JP4121380B2 - マイクロカプセル化抗菌剤 - Google Patents

Description

【０００１】
技術分野
本発明は、新規なマイクロカプセル化抗菌剤、さらに詳しくは、優れた抗菌活性を有する４，５−ジクロロ−１，２−ジチオール−３−オン（以下「ジチオール化合物」ということがある。）を、メラミン樹脂を膜材としてマイクロカプセル化することにより、外的環境から該抗菌成分を保護してその安定化を図り、工業用防菌、防カビ剤などとしての使用時の効果を長期間持続させるとともに、該抗菌成分の皮膚刺激性を軽減させ、且つ水性エマルジョン化することにより非危険物化したマイクロカプセル化抗菌剤に関する。
【０００２】
背景技術
本発明に使用されるジチオール化合物は、広い範囲の細菌、カビ、酵母及び藻類などに対して優れた抗菌活性を示し、かつその作用が即効性であることから、工業用抗菌剤として使用されているが、水中では短時間で分解することから用途としては製紙用スライムコントロール剤等に限定されて使用されてきた。またこのジチオール化合物は皮膚刺激性が強い上、化学的安定性に劣り、特にアルカリ性域において、あるいは液中に還元性物質や求該試薬（硫化物、アミンなど）などが共存すると分解が加速されるため、適用する系によっては十分にその効果が発揮されないという欠点があった。
【０００３】
このようなことから、工業用防菌、防カビ剤としてジチオール化合物を適用する場合には、製紙工程の白水等の限定された用途で、分解を考慮して過剰量の添加を行ったり、再添加を繰り返したり、あるいは該ジチオール化合物よりも殺菌効力は劣るが効果の持続性に優れる他の殺菌剤を併用する方法等が採用されている。
【０００４】
本発明の目的は、このような事情のもとで、抗菌活性成分としてジチオール化合物を用い、その安定化を図り、製紙用白水等のスライムコントロール剤としての用途ばかりでなく、工業用防菌、防カビ剤として効力面で長期の持続性が要求される分野での使用にも耐え、且つ皮膚刺激性を軽減させた抗菌剤を提供することにある。
【０００５】
発明の開示
本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、ジチオール化合物を疎水性溶媒に溶解又は分散させ、メラミン樹脂を膜材として用いてマイクロカプセル化することにより、その課題を解決することができることを見知した。そしてこの知見に基づいてさらに検討を行い、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、ジチオール化合物の疎水性溶媒の溶液又は分散液をメラミン樹脂を膜材としてマイクロカプセル化したことを特徴とするマイクロカプセル化抗菌剤を提供するものである。
【０００６】
ジチオール化合物の結晶を従来より市販されているメチルカルビトールやｎ−メチルピロリドン、グリコール類のような極性溶媒に溶解してマイクロカプセル化しようとしても目的とするマイクロカプセルが得られない。これに対し本発明においては、今回ジチオール化合物をあらかじめ疎水性溶媒に溶解または分散させ、マイクロカプセル化することによりジチオール化合物の分解を防止することにも成功した。また、膜材としてメラミン樹脂を選択したことによって、より徐放性の優れた抗菌剤組成物を得ることが出来た。
【０００７】
ジチオール化合物を溶解または分散させる疎水性溶媒としては、ジチオール化合物を溶解または分散させ、ジチオール化合物がその溶媒に対して化学的に安定であること、またジチオール化合物を溶解または分散させた液が水と接触してもジチオール化合物が水層に溶出しにくいものであればよい。
【０００８】
このような疎水性溶媒としては、例えばヘキサン、ヘプタン、オクタン等の脂肪族炭水素、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、シクロヘキサン等の脂環族炭化水素等の炭化水素系溶媒：灯油、軽油、パラフィン油等の石油系溶媒：酢酸エステル、プロピオン酸エステル、酪酸エステル、乳酸エステル、シュウ酸エステル、クロトン酸エステル、サリチル酸エステル、安息香酸エステル、フタル酸エステル、アジピン酸エステル、マレイン酸エステル、セバシン酸エステル等のカルボン酸エステル類やリン酸エステル等のエステル類等のエステル類があげられる。これらの溶媒は、カプセル生成過程あるいは、ジチオール化合物含有カプセルの使用形態等によっても異なるが、一般に高沸点、不揮発性のものであることが望ましい。高沸点の溶媒としては、好ましくは沸点１２０℃以上、より好ましくは沸点１５０℃以上、さらに好ましくは１７０℃以上のものがあげられる。そのような溶媒としては、たとえば低分子量のエポキシ樹脂、およびジメチルテレフタレート、ジエチルフタレート、ジブチルフタレート、ジヘプチルフタレート、ジオクチルフタレート、ジイソデシルフタレート、ブチルベンジルフタレート、ジメチルイソフタレート、ジ−２−エチルヘキシルフタレート、ジトリデシルフタレート、ジノルマルアルキルフタレート等のフタル酸エステル：ジブチルマレートなどのマレイン酸エステル：ジブチルアジペート、ジブチルジグリコールアジペート等のアジピン酸エステル：セバシン酸ジベンジル、セバシン酸ジオクチル等のセバシン酸エステル：リン酸トリフェニル、リン酸トリクレジル、リン酸トリオクチル、リン酸オクチルジフェニル等のリン酸エステル等が挙げられる。
ジチオール化合物に対する疎水性溶媒の使用割合は、重量比で１：０．５〜３０、好ましくは１：１〜２０である。
【０００９】
本発明において膜材として使用されるメラミン樹脂は、そのモノマーあるいは、低分子量のプレポリマー等の重合性材料を使用し、芯物質の粒子表面で重合させることにより形成させることができる。
この膜材は、いずれもジチオール化合物の抗菌作用を低減させることなく、所期の目的を達成することの出来る膜材であり、これら膜材をカプセル化製剤の使用形態時における種々の条件、経済性等に鑑み適宜採用すればよい。
【００１０】
本発明の抗菌剤は、ジチオール化合物を、メラミン樹脂を膜材に用いてマイクロカプセル化したものであり、このマイクロカプセル化としては、例えば次に示す方法によって行うことができる。
すなわち、本発明のジチオール化合物を芯物質として用いてマイクロカプセルを調製するには、例えば、スチレン−無水マレイン酸の加水分解物やゼラチン等の水溶性ポリマーで芯物質を包括し、その濃厚相を分離、硬化するように膜材により壁膜を形成させるコアセルベーション法、分散状態の芯物質に膜材の原料となるモノマーを植え付け、これと連続相を形成する溶液の水溶性モノマーとを、それらの界面で重合反応させ芯物質を包含した壁膜を形成させる界面重縮合法および芯物質に重合触媒を吸着させ、外部側から初期重縮合物を包囲させるように反応させて壁膜を形成させるインサイチュ重合法など自体公知の方法があげられるが、本発明においてはそれらの中でもインサイチュ重合法が適している。
メラミン樹脂の膜材とジチオール化合物の疎水性溶液もしくは分散液の使用割合は、重量比で１：１〜３０、好ましくは１：１〜１０である。
【００１１】
このようにして得られた本発明のマイクロカプセル化抗菌剤の使用方法については特に制限はないが、水又は有機分散媒に分散して用いるのが好ましい。この場合、分散質となるマイクロカプセル化抗菌剤は、分散媒体への分散性の面からその粒子径が小さいほど好ましく、実用的には平均粒径１〜２５ミクロン、好ましくは２〜１５ミクロンの微粒体であるのが有利である。該有機分散媒については、特に制限はないが、例えばエチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、ポリグリセリンなどの高級アルコール類；ジエチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテルなどのグリコールエーテル類；ポリオキシエチレンアルキルエーテルなどの界面活性剤などを用いることができる。これらの分散媒は１種用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。また、本発明のマイクロカプセル化抗菌剤には、分散安定化剤としてカルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、アルギン酸ナトリウム、キサンタンガムなどを含んでいてもよい。
【００１２】
本発明のマイクロカプセル化抗菌剤の添加濃度の目安としては、例えば合成樹脂エマルション、金属加工油、塗料、でんぷん液（スラリー及び糊）などに防腐剤として用いる場合、１〜１０，０００ｇ／ｍ^３程度であり、また紙パルプ抄紙系にスライムコントロール剤として用いる場合、０．１〜５０ｇ／ｍ^３程度である。本発明のマイクロカプセル化抗菌剤は、例えば冷却水系や紙パルプ抄紙におけるスライムコントロール剤として、でんぷんやカゼインなどの防腐、防かび剤として、ＳＢＲラテックス、塗料、接着剤などの防腐、防かび剤として、あるいは金属加工油の防腐、防かび剤、繊維加工品における糸への含浸・練り込み用防腐、防かび剤等として、幅広い分野に極めて有効に使用することができる。
【００１３】
本発明においては、抗菌活性を有するジチオール化合物の５〜５０％濃度の疎水性溶液または分散液を、メラミン樹脂の高分子成膜成分でマイクロカプセル化することにより、該ジチオール化合物は外的環境から二重に安定に保護され、かつ徐放性が付与される。そのため、該ジチオール化合物の分解が防止されるとともに、その徐放効果でジチオール化合物による抗菌活性が長期間にわたり安定に持続する。しかも、該ジチオール化合物の皮膚刺激性も低減され、水エマルジョン製剤にすることで消防法等の規制も外れ、貯蔵時、使用時の取り扱いが改善される。
【００１４】
発明を実施するための最良の形態
次に実施例および試験例をあげて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。
【００１５】
実施例１
メラミン樹脂膜のカプセル
アジピン酸ジブチル１６０グラムにジチオール４０グラムを溶解しＡ液を調製した。２％スチレン無水マレイン酸の加水分解物（ポリマロンＫＳ−１５７０、荒川化学工業製）水溶液３００グラム中にＡ液を乳化し、Ｏ／Ｗエマルジョンを調製した。得られたＯ／Ｗエマルジョンにメラミンホルムアルデヒド初期重合物（主成分：トリメチロールメラミンモノメチルエーテル、商品名：Ｓｕｍｉｒｅｚレジン６０７、住友化学製）８０グラムを添加した。次にクエン酸でｐＨを５．５に調製し、７０℃で２時間かき混ぜ続け、メラミン樹脂を膜材とする平均粒径１０ミクロンのジチオール内包マイクロカプセルを得た。
【００１６】
比較例１
ポリアミド樹脂膜のカプセル
フタル酸ジブチル１６０グラムに４、５−ジクロロ−１、２−ジチオール−３−オン４０グラムとテレフタル酸クロリド１３グラムを溶解した第一液を得た。次いで２％のポリビニルアルコール（ＰＶＡ２１７、クラレ製）水溶液３００グラム中に第一液を乳化し、Ｏ／Ｗエマルジョンを調製した。一方、水８０グラムに炭酸ナトリウム４グラムとジエチレントリアミン８グラムを溶解した第二液を調製した。
上記Ｏ／Ｗエマルジョンをかきまぜながら、ゆっくり第二液を加え、さらに２４時間撹拌を続け、ポリアミドを膜材とする平均粒径１０ミクロンのジチオール化合物内包マイクロカプセルを得た。
【００１７】
比例例２
ポリウレタン・ポリウレア樹脂膜のカプセル
比較例１のテレフタル酸クロリド１３グラムの代わりに、イソシアネートポリマー（タケネートＤ１１０Ｎ、武田薬品工業製）２２．５グラムとＨＤＩ（ＨＤＩ、日本ポリウレタン製）２．５グラムを加えた第一液を用いた。その後の操作は、比較例１と同様にして行い、ポリウレタン・ポリウレアを膜材とする平均粒径１０ミクロンのジチオール化合物内包マイクロカプセルを得た。
【００１８】
比較例３
ポリウレア樹脂膜のカプセル
比較例１のテレフタル酸クロリド１３グラムの代わりに、ＭＤＩ（ミリオネートＭＲ２００、日本ポリウレタン製）２２．５グラムとＨＤＩ（ＨＤＩ、日本ポリウレタン製）２．５グラムを加えた第一液を２％のポリビニルアルコール（ＰＶＡ２１７、クラレ製）水溶液３００グラム中に加えて乳化し、Ｏ／Ｗエマルジョンを調製した。上記Ｏ／Ｗエマルジョンを４０℃で２４時間さらにかきまぜ続け、ポリウレア樹脂を膜材とする平均粒径１０ミクロンのジチオール化合物内包マイクロカプセルを得た。
【００１９】
比較例４
ゼラチン・アラビアゴム膜のカプセル
アジピン酸ジブチル１６０グラムにジチオール化合物４０グラムを溶解しＡ液を調製した。５％ゼラチン水溶液３００グラム中にＡ液を加えて乳化し、Ｏ／Ｗエマルジョンを調製した。次いで撹拌しながら５％アラビアゴム水溶液２００グラムを加えたのち、酢酸でｐＨ４．３に調製し油滴表面にコアセルベートを生成させた。さらに３７％ホルマリン溶液１０グラム加え６０℃２時間撹拌し、ゼラチン・アラビアゴムを膜材とする平均粒径１０ミクロンのジチオール化合物内包マイクロカプセルを得た。
【００２０】
試験例１
１．試験材料
供試微生物：スタフィロコッカス アウレウス（黄色ぶどう球菌）
本発明薬剤：ＹＦ−１２（ジチオールを約６重量％含むメラミン膜マイクロカプセル水性懸濁液、ジチオール原体換算で１、１０、３０ｐｐｍ含有）
比較薬剤：ジチオール原体水溶液（１、１０、１００ｐｐｍ）
ブランク：薬剤無添加
２．試験方法
ｐＨ９の炭酸塩緩衝液１０ｍｌを試験管に分注してオートクレーブによる滅菌を行った。この中に上記薬剤の所定量を加えて１時間、試験管振とう培養機を用いて３７℃にて振とうした。
その後、一夜前培養しておいた菌液の一定量を１０^８個／ｍｌになるように加え振とうしながら経時的に生菌数を測定した。その間、２日後、３日後の生菌数測定後に予め一夜前培養していた菌液を１０^７個／ｍｌになるように調整し１％量再接種した。
各試験液中の生菌数を測定することにより、殺菌効果を調べた。これらの結果を〔表１〕に示す。
【表１】
【００２１】

【００２２】
〔表１〕から、本発明の薬剤ＹＦ−１２のジチオール化合物換算１、１０、３０ｐｐｍを添加したものは、比較薬剤と比べてアルカリ条件下でも長期にわたる生菌抑止効果を有することが確認された。ＹＦ−１２をａｉ３０ｐｐｍ（ａｉは、ａｃｔｉｖｅ ｉｎｇｒｅｄｉｅｎｔ、即ち活性成分を意味する。）添加したものは振とう開始５時間経過後以降特に優れた菌発育阻止効果を示した。ＹＦ−１２ａｉの１、１０ｐｐｍも１日目以降は良好な効果を発揮し、生菌は認められなかった。即ちジチオール化合物のマイクロカプセル製剤はいずれも効力の持続性が認められた。これに対しマイクロカプセル化されていないジチオール化合物添加区では殆ど菌発育阻止効果が認められなかった。
【００２３】
試験例２
１．試験材料
供試微生物：スタフィロコッカス アウレウス
還元剤：チオ硫酸Ｎａ（４００ｐｐｍ）
本発明薬剤：ＹＦ−１２（ジチオール原体換算で１０、３０ｐｐｍ）
比較薬剤：ジチオール原体（１０、３０ｐｐｍ）
ブランク：薬剤無添加
２．評価方法
ｐＨ７のクエン酸緩衝液にチオ硫酸ナトリウムを４００ｐｐｍになるように添加し、試験管に分注し、オートクレーブ滅菌を行った。更に、この中に薬剤の所定量を加えて１時間振とうした。その後、一夜前培養しておいた菌液の一定量を１０^８個／ｍｌになるように加え、振とうしながら経時的に生菌数を測定した。
その間、更に２日後、４日後に、予め前培養していた菌液を１０^７個／ｍｌになるように調整し１％量再接種した。これらの結果を〔表２〕に示す。
【表２】
【００２４】

【００２５】
〔表２〕から明らかなように、ＹＦ−１２のジチオール化合物を原体換算で３０ｐｐｍ添加したものは、振とう開始後５時間目に１０^４個／ｍｌの生菌が見られたものが、１日目以降１４日後まで菌を再接種しても生菌は検出されず、マイクロカプセル化されていない比較薬剤ジチオール化合物に比べ顕著な殺菌効果の持続性を示した。このようにジチオール化合物はマイクロカプセル化することにより、高濃度の還元剤共存下でも分解されず、徐放性により、低添加量でも長期間にわたり、効果が持続することが確認された。
【００２６】
試験例３
１．試験材料
供試微生物：スタフィロコッカス アウレウス
本発明薬剤：ＹＦ−１２（ジチオール化合物換算で１０、３０ｐｐｍ）
比較薬剤：ジチオール化合物（１０、３０ｐｐｍ）
ブランク：薬剤無添加
２．評価方法
ｐＨ９の炭酸塩緩衝液を試験管に分注しオートクレーブ滅菌を行った。更に、この中に薬剤の所定量を加えて１時間振とうした。その後、一夜前培養しておいた菌液の所定量を加え振とうしながら経時的に生菌数を測定した。さらに２日後、１６日後に菌を追加接種し生菌数を測定した。これらの結果を〔表３〕に示す。
【表３】
【００２７】

【００２８】
〔表３〕から本発明薬剤ＹＦ−１２を３０ｐｐｍ添加したものは１ケ月間有効であった。すなわち、本発明薬剤ＹＦ−１２は、有効成分がマイクロカプセル膜を通して系内に徐々に溶出することにより、長期にわたり薬剤が残留するため、比較薬剤に比べて効果の持続性に優れていることが明らかである。
このことから、ジチオール化合物はマイクロカプセル化することにより、適用対象製品がアルカリ性でも分解されず、徐放性により、低添加量でも長期間にわたり、効果が持続することが確認された。
【００２９】
試験例４
１．試験材料
供試微生物：シュードモナス・エルギノーサ（緑膿菌）
本発明薬剤：ＹＦ−１２（ジチオール化合物を約６重量％含むメラミン膜マイクロカプセル水性懸濁液、ジチオール化合物換算で３０ｐｐｍ含有）
比較薬剤：
ＹＦ−１２Ｎ（比較例１で調整したジチオール化合物を約６重量％含むポリアミド膜マイクロカプセル水性懸濁液、ジチオール化合物換算で３０ｐｐｍ含有）
ＹＦ−１２ＷＵ（比較例２で調整したジチオール化合物を約６重量％含むポリウレタン・ポリウレア膜マイクロカプセル水性懸濁液、ジチオール化合物換算で３０ｐｐｍ含有）
ＹＦ−１２Ｕ（比較例３で調整したジチオール化合物を約６重量％含むポリウレタン膜マイクロカプセル水性懸濁液、ジチオール化合物換算で３０ｐｐｍ含有）
ＹＦ−１２Ｚ（比較例４で調整したジチオール化合物を約６重量％含むゼラチン膜マイクロカプセル水性懸濁液、ジチオール化合物換算で３０ｐｐｍ含有）
ブランク：薬剤無添加
２．試験方法
ｐＨ９の炭酸塩緩衝液１０ｍｌを試験管に分注してオートクレーブによる滅菌を行った。この中に上記薬剤の所定量を加えて１時間、試験管振とう培養機を用いて３７℃にて振とうした。
その後、一夜前培養しておいた菌液の一定量を１０^８個／ｍｌになるように加え振とうしながら経時的に生菌数を測定した。その間、２日後及び８日後に、予め前培養した菌液を１０^７個／ｍｌになるように調整し１％量再接種した。
各試験液中の生菌数を測定することにより、殺菌効果を調べた。これらの結果を〔表４〕に示す。
【表４】
【００３０】

【００３１】
〔表４〕から、本発明の薬剤ＹＦ−１２（ジチオール化合物を約６重量％含むメラミン膜マイクロカプセル水性懸濁液）は、他の膜剤を使用したマイクロカプセルに比べ徐放性に優れていることが確認された。
【００３２】
産業上の利用可能性
本発明のマイクロカプセル化抗菌剤は、（１）ジチオール化合物の分解を防止し、安定性を向上させることができる、（２）徐放機能により、効果が長期間にわたり持続するため、低添加量で処理が可能であり、また再添加の必要性がなく、作業性が改善される、（３）ジチオール化合物の皮膚刺激性が低減する、（４）既存のジチオール化合物製品中の溶媒によるエマルション破壊の問題もなく、各種エマルション系に対しても製品に悪影響を及ぼすことなく、有効に使用することができる、などの優れた効果を奏する。したがって本発明のマイクロカプセル化抗菌剤は、例えば冷却水系や紙パルプ抄紙におけるスライムコントロール剤として、でんぷんやカゼインなどの防腐、防かび剤として、ＳＢＲラテックス、塗料、接着剤などの防腐、防かび剤として、あるいは金属加工油の防腐、防かび剤、繊維加工品における糸への含浸・練り込み用防腐、防かび剤等として、幅広い分野に極めて有効に使用することができる。

Claims (6)

1. ４，５−ジクロロ−１，２−ジチオール−３−オンを、疎水性溶媒に溶解又は分散させ、メラミン樹脂を膜剤としてマイクロカプセル化したマイクロカプセル化抗菌剤。
2. 疎水性溶媒が１２０℃以上の沸点を有するものである請求項１記載のマイクロカプセル化抗菌剤。
3. マイクロカプセル化がインサイチュ重合法により行われたものである請求項１記載のマイクロカプセル化抗菌剤。
4. ４，５−ジクロロ−１，２−ジチオール−３−オンと疎水性溶媒の使用割合が重量比で１：０．５〜３０である請求項１記載のマイクロカプセル化抗菌剤。
5. メラミン樹脂の膜材と４，５−ジクロロ−１，２−ジチオール−３−オンの疎水性溶液もしくは分散液の使用割合が重量比で１：１〜３０である請求項１記載のマイクロカプセル化抗菌剤。
6. 平均粒子径が１〜２５μｍである請求項１記載のマイクロカプセル化抗菌剤。