JPH06501239A - 抗菌性ヒドロゲル - Google Patents

Abstract

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Description

【発明の詳細な説明】 抗菌性ヒドロゲル 発明の分野 本発明は、所望の用途に応じて粒子、繊維およびフィルムのような種々の形体と 形状をもつ抗菌性、熱可塑性ヒドロゲルに関する。

これらの抗菌性ヒドロゲルは水膨潤性、水溶性であり、熱可望性樹脂にイオン結 合した実質的に非浸出性のカチオン性抗菌化合物をもち、微生物を破壊するのに 特に有用である。第４級アンモニウム塩のようなカチオン性抗菌化合物か特に有 効である。この抗菌性ヒドロゲルは種々の流体媒質に好適である。

発明の背景 抗菌剤は細菌抑制剤または殺菌剤であり、そして時として両者である。歴史的に 、第４級アンモニウム化合物は抗菌剤としての用途をもつ。いくつかの第４級ア ンモニウム化合物は種々の化学処方において添加剤として含まれている。たとえ ばセチルピリジニウムクロライドはＬａｈｅｓｉｄｅ　Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉ ｃａｌｓによってマウスウォッシュ（口すすぎ剤’ＪＣＥＰＡＣＯＬ中の添加剤 として使用されている。他の商業的抗菌性化合物は消毒用物品の水性系の添加剤 として有用である。この方法で有用な１つのこのような抗菌剤はジデシルジメチ ルアンモニウムクロライドであり、商標名ＢＡＲＤＡＣ２２５０としてＬｏｎｇ ａ、Ｉｎｃ　によって製造されている。これらの抗菌剤はたとえ有効性が実証さ れたとしても、それらの利用は濃度依存性であり、それ故希釈によって減少され る。

ｒＡｎｔｉｍｉｃｒｏｂｉａｌ　Ｐｏｌｙｍｅｒｓ、」と題するＡＣｋａｒｔら の雑文、Ｊ、Ｂｉｏｍｅｄ、Ｍａｔｅｒ、Ｒｅｓ、。

Ｖｏｌ、９．ｐａｇｅ５５−６８　（１９７５）の雑文には、エチレン／アクリ ル酸インターポリマーとアルキルベンジルジメチルアンモニウムカチオンとくに ８−ヒドロキシキノリウムとから製造された殺菌性イオノマーが記載されている 。Ａｃｋａｒｔらによれば、「これらのイオノマーは、これらのイオノマーから 製造した物品の表面の病源菌から使用者への十分な保護を与えるものとは期待さ れず」、それ故に細菌抑制剤として分類される。Ａｃｋａｒｔらの抗菌剤の操作 機構は、液−液または固−液の界面の直接の移動が起こらない環境においてイオ ノマーが有効であるために液体移動媒質か必要とされるという趣旨のことが述へ られている。

米国特許第２，９５１．７６６号（発明者ホワイト）には、湿気または水と接触 する際に物質か細菌抑制剤を放出する細菌抑制プラスチックが記載されている。

この細菌抑制剤は親水性プラスチック材料中に溶解または分散されるが、プラス チックス物質とは化学的に反応しないと言われる。この発明に有用なプラスチッ ク物質は交差結合剤を加えなければ水溶性またはアルコール可溶性の物質である 。ホワイトにおいて開示されている細菌抑制プラスチックは殺菌剤であるか、水 または湿気と接触するとプラスチックからえらばれた細菌抑制剤または殺菌剤か 放出される。細菌抑制剤の放出は用途に応して環境上適切でないことがあり、そ れ故に、商業的必要性かあり続ける。

ヒドロゲルは抗生物質または抗菌剤のような生物化学的に活性な分子を捕捉もし くは不動化するのに有用であることか知られていた。

Ｈｙｄｒｅｇｅｌｓ　ｆｏｒ　Ｍｅｄｉｃａｌ　ａｎｄ　Ｒｅ１ａｔｅｄ　Ａｐ ｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ、（ＡＣ３Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ　５ｅｒｉｅｓ　３１　（ １９７６）にはジョセフ・ディ・アントレードによってヒドロゲルか「ある平衡 値な膨潤することによって水溶液と反応する、一般に共有交差結合またはイオン 交差結合した三次元ネットワークの親水性ポリマー」として定義されている。ヒ ドロゲルは更に「水中で膨潤し、目立った割合の（たとえば＞２０％の）水をそ の構造内に保持するが、水にはとけない能力」を示すものとして定義されている 。ヒドロゲルは交差結合剤の存在においてモノマーを溶液重合し次いで生成ネッ トワーク構造内に活性バイオ分子を捕捉することによって又は活性分子をヒドロ ゲル表面に結合させることによって、たとえばバイオ分子をカルボキシ基含有ゲ ルに結合させることによって、製造されると述べられている。

発明の要約 少なくとも１つのカチオン性抗菌性化合物と反応させた懸垂アルカリ金属カルボ キシレート基またはアンモニウムカルボキシレート基をもち、それによってカチ オン性抗菌性化合物をインターポリマーにイオン結合させたことを特徴とする水 膨潤性、であるか水不溶性のヒドロゲルが抗菌性ヒドロゲルを形成することが今 や発見された。この抗菌性ヒドロゲルは驚くべきことに多くの形体たとえば分散 体、繊維および粒子の形体において有用である。本発明の抗菌性ヒドロゲルは熱 可塑性インターポリマーにイオン結合させた実質的に非浸出性の抗菌剤をもつ。

本発明の抗菌性ヒドロゲルは有効な殺菌剤であって、接触により多くの微生物を 殺す。本発明の抗菌性ヒドロゲルは斃異的に安定であり且つ再生性かある。本発 明の抗菌性ヒドロゲルは、木材バルブおよび木材チップのサワリングに対する安 定化、牛乳、ジュースおよび水などの流体中の微生物の破壊；泡状物の及び抗菌 性紙の製造における添加剤のような、化粧製品が微生物によって汚染されること の阻止を包含する多くの用途において有用である。

発明の詳細な説 明 の、懸垂アルカリ金属アルカリ金属カルボキシレート基または他の塩をもつ少な くとも１種のビニル付加熱可塑性インターポリマー、およびこれらの懸垂カルボ キシレート基の実質的すべてにイオン結合した少なくとも１種の実質的に非浸出 性のカチオン性抗菌性化合物を含む水膨潤性であるが水不溶性の抗菌性ヒドロゲ ルの製造法である。

熱可塑性インターポリマーは線状もしくは枝分かれ、またはこれらの混合物のい ずれかでありうる。熱可塑性インターポリマーはエチレン−アルファオレフィン とカルポン酸もしくは無水物との反応またはグラフト混合物（たとえばエチレン −メタクリル酸）でありうるが、好ましくはエチレンーアクリル酸インターボリ マ−（たとえば米国特許第４，５９９，３９２号により製造したエチレンとα− オレフィン性不飽和カルポン酸もしくはエステルとの均一、ランダムインターポ リマー、または米国特許第４，９８８，７８１号によるテロジエン性変性剤によ り製造したエチレンとα−オレフィン性不飽和カルポン酸またはエステルとの均 一、ランダムインターポリマー）である。熱可塑性インターポリマーは任意の形 状でありうるが、好ましくは最終用途たとえば繊維またはフィルムに主として依 然した形状に製造される。熱可塑性インターポリマーはまた粒子の形体にあって 分散液中に使用することもできる。

本発明に有用なカチオン性抗菌化合物は有用な抗菌剤である任意のものでありう るが、それらはビニル付加熱可塑性インターポリマーと反応させ次いで脱イオン 水と接触させたとき実質的に非浸出性でなければならない。クロロへキシジンは 本発明に使用するための特に有効な抗菌剤である。第４級アンモニウム抗菌性塩 も本発明の抗菌性ヒドロゲルの製造に特に宵月であり、周知の種類の第４級アン モニウム抗菌化合物のいかなる種類のものでありうるか、好ましいのは次の式の 少なくとも１つに相当する分子構造をもつものであ式中、 ＡＯ＝相溶性の中和用不活性ア ニオン。

式中、それぞれ Ａ〇一粗相溶性中和用不活性ア ニオン。

式中 それぞれの構造において、「Ｒ」基はまた環構造たとえばフェニル基でありうる 。ジデシルジメチルアンモニウムクロライトおよびジデシルジメチルアンモニウ ムブロマイド（式Ｉによって一般に記述される）、ジメチルベンジルアンモニウ ムクロライトおよびシメチルベンジルアンモニウムブロマイド（弐ｒｌによって 一般に記述される）、およびセチルビリジニウムクロライドおよびセチルピリジ ニウムブロマイド（式Ｉ１＋によって一般に記述される）、またはそれらの混合 物が本発明を実施するためのカチオン性抗菌剤として最も好ましい。

抗菌性ヒドロゲルは２工程法または好ましくはｌ工程法によって熱可塑性インタ ーポリマーから製造することができる。２工程法は懸垂アルカリ金属カルボキシ レート基をもつ少なくとも１種のインターポリマー、好ましくは適切な形状の少 なくとも１種のエチレン−アクリル酸（ＥＡＡ）インターポリマーを水性ｐＨ塩 基性溶液（たとえば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化アンモニウム） と室温で塩基とアクリル酸官能基との反応でカチオンアクリレート（たとえばナ トリウムアクリレート、カリウムアクリレート、またはアンモニウムアクリレー ト）を生成させるに十分な時間反応させることを含む。反応の程度は多くの因子 、たとえばｐＨ塩基性溶液のアルカリ濃度、溶液の温度、インターポリマーと溶 液との接触時間、ＥＡＡインターポリマー中に存在する酸官能性％、およびＥＡ Ａインターポリマーの形状と寸法、に応じて異なる。２工程法中の第２工程は、 カチオンアクリレートを、抗菌性をもつ少なくとも１種の第４級アンモニウムを 含む抗菌性溶液と、抗菌性塩をカチオンアクリレートの場にイオン結合させるに 十分な時間反応させてカチオンを放出して抗菌性ヒドロゲルを生成させることか ら成る。

別法として、１工程法を使用して抗菌性ヒドロゲルを形成させることもできる。

このｌ工程は育形熱可塑性ポリマーまたはインターポリマーを水性ｐＨ塩基性溶 液中で第４級アンモニウム抗菌性塩と同時に接触させることから成る。ｐＨ塩基 性溶液は少なくともｐＨ７、１のｐＨをもつことができる。好ましくは熱可塑性 インターポリマーは少なくとも１種のＦＡＡインターポリマーから成る。ＦＡＡ インターポリマーの酸形体から抗菌性ヒドロゲルの形体への転化の程度は最も好 ましくは実質的に完全である。すなわち、実質的にすべての（すなわち少なくと も７５〜８０％）の懸垂アクリル酸基は抗菌活性塩とイオン的に結合する。２工 程法またはｌ工程法のいずれかによって粒子の形体で製造される抗菌性ヒドロゲ ルはノーミガキ、ハンドクリーム、マウスウォッシュなどの分散液として又は添 加剤として有用でありうる。２工程法または１工程法のいずれかの方法で繊維の 形体で製造される抗菌性ヒドロゲルは、水（たとえば洗面水）、高純度化学薬品 、および空気を包含する種々の流体中の微生物を制御するのに有用であることが でき、あるいはそれは不織布における結合繊維の形体で有用でありうる。ヒドロ ゲルはまた木材バルブを紙に加工するのに使用する循環水中の微生物水準を低下 させることもできる。

本発明の抗菌性ヒドロゲルは十分に水和性である。すなわちヒドロゲルは実質的 に（たとえばｌＯ〜１４％程度の低い水分含量に）脱水されるか、部分的に水和 されるか又は完全に水和されつる。

別の面において、本発明の抗菌性ヒドロゲルは水性流体を吸収する手段として有 用である。このヒドロゲルは水中でその重量の５０％までを吸収することかでき る。ヒドロゲル中に吸収された水の量は、塩基ポリマー中に存在する反応性の懸 垂アルカリ金属もしくはアンモニウムカルボキシレートの量、塩基ポリマーの配 向性の程度、およびヒドロゲル生成用にえらばれた抗菌剤を包含する多くの可変 因子に応じて変わる。

更に別の面において、本発明は油、脂肪、および溶媒への露出に耐えることので きる安定な抗菌性ヒドロゲルである。このヒドロゲルは酸化効果および化学的接 触に対して安定である。一般に、この抗菌剤は少なくとも９０重量％、好ましく は少なくとも９４重量％の量の７日間の連続脱イオン水洗浄の後にヒドロゲル内 に保持される。

本発明の別の面は抗菌性ヒドロゲルが任意に交差結合されて高融点のヒドロゲル を生成することである。高融点の抗菌性ゲルはと、たとえば高温流体処理におけ る用途をもつ。

本発明のヒドロゲルの融点は、少なくとも１種の一価、二価および／または三価 の金属カチオンで懸垂アルカリ金属カルボキシレート基をイオン交換することに よって、任意に高めることができる。

本発明のヒドロゲルのＦｉｓｈｅｒ−Ｊｏｈｎｓ融点は６６℃から１４１°Ｃ程 度の高さにまで高めることができる。たとえば、本発明により製造した６６°Ｃ の融点をもつヒドロゲルは、金属と反応したヒドロゲルが１９００ｐｐｍの第２ 鉄イオン（Ｆｅ″″゛１）をもつように硫酸第２鉄と反応させたとき、１４１’ Ｃの融点をもつ。

ヒドロゲルの製造 本発明の抗菌性ヒドロゲルの製造は種々の技術によって達成されつる。これらの 技術のうちの３つを下記に述べる。

出発物質 基材ポリマーは、好ましくは特定の最終用途に好適な形状のビニル付加インター ポリマーである。たとえば、基材ポリマーはエチレン−メタクリル酸インターポ リマー（ＥＭＡＡ）またはエチレン−アクリル酸インターポリマー（ＥＡＡ）で あることができ、あるいはまた基材ポリマーはＥＡＡインターポリマー類のブレ ンドもしくはＥＡＡインターポリマーと他の熱可塑性ポリマー（たとえばポリプ ロピレン、線状低密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン または同様のポリオレフィン）とのブレンドでありうる。基材ポリマーは好まし くは少なくとも１種のＦＡＡインターポリマーを一成分としてもつ。基材ポリマ ーまたはポリマーブレンドは次いで最終のヒドロゲル利用分野に応じて、特定の 形状に形成される。たとえば、ヒドロゲルを流体（たとえば水、牛乳、詰合せジ ュースまたは空気）と接触させて中に含まれる微生物を殺すか又は調節するため に使用しようとするとき、ヒドロゲルは宥和には繊維の形体にある。この繊維は 実際の接触工程のためのカートリッジに巻き付けるか又はカートリッジの形態を もたせることかできる。

この特定の場合、基材ポリマーはまず繊維に溶融紡糸するのか好ましい。この繊 維は任意の適当な直接をもつもの、たとえばストランド、モノフィラメント、ま たは微細デニールのもの（たとえばデンタルフロスに有用なもの）であることが でき、そして形状の異なるオリフィスたとえば円形、星印または三裂のオリフィ スをもつダイを利用することによって単に調節した種々の形状のものでありうる 。

この繊維はまた２成分繊維の形体、たとえば外皮／コア形態または互いに接する 形態にありうる。外皮／コア形態の場合、ヒドロゲルに転化させるべき基材ポリ マーは外皮樹脂またはコア樹脂のいずれかであることかでき、あるいは２種の異 なった樹脂を使用して一方を外皮とし他方をコアとすることができる。好ましく は、外皮樹脂が基材樹脂である。熱可塑性材料からの繊維製造技術に習熟してい る当業者は、えらばれたポリマーを繊維の形体にする種々の技術を知っている。

たとえば連続フィラメント紡糸、多層またはもつれ構造を含む紡糸結合繊維の製 造（すなわち、一層がＦＡＡインターポリマーてあり、別層か低融点繊維製造材 料であって、低融点材料が全体構造が熱カレンダーを通過する際に結合の場を形 成する）、および溶融吹込み繊維もしくは織物の製造（すべての区分に存在する 紡糸結合／溶融吹込／紡糸構造体と本発明との組合せを含む）、および熱可塑性 インターポリマーからの他すべての繊維製造法が本発明の実施に好適である。あ るいはまた、繊維製造工程は繊維に２次または３次配向を付与し、その繊維から 製造したヒドロゲルの物性のいくつかを驚異的に増大させる。たとえば保水能力 を増大させるヒドロゲルの能力である。このような２次配向は、ゴデツトを異な った速度で操作して繊維をゴデツト間で延伸し、繊維直径をその結果として減少 させ、生成する繊維を更に高度に配向し強くするステーブルファイバーの製造に おいて常用されている。本発明における繊維製造工程の際の高い配向の使用は、 ヒドロゲルに、繊維形体の出発インターポリマーの強度を増大させるばかりでな く、ヒドロゲルが含みうる水の量をも増大させるという影響を及ぼす。基材ポリ マーから製造した繊維またはフィラメントは次いでカートリッジの形体で配置さ れてフィルター系における究極の使用に供される（たとえば水の濾過に使用され る）か、あるいはこの明細書において更に詳細に述べる２つの方法のうちの１つ によってヒドロゲルは直接に転化されうる。

基材ポリマーは別法として微細直径の粒子に製造されつる。これらの粒子は、た とえばポリマーを粉砕し次いで篩分けして粒径分布を狭くすることによって、製 造することかできる。粒径は、所望の用途に応じて、粒径範囲をもつことかでき 、あるいは特定の粒径分布をもつことができる。粒子の寸法はコロイド状（たと えば分散液の製造に有用）であることができ、あるいはそれはベレ・ノドのよう な大きなものであってもよい。基材ポリマーの粒子の寸法を変えることによって 、それらから製造されつるヒドロゲル粒子は種々の製品たとえばハミガキ、マウ スウォッシュ、石けん、シャンプー、軟膏およびハンドクリームに有用でありう る。微細直径のヒドロゲル粒子は木材バルブスラリーに固体として加えるか又は 木材の粒子としてその場で生成させてサワリング（すなちわ微生物感染）に対し て安定化することができる。基材ポリマーおよび究極にはヒドロゲルの粒径は含 まれる流体の懸濁物中にとどまるヒドロゲルの能力に影響し、従って適宜にえら ばれる。その逆に、ヒドロゲルはここに開示する方法を使用して製造し、その後 に所望の粒径に粉砕して分散液中で使用することもできる。ヒドロゲル粒子は泡 または泡構造体に加えて殺菌または抗菌特性を付与することもできる。泡は、た とえばポリオレフィン、ポリエチレン、ラテックス、尿素、イソシアネート、ポ リウレタンまたはセルロースポリマーを含むことかできる。

基材ポリマーはまた、フィルム、フィルム積層物または被覆の形体でありうる。

フィルムはフィルム製造の当業者に周知の技術のいずれかによって製造されつる が、これらはキャスト・フィルム、吹込みフィルムおよび押出し被覆の操作とし てふつうに使用されている。押出し被覆操作の場合には、基材ポリマーは別の基 板たとえばナイロンフィルムの上に押出し被覆される。エチレン−アクリル酸イ ンターポリマーはそれらの極性基板への付着能力について特に周知であり、その 結果としてエチレン−アクリル酸インターポリマーをナイロン基板への押出し被 覆樹脂として使用すると、強固に付着した積層物が生成される。あるいはまた、 基材ポリマーは基板上の被覆、たとえば剛毛（例としてナイロン・ハブテン）へ の基材ポリマーの被覆によってえられる被覆の形体でありうる。基材ポリマー（ この特定の実例においてはエチレン−アクリル酸インターポリマー）のフィルム もしくは被覆のヒドロゲル形体への転化はこの開示において更に述べる技術の１ つによって達成される。

あるいはまた、抗菌性ヒドロゲルは所望の形状に製造され次いて熱的に押出され る。生成ヒドロゲルは他の熱可塑性樹脂とブレンドして別の所望の形状たとえば 繊維、フィルム、プラスチックスまたはベレットに溶融加工される。本発明のヒ ドロゲルとブレンドするのに好適な熱可塑性樹脂として、ポリプロピレンのよう なポリオレフィン、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）　、線状低密度ポリエチレ ン（ＬＬＤＰＥ）　、他の基材ポリマーたとえばエチレン−アクリル酸インター ポリマー、および懸垂アルカリ金属もしくはアンモニウムカルボキシレート基を もつ他のビニル付加インターポリマーかあげられるか、これらに限定されない。

本発明の抗菌性ヒドロゲルは従って熱的に安定であり、それ自身で又は他の熱可 塑性樹脂とのブレンドにおいて、繊維、フィルムおよび他の成形物品を包含する 種々の形状に再処理することができる。

方法１（一工程法）： ヒドロゲルを製造する第１の方法は一工程法を使用する。この明細書に含まれ記 述されている実施例について、他に特別の記載のない限り、基材ポリマーはＡＳ ＴＭ　Ｄ−１２３８（Ｅ）（１９０°Ｃ／２．１６ｋｇ）に上り測定して３００ ｇ／１０分のメルトインデックス（分子量に逆比例する）をもち、インターポリ マーの２０重量％のアクリル酸含量および９６°ＣのＦｉｓｈｅｒ−Ｊｏｈｎｓ 融点をもつエチレン／アクリル酸（ＦＡＡ）インターポリマーである。

ＦＡＡを含むか異なった％のアクリル酸および／または異なった分子量をもつ他 の基材ポリマーを使用することもできる。基材ポリマーの分子量は最終泪途によ って記述され、ヒドロキシゲルが望まれる形体によって記述される。たとえば、 フィルム製造の場合、基材ポリマーは０．１〜３０ｇ／１０分のメルトインデッ クスをもつことができる。基材ポリマーを粒子にしようとする場合、メルトイン デックスは０．　１〜３０００ｇ以上／１０分の範囲で変わりつる。

基材ポリマーを繊維にしようとする場合、メルトインデックスは望ましくは２０ 〜２６００ｇ／１０分にある。

基材インターポリマーからヒドロゲルを製造する第１の方法は、ｐ）（塩基性水 性抗菌溶液を使用してＥＡＡインターポリマーを〜工程で処理することによって 行われる。水性抗菌溶液のｐＨを水酸化ナトリウムを使用して少なくともｐＨ７ ，１の塩基性ｐＨに調節し保持することによって、ナトリウムアクリレートイオ ノマーを形成するナトリウムイオンと抗菌剤第４級アンモニウムイオンとの間の 反応を最も好ましくは実質的に、所望ならば完全に進行させる。すなわち、実質 的にすべて（すなわち少なくとも８０％）のアクリル酸部分を水酸化ナトリウム と反応させて懸垂アルカリ金属カルボキシレート基を生成させ、その後に第４級 アンモニウム化合物ともその場て反応させる。塩基性媒質中てのこの反応に必要 な時間は、ナトリウムイオンをアクリル酸の場に連続的に供給し、その間第４級 アンモニウム塩を予めアクリル酸の場に結合したナトリウムイオンと交換しなか らヒドロゲル生成に向けての平衡を駆動させ、反応を実質的に完了させることに よって、最小にする。この様にして、第４級アンモニウム塩は懸垂アルカリ金属 カルボキシレート基にイオン結合する。この一工程法は酸媒質を使用するときと 同程度には進行せず、それ故に本発明において使用するための望ましい方法では ない。

塩基性媒質中での一工程法を使用するときのナトリウムアクリレートイオノマー の第４級アンモニウムイオンへの転化収率は望ましくは３０％以上、好ましくは ６０％以上、最も好ましくは８０％以上である。

方法２（二工程法）・ 工程１：　所望の形状の基材ポリマーをｐＨ塩基性溶液（すなわち水酸化ナトリ ウム溶液）中ての膨潤によって処理する。苛性溶液の温度は広い範囲にありうる が、好ましくは室温より高い、すなわち２５°Ｃ以上であり、且つＦＡＡの融点 より低い。苛性溶液たとえば水酸化ナトリウム（Ｎ　ａ　ＯＨ）または水酸化カ リウム（ＫＯＨ）は種々の強度もしくは濃度でありうる。一般的に、濃度が高い はど苛性とＥＡＡのアクリル酸基との反応は速い。ＮａＯＨ溶液のｐＨは好まし くは少なくともｐＨ７，１である。苛性溶液中でのＥＡＡインターポリマーの膨 潤はＦＡＡの形状およびＥＡＡの酸基との所望の反応程度に応じて種々の長さを とりつる。一般に、ＥＡＡ中のアクリル酸基の少なくとも３０重量％をＮａＯＨ と反応させてＦＡＡにイオン結合させた３、５重量％のイオノマーを生成させ、 ０１ｇ／１０分のメルトインデックスおよびＦｉ　５ｈｅｒ−Ｊｏｈｎｓ融点装 置によって測定して２５０〜２５２°Ｃの融点をもつエチレン−ナトリウムアク リレートイオノマーを製造する。最も好ましくは、反応が完了したとき、ＥＡＡ 中のアクリル酸基の少なくとも８０重量％かＮａＯＨと反応する。過剰の苛性溶 液は脱イオン水を使用してイオノマーから洗い落とす。

工程２．　次いでエチレン−ナトリウムアクリレートイオノマーを６〜７のｐＨ をもつ希薄水溶液の抗菌剤と１モルのアクリル酸に対して少なくとも１モルの第 ４級アンモニウム化合物の濃度で接触させ反応させる。抗菌剤は好ましくは第４ 級アンモニウム塩化合物である。この明細書で始めに述べた群からえらばれた化 学式をもつ少なくとも１種の抗菌剤かえらばれる。

水性抗菌溶液は通常イオノマーのまわり及びその中にポンプ送入して十分な時間 良好な接触を保証し、エチレン−ナトリウムアクリレートイオノマーのナトリウ ム塩を第４級抗菌化合物と交換させて１００ｇ／１０分のメルトインデックスお よび４８℃〜８８℃の範囲のＦｉｓｈｅｒ−Ｊｏｈｎｓ融点をもつ抗菌性ヒドロ ゲルを製造する。一般に、反応の程度が大きいほどヒドロゲル中の窒素％は高く 、融点は低い。水性抗菌溶液の接触時間は所望の反応程度に応じて異なるが、好 ましくは少なくとも１時間から２４時間はどの長さである。ここに記載する実施 例について、使用する抗菌性化合物は他に特別の記載のない限りジデシルジメチ ルアンモニウムクロライドである。好ましくは少なくとも８０％のナトリウムイ オンを第４級化合物で交換し、最も好ましくは少なくとも９９％のナトリウムイ オンを反応させる。４．２重量％のナトリウム含量をもつエチレン−ナトリウム アクリレートイオノマーはジメチルジデシルアンモニウムクロライドとの反応後 に２０ｐｐｍのナトリウム含量をもつ。

乾燥もしくはデシケートしたヒドロゲル試料の窒素含量は１重量％であり、これ は第４級アンモニウム塩の２３重量％に相当する。

方法３ エチレン−アクリル酸インターポリマーから抗菌性ヒドロゲルを製造する第３の 方法は諸成分の溶融混合を使用する。ヒドロゲルは溶融エチレン−アクリル酸イ ンターポリマーを、苛性溶液を同時に加えながら、又は苛性溶液を漸増的に加え ながら、抗菌剤たとえばジデシルジメチルアンモニウムクロライドと反応させる ことによって製造される。この方法は有利には生成抗菌性ヒドロゲルの分子量を 増大させ、然もまた抗菌性ヒドロゲル段階への反応を一工程を使用して行うこと を可能にする。反応はいずれかの融点ポット中で好ましくは押出機またはグラベ ンダーミキサー中で行われる。

実施例１ ３００ｇ／１０分のメルトインデックスおよび２０％のアクリル酸をもつエチレ ンへアクリル酸インターポリマーをストランドへの溶融押出しおよび抗菌性ヒド ロゲルへの転化によって適当な形体に転化させた。上記の工程ｌで述べた二工程 法を使用して、１００ｇのストランドを５５°Ｃに保持した過剰の０．　５規定 Ｎａ０Ｈ（または２重量％）溶液を含む連続攪拌ビーカー中に入れた。この混合 物を５時間消化してストランドをエチレン−ナトリウムアクリレートイオノマー に転化させた。このエチレン−ナトリウムアクリレートイオノマーを次いて脱イ オン水で（りかえし洗浄して過剰の苛性を除いた。ストランドの形体は膨潤状態 になり、直径は実験開始時の直径より大きかった。この膨潤ストランドを次いで ハンマー・ミルで処理して微細直径のフィブリルとなし、これを２０〜４ｏメツ シユの寸法のフィブリルにふるい分けした。このフィブリルはこの処理段階にお いて３．５〜４．５重量％のナトリウム含量をもっていた。

過剰の苛性を膨潤ナトリウムアクリレートフィブリルから洗浄した後、このフィ ブリル試料を直径５ｃｍ（２インチ）×５０ｃｍ（２０インチ）ガラスカラムに おくことによって５重量％のジデシルジメチルアンモニウムクロライドの溶液５ ００ｍ１と接触させた。

このガラスカラムにはその出口に紡糸ガラス繊維がつめてあってナトリウムアク リレートイオノマーかカラムを閉塞するのを防いだ。

膨潤フィブリルはガラスカラムの約半分をみたした。ジデシルツメチルアンモニ ウムクロライドを毎時１２〜２０床量または６〜１０１　／　ｈ　ｒの流量で合 計１８時間の処理時間フィブリル中を再循環させて抗菌性ヒドロゲルを製造した 。この段階において、希薄ジデシルジメチルアンモニウムクロライドをカラムか らそらし、２０Ｉ！の脱イオン水でカラムをパージした。水によるパージ後にフ ィブリルを除いて風乾した。水膨潤のヒドロゲルフィブリルはこの時点て柔らか く、ゴム状であった。このフィブリルは乾燥繊維の重量を基準にして７５ｐｐｍ のナトリウム含量および１．　７％の窒素含量をもっていた。これは４０．１重 量％の第４級アンモニウム化合物に相当する。ナトリウムアクリレートイオノマ ーから抗菌性ヒドロゲルの状態への転化反応は８０．９％であった。

このヒドロゲルフィブリルの有効性を、０ＲＩＯＮ　ＤＩＡＧＮＯＳＴＩＣＡに より命名されたＥＡＳＩＣＵＬＴ　ＴＴＣ試験キットを使用してヒドロゲル試料 を試験することによって実証した。このＥＡＳＩＣＵＬＴ　ＴＴＣ試験キットは 試験溶液ｍ１当りの微生物のコロニイ形成単位を測定する（ＣＦＵ／ｍｌ）。コ ロニイ形成単位は赤色コロニイまたは斑点として試験研究において目にみえて明 らかである。試験したスライドを標準スライドの写真と肉眼的に比較して問題と なっている試験流体中のＣＦＵ／ｍｌをえた。試験流体は３４Ｉ！（Ｃ；　ガロ ン）の脱イオン水で希釈した３、８Ａ’（１ガロン）の実際の池の水を使用して 製造した。栄養ブロス（ＤＩＦＣＯラボラトリ−によって製造）を０．５ｇずつ 試験流体に加えて微生物の成長を刺激した。

抗菌能力を決定するために、約７０ｇの水膨潤ヒドロゲルフィブリル試料（乾燥 重量基準で３０．３ｇのフィブリル）を１００ｍ１のガラス・ビュウレットに１ ００ｍｍの深さに入れた。約１，０００．０ＯＯＣＦＵ／ｍｌの微生物を含む試 験流体を、それぞれ３．１．５．１および０．５分の接触時間に相当する２０． ４０．６０および１２０床容量／時で抗菌性ヒドロゲル充填ビュウレットにポン プ送入した。

試験流体の流出物を集め、新鮮なＥＡＳ　ＩＣＵＬＴスライドを試験流体に浸漬 することによって微生物含量を試験した。それぞれの浸漬スライドを３４°Ｃ（ ９３°Ｆ）の加温オーブン中に入れ、４８時間加温した。この加温時間の後に、 加温スライドを加温オーブンから除き、標準試験スライドと肉眼的に比較してこ の特定の試料のＣＦＵ／ｍｌの数を決定し割り当てた。ＦＡＳＩＣＵＬＴ　ＴＴ Ｃキットに記載の試験限界（すなわち１０００　ＣＦＵ／ｍ　ｌ）以下で報告し た試験値について、周知の微生物カウント溶液の血清希釈および試験スライドコ ロニイカウントの比較によって結果をえた。「＜　１０Ｊ　ＣＦＵ／ｍＩの結果 はスライド上にみられるコロニイ生成単位がないことを示す。

抗菌性ヒドロゲルに転化したＦＡＡのフィブリルは試験しだすへての接触時間に おいて流出物の微生物含量を＜ｌ０ＣＦＵ／微生物ｍ１に減少させた。すなわち 、この試験条件下では、抗菌性ヒドロゲルは３０秒未満の接触時間で微生物の実 質的に完全な殺生（〉９９．９９９％）を実証した。

実施例２ 上記の方法２て述べた諸性質をもつエチレン−アクリル酸インターポリマーをＩ 　＋、　３°Ｃ（２３５°Ｆ）の温度で連続ストランドに押し出すことによって 適当な形体に転化して３．１８ｍｍ（０，ｔ２５インチ）および７．６ｍｍ　（ ０，３インチ）のストランド直径をえた。このストランドは２つの温度帯域をも つ小さい直径１，９ｃｍ（０，７５インチ）の押出機上で製造し、１４８０ＫＰ ａ（２０Ｑｐｓｉｇ）のもとで水バケツ中に押出して固化させた。３．１８ｍｍ （０，１，２５インチ）のストランドの部分を真空オーブン中に入れ、３０〜５ ０℃の温度で１５時間アンニーリングした。アンニーリングしていない他の部分 を延伸して、次の表に従い手で配向した。

試料２Ａ〜２Ｄを上記の方法１　（一工程法）を使用して処理し、対応するヒド ロゲルを製造した。これらのヒドロゲルを製造する方法は１０％のエタノールお よび４０％の水を含むジデシルジメチルアンモニウムクロライドの５０重量％溶 液２０ｇ、および１３０ｇの脱イオン水を使用した。５．７ｇの水性水酸化ナト リウムを使用して全溶液をｐＨ１４にして塩基性ジデシルジメチルアンモニウム クロライド溶液を製造した。試料２Ａ〜２Ｄのそれぞれについて、ストランドの ５ｇ部分を４オンスのガラスびんに入れた。次いでこのびんに塩基性ジデシルジ メチルアンモニウムクロライド溶液を入れてストランドを室温（２５°Ｃ）で１ ２〜２４時間あるいは反応か完了するまで放置した。混合物の加熱および／また は攪拌は反応を速い速度で進行させる。反応の加速はたとえば混合物を５８〜６ ０°Ｃに加熱することによって達成されうる。塩基性ジデシルジメチルアンモニ ウムクロライド溶液との接触の後に、抗菌性ヒドロゲルのストランドを脱イオン 水で十分に洗浄して室温および温度条件に平衡させた。次の表は抗菌性ヒドロゲ ルへの転化後のストランドの諸性質を示す。

ＮＡ＝適用せず、すなわち延伸せず。

０水分の％は、真空オーブン中４５〜５０℃で１２〜１８時間乾燥し、ストラン ドの重量損失を測定する、ことによって測定した。

試料２Ｃおよび２Ｄは、ヒドロゲルの製造に一工程法を使用しつつ、ヒドロゲル の製造前にストランドを延伸することか保持する水の％を増大させアクリル酸か らヒドロゲル形への転化を増大させるヒドロゲルの能力を驚異的に増強する事実 を示している。

上記の方法ｌを使用して製造したヒドロゲルの有効性を、阻止試験の帯域を使用 して試験した。この阻止試験の帯域は微生物で汚染された試験流体により汚染さ れたカンテン板上の抗菌剤の有効性を実証している。試験流体は、脱イオン水３ ４Ａ　（９ガロン）の脱イオン水で希釈した３、８１　（１ガロン）の実際の池 の水を使用することによって製造した。０．５ｇずつの栄養ブロス（ＤＩＦＣＯ ラボラトリーズ製）をこの試験流体に加えて微生物の成長を刺激した。

新鮮なカンテン板（レネクサ、カンサスのＲｅｍｅ　ｌからのＰｌａｔｅ　Ｃｏ ｕｎｔ　Ａｇａｒ　Ｗ／ＴＴＣ（２，４，５−トリフェニルテトラゾリウムクロ ライド））を上記の試験流体中に３回浸漬した。それぞれのヒドロゲル試料を上 記の浸漬カンテン板上におき、ヒドロゲルを含むこのカンテン板をオーブン加温 器に入れて３０〜３４°Ｃ（８６〜９３°Ｆ）で４８時間加温した。加温後に、 ヒドロゲルを含むカンテン板を観察して生成阻止を調べた。阻止帯域は微生物の 成長を支持しない試料のまわりの区域であった。阻止試験の帯域は問題となって いる抗菌剤の移動性質を測定する。試料はカンテン板の上で静止しており、試料 の周囲の帯域が測定されるからである。本発明の実施例によって製造した抗菌性 ヒドロゲルは阻止の最小帯域をもっており、カンテン板上の帯域は試料の下での み存在しＮＧＣＡ　（接触区域上に成長なし）と標識された。下記の表はこの試 験結果を示す。

”　ＴＧ＝試料の下で痕跡の成長。

ＮＧＣＡ−接触区域ての成長なし。

すなわち、これらの抗菌性ヒドロゲルは抗菌剤を周囲のカンテン板の媒質に実質 的に浸出させないが、依然として接触区域に成長なしによって実証されるように 接触により微生物を制御する抗菌剤として有効であることを示している。

実施例３ エチレン−アクリル酸インターポリマーの一部を１２５°Ｃてブラベンダーミキ サーに加えて溶融および混合する上記の方法３を使用してヒドロゲルを製造した 。ＥＡＡが溶融したときミキサーに固体苛性（水酸化ナトリウム）およびジデシ ルジメチルアンモニウムクロライドを加え、外観か均一になるまで混合した（１ ５０ＲＰＭて２分）。このポリマー混合物を次いてミキサーから除き、プレスし てフィルムとなし、これを小片にカットした。抗菌活性を試験する前にこの小片 を脱イオン水中で一夜洗浄した。下記の表は出発物質の量ならびにメルトブレン ド法を使用して製造したヒドロゲルの理論的および実際の窒素含量を示している 。

溶融製造したヒドロゲルの有効性を、実施例１に記載の０ＲＩＯＮ　ＤＩＡＧＮ Ｏ３ＴＩＣＡと称するＥＡＳＴＣＵＬＴ　ＴＣＣ試験キットを使用して該ヒドロ ゲルを試験することによって実証した。

抗菌能力を決定するために、それぞれのヒドロゲル試料を５００ｍ１の試験流体 （実施例１に述べたようにして製造）中に入れた。この試験流体は約１０，０Ｏ ＯＣＦＵ／ｍｌの微生物を含んでいた。

試験流体中のヒドロゲルの濃度は５００ｐｐｍ（重量基準）の活性な結合第４級 アンモニウム化合物であった。ヒドロゲル試料を含む試験流体を室温で絶えず攪 拌し、そして表に示す時間において、新鮮なＥＡＳ　ＩＣＵＬＴスライドを試験 流体中に浸漬した。それぞれの浸漬スライドを３４°Ｃ（９３°Ｆ）の加温オー ブン中に入れて４８時間加温した。この加温時間の後に、浸漬および加温したス ライドのそれぞれを加温オーブンから除き、標準試験スライドと肉眼的に比較し て特定試料のＣＦＵ／ｍｌの数を決定し割り当てた。実施例１に述べたようにし て、ＥＡＳＩＣＵＬＴ　ＴＴＣキットに記載の試験限界（すなわち１０００ＣＦ Ｕ／ｍ１）の下記に報告する試験結果を、試験スライドコロニイのカウントを予 め製作した標準曲線（既知の微生物のカウント溶液の血清希釈により製造）と比 較することによってえた。ｒ＜１０Ｊ　ＣＦＵ／ｍｌの結果はスライド上にみえ るコロニイ生成単位が存在しないことを意味する。この実験のヒドロゲルを使用 する試験データは次の表に示しである。

これらの結果は、両者の試料は抗菌活性を実証しているけれども、（窒素含量に よって表した）より大きな転化程度をもつ試料はより長い使用の有用性をもって いる、ということを示している。

実施例４　本発明の実施例ではなく、比較例にすぎない。

ＥＡ、Ａを溶融物中のジデシルジメチルアンモニウムクロライトと、水性塩基を 使用することなしに、反応させた。３５ｇのＦＡＡを１ｏｏ’ｃにおいてブラベ ンダーに加え、溶融および混合を行った。ｌｏｇのジデシルジメチルアンモニウ ムクロライドを上記の溶融ＦＡＡに加え、ポリマーブレンドか均一な外観をもつ まで混合した。ポリマーブレンドをブラベンダーから除き、フィルムにプレスし 、小片にカットした。次いでこれらの小片を脱イオン水で洗浄した。このように して製造した試料は１．１％の最大理論窒素含量および０゜８％の測定窒素含量 をもち、見掛は上は７０％の転化率を示しているが、水膨潤性ではなかった。約 １０，０ＯＯＣＦＵ／ｍｌの微生物（ＥＡＳ　ＩＣＵＬＴ系を使用して測定）を 含む試験流体を実施例１で述べたようにして製造した。このポリマーブレンド試 料の効力を実施例３で述べたＥＡＳ　ＩＣＵＬＴ試験法を使用することによって 決定した。その結果を次表に示す。

これらのデータが示すように、塩基溶液をポリマー溶融物に加えることなしに製 造した試料は微生物を破壊または制御するのに前動ではなく、従って本発明の実 施例ではない。

実施例５〜１０および比較例１１ 一連の抗菌剤を使用して実施例２で述べたと同じ一工程法により種々のヒドロゲ ルを製造した。同じ出発ポリマー（ＥＥＡ）を５０ミクロン直径の繊維に溶融紡 糸した。ただし実施例２の抗菌剤を次の実施例中のそれぞれの抗菌剤に置き換え た。１０．０ＯＯＣＦＵ／ｍｌの微生物（ＥＡＳ　ＩＣＵＬＴ系を使用して測定 ）を含む試験流体を実施例１に述べたようにして製造した。実施例３に述べたＥ ＡＳＩＣＵＬＴ試験法を使用して、個々のヒドロゲルのそれぞれの効力を決定し た。これらの実施例において使用した抗菌剤、それらの化学名、窒素の％、およ び活性の結合第４級アンモニウム化合物の９６を次の表に示す。

ＮＡ−適用せず ■ロンザインコーボレーテッドの登録商標。

零アクゾ・ヘミ−・アメリカによって製造。

比較例１１はヒドロゲルを存在させない試験流体中での微生物の増加を測定して いる。すなわち本発明のヒドロゲルの存在なしに微生物のカランオーバータイム の増加を測定している。それぞれの試料についての微生物の減少結果を次表に示 す。

ＮＡ＝適用せず。

本　本発明の実施例ではなく、比較例にすぎない。

実施例１２ 前述の工程２および実施例１において既に述べた２工程法を使用して、ヒドロゲ ル粒子を製造した。３００ｇ／１０分のメルトメンデックスおよび２０％のアク リル含量をもつＦＡＡを出発物質として且つれを微粉砕して２００メツシユの粒 径のふるい分けしたものを使用した。このＦＡＡ粒子から抗菌剤としてのジデシ ルジメチルアンモニウムクロライドを使用するヒドロゲルへの転化は２．２％の 窒素含量（４４，６６重量％の活性結合第４級アンモニウム化合物）をもつヒド ロゲル粉末を生成した。

この粉末ヒドロゲルの部分をＣＬＥＡＮ　＆　ＣＬＥＡＲフェース・モイスチャ ーローション（レブロン・インコーホレーテッド製）に重量基準で５．４％、８ ．５％、１０．６％および２０．６％の濃度でヒドロゲルを加えた。ＣＬＥＡＮ 　＆　ＣＬＥＡＲは次の諸成分を含む：水、イソステリルネオペンタノエート、 プロピレングリコール、ＴＥＡ−ステアレート、グリセリルステアレート、５ｔ ｅａｒｅｔｈ−２０，ＴＥＡ−カーポマー９４１、ゲラニウムエキス、ジプロピ レングリコール、トリナトリウムＥＤＴＡ、ステアリン酸、メチルパラベン、プ ロピルパラベン、イミダゾリジニル尿素、ＦＤ　＆　Ｃレッド＃４およびＦＤ　 ＆　ｃイエロー＃５゜これらの化合物のうち、メチルパラベン、プロピルパラベ ンおよびイミダゾリジニル尿素は抗菌剤であり、それらは製造者によって処方物 に添加され、クリームの貯蔵中のバクテリア成長を阻止する。

ＣＬＥＡＮ　＆　ＣＬＥＡＲローションクリームは種々の濃度の２００％のヒド ロゲル粒子を用いて処方される。処方したＣＬＥＡＮ　＆　ＣＬＥＡＲの１重量 ％を試験流体の一部に加えた。約１．０ＯＯＣＦＵ／ｍｌ微生物（ＥＡＳ　ＩＣ ＵＬＴ系ヲ使用しテ測定）を含む試験流体を実施例１で述べたようにして製造し た。実施例３に述べたＥＡＳ　ＩＣＵＬＴ試験法を使用して、処方したＣ１ｅａ ｎ　＆　Ｃ１ｅａｒ試料のそれぞれの効力を決定した。次の表はそこに示す活性 結合第４級アンモニウム化合物濃度においてヒドロゲルを加えた後の試験結果を 示すものである。

＊　ヒドロゲルなしに１重量％のＣＬＥＡＮ　＆　ＣＬＥＡＲを含む。

本＊　ｓｏｏｐｐｍの活性結合第４級アンモニウム化合物を含むが、ＣＬＥＡＮ 　＆　ＣＬＥＡＲは０％である。

本本本　試料流体中の近似濃度。

これらのデータは、ＣＬＥＡＮ　＆　ＣＬＥＡＲローションクリームへのヒドロ ゲルの添加は微生物の破壊に有効であることを示している。試料Ａは希釈ＣＬＥ ＡＮ　＆　ＣＬＥＡＲ単独か抗菌剤として有効でないことを示している。試料Ｅ はヒドロゲルか抗菌活性に有効であることを示している。試料Ｂ、Ｃ，Ｄおよび Ｆは異なった濃度のヒドロゲルが異なった水準の有効性をもたらし、従って最終 用途に応じて融通性のある処方を与えるということを示している。

実施例１３ 実施例１２の２００メツシユのヒドロゲル粒子を商業用ハミガキに加えて微生物 を制御する有効性をみた。これらの商業用ハミガキとそれらの報告された内容は 次の通りであった。

ブロクター＆ギャンブルのＯＬＥＥＭ：カルシウム・ピロホスフェートのハミガ キ基材中の弗化ナトリウム、水、ソルビトール、グリセリン、セルロースガム、 ナトリウム・ラウリル・サルフェート、フレーバー、マグネシウム・アルミニウ ム・シリケート、ジナトリウム・ホスフェート、ナトリウム・ホスフェート、お よびナトリウム・サッカリン；および コルゲート・バルモライブ・カンパニーのＵＬＴＲＡ　ＢＲ■ＴＥ： ナトリウム・モノフルオロホスフェート、水、グリセリン、水和シリカ、アルミ ナ、ナトリウム・ラウリル・サルフェート、フレーバー、カラギーナン、セルロ ースガム、ナトリウム・ベンゾエート、二酸化チタン、およびナトリウム・サッ カリン。

２００メツシユのヒドロゲル粒子の一部（０，９１ｇ）を２つの商業用ハミガキ の３ｇ部分と混合した。それぞれの配合した混合物の全量を５００ｍ１の試験流 体（実施例１のようにして製造：約１００．０００ＣＵＦ／ｍｌの微生物を含む ）に加えて、９１０ｐｐｍの活性結合第４級アンモニウム化合物および６０００ ｐｐｍのハミガキを試験流体中に含む混合物をえた。実施例３に述べたＥＡＳ　 ｒｃＵＬＴ試験法を使用して、処方したハミガキ試料のそれぞれの効力を決定し た。これらの結果は次の表に示す。

ネ　ブロクター＆ギャンブルの商品名。

本本　コルゲート・パルモライブ・カンパニーの商品名。

これらのデータが示すように、本発明のヒドロゲル粒子を含む試験ＣおよびＥは 数時間で微生物を制御するのに対して、ヒロドゲルを含まない比較試験Ａ、Ｂお よびＤは微生物の集団に効果をもたな実施例１３と同様にして、実施例１２で製 造した２００メツシュのヒドロゲル粒子の０．９１ｇ部分を商業的に入手しつる シャンプーの３ｇの部分に加えた。それぞれの配合したシャンプー試料を約１０ ．０ＯＯＣＦＵ／ｍｌの微生物を含む（実施例１のようにして製造した）栄養物 に富む試験流体の分割量に加えた。実施例３に述べたようなＥＡＳＩＣＵＬＴ　 ＴＴＣ系を使用して抗菌活性を試験した。下記の表にこれらのデータを要約する 。

本　クレイロール・インコーホレーテッドにより製造。

これらのデータが示すように、本発明のヒドロゲル粒子を含む試験Ｃは数時間で 微生物を制御したのに対して、ヒドロゲルを含まない試験ＡおよびＢは微生物集 団に効果をもたなかった。

実施例１５ 実施例１３と同様にして、実施例１３で製造した２００メ・ノシュのヒドロゲル 粒子の０．９１ｇ部分を３種の商業的に入手しうる石けんの３ｇ部分に加えた。

それぞれの配合混合物を、実施例１のようにして製造した、約１００，０００Ｃ ＦＵ／ｍｌの微生物を含む試験流体の５００ｍ１に加えて９１０ｐｐｍの活性結 合第４級アンモニウム化合物および６０００ｐｐｍの石けんを含む混合物をえた 。

実施例３に述べたＥＡＳ　ＩＣＵＬＴ試験法を使用して、配合石けん試料のそれ ぞれの効力を決定した。これらの結果は次の表に示す。

本　ブロクター＆ギャンブルの商品名。

本＊　ブロクター＆ギャンブルの商品名。

本本本　レバー・ブラザーズ・カンパニーに商品名。

試験Ｂ、　ＤおよびＦは、本発明のヒドロゲル粒子の商業的に入手しつる石けん への添加は水中の微生物を制御することを示している。

微生物を制御しないことを示している。

実施例１６ 方法１を使用して、ヒドロゲルを溶融紡糸ＥＡＡとセチルピリジニウムクロライ ド（ＣＰＣ）とから製造した。すなわちジデシルジメチルアンモニウムクロライ ドの代りにセチルピリジニウムクロライドを使用した。この反応の後の抗菌性カ チオン（または活性結合第４級アンモニウム化合物）の活性水準は２．　１重量 ％の窒素または４８．４重量％のＣＰＣであった。このヒドロゲル繊維の一部を それぞれ５００ｍ１の試験流体（実施例１のようにして製造、約１００．０ＯＯ ＣＦＵ／ｍｌの微生物を含む）に加えて１６ｐｐｍの活性結合第４級アンモニウ ム化合物から５１７ｐｐｍの活性結合第４級アンモニウム化合物を含む混合物を えた。試験Ａはヒドロゲルを含まなかった、従ってこれは比較例にすぎない。実 施例３で述べたＥＡＳ　ＩＣＵＬＴ試験法を使用して処方試料のそれぞれの効力 を決定した。それらの結果を次表に示す。

ネ　ヒドロゲルを添加しなかった試験試料。

これらのデータは、セチルピリジニウムクロライドを抗菌剤として本発明により 製造した且つ微生物に富む環境においたヒドロゲルが、たとえ１６ｐｐｍの活性 結合第４級アンモニウム化合物の水準にまで濃度低下してさえ、バクテリア・カ ウントの減少に有効であったことを示している。

実施例１７　比較例であって、本発明の実施例ではない。

ＣＥＰＡＣＯＬ　（商標）マウスウォッシュ（レークサイド・ファーマシューテ ィカルスにより製造）、このものは５００ｐｐｍのセチルピリジニウムクロライ ドＣＣＰＣ）を含む、を種々の量で試験流体（実施例１のようにして製造、約１ ，０００，０ＯＯＣＦＵ／ｍ１の微生物を含む）に加えた。ＣＥＰＡＣＯＬの濃 度をそれぞれの試験において調節してＣＰＣの活性水準を変えた。実施例３で述 べたＥＡＳ　ＩＣＵＬＴ試験法を使用して、処方試料のそれぞれの効力を決定し た。これらの結果を下記の表に示す。

＊　ＣＥＰＡＣＯＬ添加しない試験流体のみ。

ＮＭはデータを測定しなかったことを示す。

これらのデータが示すように、ＣＰＣは低水準まで抗菌剤として有効である。微 生物の制御はＣＰＣが２５ｐｐｍ程度の水準のときにも１時間の接触時間以内に 示された。実施例１６が実施例１７との比較において実証したように、ＣＰＣを ヒドロゲルの形体で本発明の活性抗菌剤として使用するとき、ヒドロゲルは、商 業的に入手しつるマウスウォッシュとほぼ同じ活性ＣＰＣ水準で抗菌剤としての 機能を果たすことができた。

実施例１８〜１９および比較例２０ 前述の一工程法を使用してＥＡＡキャスト・フィルム、およびジデシルジメチル アンモニウムクロライド（実施例１８）、ＣＰＣ（実施例１９）、および８−ヒ ドロキシキノリン（比較例２０）から抗菌性ヒドロゲルを製造した。実施例２に 述べた阻止試験帯域および実施例１に述べた試験流体を使用して、これらのヒド ロゲルの活性を＞１０，０ＯＯＣＦＵ／ｍｌの初期プレート・カウントの微生物 により試験した。これらの試料はまた特定の抗菌剤の存在または不在および％を 表わす窒素％についても試験した。それぞれのヒドロゲル・フィルム試料を、操 作の始めに（すなわち水との接触の前に）および毎日２４時間の７日間の脱イオ ン（ＤＩ）水（ｐＨ＝４．５２）中のよどんだ浸漬の後に試験した。試料のそれ ぞれを個々に１２５ｍ１（約４オンス）の量の新鮮なりＩ水中に入れた。

これらの結果を下記の表に示す。

本　比較例 本　比較例。

木本　接触区域上に成長なし。

ネ木本　阻止帯域なしくすなわち、接触区域を含めてすべての場所で成長）。

これらのデータが示すように、実施例１８および１９は測定しうる阻止区域をも たなかった。それらは試料の下に成長を検出しなかったけれども、それらは窒素 ％で測定して、７日間のＤＩ水との接触の後に９４〜１００％（もとの水準の重 量基準）の水準で抗菌性を保持した。すなわち、本発明により使用するための抗 菌剤は、本発明のヒドロゲルの製造に使用するとき、実質的に非浸出性であった 。ＥＡＳ　ＩＣＵＬＴ系を使用する前記の実施例（複数）か実証したように、こ れらのヒドロゲルのそれぞれは測定しつる阻止帯域をもつことなしに、接触の際 に微生物を制御した。

これとは対照的に、８−ヒドロキシキノリンを抗菌剤として使用するとき、阻止 帯域は始めに高くて抗菌剤の移動を示し、そしてＤＩ水との７日間の接触後には 減少して検出しつる阻止帯域はなく、試料の下に成長が検出された。この窒素％ の分析はヒドロゲル構造からの８−ヒドロキシキノリンの迅速な枯渇もしくは移 動を実証し、従ってその浸出性を示している。

実施例２１ 抗菌性ヒドロゲルの分散液を次の方法によって製造した。

１、　抗菌性をもつ第４級アンモニウム塩のある量をある量の水に加えて攪拌し た。ｐＨを示した目標に調節して第１溶液を製造した。

２、エチレン／アクリル酸分散溶液（当業者に知られている方法のいづれかを使 用して、たとえば水酸化アンモニウムの水性溶液との混合によって、分散させた もの）を脱イオン水で予め定めた程度に希釈して、そしてまた攪拌して第２溶液 を製造した。

３、　第２溶液全体を徐々に第１溶液に加え、そのあいだ同時に攪拌して固体の 集塊を防ぎ、このようにして第３溶液を製造した。

４、　第３溶液のｐＨを、ｐＨが比較的一定になるまで、所望の点に調節して抗 菌性ヒドロゲル分散液を製造した。

この分散液のある量を１００メツシユ（１４０ミクロン）ふるいに通して濾過し 、そしてふるい上に集めた分散液の量を秤量することによって、非分散性％を決 定した。溶液に始めに加えた固体の量から非分散性の量を差し引いて計算するこ とによって、固体％を決定した。次の表は本発明の抗菌性ヒドロゲルから製造し た分散液中に使用される量を示したものである。

次の３つの表は、これら３つの実験について非分散性％および固体％をｐＨの関 数として表わすものである。

目標の転化＝５０％ 目標の転化＝７５％ 目標の転化＝１００％ １種以上の界面活性剤を分散液に加えることができるが、分散液を製造するため に界面活性剤を加えることは必要ではない、ということに注目するのが重要であ る。

試験３Ｂの分散液の効力は、実施例２２に記載のＰＯＬＹＳＥＥＤ　（ＰＯＬＹ ＢＡＣによって製造）バクチリアル・イノキラム試験溶液を使用して、実施例２ で述べたようにして阻止区域の試験を行なうことによって実証された。分散液を 示した基材のそれぞれに滴下状に加え、次いで一夜風乾した。分散液を被覆した 基材を秤量および再秤量して加えた分散液の量を決定した。次の表はこれらの試 験結果を示す。

ＮＡ＝適眉せず、この試料はプラクに冷間プレスした抗菌性ヒドロゲルである。

これらのデータが示すように、阻止帯域は試料のすべてについて最小であったが 、抗菌性ヒドロゲルは依然として効力を保った。

実施例２２ 実施例１のようにして製造した約１．９％の窒素をもつ粉砕ヒドロゲル繊維と、 他の熱可塑性ポリマー（低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、エチレン・１酸化炭 素コポリマー（ＥＣＯ）　、エチレン−アクリル酸インターポリマー（ＥＡ、Ａ ））とのブレンドを、それぞれの試料を予め秤量して変性バンバリーミキサ−に 加えて溶融混合する、ことによって製造した。実験を行なう前に抗菌性ヒドロゲ ル溶融させた。その後に抗菌性ヒドロゲルをバンバリーに加えて２分間ブレンド させた。ポリエチレン基材の希釈剤熱可塑性樹脂について、温度は約１４０℃で あった。１００％抗菌性ヒドロゲルの溶融ブレンド試料については、溶融温度は 約１３０℃であった。２分間の混合後に、ポリマー／抗菌性ヒドロゲルのブレン ドを５ｃｍ（２インチ）直径のディスクに、それぞれ０．３ｃｍ　（（１，１２ ５インチ）の厚さに、１９０°Ｃのホットプレス中で２分間プレスした。ブレス したディスクを次いで、次の処方により作成したＰＯＬＹＳＥＥＤバクチリアル ・イノキュラム試験溶液を使用して、実施例２に既に述べた阻止区域の試験を用 いて、抗菌活性の試験を行なった。

ＰＯＬＹＳＥＥＤは都市および工業廃棄物中にふつうに見出される１２種のバク テリア（桿菌および球菌）のブレンドであり、生物学的酸素要求（ＢＯＤ）試験 の種集団として処方されたものである。

実際には、ｍ１当り１０６コロニイ生成単位（ＣＦＵ）の程度のバクテリア集団 が１つのＰＯＬＹＳＥＥＤカプセルについて予期されつる。この集団は攪拌およ びエアレーションについて６時間までのあいだ安定である。

１、　試験の調製 次のようにして水性試験溶液類を作る。

ａ、ｆｉｔ酸マグネシウム溶液：　３．３５ｇＯ）ＭｇＳＯ＜　・７Ｈ，Ｏを蒸 留水にとかし、１００ｍ１に希釈する。

ｂ、　塩化カルシウム溶液：３．７５ｇのＣａＣＩｔを蒸留水にとかし、１００ ｍ１に希釈する。

Ｃ１塩化第２鉄溶液：　０．０２５ｇ（７）ＦｅＣ１ｓ　’　６Ｈ２０を蒸留水 にとかし、１００ｍ１に希釈する。

ｄ、リン酸塩緩衝溶液：　０．８５ｇｃ７）ＫＨｚ　ＰＯ４，２，１７５ｇのＫ ｔ　ＨＰＯ４，３，３４ｇのＮａｔ　ＨＰＯ４’７Ｈ！Ｏ，および０．　１７　 ｇ（ＤＮＨ＜　ＣＩを約５０ｍ１の蒸留水にとかし、１００ｍ１に希釈する。ｐ Ｈは更なる調節なしに７．２であるべきである。

ｅ、　調製した溶液（複数）を貯蔵用のビン（複数）に入れる。

注：貯蔵溶液中に生物学的成長の徴候がある場合には上記試剤のいづれかを捨て る。

２．１１のビーカーに５００ｍ１の蒸留水を計量する。

３、　調製試剤（工程１参照）のそれぞれの１ｍｌを蒸留水に加え、攪拌して混 合する。

４、　ＰＯＬＹＳＥＥＤの１カプセルの内容物を上記の水に加える。

５、　磁気攪拌捧を溶液に入れ、攪拌プレートで攪拌し、スバージ管を用いて少 なくとも１時間エアレーションする。

６、１時間後に、ＰＯＬＹＳＥＥＤ溶液の分別量を除く。

７、　ＥＡＳＩＣＵＬＴ−ＴＴＣスライドをこの溶液に露出し、その用途の機器 に従って加温する。

８、　攪拌およびエアレーションを続け、ＰＯＬＹＳＥＥＤ溶液を小分けして抜 き出して種々の目的に供する。この溶液は調製後少なくとも６時間良好である。

９、　試験の結論において、またはその日の終りに、溶液を廃棄する。

下記の表は溶融ブレンドした抗菌性ヒドロゲル／熱可塑ポリマーのブレンド類、 およびえられる抗菌活性を示す。

ＮＧＯＣ＝接触区域上に成長なし。

ネネ　溶融ブレンドではない。

希釈剤ポリマー＝ＥＡＡ （メルトインデックス＝１．５ｇ／１０分、１０％アクリル酸）＊　ＴＧＯＣ＝ 接触区域上に痕跡の成長。

ＧＯＣ＝接触区域上に成長。

希釈剤ポリマー＝ＬＤＰＥ （メルトインデックス＝２ｇ／１０分、密度＝０．９２２５ｇ／ｃｃ） ＊　ＮＧＯＣ＝接触区域上に成長なし。

ＴＧＯＣ＝接触区域上に痕跡の成長。

ＧＯＣ−接触区域上に成長。

上記の表中のデータが実証するように、本発明の抗菌性ヒドロゲルと他の熱可塑 性プラスチックス、とくにＬＤＰＥ、ＥＣ○、およびＥＡＡ　（比較的低いアク リル酸をもつもの）との溶融ブレンドは、最小の阻止区域をもつが接触区域上に 成長のない、抗菌剤としての有効性を保持した。

国際調査報告 フロントページの続き （７２）発明者　パットン、ロバート　ティーアメリカ合衆国テキサス用　７７ ５６６　レーク　ジャクソン　ターロウ　コート　５３（７２）発明者　フィン レイソン、マルコルム　エフアメリカ合衆国テキサス用　７７００８　ヒユース トン　イースト　１２　１／２　ストリート７３１

Claims (35)

【特許請求の範囲】
1. １．（ａ）懸垂アルカリ金属またはアンモニウムカルボキシレート基をもつ少な くとも１種の成形されたビニル付加インターポリマーを （ｂ）少なくとも１種のカチオン性抗菌性化合物と反応させ、それによって該抗 菌性化合物を（ａ）の懸垂カルボキシレート基にイオン結合させそして該抗菌性 化合物を脱イオン水と接触させたとき反応生成物から実質的に非浸出性にするこ とを特徴とすると共にヒドロゲルが抗菌性であることを更に特徴とする、水一膨 潤性でるが水に不溶性であるヒドロゲル。
2. ２．該カチオン性抗菌性化合物が抗菌性をもつ少なくとも１種の第４級アンモニ ウム塩であることを更に特徴とする請求項１の水−膨潤性であるが水に不溶性で ある抗菌性ヒドロゲル。
3. ３．該成形されたインターポリマーが繊維またはストランドの形体にあることを 更に特徴とする請求項１の組成物。
4. ４．該繊維が外皮／コアの形態をもつ２成分繊維であり、該成形されたインター ポリマーが外皮を包含する請求項３の組成物。
5. ５．該成形されたインターポリマーが粒子の形状にある請求項１の組成物。
6. ６．該成形されたインターポリマーがフィルムの形状にある請求項１の組成物。
7. ７．該第４級アンモニウム塩が下記の式に相当する分子構造をもつ請求項２の組 成物。 Ｉ． ▲数式、化学式、表等があります▼ 式中、それぞれのＲ′は独立 に−ＣＨ３または−Ｃ２Ｈ５ であり、それぞれのＲは独立 にＣ２Ｈ５〜Ｃ２０Ｈ４１であり、 Ａ■＝相溶性の中和用不活性 アニオン、 ＩＩ． ▲数式、化学式、表等があります▼ 式中、それぞれのＲ′は独立 に−ＣＨ３または−Ｃ２Ｈ５ であり、そして Ｒ＝Ｃ２Ｈ５〜Ｃ２０Ｈ４１ Ａ■＝相溶性の中和用不活性 アニオン、 または ＩＩＩ． ▲数式、化学式、表等があります▼ 式中、 Ｒ＝Ｃ２Ｈ５〜Ｃ２０Ｈ４１ Ｒ′′＝不活性の置換基または −Ｈ Ａ■＝相溶性の中和用アニオ ン。
8. ８．該第４級アンモニウム塩がジデシルジメチルアンモニウムクロライドもしく はプロマイド、セチルビリジニウムクロライドもしくはブロマイド、ジメチルベ ンジルアンモニウムクロライドもしくはプロマイド、またはこれらのいづれかの 混合物である請求項７の抗菌性ヒドロゲル。
9. ９．該ビニル付加インターポリマーが水酸化ナトリウムと反応した少なくとも１ 種のエチレン−アクリル酸インターポリマーである請求項８のヒドロゲル。
10. １０．該抗菌性ヒドロゲルが実質的に脱水されている請求項１の抗菌性ヒドロゲ ル。
11. １１．該ヒドロゲルが水吸収性もしくは水−膨潤性である請求項１０の抗菌性ヒ ドロゲル。
12. １２．他の熱可塑性プラステックスとブレンドされ所望の形状に溶融加工されて 抗菌性ヒドロゲル熱可塑性プラステックスブレンドを形成している請求項１の抗 菌性ヒドロゲル。
13. １３．熱可塑性グラステックスがポリプロピレン、低密度ポリエチレン、線状低 密度ポリエチレン、およびエチレン−アクリル酸インターポリマーからなる群か らえらばれる請求項１２の抗菌性ヒドロゲル熱可塑性グラステックスブレンド。
14. １４．次の諸工程からなることを特徴とする請求項１の水−膨潤性であるが水− 不溶性の抗菌性ヒドロゲルの製造方法。 （Ａ）ｐＨ塩基性の水性反応媒質中で （ａ）懸垂アルカリ金属カルボキシレートまたはアンモニウムカルボキシレート 基をもつ少なくとも１種の成形されたビニル付加インターポリマーを （ｂ）少なくとも１種のカチオン性抗菌性化合物と反応させ、そして （Ｂ）反応生成物を抗菌性ヒドロゲルとして回収する。
15. １５．該カチオン性抗菌性化合物が抗菌性をもつ少なくとも１種の第４級アンモ ニウム塩である請求項１４の方法。
16. １６．該ビニル付加インターポリマーがエチレン−アクリル酸インターポリマー のアルカリ金属塩である請求項１４の方法。
17. １７．該成形されたインターポリマーが繊維またはストランドの形体にある請求 項１４の方法。
18. １８．該成形されたインターポリマーが粒子の形体にある請求項１４の方法。
19. １９．該成形されたインターポリマーがフィルムの形体にある請求項１４の方法 。
20. ２０．該ヒドロゲルを実質的に脱水する工程を更に含む請求項１４の方法。
21. ２１．該第４級アンモニウム塩が次式に相当する分子構造をもつ請求項１５の方 法。 Ｉ． ▲数式、化学式、表等があります▼ 式中、Ｒ′は独立に−ＣＨ３ または−Ｃ２Ｈ５であり、そ れぞれのＲは独立にＣ２Ｈ５ 〜Ｃ２０Ｈ４１であり、 Ａ■＝相溶性の中和用不活性 アニオン、 ＩＩ． ▲数式、化学式、表等があります▼ 式中、それぞれのＲ′は独立 に−ＣＨ３または−Ｃ２Ｈ５ であり、そして Ｒ＝Ｃ２Ｈ５〜Ｃ２０Ｈ４１ Ａ■＝相溶性の中和用不活性 アニオン、 または ＩＩＩ． ▲数式、化学式、表等があります▼ 式中、 Ｒ＝Ｃ２Ｈ５〜Ｃ２０Ｈ４１ Ｒ′′＝不活性の置換基または −Ｈ Ａ■＝相溶性の中和用アニオ ン。
22. ２２．該第４級アンモニウム塩がジデシルジメチルアンモニウムクロライドもし くはブロマイド、セチルピリジニウムクロライドもしくはブロマイド、ジメチル ゼンジルアンモニウムクロライドもしくはプロマイド、またはそれらの混合物で ある請求項２１の方法。
23. ２３．水性流体を請求項１１の水吸収性ヒドロゲルと接触させることを特徴とす る水性流体から水を除去する方法。
24. ２４．該粒子から抗菌性分散液を製造することを更に含む請求項１８の方法。
25. ２５．該粒子を他の熱可塑性ブラステックスとブレンドすることを更に含む請求 項１８の方法。
26. ２６．該熱可塑性ブラステックスがポリプロピレン、低密度ポリエチレン、線状 低密度ポリエチレン、およびエチレン−アクリル酸インターポリマーからなる群 からえらばれる請求項２５の方法。
27. ２７．該粒子をフォームに加え、それによって抗菌性のフォームを製造すること を更に含む請求項１８の方法。
28. ２８．該フォームがポリオレフィン、ポリスチレン、ラテックス、尿素、イソシ アヌレート、ポリウレタンまたはセルロース系ポリマーを含む請求項２７の方法 。
29. ２９．該抗菌性分散液を少なくとも１種の天然または合成繊維に付与する請求項 ２４の方法。
30. ３０．該合成繊維がポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステルおよびナイロ ンからなる群からえらばれる請求項２９の方法。
31. ３１．該合成繊維が不織布の形体にある請求項３０の方法。
32. ３２．該懸垂アルカリ金属カルボキシレートもしくはアンモニウムカルボキシレ ートを少なくとも１種の一価、二価、および／または三価の金属カチオンとイオ ン交換させて高められた融点をもつ抗菌性ヒドロゲルを作ることを更に含む請求 項１４の方法。
33. ３３．微生物を含む水性媒質を請求項１の抗菌性ヒドロゲルと接触させることを 特徴とする微生物を制御する方法。
34. ３４．該微生物含有水性媒質が木材パルプを処理して紙にするのに使用する循環 白色水である請求項３３の方法。
35. ３５．該抗菌性ヒドロゲルが再生性である請求項３４の方法。