(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
化学的インジケータ組成物であって、
ａ）ビスマス化合物と、
ｂ）硫黄化合物又は元素硫黄である硫黄源と、
ｃ）還元剤であって、アスコルビン酸及びその誘導体、トコフェロール、重亜硫酸塩、チオ硫酸塩、没食子酸塩、ｔ−ブチルヒドロキノン、ナフチルアミン、ポリフェノール、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される還元剤、及び
ｄ）高温で水蒸気に暴露した場合に前記組成物をアルカリ性にする化合物と、を含み、
前記還元剤が、前記組成物の全重量に基づき少なくとも１重量％、かつ前記組成物の全重量に基づき５重量％以下で存在する、化学的インジケータ組成物。
【請求項２】
請求項１に記載の化学的インジケータ組成物であって、
ａ）前記ビスマス化合物が、２〜２０個の炭素原子を含有する有機基を少なくとも１つ含むビスマス（ＩＩＩ）化合物であり、
ｂ）前記硫黄源が元素硫黄であり、又
ｃ）高温で水蒸気に暴露した場合に前記組成物をアルカリ性にする前記化合物が、炭酸カリウム、重炭酸カリウム、及びリン酸ナトリウムからなる群から選択される、組成物。
【請求項３】
請求項１に記載の化学的インジケータ組成物であって、
ａ）前記ビスマス化合物が、２〜２０個の炭素原子を含有する有機基を少なくとも１つ含むビスマス（ＩＩＩ）化合物であり、
ｂ）前記硫黄源が元素硫黄であり、又
ｃ）高温で水蒸気に暴露した場合に前記組成物をアルカリ性にする前記化合物が、２０℃の水中において５グラム／１００ｍＬを超える溶解度を持ち、
前記組成物が飽和剤を含む基材に塗布され、１３４℃で２分間の蒸気の第１の条件に暴露した場合に、前記組成物が光学密度に変化を受け、少なくとも０．８光学密度となり、かつ代わりに、１２１℃で３分間の蒸気の第２の条件に暴露した場合に、光学密度のいずれの変化も少なくとも０．１光学密度単位だけ、前記第１の条件に暴露した場合より小さい、組成物。
【請求項４】
前記ビスマス化合物と前記元素硫黄とが、２：３以下であり、かつ０．５：３以上の重量比で存在し、前記元素硫黄、及び前記組成物をアルカリ性にする前記化合物が１：１以下であり、かつ１：５以上の重量比で存在する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項５】
染料のないときで、蒸気があるとき、前記組成物の色が茶色である前記組成物の色を、蒸気の存在において黒とする染料を更に含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項６】
前記ビスマス化合物が次サリチル酸ビスマスである、請求項１〜５のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項７】
前記還元剤が、アスコルビン酸、アスコルビン酸塩、及びアスコルビン酸エステルからなる群から選択される、請求項１〜６のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項８】
前記組成物をアルカリ性とする前記化合物が、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、重炭酸カリウム、及びリン酸ナトリウム、又はこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１〜７のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項９】
基材と、前記基材の主表面の少なくとも一部の上に被覆された請求項１〜８のいずれか一項に記載の化学的インジケータ組成物とを含む、化学的インジケータ。
【請求項１０】
前記基材が飽和剤により被覆又は含浸された、請求項９に記載の化学的インジケータ。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
例えば、医療用機器、装置及び器具を含むさまざまな製品及び物品は、使用前に滅菌して創傷部位、試料、器官等の生物学的汚染を防止する必要がある。製品又は物品を滅菌剤と接触させることを含む、多くの滅菌プロセスが用いられている。そのような滅菌剤の例には、蒸気、エチレンオキシド、過酸化水素等が挙げられる。蒸気滅菌は、単一の蒸気滅菌装置を使用して多数の物品のバッチを２４時間中、滅菌条件に供することができるため、広く、少なくとも一部で、用いられている。
【０００２】
十分な滅菌の条件に関するモニタリングは、一般に、滅菌される製品及び／又は物品と共に、適切な滅菌インジケータを滅菌チャンバ内に設置することにより実行される。化学的インジケータ及び生物学的インジケータを含むさまざまな滅菌インジケータが公知であり、この目的のために使用される。化学的インジケータは、滅菌プロセスの完了時に直ちに読み取ることができる利点を提供する。内部化学的インジケータは、機器トレー内に設置され、蒸気に暴露されたトレーを開けるやいなや、機器の取り出しに先んじて、操作室において読み取られる。ラベル及びオートクレーブテープなどのプロセスインジケータは、包装された機器トレー又は別の包装された物品又は物品が、蒸気に暴露されたことを示す。
【０００３】
内部化学的インジケータ及びオートクレーブテープなどのプロセスインジケータは、種々の操作条件において蒸気があることを（色の変化により）示さなければならないが、医療機器の減菌には不十分な量の蒸気がこれらに接触した別の条件では、最初の色又は最初の色に近い色に留まらなければならない。例えば、病院のオートクレーブの中で１３２〜１３４℃で約３〜４分間又は１２１℃で約２０分間蒸気にさらされる場合、オートクレーブテープは有意な色の変化を示さなければならない。更に、蒸気レジストメーターを使用し、かつＩＳＯ規格１１１４０に従って試験した場合、オートクレーブテープは、１３４℃で２分間、及び１２１℃で１０分間の蒸気との接触において有意な色の変化を示さなければならないが、１３４℃で３０秒間、又は１２１℃で３分間の暴露では有意な色の変化を示してはならない。最後に、オートクレーブテープは１４０℃で３０分間の乾熱への暴露では、有意な色の変化を示してはならない。
【０００４】
使用されてきた内部インジケータ及びプロセスインジケータの双方用の蒸気減菌インジケータ組成物としては、炭酸鉛などの多価金属化合物及び硫黄が挙げられる。このようなインジケータは、これらの色が蒸気滅菌条件によって完全に発現された場合には、茶色又は黒色に変化する。環境問題によって、鉛化合物は他の多価金属化合物で代替されてきており、また、継続して代替されている。例えば、米国特許第５，９１６，８１６号（Ｒｅａｄ）に記載されているように、所定の蒸気滅菌インジケータ組成物中の鉛をビスマスにより代替するよう提案されており、この特許では、例えば、次炭酸ビスマスが使用された。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、蒸気滅菌プロセス条件が満たされたことを示すことができる、無鉛の化学的インジケータに対する要求が引き続き存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示は、化学的インジケータ組成物、組成物を含む化学的インジケータ、組成物を含むオートクレーブテープ、及び化学的インジケータ組成物を使用する減菌プロセスの有効性の測定方法を提供する。
【０００７】
１つの実施形態においては、化学的インジケータ組成物であって、
ａ）酸化ビスマス（ＩＩＩ）及び２〜２０個の炭素原子を含有する有機基を少なくとも１つ含むビスマス（ＩＩＩ）化合物からなる群から選択される、ビスマス（ＩＩＩ）化合物、
ｂ）元素硫黄、及び
ｃ）高温で水蒸気に暴露した場合に組成物をアルカリ性にする比較的高い水溶性を有する化合物を含み、
組成物が飽和剤を含む基材に塗布され、１３４℃で２分間の蒸気の第１の条件に暴露した場合に、組成物が光学密度に変化を受け、少なくとも０．８光学密度となり、また代わりに、１２１℃で３分間の蒸気の第２の条件に暴露した場合に、光学密度のいずれの変化も少なくとも０．１光学密度単位だけ、第１の条件に暴露した場合より小さい、組成物が提供される。
【０００８】
別の実施形態においては、化学的インジケータ組成物であって、
ａ）酸化ビスマス（ＩＩＩ）及び２〜２０個の炭素原子を含有する有機基を少なくとも１つ含むビスマス（ＩＩＩ）化合物からなる群から選択される、ビスマス（ＩＩＩ）化合物、
ｂ）元素硫黄、及び
ｃ）炭酸カリウム、重炭酸カリウム、及びリン酸ナトリウムからなる群から選択される比較的高い水溶性を有し、高温で水蒸気に暴露した場合に組成物をアルカリ性にする化合物と、を含む、組成物が提供される。
【０００９】
別の実施形態においては、化学的インジケータ組成物であって、
ａ）ビスマス化合物、
ｂ）硫黄化合物又は元素硫黄、及び
ｃ）還元剤、及び
ｄ）高温で水蒸気に暴露した場合に組成物をアルカリ性にする化合物を含む、組成物が提供される。
【００１０】
基材、及び基材の主な表面の少なくとも一部上に塗布された上記の化学的インジケータ組成物の任意の１つを含む、化学的インジケータ及び／又はテープも提供される。上記の組成物の任意の１つは、本明細書に記載される任意の１つの実施形態を含む。
【００１１】
別の実施形態においては、蒸気減菌プロセスの有効性の測定方法であって、
本明細書に記載される化学的インジケータ組成物を含む上述の化学的インジケータ及び／又はテープの任意の１つを提供することと、
化学的インジケータ及び／又はテープを蒸気減菌チャンバに設置することと、
化学的インジケータ及び／又はテープを蒸気に少なくとも１２１℃の温度で暴露することと、
化学的インジケータ及び／又はテープの光学密度を測定すること、とを含む、方法が提供される。
【００１２】
定義
本明細書において使用される時、用語「黒」は一般に知られている黒色を指し、他の色と区別される（すなわち、緑、茶、黄色などではない）。
【００１３】
用語「クラス１インジケータ」又は「クラス１化学的インジケータ」は、レジストメーターを使用して試験される際、ＩＳＯ／ＦＤＩＳ  １１１４０−１（２００５）に特定されているような可視可能な変化を被る、蒸気用の化学的インジケータを指す。
【００１４】
本明細書で使用される用語「クラス４インジケータ」又は「クラス４化学的インジケータ」は、ＩＳＯ／ＦＤＩＳ  １１１４０−１（２００５）により規定されるものと同一であり、すなわち、レジストメーターを使用して試験される際、製造業者の規定値（例えば、１３４℃で３．５分間）にて蒸気に暴露されると製造業者により特定された可視可能な変化を被り、規定値の時間のマイナス２５パーセントの規定値、及び規定値の温度からマイナス２度において蒸気に暴露されると、可視可能な変化を被らないか、又は製造業者により特定された変化とは顕著に異なる変化を被る、蒸気用の化学的インジケータを指す。
【００１５】
用語「含んでいる（comprising）」及びその変化形（例えば、含む（comprises）、含有する（includes）など）は、明細書及び特許請求の範囲内でこれらの用語が使用される場面において限定的な意味を有するものではない。
【００１６】
本明細書において使用される時、「比較的高い水溶性」は、約２０℃において少なくとも５グラム／１００ｍＬ又はそれ以上の水中の溶解度を有する化合物を指す。
【００１７】
用語「還元剤」は、電子又は水素を与えることができる化合物を意味する。具体的には、本明細書に記載される還元剤は、硫黄−硫黄結合を還元することができ、より具体的には元素硫黄をチオール化合物に還元することができる。
【００１８】
用語「チオール」は、本明細書において使用される時、硫黄−水素結合からなる官能基を含む化合物を指す。
【００１９】
本明細書で使用するとき「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」、「少なくとも１つ」、及び「１つ以上」は、文脈によって他の用法が明確に示される場合を除き、互換可能として使用される。
【００２０】
「好ましい」及び「好ましくは」なる語は、特定の状況下で特定の効果をもたらしうる本発明の実施形態のことを指して言う。しかしながら、同じ、又は他の状況下において他の実施形態が好ましい場合もある。更に、１つ以上の好ましい実施形態の引用は、他の実施形態が有用ではないことを示唆するものではなく、他の実施形態を本発明の範囲から除外することを目的とするものではない。
【００２１】
また本明細書では、端点による数字範囲の引用は、その範囲内に包含される全数字を含む（例えば、２：３以下であって０．５：３以上の重量比には、２：３、１．９：３、１．７５：３、１：３、０．６１：３、０．５：３等の重量比が含まれる）。
【００２２】
本発明の上記の「課題を解決するための手段」は、本発明が開示する各実施形態又はあらゆる実施を説明することを意図したものではない。以下の説明は、実例となる実施形態をより詳細に例示するものである。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】テープ形態の本明細書に記載した例示的化学的インジケータの断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
所定のビスマス化合物、及び水に比較的高い水溶性で高温で水蒸気に暴露した場合に組成物をアルカリ性にする化合物、及び／又は少なくとも１つの還元剤を含む、化学的インジケータ組成物が見いだされた。驚くべきことに、化学的インジケータ組成物は、内部化学的インジケータ、及びとりわけオートクレーブテープを含むプロセスインジケータなどの、化学的インジケータに役立つことが見いだされた。化学的インジケータ組成物及び組成物を使用するインジケータ中の比較的高い水溶性の塩基性化合物は、減菌を達成するには不十分な蒸気レベルへの暴露において濃すぎる色の変化を持つと以前には広く見なされていたので、この発見は驚きである。
【００２５】
蒸気への暴露に際して黒化が強化される化学的インジケータ組成物及び化学的インジケータの製造に、比較的高い水溶性を持つ化合物と組み合わせて、還元剤が使用できることも、驚くべきことに、見いだされた。
【００２６】
染料及び顔料は、上述の組成物に加えられた場合、顔料を欠く組成物では蒸気への暴露により茶色にしか変色しない場合に、蒸気への暴露に際して黒への変色をもたらしうることも見いだされた。
【００２７】
１つの実施形態においては、酸化ビスマス（ＩＩＩ）及び２〜２０個の炭素原子を含有する有機基を少なくとも１つ含むビスマス（ＩＩＩ）化合物からなる群から選択されるビスマス（ＩＩＩ）化合物、元素硫黄、及び比較的高い水溶性を有し高温で水蒸気に暴露した場合に組成物をアルカリ性にする化合物を含み、組成物が飽和剤を含む基材に塗布され、１３４℃で２分間の蒸気の第１の条件に暴露した場合に、少なくとも０．８光学密度となる光学密度の変化を組成物が受け、また代わりに、１２１℃で３分間の蒸気の第２の条件に暴露した場合に、光学密度のいずれの変化も少なくとも０．１光学密度単位だけ、第１の条件に暴露した場合より小さい、化学的インジケータ組成物が提供される。
【００２８】
別の実施形態においては、化学的インジケータであって、飽和剤を含む基材、及び基材の主な表面の少なくとも一部上に塗布された化学的インジケータ組成物であって、組成物が酸化ビスマス（ＩＩＩ）及び２〜２０個の炭素原子を含有する有機基を少なくとも１つ含むビスマス（ＩＩＩ）化合物からなる群から選択されるビスマス（ＩＩＩ）化合物、元素硫黄、及び比較的高い水溶性を有し高温で水蒸気に暴露した場合に組成物をアルカリ性にする化合物を含み、組成物が基材に塗布され、１３４℃で２分間の蒸気の第１の条件に暴露した場合に、少なくとも０．８光学密度となる光学密度の変化を組成物が受け、また代わりに、１２１℃で３分間の蒸気の第２の条件に暴露した場合に、光学密度のいずれの変化も少なくとも０．１光学密度単位だけ、第１の条件に暴露した場合より小さい組成物を含む、化学的インジケータが提供される。
【００２９】
別の実施形態においては、飽和剤を含むオートクレーブテープ支持体基材、及びオートクレーブテープ支持体基材の主な表面の少なくとも一部上に塗布された化学的インジケータ組成物を含み、組成物が酸化ビスマス（ＩＩＩ）及び２〜２０個の炭素原子を含有する有機基を少なくとも１つ含むビスマス（ＩＩＩ）化合物からなる群から選択されるビスマス（ＩＩＩ）化合物、元素硫黄、及び比較的高い水溶性を有し高温で水蒸気に暴露した場合に組成物をアルカリ性にする化合物を含み、組成物がオートクレーブテープ支持体に塗布され、１３４℃で２分間の蒸気の第１の条件に暴露した場合に、少なくとも０．８光学密度となる光学密度の変化を組成物が受け、また代わりに、１２１℃で３分間の蒸気の第２の条件に暴露した場合に、光学密度のいずれの変化も少なくとも０．１光学密度単位だけ、第１の条件に暴露した場合より小さい、オートクレーブテープが提供される。
【００３０】
別の実施形態においては、酸化ビスマス（ＩＩＩ）及び２〜２０個の炭素原子を含有する有機基を少なくとも１つ含むビスマス（ＩＩＩ）化合物からなる群から選択されるビスマス（ＩＩＩ）化合物、元素硫黄、及び比較的高い水溶性を有し、高温で水蒸気に暴露した場合に組成物をアルカリ性にする、炭酸カリウム、重炭酸カリウム、及びリン酸ナトリウムからなる群から選択される化合物を含む、化学的インジケータ組成物が提供される。
【００３１】
別の実施形態においては、基材及び、基材の主な表面の少なくとも一部上に塗布された化学的インジケータ組成物を含み、組成物が酸化ビスマス（ＩＩＩ）及び２〜２０個の炭素原子を含有する有機基を少なくとも１つ含むビスマス（ＩＩＩ）化合物からなる群から選択されるビスマス（ＩＩＩ）化合物、元素硫黄、及び比較的高い水溶性を有し、高温で水蒸気に暴露された際に組成物をアルカリ性にする、炭酸カリウム、重炭酸カリウム、及びリン酸ナトリウムからなる群から選択される化合物を含む、化学的インジケータが提供される。
【００３２】
別の実施形態においては、オートクレーブテープ支持体基材及びオートクレーブテープ支持体基材の主な表面の少なくとも一部の上に塗布された化学的インジケータ組成物を含み、組成物が、酸化ビスマス（ＩＩＩ）及び２〜２０個の炭素原子を含有する有機基を少なくとも１つ含むビスマス（ＩＩＩ）化合物とからなる群から選択されるビスマス（ＩＩＩ）化合物、元素硫黄、及び比較的高い水溶性を有し、高温で水蒸気に暴露された際に組成物をアルカリ性にする、炭酸カリウム、重炭酸カリウム及びリン酸ナトリウムからなる群から選択される化合物を含む、オートクレーブテープが提供される。
【００３３】
別の実施形態においては、ビスマス化合物、硫黄化合物又は元素硫黄、還元剤、及び高温で水蒸気に暴露された際に組成物をアルカリ性にする化合物を含む、化学的インジケータ組成物が提供される。
【００３４】
別の実施形態においては、基材及び基材の主表面の少なくとも一部の上に塗布された化学的インジケータ組成物を含む化学的インジケータが提供され、組成物は、ビスマス化合物、元素硫黄、還元剤、及び高温で水蒸気に暴露された際に組成物をアルカリ性にする化合物を含む。
【００３５】
別の実施形態においては、オートクレーブテープ支持体基材及び基材の主な表面の少なくとも一部の上に塗布された化学的インジケータ組成物を含むオートクレーブテープが提供され、組成物は、ビスマス化合物、硫黄化合物、還元剤、及び高温で水蒸気に暴露された際に組成物をアルカリ性にする化合物を含む。
【００３６】
別の実施形態においては、蒸気減菌プロセスの有効性の測定方法が提供され、方法は、上述の化学的インジケータ及び／又はオートクレーブテープの任意の１つを提供することと、化学的インジケータ及び／又はオートクレーブテープを蒸気減菌チャンバ中に設置することと、化学的インジケータ及び／又はオートクレーブテープを少なくとも１２１℃の温度の蒸気に暴露することと、化学的インジケータ及び／又はオートクレーブテープの光学密度を測定することと、を含む。
【００３７】
組成物が少なくとも１つの還元剤、及び／又は少なくとも１つの比較的高い水溶性を有し、高温で水蒸気に暴露された際に組成物をアルカリ性にする化合物を含有する上の実施形態を含む所定の実施形態では、ビスマス化合物は無機ビスマス化合物、有機ビスマス化合物、又はこれらの組み合わせである。これら実施形態のうちの特定の実施形態では、無機ビスマス化合物は、酸化ビスマス（ＩＩＩ）、次炭酸ビスマス、ホウ酸ビスマス、チタン酸ビスマス、モリブデン酸ビスマス、リン酸ビスマス及びオキシ塩化ビスマスからなる群から選択される。これら実施形態のうちの所定の実施形態では、有機ビスマス化合物は、２〜２０個の炭素原子を含有する有機基を少なくとも１つ含むビスマス（ＩＩＩ）化合物である。あるいは、これら実施形態のうちの所定の実施形態では、ビスマス化合物は、有機ビスマス化合物と無機ビスマス化合物との組み合わせである。
【００３８】
上記の組成物及びインジケータの実施形態の任意の１つを含む所定の実施形態においては、ビスマス（ＩＩＩ）化合物は、２〜２０個の炭素原子を含有する有機基を少なくとも１つ含むビスマス（ＩＩＩ）化合物である。これらの特定の実施形態では、ビスマス（ＩＩＩ）化合物は、次サリチル酸ビスマス（ＣＡＳ登録番号１４８８２−１８−９）、没食子酸ビスマス（３，４，５−トリヒドロキシ安息香酸ビスマス塩、ＣＡＳ登録番号５７２０６−５７−２）、次没食子酸ビスマス（２，７−ジヒドロキシ−１，３，２−ベンゾジオキサビスモール−５−カルボン酸、ＣＡＳ登録番号９９−２６−３）、焦性没食子酸ビスマス（１，２，３−ベンゾトリオール、ビスマス塩、塩基性、ＣＡＳ登録番号１２００１−４９−９）、酢酸ビスマス（ビスマストリアセテート、ＣＡＳ登録番号２２３０６−３７−２）、クエン酸ビスマス（ＣＡＳ登録番号１１０２３０−８９−２）、クエン酸ビスマスカリウム（ＣＡＳ登録番号５７６４４−５４−９）、クエン酸ビスマスアンモニウム（ＣＡＳ登録番号６７９５３−０７−５）、乳酸ビスマス（ＣＡＳ登録番号６５９１−５３−３）、シュウ酸ビスマス（ＣＡＳ登録番号６５９１−５５−５）、安息香酸ビスマス、ギ酸ビスマス、プロピオン酸ビスマス、酪酸ビスマス、ビスマスピバラート（２，２−ジメチルプロパン酸のビスマス塩）、２−プロピルペンタン酸ビスマス塩（ＣＡＳ登録番号９４０７１−０９−７）、アスコルビン酸ビスマス、ジエチルジチオカルバミン酸ビスマス（トリス（ジエチルジチオカルバマート）ビスマス（ＩＩＩ）、ＣＡＳ登録番号２０６７３−３１−８）、ジメチルジチオカルバミン酸ビスマス、２−エチルヘキサン酸ビスマス（ＣＡＳ登録番号６７８７４−７１−９）、ネオデカン酸ビスマス（ＣＡＳ登録番号３４３６４−２６−６）、オレイン酸ビスマス、グルコン酸ビスマス、Ｄ−グルコン酸カリウムビスマス、ビスマスナフタラ―ト（ＣＡＳ登録番号８０３９−６０−９）、ナフテン酸ビスマス塩（ＣＡＳ登録番号８５７３６−５９−０）、ビスマストリグリコラマート、トリグリコラマートナトリウムビスマス（Ｎ，Ｎ−ビス（カルボキシメチル）グリシン二ナトリウム塩／Ｎ−（カルボキシメチル）−Ｎ−［２−オキソ２−｛（オキソビスムチノ）オキシ｝エチル］グリシン一ナトリウム塩（３：１）、ＣＡＳ登録番号５７９８−４３−６）、コハク酸ビスマス（ＣＡＳ登録番号１３９−１６−２）、マレイン酸ビスマス（ＣＡＳ登録番号８８２１０−８４−８）、酒石酸ビスマス（ＣＡＳ登録番号６５９１−５６−６）、酒石酸ナトリウムビスマス（ＣＡＳ登録番号３１５８６−７７−３）、酒石酸カリウムビスマス（ＣＡＳ登録番号５７９８−４１−４）、タンニン酸ビスマス、３−ショウノウカルボン酸ビスマス塩（ＣＡＳ登録番号４１５４−５３−４）、エチルショウノウ酸ビスマス（ＣＡＳ登録番号５２９５１−３７−８）、ビスマスオキシキノリン（ＣＡＳ登録番号１３００−７５−０）、２−オキソ−３−ボルナンカルボン酸ビスマス塩（ＣＡＳ登録番号１９４９５−２８−４）、バルプロ酸ビスマス、及びこれらの組み合わせからなる群から、選択される。少なくとも１つのキラル中心を有する化合物はいずれも、立体異性体の任意の１つ、又は、ラセミ混合物を含むその任意の組み合わせを含む。例えば、グルコン酸ビスマスは、グルコン酸塩の全ての種類（例えば、Ｄ−グルコン酸ビスマス（ＩＩＩ）塩（ＣＡＳ登録番号９４２３２−３９−０）、Ｌ−グルコン酸ビスマス（ＩＩＩ）塩、及び／又はこれらのラセミ混合物）を含む。これら実施形態のうちの所定の実施形態においては、ビスマス（ＩＩＩ）化合物は、次サリチル酸ビスマス、次没食子酸ビスマス、酢酸ビスマス、クエン酸ビスマス、ネオデカン酸ビスマス、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される。これら実施形態のうちの所定の実施形態において、ビスマス（ＩＩＩ）化合物は、次サリチル酸ビスマスである。
【００３９】
ビスマス（ＩＩＩ）化合物が、２〜２０個の炭素原子を含有する有機基を少なくとも１つ含むビスマス（ＩＩＩ）化合物であることを除けば、上記の組成物及びインジケータの実施形態の任意の１つを含む所定の実施形態では、ビスマス（ＩＩＩ）化合物は酸化ビスマス（ＩＩＩ）である。
【００４０】
元素硫黄は、硫黄原子の８員環として存在することが公知である。所定のアルカリ性条件下で、例えば、水酸化イオン等の求核剤の存在下において、硫黄原子の環は開環することでき、結果として生じる硫黄原子鎖から硫化物イオンが形成されうる。硫化物イオンの存在下において、ビスマス化合物は暗色の硫化ビスマスを形成しうる。更に、所定の還元性条件、例えば、アスコルビン酸塩などの還元剤があるとき、硫黄原子の環は開くことができ、スルフヒドリル基が形成されうる。塩基性条件ではスルフヒドリル基は、ビスマス化合物と反応し暗色の硫化ビスマスを形成しうる硫化物イオンに変換されうる。
【００４１】
所定の実施形態では、他の硫黄化合物が使用されうる。例えば、二硫化物；Ｎ，Ｎ−ジフェニルチオウレアなどのチオウレア、及びチオカルバマート、更にジチオカルバマートも、硫黄源として使用しうる。更に、硫化カルシウム及び硫化カリウムなどの硫化塩が、所定の実施形態で硫黄源をして使用できる。
【００４２】
比較的高い水溶性を有し、高温で水蒸気に暴露した場合に組成物をアルカリ性にする化合物が、硫化物イオンを形成する条件をもたらすと信じられる。この目的に好適な化合物としては、例えば、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、重炭酸カリウム、リン酸ナトリウムなどが挙げられる。比較的高い水溶性を有し、高温で水蒸気に暴露した場合に組成物をアルカリ性にする化合物は、蒸気減菌サイクル中にインジケータ組成物中の硫化物濃度を上昇させると信じられており、したがって、わずかに水溶性のアルカリ状態生成物より、多くの暗色の硫化ビスマスの生成をもたらす。一方、比較的高い水溶性を有する化合物は、蒸気滅菌プロセス条件に暴露中に、組成物及びインジケータを時期尚早に、又は所望されるよりも早く暗化させることが、以前に見いだされている。加えて、このことは、滅菌をもたらすには不十分であることが公知である蒸気滅菌プロセス条件に対して暴露した後、組成物の光学密度を、望ましくないことに、滅菌に有効な条件に暴露後の組成物の光学密度と同様のものとしうる。
【００４３】
一方、水溶性の低い化合物は、とりわけ飽和剤を含むインジケータの実施形態においては、蒸気減菌プロセス条件に暴露後の暗化の水準が原因で、好ましさがより低いことが見いだされている。これに加えて、これは、蒸気減菌プロセス条件への暴露後の組成物の光学密度を、減菌に有効な条件への暴露を示すには不十分なものとすることがある。
【００４４】
オートクレーブテープは、典型的に、飽和剤により強化された紙基材を含む。ゴム又はゴム状の飽和剤の場合には、蒸気暴露により黒色の生成物を形成するビスマス化合物の反応の媒体は、比較的水の透過（蒸気から）に抵抗のある非極性有機環境である。したがって、次炭酸ビスマス及び次サリチル酸ビスマスを含むインクは、飽和剤を含まない基材の上では、蒸気への十分な暴露で黒への色の変化を与えるが、これらは飽和剤を含む基材の上では、蒸気への十分な暴露で淡褐色を与える。これは、飽和剤を含むテープにおけるこれらの無機化合物の低下した溶解度、したがって低下した反応性によると同様に、蒸気の透過に対する飽和材の相対的な抵抗によるものと信じられている。
【００４５】
オートクレーブテープに関する２００９年１２月３０日に出願された米国特許番号第５，９１６，８１６号及び国際出願ＰＣＴ／ＵＳ２００９／０６９８１５号に開示されたインク配合の使用は可能であるが、これらの開示されたインクを使用する飽和剤含有テープフォーマットにおいて、十分な蒸気への暴露に際して得られるインクの典型的な茶色（黒色ではなく）は、最適ではない。更に、オートクレーブテープ及び他の化学的インジケータの色変化特性に関する好みは、エンドユーザー（例えば、病院）により異なり、それ故１つのエンドユーザーには、蒸気への暴露後の濃い茶色への変化が受け入れられる可能性があるものの、他のエンドユーザーにとっては、蒸気への暴露に際して黒色への変化のみが受け入れられる可能性があることが、見いだされた。その結果、必要なことは、蒸気があることを黒色への色の変化で示す、オートクレーブテープにおける使用に適した無鉛のインクである。
【００４６】
それ故、本明細書に記載される任意のインジケータ組成物、インジケータ及び方法の実施形態の１つを含む特定の実施形態では、インジケータ組成物をアルカリ性にする化合物は、好ましくは水１００立方センチメートル（ｍＬ）当たり約５グラムを超える２０℃における水中の溶解度、より好ましくは水１００立方センチメートル（ｍＬ）当たり約８グラムを超える２０℃における水中の溶解度、更により好ましくは水１００立方センチメートル（ｍＬ）当たり少なくとも約１０グラムの２０℃における水中の溶解度を有する。
【００４７】
多くの実施形態においては、インジケータ組成物をアルカリ性にする比較的高い溶解度の化合物は、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、重炭酸カリウム、及びリン酸ナトリウム、又はこれらの組み合わせからなる群から選択される。これらの実施形態の幾つかにおいては、インジケータ組成物をアルカリ性にする比較的高い溶解度の化合物は、炭酸カリウム、重炭酸カリウム、及びリン酸ナトリウム、又はこれらの組み合わせからなる群から選択される。これらの実施形態の幾つかにおいては、インジケータ組成物をアルカリ性にする化合物は、重炭酸カリウム又は重炭酸ナトリウムである。本開示のインジケータ組成物では、高温で水蒸気に暴露された際に組成物をアルカリ性にし、かつ比較的高い水溶性を有する化合物は、組成物中に、好ましくは、組成物の全重量に基づき０．５重量％〜４．０重量％、より好ましくは、組成物の全重量に基づき１．０重量％〜２．５重量％存在する。
【００４８】
実施例に示すように、高温で水蒸気に暴露した場合に組成物をアルカリ性にし、かつ比較的低い水溶性を有する１つ以上の化合物を、他の成分（例えば、比較的高い水溶性化合物及び／又は還元剤）と組み合わせて、インジケータ組成物に含めることも役立つ。例えば、高温で水蒸気に暴露した場合にインジケータ組成物をアルカリ性にし、かつ比較的低い水溶性を持つ化合物としては、炭酸リチウムが役立つことが見いだされている。炭酸リチウム及び高温で水蒸気（例えば、蒸気中）に暴露した場合にインジケータ組成物をアルカリ性にする低い水溶性の他の化合物の添加は、蒸気への暴露により黒変するオートクレーブテープインジケータにはつながらないが、炭酸リチウムなどの添加は、他のインジケータ組成物、例えば、飽和剤を使用しない化学的インジケータで使用されるインジケータ組成物において必要である比較的水溶性の高い化合物（炭酸ナトリウムなどのような）の量を低下させることができる。
【００４９】
理論に束縛されるものではないが、還元剤は、インジケータ組成物中に存在する場合、及び／又は高温の水蒸気の存在で組成物をアルカリ性にする化合物と組み合わされた場合、蒸気への暴露に際してビスマス化合物と反応しインジケータ組成物の色を暗くする硫化物群の生成を容易にすると、信じられている。役立つ還元剤としては、アスコルビン酸及びその誘導体、トコフェロール、重亜硫酸塩（重亜硫酸ナトリウムなど）、チオ硫酸塩、没食子酸塩（没食子酸プロピルなど）、ｔ−ブチルヒドロキノン類（ｔ−ブチルヒドロキノンなど）、ナフチルアミン（Ｉｒｇａｎｏｘ  Ｌ−０６など）、ポリフェノール（Ｉｒｇａｎｏｘ  Ｌ−１０１など）、及びこれらの組み合わせが挙げられる。
【００５０】
役立つ可能性のある還元剤の１つの種類としては、アスコルビン酸及びその誘導体が挙げられる。例えば、アスコルビン酸又はアスコルビン酸塩（アスコルビン酸ナトリウム又はアスコルビン酸カリウムなど）を使用しうる。アスコルビン酸パルミテートなどのアスコルビン酸のエステルも役立つであろう。本開示のインジケータ組成物には、還元剤は好ましくは組成物の１〜５重量％存在する。
【００５１】
上記の組成物及びインジケータの実施形態の任意の１つを含む所定の実施形態では、組成物は更にバインダーを含む。バインダーは組成物が基材上に塗布された際に該組成物を定位置に保持する。バインダーは、熱及び水蒸気に対して安定なフィルム形成材料を含むことが好ましい。バインダーにより形成されるフィルムは、水蒸気及び蒸気に対して十分な透過性を有して、滅菌条件下で所望の色変化が起こることを可能にする。バインダーが含みうる材料としては、例えば、アクリラート及びメタクリラートポリマー及びコポリマー（例えば、ポリ（メチルメタクリラート）及びメチル／ｎ−ブチルメタクリラートコポリマー）、ポリ（ビニルアセテート）及びポリ（ビニルクロリド）並びにそれらのコポリマー、並びに、例えば、エチルセルロース及びニトロセルロースを含むセルロースのさまざまな誘導体が挙げられる。所定の実施形態においては、バインダーは紫外線、可視光線、又は熱硬化性材料でありうる。これらの材料は、無溶媒で使用されることが好ましい。
【００５２】
十分に酸性のバインダーを含む組成物は、２．５分間の１３２℃の蒸気及び３．５分間の１３４℃の蒸気暴露後の光学密度間の差を、有意に増加させることが見いだされている。それ故、合格及び不合格の表示がより容易にかつ高い信頼性で区別できるクラス４化学的インジケータが提供される。したがって、上記の組成物及びインジケータの実施形態の任意の１つを含む所定の実施形態では、バインダーは酸基を含むポリマーを含み、バインダーは少なくとも７の酸価を有する。これら実施形態のうちの所定の実施形態においては、バインダーは、アクリラートポリマー、メタクリラートポリマー、アクリラートコポリマー、メタクリラートコポリマー、アクリラート／メタクリラートコポリマー、又はこれらの組み合わせを含み、ポリマー又はコポリマーは、少なくとも７の酸価のために十分なカルボン酸基を含む。これら実施形態の所定の実施形態においては、酸価は少なくとも８又は少なくとも９であることが好ましい。これら実施形態の特定の実施形態においては、バインダーはメチル／ｎ−ブチルメタクリラートコポリマーを含む。
【００５３】
本明細書に記載する組成物及びインジケータは、不合格及び合格蒸気滅菌条件間の良好な光学密度の差を提供する。例えば、０．５分間の１３４℃の蒸気に又は３分間の１２１℃の蒸気（これは、ＩＳＯ  １１１４０クラス１インジケータの場合、不合格蒸気滅菌条件と見なされる）に暴露された組成物の光学密度は、組成物が２．０分間の１３４℃の蒸気に又は１０分間の１２１℃の蒸気（これは、ＩＳＯ  １１１４０クラス１インジケータの場合、合格蒸気滅菌条件と見なされうる）に暴露された場合と比較して、明らかに低く見えうる。
【００５４】
好適な化学的インジケータ組成物は、２．０分間の１３４℃の蒸気（ＩＳＯ  １１１４０クラス１インジケータの場合、合格蒸気滅菌条件）及び３分間の１２１℃の蒸気（ＩＳＯ  １１１４０クラス１インジケータの場合、不合格蒸気滅菌）の間に、目視による及び／又は測定による光学密度に有意の差を有する。これらの２つのサイクルは、典型的に、光学密度の最も小さい差を与える２つの蒸気暴露条件を構成する。例えば、これらの２つの条件において、光学密度の測定できる有意差は０．１である。
【００５５】
上記の組成物及びインジケータの実施形態の任意の１つを含む所定の実施形態では、２分間の１３４℃の温度の蒸気の第１の条件に暴露された際、組成物は少なくとも０．８、より好ましくは、０．９の光学密度となる光学密度の変化を経、また代わりに、３分間の１２１℃の温度の蒸気の第２の条件に暴露された際、光学密度のいずれの変化も、第１の条件に暴露された際より少なくとも０．１光学密度単位だけ小さく、また好ましくは第１の条件に暴露された際より少なくとも０．２光学密度単位だけ小さい。
【００５６】
本明細書に記載する組成物及びインジケータは、不合格及び合格蒸気滅菌条件間で良好な光学密度差を提供しうるだけでなく、合格蒸気滅菌条件に暴露された際、より暗い色を達成することができる。上記の組成物及びインジケータの実施形態の任意の１つを含む特定の実施形態では、２分間の１３４℃の温度の蒸気の第１の条件に暴露された際、組成物は色を茶又は黒に変化させる。上記の組成物及びインジケータの実施形態の任意の１つを含む好ましい実施形態においては、２分間の１３４℃の温度の蒸気の第１の条件に暴露された際、組成物は色を黒に変化させる。
【００５７】
これら実施形態のうちの特定の実施形態では、２分間の１３４℃の温度の蒸気である第１の条件に暴露された際、組成物は光学密度が少なくとも０．９の光学密度となる変化を被る。これにより、合格及び不合格の表示がより容易に、かつ高い信頼性で区別できるクラス１の化学的インジケータを提供することができる。
【００５８】
組成物中における他の構成成分に対するビスマスの比較的低い比が、本明細書に記載する所望の特性を提供するのに有効であることが見いだされている。その結果、本明細書に記載する組成物及びインジケータに使用されるビスマスの量を、以前より公知の化学的インジケータ組成物と比較して、低下させることができる。上記の組成物及びインジケータの実施形態の任意の１つを含む所定の実施形態では、ビスマス（ＩＩＩ）化合物及び元素硫黄は組成物中に２：３以下であって０．５：３以上の重量比で存在し、元素硫黄及び組成物をアルカリ性にする化合物は２０：１以下であって２：１以上の重量比で存在する。
【００５９】
本明細書に記載した組成物はまた、組成物のさまざまな構成成分を分散させるために、また所定の実施形態においては、好ましくはバインダーを溶解するために、溶媒を含有してもよい。好適な溶媒としては、アルコール、エステル、ケトン及び芳香族炭化水素が挙げられる。所定の実施形態において、溶媒は、酢酸ｎ−プロピル、ｎ−プロピルアルコール、メタノール、エタノール、２−エトキシエタノール、酢酸ブチル、ｎ−ブタノール、トルエン、シクロヘキサノン、及びこれらの組み合わせからなる群から選択されることが好ましい。組成物は化学的インジケータインクとして提供してもよく、又は組成物を基材上に塗布し、存在する任意の溶媒を例えば炉内で加熱することにより蒸発し、化学的インジケータを提供してもよい。
【００６０】
組成物は、組成物が塗布された際に所望の特性を有する塗膜を提供するように、消泡剤、流動助剤、充填剤、可塑剤、界面活性剤等の他の添加剤を含有してもよい。このような特性としては、均一な厚さ、所望の表面特性（光沢表面、マット表面等）、亀裂させずに屈曲させるための十分な可撓性、蒸気滅菌プロセス条件に暴露する前の特定の初めの色等、及びそれらの組み合わせが挙げられる。
【００６１】
上述のように、蒸気に暴露（ＩＳＯ  １１１４０の「合格」サイクル又は約３〜４分間の１３２℃のＡＭＳＣＯ減菌サイクル）した、本開示の無鉛の化学的インジケータ組成物の色は黒である。バインダーの特性、ビスマス化合物の硫黄に対する比、高温で水蒸気に暴露された際にインジケータ組成物をアルカリ性にすることができる高い水溶性の化合物の存否、及び還元剤の存否は全て、無鉛の化学的インジケータの蒸気への暴露に際する最終的な色の変化に影響しうる。
【００６２】
かなりの消費者が、蒸気滅菌インジケータの色変化の終点が茶色よりも黒色であることを好むことに注目して、本発明者らは、本明細書に記載した無鉛インク配合物にさまざまな染料又は顔料を更に添加することにより、染料を添加しないインク配合物が茶色に変化する場合であっても、黒色への色の変化を達成できることを認めた。本開示において役立つ染料及び顔料は、蒸気への暴露前の化学的インジケータ組成物については受け入れ可能な色を提供し、蒸気への暴露に際して黒色を提供するために、蒸気に暴露したインジケータ組成物の色を増大させる、いずれかの染料又は顔料（又は複数の染料、複数の顔料、又は複数の染料と複数の顔料との組み合わせ）でありうる。例えば、青色染料、Ｈｏｓｔａｐｅｒｍ  Ｂｌｕｅ、の液体インクへの最終濃度０．０５％の添加は、最初のインク色を白色ではなく淡緑色にするが、蒸気への暴露後、茶色ではなく黒色への色変化をもたらす。更に、青の顔料又は染料と黄の顔料又は染料との組み合わせは、蒸気に暴露前では緑であり、そうでなければ蒸気への暴露により茶色になるインジケータ組成物に使用された場合、蒸気への暴露により黒への色変化を提供する、化学的インジケータ組成物を与える。
【００６３】
使用される溶媒系に可溶性であれば、他の染料を使用してもよい。通常茶色が得られる場合に黒色を得るのに使用される染料を決定するために、染料を出来上がったインクに溶解し、混合し、基材上に塗布し、所望の蒸気滅菌サイクルにて蒸気に暴露し、最初の色と最終的な色とを比較する（例えば、茶色から黒色）。
【００６４】
有機溶媒に分散されると、水溶性染料は水に溶解した場合とはしばしば異なる色（又は基本的に無色）である。したがって、本開示のインク配合物に分散することができ、インクの最初の色を実質的に変化させないが、蒸気に対する暴露に際して、黒への色変化をもたらす水溶性染料が利用可能である。曝露に際し、水溶性染料は溶解し、着色し、染料が添加されないインジケータ組成物の茶色変化を補完し、黒色の外観を提供する。
【００６５】
化学的インジケータ組成物が本来茶色に変色する場合、黒色への色変化を達成するためにｐＨインジケータ染料が好適である。例えば、液体インクの０．０１％のブロモクレゾールパープルナトリウム塩が、インク配合物に添加された場合、印刷されたインクの最初の色は実質的に変化しないが、蒸気に対する暴露による黒色への変化が達成される。ブロモチモールブルー及びフェノールレッド等の他のｐＨインジケータが、同一の目的に好適である。束縛されることを意図するものではないが、染料をアルコール溶媒等の有機溶媒を含む化学的インジケータインク溶液と混合している間、水溶性ｐＨインジケータは水と接触しないためインクの最初の色は影響を受けないと思われる。しかしながら、蒸気への暴露及び塩基（例えば、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム）の存在により、ｐＨインジケータは溶解し、色を変え、ｐＨインジケータの最終的な色は、茶色を補完するものである場合、黒色に変化する。
【００６６】
本明細書に記載する化学的インジケータ組成物の実施形態の任意の１つ、化学的インジケータの実施形態の任意の１つ、又は方法の実施形態の任意の１つを含む、所定の実施形態では、化学的インジケータ組成物は蒸気の存在下で組成物の色が黒になる変化を起こす染料を更に含有する。染料のないときで、蒸気があるとき、組成物の色は茶色であろう。
【００６７】
上に示したように、上述のインジケータの実施形態の任意の１つに従う化学的インジケータを提供することと、この化学的インジケータを蒸気滅菌チャンバ内に設置することと、化学的インジケータを少なくとも１２１℃の温度で蒸気に暴露することと、化学的インジケータの光学密度を測定することと、を含む、蒸気滅菌プロセスの有効性を決定する方法も本開示は提供する。本明細書に記載するインジケータは、合格条件に分類される蒸気滅菌プロセス条件に暴露された際、有意に増加した光学密度を生じる。不合格条件に分類される蒸気滅菌プロセス条件に暴露された際、インジケータにより生じた光学密度のいかなる増大も、合格条件により生じたものから容易に区別される。
【００６８】
上記の方法の所定の実施形態では、方法は滅菌される物品を滅菌プロセスインジケータと共に滅菌チャンバ内に設置することを更に含む。その結果、物品は化学的インジケータと同一の滅菌条件に暴露される。
【００６９】
上記の方法の実施形態の任意の１つを含む所定の実施形態では、方法は滅菌チャンバ内で滅菌条件が満たされたか否か決めることを更に含む。例えば、１２１℃で１０分間を目標とする滅菌条件に暴露の際、ケミカルインジケータがこれらの条件に対する暴露を示す既知である範囲内の光学密度を生じた場合、これらの滅菌条件は満たされていると決められる。一方、不十分な滅菌条件に暴露された場合、化学的インジケータは、１２１℃において１０分間でインジケータにより生じることが知られている光学密度の範囲を下回る光学密度を生じ、滅菌条件は満たされていないと決められる。上述の組成物及びインジケータの特性は、滅菌チャンバ内で滅菌条件が満たされたか否かの決定をより容易に、かつより高い信頼性で行う。
【００７０】
上記のように、本明細書に記載する化学的インジケータは、基材を含む。基材は、蒸気滅菌プロセス条件に供された際に、無傷のままであり、分解しない任意の基材であってよい。好適な基材には、飽和剤（例えば、ゴム、天然又は合成ラテックス、ポリマー等）を含む又は含まない紙、塗布紙、厚紙、プラスチックシート、金属で処理したシート、金属ホイル、不織布又は織物等が挙げられる。
【００７１】
本明細書に記載した組成物及び方法が役立つことのある他の実施形態は、出願者の同時係争中の２００９年１２月３０日に出願された国際出願ＰＣＴ／ＵＳ２００９／０６９８１５号に記載されており、内容全体を本明細書に援用する。
【００７２】
上記の化学的インジケータの実施形態の任意の１つ及び方法の実施形態の任意の１つを含む多くの実施形態では、化学的インジケータ及び／又はテープの基材は飽和剤を含浸される。
【００７３】
上記の化学的インジケータの実施形態の任意の１つ及び方法の実施形態の任意の１つを含む所定の実施形態では、化学的インジケータの基材は更にバリア層を含み、化学的インジケータ組成物はバリア層上に塗布される。この実施形態のうちの所定の実施形態では、化学的インジケータは、バリア層を覆い、またバリア層上に塗布された化学的インジケータ組成物を覆う低接着力バックサイズ層を更に含む。あるいは、化学的インジケータは、基材の主表面を覆い、また基材の主表面の少なくとも一部の上に塗布された化学的インジケータ組成物を覆う、バリア層を更に含む。この実施形態のうちの所定の実施形態では、化学的インジケータは、バリア層を覆う低接着力バックサイズ層を更に含む。
【００７４】
上記の化学的インジケータの実施形態の任意の１つ及び方法の実施形態の任意の１つを含む所定の実施形態では、化学的インジケータは、上部に化学的インジケータ組成物が塗布されている基材の主表面の反対側の、基材の主表面上に接着剤層を更に含む。
【００７５】
上記の化学的インジケータの実施形態の任意の１つ及び方法の実施形態の任意の１つを含む所定の実施形態では、化学的インジケータはテープである。
【００７６】
所定の実施形態において、基材はテープの形態である。一例では、片側の上の感圧接着剤、及び反対側の上の上述の組成物の実施形態の任意の１つから、テープが構成されることが好ましい。テープは、巻いた形態で提供されることが好ましい。
【００７７】
図１に関して、１つの実施形態においては、化学的インジケータテープ１００は断面にて図示されている。基材１１０は、第１の主表面の一部の上が化学的インジケータ組成物１４０で塗布され、組成物１４０の反対側の基材１１０の主表面の少なくとも一部を覆う接着剤層１２０を有する。基材１１０は、飽和剤を含浸された紙、例えば、クラフト紙又はクレープ紙、が好ましい。図１に示す化学的インジケータテープ１００は更に、組成物１４０を覆う飽和剤層１５０、基材１１０及び飽和剤層１５０を覆う任意のバリア層１７０、並びにバリア層１７０を覆う任意の低接着力バックサイズ層１９０を含む。
【００７８】
化学的インジケータ組成物１４０は、本明細書に記載した組成物の実施形態の任意の１つであってもよい。所定の実施形態において、インクの形態を有する本明細書に記載した化学的インジケータ組成物を印刷することにより、組成物１４０は基材１１０上に塗布される。基材１１０は、飽和剤が含浸された紙、例えば、クラフト紙又はクレープ紙が好ましい。蒸気に十分耐性がある飽和剤、例えば、顔料、例えば酸化亜鉛及び／又は酸化チタンを含まない又は含む天然ゴム及び／又は重合ロジン；ロジンを含まない又は含むスチレン−ブタジエンポリマー；アクリルポリマー；アクリルポリマー、スチレン−ブタジエンポリマー及びアクリロニトリルポリマーの組み合わせ、並びにｎ−ブチルアクリラート−アクリロニトリル−スチレンターポリマー、が使用されうる。接着剤層は耐水性感圧接着剤（ＰＳＡ）が好ましい。接着剤層に使用しうるＰＳＡとしては、例えば、架橋アクリル樹脂、粘着性ゴム接着剤、例えば、天然ゴム、ポリイソプレン、スチレンブタジエンゴム等、が挙げられる。
【００７９】
図１に示す化学的インジケータテープ１００は、基材１１０及び化学的インジケータ組成物１４０を覆うバリア層１７０を、任意に更に含むことができる。低接着力バックサイズ層１９０は、バリア層１７０を覆うためにも使用されてもよい。バリア層に使用されうる材料としては、例えば、アクリルポリマー、尿素−ホルムアルデヒド組成物、スチレンブタジエンゴム、酢酸セルロース、酢酸プロピオン酸セルロース、酢酸酪酸セルロース、エチルセルロース、不乾性ヤシ油アルキド、及びアクリル変性アルキドが挙げられる。低接着力バックサイズ層又は剥離層に使用されうる材料としては、例えば、アクリル、ウレタン及びシリコーンポリマーが挙げられる。
【００８０】
本明細書に記載の組成物は、バインダー、溶媒、ビスマス化合物、元素硫黄、高温において水蒸気に暴露された場合に組成物をアルカリ性にする（例えば、比較的高水溶性の）化合物、望ましい場合には還元剤、及び望ましい場合には顔料（類）及び／又は染料（類）の成分を混合することにより、便利に調製することができる。混合は公知の混合プロセスを用いて行うことができる。１つの例においては、混合は不溶性構成成分（例えば、元素硫黄、組成物をアルカリ性にする化合物、ビスマス化合物）の粒径が縮小され、粒子が分散されるボールミルにて行われる。バインダー及び溶媒は共に組成物の約５０〜９７重量％を構成してもよく、元素硫黄、組成物をアルカリ性にする化合物、及びビスマス化合物は組み合わせて、組成物の約３〜約５０重量％、好ましくは約２０〜約２５重量％を構成してもよい。
【００８１】
本明細書に記載した組成物は、ワイヤ巻き付けロッド（即ち、マイヤー・バー（Meyer bar）又はメイヤー・ロッド（Mayer rod））によるものを含む公知のさまざまな塗布方法、並びに、例えば、フレキソ、輪転グラビア及びスクリーン印刷を含む種々の印刷方法を用いて、基材上に塗布されうる。組成物はパターン、例えば、縞、山形等、に塗布され、蒸気滅菌条件に暴露後に色変化を提供するインジケータの領域と、インジケータの背景領域との間の視覚的コントラストを提供しうる。あるいは、インジケータは、例えば、ウェブ塗布技術による等、パターンを有さずに塗布されてもよい。
【００８２】
多数の滅菌プロセス条件での使用のために、また複数のクラスの化学的インジケータとしての使用のために、所望の光学密度を提供するために１つのインジケータに２つ以上の基材を使用してもよい。同様に、同じ目的のために、１つのインジケータに２種以上の組成物を塗布及び使用してもよい。
【００８３】
所定の実施形態において、塗布された組成物上にフィルムが積層されてもよい。フィルムは蒸気に透過性を有することが好ましいが、所定の実施形態においては、蒸気はその上に組成物が塗布された基材を通して塗布された組成物と接触してもよい。
【００８４】
組成物の光学密度は、組成物が基材上に塗布され、いずれの溶媒も組成物から蒸発した後で測定される。スペクトロデンシトメーターなどの、表面の光学密度を測定するための既知の装置が使用されうる。
【００８５】
本開示のさまざまな実施形態の目的及び利点は、以下の実施例によって更に例示されるが、これらの実施例において列挙された特定の材料及びその量は、他の諸条件及び詳細と同様に、本発明を過度に制限するものと解釈されるべきではない。
【実施例】
【００８６】
【表１】
0005866349.tif 000002
【００８７】
バインダーストック溶液の調製
バインダー溶液は、１００ｇのエチルセルロース（Ｅｔｈｏｃｅｌ，Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ，Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩ）を２６１．６ｇの酢酸ｎ−プロピル及び１７５．４ｇのｎ−プロピルアルコールと混合して調製した。混合物を広口瓶の中で一晩回転させて、均質溶液を得た。
【００８８】
ゴム飽和剤の調製及び使用
ゴム飽和剤組成物を次の成分を使用して調製した。２３％の天然ゴム、６％の酸化亜鉛、２．５％の二酸化チタン、２９％のウッドロジン、２．５％の芳香族樹脂、及び３７％のミネラルスピリット。各実施例のインクをコーティングした支持体に飽和剤を加える直前に、１５．０グラムのゴム飽和剤に１．２３グラムの加硫促進剤溶液を混合し、手で３分間攪拌した。促進剤溶液は、３０グラムのキシレン（ＶＷＲ，Ｗｅｓｔ  Ｃｈｅｓｔｅｒ，ＰＡ）、２．９８グラムのＲｏｂａｃ  Ｐ２５（ジペンタメチレンチウラムポリスルフィド、Ｒｏｂｉｎｓｏｎ  Ｂｒｏｔｈｅｒｓ，Ｗｅｓｔ  Ｍｉｄｌａｎｄｓ，ＵＫ）及び１．０グラムのメチルチュアドス（テトラメチルチウラムジスルフィド、Ｒ．Ｔ．Ｖａｎｄｅｒｂｉｌｔ，Ｎｏｒｗａｌｋ，ＣＴ）を含む。
【００８９】
（実施例１Ａ〜１Ｄ）次サリチル酸ビスマス及び炭酸ナトリウムを含むインジケータテープ
表２の成分、実施例１Ａ〜１Ｄ、を直径が１２．７ｍｍ（１／２インチ）のガラス製のビー玉２０個が入った１２０ｍＬ（４ｏｚ）のガラス広口瓶に入れた。混合物をボールローラー上で１６時間回転し、次いで＃１６メイヤーロッドを使用して、テープ支持体の上に塗布した。塗膜を５０℃で５分間乾燥した。塗布されたテープ支持体試料に加硫促進剤を含む数ミリリットルのゴム飽和剤（上述）を、各テープ支持体の両主要表面にプラスチック製スキージを使用して塗布し、次いで１４０℃で３分間硬化して飽和した。硬化後、各テープ支持体をＡＭＳＣＯ  ＥＡＧＬＥ  ３０１３Ｃ滅菌器の中で、プレバキュームサイクルを使用して、１３２℃で３分間、１分間の乾燥期間を伴い、蒸気に暴露した。光学密度を、Ｘ−Ｒｉｔｅ  ５３０Ｐスペクトロデンシトメーターを使用して測定した。
【００９０】
【表２】
0005866349.tif 000003
【００９１】
＊実施例１Ａは比較実施例である。
【００９２】
この結果は、高い水溶性を有する化合物である、炭酸ナトリウムの重量％の増加に従い、蒸気への暴露に際するインジケータの光学密度が増加していることを示している。
【００９３】
（実施例２Ａ〜２Ｃ及び２Ｄ〜２Ｊ）
還元剤及び炭酸ナトリウムを組み合わせた次サリチル酸ビスマス
表３の成分、例えば２Ａ〜２Ｃ、及び表４の成分、例えば、２Ｄ〜２Ｊを、直径が１２．７ｍｍ（１／２インチ）のガラス製のビー玉２０個が入った１２０ｍＬ（４ｏｚ）のガラス広口瓶に入れた。混合物をボールローラーの上で１６時間回転し、次いで＃１６メイヤー．ロッドを使用してテープ支持体の上に塗布した。塗膜を５０℃で５分間乾燥した。塗布されたテープ支持体試料に加硫促進剤を含む数ミリリットルのゴム飽和剤（上述）を、各テープ支持体の両主要表面にプラスチック製スキージを使用して塗布し、次いで１４０℃で３分間硬化して飽和した。実施例２Ａ〜２Ｃに関して、硬化後、各テープ支持体をＡＭＳＣＯ  ＥＡＧＬＥ  ３０１３Ｃ滅菌器の中で、プレバキュームサイクルを使用して、１３２℃で３分間、１分間の乾燥期間を伴い、蒸気に暴露した。実施例２Ｄ〜２Ｊに関して、硬化後、各テープ支持体をＡＭＳＣＯ  ＥＡＧＬＥ  ３０１３Ｃ滅菌器の中で、プレバキュームサイクルを使用して、１３２℃で４分間、１分間の乾燥期間を伴、蒸気に暴露した。調製した他の実施例２Ｄ〜２ＪをＪｏｓｌｙｎレジストメーター（Ｊｏｓｌｙｎ  Ｓｔｅｒｉｌｉｚｅｒ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｆａｒｍｉｎｇｔｏｎ，ＮＹから入手可能）の中で、表５に示したサイクルの１つを使用して、蒸気に暴露した。光学密度を、Ｘ−Ｒｉｔｅ  ５３０Ｐスペクトロデンシトメーターを使用して測定した。
【００９４】
【表３】
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【００９５】
表３の実施例２Ｂ及び２Ｃの光学密度の結果は、還元剤、パルミチン酸アスコルビル及びアスコルビン酸は、還元剤を含まない比較実施例２Ａと比較した場合、蒸気への十分な暴露に際してインジケータの光学密度を増加させることを示している。
【００９６】
【表４】
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【００９７】
【表５】
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【００９８】
表５の実施例２Ｄ〜２Ｊの結果は、蒸気への十分な暴露に際して、比較実施例１Ａと比較して、還元剤はインジケータの光学密度を増加させることを示す。
【００９９】
（実施例３Ａ〜３Ｃ）
炭酸ナトリウム及びアスコルビン酸を含む、次サリチル酸ビスマス
表６の成分、例えば、３Ａ〜３Ｃ、を直径が１２．７ｍｍ（１／２インチ）のガラス製のビー玉２０個が入った１２０ｍＬ（４ｏｚ）のガラス広口瓶に入れた。混合物をボールローラーの上で１６時間回転し、次いで＃１６メイヤーロッドを使用してテープ支持体の上に塗布した。塗膜を５０℃で５分間乾燥した。塗布されたテープ支持体試料に加硫促進剤を含む数ミリリットルのゴム飽和剤（上述）を、各テープ支持体の両主要表面にプラスチック製スキージを使用して塗布し、次いで１４０℃で３分間硬化して飽和した。硬化後、各テープ支持体をＡＭＳＣＯ  ＥＡＧＬＥ  ３０１３Ｃ滅菌器の中で、プレバキュームサイクルを使用して、１３２℃で３分間、１分間の乾燥期間を伴い、蒸気に暴露した。光学密度を、Ｘ−Ｒｉｔｅ  ５３０Ｐスペクトロデンシトメーターを使用して測定した。
【０１００】
【表６】
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【０１０１】
この結果は、ビスマス含有インクに対するアスコルビン酸添加量の増加が、それに応じて、蒸気に暴露したインジケータの初期光学密度を増加させることを示す。
【０１０２】
（実施例４Ａ〜４Ｎ）
高温で水蒸気に暴露した際にインジケータ組成物をアルカリ性にする化合物を含む次サリチル酸ビスマス
表７の成分、実施例４Ａ〜４Ｇ、及び表９の成分、実施例４Ｈ〜４Ｎを、直径と長さが１２．７ｍｍと１２．７ｍｍ（１／２インチと１／２インチ）であるセラミック製の円筒を４０個含む２４０ｍＬ（８ｏｚ）のガラス広口瓶に入れた。混合物をボールローラーの上で１６時間回転し、次いで＃２２メイヤーロッドを使用してテープ支持体の上に塗布した。塗膜を５０℃で５分間乾燥した。塗布されたテープ支持体試料に加硫促進剤を含む数ミリリットルのゴム飽和剤（上述）を、各テープ支持体の両主要表面にプラスチック製スキージを使用して塗布し、次いで１４０℃で３分間硬化して飽和した。硬化後、各テープ支持体をＡＭＳＣＯ  ＥＡＧＬＥ  ３０１３Ｃ滅菌器の中で加圧減圧サイクルを使用し、１３２℃で４分間、１分間の乾燥期間を伴い、又はＪｏｓｌｙｎレジストメーター中で表８及び１０に示したサイクルの１つを使用して、蒸気に暴露した。光学密度を、Ｘ−Ｒｉｔｅ  ５３０Ｐスペクトロデンシトメーターを使用して測定した。
【０１０３】
【表７】
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【０１０４】
【表８】
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【０１０５】
【表９】
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【０１０６】
【表１０】
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【０１０７】
表８及び１０に示した結果は、高温で水蒸気に暴露した際にインジケータインク組成物をアルカリ性にする比較的高い水溶性を有する化合物、及び／又は還元剤の添加は、蒸気への暴露後のオートクレーブテープ支持体の光学密度を増加することを示す。
【０１０８】
実施例４Ａ、４Ｅ、及び４Ｆ（比較実施例としての）はそのような化合物（すなわち、比較的高い水溶性でかつ高温で水蒸気に暴露した際にインジケータインク組成物をアルカリ性にする）を含まず、ＡＭＳＣＯ滅菌器中で１３２℃、４分間の蒸気暴露後は茶色である（２０℃における水中の炭酸リチウムの溶解度は、１．３ｇ／１００ｍＬである。炭酸亜鉛及び炭酸カルシウムは、基本的に２０℃の水に不溶性である）。
【０１０９】
実施例４Ｂ及び４Ｃは両方とも炭酸ナトリウムを含む（２０℃における水中の溶解度は２１．６ｇ／１００ｍＬである）。実施例４Ｄは、炭酸カリウムを含む（２０℃における水中の溶解度は１１２ｇ／１００ｍＬである）。実施例４Ｇ、４Ｈ、及び４Ｉは、重炭酸ナトリウムを含む（２０℃における水中の溶解度は１０ｇ／１００ｍＬである）。実施例４Ｊ、４Ｋ、４Ｌ、及び４Ｍは、重炭酸カリウムを含む（２０℃における水中の溶解度は２２．５ｇ／１００ｍＬである）。実施例４Ｎは、リン酸三ナトリウムを含む（２０℃における水中の溶解度は１６ｇ／１００ｍＬである）。
【０１１０】
レジストメーターによる測定は、１３４℃、２分及び１２１℃、１０分のサイクル（いわゆるＩＳＯ  １１１４０「合格」サイクル）に関しては高い光学密度を、１３４℃、３０秒及び１２１℃、３分のサイクル（いわゆる、ＩＳＯ  １１１４０「不合格」サイクル）では、より低い光学密度を示す。更に１３４℃、２分サイクル及び１２１℃、３分サイクルの間には、特に実施例Ｇ、４Ｈ、４Ｉ、及び４Ｊに関して、大きな差がある。
【０１１１】
本明細書で引用した全ての参考文献及び公報、又はその部分は、参照によりその全体が本明細書に明示的に組み込まれる。この発明の代表的な実施形態が考察され、この発明の範囲内のいくつかの可能性のある変形が参照された。この発明内のこれら及び他の変形及び修正は、この発明の範囲から逸脱することなく当業者に明らかであり、この発明は本明細書に説明される代表的な実施形態に限られないということは理解されるべきである。したがってこの発明は、以下に提供される実施形態及びそれと同等な実施形態によってのみ限定されるべきである。
本願発明に関連する発明の実施形態について以下に列挙する。
[実施形態１]
化学的インジケータ組成物であって、
ａ）ビスマス化合物と、
ｂ）硫黄化合物又は元素硫黄と、
ｃ）還元剤、及び
ｄ）高温で水蒸気に暴露した場合に前記組成物をアルカリ性にする化合物と、を含む、組成物。
[実施形態２]
前記還元剤が、アスコルビン酸及びその誘導体、コフェロール、重亜硫酸塩、チオ硫酸塩、没食子酸塩、ｔ−ブチルヒドロキノン、ナフチルアミン、ポリフェノール、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、実施形態１に記載の化学的インジケータ組成物。
[実施形態３]
前記還元剤が、前記組成物の全重量に基づき少なくとも１重量％、かつ前記組成物の全重量に基づき５重量％以下で存在する、実施形態１又は２のいずれか一項に記載の組成物。
[実施形態４]
化学的インジケータ組成物であって、
ａ）酸化ビスマス（ＩＩＩ）及び２〜２０個の炭素原子を含有する有機基を少なくとも１つ含むビスマス（ＩＩＩ）化合物からなる群から選択される、ビスマス（ＩＩＩ）化合物と、
ｂ）元素硫黄と、及び
ｃ）高温で水蒸気に暴露した場合に前記組成物をアルカリ性にする、炭酸カリウム、重炭酸カリウム、及びリン酸ナトリウムからなる群から選択される化合物と、を含む、組成物。
[実施形態５]
前記組成物をアルカリ性にする前記化合物が、２０℃において１００立方センチメートル当たり５グラムを超える水に対する溶解度を有する、実施形態１〜４のいずれか一項に記載の組成物。
[実施形態６]
１３４℃の温度で２分間の蒸気の第１の条件に暴露した場合に、前記組成物が光学密度に変化を受け、少なくとも０．８光学密度となり、かつ代わりに、１２１℃の温度で３分の蒸気の第２の条件に暴露した場合に、光学密度のいずれの変化も少なくとも０．１光学密度単位だけ、前記第１の条件に暴露した場合より小さい、実施形態１〜５のいずれか一項に記載の組成物。
[実施形態７]
化学的インジケータ組成物であって、
ａ）酸化ビスマス（ＩＩＩ）及び２〜２０個の炭素原子を含有する有機基を少なくとも１つ含むビスマス（ＩＩＩ）化合物からなる群から選択される、ビスマス（ＩＩＩ）化合物と、
ｂ）元素硫黄と、
ｃ）２０℃の水中において５グラム／１００ｍＬを超える溶解度を持ち、高温で水蒸気に暴露した場合に前記組成物をアルカリ性にする化合物と、を含み、
前記組成物が飽和剤を含む基材に塗布され、１３４℃で２分間の蒸気の第１の条件に暴露した場合に、前記組成物が光学密度に変化を受け、少なくとも０．８光学密度となり、かつ代わりに、１２１℃で３分間の蒸気の第２の条件に暴露した場合に、光学密度のいずれの変化も少なくとも０．１光学密度単位だけ、前記第１の条件に暴露した場合より小さい、組成物。
[実施形態８]
高温で水蒸気に暴露した場合に前記組成物をアルカリ性にする化合物が、前記組成物の全重量に基づき４重量％以下で存在する、実施形態１〜７のいずれか一項に記載の組成物。
[実施形態９]
前記ビスマス化合物が、２〜２０個の炭素原子を含有する有機基を少なくとも１つ含むビスマス（ＩＩＩ）化合物である、実施形態１〜８のいずれか一項に記載の組成物。
[実施形態１０]
前記ビスマス化合物と前記元素硫黄とが、２：３以下であり、かつ０．５：３以上の重量比で存在し、前記元素硫黄、及び前記組成物をアルカリ性にする前記化合物が１：１以下であり、かつ１：５以上の重量比で存在する、実施形態１〜９のいずれか一項に記載の組成物。
[実施形態１１]
染料のないときで、蒸気があるとき、前記組成物の色が茶色である前記組成物の色を、蒸気の存在において黒とする染料を更に含む、実施形態１〜１０のいずれか一項に記載の組成物。
[実施形態１２]
前記ビスマス化合物が次サリチル酸ビスマスである、実施形態１〜１１のいずれか一項に記載の組成物。
[実施形態１３]
前記ビスマス化合物が酸化ビスマス（ＩＩＩ）である、実施形態１〜１２のいずれか一項に記載の組成物。
[実施形態１４]
前記組成物をアルカリ性とする前記化合物が、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、重炭酸カリウム、及びリン酸ナトリウム、又はこれらの組み合わせからなる群から選択される、実施形態１〜１３のいずれか一項に記載の組成物。
[実施形態１５]
蒸気減菌プロセスの有効性の判定方法であって、
実施形態１〜１４のいずれか一項に記載の前記化学的インジケータ組成物を含む化学的インジケータを提供することと、
前記化学的インジケータを蒸気減菌チャンバに設置することと、
前記化学的インジケータを少なくとも１２１℃の温度において蒸気に暴露することと、
前記化学的インジケータの光学密度を測定すること、とを含む、方法。
[実施形態１６]
基材と、前記基材の主表面の少なくとも一部の上に被覆された実施形態１〜１４のいずれか一項に記載の化学的インジケータ組成物とを含む、化学的インジケータ。
[実施形態１７]
前記基材が飽和剤により被覆又は含浸された、実施形態１６に記載の化学的インジケータ。
[実施形態１８]
前記化学的インジケータ組成物を覆う飽和剤層を更に含む、実施形態１６又は１７に記載の化学的インジケータ。
[実施形態１９]
前記飽和剤層及び前記基材を覆うバリア層を更に含む、実施形態１８に記載の化学的インジケータ。
[実施形態２０]
化学的インジケータ組成物の反対側の前記基材の第２の主要表面の少なくとも一部を覆う接着剤層を更に含む、実施形態１６〜１９のいずれか一項に記載の化学的インジケータ。
【図１】
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