JP6775927B2

JP6775927B2 - 抗菌剤組成物

Info

Publication number: JP6775927B2
Application number: JP2015167334A
Authority: JP
Inventors: 圭一郎乾
Original assignee: SC Environmental Science Co Ltd
Current assignee: SC Environmental Science Co Ltd
Priority date: 2015-08-27
Filing date: 2015-08-27
Publication date: 2020-10-28
Anticipated expiration: 2035-08-27
Also published as: JP2017043559A

Description

本発明は、化粧品分野、工業用分野、医療用分野、農薬分野等の水性の製品や水性の原料、あるいは工業用に使用される循環水に対して、防腐剤、殺菌剤として使用できる抗菌剤組成物に関する。

われわれの身の回りは少なからず微生物が繁殖する環境であり、あらゆるものに微生物が繁殖し劣化させる危険性をはらんでいる。微生物が繁殖する対象には、工業的に大量に生産されている水性の製品や水性の原料、一般的に流通している食品類、医療用分野における医薬品や医療器具、化粧品や化粧品原料、農薬として使用される製剤等、さまざまな分野の極めて多種のものに及ぶ。これらの内でも、特に水分を含む製品や原料には細菌、カビ等の微生物が繁殖しやすく、品質の劣化、病原菌の媒介、衛生環境の悪化等を引き起こす。このような微生物の繁殖を抑制するために、古くから種々の抗菌剤、防腐剤、防カビ剤等が使用されている。これらの薬剤は、多くは有機系の抗菌剤であるが、このような薬剤は条件によっては分解を起こす恐れがあり、また皮膚刺激性を示したり経口毒性の高いものがあり、使用上問題となることがあった。

無機系抗菌剤としては、主に銀を利用した化合物が提案されている。銀系抗菌剤は、安全性が比較的高く、高い抗菌性能を発揮するが、熱や光等の影響により容易に変色しやすいという大きな欠点を有している。変色するという欠点を払拭するために、アパタイト、ゼオライト、リン酸ジルコニウム等に担持するという試みも行われているが（特許文献１）、変色を完全に防止するということは難しく、また貴金属であるため価格的に高く、使用量が制限されるという問題があった。また担持した銀系抗菌剤は水溶性ではなくなるため、プラスチック等の非水系材料への練りこみ加工等には適しているが、水系の原料や製品には適用しにくいという問題があった。

工業用分野においては、水性の製品や水性の原料である、ラテックス、でんぷん糊料、カラー、印刷用湿し水、水性塗料、紙用塗工液には、種々の微生物が繁殖することによる製品の劣化が起こっている。また、クーリングタワーの冷却水、空調用の冷却水、製紙工業の抄紙工程等に使用される工業用の循環水にも微生物の繁殖により、生産性の低下や環境の悪化等の障害が起こっている。

製紙工場における抄紙工程では大量の白水が循環水として使用され、細菌やカビ等の微生物の繁殖によりスライムと呼ばれる粘着物質を生成し、スクリーンの目詰まり、紙切れによる生産効率の低下、スライムが製品に混入することによる品質の低下等の大きな問題が発生する。このような微生物には、細菌、酵母、真菌類、藻類があり、これらの微生物の繁殖を防ぐために、種々の有機系の抗菌剤組成物が、防腐剤や殺菌剤として多く使用されている。このような有機系薬剤に使用される成分としては、イソチアゾリン系化合物、４級アンモニウム系化合物等が挙げられるが、抗菌スペクトルが狭く、特に大腸菌（エスケリッチアコリ、Ｅ．ｃｏｌｉ）や緑膿菌（シュードモナス、Ｐｓｅｕｄｍｏｎａｓ）等のグラム陰性菌に対する殺菌力が低く、低濃度で十分な防腐効力、殺菌効力を発揮させることは困難であった。効力の増強のためには複数の成分を組合せて相乗効果を発揮させる種々の試みが行われてきたが、緑膿菌等のグラム陰性菌に有効な有機系薬剤は少なく、十分な防腐力や殺菌力を示す複合剤を得ることは困難であった。

農薬分野において、農薬製剤は施用する状況に合わせて好便に使用できるように、水和剤、顆粒水和剤、水溶剤、フロアブル剤、粒剤、微粒剤、粉剤、ドライフロアブル剤、乳剤、水性液剤、油剤、マイクロカプセル剤等に製剤化されるが、環境への影響を配慮して水性の製剤が増えつつある。このような水性の製剤では腐敗の問題があり、防腐剤として抗菌剤組成物が必須の成分となっている。防腐剤としては種々の有機系抗菌剤が使用されているが、製剤の刺激性や防腐成分の安定性が問題となる場合がある。

化粧品分野において使用される抗菌剤は、化粧品が直接に皮膚に接触する機会が多く安全性の高い化合物が要求される。このような化粧品の用途には従来からフェノール系、ヒドロキシ安息香酸エステル類等の低毒性の抗菌剤が使用されてきたが、適用量が制限されたり抗菌性能が十分ではない等の問題をはらんでいる。近年ではヒドロキシ安息香酸エステル類（パラベン）の生殖毒性がクローズアップされ、パラベンフリーの製品に対する要求が高くなっている。一方、抗菌剤に対する安全性の要求から、天然物由来の抗菌剤の開発が行われており、例えば緑茶エキス、ヨモギ等が使用されているが、このような天然系抗菌剤は上記の合成抗菌剤よりも抗菌性能が十分ではなく、天然物であるため着色や変色を起こすことがあり、安定性にも欠けるという問題がある。

医療用分野では、安息香酸、安息香酸ナトリウム、塩化ベンザルコニウム、塩化ベンゼトニウム、クレゾール、パラベン類等が保存剤として日本薬局方に記載されている。これらの抗菌剤は安全性の高いものであるが、少なからず皮膚刺激性を示すものが多く、使用量が制限されている。食品分野では、特に安全性の高い保存剤が要求され、例えば安息香酸、安息香酸ナトリウム、ソルビン酸、ソルビン酸カリウム、デヒドロ酢酸、デヒドロ酢酸ナトリウム塩、パラベン類が挙げられる。これらの保存剤は比較的安全性は高いものの、長期の摂取によっては毒性を示す恐れがある。化粧品や医薬品においても大腸菌や緑膿菌等のグラム陰性菌が発生しやすく、有機系の抗菌剤を継続して使用し続けるとこのようなグラム陰性菌が耐性菌として発生させやすくなり、有機系抗菌剤を規定量以上で添加しても抗菌効果が十分に得られない。

希土類塩を利用した抗菌剤組成物としては、セリウム、ランタン、ネオジム等の希土類のイオンを含有する組成物（特許文献２）、銀イオン、亜鉛イオン、銅イオンを含む比表面積が５−３００ｍ２／ｇ、嵩比重が０．８−１．４である結晶性抗菌組成物（特許文献３）が提案されている。

特開平２００４−２２４７３５号公報特開平０５−２１２２８１号公報特開平０８−１１９８１４号公報

化粧品分野、工業用分野、医療用分野、農薬分野等の水性の原料や水性の製品、あるいは工業用に使用される循環水に繁殖する細菌、特に大腸菌や緑膿菌のようなグラム陰性菌に対して高い殺菌力を示す抗菌剤組成物を提供することが本発明の課題である。

本発明者は、このような課題を解決するため鋭意研究を行った結果、亜鉛塩または銅塩と、希土類塩の両方の化合物を含有する組成物が、本来、有機系の抗菌剤が抗菌効力を示しにくいシュードモナス等のグラム陰性菌に高い抗菌効果を示すことを見出し、本発明を完成させた。

すなわち本発明は、（１）（Ａ）亜鉛塩および銅塩から選択される一種類以上の化合物と、（Ｂ）希土類塩から選択される一種類以上の化合物を含有する抗菌剤組成物であり、（２）上記（Ａ）が亜鉛塩である抗菌剤組成物であり、（３）上記（Ｂ）がランタン塩、セリウム塩、ネオジム塩、ガドリニウム塩およびイッテルビウム塩から選択される一種以上である上記に記載の抗菌剤組成物であり、（４）対象とする菌がグラム陰性菌である上記に記載の抗菌剤組成物であり、（５）上記グラム陰性菌が緑膿菌または大腸菌であることを特徴とする、上記に記載の抗菌剤組成物である。

本発明の抗菌剤組成物を用いて、化粧品分野、工業用分野、医療用分野、農薬分野等の水性の製品や水性の原料、さらにはクーリングタワーの冷却水、空調用の冷却水、製紙工業の抄紙工程等に使用される工業用の循環水において細菌、特に大腸菌や緑膿菌等のグラム陰性菌の繁殖を抑制することができる。

本発明に使用する亜鉛塩は、水溶性の亜鉛塩であればいずれも化合物でも使用することができ、硫酸亜鉛、塩化亜鉛等の無機亜鉛塩、酢酸亜鉛、プロピオン酸亜鉛等の有機酸亜鉛塩を例示することができるが、安全性の点からヒドロキシ酸の亜鉛塩が望ましい。ヒドロキシ酸は、水酸基を一つあるいは二つ以上有するカルボン酸であり、具体的な例としては、グリコール酸、グリセリン酸、グルコン酸、グルクロン酸、乳酸、タルトロン酸、２−ヒドロキシ酪酸、３−ヒドロキシ酪酸、リンゴ酸、酒石酸、シトラマル酸、クエン酸、イソクエン酸、ロイシン酸、メバロン酸、パントイン酸、リシノール酸、シキミ酸等が挙げられ、これらのうちグルコン酸、クエン酸、乳酸が好ましく、さらにグルコン酸がより好ましい。例えば、グルコン酸亜鉛は急性経口毒性がラットにおいて５０００ｍｇ／ｋｇを超える値であり、安全性が非常に高く、母乳代替食品として、また亜鉛欠乏症の予防や治療を目的とした保健機能食品として利用されている。

本発明に使用する銅塩は、水溶性の銅塩であればいずれの化合物でも使用することができ、硫酸銅、塩化銅等の無機銅塩、酢酸銅、プロピオン酸銅等の有機酸銅塩を例示すことができるが、安全性の点からヒドロキシ酸の銅塩が望ましい。ヒドロキシ酸銅としては例えばグルコン酸銅を挙げることができ、銅のサプリメントや保健機能食品として利用されている。

ヒドロキシ酸の亜鉛塩または銅塩は、ヒドロキシ酸の水溶液に、アルカリ金属の水酸化物を反応させて中和し、さらに水溶性の亜鉛塩や銅塩を反応させて合成することも可能である。これらのヒドロキシ酸は、一般に試薬や工業用原料として市販されているものを使用することができる。アルカリ金属の水酸化物としては、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム等が挙げられ、水酸化ナトリウムが好ましい。水溶性の亜鉛塩としては、塩化亜鉛、臭化亜鉛等が挙げられ、塩化亜鉛が好ましく、水溶性の銅塩としては硫酸銅、塩化銅が好ましい。

本発明に使用する希土類塩は、スカンジウム塩、イットリウム塩、ランタン塩、セリウム塩、プラセオジム塩、ネオジム塩、サマリウム塩、ユウロピウム塩、ガドリニウム塩、テルビウム塩、ジスプロシウム塩、ホルミウム塩、エルビウム塩、ツリウム塩、イッテルビウム塩、ルテチウム塩が挙げられ、特にランタン塩、セリウム塩、ネオジム塩、サマリウム塩、ガドリニウム塩、イッテルビウム塩が好ましく、ランタン塩、セリウム塩、ネオジム塩、ガドリニウム塩がより好ましい。

希土類の塩としては、いずれの対イオンを有する塩でも使用することができ、塩化物塩、硫酸塩、硝酸塩、臭化物塩、ヨウ化物塩、炭酸塩、リン酸塩、有機酸塩、水酸化物等を例示することができる。有機酸塩としては、一価または二価のカルボン酸やヒドロキシ酸の塩が挙げられ、具体的にはヒドロキシ酸として乳酸、グルコン酸、酒石酸、クエン酸、リンゴ酸が例示でき、一価または二価のカルボン酸として酢酸、プロピオン酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、アゼライン酸等が例示できる。これらのうち、塩化物塩、ヒドロキシ酸塩が好ましく、さらに塩化物塩、グルコン酸塩、乳酸塩がより好ましい。

抗菌剤組成物の中に占める亜鉛塩または銅塩と希土類塩の混合比は、金属イオンのモル比として、（亜鉛塩または銅塩）：（希土類塩）＝１：９９〜９９：１、好ましくは２０：８０〜８０：２０、より好ましくは４０：６０〜６０：４０である。

本発明の抗菌剤組成物を適用する用途としては、化粧品分野、工業用分野、医療用分野、農薬分野等の種々の分野の水系原料や水系製品が考えられる。工業用途としては、水性の製品、例えばラテックス、澱粉、糊液、水性分散剤、水性塗料、印刷用湿し水等があり、また工業用に使用される循環水、例えばクーリングタワーの冷却水、空調用の冷却水、製紙工業の抄紙工程における白水、洗浄水等があげられる。

化粧品としては、各種の化粧料用の基剤や医薬用の基剤に配合することができ、例えばクリーム、乳液、美容液、洗顔料、香水、防臭制汗剤等の基礎化粧料、シャンプー、リンス、トリートメント、整髪剤、洗髪料等の化粧料等に適用することができる。また医薬用途としては、医薬部外品、医療用外用剤等に配合することができ、例えば点鼻・点眼剤、軟膏、ローション、坐剤等に適用することができる。またこのような基剤の他に、界面活性剤、水溶性高分子、増粘剤等へも適用が可能である。

製剤を行なう上で、亜鉛塩、銅塩、希土類塩は水溶性のため界面活性剤の使用は必要としないが、安定性や相溶性の向上等の目的のために添加しても差し支えない。界面活性剤は特に限定されず、非イオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤を挙げることができる。ただし、アニオン性界面活性剤は不溶性の塩を形成する場合があり、使用量は最低限とする方が良い。非イオン性界面活性剤の種類は特に限定されるものではないが、例えばポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシアルキレンスチリルフェニルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンアルケニルエーテル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル等が挙げられる。アニオン性界面活性剤にはアルキルベンゼンスルホネート、ポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテルサルフェート、ジアルキルスルホサクシネート等が挙げられる。カチオン性界面活性剤では脂肪族アミン塩およびその４級アンモニウム塩等が挙げられ、両イオン性界面活性剤ではベタイン型界面活性剤、アミノカルボン酸塩等が挙げられる。また、これらの非イオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤および両イオン性界面活性剤は一種を単独に用いても二種以上を併用してもよい。

本発明の抗菌剤組成物には、物性を損なわない範囲で、公知となっている抗菌成分をさらに添加することも可能である。防カビ剤または抗菌剤の種類は、防カビまたは抗菌効果を有するものであれば特に限定されないが、例えば、５−クロロ−２−メチルイソチアゾロン、２−メチルイソチアゾロン、メチレンビスチオシアネート、２−ブロモ−２−ニトロプロパン−１，３−ジオール、グルタルアルデヒド、ヨードプロピニルブチルカーバメート、１，２−ベンゾイソチアゾロン、１，２−ジブロモ−２，４−ジシアノブタン、グルコン酸クロルヘキシジン、ポリヘキサメチレンビグアニド、２−イソプロピル−５−メチルフェノール、３−メチル−４−イソプロピルフェノール、オルトフェニルフェノール、パラオキシ安息香酸メチル、パラオキシ安息香酸エチル、パラオキシ安息香酸プロピル、パラオキシ安息香酸ブチル、パラクロロメタキシレノール、パラクロロメタクレゾール、ポリリジン、塩化ベンザルコニウム、塩化ジデシルジメチルアンモニウム、銀ゼオライト、銀塩、Ｎ−ｎ−ブチルベンゾイソチアゾロン、Ｎ−オクチルイソチアゾロン、２−（４−チアゾリル）ベンズイミダゾール、２−ベンズイミダゾリルカルバミン酸メチル、テトラクロロイソフタロニトリル、ジヨードメチルパラトリルスルホン、パラクロロフェニル−３−ヨードプロパギルホルマール、２，３，５，６−テトラクロロ−４−（メチルスルホニル）ピリジン、脂肪酸グリセリンエステル、ヒノキチオール等を用いることができる。

本発明のアレルゲン低減化組成物の製剤化に際しては、前述の界面活性剤、抗菌剤の他に、必要に応じ性能や物性を損なわない範囲でキレート剤、防錆剤、香料、スケール防止剤、消泡剤、帯電防止剤、樹脂バインダー、増粘剤、柔軟加工剤等を添加することも可能である。

本発明を実施例、試験例により更に詳しく説明するが、本発明がこれらによって限定されるものではない。なお、下記に示す％はすべて重量％である。

実施例および比較例の調製のため、原料として以下の試薬等を使用した。

塩化ランタン七水和物（和光純薬工業株式会社製）
塩化セリウム七水和物（和光純薬工業株式会社製）
塩化ネオジム六水和物（和光純薬工業株式会社製）
塩化サマリウム六水和物（和光純薬工業株式会社製）
塩化ガドリニウム六水和物（和光純薬工業株式会社製）
塩化イッテルビウム六水和物（和光純薬工業株式会社製）
グルコン酸亜鉛三水和物（ヘルシャスＺｎ（登録商標）、扶桑化学工業株式会社製）
グルコン酸銅（和光純薬工業株式会社製）
塩化亜鉛（和光純薬工業株式会社製）
硝酸銀（和光純薬工業株式会社製）

実施例１〜６、参考例１、実施例７および実施例８を表１に示す配合で混合、溶解して調製した。同様に比較例１〜１６を表２および表３に示す配合で調製した。

［試験例１］殺菌力試験
試験菌株として、以下のものを使用した。
大腸菌（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａｃｏｌｉ）ＮＢＲＣ３９７２
緑膿菌（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓａｅｒｕｇｉｎｏｓａ）ＮＢＲＣ３０８０

各菌株をＮＡ培地に接種し、これを前培養のため３７℃で２４時間、培養室に保管し菌体を生育させた。次に生育させた菌体を滅菌精製水中に懸濁させ、生菌数約１０^６個／ｍｌの菌液を調製した。これらの菌液５ｍＬに、実施例１〜６、参考例１、実施例７、実施例８または比較例１〜１６を菌液に対して０．５％添加し、３０分後および６０分後に生菌数を測定した。生菌数測定は、菌液試料１００μＬを採って１５ｍＬのＴＧＣ培地に混釈し、３７℃に調整した培養室にて４８時間、培養を行い、コロニー数をカウントすることによって行った。大腸菌に対する結果を表４〜５、緑膿菌に対する結果を表６〜７に示した。

本発明の、亜鉛塩または銅塩と、希土類塩を含有する抗菌剤組成物を使用することにより、化粧品分野、工業用分野、医療用分野、農薬分野等の水性の製品や原料、さらにクーリングタワーの冷却水、空調用の冷却水、製紙工業の抄紙工程等に使用される工業用の循環水において、細菌、特に大腸菌や緑膿菌等のグラム陰性菌の繁殖を抑制することができる。

Claims

（Ａ）ヒドロキシ酸の亜鉛塩およびヒドロキシ酸の銅塩から選択される一種以上の化合物、
（Ｂ）希土類塩から選択される一種以上の化合物と、水を含有し、
該ヒドロキシ酸の亜鉛塩および該ヒドロキシ酸の銅塩の金属イオンと該希土類塩の金属イオンとのモル比が２０：８０〜８０：２０であることを特徴とし、グラム陰性菌を対象とする水系原料または水系製品用抗菌剤組成物（但し、担体に担持されたものを除く）。
ヒドロキシ酸の亜鉛塩がグルコン酸亜鉛である請求項１に記載の水系原料または水系製品用抗菌剤組成物（但し、担体に担持されたものを除く）。
ヒドロキシ酸の銅塩がグルコン酸銅である請求項１または２に記載の水系原料または水系製品用抗菌剤組成物（但し、担体に担持されたものを除く）。
希土類塩が、ランタン塩、セリウム塩、ネオジム塩、ガドリニウム塩およびイッテルビウム塩から選択される一種類以上であることを特徴とする、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の抗菌剤組成物（但し、担体に担持されたものを除く）。
グラム陰性菌が緑膿菌または大腸菌であることを特徴とする、請求項１に記載の水系原料または水系製品用抗菌剤組成物（但し、担体に担持されたものを除く）。