KR20160104663A - 경질 표면 세정 방법 - Google Patents

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데이비드 제이. 타이렐
존 게빈 맥도날드
데이브 알렌 소렌스
더글라스 호프먼
페이지 니콜 에넌슨
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킴벌리-클라크 월드와이드, 인크.
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Abstract

경질 표면용 항세균성 세정 조성물이 유연성 초흡수성 물질 및 항세균제로 만들어진다. 조성물은 혈액, 구토물, 대변, 소변, 유리, 식품 등을 비롯한, 다양한 액체와 고체 표면 오염물에 적용 가능하다. 조성물은 오염된 경질 표면에 붓기, 롤링, 분무 또는 발포형성을 비롯한 여러 가지 방법에 의해 적용될 수도 있다. 경화되었다면, 항세균성 세정 조성물이 표면으로부터 제거되고, 오염물을 함께 가져가고 세정된 표면 뒤에 남겨 둔다.

Description

경질 표면 세정 방법{METHOD FOR CLEANING HARD SURFACES}
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은, 2013년 12월 31일에 출원된 미국 가특허출원 제61/922,514호인 우선권을 주장하며, 기술적 사항이 본원에서 참고문헌으로 원용된다.
본 발명은 일반적으로 경질 표면의 세정 분야에 관한 것으로, 보다 구체적으로 경질 표면으로부터 오염물, 액체 또는 고체를 세정하고 경질 표면을 소독하기 위한 방법에 관한 것이다.
병원은 입원실 및 치료실 내의 모든 경질 표면을 세정하고 소독할 필요가 있다. 대상이 되는 오염물은 단백질, 예를 들어 혈액을 함유하는 생물학적 오염물을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 이러한 오염물을 경질 표면으로부터 세정하는 데에는 2단계 공정, 즉 세정하기 위한 하나의 단계와 소독하기 위한 다른 하나의 단계가 사용된다.
생물학적 오염물/혈액을 세정하는 것은 일상적으로 일회용 습식 와이프 및/또는 세탁에 의해 위생 처리되어야 하는 비-일회용 천이 관여된다. 생물학적 오염물은 습식 와이프 또는 천으로 청소하기가 다소 어려운, 실내의 어느 곳(예를 들어, 벽, 장비, 연결 케이블 등)에나 있을 수 있다. 모든 경질 표면으로부터 생물학적 오염물을 세정한 후, 동일 표면을 소독해서 생물학적 오염물에 의해 뒤에 남겨진 감염성 미생물을 제거해야 한다. MRSA와 같은 다제 내성균(multi-drug resistant organisms)이 증가하면서, 소독제를 감염성 미생물과 접촉시켜야 하는 의무 시간이 존재한다.
일반적으로, 방을 세정하고 소독하는 두 가지 모두를 하는 데에 2명의 직원이 필요하다. 이러한 시나리오는 시간이 걸리고 고가이다.
경질 표면으로부터 생물학적 오염물 또는 다른 오염물을 세정하고 소독하기 위한 덜 번거롭고 비용 효율적인 방법에 대한 필요성이 존재한다.
본 발명의 일 측면에서는, 다음의 단계들을 포함하는 경질 표면을 소독하는 방법이 있다. 첫째, 액체 유연성 초흡수성 중합체 물질, 및 소독 기간을 갖는 항세균제를 갖는 항세균성 세정 조성물을 제공한다. 둘째, 상기 항세균성 세정 조성물을 소독할 경질 표면 상에 적용한다. 셋째, 건조된 항세균성 세정 조성물을 경질 표면으로부터 제거한다. 항세균성 세정 조성물이 소독 기간보다 빠르지 않게 경화할 수 있게 하는 것이 바람직할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에서는, 경질 표면으로부터 오염물을 제거하고 경질 표면을 소독하는 방법이 있다. 첫째, 항세균제, 아크릴산을 포함하는 액체 초흡수성 중합체, 및 활성제를 포함하는 항세균성 세정 조성물을 제공한다. 항세균제는 사차 암모늄 화합물, 과산화물, 계면활성제, 은, 또는 구리, 및 이들의 조합으로부터 선택된다. 활성제는 염화칼슘, 글리세롤, 계면활성제, 및 이들의 조합으로부터 선택된다. 둘째, 경질 표면 상에 항세균성 세정 조성물을 적용하여 오염물을 덮는다. 셋째, 항세균성 세정 조성물을 건조시켜서 초흡수성 중합체 물질 내에 가교결합을 유도하여 액체 조성물을 고체 상태로 전이시키고, 항세균성 세정 조성물이 오염물에 결합할 수 있게 한다. 마지막으로, 항세균제가 경질 표면을 효과적으로 소독한 후에 건조된 항세균성 세정 조성물 및 결합된 오염물을 경질 표면으로부터 제거한다.
본 발명의 또 다른 측면에서는, 경질 표면으로부터 오염물을 세정하는 방법이 있다. 첫째, 아크릴산을 포함하는 액체 초흡수성 중합체로 오염물을 덮는다. 둘째, 액체 초흡수성 중합체를 건조시켜서 오염물에 결합시킨다. 셋째, 액체 초흡수성 중합체 및 오염물을 경질 표면으로부터 제거한다.
도면들에 예시한 특정한 실시예들을 참조하여 본 발명을 이하에서 더욱 상세히 설명한다.
정의
본 발명의 개시내용에 사용되는 경우, 용어 "포함한다", "포함하는" 및 근원 용어인 "포함한다"로부터의 다른 파생어는 임의의 설명된 특성, 요소, 정수, 단계 또는 성분의 존재를 특정하는 개방 말단을 갖는 용어인 것으로 의도되며, 하나 이상의 다른 특성, 요소, 정소, 단계, 성분 또는 그룹의 존재 또는 추가를 배제하는 것으로 의도되지 않는다.
용어 "결합제"는 스스로 기재에 부착할 수 있거나, 다른 물질을 기재에 부착시킬 수 있는 물질을 포함한다.
용어 “중합체”는 단일중합체(homopolymer), 공중합체(copolymer), 예를 들면 블록, 그라프트(graft), 랜덤, 및 교호 공중합체, 삼중합체(terpolymer) 등, 및 그들의 배합물 및 변형물을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 또한, 구체적으로 달리 한정하지 않는 한, 용어 “중합체”는 물질의 모든 가능한 배위 이성질체(configurational isomer)를 포함할 것이다. 이러한 구조는, 동일배열, 교대배열, 및 혼성배열 대칭을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.
"유연성 초흡수성 결합제 중합체 용액"이라는 문구에서 사용될 때, 용어 "용액" 및 이들의 유도체는 실질적으로 아직 가교 결합되지 않았지만(즉, 전구체), 가교결합이 일어나면 유연성 초흡수성 결합제 중합체로 될 중합체 용액을 의미한다.
용어 "자연 가교결합"은 방사선, 촉매, 또는 약 150℃를 넘지 않는, 예컨대 약 120℃를 넘지 않는, 또는 약 100℃를 넘지 않는, 특정 온도 이외의 다른 유인수단 없이 발생하는 가교 결합을 의미한다.
도 1a는 깨진 유리의 트레이의 사진이고;
도 1b는 본 발명의 중합체 물질에 매립된 도 1a의 깨진 유리의 사진이고;
도 2a는 PYREX 유리 접시 위에 쏟은 주스 속 과일 샐러드의 사진이고;
도 2b는 본 발명의 중합체 물질 내에 완전히 흡수된 도 2a의 과일 샐러드와 주스의 사진이고;
도 3a는 액체 혈액을 담고 있는 PYREX 유리 접시의 사진이고;
도 3b는 본 발명의 중합체 물질에 의해 완전히 흡수된 혈액의 사진이고;
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 중합체 물질이 건조된 혈액을 어떻게 흡수할 수 있는지 입증하는 일련의 사진이고;
도 5a 및 도 5b는 계산기의 키보드에 적용된 경우에 본 발명의 중합체 물질과, 그것의 이어지는 제거를 나타내는 사진이고;
도 6은 한천 평판 및 억제 구역 시험(Zone of Inhibition Test)을 위해 접종되는 방향의 평면도이다.
이제, 본 발명의 실시예들을 상세히 참조하며, 이러한 실시예들의 하나 이상의 예가 도면에 예시되어 있다. 각 예는, 본 발명을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하려는 것이 아니다. 예를 들어, 일 실시예의 일부로서 설명하거나 예시하는 특징들은 다른 일 실시예와 함께 사용되어 추가 실시예를 실시할 수 있다. 본 발명은 본원에서 설명하는 실시예들에 대한 변형과 변경을 포함하려는 것이다.
본 발명은 경질 표면으로부터 고체 및 액체 물질을 제거하고 경질 표면을 소독하기 위한 세정 방법에 관한 것이다. 본 발명의 방법에 대한 다양한 실시예들이 도 1a 내지 도 5b에 도시되어 있다.
본 발명에 사용되는 항세균성 세정 조성물은 일반적으로 유연성 결합제 초흡수성 중합체 물질 내에 항세균제를 포함한다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "초흡수성"이란, 가장 우호적인 조건 하에서, 0.9중량%의 염화나트륨을 함유하는 수용액에 있어서 중량의 적어도 약 10배 또는 중량의 적어도 약 15배를 흡수할 수 있는 수-팽윤성, 수-불용성 유기 또는 무기 물질을 가리킨다. 초흡수성 물질은 천연, 합성, 및 개질된 천연 중합체 및 물질일 수 있다. 또한, 초흡수성 물질은 실리카켈 등의 무기 물질, 또는 가교결합된 중합체 등의 유기 화합물일 수 있다.
초흡수성 물질
본 발명에서 사용하기에 적합한 초흡수성 중합체 물질은 Soerens 등의 미국 특허번호 제6,849,685호; Lang 등의 미국 특허번호 제7,312,286호; 및 Lang 등의 미국 특허번호 제7,335,713호; 및 Lang 등의 미국 특허번호 제7,399,813호에서 초흡수성 결합제 중합체 용액으로서 개시되어 있으며, 이들 문헌의 각각의 전문은 본 명세서에 참고로 원용된다. 이러한 초흡수성 결합제 중합체 용액은 본원에서 유연성 흡수성 결합제 혹은 “FAB”라고 부를 수도 있다. 이들 문헌에서 개시하고 있는 초흡수성 결합제 중합체 용액은 적용-후(post-application), 수분 유도(moisture-induced) 가교결합을 행할 수 있다. 대부분의 초흡수성 중합체에서는 중합체를 강화하도록 내부 가교제를 첨가할 필요가 있는 반면에, 본 발명에서 사용되는 초흡수성 중합체 물질에서는, 유기 단량체가 내부 가교제로서 기능하기 때문에 가교제를 첨가할 필요가 없다. 내부 가교제는, 수용성 전구체 중합체를 기재 상에 코팅한 다음 물을 제거하여 잠복 가교제를 활성화함으로써 초흡수성 중합체 물질이 형성될 수 있게 한다.
그 전문이 본 명세서에 참고로 원용되는, 미국 특허번호 제7,335,713호에서, Lang 등은 본 발명에서 초흡수성 중합체 물질로서 사용될 수도 있는 초흡수성 결합제 조성물을 설명하고 있다. Soerens 등의 문헌에 개시된 흡수성 결합제 조성물은 흡수 용품의 제조에 사용하기에 특히 적합한 알콕시실란 작용기를 함유하는 모노에틸렌성 불포화 중합체 및 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 에스테르이다. 또한, Lang 등은, 단량체 용액을 준비하는 단계, 단량체 용액을 개시제 시스템에 첨가하는 단계, 및 수계 수용성 결합제 조성물로 알려진 개시제 시스템 내의 중합화 개시제를 활성화하는 단계를 포함하는 흡수성 결합제 조성물을 제조하는 방법이 기재되어 있다. 본원에서 사용되는 바와 같은 "단량체(들)"는, 단량체, 올리고머, 중합체, 단량체, 올리고머, 및/또는 중합체의 혼합물, 및 모노에틸렌성 불포화 카르복실산, 술폰산, 또는 인산 혹은 이들의 염과의 공중합체화가 가능한 다른 임의의 반응성 화학종을 포함한다. 트리알콕시실란 작용기를 함유하는 에틸렌성 불포화 단량체가 본 발명에 적절하며 바람직하다. 바람직한 에틸렌성 불포화 단량체는 아크릴레이트 및 메타크릴레이트를 포함하며, 예컨대, 알콕시실란 작용기를 함유하는 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 에스테르를 포함한다.
전술한 참조문헌들에 개시되어 있는 흡수성 결합제 조성물은 적어도 15% 질량의 모노에틸렌성 불포화 카르복실산, 술폰산, 또는 인산 혹은 이들의 염, 물에 노출시 가교결합된 중합체를 형성하도록 응축되는 실라놀 작용기를 형성하는 알콕시실란 작용기를 함유하는 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 에스테르, 에스테르 단량체를 함유하는 공중합체화 가능한 친수성 글리콜, 및/또는 가소제의 반응 산물이다.
바람직하게는, 모노에틸렌성 불포화 단량체는 아크릴산이다. 다른 적절한 단량체는 카르복실기 함유 단량체를 포함하는데, 예를 들어, (메타)크릴산(아크릴산 또는 메타크릴산을 의미하며, 이하, 유사한 표기를 사용함), 말레산, 푸마르산, 크로톤산, 소르빈산, 이타콘산, 신남산 등의 모노에틸렌성 불포화 모노 또는 폴리 카르복실산; 예를 들어, (말레 무수물 등의) 모노에틸렌성 불포화 폴리카르복실산 무수물 등의 카르복실산 무수물기 함유 단량체; 예를 들어, ((메타)크릴레이트 나트륨, 트리메틸아민 (메타)크릴레이트, 트리란올아민(메타)크릴레이트 등의) 모노에틸렌성 불포화 모노 또는 폴리카르복실산, 말레이트 나트륨, 메릴아민 말레이트의 불용성 염(알칼리 금속염, 암모늄 염, 아민 염 등) 등의 카르복실산 염 함유 단량체; 예를 들어, (비닐술폰산, 알릴 술폰산, 비닐톨루엔술폰산, 스티렌술폰산, (술포프로필 (메타)크릴레이트, 2-히드록시-3-(메타)크릴옥시 프로필 술폰산 등의) (메타)크릴술폰산 등의) 지방족 또는 방향족 비닐 술폰산 등의 술폰산기 함유 단량체; 예를 들어, 전술한 바와 같이, 알칼리 금속염, 암모늄 염, 술폰산기 함유 단량체의 아민 염 등의 술폰산 염 기(salt group) 함유 단량체; 및/또는 비닐포름아미드, (메타)크릴아미드, (N-메타크릴아미드, N-헥실아크릴아미드 등의) N-알킬 (메타)크릴아미드, (N,N-디메틸아크릴아미드, N,N-di-n-프로필아크릴아미드 등의) N,N-디알킬(메타)크릴아미드, (N-메틸올(메타)아크릴아미드, N-히드록시에틸(메타)아크릴아미드 등의) N-히드록시알킬(메타)아크릴아미드, (N,N-디히드록시에틸(메타)아크릴아미드 등의) N,N-디히드록시알킬(메타)아크릴아미드, (N-비닐피롤리돈 등의) 비닐 락탐 등의 아미드기 함유 단량체를 포함한다.
적절하게는, 흡수성 결합제 중합체 조성물의 중량에 대한 모노에틸렌성 불포화 카르복실산, 술폰산, 또는 인산, 흑은 이들의 염의 양의 범위는 약 15중량% 내지 약 99.9중량%일 수 있다. 산 기는, 바람직하게는 적어도 약 25몰%의 정도로 중성화되며, 즉, 산 기는 바람직하게는 나트륨, 칼륨, 또는 암모늄염으로서 존재한다. 중성화의 정도는 바람직하게는 적어도 약 50 몰%이다.
모노에틸렌성 불포화 카르복실산, 술폰산, 또는 인산, 흑은 이들의 염과 공중합체화가 가능한 유기 단량체는, 물과 반응해서 실라놀 기를 형성하는 트리알콕시실란 작용기를 함유하며, 본 발명의 실행에서 유용하다. 트리알콕시실란 작용기는 다음과 같은 구조를 가진다:
Figure pct00001
여기서 R1, R2, R3는 독립적으로 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기이다.
대부분의 초흡수성 중합체에서는 중합체를 강화하도록 내부 가교제를 첨가할 필요가 있는 반면에, 본 발명에서 사용되는 유연성 초흡수성 결합제 중합체 조성물에서는, 트리알콕시실란을 포함하는 유기 단량체가 내부 가교제로서 기능하기 때문에 가교제를 첨가할 필요가 없다. 내부 가교제는, 수용성 전구체 중합체를 기재 상에 코팅한 다음 물을 제거하여 잠복 가교제를 활성화함으로써 초흡수성 결합제 중합체 조성물이 형성될 수 있게 한다.
트리알콕시실란 작용기를 함유하는 공중합체화가 가능한 단량체에 더하여, 트리알콕시실란 작용기를 함유하는 화합물과 후속적으로 반응될 수 있는 공중합체화가 가능한 단량체를 사용하는 것 또한 가능하며 또는 물과 반응해서 실라놀 기를 형성하는 물질도 사용 가능하다. 이러한 단량체는 이들에만 한정되는 것은 아니지만, 아민 또는 알코올을 함유할 수도 있다. 공중합체에 혼입되는 아민 기는 이어서 이에만 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어 (3-클로로프로필)트리메톡시실란과 반응될 수도 있다. 공중합체에 혼입되는 알코올 기는 이어서 이에만 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어 테트라메톡시실란과 반응될 수도 있다.
중합체 결합제 조성물의 중량에 대한 트리알콕시실란 작용기 또는 실라놀 형성 작용기를 갖는 유기 단량체의 양의 범위는 약 0.1중량% 내지 약 15중량%일 수 있다. 적합하게는, 단량체의 양은 수분에 노출시 충분한 가교 결합을 제공하기 위해서 0.1중량%를 초과해야 한다. 일부 측면에서, 단량체 첨가 수준은, 몇몇 용도를 위해 유연성 초흡수성 결합제 중합체 조성물의 약 0.1중량% 내지 약 20중량%, 예컨대 유연성 초흡수성 결합제 중합체 조성물의 약 0.5중량% 내지 약 10중량%; 또는 유연성 초흡수성 결합제 중합체 조성물의 약 0.5중량% 내지 약 5중량%이다. 유연성 초흡수성 결합제 중합체 조성물은 에스테르 단량체를 함유하는 공중합체가 가능한 친수성 글리콜, 예를 들어 장쇄, 친수성 모노에틸렌성 불포화 에스테르, 예컨대 1 내지 13개의 에틸렌 글리콜 단위를 갖는 폴리(에틸렌 글리콜) 메타크릴레이트를 포함할 수 있다. 친수성 모노에틸렌성 불포화 에스테르는 다음과 같은 구조를 갖는다:
Figure pct00002
R=H 또는 CH3
R’ = H, 알킬, 페닐
중합체 결합제 조성물의 중량에 대해 모노에틸렌성 불포화 친수성 에스테르의 양은, 유연성 초흡수성 결합제 중합체 조성물의 중량에서 단량체의 0 내지 약 75중량%의 범위일 수도 있다. 일부 측면에서, 단량체 첨가 수준은, 몇몇 용도를 위해 유연성 초흡수성 결합제 중합체 조성물의 약 10중량% 내지 약 60중량%; 예컨대 유연성 초흡수성 결합제 중합체 조성물의 약 20중량% 내지 약 50중량%; 또는 유연성 초흡수성 결합제 중합체 조성물의 약 30중량% 내지 약 40중량%이다.
일부 측면에서, 유연성 초흡수성 결합제 중합체 조성물은 또한 친수성 가소제를 포함할 수도 있다. 사용될 수도 있는 적합한 친수성 가소제는, 글리세린 등의 폴리히드록시 유기 화합물, 및 저 분자량 폴리올레핀 글리콜, 예컨대 약 200 내지 약 10,000 범위인 분자량의 폴리에틸렌 글리콜(PEG)을 포함할 수도 있지만 이에만 한정되지 않는다.
유연성 초흡수성 결합제 중합체 조성물의 중량에 대해 가소제의 양은, 유연성 초흡수성 결합제 중합체 조성물의 중량에서 가소제의 0 내지 약 75중량%의 범위일 수도 있다. 일부 측면에서, 가소제 첨가 수준은, 몇몇 용도를 위해 유연성 초흡수성 결합제 중합체 조성물의 약 10중량% 내지 약 60중량%; 예컨대 유연성 초흡수성 결합제 중합체 조성물의 약 10중량% 내지 약 40중량%이다.
일부 측면에서, 본 발명의 유연성 초흡수성 결합제 중합체 조성물은, 카르복실산, 카르복실산 염, 술폰산, 술폰산 염, 인산, 또는 인산 염으로부터 선택된 모노에틸렌성 불포화 단량체 적어도 15중량%를 포함하는 단량체; 개시제 시스템; 물과 후속 반응에 의해 실란올 작용성으로 용이하게 변환되는 작용기를 포함하는 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 에스테르로부터 제조될 수 있고, 여기서 상기 생성된 유연성 초흡수성 결합제 중합체 조성물은 약 100,000 내지 약 650,000g/몰, 예컨대 약 100,000 내지 약 300,000g/몰의 평균 분자량을 가지고, 상기 초흡수성 중합체 조성물은 약 10,000cps 미만의 점도 및 약 1000ppm 미만의 잔류 모노에틸렌성 불포화 단량체 함량을 갖는다.
수용성 중합체를 준비하는 데 있어서 이슈들 중 하나는 중합체에 남아 있는 모노에틸렌성 불포화 단량체 함량의 잔류량이다. 개인 위생에 적용하기 위해서는, 초흡수성 중합체 조성물의 잔류 모노에틸렌성 불포화 단량체 함량의 양은 약 1000ppm 미만, 더욱 바람직하게는 500ppm 미만, 더욱 바람직하게는 100ppm 미만이어야 한다. 미국 특허번호 제7,312,286호; 제7,335,713호 및 제7,339,813호는, 잔류 모노에틸렌성 불포화 단량체의 함량이 적어도 1000ppm 미만이 되도록 흡수성 결합제 조성물이 제조될 수 있게 하는 적어도 한 방법을 개시한다. 잔류 모노에틸렌성 불포화 단량체를 분석하는 것은, 미국 특허번호 제7,312,286호에 개시되어 있는 잔류 모노에틸렌성 불포화 단량체 테스트에 따라 결정된다. 더욱 구체적으로, 잔류 모노에틸렌성 불포화 단량체 분석은, 중합체 용액 또는 초흡수성 조성물로부터 얻어지는 고체 필름을 사용하여 실행된다. 이러한 테스트를 설명하기 위한 예로, 모노에틸렌성 불포화 단량체는 아크릴산이다. (미국 메릴랜드주 컬럼비아에 사업장을 갖고 있는 Shimadzu Scientific Instruments에 의해 시판되고 있는) SPD-IOAvp Shimadzu UV 검출기를 이용한 고성능 액체 크로마토그래피(HPLC) 를 이용하여 아크릴산 단량체의 잔류 함량을 결정한다. 잔류 아크릴산 단량체를 결정하기 위해, 500rpm 속도로 길이 3.5cm x 폭 0.5cm의 자기 교반 막대를 사용하여 약 0.5gram의 경화된 필름을 0.9% NaCl 용액 100ml에서 16시간 동안 교반한다. 혼합물을 여과하고 여과액을 (미국 캘리포니아주 온타리오에 사업장을 두고 있는 Column Engineering Incorporated에 의해 시판되고 있는) Nucleosil C8 100A 역상 컬럼에 통과시켜 아크릴산 단량체를 분리한다. 아크릴산 단량체는 약 10ppm에서 검출 한계를 가지고 소정의 시간에 용출된다. 그런 다음 크로마토그램으로부터 산출된 생성된 용출물의 피크 영역을 사용하여 필름에 있는 아크릴산 단량체의 잔류량을 산출한다. 먼저, 순수 아크릴산 용출물의 응답 영역을 알려져 있는 양(ppm)에 대하여 구성하여 보정 곡선을 생성하였다. 0.996 보다 큰 상관 계수를 갖는 선형 곡선을 얻었다.
경질 표면을 소독하기 위한 방법은 종래의 분무기 병을 통해(예를 들어, 손으로 작동하는 분무기 병) 항세균성 세정 조성물의 전달을 가능하게 하는 점도를 가질 수 있는 항세균성 세정 조성물을 제공하는 단계를 포함한다. 일부 실시예들에서, 항세균성 세정 조성물 내의 초흡수성 중합체 물질의 점도는 약 10,000cP 미만 및 약 500cP 초과이다. 다른 실시예들에서, 초흡수성 중합체 물질의 점도는 바람직하게는 약 2,000cP 미만이고, 더욱 바람직하게는, 1000cP 미만이다. 일부 실시예들에서, 초흡수성 중합체 물질의 점도는 500cP 초과이고, 다른 실시예들에서는 650cP 초과이다. 더 높은 점도가 붓기 또는 롤링에 의한 적용예에 바람직할 수도 있다, 예, 50,000cP 이상. (초흡수성 중합체 물질의 점도는, 미국 특허번호 제7,312,286호에 개략된 테스트 절차에 따라 16 시간 때 측정된다. 이 문헌에서 설명하는 바와 같이, 초흡수성 중합체 물질의 점도는, 미국 매사추세츠주 미들보로 소재 Brookfield Engineering이 시판하고 있는 Brookfield DVII+ 프로그래밍가능 점도계를 사용하여 측정된다. 초흡수성 중합체 물질의 약 200 내지 250ml를 25온스 플라스틱 컵에 취한다. 점도계를 원하는 초기에 스핀들에 의해 대략 제로로 만든다. 초흡수성 중합체 물질의 경우, 스핀들 번호 3을 사용한다. 점도는 20 RPM 및 온도 22.+.1℃에서 측정된다.)
바람직하게는, 초흡수성 중합체 물질 또는 조성물 단독의 흡수 용량은, 미국 특허번호 제7,312,286호에서 기재하는 원심분리 보유 용량 테스트를 이용하여 측정하는 경우, 초흡수성 중합체 물질의 g당 유체의 적어도 1g이며, 일부 실시예들에서는, 초흡수성 중합체 물질의 유체의 적어도 3g이다.
선택된 실시예들에서, 본 발명의 다공성 흡수 구조체의 보유 용량은, 본원에서 기재하는 원심분리 보유 용량 테스트를 이용하여 측정하는 경우, 바람직하게, 10g/g 초과이며, 더욱 바람직하게는, 12g/g 초과이다.
항세균제
적합한 항세균제는 사차 암모늄 화합물 (디데실 디메틸 암모늄 클로라이드, 벤제토늄 클로라이드, 세트리모늄 클로라이드, 세틸피리디늄 클로라이드, 코카미도프로필 PG-디모늄 클로라이드 포스페이트, 세트리마이드, 디데실 디메틸 암모늄 카보네이트, 디데실 디메틸 암모늄 바이카보네이트), 과산화물 (과산화수소, 우레아 과산화수소, 벤조일 퍼옥사이드, 산화칼슘, 산화마그네슘, 산화아연, 폴리비닐피롤리돈-과산화수소), 계면활성제, 은 및/또는 구리 입자 또는 이온, 비구아니드 (클로르헥시딘 디글루코네이트, 클로르헥시딘 디아세테이트, 클로르헥시딘 디하이드로클로라이드, 폴리헥사메틸렌 비구아니드), 이소티아졸리논 (메틸이소티아졸리논, 메틸클로로이소티아졸리논, 벤즈이소티아졸리논, 옥틸이소티아졸리논), 알코올 (에탄올, 이소프로판올), 산 (벤조산, 붕산, 시트르산, 락트산, 말산, 말레산), 차아염소산염 (차아염소산 나트륨, 차아염소산 칼슘), 요오드, 페놀 (클로록실레놀, 헥사클로로펜, 트리클로산, 살리실산, 티몰, o-페닐페놀, 크레졸), 칼륨 모노퍼설페이트, 이산화 염소, 아닐리드 (트리클로카반, 트리브롬살란), 피리티온, 및 항세균성 펩타이드를 포함한다. 예를 들어 사차 암모늄 화합물 (다르게는 “quats”라고 부름)은 벤즈알코늄 클로라이드 (일리노이주 알링턴 하이츠, USP Mason Chemical)를 포함한다. 일 실시예에서, 적합한 과산화물은 과산화수소 (위스콘신주 밀워키, Sigma-Aldrich Chemical Co.) 같은 유기 과산화물을 포함한다. 다른 실시예에서, 적합한 은 물질은 질산 은, 은 산화물, 은 금속 입자 (예, 미국 오레곤주 비버톤, AcryMed Inc.에서 입수가능한 SILVAGARD®)를 포함한다. 다른 실시예에서, 적합한 구리 물질은 질산 구리, 염화 구리 및 황산 구리를 포함한다.
또한 중합체 및 염을 포함하지만 이들에만 한정되지 않는, 활성제의 방출 동역학을 조작할 수 있는 성분이 존재할 수도 있다. 중합체 및 염 선택은 어떤 활성제(들)이 조성물에 존재하는 지에 따라 달라진다.
또한, 상기 중합체가 유기 물질의 제거를 향상시키거나 항세균제의 활성을 향상시키는데 사용할 때 발열 반응을 가지는 것이 바람직할 수도 있다. 사용시 조성물에서 발열 반응을 유도하는 성분은 무수 염, 예컨대 염화 마그네슘, 염화 제이철, 건조제, 황산 마그네슘 및 칼슘, 과포화 염 용액, 및 제올라이트를 포함할 수도 있지만 이들에만 한정되는 것은 아니다. 이러한 속성은 발열 성분을 조성물의 수상(water phase)과 별도로 유지하는 포장재의 사용을 필요로 한다. 이후 발열 성분과 수상은 조성물의 사용 지점에서 접촉하게 된다.
추가 활성제
초흡수성 중합체 물질에 항세균제를 혼합하여 원하는 중량비를 달성한 후, 다른 활성제가 항세균성 세정 조성물에 첨가될 수도 있다.
폴리올: 글리세롤과 같은 폴리올이 다공성 흡수 물질의 유연성을 증가시키기 위해 초흡수성 중합체 물질 및 항세균제의 조성물에 첨가될 수도 있다. 다른 첨가제를 이용하여, 초흡수성 물질의 유연성과 완전성을 증가시킬 수도 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서는, 분자량 8000인 폴리(에틸렌 글리콜)(PEG)를 대략 15중량%의 양으로 포함할 수 있다.
발포제: 발포제의 목적은 경질 표면에 대해 적용 즉시 FAB의 발포가 일어나게 하는 것이다.
염화칼슘: 염화칼슘을 첨가하는 목적은 항세균성 세정 조성물의 경화 시간을 빠르게 하는 것이다. 항세균성 세정 조성물의 경화 시간이 적어도 경질 표면을 소독하는 항세균제에 대해 필요한 시간 정도가 되도록 유효량이 첨가된다.
염료: 염료는 심미적이면서 기능적인 이유 때문에 항세균성 세정 조성물에 첨가될 수 있다. 염료가 없으면, 항세균성 세정 조성물은 다소 무색이다. 염료를 첨가함으로써, 조성물이 원하는 영역을 적절하게 커버하는지 여부를 관찰할 수 있을 것이다. 일 측면에서, 항세균성 세정 조성물은 어떤 오염물이 세정되고 있더라도 특이적인 색상의 어레이로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 청색과 같은 색상이 사용될 수 있는데, 이는 통상적으로 위생적인 느낌과 연관되기 때문이다. 다른 비한정적인 예에서는, 구토물은 녹색 조성물로 세정될 수 있고, 적색 조성물로 혈액을 세정할 수 있으며, 청색 조성물로 일반적인 세정을 할 수 있고, 자주색 조성물로 유리 픽업(pick-up) 등을 할 수 있다.
향료: 냄새 차폐 또는 흡수 향료가 항세균성 세정 조성물에 첨가될 수 있다. 적절한 향료는 수용성이다.
질감화 입자
본 발명의 일 측면에서, 무기 “질감화” 입자들을 초흡수성 중합체 물질에 첨가하여 아직 실질적으로 가교결합되지 않았지만, 가교 결합이 발생하면 다공성 “질감화된” 흡수 구조체를 얻게 될 혼합물을 형성하게 된다. 본 발명의 건조된 조성물에 걸쳐서 풋 트래픽(foot traffic)이 있는 경우에 유리하다. 적절한 무기 입자들은 아리조나 샌드(Arizona sand), 부석, 규조토, 백악을 포함하지만, 이에 한정되지는 않는다. 질감화 입자들을 선택함에 있어서, 초흡수성 중합체 물질의 가교결합이, 형성되는 물질이 너무 취약하여 흡수 물질로서의 완전성과 기능을 적절히 유지할 수 없을 정도로 충분히 높은 수준으로 증가하지 않도록 주의해야 한다.
무기 질감화 입자의 크기는 바람직하게는 조성물의 전달 방법을 간섭하지 않고 경화된 항세균성 세정 조성물에 껄끄러운 느낌을 얻기 위해 선택된다. 예를 들면, 특정 입자는 일반적인 분무기 병을 막히게 할 수도 있다. 약 5 미만의 길이 대 폭의 평균 비를 갖는 입자들이 바람직하다. 약 3 미만의 길이 대 폭의 평균 비를 갖는 흡수 입자들이 훨씬 더욱 바람직하다. 본 발명의 많은 바람직한 측면에서, 질감화 입자들은 약 20μm를 초과하고 약 80μm 미만인 평균 길이를 갖는다.
질감화 입자들은 혼합물 내의 초흡수성 중합체 물질 대 흡수 입자들의 중량비가 약 3:1보다 크고 일부 실시예들에서는 3.5:1 이상이 되도록 FAB에 첨가될 수도 있다. 선택된 실시예들에서, 혼합물 내의 초흡수성 중합체 물질 대 질감화 입자들의 중량비는 약 6:1 미만이다. 소정의 실시예들에서는, 질감화 입자들을 초흡수성 중합체 물질에 첨가하여 혼합물을 형성하며, 이때, 혼합물 내의 초흡수성 중합체 물질 대 질감화 입자들의 중량비는 3:1 초과 및 약 6:1 미만이다. 이러한 범위 내의 비는 적절한 완전성을 갖는 다공성 흡수 구조체를 형성할 수 있게 한다.
사용 방법
본 발명의 항세균성 조성물은, 경질 표면의 소독을 필요로 하는 환경(예를 들어, 병원, 클리닉, 학교, 보육 시설, 극장, 쇼핑 센터, 대중 교통수단 등)에서 생각할 수 있는 미립자(예를 들어, 유리, 먼지, 식품 등), 신체 물질(예를 들어, 기름, 혈액, 구토물, 염분, 인체 조직, 위액, 대변, 가래, 소변 등), 및 임의의 다른 오염물과 같은 고체 또는 액체 오염물을 포함하는 경질 표면 영역에 적용된다.
본 발명의 일 측면에서는, “항세균성 세정 조성물”이라고도 함께 불리는, 액체 초흡수성 중합체 물질 및 항세균제의 혼합물을 제공하는 단계를 포함하는 경질 표면을 세정하거나 소독하는 방법이 제공된다. 다른 실시예에서, 청구항 1의 방법은, 상술한 바와 같이, 항세균성 세정 조성물에 질감화 입자들을 첨가하는 단계를 더 포함한다.
각각의 가능한 항세균제는 이 항세균제가 오염물과 접촉하여 소독을 달성하는 데에 필요한 시간으로서 본 명세서에서 정의되는 “소독 기간”을 갖는다. 예를 들면, 소정의 사차 암모늄 제제와 같은 일부 항세균제는 이러한 항세균제가 습윤 상태로 남아서 오염물과 접촉하는 동안의 수 분의 소독 기간을 필요로 한다. 미생물을 죽이거나 바이러스와 같은 다른 오염물을 근절하기 위해서 항세균제가 습윤 상태로 남아 있을 필요가 있기 때문에, 초흡수성 중합체 물질은 소독 기간이 만료되기 전에 고체로 완전히 건조되지 않아야 한다.
항세균성 세정 조성물은 다수의 방식으로, 예를 들어 붓기에 의해, 또는 분무 병 또는 압축 공기 분무기를 사용한 분무에 의해, 또는 롤링(예를 들어, 페인트 롤러를 사용한 롤링)에 의해 오염된 경질 표면에 적용될 수 있다. 일 실시예에서, 분무된 항세균성 세정 조성물은 분무 시에 발포가 일어난다. 적용 방법에 상관 없이, 오염된 영역 전체가 항세균성 세정 조성물에 의해 덮여야만 한다(도 1a, 도 2a, 도 3a, 도 4a 및 도 5a 참조).
그런 다음, 항세균성 세정 조성물은 예를 들어 가교결합에 의해 고체로 건조(“경화”)될 수 있게 된다. 바람직하게는, 경화 시간은 소독 기간보다도 빠르지 않지만, 소독이 필요하지 않은 일부 적용예, 예를 들어 항세균성 세정 조성물이 깨진 유리와 같은 파편을 청소하는 데에 사용되는 경우에는 소독이 필요하지 않을 수 있다(도 1a 및 도 1b 참조). 오염물은 적어도 물리적으로 항세균성 세정 조성물에 결합된다.
경화되면, 항세균성 세정 조성물은 박리되거나 달리 경질 표면으로부터 제거되어, 깨끗하고 소독된 표면을 남긴다. 예를 들면, 도 2b, 도 3b, 도 4d 및 도 5b를 참조한다.
본 발명의 세정 방법은 전통적인 세정 수단 이상의 수 가지의 이점을 갖는다. 첫째, 상기 방법은 별도의 치우기 및 소독 단계를 필요로 하지 않는다. 둘째, 상기 방법은 키보드와 같은 상승된 표면 주위의 지루한 세정을 필요로 하지 않는다. 이는 상당한 양의 시간 및 노동을 절감한다. 다른 이점들은 본 설명에서 명백해질 것이다.
실시예
다음의 실시예는 본 발명을 예시하고자 제공된 것으로, 특허청구범위의 범주를 한정하지 않는다. 달리 언급하지 않는 한, 모든 부분 및 %는 중량 기준이다.
실시예 1에서의 다음의 설명 및 표 2에 제시된 바와 같은 큰 체적의 유연성 흡수성 결합제 중합체 용액 준비를 위한 모든 성분의 특정 비율 양은 실시예 1 내지 4에 대한 기준을 제공한다.
실시예 1-4:
처음으로, 사전에 중화된(약 60%의 중화도, DN) 단량체 용액을 다음의 방법에 의해 준비하였다. 약 180g 물을 자석 교반기 및 온도 탐침이 구비된 1-L 비커 안에 첨가하였다. 물에, 59.23g의 빙하 아크릴산(glacial acrylic acid)을 교반하면서 첨가하였다. 다음으로, 39.5g의 50% NaOH(aq.)를 중간 속도의 교반으로 수용액에 천천히 첨가하였다. 이러한 수용액을 수조에서 약 30℃로 냉각하였고, 59.25g 빙하 아크릴산의 다른 부분 표본을 수용액에 첨가하였다. 39.5g 50% NaOH(aq.)의 제2 부분 표본을 수용액에 천천히 첨가하였다. 중화된 아크릴산 용액을 수조에서 약 25-30℃로 냉각하였다.
사전에 중화된 단량체 용액에, 0.3g의 50% w/w 차아인산(연쇄 이동제)을 첨가하였다.
17.5g 폴리에틸렌 글리콜(PEG)400 및 2.1ml의 3(트리에톡시실릴)프로필 메타크릴레이트(MEMO) 가교제의 균질한 혼합물을, 신속한 교반으로 PEG 내에 MEMO를 첨가함으로써 준비하였다. 그런 다음, 이러한 혼합물을 사전에 중화된 단량체 용액에 첨가하고, 그 혼합물을 수 분 동안 잘 교반하였다.
18.96g 물로 1.71g 에리소르빈산 나트륨(SEB)을 용해시키고 17.73g 물로 4.56g 35% H2O2를 용해시킴으로써 2개의 개시제 시스템 용액을 준비하였다.
다음과 같이 중합을 수행하였다: 1-L 재킷형 유리 반응기 안에, N2 가스를 갖는 195.6g의 사전에 살포된 물을 첨가하였다. 이러한 힐(heel) 물의 온도를 22-24℃로 유지하였다. 천천히 흐르는 N2 가스, 사전에 중화된 단량체 용액, 및 2개의 개시제 시스템 용액을 반응기 뚜껑 안의 3개의 유입구를 통해 반응기 내에 도입하였다. 2개의 개시제 시스템 용액 각각을 반응기의 대향 측면의 유입구를 통해 반응기 내에 도입하였다. 반응 수용액을 N2 가스의 저속 스트림 하에서 교반하면서, 단량체 및 개시제 용액을 미리 정해진 투여 속도로 미리 정해진 시간 동안 동시에 3개의 연동 펌프에 의해 적하 방식으로 첨가하였다. 연동 펌프를 각 용액의 원하는 유량을 위해 사전에 교정하였다. 온도 변화를 시간의 함수로서 기록하기 위해서 데이터 취득 소프트웨어에 의해 중합 반응 속도 데이터를 감시하고 기록하였다. 사전에 중화된 단량체 용액을, 일반적으로 30분과 120분 사이, 그러나 전형적으로 60분의 시간에 걸쳐서 첨가하였다. 2개의 개시제 시스템 용액 모두를 중합 절차 동안 및 단량체 첨가 시간 뒤의 추가 60분 동안에 첨가하였다.
용액 온도는 반응물 첨가 6-8분 후에 상승하기 시작하고 계속해서 점진적으로 상승한다. 반응 온도를, 미리 정해진 최대 온도, 일반적으로 40과 70℃ 사이, 가장 전형적으로 60℃에 도달할 수 있게 하였다. 이 온도는 반응기를 통해 냉각수를 순환시킴으로써 유지되었다.
사전에 중화된 단량체 첨가 동안, 개시제 용액을, 상술한 용액의 절반이 단량체 첨가 동안에 첨가되도록 하는 속도로 첨가하였다. 단량체 공급이 완료된 후, 개시제 용액 첨가 속도를 변경하여, 각 용액의 나머지 절반이 30분의 기간 동안 첨가되도록 하였다. 그런 다음, 14.60g 물 속에 SEB 1.31g 및 5.05g 물 속에 1.31g 35% H2O2의 농도로 있는 추가 SEB 및 H2O2 용액을 잔류 단량체에 대한 킬(kill)로서 추가 30분 동안 첨가하였다. 개시제 용액을 투여하는 데에 사용되는 연동 펌프의 속도를 조정하여 적절한 공급 속도를 얻었다.
모든 개시제 용액 첨가의 완료 후, 중합화 용액을 추가 90분 동안 교반하였다. 이때, 중합화 용액이 점진적으로 냉각되기 시작한다. 90분의 추가 교반 후, 중합체 용액은 반응기의 재킷을 통해 물을 순환시킴으로써 대략 (~) 30℃로 냉각된다. 초흡수성 중합체 결합제 용액을 77%의 최종 중화도로 후에 중화하도록, 22.35g의 50% NaOH 용액을 첨가하였다. 후에 중화하는 수산화나트륨의 첨가 동안 계속해서 냉각하여 반응 혼합물의 온도가 45℃를 초과하지 않게 하였다. 생성된 중합체 용액을 NaHO의 첨가 후에 대략 5-30분 동안 교반하였다. 그런 다음, 중합체 용액을 재차 반응기의 재킷을 통해 물을 순환시킴으로써 ~30℃로 냉각하였다.
표 1은 용액 및 생성된 유연성 흡수성 결합제의 특성에 관한 정보를 포함한다.

용액 특성
유연성 흡수성 결합제의 성능 특성
샘플 ID FAB 용액의 중량
(LB)
%
고체
점도
(cPs)
용액 잔류 아크릴산 (ppm)
색상
제품 잔류 아크릴산 (ppm)
GRC
g/g
NRC
g/g
색상

실시예 1
1.28
-
-
415
맑음, 무색
BDL
16.2
22.6
없음
실시예 2
 215 482 맑음, 무색 964 14.0 20.5 없음
실시예 3
 1050 33.5 585 307 맑음, 무색 254 12.3 18.9 없음
실시예 4
 1450 33.7 1280 2863 맑음, 무색 698 14.7 21.1 없음
다음의 실시예는 유연성 결합제 초흡수성 물질(FAB) 및 항세균성 세정 조성물이 고체 물질을 수집하고 액체 물질을 흡수하는 방법을 입증한다.
실시예 5:
이제, 도 1a를 참조하면, 깨진 유리를 담고 있는 PYREX 유리 접시의 사진이 도시되어 있다. 10g의 항세균성 세정 조성물(5% wt/wt 벤즈알코늄 클로라이드 및 3% wt/wt 과산화수소를 함유하는 FAB)을 유리 파편을 담고 있는 영역에 적용하였다. 도 1b는 본 발명의 중합체 조성물에 매립되거나 이 조성물에 의해 적어도 덮인 깨진 유리의 사진이다. 항세균성 세정 조성물은 유리 조각 및 파편을 덮어서, 이들이 절단될 우려가 덜하게 취급될 수 있도록 날카로움을 감소시킨다.
실시예 6:
이제 도 2a를 참조하면, PYREX 유리 접시 위에 쏟은 주스 안에 채워진 25g의 캔형 과일 샐러드의 사진이 도시되어 있다. 40g의 항세균성 세정 조성물(5% wt/wt 벤즈알코늄 클로라이드 및 3% wt/wt 과산화수소를 함유하는 FAB)을 식품에 적용하였다. 도 2b는, 과일이 항세균성 세정 조성물에 의해 부분적으로 건조된 지점에서도, 본 발명의 중합체 물질에 의해 완전히 수집되고 이 물질 내에 흡수되는 도 2a의 과일 샐러드 및 주스의 사진이다. 그런 다음, 경화된 중합체 조성물을 박리해서 세정 및 소독된 접시를 남긴다.
실시예 7:
이제 도 3a를 참조하면, 송아지 간(SKYLARK, American Foods Group, LLC, 미국 네브래스카주 오마하)으로부터의 1g의 액체 소 혈액을 담고 있는 PYREX 유리 접시의 사진이 도시되어 있다. 10g의 항세균성 세정 조성물(5% wt/wt 벤즈알코늄 클로라이드 및 3% wt/wt 과산화수소를 함유하는 FAB)을 혈액에 적용하여 이를 완전히 덮었다. 도 3b는 본 발명의 항세균성 세정 조성물에 의해 완전히 흡수된 혈액의 사진이다. 하나는 항세균성 세정 조성물이 혈액을 변색시켰음을 주목할 수 있다.
실시예 8:
이제 도 4a 내지 도 4d를 참조하면, 본 발명의 중합체 물질이 건조된 혈액을 흡수할 수 있는 방법을 입증하는 일련의 사진이 도시되어 있다. 도 4a는 주위 조건 하에서 실험실에서 건조된, PYREX 유리 접시 내의 일부 소 혈액을 나타내고 있다. 유효량의 항세균성 세정 조성물(5% wt/wt 벤즈알코늄 클로라이드 및 3% wt/wt 과산화수소를 함유하는 FAB) 을 건조된 혈액 위에 부어서, 이를 완전히 덮었고, 도 4b를 참조한다. 조성물은 혈액을 재구성함에 따라 발포가 일어났고, 도 4c를 참조한다. (발포 반응은 첨가제의 존재에 기인하지 않았다.) 경화된 조성물은, 이 조성물이 접시로부터 제거되었을 때에 들어 올려진 건조된 혈액 단편(도 4d 참조)을 포함하였다.
실시예 9:
이제 도 5a 내지 도 5b를 참조하면, 본 발명의 항세균성 세정 조성물이 하나의 단계로 기구 키보드를 세정하고 소독하는 데에 사용될 수 있는 방법을 입증하는 사진이 도시되어 있다. 유효량의 항세균성 세정 조성물(30g의 FAB, 60g의 GenFlo® 3000[20% wt/wt 물 속 고체 및 유화 스티렌-부타디엔 공중합체, 미국 오하이오주 모가도르의 Omnova Solutions Inc.], 5% wt/wt 벤즈알코늄 클로라이드 및 3% wt/wt 과산화수소)을 기구 키보드(Texas Instruments TI-36X Solar 모델 계산기) 위에 부었고, 도 5a를 참조한다. 항세균성 세정 조성물을 40분 동안 경화할 수 있게 하였다. 경화된 조성물을 피복성 필름으로서 박리하였다. 항세균성 세정 조성물의 점도는 이 조성물이 계산기의 내부로 침투하고 잠재적으로 계산기의 전자 부품을 단락시키는 것을 방지하기에 충분히 높았다. 키 아래로 그리고 계산기의 본체 안으로 이동하지 않으면서 키를 코팅하고 덮은 방법을 나타내는 도 5b를 참조한다. 코팅층이 키 및 주위 기본 판을 덮어서 전체 키보드를 세정하고 소독하였다.
실험 데이터
억제 구역 시험:
다양한 그램 음성균 및 그램 양성균을 갖는 억제 구역 시험을 수행하였다. 시험 물질을, 주위 온도에서 48시간 동안 한천 평판 위의 공지된 양의 시험 미생물과 접촉시켰다. 접촉 시간 종료 시, 시험 물질 주변의 억제 군체 형성의 직경(억제 구역)을 측정한다. 아래의 표 2는 억제 구역 시험의 결과를 나타내고 있다. 억제 구역에 대한 값이 클수록 보다 많은 활성물이 방출되는 것을 표시한다. 이 결과는 항세균성 세정제가 제어된 방출 매트릭스로서 작용하여, 항세균제(들)가 상당한 억제 구역을 산출할 수 있게 하는 것을 시사한다.
코드
P. 애루기노사
ZOI * (cm)
E. coli
ZOI * (cm)
S. 아우레우스
ZOI * (cm)
SP 내 5% wt/wt Quat 0.0 3.0 4.4
SP 내 1.25% wt/wt Quat 0.0 3.5 4.7
SP 내 3% wt/wt H2O2 0.0 3.9 5.3
FAB 내 3% H2O2 함유 5% Quat 3.9 5.9 7.0
음성 대조구 0.0
양성 대조구 (n=1) 1.9
건조 대조구** (n=2) 0.0
"FAB"= 본 발명의 초흡수성 중합체 물질
"Quat"= 벤즈알코늄 클로라이드 (USP Mason Chemical, 일리노이주 알링턴 하이츠)
"H2O2"= 과산화수소 (위스콘신주 밀워키, Sigma-Aldrich Chemical Co.)
"음성 대조구" = 첨가제 없는 FAB 필름
"양성 대조구"= 반코마이신 5μg 디스크
인장 시험: 표 3을 참조하면, 다음과 같은 무기 입자를 항세균성 세정 조성물에 첨가하여 경화시켰다. 아리조나 샌드(미국 콜로라도주 골든 소재 CR Minerals Co.에 의해 시판됨) 및 부석(미국 뉴욕주 뉴욕 소재 Charles B. Crystal Co.에 의해 시판됨)이 효과적인 완전성 및 강도를 보여주었다. 이러한 다공성 흡수 구조체들의 표면은 고운 모래 연마지(fine-grit sandpaper)와 유사하였다. 벤토나이트 입자들(미국 뉴저지주 페어론 소재 Acros Organics에 의해 시판됨)은 비교적 높은 피크 하중 값을 갖는 물질을 형성하였다. 규조토(미국 위스콘신주 밀워키 소재 Aldrich Chemical Company에 의해 시판됨) 및 실리카 샘플들(미국 위스콘신주 밀워키 소재 Sigma-Aldrich Chemical Co.)은, 무결성의 부재로 인해 테스트를 받을 수 없는 구조를 형성하였다. 이에 대한 한 가지 가능성 있는 이유는, 이러한 입자들이 샘플 내에서 매우 큰 가교결합력을 제공하였기 때문일 수 있다.
샘플 설명 샘플 두께 (mm) 피크 하중 (gF) 최대 신장 (%) 피크 에너지 (g/cm) 입자 크기
( μm )
아리조나 샌드 1.14 2023.1 7.3 740.6 30
벤토나이트 1.46 >100N 테스트 안함 테스트 안함 75
백악 1.62 1028.3 80.5 1722.9 30
규조토 1.46 취약함 해당 없음 해당 없음 3
부석 1.76 >100N 37.1 957.3 35
실리카 1.81 취약함 해당 없음 해당 없음 300-600
실리카 (나노입자) 1.50 취약함 해당 없음 해당 없음 0.014
상기 샘플들에 기초하여, 무기 입자와 혼합한 항세균성 세정 조성물의 바람직한 실시예들은 적어도 약 150g/cm, 또는 다른 측면에서는 적어도 약 500g/cm의 피크 에너지를 가질 수도 있다.
시험 방법
억제 구역 시험: 다음의 억제 구역 절차에 대한 변화에 따른 참조 방법 AATCC 147-1998 "Antibacterial Activity Assessment of Textile Materials: Parallel Streak Method"(AATCC는 미국 노스 캐롤라이나주 리서치 트라이앵글 파크에 위치한 “American Association of Textile Chemists and Colorists”이다):
이러한 연구에서 사용된 생물체는 대장균 (ATCC 11229) / 황색포도상구균 (ATCC 6538) / 녹농균 (ATCC 27853)이었다(ATCC는 미국 버지니아주 머내서스에 있는 기관인 “American Type Culture Collection”이다). 세정된 세포를 대략 108 군체 형성 단위(CFU)/mL의 목표 역가로 버터필드(Butterfield)의 인산 완충액으로 희석하였다. 시험용 한천 평판을 접종 전에 실온으로 하였다. 살균 애플리케이터 면봉을 세포 현탁액 안에 배치하였고, 원심분리관의 측면을 이용하여 초과 유체를 표현하였다. 도 6을 참조하면, 균일한 성장을 보장하도록, 각 한천 평판(202)의 전체 표면을 3개의 서로 다른 방향(300, 302, 304)으로 표면을 완전히 덮음으로써 접종하였다. 접종된 평판을, 시험 샘플, 즉 평판당 하나의 샘플의 적용 전에 10-15분 동안 주위 온도에서 보관하였다. 시험 물질을 1.5 x 1.5㎠로 절단하고 각 접종된 평판의 중앙에 적용하였다. 평판을 48시간 동안 주위 온도에서 직립으로 보관하였다. 접촉 시간 종료 시, 시험 물질 주변의 억제 군체 형성의 직경(억제 구역)을 측정하였다.
인장 시험: 인장 시험을 다음과 같이 수행하였다.
a. 장비(Equipment). MTS Insight Electromechanical 1kN Extended Length ; 100N 로드 셀(Model 820-1XLTEL/0060) (MTS Systems Corp., 미국 미네소타주 이던 프레리); 고무 코팅된 그립.
b. 크로스헤드 속도. 305 +/- 10mm/분
c. 시편 준비. 시편은 접힘, 주름짐, 또는 어떠한 왜곡도 없었다. 시편을 샘플로부터 절단하여 이들의 방향성 폭을 가로질러서 균일하게 이격시켰다. 절단된 시편은 6㎠이었다. (물질이 등방성이기 때문에 기계-방향 또는 교차-방향은 없다.) 디지털 캘리퍼를 사용하여 각 샘플의 두께를 측정하였다.
c. 시험 환경 23C +/- 2C; 50% +/- 5% 상대 습도. 시편을 적어도 24시간 동안 시험 환경 내에서 조절하였다. 시편을 취급하는 데에 비닐 장갑을 사용하였다.
d. 보고서. 표 2에 기록된 테스트 값들은, 피크 하중, 피크 신장, 및 피크 에너지를 포함한다. 피크 신장은, 물질의 연성(ductility)의 측정치이다. 그것은, 초기 샘플 길이로 나눈, 파열 후에 측정된 샘플의 길이의 증가(즉, 파열 후의 샘플의 길이 - 초기 샘플 길이)이다. 신장률이 클수록 연성이 커진다. 피크 에너지는 최대 하중 지점까지 샘플에 의해 흡수되는 에너지이다. 표 2에 기록된 샘플들에 대하여, 최대 하중은, 파열(파열 전에 샘플이 흡수할 수 있는 에너지) 또는 100N을 초과하는 양에 대응한다. 피크 하중은, 표들에 기록된 바와 같이, 테스트 동안 샘플이 도달하는 최고 값이다.
잔류 모노에틸렌성 불포화 단량체 시험: 잔류 모노에틸렌성 불포화 단량체 분석은, 중합체 용액 또는 초흡수성 조성물로부터 얻어지는 고체 필름을 사용하여 실행된다. 이러한 테스트를 설명하기 위한 예로, 모노에틸렌성 불포화 단량체는 아크릴산이었다. (미국 메릴랜드주 콜럼비아에 사업장을 갖는 Shimadzu Scientific Instruments로부터 입수가능한) SPD-10Avp Shimadzu UV 검출기로 고성능 액체 크로마토그래피 (HPLC)를 사용해서 잔류 아크릴산 단량체의 함량을 측정하였다. 잔류 아크릴산 단량체를 결정하기 위해, 약 0.5g의 경화된 필름을 500rpm 속도로 3.5cm L x 0.5cm W 자기 교반 막대를 사용하여 16시간 동안 0.9% NaCl-용액 100ml 중에 교반하였다. 혼합물을 여과하고 여과액을 Nucleosil C8 100A 역상 컬럼(미국 캘리포니아주 온타리오에 사업장을 두고 있는 Column Engineering Incorporated에 의해 시판되고 있는)을 통과시켜서 아크릴산 단량체를 분리했다. 아크릴산 단량체는 약 10ppm에서 검출 한계를 가지고 소정의 시간에 용출된다. 그런 다음 크로마토그램으로부터 산출된 생성된 용출물의 피크 영역을 사용하여 필름에 있는 잔류 아크릴산 단량체의 양을 산출했다. 먼저, 순수 아크릴산 용출물의 응답 영역을 알려져 있는 양(ppm)에 대하여 구성하여 보정 곡선을 생성하였다. 0.996 보다 큰 상관 계수를 갖는 선형 곡선을 얻었다.
16시간 추출 시험(%)
다음의 시험 방법을 초흡수성 조성물에 대한 16시간 추출 수준을 계산하는 데에 사용한다. 제1 시험 방법은 카르복실산 기반 초흡수성 물질에 대한 사용을 위해 의도되어 있다. 중합체 용액으로부터 얻어진 약 0.5g의 경화 필름을 100ml 0.9% NaCl 용액을 함유하는 250ml 삼각 플라스크 안에 배치한다. 혼합물을 16시간 동안 500rpm 속도로 3.5cm L x 0.5 cm W 자기 교반 막대로 교반하였다. 그런 다음, WHATMAN #3 여과지(미국 뉴저지주 플로럼 파크에 위치한 사무소를 둔 Whatman, Inc.로부터 입수 가능함) 및 흐르는 물로 공기를 흡입하여 여과 유닛 내에 진공을 만드는 수도꼭지에 부착된 흡인기(aspirator)를 사용하여 샘플을 여과하였다. 전체 용액을 여과하였고, 유체가 소실되지 않는 것과 고체 물질이 여과지를 통과하지도 그 주위를 통과하지도 않는 것을 보장하도록 특별한 주의를 기울였다. 그런 다음 약 50g의 여과된 용액을 100ml 비커 안에 넣었다. 1.0N NaOH 및 0.1N HCl을 사용하여 용액의 pH를 단계적으로 8.5로 조절하였다. 생성된 용액을, Brinkman Titoprocessor(미국 뉴욕 웨스트버리에 위치한 사무소를 둔 Brinkmann Instruments, Inc.로부터 입수 가능함)를 사용하여 pH 3.9로 적정하였다. 그 결과를, 나트륨/수소 아크릴레이트 화학식량을 87.47로 가정하여, 중량 기준으로 계산하였다. 그 화학식량을 70% 중화된 아크릴산의 것으로부터 유도하였다.
원심분리 보유 용량 테스트 ( CRC) : 본원에서 사용되는 바와 같이, 원심분리 보유 용량(CRC)은 제어된 조건 하에서 원심분리를 실시한 후에 보유되는 초흡수성 중합체 조성물의 흡수 용량에 대한 측정치이다. CRC는 시험 용액(0.9% NaCl 용액)이 자유롭게 샘플에 의해 흡수될 수 있게 하면서 샘플을 함유하게 될 투수성 백 속으로 시험 대상 물질의 샘플을 배치하여 측정할 수 있다. (아이템 번호 11697으로, 미국 코네티컷주 윈저 락스의 Dexter Nonwovens에서 구입가능한) 열 융착성 티백 재료가 대부분의 응용예에 적합하다. 이 백은 백 재료의 5인치 x 3인치 샘플을 반으로 접고 개방된 에지들 중 2개를 열 밀봉하여 2.5인치 x 3인치 직사각형 파우치를 형성함으로써 형성된다. 열 밀봉부들은 재료의 에지 내측에 약 0.25인치이다. 샘플을 파우치 내에 배치한 후, 파우치의 나머지 개방 에지도 또한 열 밀봉했다. 빈 백들도 만들어서 대조군과 같은 샘플 백들로 시험하도록 했다. 샘플 치수는 티백이 재료의 팽창을, 일반적으로 밀봉된 백 면적 (2인치 x 약 2.5인치)보다 작은 치수로 제한하지 않도록 선택하였다. 세 개의 샘플 백을 각 재료에 대해 시험하였다.
밀봉된 백들을 0.9% NaCl 용액의 팬에 침지하였다. 습윤 후, 샘플들을 용액에 60 분 동안 그대로 두고, 그 시점에서 샘플들을 용액으로부터 제거해서 비흡수성 편평 표면 상에 일시적으로 놓았다.
그런 다음, 습윤 백을, 샘플에 350의 중력(g-force)을 받게 할 수 있는 적절한 원심분리기의 바스켓 안에 배치하였다. (적절한 원심분리기는 독일 하나우의 Heraeus Infosystems GmbH로부터 입수 가능한, Heraeus LABOFUGE 400, Heraeus Instruments, 파트 번호 75008157이다). 백을 1600rpm의 목표로, 그러나 1500-1900rpm 범위 이내에서, 3분 동안 원심분리하였다(350의 목표 중력). 백을 제거하고 칭량하였다. 백 물질 단독에 의해서만 보유되는 유체를 고려하면, 물질에 의해 흡수되고 보유된 유체의 양은 물질의 그램당 유체의 그램으로서 표현되는, 물질의 원심분리 보유 용량이다.
16시간 시험 후의 점도: Brookfield DVII+ 프로그래밍가능 점도계(미국 매사추세츠 미들보로에 위치한 사무소를 둔 Brookfield Engineering으로부터 입수 가능함)를 사용하여 유연성 결합제 중합체 용액의 점도를 측정하였다. 약 200-250ml의 결합제 조성물을 25온스 플라스틱 컵 안에 넣었다. 점도계를 처음에 원하는 스핀들에 의해 0으로 맞추었다. 결합제 조성물에서, 스핀들 번호 3이 사용되었다. 점도를 20RPM 및 온도 22+ 1℃에서 측정하였다.
퍼센트 고체 시험 : 약 20+ 0.5g의 유연성 초흡수성 결합제 중합체 조성물을 무게가 공제된(W2) 육각형 플라스틱 접시로 칭량하였다(W1). 칭량 접시의 근사 내부 직경(ID)은 5인치/3.5인치(상부/베이스)이었다. 중합체 조성물 함유 접시를 약 16-20시간 동안 실온에서 연기 배출 후드(fuming hood) 내에 배치하였다. 그런 다음, 부분적으로 건조된 고체 필름을 담고 있는 접시를 30분 동안 80℃로 예열된 실험실 오븐 내에 배치하였다. 접시 및 그의 함유물을 실온으로 냉각할 수 있게 하였다. 그런 다음, 생성된 고체 필름을 갖는 건조된 접시를 함께 칭량하였다(W3). 다음의 식을 이용하여 퍼센트 고체를 계산하였다.
% 고체 = [(W3-W2 )/(W1-W2)]x100
본 발명이 일반적으로 그리고 예로서 상세히 설명되어 있다. 본 발명은 구체적으로 개시된 실시예들에 반드시 제한되는 것이 아니라, 다음의 특허청구범위, 또는 본 발명의 범주 이내에서 사용될 수 있는 현재 알려지거나 개발될 기타 등가 구성성분을 포함하는 등가물에 의해 정의된 본 발명의 범주를 이탈하지 않고 변경예 및 변형예가 이루어질 수 있음을 본 기술분야의 통상의 기술자는 이해한다. 따라서, 본 발명의 범주를 이탈하여 달리 변경되지 않는 한, 그 변경예는 본 명세서에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (18)

  1. 경질 표면을 소독하는 방법으로,
    액체 유연성 초흡수성 중합체 물질, 및 소독 기간을 갖는 항세균제를 포함하는 항세균성 세정 조성물을 제공하는 단계;
    상기 항세균성 세정 조성물을 소독할 상기 경질 표면 상에 적용하는 단계;
    상기 항세균성 세정 조성물이 상기 소독 기간보다 빠르지 않게 경화할 수 있게 하는 단계; 그리고
    상기 건조된 항세균성 세정 조성물을 상기 경질 표면으로부터 제거하는 단계를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 유연성 초흡수성 중합체 물질은, 약 1000ppm 미만의 잔류 모노에틸렌성 불포화 단량체를 가지는, 방법.
  3. 제1항 및 제2항에 있어서, 상기 모노에틸렌성 불포화 단량체는 아크릴산인, 방법.
  4. 제1항에 있어서, 질감화 입자들을 첨가하는 단계를 더 포함하고, 여기서 상기 조성물 내의 초흡수성 중합체 물질 대 입자들의 중량비는 6:1 미만인, 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 질감화 입자들은 5 미만의 길이 대 폭의 평균비를 가지는, 방법.
  6. 제1항 및 제2항에 있어서, 상기 항세균성 세정 조성물은 10,000cps 미만의 점도를 가지는, 방법.
  7. 제1항 및 제2항에 있어서, 상기 항세균성 세정 조성물은 50,000cps 이상의 점도를 가지는, 방법.
  8. 경질 표면으로부터 오염물을 제거하고 상기 경질 표면을 소독하는 방법으로,
    사차 암모늄 화합물, 과산화물, 계면활성제, 은, 구리, 비구아니드, 이소티아졸리논, 알코올, 산, 차아염소산염, 요오드, 페놀, 칼륨 모노퍼설페이트, 이산화 염소, 아닐리드, 피리티온, 항세균성 펩타이드, 및 이들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 항세균제;
    아크릴산을 포함하는 액체 초흡수성 중합체; 및
    염화칼슘, 글리세롤, 계면활성제, 및 이들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 활성제를 포함하는 항세균성 세정 조성물을 제공하는 단계;
    상기 경질 표면 상에 상기 항세균성 세정 조성물을 적용하여 상기 오염물을 덮는 단계;
    상기 항세균성 세정 조성물을 건조시켜서 상기 초흡수성 중합체 물질 내에 가교결합을 유도하여 상기 액체 조성물을 고체 상태로 전이시키고, 상기 항세균성 세정 조성물이 상기 오염물에 결합할 수 있게 하는 단계; 그리고
    상기 항세균제가 상기 경질 표면을 효과적으로 소독한 후에 상기 건조된 항세균성 세정 조성물 및 결합된 오염물을 상기 경질 표면으로부터 제거하는 단계를 포함하는 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 오염물은 액체 물질을 포함하는, 방법.
  10. 제8항 및 제9항에 있어서, 상기 오염물은 고체 물질을 포함하는, 방법.
  11. 제8항에 있어서, 상기 항세균성 세정 조성물을 상기 경질 표면 상에 적용하는 단계는 분무에 의해 수행되는, 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 항세균성 세정 조성물은 발포체로서 상기 경질 표면 상에 적용되는, 방법.
  13. 제8항에 있어서, 상기 항세균성 세정 조성물을 상기 경질 표면 상에 적용하는 단계는 롤링에 의해 수행되는, 방법.
  14. 경질 표면으로부터 오염물을 세정하는 방법으로,
    아크릴산을 포함하는 액체 초흡수성 중합체로 상기 오염물을 덮는 단계;
    상기 액체 초흡수성 중합체를 건조시켜서 상기 오염물에 결합시키는 단계; 그리고
    상기 액체 초흡수성 중합체 및 오염물을 상기 경질 표면으로부터 제거하는 단계를 포함하는 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 경질 표면은 키보드를 포함하는, 방법.
  16. 제14항에 있어서, 상기 오염물은 고체 형태인, 방법.
  17. 제14항에 있어서, 상기 오염물은 기름, 혈액, 소변, 위액, 대변, 염분, 구토물, 인체 조직, 가래로 이루어진 그룹으로부터 선택된 신체 물질인, 방법.
  18. 제14항에 있어서, 상기 오염물은 유리, 식품, 및 먼지로 이루어진 그룹으로부터 선택된 것인, 방법.
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