JP3311745B2

JP3311745B2 - 固体抗菌剤

Info

Publication number: JP3311745B2
Application number: JP29555590A
Authority: JP
Inventors: スチュワートヒッグスブルース; カーティスホワイトウィリアム
Original assignee: Dow Corning Corp
Current assignee: Dow Silicones Corp
Priority date: 1989-11-03
Filing date: 1990-11-02
Publication date: 2002-08-05
Anticipated expiration: 2017-08-05
Also published as: CA2028163C; US5359104A; CA2028163A1; US5064613A; JPH03188006A

Description

【発明の詳細な説明】抗菌剤は、微生物の増殖を破壊し又は阻害する物質で
ある。主な種類の微生物は、細菌、菌類、たとえばカビ
及びベトカビ、酵母及び藻類である。微生物は、空気、
水、人体、土壌、廃棄物及びすべての表面上に見出され
得る。微生物は、空気、食物及び飲物の漏れたもの、ダ
スト、よごれ及び土壌中のわだち並びにヒト排泄物、た
とえば汗、尿及びふん便から付着される。生物は、食物
の栄養源、たとえばよごれ、有機又は無機材料及び生存
組織を利用できる場合に増殖し、そして数を増す。増殖
及び複数化のためには、生物はまた暖かな温度及び湿気
を必要とする。これらの条件が存在する場合、微生物は
繁殖し、そして増殖する。しかしながら、微生物の増殖
は、多くの問題、たとえば腐りかけた臭気からかび臭く
且つべとカビのような臭い、腐敗及び悪臭、類似するア
ンモニア臭の範囲の不快な臭気を導びく。その増殖はま
た、それらが接触する多くの表面及び材料の見ばえの良
くない染色、脱色及び劣化を引き起こす。微生物増殖の
多くの重大な欠点は、病気、感染及び疾患の広がりを付
与する、病原性微生物、細菌、それらの代謝生成物及び
それらの体細胞及び生殖細胞部分の生成である。

抗菌剤は、そのような微生物を阻害し、殺害し、そし
て／又は除き、そして劣化、破損、臭気、疾病又は他の
陰性効果を中和することによってそのような微生物汚染
を妨げるために使用される化学的組成物である。抗菌剤
及び組成物の適用の特定の領域は、たとえば化粧品、消
毒剤、木材保存、食物、動物食料、冷却水、金属工作用
流体、病院及び医学的な使用、プラスチック及び樹脂、
石油、パルプ及び紙、布、ラテックス、接着剤、皮及び
練生地及びペイント用スラリである。医学的適用の領域
において、抗菌剤は、しばしば、粉末、ローション、ク
リーム、軟膏として使用され、そして／又は種々の溶媒
に混合され、又は疾病又は化粧状態から人又は他の動物
を軽減し、介在し、治療し、そして／又は保護する倫理
的な薬物として直接使用される。種々のカテゴリーの抗
菌剤及び組成物のうち、第四アンモニウム化合物は、使
用される最大クラスの抗菌剤の１つである。低濃度で、
第四アンモニウムタイプの抗菌剤は、静菌性、静カビ
性、静藻性、静胞子性及び抗結核性である。中ぐらいの
濃度で、それらは殺菌性、殺カビ性、殺藻性であり、そ
して親油性ウィルスに対して殺ウィルス性である。

従来技術の“未結合”抗菌剤は、本発明の“結合され
た”抗菌性オルガノシランと同等物でない。なぜなら
ば、未結合抗菌剤は、本発明の結合されたシランが行な
うように、実質的に同じ結果を生成するために、実質的
に同じ手段で実質的に同じ機能を行なわないからであ
る。その機能は、結合された抗菌剤が永久的であるのに
対して、その未結合タイプは表面から容易に洗浄され又
はこすり取られるので、異なる。本発明の化合物は、永
続性のあるのみならず、また10回の洗浄サイクルの後で
さえそれらの抗菌活性を保持し、そして25回ほどの洗浄
サイクルの後でさえそれらの活性においてわずかな低下
が見られるに過ぎない。本発明の結合されたシランは、
微生物の効果的な殺害レベルを保持する。結合されたシ
ランが機能する態様は未結合タイプとは異なる。なぜな
らば、結合されたシランは、それが適用される表面にそ
れ自体を結合し、ところが未結合タイプは永続しない単
なる被膜に過ぎないからである。これは、シラン抗菌剤
が、未結合タイプの抗菌剤がそれらの活性を消耗した後
長く、再感染を防害し続け、そして過渡微生物を殺害す
るためにシラン処理された表面の固有の抗菌活性の使用
を可能にするので有意である。さらに、本発明の結合さ
れたシランは、細胞膜の破壊、すなわち従来の未結合抗
菌材料に欠けている機能の破壊により、細菌、菌類及び
他の病原性微生物の増殖及び複数体化を破壊し、減じ、
そして阻害する。結合されたシランにより生成される結
果は、未結合タイプにより生成された結果と同じでな
い。なぜならば、結合されたシランは、未結合カテゴリ
ーの材料により提供される一時的且つ表面的な保護に対
して、長い抗菌活性を提供し、そして可能性ある破壊的
な微生物を殺害し、そしてその増殖を阻害し続けるから
である。

表面上の微生物の問題を緩和する多くの試みの中に
は、洗済、界面活性剤及び表面クリーナーの使用を包含
する。しかしながら、その処理は、大部分、処理される
必要がある表面に実際に結合されず、そして従って微生
物により消耗される未結合カテゴリーの抗菌剤を包含
し、そして未結合抗菌剤が通常の洗浄の間、消耗され、
そして洗浄される結果を伴う。この拡散が続くにつれ
て、活性成分の濃度が有効レベル以下に希釈され、そし
て阻害される必要がある微生物が耐性的に適合し、かっ
て有効的な処理量であったものに対して免疫化になる結
果を伴う。従って、そのような未結合拡散性抗菌剤は、
表面に関連する微生物相による認識を妨げる表面を提供
する、微生物が適用される表面に化学的に結合したまま
存続する結合タイプの抗菌剤と対照的に、広範囲の微生
物の制御を提供するそれらの能力において制限されるこ
とが見出された。拡散タイプの抗菌剤はまた、経皮的に
移行する傾向を存し、感作及び刺激的な免疫学的応答を
引き起こし、そして身体及び身体システム内のそれらの
終局的な結末に関する重大な問題を生ぜしめる。

結合された抗菌剤は、表面から拡散又は浸出されない
で、生物と接触し、そして生物を殺害し続ける。従っ
て、結合された抗菌剤は、有効レベルの活性成分を残
し、そして広範囲の種類の微生物、たとえばグラム陰性
及びグラム陽性細菌、カビ、ベトカビ、菌類、酵母及び
藻類を制御できる。本発明の化合物は、従来の有機錫化
合物及び他の有機第四アンモニウム化合物よりも微生物
の数を減じる事で及び微生物が生成する臭気を阻害する
事でより効果的であることが見出された。本発明のシラ
ンは、単純な水溶液から由来される場合、表面上に固定
し、そしてそれらに結合し、従来のものとは異なって、
固定化された抗菌剤の被膜を供給する。

上記の有機官能シラン抗菌剤の種類は、メトキシ、エ
トキシ、プロポキシ及びブトキシシランがそれらの対応
する溶媒により安定化される化合物である。これらの化
合物の安定性を最大にするためには、溶媒が存在すべき
である。この欠点は、関連する毒性、臭気、易燃性及び
他の有用な材料と共に配合することの困難性であるが、
但しこれだけには限定されない。

本発明において、有機溶媒担持性有機珪素第四アンモ
ニウム化合物のこの結合特性は、水由来の場合、保持さ
れ、そして従来技術タイプの組成物以上に効果的な殺害
レベルでの実施のそれらの能力が、微生物、細菌、それ
らの代謝生成物及びそのような微生物の広がりに寄与す
るそれらの体細胞及び生殖細胞の発生率及びそれらが引
き起こす問題、たとえば劣化、破損、臭気及び植物及び
動物の健康上の問題を実質的に減じ又は排除するため
に、表面の処理に利用される。このすべては、シラトラ
ンにより示される容易に誘導される固体形から達成さ
れ、溶媒及びその関連する溶媒の問題の必要性を排除す
る。

本発明は、処理され、そして保護される必要がある微
生物含有表面に対して破壊的である微生物（この身体部
分又は代謝生成物は臭気、損傷又は他の生命形への負の
効果を生ぜしめる）を破壊し又は微生物の増殖を妨げる
ことによって、微生物を攻撃するためにその表面を処理
する組成物及び方法に関する。この方法は、固体粒状粉
末の形でシラトラン化合物を形成するためにアルカノー
ルアミンと有機珪素第四アンモニウム化合物とを反応せ
しめ、シラトラン粉末の抗菌性活性溶液を形成するため
に前記シラトラン粉末を水性媒体に溶解し、そして前記
溶液を処理され、そして保護される必要がある表面に抗
菌的に有効な量で適用することを含んで成り、前記有機
珪素第四アンモニウム化合物が、下記一般式：〔式中、ＹはＲ又はR0（ここで個々のＲは１〜４個の炭
素原子のアルキル基又は水素である）であり;aは0,1又
は２の値であり;R′はメチル又はエチル基であり;R″は
１〜４個の炭素原子のアルキレン基であり;R,R′及
びR^vは、それぞれ独立して、１〜18個の炭素原子のアル
キル基、−CH₂C₆H₅,−CH₂CH₂OH,−CH₂OH及び−（CH₂）_x
NHC（Ｏ）R^vi（ここでｘは２〜10の値であり、そしてR
^viは１〜12個の炭素原子を有するペルフルオロアルキル
基である）から成る基から選択され；そしてＸはクロリ
ド、ブロミド、フルオリド、ヨージド、アセテート又は
トシレートである〕から成る群から選択された式を有す
るオルガノシランである。

処理は、水、シラトラン及び水不混和液を含むエマル
ジョンの形で行なわれ得、ここで前記水不混和液は下記
一般式：Ｒ′₃SiO（Ｒ″₂SiO）_ｗ（ＲQSiO）₂SiR_ｐ′３及び（Ｒ′Ｒ″SiO）_ｙ〔式中、Ｒ′は１〜３個の炭素原子のアルキル基、フェ
ニル基、式Ｒ′Ｏ−（ここでＲ′は１〜４個の炭素
原子のアルキル基又は水素原子である）を有するアルコ
キシ基であり;R″は１又は２個の炭素原子のアルキル基
又はフェニル基であり;RはＲ″と同じであり;Qは炭素
及び水素、又は炭素、水素及び酸素、又は炭素、水素及
び硫黄、又は炭素、水素及び窒素から成る置換又は非置
換性基であり;wは１〜500の値を有し;zは１〜25の値を
有し、そしてｙは３〜５の値を有する〕を有するポリシ
ロキサンから成る群から選択されたポリシロキサンであ
る。

本発明の方法に従ってシラトランを調製するために使
用する最っとも好ましいオルガノシラン第四アンモニウ
ム化合物は、下記一般式：で表わされる３−（トリメトキシ−シリル）プロピルジ
メチルオクタデシルアンモニウムクロリド（TMS）であ
る。

本発明はまた、上記方法に従って調製された化合物に
も向けられる。

窒素原子上のすべての水素原子がアルキル基により置
換されているアンモニウム化合物は、第四アンモニウム
塩と呼ばれる。これらの化合物は、下記一般式：によって一般的に表わされ得る。

前記窒素原子は、カチオン電荷を付与する４種の共有
結合された置換基を含む。Ｒ基は、類似する及び非類似
するＲ基と共に炭素及び窒素を供給するいづれかの有機
置換基である。反対のイオンＸは、典型的にはハロゲン
である。第四アンモニウム化合物の使用は、正の電荷を
担持する分子の親水性部分に基づかれる。ほとんどの表
面は負に荷電されるので、これらのカチオン性界面活性
剤の溶液は、負に荷電された表面に容易に吸収される。
この負に荷電された表面のための親和性は、下記一般
式：で表わされる３−（トリメトキシシリル）プロピルジメ
チルオクタデシルアンモニウムクロリドである（この
後、“TMS"として言及される）化合物により示される。

湿気の存在下で、この抗菌剤は、支持体に対して永続
性のある、耐洗浄性の広範囲の静生物性表面の抗菌仕上
を付与する。有機珪素第四アンモニウム化合物は、耐浸
出性であり、移動せず、そして微生物により消費されな
い。それは、グラム陽性及びグラム陰性細菌、菌類、藻
類、酵母、カビ、腐敗菌及びベトカビに対して効果的で
ある。そのシリコーン第四アンモニウム複合体は、永続
性のある静菌性、静カビ性及び静藻性の表面を供給す
る。

本発明のシラトランの調製に有用なシランは、下記一
般式を有する：一般的に、これらの材料はシランの第四アンモニウム
塩であることが注目されるべきである。本発明の範囲内
にあるシランのほとんどは、既知のシランであり、そし
てそのようなシランを開示する引例は多い。そのような
引例の１つである、1981年３月31日にJames R.Malek及
びJohn L.Speierにより発行されたアメリカ特許第4,25
9,103号は、ある支持体の表面を抗菌性にするためのそ
のようなシランの使用を開示する。Charhes A.Rothによ
り発行されたイギリス特許第1,433,303号は、抗菌効果
を付与するためにペイント及び同様のものに使用される
べくシランにより処理された充填剤の使用を示す。

他の多くの出版物、すなわち下記のものも、そのよう
なシランを開示する:A.J.Isquith,E.A.Abbott及びP.A.W
alters,Applied Microbiology,12月、1972、859〜863ペ
ージ;P.A.Walters.E.A.Abbott及びA.J.Isquith,Applied
Microbiology,25,No.2,253〜256ページ、２月、1973及
びE.A.Abbott及びA.J.Isquith,1972年２月26日に発行さ
れたアメリカ特許第3,794,736号、1974年９月27日に発
行されたアメリカ特許第4,406,892号。

本発明のためには、シランはそのまま使用され又はそ
れらは溶媒又は溶媒水溶液に使用され得る。シランがそ
のまま使用される場合、発明工程は好ましくは、少量の
水が存在するシステムにおいて行なわれる。存在する少
量の水を有するシステムを有することが不可能である場
合、シランの水溶性又は水分散性、低分子量加水分解物
が使用され得る。重要なことは、生成物の一部としてシ
ランにより生成される効果の持続性が、シラン分子があ
る程度、表面と反応することを要する事実である。シラ
ンが関与される場合、最っとも反応性の種は、シラン上
に存在するアルコキシ基の加水分解により形成される≡
SiOHである。この≡SiOH基は、表面と反応し、そしてそ
の表面にシランを結合する傾向がある。表面システムへ
のカップリングの主要態様が上記経路によるものである
場合でさえ、珪素原子上のアルコキシ基はまた、自己の
権利で表面への結合に関与するかも知れないと思われ
る。

少量の水を含む反応性表面が、本発明のために好まし
い。“反応性”とは、表面が、本発明のシランの加水分
解により生成されるいくらかのシラノールと反応するで
あろういくつかの基を含むに違いないことを意味する。

本発明のシランにおけるＲは、１〜４個の炭素原子の
アルキル基である。従って、メチル、エチル、プロピル
及びブチル基が本発明のＲとして有用である。上記式に
おいて、R0また、Ｒであり得る。Ｔはまた、水素原子で
あり得、従ってシラノール形、すなわち加水分解物を示
す。ａの値は0,1又は２であり、そしてＲ′はメチル又
はエチル基である。これらのアルキル基の存在により、
従来技術は、これらの材料が対応する溶媒により安定化
されるに違いないことを教授する。従って、メトキシ基
はメタノールを必要とし、そしてエトキシ基はエタノー
ルを必要とする。

本発明の目的のためのＲ″は、１〜４個の炭素原子の
アルカレン基である。従って、Ｒ″はアルキレン基、た
とえばメタレン、エタレン、プロピレン及びブチレンで
ある。Ｒ,R′及びR^vは、それぞれ独立して、１〜18
個の炭素原子のアルキル基、−CH₂C₆H₅,−CH₂CH₂OH,−C
H₂OH及び−（CH₂）_xNHC（Ｏ）R^vi（ここでｘは２〜10の
値であり、そしてR^viは１〜12個の炭素原子のペルフル
オロアルキル基である）から成る基から選択される。Ｘ
はクロリド、ブロミド、フルオリド、ヨージド、アセテ
ート又はトシレートである。

下記一般式：で表わされるシランが、本発明のために好ましく、ここ
でＲ′はメチル又はエチルであり;aはゼロの値であり;
R″はプロピレンであり;Rはメチル又はエチルであり;
R′及びR^vは１〜18個の炭素原子を含むアルキル基か
ら選択され、ここで少なくとも１つのそのような基が８
個以上の炭素原子のものであり、そしてＸがクロリド、
アセテート又はトシレートである。

上記で示したように、これらのシランのほとんどは文
献から知られており、そしてそれらの調製方法もまた既
知である。たとえば、1981年８月４日に発行されたアメ
リカ特許第4,282,366号;1983年７月19日に発行されたア
メリカ特許第4,394,378号及び1972年５月９日に発行さ
れたアメリカ特許第3,661,963号を参照のこと。

本発明の範囲内の特定のシランは、下記式により表わ
される：（CH₃O）₃Si（CH₂）₃N⁺（CH₃）₂C₁₈H₃₇Cl^-,（CH₃O）₃Si
（CH₂）₃N⁺（CH₃）₂C₁₈H₃₇Br^-,（CH₃O）₃Si（CH₂）₃N⁺
（C₁₀H₂₁）₂CH₃Cl^-,（CH₃O）₃Si（CH₂）₃N⁺（C₁₀H₂₁）₂
CH₃Br^-,（CH₃O）₃Si（CH₂）₃N⁺（CH₃）₃Cl^-,（CH₃）₃Si
（CH₂）₃N⁺（CH₃）₂C₁₂H₂₅Cl^-,（CH₃）₃Si（CH₂）₃N
⁺（C₁₀H₂₁）₂CH₃Cl^-,（CH₃）₃Si（CH₂）₃N⁺（CH₃）₂C₁₈
H₃₇Cl^-,（CH₃O）₃Si（CH₂）₃N⁺（CH₃）₂C₄H₉Cl^-,（C₂H₅
O）₃Si（CH₂）₃N⁺（CH₃）₂C₁₈H₃₇Cl^-,（CH₃O）₃Si（C
H₂）₃N⁺（CH₃）₂CH₂C₆H₅Cl^-,（CH₃O）₃Si（CH₂）₃N（CH
₃）₂CH₂CH₂OHCl^-, （CH₃O）₃Si（CH₂）₃N⁺（CH₃）_２（CH₂）₃NHC（Ｏ）（C
F₂）₆CF₃Cl^-,（CH₃O）₃Si（CH₂）₃N⁺（C₂H₅）₃Cl^-. 本発明のエマルジョンに使用されるような水不混和液
又は揮発物は、高い揮発性で、低い粘度で且つ低分子量
のシリコーン油である。たとえば、トリメチルシロキシ
末端ブロックドポリジメチルシロキサン、環状シロキサ
ン、たとえばジメチルシロキサン環状テトラマー及びフ
ェニルメチル流体、たとえば線状ポリフェニルメチルシ
ロキサンが使用され得る。25℃で約0.65cs.〜約1000cs.
の範囲の粘度を有するシリコーン油が本発明のために好
ましい。50cs.〜350cs.の粘度のシリコーン油が使用さ
れ得るが、約0.65cs.〜約20cs.の範囲のシリコーン油が
特に好ましい。これらのシリコーン油は、1986年12月23
日に発行されたアメリカ特許第4,631,273号により詳し
く示されている。そのようなシリコーン油は、低分子量
の環状物であるシロキサン及び下記一般式：Ｒ′₃SiO（Ｒ″₂SiO）_ｗ（ＲQSiO）₂SiR_ｐ′３及び（Ｒ′Ｒ″SiO）_ｙ〔式中、Ｒ′は１〜３個の炭素原子のアルキル基、フェ
ニル基、式Ｒ′Ｏ−（ここでＲ′は１〜４個の炭素
原子のアルキル基又は水素原子である）を有するアルコ
キシ基であり;R″は１又は２個の炭素原子のアルキル基
又はフェニル基であり;RはＲ″と同じであり;Qは炭素
及び水素、又は炭素、水素及び酸素、又は炭素、水素及
び硫黄、又は炭素、水素及び窒素から成る置換又は非置
換性基であり;wは１〜500の値を有し;zは１〜25の値を
有し、そしてｙは３〜５の値を有する〕を有するポリシ
ロキサンである。

オルガノシランシラトランはまた、本発明に従って、
シラトランを含むマイクロエマルジョンの形で使用され
得る。そのようなマイクロエマルジョン及びそれらの調
製法は、1987年２月17日に出願されたアメリカ同時継続
出願第07/015,645号、すなわち現在、1989年６月27日に
発行されたアメリカ特許第4,842,766号（本出願と同じ
譲受人に譲渡されている）に記載されている。0.150ミ
クロン以下の粒度を有する溶液が、シラトラン及び少な
くとも１種の界面活性剤を含む水中油又は油中水として
開示される。マイクロエマルジョンに関係する従来の継
続出願は、1986年12月23日に発行されたアメリカ特許第
4,631,273号として引用により本明細書に組込まれ、そ
れは本発明のシラトランを含むエマルジョンの形成を言
及する。その特許第4,631,273号は、また本出願と同じ
譲受人により譲渡される）。

本発明のオルガノシランを試験するためには、種々の
方法が使用される。たとえば、支持体上での化学物質の
存在は、水中、ブロモフェノールブルー標準溶液とオル
ガノシランの第四窒素とを複合体化し、そして分光光度
的に色の変化を記録することによって測定され得る。こ
の試験の結果は、オルガノシランが特定の表面にそれ自
体を結合するかどうかを決定するために使用され得る。
そのような試験方法は、下記に示される。

ブロモフェノールブルーの水性ナトリウム塩のアニオ
ンが、支持体上で、本発明の重合シランのカチオンと複
合体化され得る。青色の複合体は、支持体上でのカチオ
ンの存在を定量的に示し、従って与えられた支持体上で
の抗菌剤の程度を示す。色の標準と保持された青色の強
さとの比較は、その処理が適切に適用されたかどうかを
決定するためのチェックとして使用される。

１つの方法は、蒸留水中、ブロモフェノールブルーの
0.02〜0.04重量％溶液を調製することから成る。この溶
液は、溶液100m当たり飽和Na₂CO₃溶液数滴を用いてア
ルカリ性にされる。２〜３滴のこの溶液が処理された支
持体上に置かれ、そして２分間放置される。次に、支持
体が多量の水道水によりすすがれ、そしてその支持体が
青色のしみについて観察され、そしてそれが色の標準と
比較される。

分光光度計による決定のためには、次の試験が使用さ
れる。ブロモフェノールブルーのナトリウム塩が、処理
された支持体上でカチオンと複合体化することによって
標準溶液から消耗される。ブロモフェノールブルー濃度
の変化が分光光度的に又は色の標準との比較により決定
され、それによって、カチオン性シランによる支持体処
理のレベルが測定できる。

１つの方法は、蒸留水中、ブロモフェノールブルーの
0.02重量％標準溶液を調製することから成る。それは、
ブロモフェノールブルー溶液100m当たり飽和Na₂CO₃溶
液数滴によりアルカリ性にされる。この溶液の色は紫で
ある。ブランク溶液は、次の方法により、589nmで設定
された分光光度計を用いて1cmのセルで測定される場
合、10〜12％の透過率の読取りを得るように調整され
る。容器の3/4を蒸留水により満たし、そして蒸留水50m
当たり0.02％標準ブロモフェノールブルー溶液2mを
添加する。水50m当たり、１％TritonＸ−100界面活
性剤（Rohm and Haas,Philadelphia,PA,USAにより製造
される）水溶液0.5mを添加する。混合し、そして分光
光度計を用いて、最大吸光度を測定する。蒸留水により
100％の透過率に上方のゼロを調整する。最大吸光度の
設定でのブロモフェノールブルー溶液の％透過率を調べ
る。必要なら、水又はブロモフェノールブルー標準溶液
のいづれかにより、10〜12％の透過率にブランク溶液を
調整する。

処理された支持体のサンプルは、サンプル及び試験溶
液の実質的な撹拌のために十分に大きなフラスコ中に、
支持体標準の0.5gサンプルを置くことによって試験する
ことができる。使用液50mを添加する。腕−作用振盪
機上で20分間撹拌する。試験溶液により試験キュベット
を満たす。粒状物質が存在する場合、遠心分離する。上
記で設定された波長で％透過率を測定する。その透過率
を、既知濃度のカチオン性シランのいくつかの支持体サ
ンプルを用意することによって調製された標準曲線に対
して比較する。たとえば、０％、0.25％、0.50％、0.75
％及び１％で既知量のカチオン性シランを含むサンプル
を、分光光度計により読取り、そして曲線をプロットす
る。

処理された表面の抗菌活性は、通常、750,000〜1,50
0,000計数のクレブシエラプネウモニアエ（Klebsiell
a pneumoniae）懸濁液中において0.75gの重量のサンプ
ルを１時間の接触時間、振盪することによって評価され
る。その懸濁液を、接触の前、後で希釈し、そして培養
する。懸濁液中における生存生物の数を測定する。初め
の計数に基づく％低下率を測定する。この方法は、特定
の接触時間、75〜100％の低下能力を有するこれらの表
面に向けられる。その結果は、％低下率として報告され
る。この試験に使用される培地は、栄養ブイヨン、カタ
ログNo.0003−01−６及びトリプトングルコース抽出物
寒天、カタログNo.0002−01−７（両者ともDifco実験
室、Detroit,Michigan,U.S.A.から入手できる）であ
る。使用される微生物は、クレブシエラプネウモニア
エ、アメリカンタイプカルチャーコレクション
（American Type Calture Collection）:Rockville,Md.
U.S.A.,カタログNo.4352である。ゼロ接触時間での計数
を測定するために使用される工程は、個々のサンプルの
ために２つの殺菌された250mのスクリューキャプを有
する三角フラスコを用いることによって行なわれる。個
々のフラスコに、減菌された緩衝液70mを添加する。
個々のフラスコに、生物の接種物5mを無菌状態で添加
する。フラスコにキャップをし、そして腕−作用振盪機
上に置く。それらを１分間、最大速度で振盪する。個々
のフラスコはゼロ接触時間で存在するように思われ、そ
してすぐに、減菌緩衝液9mを含む別々の試験管に個々
の溶液1mを移すことによってサブサンプルする。それ
らの管を渦巻ミキサーにより撹拌し、そして次に、個々
の溶液1mを、減菌緩衝液9mを含む第二の試験管に移
す。次に、それらの試験管の撹拌の後、それぞれの管の
溶液1mを別々の減菌ペトリ皿に移す。二重反復試験を
行なう。溶融（42℃）されたトリプトングルコース抽出
物寒天16mを個々の皿に添加する。皿をそれぞれ10
回、時計の針の回転方向に回転し、そして10回反対に回
転する。次に、皿を37℃で24〜36時間インキュベートす
る。コロニーを、有意なコロニーとして、30〜300個を
計数する。二重サンプルを平均化する。１時間後の細菌
の計数を測定するために使用される方法は、ゼロ接触時
間でその計数を決定するために使用された方法と実質的
に同じである。唯一の差異は、注ぎプレート化が10⁰及
び10^-1の希釈度で並びに10^-2の希釈度で行なわれること
である。“％低下率”は、下記式：〔式中、Ａは処理された支持体を含むフラスコについて
のｍ当たりの計数であり;Bは処理された支持体の添加
の前、“A"を測定するために使用されるフラスコについ
てのｍ当たりのゼロ接触時間での計数であり、そして
Ｃは処理されていない対照の支持体についてのｍ当た
りのゼロ接触時間での計数である〕により計算される。

前記“振盪フラスコ試験”は、抗菌剤の支持体上での
活性を測定する。使用される他の試験は、“寒天プレー
トグラフ化技法”であり、これは抗菌剤の支持体上での
活性の測定を付与し、ここで処理された布のスワッチ
が、クレブシエラプネウモニアエにより含浸された寒
天上に置かれる。抗菌活性は、阻害の領域の存在及び寒
天における拡散可能性により測定される。固定化された
抗菌剤は、領域を示さないであろう。

抗菌剤溶液の活性を測定することもまた可能であり、
そしてこれは“最少阻害濃度試験（MIC）”の方法に従
って行なわれ、ここでシステムにおける微生物の増殖の
阻害を必要とされる化学物質のレベルが、典型的には、
生物、たとえばスタフィロコーカスアウレウス（Stap
hylococcus aureus）、クレブシエラプネウモニアエ
及びアスペルギラスニガー（Aspergillus niger）を
用いて測定される。

次の例は、本発明の概念を例示する。

例１白色粉末の抗菌剤固体を、イソブタノール9g及びトル
エン50gの溶媒混合物中において３−（トリメトキシシ
リル）プロピルジメチルオクタデシルアンモニウムクロ
リド118.9g及び、メタノール142gとトリエタノールアミ
ン14.9gとを反応せしめることにより調製した。これら
の材料を加熱し、そして撹拌しながら還流した。３時間
にわたって、メタノール溶媒及び水を蒸留し、そしてそ
の混合物を冷却した。84％の理論的収率を示す白色固体
が、真空濾過の後に得られた。前記例は、シラトラン反
応生成物を生成するために反応体としてトリエタノール
アミンを用いるが、いづれかのアルカノールアミンでも
適切である。

例２上記で説明された振盪フラスコ抗菌試験を、抗菌活性
を測定するために使用した。綿の布を、水溶液中、１重
量％の前記白色粉末により処理した。10分及び30分の浸
軟が、対照の64.8％の低下率に比べて100％の低下率を
提供し、これは本発明のオルガノシランシラトラン組成
物についての卓越した抗菌活性を示す。

例３３−（トリメチルオキシシリル）プロピルジメチルオ
クタデシルアンモニウムクロリド118.4g、メタノール14
1g、トリエタノールアミン14.9g及びトルエン50gを含む
混合物を、３時間加熱し、そして撹拌した。この混合物
を、強制空気オーブン中において約200℃で乾燥せし
め、黄白色粉末を得た。その粉末をアセトンにより３度
洗浄し、乾燥白色粉末材料を得た。

十分に加水分解された３−トリオキシシリルプロピル
ジメチルオクタデシルアンモニウムクロリドとして計算
された濃度のラダーシリーズを、３−トリメトキシシリ
ルプロピルジメチルオクタデシルアンモニウムクロリド
（Ｉ）及び３−トリメトキシシリルプロピルジメチルオ
クタデシルアンモニウムクロリド（II）のトリエタノー
ルアミンシラトランを用いて調製し、ここで前記ラダー
は綿及びポリエステル布上で0.09,0.1,0.25,0.50及び1.
00重量％の活性成分から構成される。処理は、試験化合
物の水道水溶液から湿量ピックアップにより達成され
た。布は次の工程により乾燥せしめられ、そして試験さ
れた： A.力学的振盪フラスコ抗菌試験（Dynamic Shake Flask
Antibacterial Test）−クレブシエラプネウモニアグラ
ム（−）及びスタフィロコーカスアウレウスグラム
（＋）。標準方法。

B.ブロモフェノールブルー分光光度分析試験。0.5gの試
験布が標準方法に使用される。

C.試験布2gを40℃の脱イオン水200m中で20分間すす
ぎ、絞り、そして100℃でオーブン乾燥せしめた後、上
記Ａ。

D.Cについての上記Ｂ。

E.阻害の領域 1. トリプトカーゼダイズ寒天、クレブシエラプネウモ
ニアエのローン（減菌された脱イオン水リン酸緩衝液に
より1:100に希釈された24時間のブイヨン培養物、ロー
ンとしてプレート上での1mの広がり）又はスタフィロ
コーカスアウレウスのローン（上記のようにして調製
された）上に置かれた1 7/8″の円形布。37℃で48時間
のインキュベーション後、読取り。

2. サボラウドデキストロース寒天、1 7/8″の円形布
を寒天上に置き、そしてTritonＸ−100湿潤剤を含む
アスペルギラスニガーの胞子懸濁液により接種した。
読取りは、30℃で21日間のインキュベーションの後、全
体の範囲のために行なわれた。

F.阻害の領域ＣについてのサンプルによりＥのようにして行なう試
験結果は、次の表に示される。

阻害の領域を与える浸出成分の証拠は、すすぎの前、
領域を示す試験Ｅ及びＦ及びすすぎの後、その領域が存
在しないことから並びに試験生物に対する活性が、すす
ぎの後、測れる程度に減じられる試験Ａ及びＣから明ら
かである。モノマーとしてのシラン第四アミン又はシラ
トランの加水分解から誘導されるような抗菌剤の持続性
は、試験Ｅ及びＦ、A.ニガーの表面上での増殖及びすす
がれた／すすがれていないシラン／シラトラン比較から
の分析学的等価を示す試験Ｂ及びＤ並びに同一の最少活
性プロフィールのシラン／シラトランを示す試験Ａ及び
Ｂから明らかに見出される。

トリエタノールアミン及び３−トリメトキシシリルプ
ロピルジメチルオクタデシルアンモニウムクロリドのシ
ラトランは、すすぎ手段の後、持続性の抗菌性表面を供
給し、そしてすすぎの前、浸出する抗菌剤を供給する３
−トリメトキシシリルプロピルジメチルオクタデシルア
ンモニウムクロリドの水溶性固体誘導形を提供する。水
との接触に基づいて、シラトランはTMS及びトリエタノ
ールアミンに戻る。

前記例で生成されるオルガノシラン第四アンモニウム
シラトラン化合物は、下記一般式：〔式中、R¹,R²,R³及びR⁴は、それぞれ、水素原子又はメ
チル、エチル、プロピル又はブチル基を表わす〕で示さ
れる。

本発明のオルガノシランシラトラン化合物の種類は下
記に示されており、そして個々の式において、示される
基は前記で定義された通りである：本発明の化合物の活性に関して、そのような化合物は
多くの微生物に対して効果的であることが見出された。
それらの微生物とは、たとえば“細菌":グラム（−）;
E.coli（E.コリ）、クレブシエラプネウモニアエ、ク
レブシエラオキシトカ（Klebsiella oxytoca）、プス
ードモナスアエルギノサ（Pseudomonas aeruginosa）、
プスードモナスフルオレスセンス（Pseudomonas fluo
rescens）、プロテウスミラビリス（Proteus mirabil
s）、プロテウスバルガリス（Proteus vulgaris）、
サルモネラチピ（Salmonella typhi）、サルモネラ
チピムリウム（Salmonella typhimurium）、サルモネラ
コレラスイス（Salmonella cholera suis）、エン
テロバクテルクロアカエ（Enterobacter cloacae）、エ
ンテロバクテルアエロゲネス（Enterobacter aerogen
es）、モルガネラモルガニ（Morganella morgani
i）、アエロモナスヒドロフィラ（Aeromonas hydroph
ila）、シトロバクテルフレウンジ（Citrobacter fre
undii）、シトロバクテルデベルサス（Citrobacter d
eversus）、セラチアマルセスセンス（Serratia marc
escens）、セラチアリクイファシエンス（Serratia l
iquifaciens）、キサントモナスカムペストリス（Xan
thomonas campestris）、アシネトバクテルカルコア
セチクス（Acinetobacter calcoaceticus）；グラム
（＋）：スタフィロコーカスアウレウス、スタフィロ
コーカスエピダーミジス（Staphylococcus epidermid
is）、ストレプトコーカスムタンス（Streptococcus
mutans）、ストレプトコーカスピオゲネス（Streptococ
cus pyogenes）、ストレプトコーカスフェカリス（St
reptococcus fecalis）、ミクロコーカスルテア（Mic
rococcus lutea）、バシラスsp.（Bacillus sp.）（増
殖性細胞）；“菌類";アスペルギラスニガー、アスペ
ルギラスフラバス（Aspergillus flavus）、アスペル
ギラスシドウィ（Aspergillus sydowi）、アスペルギ
ラスベルシコロル（Aspergillus versicolor）、アス
ペルギラステルレウス（Aspergillus terreus）、ペ
ニシリウムクリソゲナム（Penicillium chrysogenu
m）、ペニシリウムバリアビル（Penicillium variabi
le）、ペニシリウムフニキュロサム（Penicillium fu
niculosum）、ペニシリウムピノフィラム（Penicilli
um pinophilum）、ポリアプラセンタ（Poria placent
a）、アウレオバシジウムプルランス（Aureobasidium
pullulans）、グロエオフィラムトラベウム（Gloeop
hyllum trabeum）、カエトミウムグロボサム（Chaeto
mium globosum）、トリコダーマビリデ（Trichoderma
viride）、トリコファイトンメンタグロファイテス
（Trichophyton mentagrophytes）；“菌類”（酵
母）：カンジダアルビカンス（Candida albicans）、
カンジダプスードトロポイカリス（Candida pseudotr
opoicalis）、サッカロミセスセレビシアエ（Sccharo
myces cerevisiae）である。

多くの他の変更及び修飾が、本発明の実質的な特徴及
び概念から実質的にそれないで、本明細書に記載される
化合物、組成物及び方法において行なわれ得ることは、
前記から明らかであろう。従って、本明細書に記載され
る発明の形は、例示的であり、そして本発明の範囲を制
限するものではないことが明白に理解されるべきであ
る。

フロントページの続き (72)発明者ウィリアムカーティスホワイトアメリカ合衆国，ミシガン，ミッドランド，ブルーバード 4409 (56)参考文献特開昭62−226989（ＪＰ，Ａ) ＬＵＫＥＶＩＣＳ，Ｊ．，Ｌａｔｖ. ＰＳＲＺｉｎａｔ．Ａｋａｄ．Ｖｅｓｔｉｓ，Ｎｏ．５，1977，ｐ．58−65 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A01N 55/00,33/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】微生物含有表面を殺微生物性処理又は静微
生物性処理するための方法であって、固体粒状粉末の形
でシラトラン化合物を形成するためにトリエタノールア
ミンと有機珪素第四級アンモニウム化合物とを反応せし
め、シラトラン粉末の抗微生物性活性溶液を形成するた
めに前記シラトラン粉末を水性媒体に溶解し、そして前
記溶液を処理及び保護される必要がある表面に殺微生物
又は静微生物的に有効な量で適用し、シラトラン化合物
を当該表面に結合させることを含んで成り、前記有機珪
素第四級アンモニウム化合物が、下記一般式：【化１】〔式中、ＹはＲ又はRO（ここで個々のＲは１〜４個の炭
素原子のアルキル基又は水素である）であり;aは0,1又
は２の値であり;R′はメチル又はエチル基であり;R″は
１〜４個の炭素原子のアルキレン基であり;R,R′及
びR^vは、それぞれ独立して、１〜18個の炭素原子のアル
キル基、−CH₂C₆H₅,−CH₂CH₂OH,−CH₂OH及び−（CH₂）_x
NHC（Ｏ）R^vi（ここでｘは２〜10の値であり、そしてR
^viは１〜12個の炭素原子を有するペルフルオロアルキル
基である）から成る基から選択され；そしてＸはクロリ
ド、ブロミド、フルオリド、ヨージド、アセテート又は
トシレートである〕から成る群から選択された式を有す
るオルガノシランであることを特徴とする方法。
【請求項２】前記有機珪素化合物が、下記一般式：【化２】〔式中、個々のＲは１〜４個の炭素原子のアルキル基又
は水素であり;aは0,1又は２の値であり;R′はメチル又
はエチル基であり;R″は１〜４個の炭素原子のアルキレ
ン基であり;R,R′及びR^vは、それぞれ独立して、１
〜18個の炭素原子のアルキル基、−CH₂C₆H₅,−CH₂CH₂O
H,−CH₂OH及び−（CH₂）_xNHC（Ｏ）R^vi（ここでｘは２
〜10の値であり、そしてR^viは１〜12個の炭素原子を有
するペルフルオロアルキル基である）から成る基から選
択され；そしてＸはクロリド、ブロミド、フルオリド、
ヨージド、アセテート又はトシレートである〕を有する
請求項１記載の方法。
【請求項３】前記有機珪素化合物が、下記一般式：【化３】〔式中、Ｒは１〜４個の炭素原子のアルキル基又は水素
であり;aは0,1又は２の値であり;R′はメチル又はエチ
ル基であり;R″は１〜４個の炭素原子のアルキレンであ
り;Xはクロリド、ブロミド、フルオリド、ヨージド、ア
セテート又はトシレートである〕を有する請求項１記載
の方法。
【請求項４】トリエタノールアミンと少なくとも１種の
有機珪素第四級アンモニウム化合物との反応生成物を含
んで成る固体抗微生物シラトラン組成物であって、前記
有機珪素第四級アンモニウム化合物が、下記一般式：【化４】〔式中、ＹはＲ又はRO（ここで個々のＲは１〜４個の炭
素原子のアルキル基又は水素である）であり;aは0,1又
は２の値であり;R′はメチル又はエチル基であり;R″は
１〜４個の炭素原子のアルキレン基であり;R,R′及
びR^vは、それぞれ独立して、１〜18個の炭素原子のアル
キル基、−CH₂C₆H₅,−CH₂CH₂OH,−CH₂OH及び−（CH₂）_x
NHC（Ｏ）R^vi（ここでｘは２〜10の値であり、そしてR
^viは１〜12個の炭素原子を有するペルフルオロアルキル
基である）から成る基から選択され；そしてＸはクロリ
ド、ブロミド、フルオリド、ヨージド、アセテート又は
トシレートである〕から成る群から選択された式を有す
るオルガノシランであることを特徴とし、ここで当該組
成物はシラトラン粉末の抗微生物性活性溶液を形成する
ためにトリエタノールアミンと少なくとも１種の有機珪
素第四級アンモニウム化合物との反応生成物を水性媒体
に溶解してから基材の表面に適用することで当該表面に
適用されたものである、組成物。
【請求項５】前記有機珪素化合物が、下記一般式：【化５】〔式中、個々のＲは１〜４個の炭素原子のアルキル基又
は水素であり;aは0,1又は２の値であり;R′はメチル又
はエチル基であり;R″は１〜４個の炭素原子のアルキレ
ン基であり;R,R′及びR^vは、それぞれ独立して、１
〜18個の炭素原子のアルキル基、−CH₂C₆H₅,−CH₂CH₂O
H,−CH₂OH及び−（CH₂）_xNHC（Ｏ）R^vi（ここでｘは２
〜10の値であり、そしてR^viは１〜12個の炭素原子を有
するペルフルオロアルキル基である）から成る基から選
択され；そしてＸはクロリド、ブロミド、フルオリド、
ヨージド、アセテート又はトシレートである〕を有する
請求項４記載の組成物。
【請求項６】前記有機珪素化合物が、下記一般式：【化６】〔式中、Ｒは１〜４個の炭素原子のアルキル基又は水素
であり;aは0,1又は２の値であり;R′はメチル又はエチ
ル基であり;R″は１〜４個の炭素原子のアルキレンであ
り;Xはクロリド、ブロミド、フルオリド、ヨージド、ア
セテート又はトシレートである〕を有する請求項４記載
の組成物。