(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）１,３−ジブロモ−５,５−ジメチルヒダントイン粒子状固体を結合剤の不存在下で０.１６ｃｍ〜１.２７ｃｍ（1/16インチ〜1/2インチ）の範囲内の厚さのシートに圧縮し、
ｂ）そのようなシートを８０メッシュ〜３米国標準メッシュ寸法の範囲内の粒子を含んでなる粒子に細分し、そして
ｃ）８０メッシュ〜３米国標準メッシュ寸法の範囲内の、ｂ）からの粒子を、ダイの中でそれと混合された結合剤の不存在下で圧し固める
ことを含んでなる方法による１,３−ジブロモ−５,５−ジメチルヒダントインの圧し固められた製品。
【請求項２】
ｂ）およびｃ）における該粒子が３０メッシュ〜８米国標準メッシュ寸法の範囲内である請求項１の製品。
【請求項３】
ａ）における圧縮が６,８９５〜２０６,８５０ｋＰａ（１０００〜３０,０００ｐｓｉ）の範囲内の圧縮圧力を適用して行われる請求項１の製品。
【請求項４】
ａ）における圧縮が圧縮ロールのセット中で３４,４７５〜１７２,３７５ｋＰａ（５０００〜２５,０００ｐｓｉ）の範囲内の圧縮圧力を適用して行われる請求項１の製品。
【請求項５】
２.５４ｃｍの厚さ当たり６.８〜３１.８ｋｇ（インチ当たり１５〜７０ポンド）の範囲内の破砕強度を有する、請求項１−４のいずれかの圧し固められた製品。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
背景
１,３−ジブロモ−５,５−ジメチルヒダントインは商業的に製造されてきた。製造されそして販売されている製品は微細粉末の形態である。その主な用途は化学合成において臭素化反応を行う際の臭素原料としてである。
【０００２】
Ｎ,Ｎ′−ブロモクロロ−５,５−ジアルキルヒダントイン類は水のための殺生物剤として広く使用されている。そのような物質に関して強調される特徴の一つは、使用時に殺生物剤から放出される塩素が水処理操作中に生成する不活性な臭化物種から活性臭素を再生することである。換言すると、最初のＮ,Ｎ′−ブロモクロロ−５,５−ジアルキルヒダントイン中の塩素原子は公衆衛生目的のための追加活性臭素用の前駆体であると実際にみなされる。
【０００３】
当該技術で既知のように、塩素、次亜塩素酸塩、およびある種のハロゲン化された有機性の水処理剤の欠点は使用中の望ましくない消毒副生物の生成である。これらの副生物は環境問題の観点からそしてまた毒物学的理由の観点からの両方で望ましくない。
【０００４】
１,３−ジブロモ−５,５−ジメチルヒダントインは特許開示においては、知られている限り、水処理用の殺生物剤群の１種として指示されているが、この化合物はその純粋または濃縮状態で水処理における殺生物剤としての商業的な使用は行われていない。その代わり、先行技術では、はるかに大量のＮ,Ｎ′−ブロモクロロ−５,５−ジメチルヒダントインとの混合時にのみ１,３−ジブロモ−５,５−ジメチルヒダントインは水公衆衛生における使用に適すると思われていた。
【０００５】
発明の要旨
本発明は幾つかの新発見に基づく。まず、我々のうちの一人および我々の同僚の数人が、１,３−ジブロモ−５,５−ジメチルヒダントインは水を処理する際に使用される時にＮ,Ｎ′−ブロモクロロ−５,５−ジアルキルヒダントイン類の１種または混合物の使用時に必要な量の半分だけの投与量水準において米国環境保護局の条件に達することを予期せぬことに発見した。この発見により、同時に優れた微生物学的抑制を行いながら水を効果的に消毒するための極端に低濃度の１,３−ジブロモ−５,５−ジメチルヒダントインの使用が可能になる。さらに、そのような低濃度を有効利用できることは消毒副生物の生成における有意な減少をもたらすことも予期される。
【０００６】
さらに１,３−ジブロモ−５,５−ジメチルヒダントインはまた工業用およびリクリエーション用の水系中で表面上に生成しそして繁殖する微生物学的粘液であるバイオフィルムを防除する際にも非常に有効であることも発見された。
【０００７】
そのような驚異的で且つ非常に有利な発見は同一所有権者の出願番号０９／４８４,９３８にさらに完全に記載されている。
【０００８】
本発明は、一部では、３種の商業的原料から得られる商業的に製造される１,３−ジブロモ−５,５−ジメチルヒダントイン粒子状固体のサンプルを結合剤を用いずに形状保持性の錠剤に圧し固められえないという発見を包含する。結合剤を用いずに錠剤を製造するための全ての試みは完全な失敗に終わり、固められた粒子はダイからの除去中に離層しそして破壊して片になった。それ故、商業的に製造される１,３−ジブロモ−５,５−ジメチルヒダントイン粒子状固体は、最初に商業的に製造される１,３−ジブロモ−５,５−ジメチルヒダントイン粒子状固体を一般的に結合剤(binder)と称する結合試薬(binding agent)と混合せずに水処理用殺生物剤の一般的な使用形態である錠剤または大きな塊にすることはできない。
【０００９】
本発明によると、とりわけ、固めることができない１,３−ジブロモ−５,５−ジメチルヒダントイン粒子状固体の固められた形態を結合剤を用いずに実際に製造可能であることもさらに発見された。これは固めることができない１,３−ジブロモ−５,５−ジメチルヒダントイン粒子状固体を結合剤を用いずに顆粒化し、そしてここでも結合剤を用いずに、顆粒化された１,３−ジブロモ−５,５−ジメチルヒダントインを圧し固めることにより実施することができる。
【００１０】
本発明の別の態様は、結合剤を用いない、本発明の方法を使用する、例えば顆粒、錠剤、大きな塊、および成形パックの如き固められた製品の提供である。好ましい形態では、そのような製品は２.５４ｃｍの厚さ当たり少なくとも６.８１ｋｇ（１インチ当たり１５ポンド）の、そして典型的には２.５４ｃｍの厚さ当たり６.８１〜３１.８ｋｇ（１インチ当たり１５〜７０ポンド）の範囲内の、破砕強度を有する。
【００１１】
本発明のこれらのおよび他の態様並びに特徴は以下の記述および添付された請求項からさらに明らかになるであろう。
【００１２】
発明のさらなる詳細な記述
照合の容易さのために、用語「固めることができない」はここでは照合される特定の１,３−ジブロモ−５,５−ジメチルヒダントイン粒子状固体が、その固め易さを増加させるための予備処理なしに、下記の条件を受ける場合に形状保持性の錠剤に成功裡に転化されえないことを示すために使用される：
１）ハステロイ(Hastelloy)RＣ合金から製作される１.８０ｃｍ（０.７１インチ）直径の円形ダイを超微粉ポリプロピレンワックス（マイクロプロ(MICROPRO)４００ワックス；マイクロ・パウダーズ・インコーポレーテッド(Micro Powders, Incorporated)、タリータウン、ニューヨーク、またはマイクロプロ４００ワックスが入手できない場合には同等品)で軽く拭く。
２）特定の１,３−ジブロモ−５,５−ジメチルヒダントインの代表的な５グラムサンプルを上記のダイ中に手動で置く。
３）５グラムサンプルをダイの中で３４,４７５ｐＫａ（５０００ｐｓｉ）においてハステロイRＣ合金から製作されたパンチが装備されたシンテック(Sintech)Rプレス（ＭＴＳシステムズ・コーポレーション(MTS Systems Corporation)、エデンプライリー、ミネソタ）を用いて圧し固めて１.８０ｃｍ（０.７１インチ）直径の円形錠剤を生成する。休止時間は使用されず、すなわち圧力が３４,４７５ｐＫａ（５０００ｐｓｉ）に達したらすぐに圧力が解放される。
４）錠剤がダイから放出される時に離層または破壊が起きる場合には、特定の１,３−ジブロモ−５,５−ジメチルヒダントインは「固めることができない」とみなされる。
【００１３】
逆に、用語「固めることができる」は照合される特定の１,３−ジブロモ−５,５−ジメチルヒダントイン粒子状固体を直前の章に記載された条件下で形状保持性の錠剤に成功裡に転化されうることを意味する。
【００１４】
本発明は固めることができるおよび固めることができない１,３−ジブロモ−５,５−ジメチルヒダントインの両方に適用可能である。しかしながら、一般的に述べると、知られている限り、固めることができない１,３−ジブロモ−５,５−ジメチルヒダントインをダイの中で結合剤を用いずに形状保持性製品に圧し固める別の方法がないため、本発明を固めることができない１,３−ジブロモ−５,５−ジメチルヒダントインと共に利用することが好ましい。
【００１５】
本発明の好ましい方法は下記の段階を含んでなる：
ａ）固めることができるまたは好ましくは固めることができない１,３−ジブロモ−５,５−ジメチルヒダントイン粒子状固体を結合剤の不存在下で０.１６ｃｍ〜１.２７ｃｍ（1/16インチ〜1/2インチ）の範囲内の厚さのシートに圧縮し、
ｂ）そのようなシートを８０メッシュ〜３米国標準メッシュ寸法の範囲内の、好ましくは８メッシュ〜３米国標準メッシュ寸法の範囲内の、粒子を含んでなる粒子に細分し、そして
ｃ）８０メッシュ〜３米国標準メッシュ寸法の範囲内の、好ましくは８メッシュ〜３米国標準メッシュ寸法の範囲内の、ｂ）からの粒子をダイの中でそれと混合された結合剤の不存在下で圧し固める。
【００１６】
ａ）における圧縮は、典型的には６,８９５ｋＰａ〜２０６,８５０ｋＰａ（１０００〜３０,０００ｐｓｉ）の範囲内、そして好ましくは３４,４７５ｋＰａ〜１７２,３７５ｋＰａ（５０００〜２５,０００ｐｓｉ）の範囲内、である適当な圧縮圧力を適用しうるいずれかの適当なプレスの中で行うことができる。そのような圧縮用に好ましい装置は圧縮ロールのセットである。典型的にはシートの形態または他の適当な破壊可能な形態の、生じた圧縮された形状を次に適当な装置中で、例えば、チルソナトル(Chilsonator)Rブレーカー（ザ・フィッツパトリック・カンパニー(The Fitzpatrick Company)、エルムハースト、イリノイ）中で破壊して小さい顆粒にする。ｂ）で示された寸法範囲内の粒子は顆粒化された１,３−ジブロモ−５,５−ジメチルヒダントインとみなされる。ｂ）で示された選択された寸法より大きいおよび／または小さい粒子がｂ）において生成する場合にはｂ）で生成した粒子を（１）ｂ）の選択された寸法範囲内の粒子を含有する部分と（２）場合次第で（ｉ）それより大きい粒子からなる部分および／または（ii）それより小さい粒子からなる部分のいずれかまたは両方とに分類することが好ましい。（ｉ）の部分が存在する場合にはそのような部分を好ましくはｂ）に再循環させる。（ii）の部分が存在する場合にはそのような部分を好ましくはａ）に再循環させる。
【００１７】
所望するなら、ｃ）で使用されるダイの表面を適当な潤滑剤で滑らかにして固められた製品のダイからの除去を促進させることができる。しかしながら、上記のように、結合剤はこの操作では使用されないかまたはその問題に関しては段階ａ）でも使用されない。
【００１８】
ａ）およびｃ）において圧力が１,３−ジブロモ−５,５−ジメチルヒダントイン固体に適用される時間は厳密でない。適当な固めが得られる限り、固め時間はほとんどまたは全く関係ない。最適時間が予め決められていない状況では、数回の簡単な予備試験により圧力時間を包含するそのような圧力条件が容易に決められそして最適化できるはずである。
【００１９】
上記のａ）およびｃ）における固めまたは圧縮段階は典型的には１,３−ジブロモ−５,５−ジメチルヒダントイン固体を用いて室温において始められる。しかしながら、所望するなら、固めまたは圧縮を５〜８０℃の範囲内の温度において始めるように固体を予備加熱または予備冷却することができる。
【００２０】
所望するなら、１,３−ジブロモ−５,５−ジメチルヒダントイン粒子状固体を例えば崩壊剤、潤滑剤、および型抜き剤の如き適当な賦形剤と共に調合することができる。１,３−ジブロモ−５,５−ジメチルヒダントイン粒子状固体からの製品の調合において使用できる場合により使用される別の成分は、香料、安定剤、腐食防止剤、染料、別の殺生物剤、界面活性剤、発泡剤、希釈剤、ビルダー、およびキレート剤を包含する。そのような補助物質はもちろん１,３−ジブロモ−５,５−ジメチルヒダントインと混和性でなければならずしかも本発明の１,３−ジブロモ−５,５−ジメチルヒダントイン粒子状固体の優れた性能特性を重大に妨害してはならない。そのような補助物質の使用量はもちろんそれまたはそれらを使用する目的を達成するのに充分なものでなければならない。同時に、使用量は調合される製品の物理的、機械的、または性能性質を著しく減じてはならない。
【００２１】
実施例１は、同一所有権者の現在出願継続中の出願番号０９／４８４,８９１にさらに完全に取り扱われている背景になる発見を説明する。一つのそのような発見は、１,３−ジクロロ−５,５−ジメチルヒダントインおよびＮ,Ｎ′−ブロモクロロ−５,５−ジメチルヒダントイン粒子状固体を結合剤を用いずに形状保持性の錠剤に圧し固められ得ることである。別のそのような発見は、３種の工程から得られる商業的に入手可能な１,３−ジブロモ−５,５−ジメチルヒダントインのサンプルは結合剤を用いずに形状保持性の錠剤に圧し固められ得ないことである。
【００２２】
実施例１
３種の別個の商業原料から得られる１,３−ジブロモ−５,５−ジメチルヒダントイン製品の５グラムサンプルを結合剤なしにハステロイRＣから製作されたパンチとダイとを装備したシンテックRプレス（ＭＴＳシステムズ・コーポレーション、エデンプライリー、ミネソタ）の中で固めた。固める前に、器具表面の内部を超微粉ワックスで軽く拭いて型からの錠剤の放出を促進させた。適用された圧力は３４,４７５ｋＰａ（５０００ｐｓｉ）であり、休止時間なしであった。各商業用製品の３個のサンプルをこれらの圧縮試験にかけた。比較用に、１,３−ジクロロ−５,５−ジメチルヒダントインおよびＮ,Ｎ′−ブロモクロロ−５,５−ジメチルヒダントインの４グラムサンプルを受容したままで同じ方法で結合剤を用いずに試験した。１,３−ジブロモ−５,５−ジメチルヒダントインの形状保持性の錠剤はこれらの条件下で製造できなかったが、２種の他の１,３−ジハロ−５,５−ジメチルヒダントイン製品は同じ条件下で成功裡に錠剤化されたことが見いだされた。１,３−ジクロロ−５,５−ジメチルヒダントインからそしてＮ,Ｎ′−ブロモクロロ−５,５−ジメチルヒダントインから製造された錠剤をダイからの除去後に６日間にわたり室温において熟成した。そこで、錠剤をテストワークス(Testworks)ソフトウエアを装備したシンテックR1/S圧縮装置（ＭＴＳシステムズ・コーポレーション、エデンプライリー、ミネソタ）を使用する破砕強度試験にかけ、このソフトウエアはＭＴＳシステムズ・コーポレーションにより供給される1/S圧縮装置の中に設置される。この装置はコンピューターとインターフェース接続する水平の円形充填セル、これもコンピューターとインターフェース接続するデジタルマイクロメーター、および充填セルの上部に置かれており且つ充填セルに垂直な下向き力を適用するのに適している垂直スクリュー駆動ピストンを包含する。破砕強度を測定するための工程は、マイクロメーターで錠剤の厚さを測定してデジタル化された入力をコンピューターに提供することを包含する。次に、錠剤をその端部を錠剤の上端と接触するピストンと共に充填セルの上に置く。次に、装置を作動し、それによりピストンが徐々に増加する下向き直径方向の力を錠剤に適用し始める。同時に、充填セルが錠剤に適用される下向き力を連続的に測定し、そしてそのような測定の入力をコンピューターに伝達する。適用される力が力の量が直前の力の１０％に突然減少する点に達する時に、錠剤は破壊点に達し、そして力の適用がソフトウエアプログラムにより直ちに停止される。コンピューターへの入力から、２つの値、すなわち錠剤の破壊点における力のポンド数および破壊点における錠剤のインチ厚さあたりの力のポンド数、が与えられる。それ故、適用される力が大きければ大きいほど、破砕強度が大きくなる。表１は５種の商業製品の受容したままの平均粒子寸法および粒子寸法分布を示す。錠剤を生成することが可能な場合には、表１はそのような錠剤に対する破砕強度試験の結果も与える。簡便にするために、下記の略語が表１で使用される：ＤＢＤＭＨは１,３−ジブロモ−５,５−ジメチルヒダントインであり、ＤＣＤＭＨは１,３−ジクロロ−５,５−ジメチルヒダントインであり、そしてＢＣＤＭＨはＮ,Ｎ′��ブロモクロロ−５,５−ジメチルヒダントインである。
【００２３】
【表１】
0004974429.tif 000002
【００２４】
これまでに商業的に入手可能な１,３−ジブロモ−５,５−ジメチルヒダントインの固め特性はこれまでに商業的に入手可能な１,３−ジクロロ−５,５−ジメチルヒダントインおよびＮ,Ｎ′−ジクロロ−５,５−ジメチルヒダントインの固め特性と非常に異なることが実施例からわかる。
【００２５】
実施例２は、その大きく異なる固め性質にもかかわらず、結合剤を用いずに例えば錠剤の如き形状保持性の製品に成功を収める一段階圧し固めを受けないタイプの１,３−ジブロモ−５,５−ジメチルヒダントイン粒子状固体を、本発明に従う固め方法を使用する場合には、結合剤を用いずに例えば錠剤の如き形状保持性の製品に転化させうるという本発明に従う発見を説明するものである。
【００２６】
実施例２
約６４.５μの平均粒子寸法を有する商業的に製造された１,３−ジブロモ−５,５−ジメチルヒダントイン（アルベマルレ・コーポレーション(Albemarle Corporation)のサンプルを連続方式で専用のＭＳ−７５コンパクター・システム(MS-75 compactor system)（ホソカワ・ベペックス(Hosokawa Bepex）、ミネアポリス、ミネソタ）により圧縮してシート状にする。８〜３０メッシュ寸法の範囲内の１,３−ジブロモ−５,５−ジメチルヒダントインの５グラムサンプルを結合剤なしにハステロイRＣから製作されたパンチとダイとを装備したシンテックRプレス（ＭＴＳシステムズ・コーポレーション、エデンプライリー、ミネソタ）の中で固めた。ダイに手動で充填する前に、ダイの内表面を超微粉ワックス（マイクロプロ４００ワックス；マイクロ・パウダーズ・インコーポレーテッド、タリータウン、ニューヨーク)で軽く拭いて型からの錠剤の放出を促進した。適用された圧力は３４,４７５ｋＰａ（５０００ｐｓｉ）であり、休止時間なしで、すなわち増加する圧力が３４,４７５ｋＰａ（５０００ｐｓｉ）に達したら直ちに圧力を解放する。この一般的方法で行われた操作中に、突出部に幾らかの脆さの現象がある完全な錠剤が得られた。錠剤を室温において６日間にわたり熟成した。そこで、錠剤を以上の実施例１に記載された通りの破砕強度測定用の装置および工程を使用する破砕強度試験にかけた。２回の測定で、錠剤は平均して２.５４ｃｍ当たり１２.７ｋｇ（１インチ当たり２８ポンド）の直径方向における平均破砕強度を有することが見いだされた。
【００２７】
請求項も含めてここで使用される場合には、破砕強度に関して示される値は以上の実施例１に記載された通りの装置および工程を使用して測定されたものである。固められた製品が円筒状錠剤以外の形態である場合には、試験しようとする製品を充填セルの上に且つ垂直位置にある製品の最長軸を有するスクリュー駆動ピストンの下に置かれるべきである。さらに、マイクロメーターを使用して製品が充填セルの上に且つ垂直位置にある製品の最長軸を有するスクリュー駆動ピストンの下に置かれる時の製品の最も厚い部分を測定する。
【００２８】
この明細書のどこでも化学名または式により示される化合物は、単数形または複数形のいずれで示されていても、それらが化学名または化学タイプにより示される別の物質（例えば、別の成分、または溶媒）と接触する前に存在すると同定される。たとえあるとしても、生ずる混合物または溶液中で予備的な化学変化が起きるかどうかは重要でなく、そのような変化はこの開示に従い必要な条件下で特定の物質を一緒にすることの当然の結果である。また、請求項は現在形（例えば、「含んでなる」、「である」）での物質を指示するが、それが１種もしくはそれ以上の物質と本発明の開示に従い最初に接触、配合または混合される直前に存在する物質が指示される。
【００２９】
特に断らない限り、冠詞「ａ」または「ａｎ」はここで使用される場合には、製品が関与する単一部分に対する請求を意図するがそれらに限定されず、しかも限定するものと考えてはならない。むしろ、冠詞「ａ」または「ａｎ」はここで使用される場合には、明細書が特に断らない限り、１種もしくはそれ以上のそのような部分を包括することが意図される。
【００３０】
本発明はその実施においてかなり変動されうる。従って、以上の記述は本発明が以上で示された特定の実施例に限定されることは意図せず、限定するものと考えてはならない。むしろ、包括しようとするものは次の請求項で示されているものおよび法律問題として認められるその同等物である。