対する、様々な濃度のDDACを含有するPluronic+DBNPA製剤に対する細菌生存率（バイオフィルム死滅／不活性化試験）の結果を示している。

発明の詳細な説明

本発明によると、水性環境下でバイオフィルムの表面に狙いを定めて殺生物剤を放出し、微生物の抑制を可能にする。新規な製剤においては、ブロック共重合体による殺生物剤の溶解及びミセルの形成が、表面吸着性及び膜透過化性と結び付けられている。

一例としては、水に対する溶解度の低い殺生物剤（例えば、DBNPA）が、a)殺生物剤溶解ブロックと水溶性ブロックとを有するブロック共重合体、並びに表面吸着性及び表面における製剤の保持を向上させるb)追加的な安定化剤（例えば、DDAC）及び／又はc)追加的なカチオン性高分子電解質（例えば、PDADMAC若しくはPEI）によって形成された混合ミセル内に溶解させることが挙げられる。

一例において、この混合ミセルは、ブロック共重合体と、第四級アンモニウム安定化剤と、任意に追加的なカチオン性高分子電解質とから形成される。カチオン性高分子電解質の機能は、自己生成した殺生物剤の集合体を（例えば鋼鉄の）表面への保持性を高めることである。このようにして、非連続的な方法で殺生物製剤を投与（ショック投与）することが、ある時点で水相から殺生物剤残留物が完全になくなってしまうことを意味するとしても、処理された表面は保護期間がより長く、微生物による汚染がより少なくなる。製剤の追加的な添加剤としては、消泡剤、脱気剤、レオロジー調整剤、殺生物剤安定化剤、又はそれ以外のプロセス薬品も挙げることができる。

本発明は、ミセル内に殺生物剤（又は複数の殺生物剤の混合物）を含む殺生物製剤を提供し、前記ミセルは、殺生物剤溶解部分と水溶性部分とを有するブロック共重合体と、第四級アンモニウム安定化化合物とを含む。これらの活性成分に加えて、製剤は、活性成分の安定化剤等の他の成分と残存量又は微量の他の薬剤とを含有してもよく、他の薬剤としては、各種の塩、クエン酸塩、防腐剤、溶剤等を挙げることができる。

ミセルは液体媒体に分散された両親媒性の集合体である。水溶液における代表的なミセルは、親水性の分子内部分がミセルを取り囲む溶媒と接触し、ミセルの中心にある疎水性の分子内部分を隔離している集合体である。ミセル相の形成は、疎水性の分子体を、界面に湾曲を生じるように包み込むことによって生じる。このようにして、球状、円筒状、又は円盤状の、別個の複数の集合体が形成される。通常相のミセル（水中油型ミセル）は、疎水性の分子内部分をミセルの中心に有し、親水性基をミセルの界面に有する。逆ミセルは、頭部の基を中心に有し、尾部を外側に延在させている（油中水型ミセル）。ミセルは、典型的には略球状の形をしている。楕円体、筒体、及び二層等の形状を含む他のミセル相もあり得る。ミセルの形状及び大きさは、その表面活性物質の分子形状と、界面活性剤濃度、温度、ｐＨ及びイオン強度等の溶液条件との関数である。ミセルを形成する過程はミセル化として知られ、多くの脂質及びその他の両親媒性分子の多相性に従って、それらの相挙動の一部をなす。脂質−水系におけるミセルについては、例えば、生物物理学ハンドブック、第１巻、(c) 1995（R. Lipowsky及びE. Sackmann編集、エルゼビア・サイエンス・ベーフェー刊、ISBN 0-444-81975-4）で、J. M. SeddenとR. H. Templerとによって「脂質−水系の多相性（Polymorphism of Lipid-Water System）」においてさらに論じられている。

ミセルは水中で自然に形成され、この自然な集合体はミセルを形成する分子の両親媒性による。ミセルの疎水体同士の吸引相互作用はそれらの集合の基礎である。疎水性の尾部が水から隔離されないと、結果として得られるものは疎水性の尾部を取り囲む組織的な籠であり、エントロピーの変化は好ましいものではない。しかしながら、両親媒性の分子がミセルを形成すると、疎水性の尾部が相互作用し、この相互作用が尾部から水を放出させ、エントロピーを好適に増加させる。ミセルが自然に形成するので、本発明の殺生物製剤を調製する最も簡単な方法は、成分を混合してミセルを形成させることである。

界面活性剤の濃度が臨界ミセル濃度（CMC）よりも大きいときのみにミセルは形成される。界面活性剤は、投入すると表面を分けることのできるものであれば、いかなる表面化活性材料であってもよい。前記CMCは、ミセルが自然に形成されるときの、界面活性剤の濃度である。濃度が高ければ高いほどミセルが多く形成される。ミセルの形成は、クラフト点にも依存する。この温度は、界面活性剤がミセルを形成するときの温度である。温度がクラフト点よりも低いと、ミセルが自然に形成されることはない。温度が上がると、界面活性剤は溶解可能な形態になり、結晶状態からミセルと形成する。

本発明で使用することのできるミセルの大きさは、約５〜30 nmの範囲内、例えば約５〜20 nmの範囲内であり、例として約５〜15 nmである。一般に、ミセルの平均サイズは約10 nmである。このようなミセルは、ナノ粒子又はナノ球体とも呼ばれ、適切な環境下で両親媒性の材料から、芯が疎水性で円形周囲部が親水性になるように自己集合するほぼ球形のユニットのことを意味する。ミセルは、水溶液中でナノエマルジョン又はナノ懸濁物の形態にある。このようなナノエマルジョンは、微生物の膜等の生物学的障壁を超えることができることがある。可能性のある経路としては、例えば、食作用、飲作用、細胞内取り込みを挙げることができる。

殺生物剤としては、バイオフィルムを形成する微生物等の微生物を殺すことのできる適切な殺生物剤（抗微生物剤）であれば、いかなるものも使用することができる。一態様においては、殺生物剤は二種以上の異なる殺生物剤の混合物として存在する。殺生物剤は水に可溶でも、水に対する溶解度が低くても、また、水に不溶ですらあってもよい。殺生物剤はミセルの化合物と反応せず、製剤が全体として安定していると都合がよい。一般に、殺生物製剤は少なくとも２％（w／w）の殺生物剤（抗微生物剤）を含有している。一態様においては、殺生物製剤は約５〜50％（w／w）の殺生物剤を含有している。一態様においては、殺生物製剤は約10〜25％（w／w）の殺生物剤を含有している。一態様においては、殺生物製剤は約15〜25％（w／w）の殺生物剤を含有している。一態様においては、殺生物製剤は約13〜17％（w／w）の殺生物剤を含有している。ある特定の例においては、殺生物製剤は約15％（w／w）の殺生物剤を含有している。

本明細書で使用されている、「水に不溶」又は「水に対する溶解度が低い」化合物という用語は、水に対する溶解度が非常に低いことを含む、水に対する溶解度が低い化合物をさしている。低溶解度であるとは、例えば、100グラムの水に対して約10グラム、100グラムの水に対して約50グラム等の、100グラムの水に対して約１グラムの溶解度である場合を含む。

殺生物剤は、一般に、２つのカテゴリグループに分けられる。酸化型殺生物剤と非酸化型（又は従来型）殺生物剤とである。非酸化型殺生物剤としては、DNBPA、グルタルアルデヒド、イソチアゾロン等を含む。本発明の殺生物製剤で使用するのに好適な殺生物剤の一例は、非酸化型殺生物剤を含有する。殺生物剤は、また、機能性メカニズムによってグループ分けすることができる。親電子性のものとしては、ハロゲン及び過酸化化合物などの強酸化性物質と、ホルムアルデヒド、ホルムアルデヒド放出剤、イソチアゾロン、ブロノポール、並びにCu、Hg及びAg等の親電子物質とを挙げることができる。膜作用性殺生物剤としては、クワット、ビグアニド、フェノール及びアルコール等の溶解性殺生物剤と、パラベン、弱酸及びピリチオン等のプロトノフォアとを挙げることができる。

非酸化型殺生物剤の例としては、グルタルアルデヒド、2,2-ジブロモ-3-ニトリロプロピオンアミド（DBNPA）、2-ブロモ-2-ニトロプロパン-1,3-ジオール（ブロノポール）、5-クロロ-2-メチル-4-イソチアゾリン-3-オン（CMIT）、2-メチル-4-イソチアゾリン-3-オン（MIT）、CMITとMITとの混合物、1,2-ジブロモ-2,4-ジシアノブタン、ビス（トリクロロメチル）スルホン、2-ブロモ-2-ニトロスチレン、4,5-ジクロロ-1,2-ジチオール-3-オン、2-n-オクチル-4-イソチアゾリン-3-オン、1,2-ベンズイソチアゾリン-3-オン、オルト-フタルアルデヒド、グアニジン類、ビグアニジン類、ピリチオン類、カルバメート類、3-ヨードプロピニル-N-ブチルカルバメート、硫酸テトラキスヒドロキシメチルホスホニウム（THPS）等のホスホニウム塩、3,5-ジメチル-1,3,5-チアジアジナン-2-チオン（Dazomet）、2-（チオシアノメチルチオ）ベンゾチアゾール、メチレンビスチオシアネート（MBT）、及びこれらの組み合わせ等を挙げることができる。

好ましい非酸化型殺生物剤としては、グルタルアルデヒド、2,2-ジブロモ-3-ニトリロプロピオンアミド（DBNPA）、5-クロロ-2-メチル-4-イソチアゾリン-3-オン（CMIT）、2-メチル-4-イソチアゾリン-3-オン（MIT）、CMITとMITとの混合物、カルバメート類、並びに硫酸テトラキスヒドロキシメチルホスホニウム（THPS）、3,5-ジメチル-1,3,5-チアジアジナン-2-チオン（Dazomet）、2-（チオシアノメチルチオ）ベンゾチアゾール、メチレンビスチオシアネート（MBT）、及びこれらの組み合わせ等のホスホニウム塩を挙げることができる。これらの殺生物剤を使用することのメリットは、これらはパルプ及び紙業界において一般に使用されており、これらの挙動がよく知られていることである。

一態様においては、非酸化型殺生物剤は、グルタルアルデヒド、2,2-ジブロモ-3-ニトリロプロピオンアミド（DBNPA）、5-クロロ-2-メチル-4-イソチアゾリン-3-オン（CMIT）、2-メチル-4-イソチアゾリン-3-オン（MIT）、及びCMITとMITとの混合物よりなる群から選択される。これらの殺生物剤は死滅に至る速度が好適であり、好ましい作用モードを提供する。さらに、必要とされる量がかなり少なく、費用を手頃なものに抑えることができる。

酸化型殺生物剤の例としては、塩素、アルカリ金属及びアルカリ土類金属次亜塩素酸塩、次亜塩素酸、塩素化イソシアヌル酸塩、臭素、次亜臭素酸塩、次亜臭素酸、塩化臭素、二酸化塩素、オゾン、過酸化水素、過酢酸、過ギ酸、過炭酸塩又は過硫酸塩等の過酸化化合物、ハロゲン化ヒダントイン、例えば、モノクロロジメチルヒダントイン等のモノハロジメチルヒダントイン、又はクロロブロモジメチルヒダントイン等のジハロジメチルヒダントイン、モノクロラミン類、モノブロマミン類、トリハロアミン類、尿素などの窒素を含む他の化合物と反応した活性ハロゲン化合物、及びこれらの組み合わせである。

パルプ及び製紙工程で使用されている非酸化型殺生物剤の内最も一般的なタイプのものとしては、2-ブロモ-2-ニトロプロパン-1,3-ジオール、5-クロロ-2-メチル-4-イソチアゾリン-3-オン、DBNPA、n-オクチル-イソチアゾリン-3-オン、MBT、第四級アンモニウム化合物、THPS、及びグルタルアルデヒド等を挙げることができる。

一態様において、殺生物剤としては2,2-ジブロモ-2-シアノアセトアミド（2,2-ジブロモ-3-ニトリロプロピオンアミド又はジブロモニトリロプロピオンアミド、DBNPAとも称される。）が使用され、これは、融点124.5℃、水に対する溶解度が20℃で約15,000 mg/L、20℃における蒸気圧が9.00x10^-4 mmHgである白色の結晶性粉末である。DBNPAは酸性及びアルカリ性の両環境下で容易に加水分解する。DBNPAは、酸化剤を含む数多くの化学分類の薬品と相溶性があるが、求核剤及び硫黄含有還元剤と容易に反応する。DBNPAは非酸化殺生物剤であり、臭素放出型の殺生物剤ではない。DBNPAは、典型的なハロゲン殺生物剤に類似した作用をする。グルタチオン又はシステイン等の微生物に共通する硫黄含有求核剤とDBNPAとの反応は、その抗微生物作用方式の基礎を成している。他のチオール反応性殺生物剤とは異なり、システイン等のチオール基を有するアミノ酸がジスルフィド種の形成を超えて酸化されるように作用する。この反応は、細胞表面の成分の機能を非可逆的に崩壊させ、細胞膜を通る輸送を妨げ、鍵となる生物学的機能を抑制する。

ミセルは、殺生物剤溶解部分（又は分子内部分）と水溶性部分（又は分子内部分）とを有するブロック共重合体である。殺生物剤溶解部分は、脂溶性部分又は非水溶性部分である。通常、ポロキサマを使用することができる（例えば、商品名プルロニック（Pluronic）又はコリフォア（Kolliphor）で入手可能）。ポロキサマは、中央部分の疎水性鎖であるポリオキシプロピレン（ポリ（プロピレンオキシド））の非イオン性のトリブロック共重合体の両側に、親水性鎖であるポリオキシエチレン（ポリ（エチレンオキシド））２つが配置されている非イオン性のトリブロック共重合体である。ある場合においては、ブロック共重合体は可溶化剤と呼ばれることもある。一態様においては、ブロック共重合体はポリ（エチレンオキシド）−ポリ（プロピレンオキシド）（PEO-PPO）ブロック共重合体である。製剤中のブロック共重合体の含有量は、15〜50％(w／w)とすることができる。

一態様において、製剤中のブロック共重合体の含有量は15〜30％(w／w)であり、20〜25％(w／w)等とすることができる。特に貯蔵温度が低温又は中温（＜30℃）である場合には、より少ない量のブロック共重合体を使用するのが便利である。この場合でも、溶剤を基材とする系に比べて効力が高くなっている。

他の態様、特に高い温度（＞30℃）での安定性が求められる場合には、製剤中のブロック共重合体の含有量はより多く、好ましくは30〜50％(w／w)である。より好ましくは、ブロック共重合体の含有量は30〜45％(w／w)であり、最も好ましくは34〜40％(w／w)であり、このような量であると、優れた安定性と明らかに高い効力を得ることができる。前記範囲の上限は重合体のコストを最適化するために限定されている。

第四級アンモニウム安定化化合物（又は「安定化剤」）としては、例えば、クワットとしても知られる第四級アンモニウムカチオンを用いることができる。これらは、正電荷を有する、NR₄ ⁺の構造の多原子イオンであり、Ｒはアルキル基又はアリール基である。アンモニウムイオン（NH₄ ⁺）及び第一、第二又は第三級アンモニウムカチオンとは異なり、第四級アンモニウムカチオンは、その溶液のｐＨとは独立に、恒久的に電荷を有している。第四級アンモニウム塩又は第四級アンモニウム化合物（油田用語では第四級アミンと称される）は、第四級アンモニウムカチオンとアニオンとの塩である。

本発明の一態様においては、第四級アンモニウム安定化化合物は透過化性も示し、したがって、二重の効果を有しているということができる。

第四級アンモニウム安定化化合物は、例えば、塩化n-アルキルジメチルベンジルアンモニウム、塩化アルケニルジメチルエチルアンモニウム、塩化ジデシルジメチルアンモニウム（又は塩化N,N-ジデシル-N,N-ジメチルアンモニウム、DDAC、例えば、商品名Bardac-22で入手可能）、及び臭化ジメチルジオクタデシルアンモニウム（DDAB）から選択することができる。

製剤中の第四級アンモニウム安定化化合物の含有量は約５〜30％(w／w)であり、約５〜10％(w／w)等とすることができる。

殺生物製剤は、さらに、カチオン性高分子電解質又はキレート剤等の膜透過化剤を含有することができる。一態様において、カチオン性高分子電解質は、ポリ（塩化ジアリルジメチルアンモニウム）（PDADMAC）及びポリエチレンイミン（PEI、例えば、商品名Retaninol(R)で入手可能）、ポリエーテルアミン（例えば、ポリエーテルジアミン又はポリエーテルトリアミン、例えば、商品名Jeffamineで入手可能）、又はスペルミジン及びスペルミン等のポリアミンから選択される。製剤中のカチオン性高分子電解質透過化剤の量は、0.5〜５％(w／w)の範囲であればよい。

膜透過化剤が本発明の殺生物製剤中に存在する場合には、第四級アンモニウム安定化化合物と同じ化合物ではない方がよい。

一態様において、キレート剤は、TTHA（トリエチレンテトラミン−N,N,N’,N”,N’’’,N’’’−ヘキサ酢酸）、EDTA（エチレンジアミンテトラ酢酸）、DTPA（ジエチレントリアミンペンタ酢酸）、HEDTA（N-(ヒドロキシエチル)-エチレンジアミントリ酢酸）、EDDS（エチレンジアミンジコハク酸）等のポリアミノポリカルボン酸、DTPMPA（ジエチレントリアミンペンタキス（メチレンホスホン酸））、TTHMPA（トリエチレントリアミンヘキサキス（メチレンホスホン酸））、EDTMPA（エチレンジアミンテトラ（メチレンホスホン酸））等のポリアミノポリメチレンホスホン酸、及びAES（N-ビス[2-(1,2-ジカルボキシ-エトキシ)エチル]アスパラギン酸）よりなる群から選択される。キレート剤としてDTPAを用いるのが最も好ましい。

塩化ポリジアリルジメチルアンモニウム（ポリDADMAC又はポリDDA）は、塩化ジアリルジメチルアンモニウム（DADMAC）の単独重合体である。ポリDADMACの分子量は、通常、１モル当たり数十万グラムの範囲にあり、製造物によっては数百万グラムにもなるものがある。ポリDADMACは、通常、固形分量が10〜50％の範囲にある液体濃縮物として配達される。これは高電荷密度のカチオン性ポリマーである。

ポリエチレンイミンは、あらゆる第二級アミンを含む直鎖状のカチオン性ポリマー、又は第一級、第二級、若しくは第三級アミノ基を含む分岐したカチオン性ポリマーである。

膜透過化剤も界面活性剤であってもよい。界面活性剤は、通常、両親媒性の有機化合物であり、即ち、疎水性基（尾部（tails））と親水性基（頭部（heads））との両方を有している。したがって、界面活性剤は、水に不溶性（油に可溶性）の成分と、水溶性の成分との両方を有している。界面活性剤は水に拡散し、空気と水との界面、又は水が油と混合された場合は油と水との界面に吸着する。水に不溶な疎水性基は量の多い水相から空気中又は油相中へと延び出て、水溶性の頭部基は水相中に残る。表面における界面活性剤のこのような並び方によって、水と空気との界面又は水と油との界面での水の表面の性質が変更される。

一態様において、殺生物製剤は消泡剤をさらに含有してもよい。消泡剤（泡消し剤）は、処理を妨げる場合のある気体、窒素性材料又は蛋白質による発泡を抑制するために一般に使用される物質である。消泡剤の一般的な例としては、長鎖脂肪族アルコール、有機リン酸塩、シリコーン流体等を挙げることができる。

一態様において、殺生物製剤は、約15〜23％（w／w）のDBNPA等の殺生物剤、約15〜25％（w／w）のポロキサマ等のブロック共重合体、約５〜30％（w／w）のDDAC等の第四級アンモニウム安定化化合物を含有する。任意に、殺生物剤は１〜５％（w／w）の膜透過化剤をさらに含有することができる。一態様において、殺生物製剤は、約0.2％（w／w）に少量のクエン酸塩を含有することができ、これによって活性成分を安定化させることができる。特定の一態様において、殺生物製剤は、約15％（w／w）の殺生物剤としてのDBNPA、約15〜25％（w／w）のブロック共重合体としてのPEOPPO、及び約20〜30％（w／w）の第四級アンモニウム安定化化合物としてのDDACを含有している。ここで用いられているパーセンテージは、特に断りがない限り、通常、殺生物製剤全体の全量に対してのものである。

製剤はエマルジョン、又はエマルジョンの全量の40〜50％（w／w）の範囲で水を含有していてもよいエマルジョン濃縮物として存在してもよい。一例において、カチオン性又は他の水溶性ポリマーを添加することにより、殺生物剤のミセル溶液を含有する水中水型のエマルジョンを形成することができる。

一態様において、殺生物製剤は、膜透過化剤を含む第一成分と、殺生物剤、ブロック共重合体及び第四級アンモニウム安定化化合物を含む第二成分とを有する二成分製剤として提供される。第二成分は、通常、含有成分の混合物として提供される。第一成分及び／又は第二成分は、活性成分の安定化剤及び残存量若しくは微量の他の薬剤等の成分をさらに含有してもよく、他の薬剤としては、各種の塩、クエン酸塩、防腐剤、溶剤等を挙げることができる。第一成分と第二成分とは、水性環境に添加乃至投与する前に組み合わされて最終的な殺生物製剤となる。

本発明は、水性環境下でバイオフィルムの表面に向けて殺生物剤を送出する方法も提供し、該方法は、前記殺生物製剤を用意することと、バイオフィルムの表面にこの殺生物製剤を接触させることとを含む。表面としては、例えば、プラスチックの表面、又は鋼鉄の表面、ステンレス鋼の表面、又は銅の表面等の金属表面を挙げることができる。一般に、バイオフィルムの細菌によるコロニーの形成は、プラスチックの表面で最も多く、銅の表面で最も少ない。バイオフィルムの表面に向けて殺生物剤を送出することは、殺生物剤の徐放及び／又は徐送達を行って、膜透過化によって微生物への殺生物剤の取り込みを増やすことを含む。

本発明は水を処理する方法も提供し、該方法は、前記殺生物製剤を用意することと、この殺生物製剤を水に添加乃至投与することとを含む。これらの方法は、表面に形成されたバイオフィルムを除去し、及び／又は表面にバイオフィルムが形成されるのを防いで、粘着物又はバイオフィルムの形成又は既に形成された粘着物又はバイオフィルムを排除及び／又は除去することを目的としている。「投与」とは、通常、処理液に連続的に大量の化学薬品を添加又は送り込むこと、又は化学薬品が反応するのに又は結果を示すのに十分な時間を与えるために間隔を置いて添加又は送り込むことを意味する。

前記方法で使用される殺生物製剤は被処理水に生物静力学的又は殺生物的量で添加又は投与することができる。生物静力学的量とは、微生物又はバイオフィルムの活性及び／又は成長を少なくとも抑制するのに十分な量を意味する。殺生物的量とは、例えば、大部分又は全ての微生物を殺すことのできる量など、より効果的な活性を示す量を意味する。

本発明は、水性環境下で微生物を除去すること及び／又は妨げることによって、バイオフィルムの形成を抑制する方法も提供し、該方法は、殺生物製剤を用意することと、殺生物製剤を前記水性環境に添加又は投与することとを含む。この明細書で用いられる「水性環境」とは、水溶液を含有する工業水システム等の水系を意味する。「除去すること及び／又は妨げること」は、バイオフィルムを壊滅、減少、除去、若しくはその成長を抑制すること、又はバイオフィルムを不活性化若しくは除去することなどの、生物静力学的又は殺生物的効果のあらゆるものを意味する。除去は完全であっても部分的であってもよい。妨げることは、微生物の成長を減少又は抑制し、それによってバイオフィルムの形成を完全又は部分的に妨げる、予防的除去作用のあらゆるものを意味する。

本発明は、水系工程においてバイオフィルム又は微生物を抑制する（例えば、除去、不活性化及び／又は妨げる）ための前記殺生物製剤の使用も提供する。一態様において、微生物はバイオフィルムの形態である。これによると、表面に付着した微生物（バイオフィルム）の抑制における相乗効果をもたらす。

本発明は、表面（例えば、処理水用のパイプライン又はタンクの鋼鉄の表面）に殺生物製剤（例えば、ミセル）を保持して長期に亘る保護を得るために、追加的なカチオン性高分子電解質の使用も提供する。

ここで用いられている「水溶液」は、水を含有するあらゆる溶液を意味する。前記水溶液は、通常、本願で使用される十分な量の水を有するあらゆる溶液である。前記水溶液としては、例えば、水、地下水、地表水、廃水、工業水、工業原水、汚泥又は固形物懸濁液、パルプ懸濁液、又はその他のあらゆる適した水溶液を挙げることができる。

前記水性環境は、水処理工程などの工業的な工程である場合もある。工業的な工程は、木材パルプ、紙、ボード、工業排水処理、油掘削、工作機械産業、油切削工具、液圧作動工程等の工程、及びこのような工程で使用される機器から選択することができる。本発明を適用する対象としては、例えば、製紙システム、水冷却システム（例えば、冷却塔、開ループ及び閉ループ式冷却ユニット）、工業原水システム、飲料水配水システム、飲料水殺菌システム、油生産若しくは油回収システム（油田水システム、掘削泥水）、燃料貯蔵システム、金属加工システム、熱交換装置、反応炉、液体を貯蔵して扱うのに使用される機器、ボイラーとそれに関連する水蒸気発生ユニット、ラジエータ、フラッシュ蒸発ユニット、冷蔵ユニット、逆浸透装置、ガス洗浄装置、高炉、砂糖蒸発ユニット（sugar evaporating unit）、火力発電所、地熱ユニット、原子炉冷却ユニット、水処理ユニット、プール再循環ユニット、採鉱サーキット（mining circuit）、閉ループ加熱ユニット、例えば、掘削、穿孔、粉砕、拡孔、ドローイング、ブローチング、ターニング、切削、縫製、研削、ねじ切り、シェーピング、スピニング及びローリング等の操作において使用される加工液、作動液、冷却液等の設計された水再循環システムを一般的に意味する、工業水システムを挙げることができる。

殺生物製剤は、パルプ、紙又は厚紙機械の循環水に添加することができる。一態様において、殺生物製剤はパルプ及び／又は紙加工システムに添加又は投与される。システムの表面にバイオフィルムが形成されるのを最小化して防ぐために、殺生物製剤を、一般に、システムの全体に亘って使用することができる。システム全体に亘って微生物が抑制された状態をほぼ維持するために、殺生物製剤はシステムのほぼどの点においても添加することができる。ある例においては、殺生物製剤がシステムの短経路で添加される。適切な添加点の他の例としては、加工水の大きな貯蔵塔（循環水塔、濾液塔）、透明又は混濁濾液貯蔵タンク、パルパー若しくはパルパーの上流／下流の処理水流、損紙システム若しくは損紙システムの容器の上流／下流の処理水流、カウチ・ピット（couch pit）の上流／下流のカウチ・ピット処理水流、水回収セクション、ワイヤ・ピット（wire pit）の上流／下流のワイヤ・ピット処理水流、製紙ブレンドチェスト（blend chest）の上流／下流の製紙ブレンドチェスト処理水流、淡水槽、温水槽、及びシャワー水槽を挙げることができる。

一態様において、殺生物製剤は工業原水に添加乃至投与される。工業用原水は、通常、河川や湖等の地表水に由来する未処理天然水又は浄化天然水であることが多い、工場等に入って来る水である。

本発明の製剤は、乾燥粉末等の固体又は液体の形態で被処理液体又は被処理水に添加することができる。当該製剤を連続的に投与してもよいし、バッチ処理として周期的に添加してもよい。処理に際して使用するのに適した濃度の例としては、約0.3〜50 ppm、より具体的には0.35〜10 ppm、例えば１〜５ ppmを挙げることができる。バッチ処理においては、本発明の製剤は、一日に約６〜24回、各回３〜45分で添加することができ、例えば、一日に約12〜24回、各回10〜30分かけて添加することができる。

素晴らしいことに、本発明によると、ミセル送達と膜透過化との間に相乗的殺生物効果が得られ、１〜20倍の割合で、好ましくは４〜10倍の割合で投与量のカットオフ値（浮遊細胞及びバイオフィルムを形成する細胞の生存率をゼロにする量）の減少を可能にすることができる。

現存の製造物製剤に比べて本発明の製剤はコストが高くなる可能性があるにもかかわらず、費用性能比を２〜10倍に増大させることができる可能性がある。同時に、使用する殺生物剤の量が減ることによって、環境に与える影響を改善し、これをより持続可能な技術にすることができる。

次に、以下の本発明を制限しない例を参照して、本発明を詳細に記述する。

［例］
この明細書に示される全ての不活性化／死滅試験は、以下に記載の同じ試験方法で行った。バイオフィルム形成細菌（Deinococcus, Meiothermus及びPsedoxanthomonas属の菌株）を、市販のR2液体増殖培地で＋50℃で増殖させた。この微生物の懸濁液１mLを、滅菌した濾紙で覆った滅菌R2A寒天平板培地に接種した。試験用の微生物を濾紙で覆ったこれらの寒天平板培地で１日増殖させた。円形のステンレス鋼製クーポン（round stainless steel coupons）を濾紙上に載せ、＋50℃で６日間培養した。この培養の間に、バイオフィルムが鋼鉄のクーポンの上に形成された。各クーポンを濾紙から剥し、ｐＨ８、＋50℃に調節した水道水100 mLで満たされた試験チャンバに入れた。試験計画に従って殺生物製剤を各チャンバに添加した。それに際して、常に３つの同型チャンバを作るようにした。殺生物剤を使用しないチャンバと市販の参照用殺生物剤を使用したチャンバも常に含むようにした。曝露期間の最後に、チャンバの液体（浮遊性の自由に漂っている細胞に対する性能）と綿棒で擦り取ったステンレス鋼の表面からの試料（バイオフィルムに対する性能）とから標準平板菌数測定法で細菌培養を行うことによって、試験した殺生物製剤の効力を数値化した。

ここに示されている試験では、市販の参照用殺生物剤として、フェノサンR20V（Fennosan R20V）製品（フィンランド、ケミラ製）を使用した。これは、溶媒としてのポリエチレングリコールに溶解した遊離DBNPAの20％溶液である。ここに示されている新しい殺生物製剤において、“Pluronic”という名前に続いて表示されている様々な番号は、BASF GmbHのPEO-PPOブロック共重合体の様々なグレードを意味している。“Bardac-22”は、Lonza Inc.のDDAC製品である。“Retaminol”はPEI、即ち、ポリエチレンイミン製品の市販品の名称である（ケミラ製）。

（例１：様々な殺生物剤組成物の比較）
バイオフィルムと液体における細菌細胞に対する様々な殺生物剤組成物の殺生物性能を比較するためにこの試験を行った。参照の殺生物剤として市販のDBNPA含有製品（R20V）を用い、これを様々な新しい製剤と比較した。新しい製剤は、全て、DBNPAを殺生物活性剤として含有している。投与量は、全て、殺生物活性剤であるDBNPAの投与量（mg/L, ppm）で示されている。バイオフィルム試験は先に説明したようにして行われた。図１に示す結果は、R20V製品（＝DBNPAは遊離状態）の形態で投与されても、DBNPAが10 ppm含有されていると、浮遊細胞に対しては優れた死滅効果を示したことを表している。しかしながら、この投与量では、バイオフィルムに対する効力はあまり強くなかった。新しいミセル性製剤（PD16-01〜PD16-07）は、投与量レベルが１ ppm以下（ppmはDBNPA含量に基づく）の段階で、既に、浮遊細胞とバイオフィルム細胞とに対して強力な効果を示し始めた。このように、新しい製剤はバイオフィルム抑制能を10倍にまで高めることができた。新しい製剤は、全て、DBNPAの含有量が25％であったが、Pluronic F68の含有量（20％〜30％）と、Bardac-22の含有量（10％〜30％）とが異なっていた。最も優れた性能を示した製剤PD16-06は25％のDBNPAと、20％のPluronicと、20％のBardac-22とを含有していた。これらの結果は、新しい製剤が、バイオフィルム不活性化／死滅の性能を増大させることにおいて、明確な効果があることを実証した。

（例２：様々な殺生物剤組成物の比較）
この試験は２つの理由で行われた。第一の理由は、PEIを添加することによる新しい殺生物製剤の性能に与える影響を評価することである。第二の理由は、様々な成分の相対的な影響を評価することであり、そのために複数の混合物を用意した。表１に組成を示す。

¹⁾ DDACと混合したときにDBNPAの溶解が不完全であったことが観察され、バイオフィルムテストにおいては使用しなかった。

バイオフィルム試験は先に説明したようにして行われた。図２の結果は、DBNPAがR20V製品の形態（＝DBNPAは遊離状態）で投与されたときには、DBNPAが５ppmであると死滅効果が非常に弱く、強力な死滅効果を得るためには10 ppmのDBNPAが必要であったことを示している。製剤PD22-01（“GMC”）は、0.5 ppmのDBNPA量で非常に強い死滅効果を示し、投与量が1.0 ppmで完全に滅菌した。このことは、安定化第四級アンモニウム化合物と、膜透過化成分としてのPEIとを含むミセル状DBNPA製剤は、非常に効果的であったことを示している。本発明によるこの組成物は、参照用製造物であるR20Vと比較して、10倍を超える効果を示した。PD22-02（“Pluronic”）は明確な死滅効果を全く有しておらず、PEO-PPOブロック共重合体単独によっては効果がないことを示した。PD22-03（“DBNPA”＋“DDAC”）混合物は溶解しなかったので試験することができなかった。PD22-04（“PEI”）は明確な死滅効果を全く有しておらず、カチオン性PEIポリマー単独によっては効果がないことを示した。PD22-05（“DDAC＋Pluronic”）は、非常に小さな死滅効果（細菌の量における対数減少値が約0.5）のみしか示さず、第四級アンモニウム化合物は含有するが、DBNPAは含有しないPEO-PPOブロック共重合体は、あまり効果的ではないことを明らかにした。PD22-06（“R20V＋DDAC”）は、第四級アンモニウム化合物DDACの投与量が比較的高い遊離DBNPAは、明らかな殺生物効果を有することを示した。しかしながら、本発明による組成物（“GMC”, PD22-01）に比べて、投与量を増やす必要があった。さらに、“GMC”はバイオフィルムの死滅／不活性化において、相対的に優れていた。

これらの結果は、本発明の組成物は、組成物の個々の成分の性能を上回る死滅性能を有していることを示した。また、“CMC”製剤が、相の分離や色の変化を起こすことなく、少なくとも18週間の保存安定性を示したことが観察された。

（例３：透過化試験）
ミセル状Pluronic + DBNPAの製剤を用いて、バイオフィルムの死滅／不活性化試験を行った。使用した製剤は全てDBNPAの含有量が９％であったが、DDACの含有量が様々であった。これらの死滅効果を測定した。さらに、公知の、緑膿菌の細胞をモデル微生物として用いた“NPN取り込み法”（Hankock & Wong. AAC. Vol. 26, No. 1:48〜52. 1984年７月、Alakomiらによる、生物劣化の原因となるグラム陰性菌への膜透過化剤の弱体化効果、Appl Environ Microbiol. 2006年７月、72(7): 4695-4703）によって膜透過化試験を行った。この方法においては、膜透過化による1-N-フェニルナフチルアミン（NPN）の取り込みの後に、蛍光を測定した。第四級アンモニウム化合物DDACの膜透過化効果は、バイオフィルム死滅試験で用いたものと類似であるがDBNPAを含まない製剤を用いて測定された。図３はこれら２つの試験の結果をプロットしたものを示している。NPN取り込みに関して最も強い応答（最も強い透過化）を与えたDDAC含有製剤は、また、ミセル状Pluronic＋DBNPA＋DDAC製剤の製造に用いたときにDBNPAの殺生物作用の最も大きな相乗増幅を示した。最も性能の良い組成物の１つ（PD24-01）は、DBNPAを９％、Pluronicを27％、DDACを4.5％、PEIを2.3％含有していた。製剤の膜透過化性と共に殺生物効果は強力に増大し、ミセル状Pluronic＋DBNPA製剤の一部としての第四級アンモニウム化合物が、死滅効果の増大した本発明の組成物を提供していることを確認した。

（例４：様々な殺生物剤組成物の安定性と殺生物効果との比較）
この試験は、様々な殺生物剤組成物の安定性と殺生物効果とを比較するために行われた。安定性については、＋25℃と＋45℃で、５週間に亘って目視によって観察を続けた。

殺生物剤組成物は、最初は均一で無色であった。相の形成や黄色っぽい着色があると、安定性が悪いと見做された。安定性と製剤の組成を表２に示す。

殺生物製剤の死滅の効果は、先に説明した試験方法を用いて分析した。結果を図４に示す。

^*ブロック共重合体はPluronic L35, L64, PE6800又はPE3500であった。

図２は、ブロック共重合体の含有量（＜30％）及びDDACの含有量（＜10％）が低いが、水分の含有量が高い（＞40％）殺生物剤組成物には安定性の問題があり、特に、＋45℃での貯蔵時の安定性が悪かった。これに対して、ブロック共重合体の含有量（＞30％）及びDDACの含有量（＞10％）が高いが、水分濃度が低い（＜40％）殺生物剤組成物においては優れた安定性が得られた。

図４は、0.5 ppmでのPD 46-03（＜30％ブロック共重合体含有量）、及び0.5 ppmでのPD 47-01とPD 47-02との両方（＞30％ブロック共重合体含有量）の殺生物剤による死滅効果が、５ppmでのFennosan R20（溶剤基材のDBNPA製品）の殺生物剤による死滅効果よりもはるかに優れていたことを示している。

得られた結果は、このように、20％を超えるブロック共重合体組成物を含有する試験された新しいミセル性殺生物剤組成物は、溶剤を基材とするDBNPA（Fennosan R20）より効果的であったことを示している。さらに、＋25℃では、全ての製剤が数日の安定性を示した。ブロック共重合体の含有量（＞30％）及びDDACの含有量（＞10％）が高く、水分量が低い（＜40％）と、高温安定性が得られた。これは、特定の工業用途には好都合である。

Claims

ミセル内に殺生物剤を有する殺生物製剤であって、該ミセルが
−殺生物剤溶解部分と水溶性部分とを有するブロック共重合体と、
−第四級アンモニア安定化化合物と
を含むことを特徴とする殺生物製剤。
前記殺生物剤がさらに膜透過化剤を含むことを特徴とする、請求項１に記載の殺生物製剤。
前記殺生物剤の水に対する溶解度が低いことを特徴とする、請求項１又は２に記載の殺生物製剤
前記殺生物剤が非酸化型殺生物剤であることを特徴とする、前記請求項のいずれか一項に記載の殺生物製剤。
前記殺生物剤が、グルタルアルデヒド、2,2-ジブロモ-3-ニトリロプロピオンアミド（DBNPA）、2-ブロモ-2-ニトロプロパン-1,3-ジオール、5-クロロ-2-メチル-4-イソチアゾリン-3-オン（CMIT）、2-メチル-4-イソチアゾリン-3-オン（MIT）、CMITとMITとの混合物、1,2-ジブロモ-2,4-ジシアノブタン、ビス（トリクロロメチル）スルホン、2-ブロモ-2-ニトロスチレン、4,5-ジクロロ-1,2-ジチオール-3-オン、2-n-オクチル-4-イソチアゾリン-3-オン、1,2-ベンズイソチアゾリン-3-オン、オルト-フタルアルデヒド、グアニジン類、ビグアニジン類、ピリチオン類、カルバメート類、3-ヨードプロピニル-N-ブチルカルバメート、硫酸テトラキスヒドロキシメチルホスホニウム（THPS）等のホスホニウム塩、3,5-ジメチル-1,3,5-チアジアジナン-2-チオン、2-（チオシアノメチルチオ）ベンゾチアゾール、メチレンビスチオシアネート（MBT）、及びこれらの組み合わせから選択されることを特徴とする、前記請求項のいずれか一項に記載の殺生物製剤。
前記殺生物剤が、グルタルアルデヒド、2,2-ジブロモ-3-ニトリロプロピオンアミド（DBNPA）、2-ブロモ-2-ニトロプロパン-1,3-ジオール、5-クロロ-2-メチル-4-イソチアゾリン-3-オン（CMIT）、2-メチル-4-イソチアゾリン-3-オン（MIT）、及びCMITとMITとの混合物から選択されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の殺生物製剤。
前記ブロック共重合体が、ポリ（エチレンオキシド）−ポリ（プロピレンオキシド）（PEO-PPO）ブロック共重合体等のポロキサマであることを特徴とする、前記請求項のいずれか一項に記載の殺生物製剤。
前記第四級アンモニウム安定化化合物が、塩化n-アルキルジメチルベンジルアンモニウム、塩化アルケニルジメチルエチルアンモニウム、塩化ジデシルジメチルアンモニウム（DDAC）、及び臭化ジメチルジオクタデシルアンモニウム（DDAB）から選択されることを特徴とする、前記請求項のいずれか一項に記載の殺生物製剤。
前記膜透過化剤がカチオン性高分子電解質を含み、好ましくは、ポリ（塩化ジアリルジメチルアンモニウム）（PDADMAC）、ポリエチレンイミン（PEI）、ポリエーテルアミン、及びポリアミンから選択されることを特徴とする、前記請求項のいずれか一項に記載の殺生物製剤。
前記膜透過化剤がキレート剤を含むことを特徴とする、前記請求項のいずれか一項に記載の殺生物製剤。
前記殺生物製剤が約10〜25％（w／w）の前記殺生物剤を含有していることを特徴とする、前記請求項のいずれか一項に記載の殺生物製剤。
前記殺生物製剤が15〜50％（w／w）、好ましくは30〜50％（w／w）の前記ブロック共重合体を含有していることを特徴とする、前記請求項のいずれか一項に記載の殺生物製剤。
前記殺生物製剤が約５〜30％（w／w）の前記第四級アンモニウム安定化化合物を含有していることを特徴とする、前記請求項のいずれか一項に記載の殺生物製剤。
前記殺生物製剤が、前記膜透過化剤を含む第一成分と、前記殺生物剤、前記ブロック共重合体及び前記第四級アンモニウム安定化化合物を含む第二成分とを有する二成分製剤として提供されることを特徴とする、請求項２〜１３のいずれか一項に記載の殺生物剤組成物。
前記請求項のいずれか一項に記載の前記殺生物製剤を用意し、該殺生物製剤を水性環境に投与することを特徴とする、水性環境において微生物を除去すること及び／又は妨げることによって、バイオフィルムの形成を抑制する方法。
前記水性環境が工業水システムであることを特徴とする、請求項１５に記載の方法。
前記工業水システムが、製紙システム、水冷却システム（例えば、冷却塔、開ループ及び閉ループ式冷却ユニット）、工業原水システム、飲料水配水システム、飲料水殺菌システム、油生産若しくは油回収システム（油田水システム、掘削泥水）、燃料貯蔵システム、金属加工システム、熱交換装置、反応炉、液体を貯蔵して扱うのに使用される機器、ボイラーとそれに関連する水蒸気発生ユニット、ラジエータ、フラッシュ蒸発ユニット、冷蔵ユニット、逆浸透装置、ガス洗浄装置、高炉、砂糖蒸発ユニット（sugar evaporating unit）、火力発電所、地熱ユニット、原子炉冷却ユニット、水処理ユニット、プール再循環ユニット、採鉱サーキット（mining circuit）、閉ループ加熱ユニット、例えば、掘削、穿孔、粉砕、拡孔、ドローイング、ブローチング、ターニング、切削、縫製、研削、ねじ切り、シェーピング、スピニング及びローリング等に使用される加工液、作動液、並びに冷却液から選択されることを特徴とする、請求項１６に記載の方法。
前記工業水システムが、パルプ、紙又は厚紙機械の循環水、及び工業原水から選択されることを特徴とする、請求項１６に記載の方法。
前記殺生物製剤が0.3〜50 ppm、好ましくは１〜５ppmの濃度になるように投与されることを特徴とする、請求項１５〜１８のいずれか一項に記載の方法。