JP4995780B2 - 安定性が増大した低ｐＨの殺菌性ヨウ素組成物 - Google Patents

Description

発明の背景
１．発明の分野
概して、本発明は非常に低いｐＨ（約２〜５．５）の水性殺菌性ヨウ素／ヨウ化物／ヨウ素酸塩組成物であって、少なくとも約３カ月の長期貯蔵期間に渡って有効ヨウ素及び遊離ヨウ素の安定性が増大している組成物に関する。より詳しくは、本発明はヨウ素錯化剤との併用で有効ヨウ素を約０．０１〜１．４重量％、遊離ヨウ素を約１０〜１２４ｐｐｍ、ヨウ化物イオンを約０．００４〜０．５０重量％、及びヨウ素酸イオンを約０．００５〜０．５重量％含有する組成物に関する。また、任意成分として皮膚緩和剤、緩衝剤、増粘剤が含まれてもよい。

２．従来技術の説明
米国特許第４２７１１４９号明細書には、単体ヨウ素を約１重量％まで含み、ｐＨ値が５〜７であり、ヨウ素／ヨウ化物／ヨウ素酸塩の寄せ集めからなる水性洗浄性ヨウ素組成物が開示されている。典型的には、該米国特許第４２７１１４９号明細書に記載されている代表的な組成物は、遊離（即ち、複合していない）ヨウ素を１０ｐｐｍ未満のレベルで含有している。このタイプの組成物では、２つの主要な競合反応が貯蔵中に起こって安定性を維持している。第一に、有機物の存在下で単体ヨウ素からヨウ化物イオンへのいくらかの転化があり、第二に、ヨウ素酸イオン、ヨウ化物イオン及びＨ^＋間のＩ_２を形成する競争反応がある。理想的には、これら２つの反応は平衡状態にあり、それで組成物中のＩ_２の含有量は本質的に一定のままである。

近年、殺菌性ヨウ素組成物の使用者らは、だんだん多量の、例えば約２０ｐｐｍ以上の遊離ヨウ素を求めるようになってきた。この要求を満たすため、組成物のｐＨレベルを低くしてこれらのより高い遊離ヨウ素濃度を達成することが必要である。しかしながら、５未満の低いｐＨ下では、ヨウ化物とヨウ素酸塩との間の単体ヨウ素を形成する反応が優勢になり、過剰量のヨウ素を生成することが知られていた。それで、該米国特許第４２７１１４９号明細書に記載のタイプの製品は、低いｐＨ下では、所望の長期間に渡る安定性に欠けてしまう。このため、当該技術分野の技術者らは、従来未解決のジレンマに直面してきた。即ち、所望の高い遊離ヨウ素レベルを達成し且つそれを維持するためにｐＨを低くすることは、とりわけ貯蔵期間が長期に渡る場合に、組成物の安定性に著しい悪影響を及ぼす。

従って、遊離ヨウ素を高いレベルにし且つその状態を維持するために、非常に低いｐＨであり、また長期の貯蔵期間に渡って安定である改良された水性殺菌剤用のヨウ素／ヨウ化物／ヨウ素酸塩の寄せ集めからなる組成物に対する、満足されていない現実の必要性が当該技術分野においてある。

発明の要約
本発明は上記で略述した問題を克服するものであり、即ちｐＨが約２〜５．５であり、遊離ヨウ素含量が約１０〜１２５ｐｐｍである低ｐＨの安定した水性洗浄性ヨウ素殺菌剤用組成物であって、少なくとも約３カ月、より好ましくは少なくとも約１年の室温での貯蔵期間に渡って、有効ヨウ素及び遊離ヨウ素の許容範囲の含有量を保持する組成物を提供する。好ましくは、有効ヨウ素及び遊離ヨウ素の量を実質的に維持するということは、組成物の遊離ヨウ素及び有効ヨウ素の製造時の呼称量を約±２０％以内に維持することができるという能力に関連している。

本発明の組成物は、大雑把に言って、最初に処方したままでも、約一週間の平衡期間後でも、約０．０１〜１．４重量％の有効ヨウ素を含有する。固い表面用の消毒剤の場合には、製造時の有効ヨウ素の含有量は好ましくは約０．０１〜０．２０重量％であり、一方、局所皮膚用塗布剤の場合には、有効ヨウ素の含有量が約０．１０〜１．４重量％の範囲である。遊離ヨウ素の含有量は約１０〜１２５ｐｐｍ、より好ましくは約２５〜１２５ｐｐｍであるべきである。本組成物のヨウ素酸イオンの含有量は約０．００５〜０．５重量％、より好ましくは約０．０１〜０．４重量％のレベルにあるべきである。ヨウ化物イオンの含有量は約０．００４〜０．５０重量％、より好ましくは約０．０１〜０．４５重量％であるべきである。本組成物のｐＨ値は約２〜５．５、より好ましくは約２〜４．５であるべきである。

本発明の組成物における主要な利点は、長期の貯蔵期間に渡って遊離ヨウ素を非常に高いレベルに保つことである。上記したように、遊離ヨウ素の含有量は広く約１０〜１２５ｐｐｍであるべきである。より好ましい形態においては、本発明の組成物は、少なくとも約３カ月の室温での貯蔵期間に渡って、遊離ヨウ素レベルを少なくとも２５ｐｐｍ、最も好ましくは少なくとも約４０ｐｐｍに維持する。このため、固い表面用の消毒剤の場合には、少なくとも３カ月の室温での貯蔵期間に渡って、少なくとも約４０ｐｐｍの遊離ヨウ素の含有量を示すことが望ましい。皮膚への局所塗布に適したいくらかの処方物については、少なくとも３カ月の室温での貯蔵期間に渡って、遊離ヨウ素の含有量を約２０〜５０ｐｐｍのレベルに維持することが望ましい。

本発明の組成物は、組成物中の有効ヨウ素が溶解したままとなっていることを確実にするのに十分な量の錯化剤をも含む。一般的に、錯化剤は約０．１〜１５重量％、より好ましくは、約０．２〜１０重量％のレベルで使用すべきである。アルキルフェノールエトキシラート、アルコールエトキシラート、アルコールアルコキシラート、ポリアルキレングリコールエーテル、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテート、ポリビニルピロリドン、ポリエトキシレートポリオキシプロピレン及びそれらの混合物からなる群より選ばれたものような様々な錯化剤を用いることができる。

通常、本発明における組成物は、クエン酸、酢酸、プロピオン酸、乳酸、リン酸、それらの塩及びそれらの混合物からなる群より選ばれた酸のような緩衝剤を含むことができる。そのような緩衝剤は、長期間の貯蔵の間所望のｐＨを維持するため、通常約０．０２〜１重量％使われる。また、使用し易くするため、増粘剤も本発明の組成物に含ませることができる。アルギネート、キサンタンガム、セルロース系の増粘剤及びそれらの混合物からなる群より適当な増粘剤を選ぶことができ、それは、通常約０．０５〜１．５重量％使用される。皮膚緩和薬も本発明の組成物中に一般的に使われ、例えばグリセリン、ラノリン及びその誘導体、ソルビトール、ポリヒドロキシル化合物の脂肪酸エステル、プロピレングリコール及びそれらの混合物からなる群より選ばれる。皮膚緩和薬の含有量は通常、約１〜１５重量％である。

本発明の組成物は種々の方法で調製できる。一般的に言って、低いレベルのヨウ化物を使うという観点から、所望のヨウ化物：ヨウ素の割合を持った濃縮液で始まらないほうが便利である。ヨウ化物のみから始め、酸化によって現場で所望の量のヨウ素を作ることができる。または、所望のヨウ化物すべてを与える濃度の濃縮ヨウ素液（例えば、５７重量％ヨウ素と２０重量％ヨウ化物イオンを含む溶液）を用い、残りのヨウ素を結晶性ヨウ素と結合させて加え、かき混ぜるという方法をとることもできる。他の方法として、所望の全ヨウ素（ヨウ素とヨウ化物）を与える濃縮ヨウ素であって、最終的に必要なヨウ化物：ヨウ素の比より高い比であるものから始め、余分なヨウ素酸塩を加えながら、ヨウ化物からヨウ素への相当早い変換反応を誘導するため、初期ｐＨを前もって低くしておく、というものがある。この反応は、一般的に、組成物を最初に調製した後一日目か二日目内に起こるため、製造過程の一部と考えられる。

本発明の組成物は固体成分、例えばポビドン−ヨウ素粉末やヨウ素酸ナトリウム結晶といった適当なヨウ素酸塩、クエン酸、アルカリ塩の混合物から直接調製することもできる。これらの成分を水に溶かして所望の組成物を形成する。

好ましい態様の詳細な説明
本発明は、遊離ヨウ素の量を比較的多くするため、約２〜５．５の非常に低いｐＨを持ち、また、同時にその中の有効ヨウ素及び遊離ヨウ素の量を長期間維持するという、洗浄性ヨウ素／ヨウ化物／ヨウ素酸塩殺菌性組成物を調製できるという発見に基づく。これは、組成物中に存在する成分の量と種類を注意深く選択することにより達成できるものである。例えば、組成物中で起こってる競争反応が互いに相殺した結果、全体的な組成物の安定性が維持される。組成物を調製した後、貯蔵期間中に起こっている主な平衡反応は以下の通りである。

Ｉ． 有機物＋Ｉ_２ → ２Ｉ⁻＋有機酸化物
ＩＩ． ＩＯ_３ ⁻＋５Ｉ⁻＋６Ｈ^＋ → ３Ｉ_２＋３Ｈ_２Ｏ
ＩＩＩ Ｉ_２＋錯化剤＋Ｉ⁻ → 錯体化Ｉ_２・Ｉ⁻

上記で説明したように、本発明の目的は、長期安定性と比較的高い遊離ヨウ素含有量を得ることである。過剰なＨ^＋イオンは反応ＩＩを右に進ませようとするので、必要な遊離ヨウ素を生成するためには、系のｐＨ初期値を低くすることが重要である。Ｈ^＋イオンが消費され、ｐＨが上昇するにつれ、反応ＩＩのスピードが落ちる。しかし、反応Ｉでも、反応が始めは最も早く進み、時間が経つにつれ遅くなるため、反応ＩＩは反応Ｉと相殺する。このため、反応Ｉ及びＩＩは一般的に製品の貯蔵期間中ずっと平衡が保たれている。反応ＩＩＩも調節されており、反応Ｉ及びＩＩにおけるＩ⁻の消費のため、過剰のＩ_２錯体（ｃｏｍｐｌｅｘｅｄ I_２）の形成は避けられる。このため、反応ＩＩＩは左に進行する。要するに、本発明の組成物中で進行している競争反応Ｉ〜ＩＩＩは、貯蔵期間中、事実上平衡状態にあり、組成物は安定に保たれている。

以下の実施例は、安定性の試験結果、及び本発明における好ましい組成物を明らかにする。この実施例は、本発明を具体的に説明するが、本発明はかかる事例に限定するものではない。

実施例
本発明において、下記の異なる３の方法で以下の各々の組成物を調製した。以下の各々の表は各々の処方に用いられた成分を表しており（すべての成分データが重量％で記載されており、遊離ヨウ素のデータはｐｐｍで記載されている）、また、呼称重量で１．０％の有効ヨウ素（第１表）、０．７５％の有効ヨウ素（第２表）、０．５０％の有効ヨウ素（第３表）、０．２５％の有効ヨウ素（第４表）、０．１０％の有効ヨウ素（第５表）、０．０５％の有効ヨウ素（第６表）、０．０２５％の有効ヨウ素（第７表）を含む組成物の３又は４カ月後の安定性のデータについて明示している。有効ヨウ素含有量は、概して、製品の貯蔵期間の間に±１０％変わる。ヨウ素酸塩の含有量は貯蔵期間の間に減少し、一般的に２〜４年の室温での貯蔵により完全に無くなるものと考えられる。最初の調合の後、組成物のｐＨ値は一般的に増加し、時には０．５〜１ｐＨ増加する。

第１表の組成物１及び２、第３表〜第７表のすべての組成物はヨウ素酸ナトリウムを除いたすべての成分を水溶液に溶かし、水酸化ナトリウム溶液を使って初期ｐＨ値を調節し、次いでヨウ素酸ナトリウムを加えることにより調製した。

第１表の組成物３〜６は、まず、０．５％ヨウ素酸ナトリウムを除いたすべての成分を水溶液に溶かし、次いで、この水溶液に０．０６重量％のヨウ素酸ナトリウムを加え、混合物の反応のために２時間をおいた。サンプルのｐＨを、水酸化ナトリウム溶液を用いて所定の初期値に調節し、０．５重量％のヨウ素酸ナトリウムを加えて、かき混ぜながら溶かした。

第１表の組成物７〜１０は、サンプルのｐＨ調節に先立ち、０．０５重量％のヨウ素酸ナトリウムを用いるという点以外は組成物３〜６と同様の方法で調製した。調節の後、該ヨウ素酸塩の残りを加えた。

第２表の組成物は、ヨウ素酸ナトリウムを除いたすべての成分を水溶液に溶かし、所定量のヨウ化物イオンを与えるヨウ素錯体を用いて調製した。所定のヨウ化物：ヨウ素比を得るため、結晶性ヨウ素を加えて、溶けるまでかき混ぜた。サンプルのｐＨを所定の初期値に調節し、ヨウ素酸ナトリウムを加えて、溶けるまでかき混ぜた。

^１ヨウ素錯体Ａは、有効ヨウ素含有量が約２７．５〜２９．５重量％であり、全ヨウ素の含有量が３７．０〜４１．０重量％である。
^２全量を１００％にするのに必要な残量

^１全量を１００％にするのに必要な残量

^１全量を１００％にするのに必要な残量

^１ヨウ素錯体Ｂは、有効ヨウ素の含有量が約５６．０〜５８．０重量％、全ヨウ素の含有量が７５．０〜７９．０重量％である。
^２キサンタンガム
^３全量を１００％にするのに必要な残量

^１全量を１００％にするのに必要な残量

^１全量を１００％にするのに必要な残量

^１全量を１００％にするのに必要な残量

^１全量を１００％にするのに必要な残量

以下は本発明の実施形態である。
１．安定した水性殺菌性組成物であって、
約０．０１〜１．４重量％の有効ヨウ素；
約１０〜１２５ｐｐｍの遊離ヨウ素；
約０．００５〜０．５重量％のヨウ素酸イオン；
溶液中の該有効ヨウ素を維持するのに十分な量の錯化剤；
約０．００４〜０．５０重量％のヨウ化物イオン；
からなり、約２．０〜４．５のｐＨを持ち、少なくとも３カ月の室温での貯蔵期間に渡って該有効ヨウ素及び遊離ヨウ素の量を概ね維持する組成物。
２．有効ヨウ素レベルが約０．０１〜０．２重量％である１記載の組成物。
３．有効ヨウ素レベルが約０．１０〜１．４重量％である１記載の組成物。
４．該遊離ヨウ素レベルが約２５〜１２５ｐｐｍである１記載の組成物。
５．該ヨウ素酸イオンレベルが約０．０１〜０．４重量％である１記載の組成物。
６．該錯化剤が約０．１〜１５重量％のレベルで存在している１記載の組成物。
７．少なくとも約１年間、該有効ヨウ素量及び遊離ヨウ素量を概ね維持する１記載の組成物。
８．クエン酸、酢酸、プロピオン酸、乳酸、リン酸、それらの塩及びそれらの混合物からなる群より選ばれた緩衝剤を含む１記載の組成物。
９．緩衝剤が約０．０２〜１重量％のレベルで存在している８記載の組成物。
１０．錯化剤が、アルキルフェノールエトキシラート、アルコールエトキシラート、アルコールアルコキシラート、ポリアルキレングリコールエーテル、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテート、ポリビニルピロリドン、ポリエトキシレートポリオキシプロピレン及びそれらの混合物からなる群より選ばれたものである１記載の組成物。
１１．増粘剤を含む１記載の組成物。
１２．増粘剤が、アルギネート、キサンタンガム、セルロース系の増粘剤及びそれらの混合物からなる群より選ばれるものである１１記載の組成物。
１３．増粘剤が約０．０５〜１．５重量％のレベルで存在している１１記載の組成物。
１４．皮膚緩和薬を含む１記載の組成物。
１５．該皮膚緩和薬が、グリセリン、ラノリン、ソルビトール、ポリヒドロキシル化合物の脂肪酸エステル、プロピレングリコール及びそれらの混合物からなる群より選ばれるものである１４記載の組成物。
１６．該皮膚緩和薬が約１〜１５重量％のレベルで存在している１５記載の組成物。

１７．それぞれの量で有効ヨウ素、遊離ヨウ素、ヨウ素酸イオン、ヨウ化物イオン及び錯化剤を含む水性殺菌性組成物であって、室温での貯蔵で少なくとも約３カ月に渡って、遊離ヨウ素を少なくとも約２５ｐｐｍに保つ組成物。
１８．室温での貯蔵で少なくとも約３カ月に渡って、遊離ヨウ素を少なくとも約４０ｐｐｍに保つ１７記載の組成物。
１９．安定した水性殺菌性組成物であって、
約０．０１〜１．４重量％の有効ヨウ素；
少なくとも約２５ｐｐｍの遊離ヨウ素；
約０．００５〜０．５重量％のヨウ素酸イオン；
溶液中の該有効ヨウ素を維持するのに十分な量の錯化剤；
約０．００４〜０．５０重量％のヨウ化物イオン；
からなり、約２〜５．５のｐＨを持ち、室温で少なくとも３カ月に渡って、該有効ヨウ素及び遊離ヨウ素の量を概ね維持する組成物。
２０．有効ヨウ素を約０．０１〜０．２重量％のレベルで有する１９記載の組成物。
２１．有効ヨウ素を約０．１０〜１．４重量％のレベルで有する１９記載の含む組成物。
２２．遊離ヨウ素のレベルが約２５〜１２５ｐｐｍである１９記載の組成物。
２３．ヨウ素酸イオンのレベルが約０．０１〜０．４重量％ある１９記載の組成物。
２４．錯化剤が約０．１〜１５重量％のレベルで存在している１９記載の組成物。
２５．該ｐＨが約２．０〜４．５である１９記載の組成物。
２６．少なくとも約１年の期間について、有効ヨウ素量及び遊離ヨウ素量を概ね維持する１９記載の組成物。
２７．クエン酸、酢酸、プロピオン酸、乳酸、リン酸、それらの塩及びそれらの混合物からなる群より選ばれる緩衝剤を含有する１９記載の組成物。
２８．緩衝剤が約０．０２〜１重量％のレベルで存在する２７記載の組成物。
２９．錯化剤が、アルキルフェノールエトキシレート、アルコールエトキシレート、アルコールアルコキシレート、ポリアルキレングリコールエーテル、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレイト、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテート、ポリビニルピロリドン、ポリエトキシレートポリオキシプロピレン及びそれらの混合物からなる群より選ばれるものである１９記載の組成物。
３０．増粘剤を含む１９記載の組成物。
３１．増粘剤が、アルギネート、キサンタンガム、セルロース系の増粘剤及びそれらの混合物からなる群より選ばれるものである３０記載の組成物。
３２．増粘剤が約０．０５〜１．５重量％のレベルで存在する３０記載の組成物。
３３．皮膚緩和薬を含む１９記載の組成物。
３４．該皮膚緩和薬が、グリセリン、ラノリン、ソルビトール、ポリヒドロキシル化合物の脂肪酸エステル、プロピレングリコール及びそれらの混合物からなる群より選ばれるものである３３記載の組成物。
３５．皮膚緩和薬が約１〜１５重量％のレベルで存在する３４記載の組成物。

Claims (14)

1. 室温での貯蔵で少なくとも３カ月の間、２．０〜４．５の間のｐＨ、０．０１〜１．４質量％の有効ヨウ素濃度、１０〜１２５ｐｐｍの遊離ヨウ素濃度、０．０５〜０．５質量％のヨウ素酸イオン濃度、０．００４〜０．５０質量％のヨウ化物イオン濃度、及び０．１〜１５質量％の錯化剤濃度を持つことを特徴とする、有効ヨウ素、遊離ヨウ素、ヨウ素酸イオン、ヨウ化物イオン、及び錯化剤を含む水性殺菌性組成物。
2. 前記組成物が０．０１〜０．２質量％の有効ヨウ素濃度を持つ、請求項１に記載の組成物。
3. 前記組成物が０．０５〜１．４質量％の有効ヨウ素濃度を持つ、請求項１に記載の組成物。
4. 前記錯化剤が、アルキルフェノールエトキシラート、アルコールエトキシラート、アルコールアルコキシラート、ポリアルキレングリコールエーテル、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテート、ポリビニルピロリドン、ポリエトキシレートポリオキシプロピレン、及びそれらの混合物からなる群から選ばれる、請求項１に記載の組成物。
5. クエン酸、酢酸、プロピオン酸、乳酸、リン酸、それらの塩、及びそれらの混合物からなる群から選ばれる緩衝剤を含む、請求項１に記載の組成物。
6. 前記緩衝剤が０．０２〜１．０質量％の濃度で存在する、請求項５に記載の組成物。
7. 増粘剤を含む、請求項１に記載の組成物。
8. 前記増粘剤が、アルギネート、キサンタンガム、セルロース系の増粘剤、及びそれらの混合物からなる群から選ばれる、請求項７に記載の組成物。
9. 前記増粘剤が０．０５〜１．５質量％の濃度で存在する、請求項８に記載の組成物。
10. 皮膚緩和薬を含む、請求項１に記載の組成物。
11. 前記皮膚緩和薬が、グリセリン、ラノリン、ソルビトール、ポリヒドロキシル化合物の脂肪酸エステル、プロピレングリコール、及びそれらの混合物からなる群から選ばれる、請求項１０に記載の組成物。
12. 前記皮膚緩和薬が１．０〜１．５質量％の濃度で存在する、請求項１１に記載の組成物。
13. 少なくとも１年の間、前記有効ヨウ素及び遊離ヨウ素の量を維持する、請求項１に記載の組成物。
14. ０．１〜０．５質量％のヨウ素酸イオン濃度を持つ、請求項１に記載の組成物。