(57)【要約】本発明は、キトサンおよびキトサン−金属錯体を抗菌剤として利用した抗菌ポリオレフィン製品および該製品を製造する方法に関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
キトサンが製品上にグラフトされている抗菌ポリオレフィン製品。
【請求項２】
金属塩、カルボキシル含有ポリマーおよびそれらの組み合わせより成る群から選択される１種もしくはそれ以上の化合物をさらに含んでなる、請求項１に記載の抗菌ポリオレフィン製品。
【請求項３】
ポリオレフィンがオレフィンホモポリマーである、請求項１または２に記載の抗菌ポリオレフィン製品。
【請求項４】
オレフィンホモポリマーがポリプロピレンまたはポリエチレンである、請求項３に記載の抗菌ポリオレフィン製品。
【請求項５】
オレフィンホモポリマーが低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、直鎖低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、超低密度ポリエチレン（ＵＬＤＰＥ）、メタロセンポリエチレン（ＭｅＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）および超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）より成る群から選択される、請求項４に記載の抗菌ポリオレフィン製品。
【請求項６】
ポリオレフィンがエチレンとビニルエステルの共重合体である、請求項１または２に記載の抗菌ポリオレフィン製品。
【請求項７】
ビニルエステルが酢酸ビニルである、請求項６に記載の抗菌ポリオレフィン製品。
【請求項８】
ポリオレフィンがエチレンと、アクリル酸、メタクリル酸、１〜８炭素アルキルアクリレート、１〜８炭素アルキルメタクリレートおよびそれらの混合物より成る群から選択される不飽和酸または酸のエステルとの共重合体である、請求項１または２に記載の抗菌ポリオレフィン製品。
【請求項９】
ポリオレフィンがエチレン／アクリル酸またはエチレン／メタクリル酸である、請求項１または２に記載の抗菌ポリオレフィン製品。
【請求項１０】
金属塩が硫酸亜鉛、硫酸銅、硝酸銀、可溶性亜鉛、銅および銀塩より成る群から選択される、請求項２に記載の抗菌ポリオレフィン製品。
【請求項１１】
カルボキシル含有ポリマーがポリアクリル酸である、請求項２に記載の抗菌ポリオレフィン製品。
【請求項１２】
容器、点眼器、ティップ、容器キャップ、食品または飲料分配系、アプリケーター、哺乳瓶の乳首、化粧品パッケージまたはおしゃぶりの形態である請求項１または２に記載の抗菌ポリオレフィン製品。
【請求項１３】
ａ）ポリオレフィン製品を準備する段階と、
ｂ）場合によりポリオレフィン製品表面を清浄にする段階と、
ｃ）ポリオレフィン製品をクロム酸、硫酸またはそれらの組み合わせを含んでなる溶液に接触させる段階と、
ｄ）段階ｃ）のポリオレフィン製品をキトサンを含んでなる溶液に接触させる段階と、
ｅ）段階ｄ）のポリオレフィン製品を分離する段階と、
ｆ）場合により段階ｅ）のポリオレフィン製品を乾燥させる段階
の一連の段階を含んでなる、抗菌ポリオレフィン製品の製造方法。
【請求項１４】
段階ｄ）のキトサンを含んでなる溶液が酢酸水溶液である、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
酢酸水溶液が０．５〜５容量％である請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
段階ｄ）のキトサンを含んでなる溶液が０．５〜１．０容量％の酢酸水溶液および１〜３容量％のキトサンを含んでなる、請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
段階ｄ）のキトサンを含んでなる溶液との接触が５〜３０分間実施される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
ポリオレフィンホモポリマーもしくは共重合体のフィルム、布帛またはフォーム表面を請求項１３に記載の方法に従って処理する段階を含んでなる、前記フィルム、布帛またはフォーム表面に抗菌性を付与する方法。
【請求項１９】
少なくとも面積で５０％のポリオレフィンホモポリマーまたは共重合体の表面を有する飲料または食品分配系を提供する段階と、請求項１３に記載の方法に従って前記表面を処理する段階とを含んでなる、飲料または食品分配系に抗菌性を付与する方法。
【請求項２０】
面積で少なくとも５０％のポリオレフィンホモポリマーまたはポリオレフィン共重合体の表面を有する少なくとも１つの包装構成要素を含んでなるパッケージを準備する段階と、請求項１３に記載の方法に従って前記包装構成要素を処理する段階とを含んでなり、包装構成要素がライナー、蓋、キャップ、フィルム、トレーおよび容器より成る群から選択される、パッケージに抗菌性を付与する方法。
【請求項２１】
前記包装構成要素が押出し、同時押出し、熱成形、射出成形、ラミネーションまたは吹込み成形によって形成される、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記パッケージ内に飲料または食品を導入する段階をさらに含んでなる、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
パッケージが缶、箱、ボトル、ジャー、バッグまたは端の閉じた管である、請求項２０に記載の方法。
【請求項２４】
前記パッケージ内に化粧品、個人衛生用品、ヘルスケア製品またはそれらの組み合わせを導入する段階をさらに含んでなり、前記化粧品、前記個人衛生用品または前記ヘルスケア製品が口紅、唇の荒れ止めクリーム、アイシャドウ、アイライナー、マスカラ、粉おしろい、バスパウダー、ほお紅、ファンデーション、シャンプー、コンディショナー、デオドラントまたは制汗剤である、請求項２０に記載の方法。
【請求項２５】
前記パッケージ内にローション、クリーム、パウダー、液体、溶液、懸濁液、カプセルまたは錠剤を導入する段階をさらに含んでなる、請求項２０に記載の方法。
【請求項２６】
液体、溶液または懸濁液が、離散した液滴または小液滴の噴霧の形態で適用されることが意図される、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記パッケージが吸入器である、請求項２０に記載の方法
【請求項２８】
面積で少なくとも５０％のポリオレフィンホモポリマーまたはポリオレフィン共重合体の表面を有し、口との接触が意図される製品を準備する段階と、前記製品を請求項１３に記載の方法に従って処理する段階とを含んでなり、前記製品が哺乳瓶の乳首、おしゃぶり、矯正装置またはそれらの構成要素、カップ、水飲み用コップ、歯ブラシまたは歯がため玩具であり、前記製品が引き続いて人の口に接触させられる、口との接触が意図される製品に抗菌性を付与する方法。
【請求項２９】
面積で少なくとも５０％のポリオレフィンホモポリマーまたはポリオレフィン共重合体の表面を有するアプリケーターを準備する段階と、請求項１３に記載の方法に従って前記アプリケーターを処理する段階とを含んでなり、前記アプリケーターがマスカラワンド、化粧ブラシ、点眼器ティップ、アイライナーアプリケーターまたはアイシャドウアプリケーターである、アプリケーターに抗菌性を付与する方法。
【請求項３０】
表面に塗布する物質に前記アプリケーターを接触させる段階と、前記物質を前記アプリケーターに塗布する段階とをさらに含んでなる、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
面積で少なくとも５０％のポリオレフィンホモポリマーまたはポリオレフィン共重合体の表面を有するタンポンアプリケーターを準備する段階と、前記タンポンアプリケーターを請求項１３に記載の方法に従って処理する段階とを含んでなる、タンポンアプリケーターに抗菌性を付与する方法。
【請求項３２】
面積で少なくとも５０％のポリオレフィンホモポリマーまたはポリオレフィン共重合体の表面を有する身体側ライナーを含んでなる個人衛生衣類を準備する段階と、前記身体側ライナーを請求項１３に記載の方法に従って処理する段階とを含んでなる、身体側ライナーを含んでなる個人衛生衣類に抗菌性を付与する方法。
【請求項３３】
個人衛生衣類がおむつ、失禁衣類または生理用ナプキンである、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
身体側ライナーが不織ポリプロピレン布帛を含んでなる、請求項３２に記載の方法。
【請求項３５】
面積で少なくとも５０％のポリオレフィンホモポリマーまたはポリオレフィン共重合体の表面を有する食品加工装置を準備する段階と、前記表面を請求項１３に記載の方法に従って処理する段階とを含んでなり、前記食品加工装置がコンベヤーベルトアセンブリーもしくはその構成要素、一時的もしくは恒久的な食品調製表面、または食品を切断する機械の要素である、食品加工装置に抗菌性を付与する方法。
【請求項３６】
面積で少なくとも５０％のポリオレフィンホモポリマーまたはポリオレフィン共重合体の表面を有する材料を請求項１３に記載の方法に従って処理する段階と、前記処理済み材料からシャワーカーテンを製造する段階とを含んでなる、シャワーカーテンに抗菌性を付与する方法。
【請求項３７】
面積で少なくとも５０％のポリオレフィンホモポリマーまたはポリオレフィン共重合体の表面を有するシャワーカーテンを準備する段階と、前記表面を請求項１３に記載の方法に従って処理する段階とを含んでなる、シャワーカーテンに抗菌性を付与する方法。
【請求項３８】
面積で少なくとも５０％のポリオレフィンホモポリマーまたはポリオレフィン共重合体の表面を有する電話または携帯電話を準備する段階と、前記表面を請求項１３に記載の方法に従って処理する段階とを含んでなる、電話または携帯電話に抗菌性を付与する方法。
【請求項３９】
面積で少なくとも５０％のポリオレフィンホモポリマーまたはポリオレフィン共重合体の表面を有する靴ライナーまたは靴インサートを準備する段階と、前記表面を請求項１３に記載の方法に従って処理する段階とを含んでなる、靴ライナーまたは靴インサートに抗菌性を付与する方法。
【請求項４０】
面積で少なくとも５０％のポリオレフィンホモポリマーまたはポリオレフィン共重合体の表面を有するフォームパディングを準備する段階と、前記表面を請求項１３に記載の方法に従って処理する段階とを含んでなる、フォームパディングに抗菌性を付与する方法。
【請求項４１】
前記パディングがマットもしくはラグの裏材料または椅子張り構成要素である、請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
面積で少なくとも５０％のポリオレフィンホモポリマーまたはポリオレフィン共重合体の表面を有する医療機器またはインプラントを準備する段階と、前記表面を請求項１３に記載の方法に従って処理する段階とを含んでなる、医療機器またはインプラントの表面に抗菌性を付与する方法。
【請求項４３】
前記医療機器またはインプラントがカテーテルである、請求項４２に記載の方法。
【請求項４４】
面積で少なくとも５０％のポリオレフィンホモポリマーまたはポリオレフィン共重合体の表面を有するヘルスケア製品を準備する段階と、前記表面を請求項１３に記載の方法に従って処理する段階とを含んでなる、ヘルスケア製品の表面に抗菌性を付与する方法。
【請求項４５】
前記ヘルスケア製品が包帯、ガーゼ片またはガーゼパッド、医用もしくは外科用ドレープ、ガウン、頭部覆い、マスクまたは手袋、シリンジホルダー、ＩＶチュービングまたはＩＶバッグである、請求項４４に記載の方法。
【請求項４６】
請求項１または２に記載のポリオレフィン製品を含んでなる飲料または食品分配系を製造する段階と、飲料または食品を飲料または食品分配系内に導入する段階とを含んでなる、飲料または食品分配系内での微生物生育を低下させる方法。
【請求項４７】
請求項１または２に記載のポリオレフィン製品を含んでなるパッケージまたは包装構成要素を製造する段階と、飲料または食品を前記パッケージ内に導入する段階とを含んでなる、パッケージ内での微生物生育を低下させる方法。
【請求項４８】
パッケージが缶、箱、ボトル、ジャー、バッグまたは端の閉じた管であり、包装構成要素がライナー、蓋、キャップ、フィルム、トレーおよび容器より成る群から選択される、請求項２０に記載の方法。
【請求項４９】
化粧品、個人衛生用品、ヘルスケア製品またはそれらの組み合わせを前記パッケージ内に導入する段階をさらに含んでなる、請求項４８に記載の方法。
【請求項５０】
ローション、クリーム、パウダー、液体、溶液、懸濁液、カプセルまたは錠剤を前記パッケージ内に導入する段階をさらに含んでなる、請求項４８に記載の方法。
【請求項５１】
前記パッケージが吸入器である、請求項４８に記載の方法。
【請求項５２】
請求項１または２に記載のポリオレフィン製品を含んでなる製品を製造する段階と、前記製品を人の口に接触させる段階とを含んでなる、口との接触が意図される前記製品内での微生物生育を低下させる方法。
【請求項５３】
前記製品が哺乳瓶の乳首、おしゃぶり、矯正装置またはそれらの構成要素、カップ、水飲み用コップ、歯ブラシまたは歯がため玩具である、請求項５２に記載の方法。
【請求項５４】
請求項１または２に記載のポリオレフィン製品を含んでなるアプリケーターを製造する段階と、表面に塗布する物質と前記アプリケーターを接触させる段階と、前記物質を前記表面に塗布する段階とを含んでなる、アプリケーター内での微生物生育を低下させる方法。
【請求項５５】
前記アプリケーターがマスカラワンド、化粧ブラシ、点眼器ティップ、アイライナーアプリケーターまたはアイシャドウアプリケーターである、請求項５４に記載の方法。
【請求項５６】
請求項１または２に記載のポリオレフィン製品を含んでなるタンポンアプリケーターを製造する段階と、前記タンポンアプリケーターをその意図される用途のために使用する段階とを含んでなる、タンポンアプリケーターでの微生物生育を低下させる方法。
【請求項５７】
請求項１または２に記載のポリオレフィン製品を含んでなる身体側ライナーを含んでなる個人衛生衣類を製造する段階と、個人衛生衣類をその意図される用途のために使用する段階とを含んでなる、個人衛生衣類での微生物生育を低下させる方法。
【請求項５８】
個人衛生衣類がおむつ、失禁衣類、生理用ナプキンまたはスポーツパッドである、請求項５７に記載の方法。
【請求項５９】
身体側ライナーが不織ポリプロピレン布帛を含んでなる、請求項５７に記載の方法。
【請求項６０】
食品加工装置の表面が請求項１または２に記載のポリオレフィン製品を含んでなるように前記食品加工装置を製造する段階と、装置をその意図される用途で使用して食品を加工する段階とを含んでなり、前記食品加工装置がコンベヤーベルトアセンブリーもしくはその構成要素、一時的もしくは恒久的な食品調製表面、または食品切断機械の要素である、食品加工装置での微生物生育を低下させる方法。
【請求項６１】
請求項１または２に記載のポリオレフィン製品を含んでなるシャワーカーテンを製造する段階と、シャワーをシャワーで意図される用途で吊す段階とを含んでなる、シャワーカーテン上の微生物生育を低下させる方法。
【請求項６２】
請求項１または２に記載のポリオレフィン製品を含んでなる表面を有する電話または携帯電話を製造する段階と、電話または携帯電話を意図される用途で使用する段階とを含んでなる、電話または携帯電話上の微生物生育を低下させる方法。
【請求項６３】
請求項１または２に記載のポリオレフィン製品を含んでなる靴ライナーまたは靴インサートを靴に挿入する段階と、靴を履く段階とを含んでなる、靴の中の微生物生育を低下させる方法。
【請求項６４】
請求項１または２に記載のポリオレフィン製品を含んでなるフォームパディングを製造する段階と、前記パディングをマットもしくはラグの裏材料または椅子張り構成要素として使用する段階とを含んでなる、フォームパディング中の細胞生育を低下させる方法。
【請求項６５】
請求項１または２に記載のポリオレフィン製品を含んでなる医療機器またはインプラントを製造する段階と、医療機器またはインプラントをその医療用途において意図されるように使用する段階とを含んでなる、医療機器またはインプラント上の微生物生育を低下させる方法。
【請求項６６】
前記医療機器またはインプラントがカテーテルである、請求項６５に記載の方法。
【請求項６７】
請求項１または２に記載のポリオレフィン製品を含んでなる表面を有するヘルスケア製品を製造する段階と、ヘルスケア製品をその意図される用途において患者に接触させる段階とを含んでなる、ヘルスケア製品上の微生物生育を低下させる方法。
【請求項６８】
前記ヘルスケア製品が包帯、ガーゼ片またはガーゼパッド、医用もしくは外科用ドレープ、ガウン、頭部覆い、マスクまたは手袋、シリンジホルダー、ＩＶチュービングまたはＩＶバッグである、請求項６７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キトサンおよびキトサン−金属錯体を抗菌剤として使用する抗菌ポリオレフィン製品および該製品を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、抗菌特性を有するポリオレフィン製品を生成するためのキトサンおよびキトサン−金属錯体の使用に関する。
【０００３】
市場に、人と細菌との接触を排除するまたは最小化するための多数の材料が存在することで立証されるように、明らかに、環境内で遭遇する細菌を最小化するかまたは殺す材料および／または方法に対する要求がある。このような材料は、食品の調製または取り扱い分野およびバスルームなどの個人衛生分野で有用である。同様に、抵抗性が低い人々が細菌に対して特に感受性が高い病院およびナーシングホームでもこのような抗菌材料の用途がある。
【０００４】
キトサンは、ポリ−［１−４］−β−Ｄ−グルコサミンに対して一般に使用される名称である。キトサンは、ポリ−［１−４］−β−Ｎ−アセチル−Ｄ−グルコサミンであるキチンから化学的に誘導され、キチンは真菌類の細胞壁、昆虫の甲殻、そして特に甲殻類から得られる。したがって広く入手できる材料から安価に得られる。それは、例えばミネソタ州セントポールのバイオポリマー・エンジニアリング社（Ｂｉｏｐｏｌｙｍｅｒ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｉｎｃ．（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ））、マサチューセッツ州ウェストボローのバイオポリマー・テクノロジー社（Ｂｉｏｐｏｌｙｍｅｒ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ．（Ｗｅｓｔｂｏｒｏｕｇｈ，ＭＡ））およびマサチューセッツ州ウェストボローのカルボマー社（ＣａｒｂｏＭｅｒ，Ｉｎｃ．（Ｗｅｓｔｂｏｒｏｕｇｈ，ＭＡ））から商品として入手できる。
【０００５】
キトサンは、金属イオンがキトサンと錯体を形成するように、金属塩溶液で処理できる。キトサンおよびキトサン金属化合物は、抗菌活性を付与することで知られている。（例えば、（非特許文献１）および（非特許文献２）を参照のこと。）。
【０００６】
（特許文献１）では、キトサンを酸性溶液の形態で塗布した際に、抗菌活性をポリエステル製品に与えることが示される。引き続いて製品を硫酸亜鉛、硫酸第二銅または硝酸銀の溶液で処理して抗菌活性を高めても良い。
【０００７】
（特許文献２）は、殺生物特性を有する基材の調製を開示する。例えばポリプロピレン上への可溶化キトサンの付着と、それに続く銀塩による処理、銀塩の還元およびキトサンの架橋が開示され、耐久性のある殺生物性製品が産する。基材は繊維性製品である。さらに銀塩の塗布に化学還元段階が続く。開示では、キトサンの塗布後および銀塩処理の前または後のどちらかでキトサンの架橋も必要とされるが、本発明ではそれは必要ない。
【０００８】
（非特許文献３）では、低密度ポリエチレンフィルムが濃クロム酸で酸化され、続いて、７０％のＨＮＯ３で酸化された。これによって少数の異なるタイプの官能基を含有する表面が生じた。表面官能性は主にカルボニル誘導体から成り、これらのおよそ６０％はカルボン酸基として、４０％はケトンまたはアルデヒドとして存在する。これによりポリマー表面でのさらなる反応が可能になる。
【０００９】
（特許文献３）は、（１）酸素Ｒｆプラズマ放電、（２）クロム酸酸化または（３）表面の酸のＲｆプラズマ重合の３つの方法による、キトサンと結合するポリマー表面の調製を開示する。第１の方法が例証されている。その上にヘパリン層が結合して、インプラントとして有用であることができる抗血栓性製品を準備する、キトサンで被覆されたポリエチレン製品の対照として、キトサンで被覆されたポリエチレン製品が製造された。発明者が共著した、キトサン−ヘパリンで被覆されたポリエチレン上の一過性血栓沈着に関する論文（非特許文献４）では、ポリエチレンチュービングをクロム酸溶液に曝露することで、キトサンコーティングに対して準備する。これらのどちらの参考文献の場合も、キトサン／ポリエチレン製品は実験の対照に過ぎず、それ自体で有用な製品として考察されてはいない。
【００１０】
（特許文献４）は、基材上にキトサンおよび金属イオン溶液を塗布し、アルキルジチオカルバメートなどの増強物質を添加して抗菌製品を製造する方法を開示する。基材としては、例えばポリ（塩化ビニル）シート、繊維性基材（ポリオレフィン繊維を含む）および不織ウェブが挙げられる。当該製品は、ブラシ、スポンジ、モップ、タオルおよびよだれ掛けなどクリーニング、スクラビングまたはワイピングでの使用が意図される。（特許文献５）は、コンタクトレンズおよびコンタクトレンズ容器のための抗菌ポリマーの調製を開示する。当該参考文献は、光学的に透明なコンタクトレンズ材料表面と反応させたキトサンについて考察する。例証されているのは、ヒドロキシル官能性を有するメタクリレート／カーボネート共重合体である。一例ではカルボジイミド水溶液中で、コンタクトレンズ上に最初にグラフトされたアクリル酸層に、キトサンがグラフト重合によって表面に付着される。別の例では、Ｎ−メチル−ピロリドン中のキトサン溶液がコンタクトレンズに接触されて、キトサンが架橋される。
【００１１】
（特許文献６）は、キトサンなどの反対の荷電の高分子電解質で被覆された、カチオンまたはアニオン官能基をその表面に有する、炭化水素ポリマー繊維を含む表面改質繊維性濾過材を開示する。抗菌特性については何も述べられていない。
【００１２】
（特許文献７）は、ポリプロピレン不織布などの固形基材の疎水性表面をキトサン材料で被覆する抗菌構造体を開示する。このような被覆された布帛を個人ケア衣類の身体側ライナーとして使用することで、臭いを抑えて皮膚の健康を促進できる。キトサンは疎水性表面と化学的に反応しない。架橋剤の使用により、表面のキトサンコーティングを不溶化することができる。
【００１３】
抗菌要素がキトサンから成る抗菌ポリオレフィン製品を準備することが、本発明の目的である。またこのようなポリオレフィン製品を製造するための方法も提供される。
【００１４】
【特許文献１】米国特許出願番号第６０／２９０，２９７号明細書
【特許文献２】国際公開第００／４９２１９号パンフレット
【特許文献３】米国特許番号第４，３２６，５３２号明細書
【特許文献４】米国特許番号第６，０４２，８７７号明細書
【特許文献５】日本国特開０５２６９１８１号公報明細書
【特許文献６】米国特許番号第５，６１８，６２２号明細書
【特許文献７】米国特許番号第６，１９７，３２２号明細書
【非特許文献１】Ｔ．Ｌ．ヴィゴ（Ｖｉｇｏ）著「生物活性繊維およびポリマー中の抗菌ポリマーおよび繊維：回顧と展望（（Ｂｉｏａｃｔｉｖｅ  Ｆｉｂｅｒｓ  ａｎｄ  Ｐｏｌｙｍｅｒ：Ａｎｔｉｍｉｃｒｏｂｉａｌ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  ａｎｄ  Ｆｉｂｅｒｓ：Ｒｅｔｒｏｓｐｅｃｔｉｖｅ  ａｎｄ  Ｐｒｏｓｐｅｃｔｉｖｅ）」、Ｊ．Ｖ．エドワーズ（Ｅｄｗａｒｄｓ）およびＴ．Ｌ．ヴィゴ（Ｖｉｇｏ）編、ＡＣＳシンポジウムシリーズ７９２、ｐｐ．１７５〜２００、Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ、２００１年
【非特許文献２】ラスムッセン（Ｒａｓｍｕｓｓｅｎ）ら著、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．９９（１４）ｐｐ．４７３６〜４５、１９７７年
【非特許文献３】Ｌ．Ｋ．ランブレヒト（Ｌａｍｂｒｅｃｈｔ）ら著、Ｔｒａｎｓ．Ａｍ．Ｓｏｃ．Ａｒｔｉｆ．Ｉｎｔｅｒｎ．Ｏｒｇａｎｓ第ＸＸＶＩＩ巻、ｐｐ．３８０〜３８５、１９８１年
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１５】
発明は、キトサンが製品上にグラフトされている抗菌ポリオレフィン製品を開示する。そして
２．金属塩、カルボキシル含有ポリマーおよびそれらの組み合わせより成る群から選択される１種もしくはそれ以上の化合物をさらに含んでなる、請求項１に記載の抗菌ポリオレフィン製品。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明は、抗菌ポリオレフィン製品に向けたものである。「ポリオレフィン製品」とは、その表面が面積で少なくとも５０％のポリオレフィンホモポリマーまたはポリオレフィン共重合体である製品を意味する。発明の方法によって製造される製品は、製品が一般に使用されると微生物生育を低下させる抗菌性を示す。「抗菌」という用語は、ここでの用法では技術分野で一般に知られるように、殺菌性および殺真菌性の双方を意味する。「抗菌生育が低下する」または「細菌生育の低下」とは、細菌生育の３対数低下の最小要件を示す抗菌性を測定するために一般に使用されるように、下で述べるフラスコ振盪試験による測定で、２４時間以内に９９．９％の殺菌が達成されることを意味する。
【００１７】
本発明の製品は、その上にグラフトされた少なくとも１層のキトサンを有する。キトサンは、ポリ−［１−４］−β−Ｄ−グルコサミンの一般に使用される名称である。キトサンは、ポリ−［１−４］−β−Ｎ−アセチル−Ｄ−グルコサミンであるキチンから化学的に誘導され、キチンは真菌類の細胞壁、昆虫の甲殻、そして特に甲殻類から得られる。
【００１８】
ここでの用法で、「グラフトされた」と言う用語は、キトサンがイオン（静電）結合または共有結合のどちらかによってポリオレフィン基材に結合することを意味する。キトサンのポリオレフィン製品へのグラフトは、Ｘ線光電子分析装置（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ  ｆｏｒ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ａｎａｌｙｓｉｓ（ＥＳＣＡ））によって確認されても良い。［例えば、シン・チュ（Ｘｉｎ  Ｑｕ）、アンダース・ウィルセン（Ａｎｄｅｒｓ  Ｗｉｒｓｅｎ）、ビョルン・オーランダー（Ｂｊｏｒｎ  Ｏｒｌａｎｄｅｒ）、アン−クリスティン・アルバーツソン（Ａｎｎｅ−Ｃｈｒｉｓｔｉｎｅ  Ａｌｂｅｒｔｓｓｏｎ）著、Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｂｕｌｌｅｔｉｎ（２００１年）第４６巻、ｐｐ．２２３〜２２９およびヒュー（Ｈｕｈ）Ｍ．Ｗ．、カン（Ｋａｎｇ）Ｉ．、リー（Ｌｅｅ）Ｄ．Ｈ．、キム（Ｋｉｍ）Ｗ．Ｓ．、リー（Ｌｅｅ）Ｄ．Ｈ．、パーク（Ｐａｒｋ）Ｌ．Ｓ．、ミン（Ｍｉｎ）Ｋ．Ｅ．およびセオ（Ｓｅｏ）Ｋ．Ｈ．著、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｏｌｙｍ．Ｓｃｉ．（２００１年）第８１巻、ｐｐ．２７６９を参照のこと］。グラフトはまた、ガ・ウル・ユ（Ｇａ−ｅｒ  Ｙｕ）、フレデリック・Ｇ．モリン（Ｆｒｅｄｅｒｉｃｋ  Ｇ．Ｍｏｒｉｎ）、ジェフォリーＡ．Ｒ．ノーブズ（Ｇｅｆｆｏｒｙ  Ａ．Ｒ．Ｎｏｂｅｓ）およびロバートＨ．マルシェッソー（Ｒｏｂｅｒｔ  Ｈ．Ｍａｒｃｈｅｓｓａｕｌｔ）著、Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ（１９９９年）第３２巻、ｐｐ．５１８〜５２０の論文によっても確立されている。ＥＳＣＡデータは、本発明のポリオレフィン製品のキトサン改質表面が、組成においてキトサン開始材料のそれと同様であることを実証する。ＥＳＣＡデータはまた、これらの表面が、塩の形態で組み込まれた顕著なレベルの窒素を有することも示し、それはキトサンがイオン相互作用を通じて、物理的に表面に連結されている証拠を提供する。
【００１９】
本発明の基材構成要素として適切なポリマーは、ポリプロピレンなどのオレフィンホモポリマーと、低密度ポリエチレン、直鎖低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、メタロセンポリエチレン、高密度ポリエチレンおよび超高分子量ポリエチレンなどのポリエチレンと、エチレンと酢酸ビニルなどのビニルエステルとの共重合体と、エチレンと不飽和酸とのまたはアクリルまたはメタクリル酸、または１〜８炭素アルキルアクリレートおよびメタクリレートなどのそれらの酸のエステルとの共重合体、あるいはこれらのコモノマーの混合物である。またエチレン／アクリル酸またはメタクリル酸共重合体のイオノマーおよびターポリマーも挙げられる。イオノマーは、その内容を本願明細書に引用したリース（Ｒｅｅｓ）に付与された米国特許番号第３，２６４，２７２号で述べられる周知の金属イオンで部分的に中和されたエチレン／（メタ）アクリル酸共重合体である。ここで有用な好ましいポリオレフィンは、ポリエチレンおよび共重合体およびそれらの配合物である。
【００２０】
本発明の任意の第１の段階として、ポリオレフィン製品の外面を清浄にする。ポリオレフィン製品の表面は、Ｃ１〜Ｃ６アルコール、ジアルキルホルムアミドおよびアセトアミドで、あるいは可塑剤を抽出できるその他の極性溶剤で清浄にできる。好ましい実施態様では、ポリオレフィン表面を熱アルコール（約７０〜約８０℃）で約１５〜約２４時間清浄にする。次に製品の表面を例えば真空、周囲空気乾燥、オーブン乾燥および強制空気乾燥などの技術分野で一般に知られる方法によって乾燥させても良い。
【００２１】
表面のクリーニングと乾燥後、次にポリオレフィン製品を製造する。前処理中、引き続くキトサン基付着のためそれらの表面を準備するために、ポリオレフィン製品を酸性化する。本発明の前処理は、上述のラスムッセンらの手順に従って、ポリオレフィンをクロム酸で酸化することを伴う。
【００２２】
前処理段階は、製品を酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３）と硫酸との濃縮水溶液に曝露する段階と、脱イオン水で洗浄する段階と、濃酸（７０％硝酸または６Ｎ塩酸）に曝露してクロム塩残基を除去する段階と、さらに脱イオン水で完全に洗浄する段階とを含んでなる。前処理段階の詳細は、特定サンプル中に存在する可塑剤およびその他の添加剤に左右される。クロム酸溶液の温度は、ラスムッセンの図８によって示されるように表面酸化速度に影響する。方法のための典型的な温度は、クロム酸／硫酸混合物について周囲温度から約８０℃、より典型的には約６５〜約８０℃である。酸化クロム：水：硫酸の重量比は、約２５〜３０：４０〜５０：２５〜３０であることができる。２９：４２：２９の比率が、表面に高密度のカルボニル基を生じるのに最も好ましい。硝酸または塩酸温度は典型的に約４０℃〜約６０℃である。水洗温度は周囲温度から約７０℃であっても良い。
【００２３】
酸性化前処理段階に続いて、製品をグラフト条件下でキトサンで処理する。これは製品をキトサン処理溶液で浸漬または濡らす段階を含んでなる。典型的にこの処理溶液は、酢酸水溶液、好ましくは約０．５％〜約５％の酢酸水溶液である。好ましい実施態様では１％〜２％のキトサンおよび０．５％〜１．０％の酢酸を含有する水溶液が調製される。より好ましい実施態様では、２％のキトサンおよび０．７５％の酢酸を含有する水溶液が調製される。別の好ましい実施態様では、２％のキトサンおよび１．５％の酢酸水溶液を調製する。処理時間は典型的に５〜３０分間である。処理温度は重要でない。室温が好ましい。
【００２４】
グラフト条件下でのキトサンの処理後、製品を好ましくは脱イオン水で洗浄しても良い。場合により製品は、次に技術分野で既知の方法によって乾燥される。このような方法としては、周囲空気乾燥、オーブン乾燥および強制空気乾燥が挙げられる。好ましい実施態様では、ポリオレフィン製品は約７０〜９０℃、より好ましくは約８０℃で約１２〜約２４時間オーブン乾燥される。
【００２５】
本発明の方法の好ましい実施態様では、ポリオレフィン製品は熱２−プロパノールでのソックスレー抽出よって清浄にされ、真空下で乾燥される。次に製品を酸化クロム（ＶＩ）−水−硫酸（２９：４２：２９の重量比）溶液で５〜１０分間７２℃で処理し、脱イオン水で３回洗浄して、次に５０℃の濃縮硝酸に１５分間浸漬する。次に製品を脱イオン水で徹底的に洗浄して、無機酸の大半を除去する。
【００２６】
本発明の方法によって製造された製品は、抗菌特性を示す。前記抗菌特性は、場合により金属塩処理によってさらに向上させても良い。本発明で有用な金属塩としては、例えば硫酸亜鉛、硫酸銅、硝酸銀、可溶性亜鉛、銅および銀塩が挙げられる。金属塩は、典型的に塩の希釈水溶液（０．１％〜５％）を製品上に液浸、噴霧またはパディングすることで塗布される。
【００２７】
本発明の好ましい製品は複数用途を提供する。以下は特定用途が一般に使用される最終用途において、微生物生育が低下する用途の例である。
【００２８】
発明の製品としては、食品、（健康および衛生）個人ケア用品および化粧品のための包装が挙げられる。「包装」とは、パッケージ全体またはパッケージ構成要素のどちらかを意味する。包装構成要素の例としては、包装フィルム、ライナー、キャップおよび蓋が挙げられるが、これに限定されるものではない。パッケージは、缶、箱、ボトル、ジャー、バッグ、または端の閉じた管などの特定用途に適したあらゆる形態であっても良い。包装は、押出し、同時押出し、熱成形、射出成形、ラミネーションまたは吹込み成形などの技術分野で既知のあらゆる手段で成形されても良い。
【００２９】
包装のいくつかの特定例としては、処方薬および非処方薬カプセルおよび錠剤のためのボトル、ティップ、アプリケーターおよびキャップと、目、耳、鼻、喉、膣、尿道、直腸、皮膚および髪との接触のための溶液、クリーム、ローション、パウダー、シャンプー、コンディショナー、デオドラント、制汗剤および懸濁液と、唇ケア製品の包装およびキャップとが挙げられるが、これに限定されるものではない。アプリケーターの例としては、口紅、唇の荒れ止めクリームおよびつや出しクリームと、マスカラ、アイライナー、シャドー、粉おしろい、バスパウダー、ほお紅、ファンデーションおよびクリームなどの目の化粧品のためのパッケージおよびアプリケーターとが挙げられる。これらのアプリケーターは、身体の様々な表面に物質を塗布するのに使用され、細菌生育の低下はこのような用途において有益である。その他の包装形態としては、飲料ボトルのネック、開閉キャップ、非開閉キャップおよび分配系と、食品および飲料デリバリシステムと、哺乳瓶の乳首およびキャップと、おしゃぶりとが挙げられる。液体、溶液または懸濁液を塗布することが意図される場合、パッケージは離散した液滴の分配のためのまたは小液滴の噴霧のための形態で、用途のために整形されても良い。発明はまた、吸入器として成形された医薬品用途でも使用できる。
【００３０】
包装以外で抗菌性の利益を享受し、消費者の特定の最終利用において微生物生育が低下する最終利用用途の例は、コンベヤベルトおよびそれらの構成要素、食品の切断およびスライス機械の構成要素などの食品加工装置の構成要素と、電話および携帯電話表面と、靴ライナーおよびインサートと、マットおよびラグの裏材料および椅子張り構成要素などのフォームパディングと、おむつ、失禁パッド、生理用ナプキン、スポーツパッド、タンポンとそれらのアプリケーターなどの個人衛生衣類と、カテーテル、ステント、ガイドワイヤーおよび人工補装具などの医療機器およびインプラントと、包帯、医用ドレープ、医用ガウン、外科用手袋、ガーゼ片およびパッド、シリンジホルダー、ＩＶチュービングおよびバッグなどのヘルスケア製品と、シャワーカーテンおよびシャワーカーテンライナーである。列挙した製品に抗菌性を付与するために、成形前後あるいは製品の製造のあらゆる時点で、発明の方法に従って製品を処理できる。例えば抗菌シャワーカーテンの製造において、面積で少なくとも５０％のポリオレフィンホモポリマーまたはポリオレフィン共重合体の表面を有する材料を発明の方法に従って処理して、続いて処理済み材料からシャワーカーテンを成形できる。あるいは、材料をシャワーカーテンにした後に、キトサン処理が実施できる。材料の抗菌特性は、顕著に変化しないものと考えられる。
【００３１】
上述のキトサン処理済み製品、金属塩処理済みキトサン処理済み製品またはカルボキシル含有ポリマー処理済み製品のいずれもが、さらなるキトサン溶液処理の利益を享受するかもしれない。多層製品を生じるために、本発明の方法によってキトサンで第１の処理を施され、さらに金属塩、カルボキシル含有ポリマーおよび／または追加的キトサンによる１つもしくはそれ以上の処理をあらゆる順序で受けた製品も本発明の範囲に含まれる。
【００３２】
本発明の方法および製品は、架橋剤を用いない。「架橋剤」という語句は、一般に使用される二または三官能価架橋剤を意味する。例えばポリアクリル酸などのカルボキシル含有ポリマーは、本発明のコンテクストでは、架橋剤と解釈されない。
【実施例】
【００３３】
本発明を以下の実施例でさらに定義するが、あらゆる部および百分率は重量を基準とし、温度は摂氏である。これらの実施例は発明の好ましい実施態様を示しながら、例証のみの目的で提供されるものと理解される。上の考察およびこれらの実施例から、当業者は本発明の本質的特徴を突き止めて、発明の精神と範囲を逸脱することなく発明に種々の変更と修正を加え、それを種々の用途と条件に適応させることができる。
【００３４】
材料および方法
本研究で使用したキトサンは、ノルウェーのプリメックス社（Ｐｒｉｍｅｘ  ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｎｏｒｗａｙ）から登録商標キトクリア（Ｃｈｉｔｏｃｌｅａｒ）（登録商標）の元に市販される材料である。材料は購入したままの形態で使用した。
【００３５】
キトサンサンプルのＮ−脱アセチル度は、陽子および炭素１３  ＮＭＲ分光法によって８５％を超えると確認された。本サンプルの分子量は、およそ７４，０００であった。
【００３６】
以下の手順を使用して、材料の抗菌試験のためのフラスコ振盪試験によって、処理済み製品を抗菌特性について試験した。
１．細菌または酵母寒天平板培養から１個の単離コロニーを滅菌フラスコ中の１５〜２５ｍｌのトリプチケース・ソイ・ブロス（ＴＳＢ）に接種した。２５〜３７℃（特定微生物のための最適生育温度を使用する）で振盪してあるいは振盪しないで（特定菌株の適切な曝気を選択する）１６〜２４時間培養する。糸状真菌類のためには、寒天平板上に胞子形成培地を調製する。
２．細菌または酵母の一夜培養物をｐＨ６．０〜７．０の滅菌リン酸緩衝液（下記参照）で希釈して、１ｍｌあたりおよそ１０５個のコロニー形成単位（ｃｆｕ／ｍｌ）を得る。必要なリン酸緩衝液の総容量は、５０ｍｌ×試験フラスコ数（対照を含む）である。糸状真菌類のためには、１ｍｌあたり胞子１０５個の胞子懸濁液を調製する。滅菌食塩水またはリン酸緩衝液で浸した寒天平板培養からの胞子を穏やかに再懸濁して、胞子懸濁液を調製する。最初の接種菌数を得るために、１０−４および１０−３の最終希釈溶液（リン酸緩衝液で調製）を二連でトリプチケース・ソイ寒天（ＴＳＡ）平板上に蒔いた。平板を２５〜３７℃で一晩培養する。
３．接種リン酸緩衝液５０ｍｌを０．５ｇの試験材料を含有する各滅菌試験フラスコに入れる。また試験材料を入れない接種リン酸緩衝液および非接種リン酸緩衝液の対照フラスコも調製する。
４．全てのフラスコを手関節作動式振盪培養器に載せて、室温で激しく振盪して培養する。全フラスコから定期的にサンプル採取して、適当な希釈溶液をＴＳＡ平板上に蒔く。２５〜３７℃で１６〜４８時間培養してコロニーを数える。
５．１ｍｌ当たりのコロニー形成単位数（ｃｆｕ／ｍｌ）として、コロニー数を報告する。
６．Δｔ値は、次のようにして計算しても良い。Δｔ＝Ｃ−Ｂ（式中、Δｔは接触時間ｔに対する活性定数であり、Ｃは接種Ｘ時間後の未処理対照材料フラスコ中の微生物の平均ｌｏｇ１０濃度であり、Ｂは接種Ｘ時間後の処理済み材料フラスコ中の微生物の平均ｌｏｇ１０濃度である）。Δｔは典型的に４、６または２４時間に計算され、ΔｔＸとして表されても良い。
【００３７】
リン酸緩衝液原液：
一塩基性リン酸カリウム：２２．４ｇ
二塩基性リン酸カリウム：５６．０ｇ
脱イオン水：容量を１０００ｍｌにする量
【００３８】
リン酸緩衝液のｐＨをＮａＯＨまたはＨＣｌのいずれかでｐＨ６．０〜７．０に調製し、濾過、滅菌して、使用時まで４℃で保存する。１ｍｌのリン酸緩衝液原液を８００ｍｌの滅菌脱イオン水で希釈して、作業リン酸緩衝液を調製する。
【００３９】
実施例１
キトサンの酸化およびポリエチレンティップ上へのグラフト
上述のＪ．Ｒ．ラスムッセン（Ｒａｓｍｕｓｓｅｎ）らの参考文献手順に従って、低密度ポリエチレンティップをクロム酸で酸化した。
【００４０】
ソックスレー内の熱２−プロパノールで低密度ポリエチレンティップを抽出して、外面を清浄にした。次にこれらのティップを真空下で乾燥し、酸化クロム（ＶＩ）−水−硫酸（２９：４２：２９の重量比）溶液で５〜１０分間７２℃で処理し、脱イオン水で３回洗浄し、次に５０℃で１５分間濃硝酸に浸した。次にそれを脱イオン水で徹底的に洗浄し、次に新鮮に調製した１．５％酢酸水溶液中の２％キトサン溶液（ノルウェーのプリメックスからのキトクリア（Ｃｈｉｔｏｃｌｅａｒ（登録商標）（Ｐｒｉｍｅｘ，Ｎｏｒｗａｙ））の溶液）に６０分間浸した。次にティップを脱イオン水で徹底的に洗浄し、８０℃で１６時間乾燥した。
【００４１】
表１は、キトサングラフトされたポリエチレンティップのフラスコ振盪試験法によって求められた、グラム陽性細菌黄色ブドウ球菌（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ａｕｒｅｕｓ）ＡＴＣＣ  ６５３８、グラム陰性細菌大腸菌（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ  ｃｏｌｉ）ＡＴＣＣ  ２５９２２、緑膿菌（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ  ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ）ＡＴＣＣ２７８５３および肺炎桿菌（Ｋｌｅｂｓｉｅｌｌａ  ｐｎｅｕｍｏｎｉａｅ）ＡＴＣＣ  ４３５２および酵母鵞口瘡カンジダ（Ｃａｎｄｉｄａ  ａｌｂｉｃａｎｓ）ＡＴＣＣ  １０２３１に対する抗菌効果を示す。抗菌活性は、微生物とキトサン処理済みポリエチレンティップ間の１時間および４時間の接触時間におけるΔｔとして表される。Δｔは、未処理ポリエチレン対照と抗菌処理済みポリマーの対数（ｃｆｕ／ｍｌ）の差の間で計算された生菌数の対数低下である。
【００４２】
【表１】
2005533136.tif 000002
【００４３】
実施例２
キトサンの酸化およびＥＶＡボトルキャップライナー上へのグラフト
エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）からできたボトルキャップライナーを実施例１と同様に処理した。グラム陽性細菌黄色ブドウ球菌ＡＴＣＣ  ６５３８、グラム陰性細菌大腸菌ＡＴＣＣ  ２５９２２、緑膿菌ＡＴＣＣ  ２７８５３および肺炎桿菌ＡＴＣＣ  ４３５２および酵母鵞口瘡カンジダＡＴＣＣ  １０２３１に対する処理済みライナーおよび未処理キャップライナーの抗菌活性をフラスコ振盪試験法によって求めた。３時間後、処理済みキャップライナーが生菌数に３対数の低下を示しのに対し、未処理キャップライナーは測定できる低下を示さなかった。
【００４４】
実施例３
キトサンの酸化およびポリプロピレンおむつライナー上へのグラフト
市販される使い捨ておむつから不織ポリプロピレンライナーを除去して、実施例１と同様に処理した。グラム陽性細菌黄色ブドウ球菌ＡＴＣＣ  ６５３８、グラム陰性細菌大腸菌ＡＴＣＣ  ２５９２２、緑膿菌ＡＴＣＣ  ２７８５３および肺炎桿菌ＡＴＣＣ  ４３５２および酵母鵞口瘡カンジダＡＴＣＣ  １０２３１に対する処理済みおむつライナーおよび未処理対照の抗菌活性をフラスコ振盪試験方法によって求めた。３時間後、処理済みおむつライナーは生菌数に３対数の低下を示したのに対し、未処理対照は測定できる低下を示さなかった。
【００４５】
実施例４
キトサンの酸化および尿道ステント上へのグラフト
エチレン酢酸ビニルからできた６フレンチ尿道ステントを実施例１と同様に処理した。処理済みステントおよび対照としての未処理ステントをタイベック（Ｔｙｖｅｋ）（登録商標）パウチに詰めてエチレンオキシドガスで滅菌した。次にグラム陽性細菌黄色ブドウ球菌ＡＴＣＣ  ６５３８、グラム陰性細菌大腸菌ＡＴＣＣ  ２５９２２、緑膿菌ＡＴＣＣ  ２７８５３および肺炎桿菌ＡＴＣＣ  ４３５２および酵母鵞口瘡カンジダＡＴＣＣ  １０２３１に対する処理済みステントおよび未処理ステントの抗菌活性をフラスコ振盪試験方法によって求めた。３時間後、処理済みステントは生菌数に３対数の低下を示したのに対し、未処理ステントは測定できる低下を示さなかった。
【国際調査報告】
2005533136.tif 000003
2005533136.tif 000004
2005533136.tif 000005
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