(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
抗微生物特性を有する材料であって、前記材料が、第一の金属の混合酸化状態酸化物と第二の金属の単一酸化状態酸化物とを含む少なくとも２種の金属酸化物粉末の相乗的組み合わせを取り込ませたポリマーを含み、前記混合酸化状態酸化物が、四酸化四銀（Ａｇ４Ｏ４）、Ａｇ２Ｏ２、四酸化四銅（Ｃｕ４Ｏ４）、酸化Ｃｕ（Ｉ、ＩＩＩ）、酸化Ｃｕ（ＩＩ、ＩＩＩ）およびそれらの組み合わせからなる群から選択され、前記粉末が、前記ポリマー内に実質的に均一に取り込まれており、前記粉末が、実質的に異なる比重および実質的に類似の体積密度を有し、前記少なくとも２種の金属酸化物粉末の体積密度の相違が約２０％未満であり、前記金属酸化物のイオンが、水分への前記材料の暴露によってイオン接触している、材料。
【請求項２】
前記単一酸化状態酸化物が、酸化銅、酸化銀、酸化亜鉛およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１に記載の材料。
【請求項３】
前記少なくとも２種の金属酸化物粉末の相乗的組み合わせが、酸化銅および四酸化四銀を含む、請求項１〜２のいずれか１項に記載の材料。
【請求項４】
前記混合酸化状態酸化物が、前記少なくとも２種の金属酸化物粉末の相乗的組み合わせの総重量の約１５重量％までを構成し、前記混合酸化状態酸化物が、前記相乗的組み合わせの中に検出可能な量で存在する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の材料。
【請求項５】
前記ポリマーが、ポリアミド、ポリエステル、アクリル、ポリアルケン、ポリシロキサン、ニトリル、ポリ酢酸ビニル、デンプン系ポリマー、セルロース系ポリマー、分散剤およびそれらの混合物からなる群から選択される、請求項１〜４のいずれか１項に記載の材料。
【請求項６】
前記少なくとも２種の金属酸化物粉末の合計重量が、前記材料の総重量の約０．２５重量％〜約５０重量％を構成する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の材料。
【請求項７】
マスターバッチの形態である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の材料。
【請求項８】
前記少なくとも２種の金属酸化物粉末の合計重量が、前記マスターバッチの総重量の約０．５重量％〜約５０重量％を構成する、請求項７に記載の材料。
【請求項９】
繊維、紡績糸、織物、布、フィルムまたは箔の形態である、請求項１〜６に記載の材料。
【請求項１０】
前記少なくとも２種の金属酸化物粉末の合計重量が、前記材料の総重量の約０．５重量％〜約１５重量％を構成する、請求項９に記載の材料。
【請求項１１】
木綿、絹、羊毛、麻およびそれらの組み合わせからなる群から選択される天然繊維をさらに含む、請求項９に記載の材料。
【請求項１２】
前記少なくとも２種の金属酸化物粉末の合計重量が、前記材料の総重量の約０．２５重量％〜約５重量％を構成する、請求項１１に記載の材料。
【請求項１３】
衣類製品、寝具織物、実験もしくは病院の織物、実験機器、病院機器、包帯もしくは縫合糸などの医療用織物、および体内使用のための織物、身体衛生品、パッケージングもしくはラッピング材料、消費財用のカバー、食品機器、妊娠調節デバイス、農業製品、または生理用品からなる群から選択される製品の形態である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の材料。
【請求項１４】
前記ポリマーが押出し、成形、鋳造、または３Ｄ印刷ポリマーから選択される、請求項９〜１３のいずれか１項に記載の材料。
【請求項１５】
グラム陽性菌、グラム陰性菌、真菌、寄生虫、カビ、胞子、酵母、原虫、藻類、ダニおよびウイルスからなる群から選択される微生物または微小生物体の活性を抑制または阻害するのに使用するための、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の材料。
【請求項１６】
抗微生物特性を有する材料の調製方法であって、前記材料が、第一の金属の混合酸化状態酸化物と第二の金属の単一酸化状態酸化物とを含む少なくとも２種の金属酸化物粉末の相乗的組み合わせを取り込ませたポリマーを含み、前記混合酸化状態酸化物が、四酸化四銀（Ａｇ４Ｏ４）、Ａｇ２Ｏ２、四酸化四銅（Ｃｕ４Ｏ４）、酸化Ｃｕ（Ｉ、ＩＩＩ）、酸化Ｃｕ（ＩＩ、ＩＩＩ）およびそれらの組み合わせからなる群から選択され、前記粉末が、前記ポリマー内に実質的に均一に取り込まれており、前記粉末が、実質的に異なる比重および実質的に類似の体積密度を有し、前記少なくとも２種の金属酸化物粉末の体積密度の相違が約２０％未満であり、前記粉末は、水分への前記材料の暴露によってイオン接触しており、前記方法が、
ａ．実質的に類似の体積密度を有する前記少なくとも２種の金属酸化物粉末を加工するステップ；および
ｂ．前記粉末を少なくとも１種のポリマーと混合するステップ、
を含む、方法。
【請求項１７】
ステップｂが、前記金属酸化物粉末と担体ポリマーとを含むマスターバッチを生成することを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
繊維、紡績糸、織物、布、フィルム、箔、織物製品および不織ポリマー品から選択される製品を、前記ステップｂで得られた混合物から形成することを含むステップｃをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
本発明は、金属酸化物の相乗的組み合わせを内部に取り込ませたポリマーを含み、抗微生物特性を有する、材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
人ごみの場所（例えば、病院、医療施設、食品加工工場、ホテル、寄宿舎、および公共の輸送機関）は、疾患転移の潜在的リスクを担うことが広く知られている。このため、そのような場所では、微生物（ｍｉｃｒｏｂｅ）および病原が増殖し難い製品の使用が求められる。微生物は、より病原性および薬物耐性があるように進化するため、バイオバーデンレベルを制御下で維持する必要性が増しており、より効果的な制御手段を開発する必要がある。
【０００３】
多くの病院の品目および設備において、院内環境における微小生物体（ｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍ）の存在は、医療関連感染（ＨＡＩ）を生じ得る。米国では、今日の洗浄および感染駆除策の全てをもってしても、入院患者の４．５％がＨＡＩを発症して、年間で推定１００，０００人が死亡し、３５７〜４５０億ドルが医療コストに計上されている。細菌および他の微小生物体は、日常的洗浄をかいくぐることができ、微小生物体からの長期防御を提供することができない。必要とされるのは、急速に作用する連続的（エピソードのない）な従来洗浄の補足である。また、医療制度は、非常に厳しい予算であるため、有効性を損なわず安価でなければならない。
【０００４】
特定の個別の金属酸化物が水分に暴露された場合に、金属酸化物が露出される環境にイオンを放出することが、過去に示された。これらのイオンが、抗微生物特性、抗ウイルス特性および抗真菌特性（Ｂｏｒｋｏｗ  ａｎｄ  Ｇａｂｂａｙ，ＦＡＳＥＢ  Ｊ．  ２００４  Ｎｏｖ；１８（１４）：１７２８−３０）に加え、防ダニ性（Ｍｕｍｃｈｕｏｇｌｕ，Ｇａｂｂａｙ，Ｂｏｒｋｏｗ，Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｐｅｓｔ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，Ｖｏｌ．５４，Ｎｏ．３，Ｊｕｌｙ−Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ  ２００８，２３５−２４０）を有することも知られている。
【０００５】
米国特許第６，１２４，２２１号には、天然繊維、合成セルロース繊維、再生タンパク質繊維、アクリル繊維、ポリオレフィン繊維、ポリウレタン繊維、ビニル繊維、およびそれらのブレンドからなる群から選択される繊維をはじめとする少なくとも一団の金属化織物を含む、抗菌特性、抗真菌特性、および抗酵母特性を有し、そして該繊維に直接結合されていて、抗菌、抗真菌および抗酵母に効果的な量の少なくとも１種の酸化剤カチオン性銅種を含むメッキを有する衣類の品目が開示されている。
【０００６】
米国特許第６，４８２，４２４号には、患者の接触およびケアにおける使用のために、カチオン形態の銅という酸化剤でコートされていて、抗生物質耐性菌株の不活性化に効果的である繊維を取り込んだ織布を医療施設に提供することを含む、院内感染を抑制および予防する方法が開示される。
【０００７】
米国特許第７，１６９，４０２号は、ポリアミド、ポリエステルおよびポリプロピレンからなる群から選択されるポリマーと、該ポリマーに取り込まれた酸化銅の微視的水不溶性粒子から本質的になる単一の抗微生物および抗ウイルス成分と、を含み、前記ポリマー中の前記粒子の一部が、露出されていて該材料の表面から突出し、前記粒子が、水または水蒸気への暴露の際にＣｕ２＋を放出する、抗微生物および抗ウイルスポリマー材料を包含する。
【０００８】
米国特許出願第２００８／０１９３４９６号には、熱可塑性樹脂のスラリーと、イオン性酸化銅の水不溶性粒子から本質的になる抗微生物性および抗真菌性および抗ウイルス性の薬剤と、ポリマーワックスと、前記イオン性酸化銅の電荷を占有する薬剤と、を含む抗微生物性および抗真菌性および抗ウイルス性ポリマー材料を調製するためのポリマーマスターバッチが開示される。
【０００９】
米国特許第７，３６４，７５６号には、親水性ポリマースラリーを調製すること、前記スラリー中に酸化第一銅および酸化第二銅を含有するイオン性銅粉末混合物を分散させること、そしてその後、前記スラリーを押出しまたは成形して、親水性ポリマー材料を形成させること、を含み、Ｃｕ＋＋およびＣｕ＋の両方を放出する水不溶性粒子が、前記親水性ポリマー材料内に直接かつ完全に封入されている、親水性ポリマー材料に抗ウイルス特性を付与する方法が開示される。
【００１０】
金属酸化物の抗微生物活性における類似の知見も、Ａｎｔｅｌｍａｎによって様々な発行物および特許に引用された混合酸化状態化合物としての四酸化四銀に関連して発表されている。
【００１１】
Ａｎｔｅｌｍａｎへの米国特許第６，６４５，５３１号には、少なくとも２つの多価カチオンを有し、その少なくとも１つが第一の原子価状態を有し、その少なくとも１つが第二の異なる原子価状態を有する、少なくとも１つの電子活性化合物、またはその医薬的に許容し得る誘導体の治療有効量を含む医薬組成物が開示される。好ましい化合物としては、酸化Ｂｉ（ＩＩＩ、Ｖ）、酸化Ｃｏ（ＩＩ、ＩＩＩ）、酸化Ｃｕ（Ｉ、ＩＩＩ）、酸化Ｆｅ（ＩＩ、ＩＩＩ）、酸化Ｍｎ（ＩＩ、ＩＩＩ）、および酸化Ｐｒ（ＩＩＩ、ＩＶ）、そして場合により酸化Ａｇ（Ｉ、ＩＩＩ）が挙げられる。少なくとも１種の電子活性化合物の治療有効量をヒト対象に投与することを含む、細菌、真菌、寄生性微生物、およびウイルスのうちの少なくとも１つの生育を停止、低減、または阻害する方法がさらに提供される。
【００１２】
Ａｎｔｅｌｍａｎへの米国特許第６，４３６，４２０号は、繊維、紡績糸および／または布の隙間において四酸化四銀（Ａｇ４Ｏ４）結晶の堆積または侵入型沈殿（ｉｎｔｅｒｓｔｉｔｉａｌ  ｐｒｅｓｈｉｐｉｔａｔｉｏｎ）を行って高い抗微生物特性を有する繊維織物品を形成させることにより調製される、そのような物品に関する。
【００１３】
微生物活性を抑制または阻害すること、および感染を予防または処置することにおいて有益に使用され得る、改善された抗微生物および抗ウイルス特性を有する費用効果のある材料へのアンメットニーズが存在する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
発明の概要
本発明は、抗微生物特性を有する材料、およびそれを調製する方法に関する。該抗微生物材料は、ポリマーと、混合酸化状態酸化物および単一酸化状態酸化物を含む、該ポリマーに取り込まれた少なくとも２種の金属酸化物粉末の相乗的組み合わせと、を含む。該金属酸化物粉末は、ポリマー内に取り込まれているため、該材料の水和の際は、該２種の金属酸化物のイオンが互いにイオン接触している。
【００１５】
本発明は一部として、単一酸化状態金属酸化物の抗微生物活性が混合酸化状態金属酸化物の添加によって増強され、２種の金属イオンがイオン接触しているため、該金属酸化物粒子の組み合わせが、金属酸化物単独それぞれの活性に比較して相乗効果を提供する、という予想外の発見に基づいている。さらに、驚くべきことに、該組み合わせの総重量の１０重量％未満の量での混合酸化状態酸化物の添加であっても、相乗的抗微生物効果を提供することが見出された。
【００１６】
基質、特にポリマー基質への無機粒子の均質取り込みが、粒子凝集という該粒子と基質との化学的および物理的相互作用によって、そしてほとんどが微粒子材料の比重の差によって困難になる。しかし、本発明の材料は、幾つかの実施形態において実質的に異なる比重を有する微粒子金属酸化物を含み、一般にはポリマー繊維内での金属酸化物粉末の均質分布を特徴とする。本発明は、金属酸化物粒子の体積密度を一様にすることによって異なるタイプの金属酸化物の使用によって課される問題を克服している。したがって幾つかの実施形態によれば本発明の材料は、実質的に異なる比重を有するとしても、実質的に類似の体積密度を有する、金属酸化物粉末を含む。金属酸化物の平均粒子径は、比重の差を補填するため、そして実質的に類似の体積密度を得るために、比例して減少させることができる。あるいは金属酸化物の体積密度は、厚さまたは重量が該粉末の比重と比例するコーティングで金属酸化物粉末をコートすることによって、一様にすることができる。
【００１７】
それゆえ一態様によれば、本発明は、抗微生物特性を有する材料であって、前記材料が、第一の金属の混合酸化状態酸化物と、第二の金属の単一酸化状態酸化物と、を含む少なくとも２種の金属酸化物の相乗的組み合わせを取り込ませたポリマーを含み、該粉末が、前記ポリマー内に実質的に均一に取り込まれており、該粉末が、実質的に異なる比重および実質的に類似の体積密度を有し、前記金属酸化物のイオンが、水分への前記材料の暴露によってイオン接触している、材料を提供する。幾つかの実施形態によれば、該第一の金属と第二の金属は、異なる。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
幾つかの実施形態において、該混合酸化状態酸化物は、四酸化四銀（Ａｇ４Ｏ４）、Ａｇ３Ｏ４、Ａｇ２Ｏ２、四酸化四銅（Ｃｕ４Ｏ４）、酸化Ｃｕ（Ｉ、ＩＩＩ）、酸化Ｃｕ（ＩＩ、ＩＩＩ）、Ｃｕ４Ｏ３およびそれらの組み合わせからなる群から選択される。各可能性は、本発明の別の実施形態を表す。さらなる実施形態において、該混合酸化状態酸化物は、四酸化四銀（Ａｇ４Ｏ４）、Ａｇ２Ｏ２、四酸化四銅（Ｃｕ４Ｏ４）、酸化Ｃｕ（Ｉ、ＩＩＩ）、酸化Ｃｕ（ＩＩ、ＩＩＩ）およびそれらの組み合わせからなる群から選択される。各可能性は、本発明の別の実施形態を表す。幾つかの実施形態において、該単一酸化状態酸化物は、酸化銅、酸化銀、酸化亜鉛およびそれらの組み合わせからなる群から選択される。各可能性は、本発明の別の実施形態を表す。酸化銅は、酸化第一銅（Ｃｕ２Ｏ）、酸化第二銅（ＣｕＯ）およびそれらの組み合わせからなる群から選択され得る。各可能性は、本発明の別の実施形態を表す。特別な実施形態において、少なくとも２種の金属酸化物の組み合わせは、酸化銅および四酸化四銀を含む。さらに特別な実施形態において、酸化銅は、酸化第一銅である。
【００１９】
幾つかの実施形態によれば、該混合酸化状態酸化物は、少なくとも２種の金属酸化物粉末の相乗的組み合わせの総重量の約６０重量％までを構成する。
【００２０】
さらなる実施形態によれば、該混合酸化状態酸化物は、少なくとも２種の金属酸化物粉末の相乗的組み合わせの総重量の約１５重量％までを構成する。
【００２１】
さらなる実施形態によれば、該混合酸化状態酸化物は、少なくとも２種の金属酸化物粉末の相乗的組み合わせの総重量の約０．５重量％〜約１５重量％を構成する。さらなる実施形態によれば、該混合酸化状態酸化物は、少なくとも２種の金属酸化物粉末の相乗的組み合わせの総重量の約１重量％を構成する。
【００２２】
幾つかの実施形態によれば、該混合酸化状態酸化物は、少なくとも２種の金属酸化物粉末の相乗的組み合わせの総重量の約０．０５重量％〜約１５重量％を構成する。さらなる実施液体によれば、該混合酸化状態酸化物は、少なくとも２種の金属酸化物粉末の相乗的組み合わせの中に、検出可能な量で存在する。さらなる実施形態によれば、該材料中の混合酸化状態酸化物の存在は、Ｘ線回折分析（ＸＲＤ）、電子顕微鏡測定、電子分光法、ラマン分光法、または電気分析法によって検出可能である。各可能性は、本発明の別の実施形態を表す。
【００２３】
幾つかの実施形態によれば、該金属酸化物は、該材料の表面に露出していない。別の実施液体によれば、該粉末は、概ね均一な様式で該材料の表面に分布されている。さらなる実施形態によれば、該金属酸化物粒子は、該材料の表面から突出している。さらなる実施形態において、該金属酸化物粒子は、該材料の表面に付着、堆積または挿入されている。
【００２４】
幾つかの実施形態によれば、該金属酸化物粉末のそれぞれは、独立して、約１ナノメートル〜約１０ミクロンの平均粒子径を有する粒子を含む。他の実施形態によれば、該金属酸化物粉末のそれぞれは、独立して、径が約１０ナノメートル〜約１０ミクロンである粒子を含む。さらなる実施形態によれば、該金属酸化物粉末のそれぞれは、独立して、径が約０．５〜約１．５ミクロンである粒子を含む。
【００２５】
幾つかの実施形態によれば、実質的に類似の体積密度を有する該金属酸化物粉末は、平均粒子径がその比重と反比例する粒子を含む。別の実施形態によれば、実質的に類似の体積密度を有する該金属酸化物粉末は、実質的に類似の平均粒子径を有する粒子を含み、前記粒子が、コーティングでコートされている。さらなる実施形態によれば、該コーティングの厚さは、該金属酸化物粒子の比重と比例する。代わりの実施形態において、コーティング重量は、金属酸化物粒子の比重と比例する。さらなる実施形態によれば、該コーティングは、ポリエステルまたはポリアルケンワックスを含む。該ポリエステルまたはポリアルケンワックスは、ポリプロピレンワックス、酸化ポリエチレンワックス、エチレンホモポリマーワックスおよびそれらの組み合わせからなる群から選択され得る。各可能性は、本発明の別の実施形態を表す。
【００２６】
さらなる実施形態によれば、該金属酸化物粉末は、封入化合物内に封入された粒子を含む。該封入化合物は、シリカート、アクリラート、セルロース、それらの誘導体またはそれらの組み合わせを含み得る。アクリラートの非限定的例は、ポリ（メタクリル酸メチル）（ＰＭＭＡ）である。幾つかの例示的実施形態によれば、該封入剤は、シリカートまたはポリ（メタクリル酸メチル）（ＰＭＭＡ）である。
【００２７】
幾つかの実施形態によれば、本発明の材料は、金属酸化物粉末に関連するキレート剤または金属不活性化剤をさらに含む。金属不活性化剤は、フェノール系抗酸化剤、ヨウ化カリウム、臭化カリウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウム、第三級鎖延長剤およびそれらの組み合わせからなる群から選択され得る。各可能性は、本発明の別の実施形態を表す。
【００２８】
さらなる実施形態によれば、本発明の材料は、金属酸化物粉末に関連する界面活性剤をさらに含む。該界面活性剤としては、スルファート、スルホナート、シリコーン、シラン、または非イオン性界面活性剤を挙げることができる。市販の界面活性剤の非限定的例としては、Ｓｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｎｉａｐｒｏｏｆ（登録商標）、Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ｘｉａｍｅｔｅｒ（登録商標）およびＴｒｉｔｏｎ−Ｘ−１００が挙げられる。該界面活性剤は、溶媒、例えば非限定的にメチルアルコール、メチルエチルケトン、またはトルエンをさらに含み得る。幾つかの実施形態によれば、該材料は、界面活性剤が不含である。
【００２９】
幾つかの実施形態によれば、本発明の材料は、合成ポリマー、天然由来ポリマーまたはそれらの組み合わせから選択されるポリマーを含む。各可能性は、本発明の別の実施形態を表す。幾つかの実施形態によれば、該合成ポリマーは、有機ポリマー、無機ポリマーおよびバイオプラスチックからなる群から選択される。さらなる実施形態によれば、該ポリマーは、ポリアミド、ポリエステル、アクリル、ポリアルケン、ポリシロキサン、ニトリル、ポリ酢酸ビニル、デンプン系ポリマー、セルロース系ポリマー、分散剤およびそれらの混合物からなる群から選択される。幾つかの目下好ましい実施形態によれば、該ポリマーは、ポリエステル、ポリアルケンおよびポリアミドから選択される。該ポリアルケンは、ポリプロピレン、ポリエチレンおよびそれらの組み合わせからなる群から選択され得る。各可能性は、本発明の別の実施形態を表す。特別な実施形態によれば、該ポリマーは、ポリエチレン、ポリプロピレン、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリグリコール酸（ＰＧＡ）、ポリ（乳酸−グリコール酸共重合体）（ＰＬＧＡ）、ポリ（アクリル酸ブチル）（ＰＢＡ）、ポリテレフタル酸ブチレン（ＰＢＴ）およびそれらの組み合わせから選択される。該ポリマーは、水系または溶媒系であり得る。
【００３０】
幾つかの実施形態によれば、本発明の材料は、中間生成物、準最終生成物または最終生成物から選択される。
【００３１】
幾つかの実施形態において、該金属酸化物粉末は、マスターバッチ製造工程によってポリマーに取り込まれる。したがって幾つかの実施形態によれば、該中間生成物は、マスターバッチである。
【００３２】
幾つかの実施形態によれば、該準最終生成物は、繊維、紡績糸、織物、布、フィルムまたは箔を含む。各可能性は、本発明の別の実施形態を表す。該織物は、織布、編地、不織布、ニードルパンチ織物、またはフェルトから選択され得る。各可能性は、本発明の別の実施形態を表す。特定の実施形態によれば、該準最終生成物は、繊維である。該繊維は、長繊維または短繊維であり得る。幾つかの実施形態によれば、該金属酸化物粉末は、繊維内に実質的に均一に取り込まれる。該繊維は、紡績糸、織物または布に形成され得る。
【００３３】
幾つかの実施形態によれば、該最終生成物は、織物製品または不織ポリマー品である。幾つかの実施形態によれば、該紡績糸、織物または布は、織物製品に形成される。
【００３４】
さらなる実施形態によれば、該ポリマーは、押出し、成形、鋳造、または３Ｄ印刷によって準最終生成物または最終生成物に形成される。各可能性は、本発明の別の実施形態を表す。幾つかの実施形態によれば、該織物製品は、押出しポリマーを含む。さらなる実施形態によれば、該準最終生成物は、押出しポリマーを含む。特定の実施形態によれば、該繊維は、押出しポリマーを含む。さらなる実施形態によれば、該不織ポリマー品は、押出し、成形または鋳造ポリマーを含む。
【００３５】
幾つかの実施形態において、少なくとも２種の金属酸化物の合計重量は、該材料の総重量の約０．２５重量％〜約５０重量％を構成する。
【００３６】
幾つかの実施形態において、該材料は、マスターバッチの形態である。さらなる実施形態において、少なくとも２種の金属酸化物の合計重量は、該マスターバッチの総重量の約０．５重量％〜約５０重量％を構成する。さらなる実施形態において、少なくとも２種の金属酸化物の合計重量は、該マスターバッチの総重量の約２０重量％〜約４０重量％を構成する。
【００３７】
幾つかの実施形態によれば、該材料は、繊維、紡績糸、織物または布の形態である。特定のそのような実施形態において、少なくとも２種の金属酸化物の合計重量は、該材料の総重量の約０．５重量％〜約１５重量％を構成する。
【００３８】
幾つかの実施形態によれば、該繊維は、ポリマー繊維であり、合成または半合成である。幾つかの実施形態によれば、該材料は、天然繊維をさらに含む。したがって幾つかの実施形態において、該繊維は、ポリマー繊維と天然繊維のブレンドである。
【００３９】
さらなる実施形態によれば、該材料は、該材料の総重量の約８５％までの重量％である天然繊維を含む。特別な実施形態において、該材料は、該織物製品の総重量の約７０％までの重量％である天然繊維を含む。該天然繊維は、木綿、絹、羊毛、麻およびそれらの組み合わせからなる群から選択され得る。各可能性は、本発明の別の実施形態を表す。特定の実施形態において、該材料は、木綿を含む。
【００４０】
幾つかの実施形態によれば、該材料は、ポリマー繊維と天然繊維のブレンドを含む。特定のそのような実施形態において、少なくとも２種の金属酸化物の合計重量は、該材料の総重量の約０．２５重量％〜約５重量％を構成する。
【００４１】
幾つかの実施形態によれば、該材料は、織物製品または不織ポリマー品の形態である。各可能性は、本発明の別の実施形態を表す。該織物製品は、衣類製品、寝具織物、実験または病院の織物、包帯もしくは縫合糸などの医療用織物、および体内使用のための織物、または身体衛生品から選択され得る。該織物製品の非限定的例としては、枕カバー、アイマスク、手袋、靴下、ストッキング、袖、靴カバー、スリッパ、肌着、工業用制服、運動着、タオル、台布巾、実験着、床雑巾、シーツ、寝具、カーテン、織物カバー、硬質表面カバー、おむつ、尿漏れパッド、生理用製品、ガーゼパッド、モノリシック押出し膜、ボディースーツ、経皮貼付剤、包帯、粘着包帯、縫合糸、シースおよび体内使用のための織物が挙げられる。該不織ポリマー品は、パッケージングまたはラッピング材料、実験機器、病院機器、好ましくは使い捨て病院機器、妊娠調節デバイス、農業製品、消費財用のカバー、および生理用品から選択され得る。不織ポリマー品の非限定的例としては、食品パッケージ、手袋、輸血バッグ、カテーテル、換気チューブ、栄養チューブ、伝送管（ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ｔｕｂｅｓ）、携帯電話用カバー、パイプ、便座または便座カバー、台所スポンジ、調理台（ｗｏｒｋｉｎｇ  ｓｕｒｆａｃｅ）のカバーおよびコンドームが挙げられる。特定の実施形態において、該材料は、衣類製品、寝具織物、実験もしくは病院の織物、実験機器、病院機器、包帯もしくは縫合糸などの医療用織物、体内使用のための織物、身体衛生品、パッケージングもしくはラッピング材料、消費財用のカバー、食品機器、妊娠調節デバイス、農業製品、または生理用品からなる群から選択される製品の形態である。
【００４２】
幾つかの実施形態において、本発明は、グラム陽性菌、グラム陰性菌、真菌、寄生虫、カビ、胞子、酵母、原虫、藻類、ダニおよびウイルスからなる群から選択される微生物または微小生物体の活性を抑制または阻害する上での使用のための材料を提供する。各可能性は、本発明の別の実施形態を表す。
【００４３】
幾つかの実施形態によれば、該材料は、医療関連感染、院内感染またはそれらの組み合わせを抑制する上での使用のためのものである。各可能性は、本発明の別の実施形態を表す。
【００４４】
代わりまたは追加として、本発明の材料は、アトピー性真菌、細菌およびウイルス感染の処置または予防に用いられ得る。該感染は、水虫、酵母感染およびブドウ球菌感染からなる群から選択され得る。各可能性は、本発明の別の実施形態を表す。さらなる実施形態において、該材料は、局所ウイルス感染の処置または予防における使用のためのものである。該感染は、イボおよびヘルペスＢからなる群から選択され得る。各可能性は、本発明の別の実施形態を表す。
【００４５】
別の態様において、本発明は、抗微生物特性を有する材料の調製方法であって、前記材料が、第一の金属の混合酸化状態酸化物と、第二の金属の単一酸化状態酸化物と、を含む少なくとも２種の金属酸化物粉末の相乗的組み合わせを取り込ませたポリマーを含み、該粉末が、前記ポリマー内に実質的に均一に取り込まれており、該粉末が、実質的に異なる比重および実質的に類似の体積密度を有し、該金属酸化物のイオンが、水分への前記材料の暴露によってイオン接触しており、該方法が、
ａ．  実質的に類似の体積密度を有する前記少なくとも２種の金属酸化物粉末を加工するステップ；および
ｂ．  前記粉末を少なくとも１種のポリマーと混合するステップ、
を含む、方法を提供する。
【００４６】
他の実施形態によれば、ステップａ．は、該金属酸化物粉末を加工して、比重と反比例する平均粒子径を有する粒子を得ることを含む。幾つかの実施形態において、前記加工は、研削を含む。
【００４７】
他の実施形態によれば、ステップａ．は、該金属酸化物粉末を加工して、実質的に類似サイズを有する粒子を得ることを含む。幾つかの実施形態において、前記加工は、研削を含む。追加の実施形態において、ステップａ．は、該金属酸化物粉末粒子にコーティングを塗布することをさらに含む。幾つかの実施形態において、ステップａ．は、該金属酸化物粉末の少なくとも１種の粒子にコーティングを塗布することを含む。さらなる実施形態において、ステップａ．は、該少なくとも２種の金属酸化物粉末のそれぞれの粒子にコーティングを塗布することを含む。さらなる実施形態において、該コーティングの厚さは、該金属酸化物粉末の比重に比例する。
【００４８】
幾つかの実施形態において、該方法は、該金属酸化粉末粒子を封入化合物内に封入するステップをさらに含む。別の実施形態において、該方法は、該金属酸化物粉末を金属不活性化剤またはキレート剤と混合するステップを含む。さらなる実施形態において、該方法は、該金属酸化物粉末を界面活性剤と混合するステップを含む。
【００４９】
さらなる実施形態によれば、ステップｂ．は、該金属酸化物粉末と、担体ポリマーと、を含むマスターバッチを生成することを含む。幾つかの実施形態によれば、前記少なくとも１種のポリマーは、該担体ポリマーを含む。好ましい実施形態によれば、該マスターバッチは、均質である。該マスターバッチは、ペレットに形成され得る。あるいは該マスターバッチは、顆粒に形成され得る。
【００５０】
幾つかの実施形態において、ステップｂ．は、該マスターバッチをポリマースラリーに添加することをさらに含む。さらなる実施形態において、該ポリマースラリーは、担体ポリマーと同じポリマーを含む。別の実施形態において、該ポリマースラリーは、担体ポリマーと化学的に適合性のあるポリマーを含む。
【００５１】
幾つかの実施形態によれば、該方法は、得られた混合物から、フィルム、箔、繊維、紡績糸、繊維、織物、織物製品または不織ポリマー品を形成させることを含むステップｃ．をさらに含む。各可能性は、本発明の別の実施形態を表す。
【００５２】
幾つかの特別な実施形態によれば、該方法は、得られた混合物から、前記粉末を含む、フィルム、箔、繊維、紡績糸、繊維または織物を形成させることを含むステップｃ．をさらに含む。各可能性は、本発明の別の実施形態を表す。他の特別な実施形態によれば、該方法は、得られた混合物から、前記粉末を含む織物製品または不織ポリマー品を形成させることを含むステップｃ．をさらに含む。各可能性は、本発明の別の実施形態を表す。
【００５３】
幾つかの実施形態において、ステップｃ．は、押出し、成形、鋳造、または３Ｄ印刷を含む。幾つかの例示的実施形態において、ステップｃ．は、押出しを含む。さらなる実施形態において、該押出しは、紡糸口金を通した紡糸を含む。好ましい実施形態において、該材料は、均質に押出される。別の実施形態において、ステップｃ．は、成形を含む。
【００５４】
幾つかの実施形態において、ステップｃ．は、ステップｂ．で得られた混合物からポリマー繊維を形成させることを含む。幾つかの実施形態において、該方法は、該ポリマー繊維を天然繊維とブレンドすることをさらに含む。幾つかの実施形態において、該方法は、該繊維を紡績糸、織物、布または織物製品に形成させることを含む。
【００５５】
本発明のさらなる実施形態および適用可能性の全ての範囲は、本明細書の以後に示された詳細な説明から明白となろう。しかし、本発明の主旨および範囲内で様々な変更および改良がこの詳細な記載から当業者に明白となるため、詳細な説明および具体的実施例が、本発明の好ましい実施形態を示しており、例示を示しているに過ぎないことが理解されなければならない。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１Ａ】突出している粒子を含む、マスターバッチ調製方法によって調製された、酸化銅および四酸化四銀を含有するポリエステル短繊維の、倍率１０００倍でのＳＥＭ像。
【図１Ｂ】突出している粒子を含む、マスターバッチ調製方法によって調製された、酸化銅および四酸化四銀を含有するポリエステル短繊維の、倍率４０００倍でのＳＥＭ像。
【図１Ｃ】突出している粒子を含む、酸化銅および四酸化四銀を示した図１Ａおよび１Ｂの繊維の断面の倍率４０００倍のＳＥＭ像。
【図２Ａ】四酸化四銀を含浸された、ソノケミカルでナノ堆積された酸化銅を含む木綿繊維の倍率５０００倍のＳＥＭ像。
【図２Ｂ】四酸化四銀を含浸された、ソノケミカルでナノ堆積された酸化銅を含む木綿繊維の倍率２００００倍のＳＥＭ像。
【図３】繊維内に封入された粒子を含む、音波処理支援工程により酸化銅および四酸化四銀を含浸されたポリエステル短繊維の倍率２００００倍のＳＥＭ像。
【図４】酸化銅および四酸化四銀を含む押出しポリプロピレンフィルム（破線）の細菌増殖阻害を、同じ材料およびサイズの未処理ポリプロピレンフィルムである対照（実線）と比較したもの。
【図５】Ａ−Ｃ。酸化銅および四酸化四銀を含むポリマー布の細菌増殖阻害であり、無地の色付き棒は、酸化銅とＴＳＴの組み合わせを含むポリマー布を表し、金平糖模様の棒は、対照（同じ材料およびサイズの未処理布）を表す。図５Ａは、細菌含有培地に布を暴露して０〜４０分経た細菌増殖阻害であり、図５Ｂは、細菌含有培地に布を暴露して０〜１８０分経た細菌増殖阻害であり、図５Ｃは、細菌含有培地に布を暴露して０〜３００分経た細菌増殖阻害である。
【図６】Ａ−Ｂ。酸化銅を含むポリマー布の細菌増殖阻害であり、格子模様の棒は、酸化銅を含むポリマー布を表し、点線模様の棒は、対照（同じ材料およびサイズの未処理の布）を表す。図６Ａは、細菌含有培地に布を暴露して０〜４０分経た細菌増殖阻害であり、図６Ｂは、細菌含有培地に布を暴露して０〜１８０分経た細菌増殖阻害である。
【図７】酸化銅および四酸化四銀を含む木綿ブレンドポリマー布および酸化銅を単独で含む木綿ブレンドポリマー布の細菌増殖阻害であり、小片模様の棒は、未処理対照（７０％木綿／３０％ポリエステル繊維）を表し、市松模様の棒は、７０％木綿／３０％酸化銅含有ポリエステル繊維を表し、格子模様の棒は、５０％木綿／５０％酸化銅とＴＳＴとの組み合わせを含有するポリエステル繊維を表し、無地の色付き棒は、７０％木綿／３０％酸化銅とＴＳＴとの組み合わせを含有するポリエステル繊維を表す。
【発明を実施するための形態】
【００５７】
詳細な説明
本発明は、高度の抗菌、抗ウイルスおよび抗寄生虫活性をはじめとする改善された抗微生物特性を有する材料、ならびに前記材料を調製する方法に関する。本発明の抗微生物材料は、ポリマーと、前記ポリマーに均質に取り込まれた少なくとも２種の金属酸化物粉末の相乗的組み合わせと、を含む。
【００５８】
本明細書で用いられる用語「抗微生物」は、とりわけ、非限定的にエンベロープウイルス、ノンエンベロープウイルス、グラム陽性菌、グラム陰性菌、真菌、寄生虫、カビ、酵母、胞子、藻類、原虫、ダニおよびイエダニをはじめとする微生物、病原体、および微小生物体に対する阻害効果、殺微生物効果またはオリゴダイナミック効果と、それに続く防臭特性を指す。
【００５９】
幾つかの実施形態によれば、本発明の材料は、非限定的にマスターバッチなどの中間生成物；準最終生成物、例えば繊維、紡績糸、織物、布、フィルムもしくは箔；または特に織物製品もしくは不織ポリマー品をはじめとする最終生成物から選択される。
【００６０】
該少なくとも２種の金属酸化物粉末の相乗的組み合わせは、第一の金属の混合酸化状態酸化物と、第二の金属の単一酸化状態酸化物と、を含み、該粉末は、実質的に類似の体積密度を有し、該金属酸化物のイオンは、前記材料の水和または残留する水分への暴露によってイオン接触している。
【００６１】
本明細書で用いられる用語「イオン接触」は、ポリマー内に取り込まれている金属酸化物粉末のそれぞれのイオンによる、相互水性リザーバー（ｍｕｔｕａｌ  ａｑｕｅｏｕｓ  ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ）への暴露により該リザーバーへ流れる能力を指す。
【００６２】
２種の金属酸化物の相乗的組み合わせ
驚くべきことに、単一酸化状態金属酸化物の抗微生物特性を改善するために、混合酸化状態金属酸化物化合物が単一酸化状態酸化物に添加されなければならないということが、見出された。理論または作用機序に結びつけられるのを望むものではないが、誘導された殺生物活性を提供するために、各金属酸化物の粒子が、同じ水分リザーバーに暴露されて、それにより各金属酸化物化合物から相互水分リザーバーへのイオンの拡散を可能にするような手法で、金属酸化物粒子が互いに混合されなければならない。
【００６３】
金属酸化物の少なくとも１種が混合酸化状態酸化物で、金属酸化物の少なくとも１種が単一酸化状態酸化物である、２種の金属酸化物の相乗的組み合わせは、非天然由来の生物活性の組み合わせである。幾つかの実施形態によれば、ポリマー基質に塗布される金属酸化物の前記非天然由来の組み合わせは、天然由来化合物単独よりも大きなイオン活性を示す。理論または作用機序に結びつけられるのを望むものではないが、高度のイオン活性は、類似条件下での同量の天然由来金属酸化物化合物に比較して、より大きな殺微生物効果を担う。
【００６４】
本明細書に定義された用語「相乗的組み合わせ」は、同量の各金属酸化物単独よりも高度の抗微生物効率を提供する少なくとも２種の金属酸化物の組み合わせを指す。より高度の抗微生物効率は、促進された細菌または微小生物体殺傷速度に関係し得る。
【００６５】
ポリマーに塗布された該相乗的組み合わせは、少なくとも１種の金属酸化物が単一酸化状態酸化物化合物から選択され、少なくとも１種の金属酸化物が混合酸化状態酸化物化合物から選択される、２種以上の生物活性のある相対的に不溶性の金属酸化物を含み、単独で生物活性があり、そして相乗性があることが見出されており、個別での、または天然由来の単一酸化状態群の中で組み合わせた、同じ単独および混合酸化状態金属酸化物に比較して、驚くほど促進された微生物殺傷率を提供する。
【００６６】
本明細書で用いられる用語「混合酸化状態」は、電子が様々な電子遷移機構を介してある程度、非局在化されていて、原子の間で共有され、該材料の生理化学的特性に影響を及ぼす共役結合を生成している原子、イオンまたは分子を指す。混合酸化状態において、電子遷移は、２つの単一酸化状態の間に重なりを形成する。これは、式Ｘ（Ｙ，Ｚ）（式中、Ｘは、金属元素であり、ＹおよびＺは、酸化状態であり、Ｙ≠Ｚ）と同様に１つよりも多くの酸化状態の共存を有する任意の金属として表すことができる。混合酸化状態酸化物は、金属イオンが異なる酸化状態にある（即ち、Ｘ（Ｙ，Ｚ））１つの化合物であり得る。
【００６７】
幾つかの実施形態によれば、本発明の材料において有用な混合酸化状態酸化物は、四酸化四銀（ＴＳＴ）−Ａｇ４Ｏ４（Ａｇ  Ｉ、ＩＩＩ）、Ａｇ３Ｏ４、Ａｇ２Ｏ２、四酸化四銅−Ｃｕ４Ｏ４（Ｃｕ  Ｉ、ＩＩＩ）、Ｃｕ４Ｏ３、酸化Ｃｕ（Ｉ、ＩＩ）、酸化Ｃｕ（ＩＩ、ＩＩＩ）、酸化Ｃｏ（ＩＩ、ＩＩＩ）、酸化Ｐｒ（ＩＩＩ、ＩＶ）、酸化Ｂｉ（ＩＩＩ、Ｖ）、酸化Ｆｅ（ＩＩ、ＩＩＩ）、および酸化Ｍｎ（ＩＩ、ＩＩＩ）、ならびにそれらの組み合わせからなる群から選択される。各可能性は、本発明の別の実施形態を表す。特定の実施形態において、該材料は、四酸化四銀、四酸化四銅およびそれらの組み合わせからなる群から選択される混合酸化状態酸化物を含む。
【００６８】
本明細書で用いられる用語「単一酸化状態」は、同じ型の原子が１つの酸化状態のみで存在する、原子、イオンまたは分子を指す。例えば酸化銅（Ｉ）において、全ての銅イオンは、酸化状態＋１にあり、酸化銅（ＩＩ）において、全ての銅イオンは酸化状態＋２にあり、酸化亜鉛において、全ての亜鉛イオンは酸化状態＋２にある。
【００６９】
幾つかの実施形態によれば、本発明の材料において有用な単一酸化状態酸化物は、酸化銅、酸化銀、酸化亜鉛およびそれらの組み合わせからなる群から選択される。
【００７０】
本明細書で用いられる用語「酸化銅」は、酸化銅の複数の酸化状態、つまり第一の主な単一酸化状態の酸化第一銅（（Ｃｕ２Ｏ）、酸化銅（Ｉ）としても識別される）；または第二のより高い単一酸化状態の酸化第二銅（（ＣｕＯ）、酸化銅（ＩＩ）としても識別される）の個々または様々な割合での２つの天然由来酸化状態のいずれかまたは両方を指す。
【００７１】
本明細書で用いられる用語「酸化銀」は、酸化銀の複数の酸化状態、つまり第一の主な単一酸化状態Ａｇ２Ｏ（酸化銀（Ｉ）としても識別される）；または第二のより高い単一酸化状態ＡｇＯ（酸化銀（ＩＩ）としても識別される）；または第三の最も高い単一酸化状態Ａｇ２Ｏ３の個々または様々な割合でのこれら３つの天然由来酸化状態を指す。
【００７２】
明細書で用いられる用語「酸化亜鉛」は、酸化亜鉛の主な酸化状態ＺｎＯ２を指す。
【００７３】
幾つかの実施形態によれば、酸化銅は、Ｃｕ２Ｏ、ＣｕＯおよびそれらの組み合わせからなる群から選択される。さらなる実施形態によれば、酸化銀は、Ａｇ２Ｏ、ＡｇＯ、Ａｇ２Ｏ３およびそれらの組み合わせからなる群から選択される。各可能性は、本発明の別の実施形態を表す。
【００７４】
特定の実施形態において、該材料は、酸化銅、酸化銀およびそれらの組み合わせからなる群から選択される単一酸化状態酸化物を含む。さらなる実施形態において、該単一酸化状態酸化物は、酸化銅である。さらなる実施形態において、該材料は、Ｃｕ２Ｏ、ＣｕＯおよびそれらの組み合わせからなる群から選択される単一酸化状態酸化物を含む。各可能性は、本発明の別の実施形態を表す。特定の実施形態において、酸化銅は、Ｃｕ２Ｏである。
【００７５】
幾つかの実施形態によれば、本発明の材料において有用な金属酸化物は、酸化銅、四酸化四銅、酸化銀、四酸化四銀、酸化亜鉛およびそれらの組み合わせからなる群から選択される。さらなる実施形態によれば、該金属酸化物は、Ｃｕ２Ｏ、ＣｕＯ、Ｃｕ４Ｏ４、Ａｇ２Ｏ、ＡｇＯ、Ａｇ２Ｏ３、Ａｇ４Ｏ４、ＺｎＯ２、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される。特別な実施形態において、該材料は、酸化銅、四酸化四銀、四酸化四銅、およびそ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２種の金属酸化物を含む。目下好ましい実施形態において、該単一酸化状態酸化物は、酸化銅であり、混合酸化状態酸化物は、四酸化四銀である。さらなる実施形態において、該単一酸化状態酸化物は、酸化第一銅であり、該混合酸化状態酸化物は、四酸化四銀である。
【００７６】
酸化銅と酸化亜鉛の組み合わせは、相乗的な抗微生物効果を提供することが知られていない。酸化第二銅と酸化第一銅の混合物を含む天然由来酸化銅の抗微生物効果の促進が、例えば米国特許第７，１６９，４０２号に開示されたが、本発明は、酸化金属の最初の非天然由来の組み合わせ、具体的には相乗的抗微生物増殖特性を特徴とする、四酸化四銅または四酸化四銀と組み合わせた単一酸化状態酸化物を含む組み合わせを提供する。金属酸化物の少なくとも１種が、混合酸化状態酸化物である、２種の異なる金属酸化物の混合物を含む該組成物の相乗効果は、本発明の発明人によってテストされて実験の節に表された、酸化銅と、立証された効果的銀化合物ＡｌｐｈａＳａｎ（登録商標）との組み合わせの殺生物活性を考慮してもより意外である。ＣｕＯ２への銀化合物ＡｌｐｈａＳａｎ（登録商標）の添加は、その殺生物速度を上昇させず、相乗的促進が観察されなかった。いずれかの銀（Ａｇ４Ｏ４）の混合酸化状態形態を、酸化銅を含む単一酸化状態金属酸化物と組み合わせた場合のみ、単一酸化状態金属酸化物の抗微生物特性が増強された。金属酸化物の組み合わせの前記抗微生物活性は、混合酸化状態金属単独での活性と比較しても上昇した。理論または作用機序に結びつけられるのを望むものではないが、そのような組み合わせの測定された相乗効果は、異なる酸化状態を有する金属イオンの間での原子価間電荷移動に起因し得る。混合酸化状態酸化物と単一酸化状態酸化物とを含む少なくとも２種の金属酸化物の組み合わせを、相互水分リザーバーに暴露すると、金属酸化物間にイオン接触が確立し、各金属酸化物から相互水分リザーバーへのイオン放出が可能になり、こうして微生物殺傷速度の加速が提供される。
【００７７】
さらなる実施形態によれば、本発明の材料は、金属酸化物のそれぞれが約０．０５％〜約９９．９５％、例えば約０．１％〜約９９．９％、または約０．５％〜約９９．５％の重量％で該組み合わせ中に存在し得る、本発明の原理による少なくとも２種の金属酸化物の相乗的組み合わせを含む。各可能性は、本発明の別の実施形態を表す。
【００７８】
驚くべきことに、混合酸化状態酸化物が金属酸化物の組み合わせの総重量の１０％未満の重量％で存在する、混合酸化物状態酸化物と単一酸化状態酸化物との組み合わせのポリマーへの取り込みが、前記ポリマーの抗微生物活性を、混合酸化状態酸化物および単一酸化状態酸化物を単独で含むポリマーそれぞれに比較して促進させるのに十分であることが見出された。このことは、金属酸化物粉末の組み合わせを含むポリマー中での混合酸化状態酸化物の総重量が、混合酸化状態単独を含むポリマーの１０倍低かったことから、より意外であった。
【００７９】
このため、幾つかの実施形態によれば、混合酸化状態酸化物は、２種の金属酸化物の組み合わせの総重量の約１重量％〜約２０重量％を構成する。さらなる実施形態によれば、該混合酸化状態酸化物は、２種の金属酸化物の組み合わせの総重量の約５重量％〜約１５重量％を構成する。さらなる実施形態によれば、該混合酸化状態酸化物は、２種の金属酸化物の組み合わせの総重量の約１０重量％を構成する。
【００８０】
別の実施形態によれば、該混合酸化状態酸化物は、２種の金属酸化物の組み合わせの総重量の約６０重量％まで、例えば２種の金属酸化物の組み合わせの総重量の約５０重量％まで、約４０重量％まで、約３０重量％まで、約２０重量％まで、または約１５重量％までを構成する。各可能性は、本発明の別の実施形態を表す。
【００８１】
金属酸化物の組み合わせの中に３重量％という少量の混合酸化状態酸化物を含むポリマーが、金属酸化物の組み合わせの重量％と同じポリマー中金属酸化物の重量％で、単一酸化状態酸化物を単独で含むポリマーに比較して、高度の殺生物活性を有することが、さらに発見された。同じく驚くべきことに、２種の金属酸化物の組み合わせが０．５重量％という少量の混合酸化状態酸化物を含む場合であっても、該組み合わせを含む材料の抗微生物活性が、単一酸化状態酸化物の殺生物活性に比較して増強されることも見出された。それゆえ、該混合酸化状態酸化物は、単一酸化状態酸化物に比較して、相対的に低い濃度で該材料中で有益に使用され得、それにより該材料の商業的実行可能性を増大させ得る。
【００８２】
幾つかの実施形態によれば、該混合酸化状態酸化物は、２種の金属酸化物の組み合わせの総重量の約０．０５重量％〜約９９．５重量％、例えば２種の金属酸化物の組み合わせの総重量の約０．０５重量％〜約９０重量％、約０．０５重量％〜約８０重量％、約０．０５重量％〜約７０重量％、約０．０５重量％〜約６０重量％、約０．０５重量％〜約５０重量％、約０．０５重量％〜約４０重量％、約０．０５重量％〜約３０重量％、約０．０５重量％〜約２０重量％、または約０．０５重量％〜約１５重量％を構成する。各可能性は、本発明の別の実施形態を表す。
【００８３】
さらなる実施形態によれば、該混合酸化状態酸化物は、２種の金属酸化物の組み合わせの総重量の約０．０５重量％〜約１５重量％、例えば２種の金属酸化物の組み合わせの総重量の約０．１重量％〜約１５重量％、約０．５重量％〜約１５重量％、約１重量％〜約５重量％、約０．５重量％〜約５重量％、または約０．１重量％〜約３重量％を構成する。各可能性は、本発明の別の実施形態を表す。
【００８４】
特別な実施形態によれば、該混合酸化状態酸化物は、２種の金属酸化物の組み合わせの総重量の約１重量％を構成する。さらに特別な実施形態によれば、該混合酸化状態酸化物は、２種の金属酸化物の組み合わせの総重量の約０．５重量％を構成する。さらに特別な実施形態によれば、該混合酸化状態酸化物は、２種の金属酸化物の組み合わせの総重量の約０．１重量％を構成する。さらに特別な実施形態によれば、該混合酸化状態酸化物は、２種の金属酸化物の組み合わせの総重量の約０．０５重量％を構成する。幾つかの実施形態によれば、該２種の金属酸化物の組み合わせの抗微生物活性は、相乗的である。
【００８５】
幾つかの実施形態によれば、該混合酸化状態酸化物は、検出可能な量で金属酸化物粉末の相乗的組み合わせの中に存在する。該相乗的混合物中の混合酸化状態酸化物の存在は、Ｘ線回折分析（ＸＲＤ）、電子顕微鏡測定、電子分光法、ラマン分光法、または電気分析法によって検出され得る。電子分光法としては、特にＸ線光電子分光法（ＸＰＳ）、化学分析のための電子分光法（ＥＳＣＡ）およびオージェ電子分光法（ＡＥＳ）が挙げられる。混合酸化状態酸化物の検出に適した電子顕微鏡測定法の非限定的例は、場合によりエネルギー分散型Ｘ線分光法（ＥＤＳ）との共同による走査電子顕微鏡測定（ＳＥＭ）である。特定の実施形態によれば、混合酸化状態酸化物の存在は、ＸＲＤによって検出される。
【００８６】
金属酸化物粉末
本発明の材料において有用な酸化銅は、９７重量％以上の純度レベルを有する市販の任意の酸化銅粉末であり得る。幾つかの例示的実施形態において、該粉末は、米国ノースカロライナ州のＳＣＭ  Ｉｎｃ．から購入される。この粉末の供給業者の普及により、該粉末を製造することは、経済的に実行可能でない。本発明の材料において有用な酸化亜鉛は、市販として即座に入手され得る、９８重量％以上の推奨純度レベルである任意の市販される酸化亜鉛粉末であり得る。しかし、四酸化四銀および／または四酸化四銅を得ることは困難であるため、本明細書の以下に記載される通り特別な種は合成される必要がある。
【００８７】
幾つかの実施形態において、市販の金属酸化物粉末の粒子径は、約１０〜約２０ミクロンである。該金属酸化物粉末は、約１ナノメーター〜約１０ミクロンの粒子径まで研削され得る。したがって、本発明の材料における金属酸化物粒子の径は、約１ナノメーター〜約１０ミクロンであり得る。幾つかの実施形態によれば、該粒子径は、約１〜１０ミクロンである。さらなる実施形態によれば、該粒子径は、約５〜約８ミクロンである。別のさらなる実施形態によれば、該粒子径は、約０．１〜約０．５ミクロンである。さらなる実施形態によれば、該粒子径は、約０．２５〜約０．３５ミクロンである。幾つかの実施形態によれば、該金属酸化物粉末は、２０ミクロン以下の凝集体を含む。別の実施形態によれば、該金属酸化物粉末は、１０ミクロン以下の凝集体を含む。別の実施形態によれば、本発明の材料は、金属酸化物粒子凝集体が不含である。
【００８８】
ポリマー
本明細書で用いられる用語「ポリマー」または「ポリマーの」は、モノマーと呼ばれる反復するビルディングブロックからなる材料を指す。該ポリマーは、形態が均質または不均質で；親水性または疎水性で；天然、合成、混合された合成、またはバイオプラスチックであり得る。該金属酸化物粉末の取り込みに適したポリマーの非限定的例としては、特にポリアミド、ポリエステル、アクリル、イソタクチック化合物、例えば非限定的にポリプロピレン、ポリエチレン、ポリオレフィン、アクリル化合物、ポリアルケン、シリコーン、およびニトリル；セルロース系ポリマーまたは異なるセルロース材料の混合物；可塑化剤と混合されている、転化されたセルロース、例えば非限定的にレーヨンビスコース、デンプン系ポリマー、およびアセタート；石油誘導体および石油ジェル；合成および天然の両方の脂肪；ポリウレタン；天然ラテックス；ならびにそれらの混合物および組み合わせが挙げられる。各可能性は、本発明の別の実施形態を表す。
【００８９】
幾つかの実施形態によれば、該ポリマーは、有機ポリマー、無機ポリマーおよびバイオプラスチックをはじめとする合成ポリマーである。幾つかの実施形態によれば、該ポリマーは、ポリアミド、ポリエステル、アクリル、ポリオレフィン、ポリシロキサン、ニトリル、ポリ酢酸ビニル、セルロース系ポリマー、デンプン系ポリマー、誘導体、分散剤およびそれらの組み合わせからなる群から選択される。各可能性は、本発明の別の実施形態を表す。セルロース系ポリマーの非限定的例は、ビスコースおよびレーヨンである。特定の実施形態によれば、該ポリマーは、ポリアミド、ポリエステル、アクリル、ポリアルケンおよびそれらの組み合わせからなる群から選択される。別の実施形態によれば、該ポリマーは、ポリアミド、ポリアルケン、ポリウレタン、ポリエステルおよびそれらの組み合わせからなる群から選択される。各可能性は、本発明の別の実施形態を表す。特別な実施形態によれば、該ポリマーは、ポリエチレン、ポリプロピレン、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリグリコール酸（ＰＧＡ）、ポリ（乳酸−グリコール酸共重合体）（ＰＬＧＡ）、ポリ（アクリル酸ブチル）（ＰＢＡ）、ポリテレフタル酸ブチレン（ＰＢＴ）およびそれらの組み合わせから選択される。該ポリマーは、水系または溶媒系であり得る。
【００９０】
前記材料の１つよりも多くの組み合わせもまた、それらが適合性であること、または適合性に向けて調整されていることを条件に、用いることができる。
【００９１】
金属酸化物粉末を取り込ませたポリマー
幾つかの実施形態によれば、該金属酸化物粉末は、マスターバッチ製造によりポリマーに取り込まれる。
【００９２】
本明細書で用いられる用語「マスターバッチ」は、他に断りがなければ、金属酸化物粒子を含有し、ペレットまたは顆粒に形成される、最終生成物材料と適合性がある担体ポリマーを指す。マスターバッチは、押出し、成形、鋳造、または３Ｄ印刷の前に、最終生成物材料を含むポリマースラリーまたは化学的適合性ポリマーに、化学添加剤として添加され得る。あるいはマスターバッチは、最終供与量の該ポリマーと、ポリマーから形成される生成物に必要となる金属酸化物と、を含有する配合された樹脂を含み得る。
【００９３】
該粉末粒子が、全ポリマー生成物の一部を形成するように、金属酸化物粉末は、マスターバッチ系を利用してポリマーに含ませることができる。しかし、抗微生物特性を有するポリマー材料の調製で現在知られる工程は、１つの型の金属酸化物を含めるように適合されている。本発明は、第一の金属の混合酸化状態酸化物と、第二の金属の単一酸化状態酸化物と、の組み合わせを含む材料を提供する。幾つかの例示的実施形態によれば、第一の金属と第二の金属は異なる。したがってさらなる実施形態によれば、少なくとも２種の金属酸化物粉末は、実質的に異なる比重を有する。
【００９４】
異なる比重を有し、ノンイソタクチック材料、例えば大部分のポリマーに対して破壊的である、２種以上の微粒子化合物が、ポリマー材料に取り込まれなければならない場合、ポリマースラリーにおける該粒子の懸濁および分散の制御が複雑になる。そのようなスラリーは一般に、不均質な押出しまたは鋳造ポリマーを生成する。異なる金属酸化物粉末の分散および懸濁は通常、マスターバッチ生成で実践されず、普通は専用の単一化合物がポリマーに添加されることが望ましい。それゆえ、本発明を実践する際に、実質的に異なる比重を有する少なくとも２種の金属酸化物粉末をポリマー繊維に取り込ませる方法を開発する必要があった。さらに、ポリマーに取り込ませ得る任意の金属酸化物粉末の量は、ノンイソタクチックポリマーの交差重合、または担体ポリマーの脆弱化に及ぼす金属酸化物の破壊的影響によって限定されるため、これらのポリマー中に複数の金属酸化物を多量に収容する方法を開発する必要があった。したがって本発明は、抗微生物特性を有する材料の調製工程を提供して、ポリマー中の金属酸化物粒子の濃度および分布の制御をもたらす。本発明はさらに、金属酸化物粉末がほぼ均一な様式でポリマー繊維内に取り込まれる、少なくとも２種の金属酸化物粉末の組み合わせを含む、抗微生物特性を有する材料を提供する。本明細書で用いられる、互換的に用いられ得る用語「概ね均一な」または「均質な」は、ポリマー表面上の、またはその塊の中の金属酸化物粒子の体積％が２０％未満、好ましくは１０％未満、変動することを表す。
【００９５】
幾つかの実施形態によれば、本発明の材料は、実質的に異なる比重を有する少なくとも２種の金属酸化物粉末を含む。「実質的に異なる比重」は、別の実施形態において、約５％を超える、少なくとも２種の金属酸化物粉末の比重における変動を指す。別の実施形態において、該用語は、約１０％を超える変動を指す。さらに別の実施形態において、該用語は、約１５％を超える変動を指す。
【００９６】
１つのポリマースラリー中に異なる比重を有する複数の金属酸化物粉末を収容するためには、金属酸化物の粒子重量差を補填する必要がある。それを行うために、金属酸化物粉末の体積密度を一様にしなければならない。本明細書で用いられる用語「体積密度」は、粉末の多くの粒子の質量を、それらが占める合計体積で割った値を指す。幾つかの実施形態によれば、該材料は、実質的に類似の体積密度を有するように加工された少なくとも２種の金属酸化物粉末を含む。「実質的に類似の体積密度」は、幾つかの実施形態において、約２０％未満である、少なくとも２種の金属酸化物粉末の体積密度の変動を指す。別の実施形態において、該用語は、約１０％未満の変動を指す。さらに別の実施形態において、該用語は、約５％未満の変動を指す。
【００９７】
例えば酸化銅の比重は、６．０ｇ／ｍｌであり、四酸化四銀の比重は、７．４８ｇ／ｍｌである。未加工の酸化銅および四酸化四銀の粉末の体積密度は、したがって有意に異なる。理論または作用機序に結びつけられるのを望むものではないが、実質的に均一な手法でポリマーに取り込ませるために、粉末は、その体積密度を一様にするように加工されなければならない。金属酸化物粉末の体積密度を一様にすることは、金属酸化物粉末の粒子径を改変することによって実現され得る。前記粒子径の改変は、該粉末の粒子径を減少または増加させることによって実施され得る。例えば該粉末の粒子径は、研削によって減少され得、そしてコーティングを塗布することによって増加され得る。１つの金属酸化物粉末の粒子径の、別の金属酸化物粉末と比較した増加または減少の度合いは、前記金属酸化物粉末の比重および／または初期体積密度に依存する。
【００９８】
幾つかの実施形態によれば、該金属酸化物粉末は、研削によって加工される。別の実施形態において、該金属酸化物粉末は、摩砕によって加工される。特定の実施形態によれば、該金属酸化物粉末は、比重と反比例する平均粒子径を有するように加工される。別の実施形態によれば、該金属酸化物粉末は、比重と反比例する平均粒子径を有するように研削される。さらなる実施形態によれば、金属酸化物粉末の平均粒子径は、比重と反比例する。
【００９９】
さらなる実施形態によれば、該材料は、本質的に類似した粒子径を有する少なくとも２種の金属酸化物粉末を含む。「実質的に類似した粒子径」は、別の実施形態において、約２０％未満である、少なくとも２種の金属酸化物粉末の粒子径の変動を指す。別の実施形態において、該用語は、約１０％未満の変動を指す。さらに別の実施形態において、該用語は、約５％未満の変動を指す。さらに別の実施形態において、該用語は、約１％未満の変動を指す。
【０１００】
さらなる実施形態によれば、該金属酸化物粉末は、実質的に類似の粒子径を有するように加工される。さらなる実施形態によれば、該金属酸化物粉末は、実質的に類似の粒子径を有するように研削される。さらなる実施形態によれば、該金属酸化物粉末の少なくとも１種は、実質的に類似の粒子径を有する少なくとも２種の金属粉末を得るために研削される。
【０１０１】
幾つかの実施形態によれば、該少なくとも１種の金属酸化物粉末の粒子は、コーティングを含む。別の実施形態によれば、少なくとも２種の金属酸化物粉末の粒子は、コーティングを含む。幾つかの実施形態において、該金属酸化物粉末の少なくとも１種は、コートされた粒子を有するように加工される。さらなる実施形態において、少なくとも２種の金属酸化物粉末のそれぞれは、コートされた粒子を有するように加工される。特定の実施形態によれば、前記粒子は、実質的に類似のサイズを有する。さらなる実施形態によれば、該コーティングの厚さは、金属酸化物粉末の比重に比例する。さらなる実施形態によれば、該コーティング重量は、金属酸化物粉末の比重に比例する。幾つかの実施形態によれば、少なくとも２種の金属酸化物粉末は、異なるコーティング材料を有する粒子を含む。該コーティング材料の分子量または比重は、金属酸化物粉末の比重における差を補填するように調整され得る。
【０１０２】
該金属酸化物粒子コーティングは、ポリエステルまたはポリアルケンワックスを含み得る。ポリアルケンワックスの非限定的例としては、Ｌｉｃｏｗａｘ  ＰＰ  ２３０としてＣｌａｒｉａｎｔにより販売されるポリプロピレンワックス、Ｌｉｃｏｗａｘ  ＰＥＤ  ５２１としてＣｌａｒｉａｎｔにより販売される酸化ポリエチレンワックス、Ｌｉｃｏｗａｘ  ＰＥＤ  １２１としてＣｌａｒｉａｎｔにより販売される酸化ポリエチレンワックス、またはＬｕｗａｘ（登録商標）としてＢＡＳＦにより販売されるエチレンホモポリマーワックスが挙げられる。
【０１０３】
さらなる実施形態によれば、該コーティング材料は、ポリエチレンワックスと無水マレイン酸とのコポリマーを含む。さらなる実施形態によれば、該コーティング材料は、低分子量ワックスのイオノマーをさらに含む。追加の実施形態によれば、該ポリエチレンワックスは、高湿潤性を有する。幾つかの実施形態において、該コーティング材料は、ホモポリマー、酸化ホモポリマー、高密度酸化ホモポリマー、およびポリエチレンとポリプロピレンとイオノマーワックスとのコポリマー、微粒子化ポリアルケンワックス、またはそれらの混合物、ならびにエチレン−アクリル酸およびエチレン−酢酸ビニルのコポリマーを含む。
【０１０４】
そのような添加剤濃縮物の有用性にとって重大な必須条件は、ワックス成分の正しい選択である。それ自体は有色でないが、添加剤濃縮物の性能に影響を及ぼす。より詳細な情報のために、例えばＢＡＳＦ  ＡＧのポリエチレンワックスについての製品パンフレット「Ｌｕｗａｘｅ．ＲＴＭ．−−Ａｎｗｅｎｄｕｎｇ  ｉｎ  Ｐｉｇｍｅｎｔｋｏｎｚｅｎｔｒａｔｅｎ」を参照することができる。
【０１０５】
幾つかの実施形態によれば、該粉末に塗布されるコーティング材料の重量は、該金属酸化物粉末重量の約０．２重量％〜約２重量％を構成する。追加の実施形態によれば、該コーティング材料の重量は、該金属酸化物粉末重量の約０．２重量％〜約１重量％、好ましくは約０．４〜約０．５重量％を構成する。各可能性は、本発明の別の実施形態を表す。特定の実施形態において、該コーティング材料の重量は、該金属酸化物粉末重量の約１重量％を構成する。
【０１０６】
他の実施形態によれば、第一の金属と第二の金属は、同一である。さらなる実施形態によれば、少なくとも２種の金属粉末は、実質的に類似の体積密度を有する。
【０１０７】
理論または作用機序に結びつけられるのを望むものではないが、金属酸化物粉末と担体ポリマーまたはポリマー繊維との化学的相互作用を妨害するためには、金属酸化物が、封入化合物で前処理されなければならない。前記化合物は、金属酸化物と隔離されており、そのため金属酸化物は、ポリマー材料と相互作用せず、製品使用の間に該粉末を損耗するように構成される。したがって幾つかの実施形態によれば、本発明の材料は、封入化合物内に封入された粒子を含む、金属酸化物粉末を含む。該封入化合物は、シリカート、アクリラート、セルロース、タンパク質系化合物、ペプチド系化合物、それらの誘導体および組み合わせからなる群から選択され得る。幾つかの実施形態において、該封入化合物は、シリカート、ポリ（メタクリル酸メチル）（ＰＭＭＡ）およびそれらの組み合わせからなる群から選択される。
【０１０８】
幾つかの実施形態によれば、該粉末に塗布される封入化合物の重量は、該金属酸化物粉末重量の約０．２重量％〜約２重量％を構成する。追加の実施形態によれば、該封入化合物の重量は、該金属酸化物粉末重量の約０．２重量％〜約１重量％、好ましくは約０．４〜約０．５重量％を構成する。各可能性は、本発明の別の実施形態を表す。
【０１０９】
追加または代わりとして、金属酸化物粉末と担体ポリマーまたはポリマー支持体との化学的相互作用は、金属不活性化剤またはキレート剤の添加により妨害され得る。本明細書で用いられ、互換的に用いられ得る用語「金属不活性化剤」および「キレート剤」は、一般にヘテロ原子または官能基、例えばヒドロキシルまたはカルボキシルを含有する有機分子を含み、該金属のキレート化によって作用して不活性の、または安定した錯体を形成する薬剤を指す。
【０１１０】
したがって幾つかの実施形態によれば、本発明の材料は、金属不活性化剤またはキレート剤を含む。さらなる実施形態によれば、本発明の材料は、金属酸化物粉末に関連する金属不活性化剤またはキレート剤を含む。前記金属不活性化剤および／またはキレート剤の非限定的例としては、フェノール系抗酸化剤、ヨウ化カリウム、臭化カリウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウム、第三級鎖延長剤およびそれらの組み合わせが挙げられる。特別な実施形態によれば、該金属不活性化剤は、フェノール系抗酸化剤である。該フェノール系抗酸化剤は、非限定的に、ＣＩＢＡによりＩｒｇａｎｏｘ（登録商標）ＭＤ  １０２４の名称で販売される２’，３−ビス［［３−［３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル］プロピオニル］］プロピオノヒドラジド；ＣＩＢＡによりＩｒｇａｎｏｘ（登録商標）Ｅ  ２０１の名称で販売される高分子量フェノール系抗酸化剤であるビタミンＥ（α−トコフェロール）；ＣＩＢＡにより販売される、ヒンダードフェノール系抗酸化剤とホスファートとのブレンドであるＩｒｇａｎｏｘ（登録商標）Ｂ  １１７１；およびそれらの組み合わせから選択され得る。特定の実施形態によれば、該金属不活性化剤は、該材料の水和により金属酸化物粒子を損耗する。
【０１１１】
幾つかの実施形態によれば、該粉末に塗布される金属不活性化剤の重量は、金属酸化物粉末重量の約０．２重量％〜約５重量％を構成する。追加の実施形態によれば、該金属不活性化剤の重量は、金属酸化物粉末重量の約０．５重量％〜約１重量％を構成する。特定の実施形態によれば、該金属不活性化剤の重量は、金属酸化物粉末重量の約１重量％を構成する。
【０１１２】
ポリマー材料にほとんど全ての無機化合物を添加することにおける別の難点は、粒子の凝集である。幾つかの実施形態によれば、本発明の金属酸化物粒子は、界面活性剤によって処理されて、金属酸化物粒子の凝集を予防する。それゆえ幾つかの実施形態によれば、本発明の材料は、界面活性剤を含む。さらなる実施形態において、該材料は、該金属酸化物粉末に関連する界面活性剤を含む。該界面活性剤の非限定的例としては、Ｓｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｎｉａｐｒｏｏｆ（登録商標）、Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ｘｉａｍｅｔｅｒ（登録商標）およびＴｒｉｔｏｎ−Ｘ−１００が挙げられるが、これらに限定されない。
【０１１３】
幾つかの実施形態によれば、該界面活性剤の重量は、該金属酸化物粉末重量の約０．０５重量％〜約２重量％を構成する。特定の実施形態において、該界面活性剤の重量は、該金属酸化物粉末重量の約０．５重量％を構成する。
【０１１４】
幾つかの実施形態によれば、該金属酸化物粉末は、マスターバッチの総重量の約０．５％〜約９５％の重量％でマスターバッチ中に存在する。さらなる実施形態によれば、該金属酸化物粉末は、約５％〜約５０％、好ましくは約２０％〜４０％の重量％でマスターバッチ中に存在する。各可能性は、本発明の別の実施形態を表す。幾つかの実施形態によれば、該マスターバッチは、追加のポリマーとさらに混合することなく、直接押出し、成形または鋳造に調製される。特定のそのような実施形態において、該金属酸化物粉末は、マスターバッチの総重量の約０．５％〜約３０％、好ましくはマスターバッチの総重量の約０．５％〜約１５％の重量％でマスターバッチ中に存在する。さらなる実施形態によれば、該金属酸化物粉末は、マスターバッチ製造工程を通して得られた材料中に約０．５重量％〜約３０重量％の金属酸化物粒子を、好ましくは該材料の総重量の約０．５重量％〜約１５重量％、または約１重量％〜約５重量％の該金属酸化物を提供するように構成された量で、マスターバッチ中に存在する。各可能性は、本発明の別の実施形態を表す。
【０１１５】
該ポリマーと、該金属酸化物の相乗的組成物と、を含むマスターバッチの組成物は、準最終生成物または最終生成物に形成され得る。該準最終生成物は、特に繊維、紡績糸、織物、布、フィルムまたは箔を包含し得；最終生成物は、特に織物製品または不織ポリマー品を包含し得る。幾つかの実施形態によれば、該繊維は、ポリマー繊維であり、合成または半合成である。該繊維は、短繊維または長繊維であり得る。幾つかの実施形態によれば、該マスターバッチ組成物は、前記相乗的組成物を含むポリマーの押出し、成形、鋳造、または３Ｄ印刷によって準最終生成物または最終生成物に形成される。さらなる実施形態によれば、該材料は、押出し、成形、鋳造、または３Ｄ印刷ポリマーから選択される。各可能性は、本発明の別の実施形態を表す。
【０１１６】
したがって幾つかの実施形態において、該金属酸化物粉末は、マスターバッチ製造工程を通して得られた押出しまたは成形ポリマー中に約０．５重量％〜約３０重量％の金属酸化物粒子を、好ましくは該押出しまたは成形ポリマーの総重量の約０．５重量％〜約１５重量％、または約１重量％〜約５重量％の該金属酸化物を提供するように構成された量で、マスターバッチ中に存在する。各可能性は、本発明の別の実施形態を表す。さらなる実施形態において、該金属酸化物粉末は、マスターバッチ製造工程を通して得られたポリマー繊維中に約０．５重量％〜約３０重量％の金属酸化物粒子を、好ましくは該ポリマー繊維の総重量の約０．５重量％〜約１５重量％、または約１重量％〜約５重量％の該金属酸化物を提供するように構成された量で、マスターバッチ中に存在する。各可能性は、本発明の別の実施形態を表す。
【０１１７】
幾つかの実施形態において、該少なくとも２種の金属酸化物の合計重量は、該材料の総重量の約０．２５重量％〜約５０重量％を構成する。
【０１１８】
幾つかの実施形態において、該材料は、繊維、紡績糸、織物、布、フィルムまたは箔から選択される準最終生成物の形態である。特定のそのような実施形態において、該少なくとも２種の金属酸化物の合計重量は、該準最終生成物の総重量の約０．５重量％〜約３０重量％を構成する。
【０１１９】
さらなる実施形態によれば、少なくとも２種の金属酸化物の合計重量は、準最終生成物の総重量の約１重量％〜約１５重量％を構成する。特定のそのような実施形態において、該ポリマーは、ポリエステルまたはポリアミドから選択される。さらなる実施形態において、該準最終生成物は、繊維であり、好ましくは短繊維などである。特定の実施形態によれば、少なくとも２種の金属酸化物の合計重量は、準最終生成物の総重量の約１重量％〜約５重量％を構成する。別の実施形態によれば、少なくとも２種の金属酸化物の合計重量は、準最終生成物の総重量の約３重量％〜約８重量％を構成する。
【０１２０】
さらなる実施形態によれば、少なくとも２種の金属酸化物の合計重量は、準最終生成物の総重量の約０．５重量％〜約８重量％を構成する。特定のそのような実施形態において、該ポリマーは、ポリエステルまたはポリアミドから選択される。さらなる実施形態において、該準最終生成物は、繊維であり、好ましくは長繊維などである。特定の実施形態によれば、少なくとも２種の金属酸化物の合計重量は、準最終生成物の総重量の約１重量％〜約４重量％を構成する。別の実施形態によれば、少なくとも２種の金属酸化物の合計重量は、準最終生成物の総重量の約０．５重量％〜約２重量％を構成する。
【０１２１】
さらなる実施形態によれば、少なくとも２種の金属酸化物の合計重量は、準最終生成物の総重量の約１０重量％〜約３０重量％を構成する。特定のそのような実施形態において、該ポリマーは、ポリアルケンである。さらなる実施形態において、該準最終生成物は、繊維である。
【０１２２】
幾つかの実施形態において、少なくとも２種の金属酸化物粉末の合計重量は、材料の総重量の約３重量％〜約８重量％を構成し、該金属酸化物粒子の径は、約０．５〜約１ミクロンである。特定の実施形態において、少なくとも２種の金属酸化物粉末の合計重量は、材料の総重量の約３重量％を構成し、該金属酸化物粒子の径は、約１ミクロンである。別の実施形態において、該金属酸化物粉末の合計重量は、材料の総重量の約８重量％を構成し、該金属酸化物粒子の径は、約０．５ミクロンである。
【０１２３】
幾つかの実施形態において、該ポリマー繊維は、天然繊維とブレンドされる。該天然繊維は、木綿、絹、羊毛、麻およびそれらの組み合わせからなる群から選択され得る。追加の実施形態において、該材料は、改変されたセルロース繊維をさらに含む。セルロース改変繊維の非限定的例としては、ビスコースおよびレーヨンが挙げられる。
【０１２４】
幾つかの実施形態によれば、該天然繊維は、該材料の総重量の約９５％までの重量％で、該材料中に存在し得る。さらなる実施形態において、本発明の材料は、約５０重量％〜約８５重量％の天然繊維を含む。幾つかの例示的実施形態によれば、該天然繊維は、該材料の総重量の約７０％までの重量％で、該材料中に存在し得る。さらなる実施形態によれば、少なくとも２種の金属粉末が取り込まれたポリマー繊維と、天然繊維との重量比は、約１：１〜約１：６である。それゆえ該ブレンド材料は、約５０重量％の天然繊維／５０重量％のポリマー繊維〜約８５重量％の天然繊維／１５重量％のポリマー繊維を含み得る。特定の実施形態において、該材料は、約５０重量％の木綿／５０重量％のポリマー繊維〜約８５重量％の木綿／１５重量％のポリマー繊維を含む。
【０１２５】
幾つかの実施形態によれば、該材料は、ポリマー繊維と天然繊維のブレンドを含む準最終生成物を含む。特定のそのような実施形態において、少なくとも２種の金属酸化物の合計重量は、該準最終生成物の総重量の約０．２５重量％〜約５重量％を構成する。
【０１２６】
幾つかの実施形態において、該材料は、１００重量％の、少なくとも２種の金属粉末が取り込まれたポリマー繊維を含む。それゆえ、本発明の材料は、天然繊維が不含であり得る。
【０１２７】
幾つかの実施形態によれば、該混合酸化状態酸化物の重量は、該材料の総重量の約０．００１重量％〜約３０重量％を構成する。幾つかの実施形態において、該混合酸化状態金属酸化物は、該材料の総重量の約０．０５重量％〜約２．５重量％、好ましくは該材料の総重量の約０．１重量％〜約１重量％を構成する。各可能性は、本発明の別の実施形態を表す。該材料は、中間体、準最終材料および最終材料から選択され得る。
【０１２８】
幾つかの実施形態によれば、抗微生物特性を有する該材料は、ポリマーと、少なくとも２種の金属酸化物粉末の相乗的組み合わせと、を含み、該粉末は、該ポリマー内に取り込まれている。幾つかの実施形態によれば、該金属酸化物粉末は、該ポリマーに付着されている。さらなる実施形態によれば、該粉末は、該ポリマー表面に付着されている。他の実施形態によれば、該粉末は、該ポリマー中に埋入されている。さらなる実施形態によれば、該粉末は、該ポリマー表面に埋入されている。他の実施形態によれば、該粉末は、該ポリマー表面に堆積されている。追加の実施形態によれば、該粉末は、該ポリマー内に挿入されている。さらなる実施形態によれば、該粉末は、該ポリマー表面に挿入されている。さらなる実施形態によれば、該金属酸化物粉末粒子は、該ポリマー表面から突出している。さらなる実施形態によれば、該金属酸化物粉末粒子の少なくとも一部は、ポリマー表面から突出している。幾つかの実施形態によれば、該金属酸化物の相乗的組み合わせの少なくとも１０％は、該ポリマーの表面に存在する。さらなる実施形態によれば、該金属酸化物の相乗的組み合わせの少なくとも５％は、該ポリマーの表面上に存在する。該ポリマー表面から突出している粒子を含むポリマー繊維の表面での１％ものわずかの出現が、殺生物効果を確実にするのに十分であることが見出された。したがって幾つかの実施形態によれば、該金属酸化物の相乗的組み合わせの少なくとも１％は、該ポリマーの表面に存在する。他の実施形態によれば、該粉末は、該ポリマーの表面に露出していない。幾つかの実施形態によれば、前記ポリマーは、押出し、鋳造、もしくは成形ポリマーであるか、またはポリマー繊維、織物の製品もしくは不織ポリマー品の形態である。各可能性は、本発明の別の実施形態を表す。
【０１２９】
最終生成物
本発明の材料は、押出し、成形、鋳造、または３Ｄ印刷ポリマーであり得るポリマーと、該ポリマーに取り込まれた少なくとも２種の金属粉末と、を含む。幾つかの実施形態によれば、前記ポリマーは、成形ポリマーである。他の実施形態において、該ポリマーは、押出しポリマーである。特定の実施形態において、該ポリマーは、繊維の形態である。幾つかの実施形態によれば、該繊維は、紡績糸、織物または布に形成され得る。幾つかの実施形態によれば、該織物は、織布、編地、不織布、ニードルパンチ織物、またはフェルトから選択される。
【０１３０】
特定の実施形態によれば、該最終生成物は、電解紡糸工程を利用して生成されるような、金属酸化物粉末の前記相乗的組み合わせを含むナノデニール繊維の積み重ねによって得られるモノリシック層を包含する。幾つかの実施形態において、該金属酸化物粒子は、シース中のナノ繊維の間に配置される。
【０１３１】
同じく、本発明の幾つかの実施形態により提供されるのは、ポリマー繊維内に取り込まれた前記金属酸化物粒子を含み、非押出し不織材料または充填物として形成された、短繊維または長繊維の形態の押出しポリマーである。
【０１３２】
さらなる実施形態によれば、該準最終生成物は、最終生成物に形成され得る。幾つかの実施形態によれば、本発明の最終生成物は、柔軟な表面を有する。本明細書で用いられる用語「柔軟な表面」は、固体であるが硬質表面でない全ての表面を指し、最も多くは編物からの製品、織布または不織布製品を指す。本発明の最終生成物としては、織物製品および不織ポリマー品が挙げられるが、これらに限定されない。
【０１３３】
該織物製品は、非限定的に、衣類製品、寝具織物、実験または病院の織物、包帯もしくは縫合糸などの医療用織物、体内使用のための織物、および身体衛生品から選択され得る。該織物製品の非限定的例としては、枕カバー、アイマスク、手袋、靴下、ストッキング、袖、靴カバー、スリッパ、肌着、工業用制服、運動着、タオル、台布巾、実験着、床雑巾、シーツ、寝具、カーテン、織物カバー、硬質表面カバー、おむつ、尿漏れパッド、生理用製品、ガーゼパッド、モノリシック押出し膜、ボディースーツ、経皮貼付剤、包帯、粘着包帯、縫合糸、シース、体内使用のための織物、身体の異なる部分のための全てのサイズの圧迫帯、および吸収パッドが挙げられる。
【０１３４】
該不織ポリマー品は、非限定的に、パッケージングおよびラッピング材料、実験機器、病院機器、好ましくは使い捨て病院機器、消費財用のカバー、食品機器、農業製品、生理用品または妊娠調節デバイスから選択され得る。不織ポリマー品の非限定的例としては、食品パッケージ、手袋、輸血バッグ、カテーテル、換気チューブ、栄養チューブ、伝送管、携帯電話用カバー、パイプ、便座または便座カバー、台所スポンジ、調理台のカバーおよびコンドームが挙げられる。
【０１３５】
本発明の材料から形成される製品は、非限定的に抗微生物、抗菌、抗ウイルス、抗真菌、および防ダニ特性をはじめとする効果的な抗微生物特性を有する。
【０１３６】
したがって幾つかの実施形態によれば、本発明は、グラム陽性菌、グラム陰性菌、真菌、寄生虫、カビ、胞子、酵母、原虫、藻類、ダニおよびウイルスからなる群から選択される微生物または微小生物体の活性を抑制または阻害するのに使用するための材料を提供する。各可能性は、本発明の別の実施形態を表す。幾つかの実施形態によれば、本発明は、本発明の原理に従って該材料を医療施設に提供することを含む、微生物または微小生物体の活性を抑制または阻害するための方法を提供する。
【０１３７】
幾つかの実施形態によれば、該材料は、医療関連感染、院内感染またはそれらの組み合わせを抑制することにおける使用のためのものである。幾つかの実施形態によれば、本発明は、本発明の原理に従って該材料を医療施設に提供することを含む、医療関連感染、院内感染またはそれらの組み合わせを抑制する方法を提供する。
【０１３８】
本発明の材料は、病院で受けた感染の制御、衣服、靴下、ストッキングおよび下着の悪臭減少、ガーゼ、創傷カバーなどの創傷治癒品、使い捨て生理用品、使い捨ておむつ、および縫合糸、単回使用衣服、創傷と接触し得るおむつおよび衣類品に特に適用可能になり得る。
【０１３９】
代わりまたは追加として、本発明の材料は、アトピー性真菌、細菌およびウイルス感染の処置または予防に用いられ得る。該感染は、水虫、酵母感染およびブドウ球菌感染からなる群から選択され得る。さらなる実施形態において、該材料は、局所ウイルス感染の処置または予防における使用のためのものである。該感染は、イボおよびヘルペスＢからなる群から選択され得る。幾つかの実施形態によれば、本発明は、アトピー性真菌、細菌およびウイルス感染の処置または予防の方法であって、本発明の原理に従ってそのような処置を必要とする対象の身体に該材料を局所適用することを含む、方法を提供する。
【０１４０】
したがって、同じく本発明の原理により提供されるのは、局所真菌感染、酵母感染の制御および／または局所ウイルス制御に用いられる製品、好ましくは織物製品である。幾つかの実施形態において、ポリマー内に取り込まれた金属酸化物粉末はさらに、フィルム、繊維、織物貼付剤および感染されたエリアに配置され得る形態に含まれ得、前記形態は、靴下、パンティー、下着、袖および貼付剤からなる群から選択される。幾つかの実施形態によれば、該金属酸化物粒子は、イエダニの抑制に使用するためのフィルム、不織材から作製された基板もしくは織物、または織物基板に含まれる繊維に取り込まれている。
【０１４１】
調製方法
別の態様において、本発明は、
ａ．  実質的に類似の体積密度を有する前記少なくとも２種の金属酸化物粉末を加工するステップ；および
ｂ．  前記粉末を少なくとも１種のポリマーと混合するステップ、
を含む、本発明の原理に従った該材料の調製方法を提供する。
【０１４２】
幾つかの実施形態によれば、ステップａ．は、該金属酸化物粉末を加工して、比重と反比例するサイズを有する粒子を得ることを含む。幾つかの実施形態によれば、ステップａ．は、該金属酸化物粉末の粒子径を減少させて、比重と反比例するサイズを有する粒子を得ることを含む。他の実施形態によれば、ステップａ．は、該金属酸化物粉末を加工して、実質的に類似のサイズを有する粒子を得ることを含む。幾つかの実施形態によれば、ステップａ．は、該金属酸化物粉末の粒子径を減少させて、実質的に類似のサイズを有する粒子を得ることを含む。幾つかの実施形態において、前記加工は、研削を含む。
【０１４３】
追加の実施形態において、ステップａ．は、該金属酸化物粉末粒子にコーティングを塗布することをさらに含む。幾つかの実施形態によれば、該コーティングの厚さは、金属酸化物粒子の比重と比例する。他の実施形態によれば、該コーティング重量は、該金属酸化物粒子の比重と比例する。幾つかの実施形態によれば、該コーティングは、実質的に類似の粒子径を有する金属酸化物粉末に塗布される。さらなる実施形態によれば、該コーティングは、少なくとも１種の金属酸化物粉末に塗布される。別の実施形態によれば、該コーティングは、少なくとも２種の金属酸化物粉末に塗布される。さらなる実施形態によれば、該コーティングは、ポリエステルまたはポリアルケンワックスを含む。該ポリエステルまたはポリアルケンワックスは、ポリプロピレンワックス、酸化ポリエチレンワックス、エチレンホモポリマーワックスおよび異なるタイプのワックス、例えば低分子量ワックスのイオノマーと共に用いることもできるポリエチレンワックスと無水マレイン酸とのコポリマー、またはそれらの任意の組み合わせからなる群から選択され得る。
【０１４４】
幾つかの実施形態において、該方法は、該金属酸化物粉末粒子を封入化合物内に封入するステップをさらに含む。別の実施形態において、該方法は、該金属酸化物粉末を金属不活性化剤またはキレート剤と混合するステップを含む。さらなる実施形態において、該方法は、該金属酸化物粉末を界面活性剤と混合するステップを含む。幾つかの実施形態において、該追加のステップは、該金属酸化物粉末を該ポリマーと混合する前に実施される。
【０１４５】
該封入化合物は、シリカート、アクリラート、セルロース、それらの誘導体およびそれらの組み合わせからなる群から選択され得る。該金属不活性化剤は、フェノール系抗酸化剤、ヨウ化カリウム、臭化カリウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウム、第三級鎖延長剤およびそれらの組み合わせからなる群から選択され得る。
【０１４６】
追加の実施形態において、該方法は、混合酸化状態酸化物を調製することを含む。該混合酸化状態酸化物は、例えば全体として参照により本明細書に組み込まれる、Ｈａｍｍｅｒ  ａｎｄ  Ｋｌｅｉｎｂｅｒｇ  ｉｎ  Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ  Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ（ＩＶ，１２）または米国特許第５，３３６，４１６号に記載される、標準的手順によって調製され得る。該方法は、得られた混合酸化状態酸化物粉末を研削するステップをさらに含み得る。
【０１４７】
幾つかの実施形態によれば、金属酸化物粉末と少なくとも１種のポリマーとの混合は、音波処理によって支援される。さらなる実施形態によれば、該金属酸化物粉末は、ポリマー繊維と混合される。さらなる実施形態によれば、該金属酸化物粉末は、音波処理によってポリマー繊維内に埋入される。
【０１４８】
さらなる実施形態によれば、ステップｂ．は、該金属酸化物粉末と、担体ポリマーと、を含むマスターバッチを生成することを含む。幾つかの実施形態によれば、前記少なくとも１種のポリマーは、該担体ポリマーを含む。好ましい実施形態によれば、該マスターバッチは、均質である。追加の実施形態によれば、該金属酸化物粉末は、ほぼ均一な手法でマスターバッチ内に分布される。該マスターバッチは、ペレットに形成され得る。あるいは該マスターバッチは、顆粒に形成され得る。該担体ポリマーは、ポリアミド、ポリアルケン、ポリウレタン、ポリエステルおよびそれらの組み合わせからなる群から選択され得る。
【０１４９】
幾つかの実施形態において、ステップｂ．は、該マスターバッチをポリマースラリーに添加することをさらに含む。さらなる実施形態において、該ポリマースラリーは、担体ポリマーと同じポリマーを含む。別の実施形態において、該ポリマースラリーは、担体ポリマーと化学的に適合性のあるポリマーを含む。幾つかの実施形態において、該ポリマーは、ポリアミド、ポリアルケン、ポリウレタンおよびポリエステルからなる群から選択される。前記材料の１つよりも多くの組み合わせもまた、それらが適合性であること、または適合性に向けて調整されていることを条件に、用いることができる。該ポリマー原材料は通常、ビーズ形態であり、本質的に単成分、二成分または多成分であり得る。該ビーズは、好ましくはイソタクチックポリマーでは約１２０℃〜１８０℃、そしてポリエステルでは２７０℃までの範囲内の温度で融解するように加熱される。その後、マスターバッチはポリスラリーに添加され、加熱されたスラリーを通して広げられる。これらの実施形態における金属酸化物粉末の粒子径は、好ましくは１〜５ミクロンである。しかしフィルムまたは繊維の厚さがより大きな粒子を収容し得る場合には、粒子径はより大きくなり得る。
【０１５０】
幾つかの実施形態によれば、該金属酸化物は、ポリマー繊維に直接取り込まれる。さらなる実施形態によれば、該金属酸化物粉末の粒子径は、０．１〜０．５ミクロンである。さらなる実施形態によれば、該ポリマー繊維への該金属酸化物粉末の取り込みは、音波処理によって支援される。
【０１５１】
幾つかの実施形態によれば、該方法は、得られた混合物から、準最終または最終生成物を形成させることを含むステップｃ．をさらに含む。したがって幾つかの実施形態において、該方法は、得られた混合物から、前記粉末を含むフィルム、箔、繊維、紡績糸、繊維または織物を形成させることを含むステップｃ．をさらに含む。各可能性は、本発明の別の実施形態を表す。さらなる実施形態によれば、該方法は、フィルム、箔、繊維、紡績糸、繊維または織物を、織物製品または不織ポリマー品に形成させるステップを含む。
【０１５２】
幾つかの実施形態において、ステップｃ．は、ステップｂ．で得られた混合物の押出し、成形、鋳造、または３Ｄ印刷を含む。幾つかの例示的実施形態において、ステップｃ．は、押出しを含む。特定のそのような実施形態において、該ポリマースラリーは、押出しタンクに移し替えられる。さらなる実施形態において、該液体ポリマースラリーは、穴を通して、紡糸口金と呼ばれる円形に形成された一連の金属プレートの中に押出される。該ポリマースラリーは、スラリーに圧力を加えることによって、紡糸口金を通して押出される。スラリーは、互いに接近した小さな穴を通して押出されるため、それらは単一繊維を形成するか、または互いに接触させると、それらはフィルムまたはシースを形成する。高温の液体繊維またはフィルムは、上方に押出され、冷風によって冷却されて、連続した一連の繊維または円形シートを形成する。該繊維またはシートの厚さは、穴のサイズと、スラリーが穴を通り冷却空気流によって上方へ押される速度と、によって制御される。好ましい実施形態において、該繊維は、均質に押出される。
【０１５３】
幾つかの実施形態において、ステップｃ．は、ステップｂ．で得られた混合物からポリマー繊維を形成させることを含む。繊維の形成は、長繊維形態（連続）または短繊維形態（ショートカット）のいずれかであり得る。両方の例で、一定量のマスターバッチが高温ポリマースラリーに添加されて、目的生成物に望ましい少なくとも２種の金属酸化物粉末の組み合わせの最終量を生成する。例として、１％の最終負荷が、長繊維に望ましい場合、２０重量％濃縮マスターバッチの５０キロが、スラリー全体のまとまった１トンに添加される。例として、３％の最終負荷が、短繊維に望ましい場合、２０重量％濃縮マスターバッチの１５０キロが、スラリー全体のまとまった１トンに添加される。両方の例で、良好なマスターバッチ分散体を得るためにスラリー槽において濃縮されたマスターバッチを完全に混合した後、押出された繊維は、所望の量の金属酸化物の組み合わせを含有する。
【０１５４】
当業者に知られる通常の工程では、有効成分は、均等に分散されて、ポリマースラリーの懸濁液中に残存する。マスターバッチが、正しく調製されなければ、金属酸化物が標的ポリマーと相互作用して、結合工程を破壊し、これにより固体繊維の形成を阻害する。加えて、ワックスが正しく塗布されなければ、金属酸化物が混合槽の底に沈積して紡糸口金の穴を遮断するか、またはスラリーの上部に浮遊したままになり繊維と混合されない。押出しは通常、重力を利用して実施され、槽内のスラリーの重量が紡糸口金の穴を通してポリマーを押出す。該ポリマーは、空気への暴露で固化するように設計されている。繊維が空気に暴露されると、繊維はさらなる加工のためにボビンに巻き取られる。
【０１５５】
幾つかの実施形態によれば、該繊維は、短繊維、長繊維およびそれらの組み合わせからなる群から選択される。幾つかの実施形態によれば、該ポリマー繊維は、合成または半合成繊維である。さらなる実施形態によれば、該合成または半合成繊維は、ポリオレフィン繊維、ポリウレタン繊維、ビニル繊維、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、アクリル繊維、セルロース繊維、再生タンパク質繊維、それらのブレンドおよび組み合わせからなる群から選択される。幾つかの実施形態において、該方法は、該ポリマー繊維を天然繊維とブレンドすることをさらに含む。さらなる実施形態によれば、該天然繊維は、木綿、絹、羊毛、麻およびそれらの組み合わせからなる群から選択される。
【０１５６】
さらなる実施形態によれば、該方法は、該ポリマー繊維を紡績糸に形成させることを含む。幾つかの実施形態によれば、該紡績糸は、合成紡績糸または合成紡績糸と天然紡績糸との組み合わせである。幾つかの実施形態において、該合成紡績糸は、前記合成繊維から紡糸される。さらなる実施形態によれば、該紡績糸は、布に形成される。さらなる実施形態によれば、該布は、織布、編地、または不織布である。
【０１５７】
追加の実施形態において、該方法は、該材料を織物製品または非織物ポリマー品に形成させることをさらに含む。さらなる実施形態によれば、ステップｃ．は、ステップｂ．で得られた混合物から織物製品または非織物ポリマー品を直接形成させることを含む。各可能性は、本発明の別の実施形態を表す。特定のそのような実施形態において、ステップｃ．は、ステップｂ．で得られた混合物を所望の形状または形態に成形すること、鋳造すること、または押出すことを含む。特定の実施形態において、ステップｃ．は、ステップｂ．で得られた金属酸化物粉末と少なくとも１種のポリマーとの混合物を、あらかじめ形成されたポリマー品に第二の層として塗布することを含む。幾つかの実施形態において、該ポリマーは、ラテックス、ニトリルまたは人工ゴムである。
【０１５８】
以下の実施例は、例示を目的として表されているに過ぎず、本発明の範囲に対して非限定的と解釈するべきである。
【０１５９】
実施例
実施例１：混合酸化状態酸化物粉末の調製
四酸化四銀粉末を、当業者に知られる標準的手順によって、そしてＨａｍｍｅｒ  ａｎｄ  Ｋｌｅｉｎｂｅｒｇ  ｉｎ  Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ  Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ（ｖｏｌｕｍｅ  ＩＶ、ｐａｇｅ  １２）に記載される通り、硝酸銀溶液からの還元工程によって調製した。記載された工程によって得られた粉末が非常に柔軟でなければならず、相対的に容易にナノ粉末に変換され得ることが、さらに留意されなければならない。
【０１６０】
先に参照された塩基性の四酸化四銀（Ａｇ４Ｏ４）の合成は、蒸留水へのＮａＯＨの添加と、それに続く過硫酸カリウムの添加、そしてその後の硝酸銀の添加によって調製した。
【０１６１】
四酸化四銅粉末は、Ａｎｔｅｌｍａｎへの米国特許第５，３３６，４１６号に記載された通り、硫酸銅と、酸化剤としての過硫酸カリウムとを用いて調製することができる。しかし、商業的実行可能性のために、酸化第一銅を購入して出発原料として用い、記載された手順に従ってＣｕ４Ｏ４を得た。
【０１６２】
得られた両方の粉末の粒子径は、ナノ粒子から２０ミクロンもの大きな凝集粒子まで様々である。
【０１６３】
これらの粒子は、所望の粒子径に研削して、互いに、または酸化銅もしくは酸化亜鉛と共に、混合することができる。開発に用いられた酸化銅は、酸化第一銅（褐色／赤）であり、１０〜２０μｍ径の粒子で９７％以上の純度レベルである。この場合、該粉末は、米国ノースカロライナ州のＳＣＭ  Ｉｎｃ．から購入したが、この純度レベルを供給し得る任意の供給業者から購入することができる。その後、該粉末を１〜５μｍに研削する。この粉末の供給業者の普及により、該粉末を製造することは経済的に実行可能でない。しかし、四酸化四銀および／または四酸化四銅を得ることは難しいため、特定の種は本明細書の先に記載された通り合成する必要がある。
【０１６４】
実施例２：マスターバッチの調製
該粉末がポリマーの外側に埋入されて、全ポリマー生成物の一部を形成するように、マスターバッチ系を使用して金属酸化物をポリマーに取り込んだ。
【０１６５】
共通のマスターバッチの中に異なる比重の１種よりも多くの金属酸化物を収容するために、重量の差があれば、２種の異なる金属の間の差を補填する必要がある。これは、記載された通り２つの系を利用して実施される。
【０１６６】
第一の系において、各金属酸化物の粒子径は、比例的なサイズの均等化によって等しくした。酸化銅の比重は、およそ６ｇ／ｍｌであり、四酸化四銀の比重は、７．４８ｇ／ｍｌである。四酸化四銀の粒子を、酸化銅粒子よりもおよそ１０％〜１５％小さくなるように研削した。
【０１６７】
第二の系において、該粒子は全て、同じサイズに研削したが、より重い粒子は、より多量のポリエステルワックスまたはポリエチレンワックスでコートした。
【０１６８】
およそワックス１０グラム対金属酸化物１０００グラムという重量／重量比で、高剪断ミキサーにおいて該ワックスを塗布した。より重い金属酸化物上のより多量のポリエステルワックスが、ポリマースラリーにおける金属酸化物の懸濁維持を支援することが見出された。ワックスの湿潤能力もまた、良好でなければならない。担体ポリマーとの化学的相互作用から金属酸化物を隔離するために、金属酸化物粉末を、封入化合物で予め処理した。用いられた不活性封入化合物は、シリカートおよびポリ（メタクリル酸メチル）（ＰＭＭＡ）であった。封入は、封入剤およそ４ｇ対金属酸化物粉末１０００ｇという重量／重量比で高剪断ミキサーにおいて実施した。
【０１６９】
実施例３：ポリマー、ならびにポリマー繊維および紡績糸ブレンドの調製
長繊維生成物と短繊維生成物の両方におけるポリマー表面での金属酸化物粒子の突出を特徴とする、抗微生物特性を有するポリマー紡績糸の製作を記載する。
【０１７０】
この実施例のために、四酸化四銀および／または四酸化四銅および／または酸化銅を用いたが、他の金属酸化物化合物を利用するための割合が、同じ近似的割合であることが留意されなければならない。
【０１７１】
繊維の一般的生成工程の説明は、以下の通りである。
１．  スラリーは、任意のポリマーから調製されるが、主な原材料は、好ましくはポリアミド、ポリアルケン、ポリウレタンおよびポリエステルから選択される。前記材料の１種よりも多くの組み合わせもまた、適合性であるか、または適合性に向けて調整されることを条件に、用いられ得る。ポリマー原材料は通常、ビーズ形態であり、本質的に単成分、二成分または多成分であり得る。該ビーズは、好ましくはイソタクチックポリマーでは約１２０℃〜１８０℃、そしてポリエステルでは２７０℃までの範囲内の温度で融解するように加熱される。
２．  高温混合段階では、押出しの前に、マスターバッチの形態である選択された金属酸化物化合物の水不溶性粉末をスラリーに添加して、加熱されたスラリーを通して広げることができる。粒子径は、好ましくは１〜５ミクロンであるが、フィルムまたは繊維の厚さがより大きな粒子を収容し得る場合には、粒子径はより大きくなり得る。
３．  その後、該液体スラリーは、穴を通して、紡糸口金と呼ばれる円形に形成された一連の金属プレートの中に圧力によって押出される。該スラリーは、互いに接近した小さな穴を通して押出されるため、それらは単一繊維を形成するか、または互いに接触させると、それらはフィルムまたはシースを形成する。高温の液体繊維またはフィルムは、上方に押出され、冷風によって冷却されて、連続した一連の繊維または円形シートを形成する。該繊維またはシートの厚さは、穴のサイズと、スラリーが穴を通り冷却空気流によって上方へ押される速度と、によって制御される。
【０１７２】
長繊維
各金属酸化物の比重が異なり、それゆえ異なるコーティング化合物の処理または同じコーティング化合物を異なる量で塗布することが必要となり、その結果、両方の金属酸化物粉末が液体ポリエステルスラリー中に均質に分散されることに留意されたい。金属酸化物粒子を担体と混合して、ペレットを形成させた。それは、長繊維に関係するため、これは、酸化銅および／または四酸化四銀および／または四酸化四銅の全てが一緒になったマスターバッチの合計５０キロを生成する。担体対活性材料の割合は、５：１であり、マスターバッチ中に２０重量％濃度の金属酸化物を得た。紡糸口金を通した紡糸のために、マスターバッチ５０キロを押出しタンク中に入れて混合したが、それは長繊維ポリマー紡績糸１トンを生成して、ポリマー紡績糸中で２種の金属酸化物（活性材料）を一緒にして合計で１％最終濃度で得るのに十分であった。粒子が０．５ミクロン未満の径であれば、長繊維中の金属酸化物の負荷が４重量％と多量に増加し得ることが見出されたことが留意されなければならない。
【０１７３】
短繊維
短繊維を生成するために、１〜５ミクロンに研削された粒子径を有する酸化銅２８．５キロおよび１〜５ミクロンに研削された四酸化四銀１．５キロを、マスターバッチの作製のために選択された担体ポリエステルポリマー１２０キロと混合した。各化合物の比重は異なっており、それゆえ金属酸化物粒子が懸濁液中に均質に分散されるよう、異なるコーティング化合物、例えばＣｌａｒｉａｎｔ  Ｌｉｃｏｗａｘ  ＰＰ２３０およびＢＡＳＦ  Ｌｕｗａｘ（登録商標）による、または異なる量の前記化合物によるコーティングを必要とした。該化合物を担体と混合して、ペレットを形成させた。これにより、合計１５０キロのマスターバッチを生成した。紡糸口金を通した紡糸のために、マスターバッチ１５０キロを押出しタンクに入れて混合したが、それは短繊維ポリマー紡績糸１トンを生成して、ポリマー繊維中で２種の化合物を合計で３重量％最終濃度で得るのに十分であった。
【０１７４】
図１Ａ〜１Ｃは、酸化銅と四酸化四銀粉末の組み合わせを取り込ませたポリエステル短繊維の走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）像を表す。該ポリマー繊維は、本明細書の先に記載されたマスターバッチ工程によって調製した。金属酸化物粒子がポリマー繊維表面に均一に分散されていることが認められる。前記ポリマー繊維の表面から相乗的組み合わせの金属酸化物粒子が突出していることも、認められる。
【０１７５】
比較研究として、図２Ａおよび２Ｂは、ソノケミカルで堆積された酸化銅を含み、四酸化四銀でさらに含浸された、木綿繊維を表す。大きい方の粒子は、四酸化四銀粒子であり、小さいほうの粒子は、酸化銅粒子である。
【０１７６】
ポリオレフィン繊維中の負荷レベルがオレフィンのイソタクチック性によってポリエステルまたはナイロン繊維よりもかなり高くなり得ることも、さらに見出された。先に議論された負荷レベルは、長繊維では１重量％に、そして短繊維では３重量％に限定されたが、ポリプロピレン繊維には２０重量％もの多量が添加され得ることが見出された。
【０１７７】
木綿と組み合わせた短繊維および長繊維
酸化銅およびＴＳＴを含む２０重量％の混合物が添加されたポリエステル樹脂を使用して、マスターバッチを本明細書の先に記載された通り作製した。酸化銅およびＴＳＴは両者とも、約９８％純度であった。該金属酸化物組成物は、９９．５重量％の酸化銅および０．５重量％のＴＳＴを含んでいた。その後、最終的な繊維中に約３重量％の酸化銅の最終負荷を得るような割合で、マスターバッチを液体形態のポリエステルスラリーに添加した。試料中の酸化銅は、９７．７％の純度で２．３％が不純物であった。該繊維を、通常の短繊維ポリエステル繊維と同じ手法で押出し、その後、処理された繊維の最終的な負荷が２４／１ｓにて合計で３０重量％の酸化銅およびＴＳＴを含浸させた繊維／７０％木綿となるように木綿とブレンドして、リング精紡機で作られた木綿のコーマ糸を形成し、製織のために撚りをかけた。その後、該糸を１５０グラム／ｍ２の重量の布に編んだ。
【０１７８】
１０重量％までの金属酸化物を含む混合物において、物理的性質の劣化が観察されなかったことが、留意されなければならない。本明細書の以下に記載される通り、０．５重量％という少量の金属酸化物の組み合わせを有する材料は、抗微生物特性におけるわずかな有効性と、ＨＩＶ−１活性の驚くべき阻害と、を実証した。
【０１７９】
実施例４：金属酸化物粉末が封入された短繊維の調製
繊維の総重量の２．８５重量％を構成する酸化銅粉末と、繊維の総重量の０．０１５重量％を構成する四酸化四銀粉末と、を組み合わせることによって、ポリエステル短繊維を調製した。金属酸化物の粒子径は、０．２５〜０．３５ミクロンまで小さくして、該粉末を直接ポリマー繊維に取り込んだ。該工程には、該粉末を所望のサイズまで摩砕すること、該粉末を繊維表面に配置すること、および超音波を加えている水桶に、粉末付き繊維を通すこと、が含まれた。
【０１８０】
図３は、前記工程を介して得られた繊維のＳＥＭ像を示しており、酸化銅およびＴＳＴ粒子は表面の下にあり、ＳＥＭ像では不明瞭な白点という外観である。写真の繊維表面の粒子を、分光写真機の読みによって評価して、酸化銅またはＴＳＴではなくむしろポリマーそのものである複雑な有機体群の組み合わせであることを見出した。
【０１８１】
実施例５：標準的押出し工程を通したポリマー紡績糸の調製
マスターバッチの調製では実施例３と同じ手順に従ったが、紡績糸は標準的なフィルム押出し機器を含む手順を通して得た。スラリーの粘性は、当業者に知られる手順によって、マスターバッチの流速を通して制御した。
【０１８２】
実施例６：成形ポリマーの調製
該粉末、ならびに酸化銅およびＴＳＴを含む組み合わせた粉末とポリプロピレンとを含むマスターバッチを、本明細書の先に記載された通り調製した。該マスターバッチは、添加される担体ポリマースラリーを収容しなければならない。成形および／または鋳造生成物において、マスターバッチ濃度は、４０％の有効成分を含むそれ以下の任意の量であり得るが、２０％〜２５％の量が、スラリー中の化学的分散において可能性のある問題を回避するのに好ましい。スラリーが均質になるまで、マスターバッチをポリマースラリーに融解させた。温度の変化は、行わなかった。ポリマースラリーをその後、所望の形態に鋳造するか、または押出して、特定の形態の生成物を生成する。ポリプロピレンスラリーを、酸化銅およびＴＳＴを取り込ませたポリプロピレンフィルムに押出した。
【０１８３】
実施例７：セルロース系ポリマー紡績糸の調製
これらの型の繊維を生産する業界で知られる通り、レーヨンスラリーまたは任意のセルローススラリー（木綿およびトウモロコシの屑はセルロース供給源として非常に普及されている）を可塑化剤と混合する。通常、該工程は、セルロースを個々の細胞の非常に微細なマルチに分解すること、可塑化剤を添加すること、およびその後にスラリーを固化工程に暴露すること、を含む複数の化学的ステップを含む。
【０１８４】
酸化銅および四酸化四銀を含む２種の金属酸化物の組み合わせで構成された粉末を調製した。金属粉末を互いに完全に混合して、好ましくは５μｍ未満の粒子径に研削した。
【０１８５】
その後、該粉末をセルロース系のスラリーへ、スラリーの総重量に対して粉末３重量％までの比率で添加した。この工程の最終ステップでの酸への暴露が、これらの繊維が作製される方法に共通する通り２、３秒に限定されるように、スラリーが紡糸口金の穴を通過すると同時に、該粉末を厳密に添加した。
【０１８６】
金属酸化物粒子が繊維全体に均質に含浸されるように、得られたスラリーを固化した。
【０１８７】
実施例８：ラテックス手袋の調製
天然ラテックススラリーは、許容された量のラテックス固体および水および他の化合物を使用して調製される。手袋の場合、通常は２０％〜３５％のラテックス固体が存在する。スラリーを加熱して、手袋の鋳型を液体に浸漬して取り出す。過剰のラテックスを、依然として鋳型上に置かれた手袋から落とし、こうして鋳型上で薄層のラテックスを作製する。その後、ラテックスおよび鋳型をオーブンに入れて、材料の架橋を起こすのに必要な温度で、ラテックスを硬化させる。ラテックスのこの最初の硬化は、液体ラテックスをラテックス固体に変換する。ラテックス層を放冷するが、第二の乾燥熱への暴露によって乾燥されるまでは、依然として粘着質である。第一の硬化の後、ラテックスが架橋され、ここでは成形された形態の可撓性フィルムの形態を有するが、依然として粘着質の状態である。
【０１８８】
鋳型上のラテックスは、依然として粘着質であるが固体であり、第二の熱への暴露の前に、第二の浴槽が調製される。鋳型および粘着性ラテックスを、第二の時間にラテックススラリーに浸漬する。第二の浴槽もまたラテックススラリーであるが、非限定的に５重量％もの多量のラテックス固体と０．２５重量％の酸化銅とＴＳＴの混合物を含有する。この量の酸化銅およびＴＳＴが、抗微生物および抗ウイルス効果に十分であることが見出された。粘着質の成形手袋を希釈されたラテックス酸化銅およびＴＳＴの浴槽に浸漬したら、手袋の表面に認められ得る、非常に薄い有色のコーティングが作製された。この段階で、所望なら、顔料をスラリーに加えて、手袋を変色させ得ることも見出された。
【０１８９】
その系の酸化銅およびＴＳＴの粒子径がおよそ５μｍであると測定されたが、この手順は、より小さな粒子およびより大きな粒子の両方で実施することができる。好ましくは、酸化銅粒子は、ラテックス表面から突出している。
【０１９０】
第二のラテックス浸漬が酸化銅への結合剤として作用するに過ぎず、層の下のラテックスにみごとに結合しており、ラテックス手袋にとって任意の負の脆弱化をもたらすことなく、暴露された酸化銅とＴＳＴの混合物をラテックスに結合させたことが、留意されなければならない。ラテックスの二層を含む鋳型を２回目に硬化させて、乾燥工程を実施した。厚さが小さいため、外層のさらなる硬化は必要にならなかった。
【０１９１】
実施例９：金属酸化物の抗微生物特性
この実施例は、単一酸化状態酸化物と混合酸化状態酸化物との組み合わせの抗微生物特性をテストするために実施された複数の実験を含む。
【０１９２】
テスト１：抗ウイルス特性
新たに調製されたＨＩＶ−１のアリコート１００μｌを、表１に表された通り様々な量および比率の酸化銅および四酸化四銀と共に、実施例３に記載された手順に従って生成された繊維の上部でインキュベートした。インキュベーションは、３７℃で３０分間実施した。その後、各インキュベートされたウイルス溶液１０μｌを、中性培地１ｍｌ中で培養されたＭＴ−２細胞（ヒトリンパ球細胞株）に添加した。その後、細胞を３７℃の加湿インキュベーターで５日間インキュベートし、市販のＥＬＩＳＡ（酵素免疫測定法）キットで上清のｐ２４（ＨＩＶ−１カプシドタンパク質）の量を測定することによって、ウイルス増殖を決定した。結果は、二重測定実験の平均を示している。該細胞に対する、酸化銅と組み合わせたＡｇ４Ｏ４の可能な細胞傷害性の対照として、類似の実験を上記の通り実施した。該繊維を、ＨＩＶ−１を含有しない標準／対照培地１００μｌと共にインキュベートした。細胞傷害性は観察されなかった。
【０１９３】
表１は、Ａｇ４Ｏ４と酸化銅の組み合わせを含有する繊維による、組織培養におけるＨＩＶ−１増殖を阻害する能力の評価を、酸化銅または四酸化四銀を単独で含有する繊維、および金属酸化物を含有しない繊維と比較して概要している。
【表１】
0006660394.tif 000002
【０１９４】
テスト２：抗菌、抗真菌および防ダニ特性
酸化銅とＴＳＴの組み合わせを含有する押出しポリプロピレンフィルムを用いて、金属酸化物の相乗的組み合わせを含む押出しポリマーの抗菌特性をテストした。該フィルムは、実施例５に記載された通り調製した。全ての例で、混合酸化状態酸化物（四酸化四銀）および単一酸化状態酸化物（酸化銅）は合わせて、押出しフィルムの総重量の３重量％を構成した。金属酸化物の混合物には、３重量％ＴＳＴと９７重量％の酸化銅を含まれた。対照として、単一酸化状態酸化物を唯一の有効成分として含有するポリプロピレンフィルムを、微生物阻害レベルを観察し得るようにテストした。組み合わせた金属酸化物の活性に関する対照として、ポリプロピレンフィルムを、酸化銅、および銀系抗微生物材料として典型的に用いられる元素銀セラミック化合物と共に押出し、こうして２つの単一酸化状態酸化物の組み合わせを有するポリマーを提供した。酸化銅と銀セラミック化合物粉末の合計重量は、押出しフィルムの総重量の３重量％を構成した。組み合わせた粉末には、３重量％の銀（米国のＭｉｌｌｉｋｅｎ，Ｉｎｃ．のＡｌｐｈａＳａｎ（登録商標）銀系抗微生物添加剤）および９７重量％の酸化銅が含まれた。
【０１９５】
木綿と組み合わせた、酸化銅とＴＳＴの組み合わせを含有するポリマー繊維を用いて、金属酸化物の相乗的組み合わせを含む繊維のイエダニ殺生物特性をテストした。ポリマー／木綿ブレンド繊維を、実施例３に記載された通り調製した。金属酸化物組成物には、９９．５重量％の酸化銅および０．５重量％のＴＳＴが含まれた。ブレンドされた繊維には、３０重量％の酸化銅とＴＳＴを含浸させた繊維、および７０％の木綿が含まれた。対照として、単一酸化状態酸化物を唯一の有効成分として含有する７０％ポリマー／３０％木綿ブレンド繊維を用いた。陽性対照は、酸化銅とＴＳＴの組み合わせの通り作製したが、ＴＳＴを含まず有効成分は１００％酸化銅であった。陰性対照は、同じく２種の他の繊維と同じように作製したが、有効成分を含まなかった。
【０１９６】
Ｔｈｅ  Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｔｅｘｔｉｌｅ  Ｃｈｅｍｉｓｔｓ  ａｎｄ  Ｃｏｌｏｒｉｓｔ（ＡＡＴＣＣ）  Ｔｅｓｔ  Ｍｅｔｈｏｄ  １００を用いて、テストされた細菌および真菌に対するフィルムの殺生物特性を決定した。用いられた最初の細菌または真菌接種材料は、１×１０５〜４×１０６コロニー形成単位（ＣＦＵ）／ｍｌで様々であった。しかし金属酸化物の純粋な効果を観察する試みとして、細菌を含有するこれらのテスト中で用いられたフィルム試料を、生理食塩水溶液で希釈したため、増殖培地は高度に希釈され、フィルムから除去されて、２５℃および７０％相対湿度でインキュベートすると細菌増殖が有意に減少した。
【０１９７】
微小生物体それぞれに対する各フィルムの殺生物活性評価のために、微小生物体レベルの測定を５分間隔で実施した。以下に記録された時間は、微小生物体レベルの９９％低下（２対数の減少）をもたらす殺傷率を実現するのに必要な時間に関する。
【０１９８】
混合酸化状態酸化物と単一酸化状態酸化物の組み合わせの代わりに２つの単一酸化状態酸化物の組み合わせを含む材料のテストされた抗菌特性を、単一酸化状態酸化物単独でのそのような特性と比較して、表２に表している。混合酸化状態酸化物と単一酸化状態酸化物の組み合わせを含む材料のテストされた抗菌、抗ウイルスおよび防ダニ特性を、単一酸化状態酸化物単独でのそのような特性と比較して、表３に表している。酸化銅とＴＳＴの組み合わせを含むポリプロピレン押出しフィルムのテストされた抗菌特性を、任意の有効成分を含まない同じ繊維である対照と比較して、図４に表している。
【０１９９】
表３の最終テスト（イエダニ）以外では、微小生物体レベルの９９％低下に達するまで、５分間隔で時間を測定した。全てのテストを三重測定で実施し、表の結果は平均を表している。最後のテスト（７０％木綿、３０％ポリエステルでのイエダニ）では、微小生物体レベルの９９％低下に達するまで、２４時間間隔で時間を測定した。
【０２００】
表２で認められる通り、酸化銅へのＡｌｐｈａＳａｎ（登録商標）の添加は、ＡｌｐｈａＳａｎ（登録商標）および酸化銅を含有するポリプロピレンフィルムによる２対数減少に必要な時間を減少させなかった。これに対して表３は、四酸化四銀（混合酸化状態の形態の銀）および酸化銅の組み合わせを含むポリマーフィルムおよび繊維が、２対数減少を実現するのに必要となるより短い時間で表される通り、酸化銅を単独で含有するフィルムおよび繊維よりも高い殺生物活性を有したことを示している。
【表２】
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【表３】
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【０２０１】
実施例１０：ＡＡＴＣＣ  Ｔｅｓｔ  Ｍｅｔｈｏｄ  １００−２００４を用いたポリマー布に関する増殖阻害テスト
前の実験セット（実施例９）は、ヒトに着用されていないフィルムに細菌が存在するというシナリオを模倣した。このため、実験条件はそのようなシナリオ（栄養素を加えずに室温でインキュベーション）に従って設定した。
【０２０２】
本実験は、布がヒトに密着して着用されたより現実的状況を取り扱う。ヒトの身体は、リザーバーとして働き、発汗を通して水分、熱、および栄養素を布表面に存在する微小生物体に絶えず供給している。それゆえ布上での細菌のインキュベーションを、ＡＡＴＣＣ  Ｔｅｓｔ  Ｍｅｔｈｏｄ  １００−２００４によって３７℃で栄養素を用いて実施した。
【０２０３】
２つのタイプの試料を調製した。一方のタイプ（標準的な酸化銅布）は、ポリエステル繊維中に３重量％の酸化銅を含有する布が含まれた。もう一方のタイプ（促進された酸化銅布）は、上記の繊維と同じサイズのポリエステル繊維の中に、２．４重量％の酸化銅＋ＴＳＴを含有し、酸化銅は９９．５重量％を、ＴＳＴは０．５重量％を構成した。
【０２０４】
７０％エタノール中への１０分間の沈水と、それに続く滅菌環境での一夜乾燥によって、布は全て使用前に滅菌した。細菌（Ｅ．コリ）をＬＢ培地（１０％トリプトン、５％酵母エキス、１０％ＮａＣｌ（重量％））で一晩生育して、新たにオートクレーブ処理したＬＢ培地でおよそ１０５ＣＦＵ／ｍｌに希釈した。処理された布および対照にその後、細菌含有培地１ｍｌを吸収させて、密封された滅菌ジャーに入れて、３７℃で特定時間、インキュベートした。
【０２０５】
新しいＬＢ培地を用いて細菌を布から抽出し、その後、２００μｌをＬＢ寒天ペトリ皿に一晩播種して、コロニーを生育させた。
【０２０６】
各布での細菌集団の効果的減少を、同じ材料の織物およびサイズの対照未処理布と比較した。各実験を二重測定で実施し、平均を取った。テスト結果を、表４〜６に表す。
【表４】
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【表５】
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【表６】
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【０２０７】
テストされた布の細菌増殖阻害特性もまた、図５Ａ〜５Ｃおよび６Ａ〜６Ｂに表している。
【０２０８】
結果から、酸化銅およびＴＳＴで処理された布が、特に１８０分よりも長いタイムスケールの場合に、酸化銅単独と比較して細菌生育の阻害により効果的であることが示される。
【０２０９】
実施例１１：ＡＡＴＣＣ  Ｔｅｓｔ  Ｍｅｔｈｏｄ  １００−２００４を用いたポリマー−木綿ブレンド布での増殖阻害テスト
２つのタイプの試料を調製した。一方のタイプ（通常の酸化銅布）は、ポリエステルと木綿繊維との組み合わせを含み、該ポリマー繊維は、ポリマー繊維の総重量に対して３重量％の酸化銅を含有した。試料中の酸化銅は、９７．７％の純度で２．３％が不純物であった。該繊維を通常の短繊維ポリエステルと同じ手法で押出し、その後、処理された繊維の最終的な負荷が２４／１ｓにて３０％の酸化銅を含浸させた繊維／７０％の木綿となるように木綿とブレンドして、リング精紡機で作られた木綿のコーマ糸を形成し、製織のために撚りをかけた。その後、該糸を１５０グラム／ｍ２の重量の布に編んだ。
【０２１０】
もう一方のタイプ（促進された酸化銅布）は、ポリエステルと木綿繊維との組み合わせを含み、該ポリマー繊維は、３重量％の酸化銅＋ＴＳＴを含浸されており、酸化銅は９９．５重量％を、そしてＴＳＴは０．５重量％を構成した。該繊維を通常の短繊維ポリエステルと同じ手法で押出し、その後、処理された繊維の最終的な負荷が２４／１ｓにて合計で３０％の酸化銅およびＴＳＴ促進剤を含浸させた繊維／７０％木綿となるように木綿とブレンドして、リング精紡機で作られた木綿のコーマ糸を形成し、製織のために撚りをかけた。その後、該糸を１５０グラム／ｍ２の重量の布に編んだ。
【０２１１】
２タイプの試料を、実施例１０に記載された通り、ＡＡＴＣＣ  Ｔｅｓｔ  Ｍｅｔｈｏｄ  １００−２００４（定量）を用いて対照布に比較してテストした。対照は、３０％の未処理ポリエステル／７０％木綿布を含み、およそ１５０グラム／ｍ２の重量であった。布は乾燥させなかった。７０％エタノール中への１０分間の沈水と、それに続く滅菌環境での一夜乾燥によって、布は全て使用前に滅菌した。
【０２１２】
細菌増殖阻害テストの結果を、図７に表す。混合酸化状態酸化物と単一酸化状態酸化物の組み合わせを含むポリマー−木綿ブレンド布が、単一酸化状態酸化物のみを含む同じ布に比較してより高い抗微生物活性を有することが、明確に示された。
【０２１３】
実施例１２：ポリマー材料における混合酸化状態酸化物の検出
織物もしくは布、または成形もしくは鋳造製品の一部をオーブンに入れて、ポリマーは粉塵に炭化するが金属酸化物の融解温度未満である温度にする。その後、粉塵をＸ線回折システムに入れて、結晶の結晶構造を同定し、それにより炭素粉塵に加えて存在する試料中の金属酸化物粉末の存在を検出することができる。
【０２１４】
本発明を詳細に記載したが、多くの変更および改良が可能であることは、当業者に認識されよう。それゆえ本発明は、詳細に記載された実施形態に制限されると解釈すべきではなく、むしろ本発明の範囲、主旨および概念は、以下の特許請求の範囲の参照によって、より即座に理解されよう。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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