(57)【要約】  ナノ結晶セルロース（ＮＣＣ）を含む抗菌層と、ＭｇＯ及びＭｇ（ＯＨ）２から成る群より選択される抗菌物質とを含むフィルムを含む、非毒性抗菌性化学トラップ。いくつかの態様では、抗菌性トラップは、前記抗菌層の上方又は下方に、少なくとも１つの追加のＮＣＣ層を含む。抗菌性化学トラップ及びそれによってコーティングされる物品の調製方法を開示するほか、抗菌性化学トラップの使用による微生物集団の制御方法も開示する。【選択図】図４Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
抗菌性化学トラップであって、上側表面及び下側表面を特徴とするフィルムを含み、前記フィルムは、ナノ結晶セルロース（ＮＣＣ）を含む抗菌層と、ＭｇＯ、Ｍｇ（ＯＨ）２、それらの混合物、及びそれらの組合せから成る群より選択される抗菌物質粒子とを含み、前記粒子は、少なくとも部分的に前記フィルム内に埋め込まれている、前記抗菌性化学トラップ。
【請求項２】
前記抗菌物質粒子が、少なくとも部分的にＮＣＣでコーティングされている、請求項１に記載の抗菌性化学トラップ。
【請求項３】
前記抗菌物質粒子が、少なくとも部分的に前記上側表面に露出している、請求項１に記載の抗菌性化学トラップ。
【請求項４】
前記粒子の少なくとも一部が、前記上側表面に接触する微生物が前記粒子に接触するように配置されている、請求項１に記載の抗菌性化学トラップ。
【請求項５】
前記フィルムが、０．５μｍ〜１０μｍの厚さを特徴とする、請求項１に記載の抗菌性化学トラップ。
【請求項６】
前記抗菌物質がナノ粒子を含む、請求項１に記載の抗菌性化学トラップ。
【請求項７】
前記抗菌物質が、０．５μｍ〜１０μｍのメジアン径を特徴とする粒子を含む、請求項１に記載の抗菌性化学トラップ。
【請求項８】
前記フィルムが、少なくとも１種の添加剤を含む、請求項１に記載の抗菌性化学トラップ。
【請求項９】
前記添加剤が、ポリマー、可塑剤、着色剤、酸化防止剤、防腐剤、及び不活性充填剤から成る群より選択される、請求項８に記載の抗菌性化学トラップ。
【請求項１０】
前記下側表面と接触しているＮＣＣ層を含み、前記ＮＣＣ層は、ＮＣＣを含むがＭｇＯ又はＭｇ（ＯＨ）２を含まない、請求項１に記載の抗菌性化学トラップ。
【請求項１１】
前記ＮＣＣ層が、少なくとも１種の添加剤を含む、請求項１０に記載の抗菌性化学トラップ。
【請求項１２】
前記少なくとも１種の添加剤が、ポリマー、可塑剤、着色剤、酸化防止剤、防腐剤、及び不活性充填剤から成る群より選択される、請求項１１に記載の抗菌性化学トラップ。
【請求項１３】
前記上側表面と接触している薄い上側ＮＣＣ層を含み、前記薄い上側ＮＣＣ層は、ＮＣＣを含むがＭｇＯ又はＭｇ（ＯＨ）２を含まない、請求項１に記載の抗菌性化学トラップ。
【請求項１４】
前記フィルムが、１重量％〜５０重量％の前記抗菌物質を含む、請求項１に記載の抗菌性化学トラップ。
【請求項１５】
前記フィルムが、１０重量％〜２０重量％の前記抗菌物質を含む、請求項１４に記載の抗菌性化学トラップ。
【請求項１６】
微生物集団の制御方法であって：
請求項１〜１５のいずれか１項に記載の抗菌性化学トラップを得；そして、
微生物集団を前記抗菌性化学トラップの上側表面に暴露し、これにより、抗菌物質に起因する抗菌活性に前記微生物を暴露する、
ことを含む、前記方法。
【請求項１７】
前記方法が、大腸菌、黄色ブドウ球菌、緑膿菌、サルモネラ属菌、及びリステリア属菌から成る群より選択される少なくとも１種の微生物の集団を制御することを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
抗菌性物品の生産方法であって：
基材上に第１の懸濁液を分散させ、ここで、前記第１の懸濁液は、ナノ結晶セルロース（ＮＣＣ）と、ＭｇＯ、Ｍｇ（ＯＨ）２、それらの混合物、及びそれらの組合せから成る群より選択される抗菌物質とを含み、これにより、上側表面及び下側表面を含む抗菌層を生産し、前記抗菌物質は、少なくとも部分的に前記抗菌層内に埋め込まれており；そして、
前記抗菌層を乾燥させる、
ことを含む、前記方法。
【請求項１９】
前記第１の懸濁液が、少なくとも１種の添加剤を含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記添加剤が、ポリマー、可塑剤、着色剤、酸化防止剤、防腐剤、及び不活性充填剤から成る群より選択される、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
ナノ結晶セルロース（ＮＣＣ）を含むがＭｇＯ又はＭｇ（ＯＨ）２を含まない第２の懸濁液を前記基材上に分散させ、これによりＮＣＣ層を生産し；そして、
前記ＮＣＣ層を乾燥させる、
ことを含み、ここで、前記第１の懸濁液を分散させる段階は、前記第１の懸濁液を前記ＮＣＣ層上に分散させることを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２２】
前記第１の懸濁液及び前記第２の懸濁液の少なくとも一方が、少なくとも１種の添加剤を含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記第１の懸濁液を分散させる段階が、前記ＮＣＣ層の乾燥段階に続いて実施される、請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
ＮＣＣを含むがＭｇＯ又はＭｇ（ＯＨ）２を含まない薄い上側ＮＣＣ層を、前記上側表面上に分散させることを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２５】
前記基材がカチオン性でない、請求項１８に記載の方法。
【請求項２６】
前記抗菌物質がナノ粒子の形態である、請求項１８に記載の方法。
【請求項２７】
前記抗菌物質が、１〜１０μｍのメジアン径を有する粒子を含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２８】
前記第１の懸濁液が、０．１％〜１５％（重量／体積）のＮＣＣを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２９】
前記第１の懸濁液及び前記第２の懸濁液の少なくとも一方が、０．１％〜３％（重量／体積）のＮＣＣを含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項３０】
前記第１の懸濁液が、前記抗菌物質及びＮＣＣを１０：１００〜４０：１００（重量／重量）の比で含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項３１】
前記第１の懸濁液が、１％〜２％のＮＣＣ（重量／体積）を含み、前記抗菌物質及び前記ＮＣＣが１０：１００〜２０：１００（重量／重量）の比にある、請求項１８に記載の方法。
【請求項３２】
前記第１の懸濁液を分散させる段階の前に、前記基材を前処理することを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項３３】
前記抗菌物質が、前記抗菌層と前記基材との間にない、請求項１８に記載の方法。
【請求項３４】
前記基材が、ガラス、ポリマー、ハイブリッド材料、生体材料、誘電材料、繊維、紙、板紙、金属表面、セメント、コンクリート、プラスター、木材、食品表面、及び上記の任意の組合せから成る群より選択される、請求項１８に記載の方法。
【請求項３５】
前記分散段階が、厚さ０．５〜１０μｍの抗菌層が生じるように前記第１の懸濁液を分散させることを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項３６】
基材へ抗菌性化学トラップを施用する方法であって：
前記基材上に第１の懸濁液を分散させ、ここで、前記第１の懸濁液は、ナノ結晶セルロース（ＮＣＣ）と、ＭｇＯ、Ｍｇ（ＯＨ）２、それらの混合物、及びそれらの組合せから成る群より選択される抗菌物質とを含み、これにより、抗菌層を含む抗菌性化学トラップを生産し；そして、
前記抗菌層を乾燥させる、
ことを含む、前記方法。
【請求項３７】
前記分散段階の前に：
前記基材上に、ＮＣＣを含むがＭｇＯ又はＭｇ（ＯＨ）２を含まない第２の懸濁液を分散させ、これによりＮＣＣ層を生産し；そして、
前記ＮＣＣ層を乾燥させる、
ことが行われる、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記抗菌物質が、ナノ粒子、マイクロ粒子、それらの混合物、及びそれらの組合せから成る群より選択される形態である、請求項３６に記載の方法。
【請求項３９】
前記第１の懸濁液が、少なくとも１種の添加剤を含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項４０】
前記添加剤が、ポリマー、可塑剤、着色剤、酸化防止剤、防腐剤、及び不活性充填剤から成る群より選択される、請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
前記基材がカチオン性でない、請求項３６に記載の方法。
【請求項４２】
前記第１の懸濁液が０．１％〜１５％（重量／体積）のＮＣＣを含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項４３】
前記第１の懸濁液及び前記第２の懸濁液の少なくとも一方が、０．１％〜３％（重量／体積）のＮＣＣを含む、請求項３７に記載の方法。
【請求項４４】
前記第１の懸濁液の少なくとも１つが、少なくとも１種の添加剤を含む、請求項３７に記載の方法。
【請求項４５】
前記第１の懸濁液が、前記抗菌物質及びＮＣＣを１０：１００〜２０：１００（重量／重量）の比で含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項４６】
前記第１の懸濁液が、１％〜２％（重量／体積）のＮＣＣを含み、前記第１の物質及び前記ＮＣＣを１０：１００〜２０：１００（重量／体積）の比で含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項４７】
前記第１の懸濁液を分散させる段階の前に、前記基材を前処理することを含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項４８】
前記基材が、ガラス、ポリマー、ハイブリッド材料、生体材料、誘電材料、繊維、紙、板紙、金属表面、セメント、コンクリート、プラスター、木材、食品表面、及び上記の任意の組合せから成る群より選択される、請求項３６に記載の方法。
【請求項４９】
前記分散段階が、厚さ０．５〜１０μｍの抗菌層が生じるように前記第１の懸濁液を分散させることを含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項５０】
前記方法が、前記抗菌物質を前記抗菌層と前記基材との間に分散させる段階を包含しない、請求項３６に記載の方法。
【請求項５１】
抗菌性コーティングを含む物品であって：
基材；及び
上側表面及び下側表面を特徴とする抗菌層を含むフィルムを含む抗菌性化学トラップ、
を含み、
前記抗菌性化学トラップは、ナノ結晶セルロース（ＮＣＣ）と、ＭｇＯ、Ｍｇ（ＯＨ）２、それらの混合物、及びそれらの組合せから成る群より選択され、前記フィルム内に埋め込まれている抗菌物質とを含み、前記フィルムは、前記下側表面が前記基材と接触するように前記基材の少なくとも１つの表面上に配置されている、前記物品。
【請求項５２】
前記抗菌層が、少なくとも１種の添加剤を含む、請求項５１に記載の物品。
【請求項５３】
前記添加剤が、ポリマー、可塑剤、着色剤、酸化防止剤、防腐剤、及び不活性充填剤から成る群より選択される、請求項５２に記載の物品。
【請求項５４】
前記抗菌性化学トラップが、前記基材と前記抗菌層との間に配置されていてＮＣＣを含むがＭｇＯ又はＭｇ（ＯＨ）２を含まないＮＣＣ層を含む、請求項５１に記載の物品。
【請求項５５】
前記抗菌性化学トラップが、前記上側表面上に配置されていてＮＣＣを含むがＭｇＯ又はＭｇ（ＯＨ）２を含まない薄い上側ＮＣＣ層を含む、請求項５１に記載の物品。
【請求項５６】
前記基材がカチオン性でない、請求項５１に記載の物品。
【請求項５７】
前記抗菌物質が、ナノ粒子、マイクロ粒子、それらの混合物、及びそれらの組合せから成る群より選択される形態である、請求項５１〜５６のいずれか１項に記載の物品。
【請求項５８】
前記抗菌性化学トラップが、前記抗菌物質及びＮＣＣを１０：１００〜２０：１００（重量／重量）の比で含む、請求項５１〜５６のいずれか１項に記載の物品。
【請求項５９】
前記基材が、ガラス、ポリマー、ハイブリッド材料、生体材料、誘電材料、繊維、紙、板紙、金属表面、セメント、コンクリート、プラスター、木材、食品表面、及び上記の任意の組合せから成る群より選択される、請求項５１〜５６のいずれか１項に記載の物品。
【請求項６０】
前記基材が、前記表面と前記層との結び付きが誘導、容認、又は加速されるように前処理されている少なくとも１つの表面を含む、請求項５１〜５６のいずれか１項に記載の物品。
【請求項６１】
前記抗菌層が、０．５〜１０μｍの厚さを特徴とする、請求項５１〜５６のいずれか１項に記載の物品。
【請求項６２】
ＮＣＣを含む前記層が、０．５〜１０μｍの厚さを特徴とする、請求項５４に記載の物品。
【請求項６３】
請求項１８〜２０、２４〜２８、又は３０〜３５のいずれか１項に記載の方法に従って生産される、請求項５１に記載の物品。
【請求項６４】
請求項２１〜２３又は２９のいずれか１項に記載の方法に従って生産される、請求項５４に記載の物品。
【請求項６５】
布、梱包材、容器、食品を包装及び収容するための製品、壁用コーティング、加工物表面用コーティング、棚用コーティング、及び調理台用コーティングから成る群より選択される、請求項５１〜５６のいずれか１項に記載の物品。
【請求項６６】
抗菌性コーティングによってコーティングされている基材を含む物品であって、前記抗菌性コーティングが、請求項３６〜３９のいずれか１項に記載の方法に従って前記基材に施用されている、前記物品。
【請求項６７】
微生物集団の制御方法であって、請求項５１〜５６のいずれか１項に記載の物品の抗菌層に微生物の集団を暴露することを含む、前記方法。
【請求項６８】
微生物集団の制御方法であって：
基材上に第１の懸濁液を分散させ、ここで、前記第１の懸濁液は、ナノ結晶セルロース（ＮＣＣ）と、ＭｇＯ、Ｍｇ（ＯＨ）２、それらの混合物、及びそれらの組合せから成る群より選択される抗菌物質とを含み、これにより、上側表面及び下側表面を特徴とする抗菌層を生産し、前記抗菌物質は前記上側表面に十分近接して配置され、その結果、前記上側表面に対し作用する微生物が前記抗菌物質による抗菌活性に暴露され；
前記抗菌層を乾燥させ；そして、
前記抗菌層を、前記上側表面が微生物に接触可能な位置に置く、
ことを含む、前記方法。
【請求項６９】
ナノ結晶セルロース（ＮＣＣ）を含むがＭｇＯ又はＭｇ（ＯＨ）２を含まない第２の懸濁液を前記基材上に分散させ、これによりＮＣＣ層を生産し；そして、
前記ＮＣＣ層を乾燥させる、
ことを含み、前記第１の懸濁液を分散させる段階は、前記第１の懸濁液を前記ＮＣＣ層上に分散させることを含む、請求項６８に記載の方法。
【請求項７０】
微生物集団を前記抗菌層に暴露する段階を含む、請求項６８又は６９に記載の方法。
【請求項７１】
大腸菌、黄色ブドウ球菌、緑膿菌、サルモネラ属菌、及びリステリア属菌から成る群より選択される少なくとも１種の微生物の集団を制御することを含む、請求項６８又は６９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連公開の参照
[0001]本願は、２０１７年７月３０日提出の米国仮特許出願第６２／５３８，７１７号による優先権を主張するものである。
発明の分野
[0002]本発明は一般に抗菌性コーティング及びフィルム、並びにそのようなコーティングを含む物品に関する。それは、とりわけ、マグネシウムの酸化物又は水酸化物が組み込まれているナノ結晶セルロースから作製される抗菌性コーティング及びフィルム、そのようなコーティングでコーティングされた少なくとも１つの表面を含む物品、並びにコーティングの施用方法及び物品の生産方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
[0003]抗生物質に対する細菌の耐性が深刻な問題になっている。代替的な細菌の制御方法を見出すために多大な努力がなされている。
[0004]酸化マグネシウムは抗菌性を有することが知られている。水性環境において、ＭｇＯは触媒的に過酸化物などの活性酸素種を形成し、これらの活性酸素種が、これらと接触する微生物を死滅させると考えられている。
【０００３】
[0005]ＭｇＯが抗菌物質として組み込まれているさまざまな物品が当該技術分野で公知である。例えば、米国特許第９３１５９３７号には、ＭｇＯを音響化学的に組み込むことによる抗菌性ファブリックの生産方法が開示されている。Ｓａｎｕｊａ  ｅｔ  ａｌ．（Ｉｎｔ．Ｊ．Ｐｏｌｙｍ．Ｍａｔｅｒ．Ｐｏｌｙｍ．Ｂｉｏｍａｔｅｒ．２０１４，６３，７３３）は、チョウジ油を含有するキトサン−酸化マグネシウム系ナノ複合体フィルムの溶液流延法による調製を報告している。Ｚｈｅｎｇ  ｅｔ  ａｌ．（Ｎａｎｃｈａｎｇ  Ｄａｘｕｅ  Ｘｕｅｂａｏ，Ｇｏｎｇｋｅｂａｎ  ２００７，２９，３１５；ＣＡ１５２：１２１９２４）は、Ｎａ２ＣＯ３及びＭｇＣｌ２から出発し、焼成してナノ粒子状ＭｇＯを得る、ナノ−ＭｇＯコーティングを作製するための沈殿法を開示している。
【０００４】
[0006]ナノ結晶セルロース（ＮＣＣ）は、高純度単結晶の形成をもたらす制御条件下で得られるセルロースの形態である。これらの結晶は、隣接する原子の結合力と同等の極めて高い機械的強度を示す。ＮＣＣは、アラミド繊維（Ｋｅｖｌａｒ）及び炭素繊維などの材料と同様の値であるヤング率約１００〜１５０ＧＰａ及び引張強さ約１０ＧＰａのほか、表面積約数百ｍ２／ｇを特徴とする。これらの性質によって、ＮＣＣは、多くの目的に関し魅力的な材料になっている。米国特許出願公開第２０１５／０００１７４３２号には、ナノ粒子が組み込まれているナノ結晶セルロースを含むコーティングの作製方法が開示されている。この方法は、コーティングが施用される物質表面が正に帯電していることを必要とし、その結果、コーティングは静電相互作用によって定位置に保持され、ナノ粒子はＮＣＣ層と物質表面の間に配置される。
【０００５】
[0007]ＷＯ２０１７／１９９２５２号には、吸湿性のような性質を、１以上の吸湿性材料、ＯＨ基を３個以上含有する有機化合物などＯＨに富む材料、及び架橋剤の添加により調整することができる変性ＮＣＣフィルムが開示されている。
【０００６】
[0008]当業者であれば理解するように、粒子を保持するためのマトリックスとして機能する材料フィルムの表面領域中又は表面領域上で、ナノ粒子又はマイクロ粒子などの粒子の位置を制御することは容易ではない。多くの場合、表面領域上方での粒子の既定又は部分的な暴露を確実にするために、材料フィルムの厚さを制限しなければならず、又は粒子の濃度を増大させて粒子をフィルム表面に押しつけなければならない。少なくとも部分的な暴露を確実にするために他の方法を利用することも可能であるが、フィルムは、再現性、粒子の分布、及び均質性に限界があることが見出されている。
【０００７】
[0009]表面活性が活性官能基の表面密度に親密に依存する場合、すなわち、抗菌性表面の場合のように表面官能基の増加に伴い活性が増大する場合、及びそのような官能基の表面暴露がとりわけ処理条件及び材料の選択に依存する場合、少なくともいくつかの処理条件の影響又は該条件への依存を最小限に抑え、これにより処理に依存しない活性を達成することが、技術的に必要になる。
【０００８】
[0010]活性構成成分としてＭｇＯを組み込む当該技術分野で公知の抗菌性コーティングの調製方法はすべて、限定的な使用範囲、又は費用、又は調製の難しさという大きな問題を有する。したがって、強くて安定な抗菌性コーティングの簡単な一般的生産方法は、長年にわたり切実に、しかし未だに満たされずに、必要とされ続けている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許第９３１５９３７号
【特許文献２】米国特許出願公開第２０１５／０００１７４３２号
【特許文献３】ＷＯ２０１７／１９９２５２号
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】Ｉｎｔ．Ｊ．Ｐｏｌｙｍ．Ｍａｔｅｒ．Ｐｏｌｙｍ．Ｂｉｏｍａｔｅｒ．２０１４，６３，７３３
【非特許文献２】Ｎａｎｃｈａｎｇ  Ｄａｘｕｅ  Ｘｕｅｂａｏ，Ｇｏｎｇｋｅｂａｎ  ２００７，２９，３１５；ＣＡ１５２：１２１９２４
【発明の概要】
【００１１】
[0011]本発明は、この必要性を満たすように設計されている。本明細書中で開示する発明の発明者らは、抗菌性を有することが知られている物質である酸化マグネシウム（ＭｇＯ）及び／又は水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）２）のマトリックス材料粒子としてＮＣＣを含む、類のない革新的な抗菌性フィルムを開発した。本発明者らは、ポリエチレンなどのポリマーからマトリックスが作製されているＭｇＯフィルムでは、顕著な抗菌活性が観察されない（すなわち、微生物集団の顕著な減少又は微生物集団の成長速度の低下がない）ことを見出した。対照的に、マトリックスがＮＣＣを含むＭｇＯフィルムは顕著な抗菌活性を示すだけでなく、該フィルムは、処理方法及び処理条件に左右されることなく、抗菌性を維持する。いくつかの態様では、フィルムは、抗菌性粒子がマトリックス材料に埋め込まれているか、該材料内に含有されているか、又は該材料によりコーティングされていて、フィルム表面における抗菌性材料の直接的暴露が限定的であるかそのような暴露がない場合であっても、抗菌活性を保持する。いくつかの態様では、フィルムは、ＯＨに富む材料を含有しない。いくつかの態様では、フィルムは架橋剤を含有しない。
【００１２】
[0012]本発明の発明者らは、ＭｇＯ又はＭｇ（ＯＨ）２及びナノ結晶セルロースを含むかこれらから成る抗菌性フィルムは、多種多様な基材に施用することができ、これらのフィルムを施用するための単一の一般的な方法を、これら多様な基材のすべてをコーティングするために用いることができることを発見した。基材と、ナノ結晶セルロース並びにＭｇＯ及び／又はＭｇ（ＯＨ）２を含む抗菌性コーティングとを含むか、これらから成る抗菌性物品の改善された生産方法、例えば、ナノ結晶セルロース並びにＭｇＯ及び／又はＭｇ（ＯＨ）２を含む抗菌性コーティングが少なくとも１つの表面上に分散している基材を含む抗菌性物品、並びに本発明の物品に微生物集団を暴露することによる微生物集団の制御方法を開示する。
【００１３】
[0013]したがって、本発明の目的は、上側表面及び下側表面を特徴とするフィルムを含むか該フィルムから成る抗菌性化学トラップであって、前記フィルムは、（ａ）ナノ結晶セルロース（ＮＣＣ）を含む抗菌層と、（ｂ）ＭｇＯ、Ｍｇ（ＯＨ）２、それらの混合物、及びそれらの組合せから成る群より選択される抗菌物質粒子とを含むか、それらから成り、前記粒子は、少なくとも部分的に前記フィルム内に埋め込まれている、前記抗菌性化学トラップを開示することである。本発明の目的は、上側表面及び下側表面を特徴とする抗菌性フィルムであって、前記フィルムは、（ａ）ナノ結晶セルロース（ＮＣＣ）を含む抗菌層と、（ｂ）ＭｇＯ、Ｍｇ（ＯＨ）２、それらの混合物、及びそれらの組合せから成る群より選択される抗菌物質粒子とを含むか、それらから成り、前記粒子は、少なくとも部分的に前記フィルム内に埋め込まれている、前記フィルムを開示することである。本発明のいくつかの好ましい態様では、それは、非毒性でない物質を含まない。本発明のいくつかの好ましい態様では、それは、ＯＨに富む材料を含まない。本発明のいくつかの好ましい態様では、それは、架橋性試薬又は触媒又は架橋反応生成物を含まない。
【００１４】
[0014]本発明の他の目的は、上記のいずれかで定義したような抗菌性化学トラップ又はフィルムであって、前記抗菌物質粒子が少なくとも部分的にＮＣＣでコーティングされているものを開示することである。
【００１５】
[0015]本発明の他の目的は、上記で定義した抗菌性化学トラップ又はフィルムであって、前記抗菌物質粒子が少なくとも部分的に前記上側表面に露出しているものを開示することである。
【００１６】
[0016]本発明の他の目的は、上記のいずれかで定義したような抗菌性化学トラップ又はフィルムであって、前記抗菌物質粒子が少なくとも部分的にＮＣＣでコーティングされているものを開示することである。
【００１７】
[0017]本発明の他の目的は、上記で定義した抗菌性化学トラップ又はフィルムであって、前記粒子の少なくとも一部が、前記上側表面に接触する微生物が前記粒子に接触するように配置されているものを開示することである。
【００１８】
[0018]本発明の他の目的は、上記のいずれかで定義したような抗菌性化学トラップ又はフィルムであって、前記抗菌物質粒子が少なくとも部分的にＮＣＣでコーティングされているものを開示することである。
【００１９】
[0019]本発明の他の目的は、上記で定義した抗菌性化学トラップ又はフィルムであって、前記フィルムが０．５μｍ〜１０μｍの厚さを特徴とするものを開示することである。
[0020]本発明の他の目的は、上記のいずれかで定義したような抗菌性化学トラップ又はフィルムであって、前記抗菌物質粒子が少なくとも部分的にＮＣＣでコーティングされているものを開示することである。
【００２０】
[0021]本発明の他の目的は、上記で定義した抗菌性化学トラップ又はフィルムであって、前記抗菌物質が、ナノ粒子、マイクロ粒子、それらの混合物、及びそれらの組合せから成る群より選択される粒子を含むものを開示することである。
【００２１】
[0022]本発明の他の目的は、上記のいずれかで定義したような抗菌性化学トラップ又はフィルムであって、前記抗菌物質粒子が少なくとも部分的にＮＣＣでコーティングされているものを開示することである。
【００２２】
[0023]本発明の他の目的は、上記のいずれかで定義したような抗菌性化学トラップ又はフィルムであって、前記抗菌物質が、０．５μｍ〜１０μｍのメジアン径を特徴とする粒子を含むものを開示することである。
【００２３】
[0024]本発明の他の目的は、上記のいずれかで定義したような抗菌性化学トラップ又はフィルムであって、前記フィルムが少なくとも１種の添加剤を含むものを開示することである。本発明のいくつかの態様では、前記添加剤は、ポリマー、可塑剤、着色剤、酸化防止剤、防腐剤、及び不活性充填剤から成る群より選択される。
【００２４】
[0025]本発明の他の目的は、上記のいずれかで定義したような抗菌性化学トラップ又はフィルムであって、前記下側表面と接触しているＮＣＣ層を含み、前記ＮＣＣ層が、ＮＣＣを含むがＭｇＯ又はＭｇ（ＯＨ）２を含まないものを開示することである。本発明のいくつかの態様では、前記ＮＣＣ層は少なくとも１種の添加剤を含む。本発明のいくつかの好ましい態様では、前記少なくとも１種の添加剤は、ポリマー、可塑剤、着色剤、酸化防止剤、防腐剤、及び不活性充填剤から成る群より選択される。
【００２５】
[0026]本発明の他の目的は、上記のいずれかで定義したような抗菌性化学トラップ又はフィルムであって、前記上側表面と接触している薄い上側ＮＣＣ層を含み、前記薄い上側ＮＣＣ層が、ＮＣＣを含むがＭｇＯ又はＭｇ（ＯＨ）２を含まないものを開示することである。
【００２６】
[0027]本発明の他の目的は、上記のいずれかで定義したような抗菌性化学トラップ又はフィルムであって、前記フィルムが１重量％〜５０重量％の前記抗菌物質を含むものを開示することである。本発明のいくつかの好ましい態様では、前記フィルムは１０重量％〜４０重量％の前記抗菌物質を含む。本発明のいくつかの好ましい態様では、前記フィルムは１０重量％〜２０重量％の前記抗菌物質を含む。本発明のいくつかの好ましい態様では、前記フィルムは２０重量％〜４０重量％の前記抗菌物質を含む。
【００２７】
[0028]いくつかの態様では、ＮＣＣは、少なくとも長さ約１００ｎｍであるように選択された多様な起源のセルロースから粒子として（例えばフィブリル、又は他の場合は結晶質材料として）生産されたセルロースナノ材料を含む。他の態様では、粒子は長さ約１０００μｍ以下である。他の態様では、ナノ粒子は長さ約１００ｎｍ〜１０００μｍ、長さ約１００ｎｍ〜９００μｍ、長さ約１００ｎｍ〜６００μｍ、又は長さ約１００ｎｍ〜５００μｍである。いくつかの態様では、ＮＣＣナノ粒子は長さ約１００ｎｍ〜１０００ｎｍ、長さ約１００ｎｍ〜９００ｎｍ、長さ約１００ｎｍ〜８００ｎｍ、長さ約１００ｎｍ〜６００ｎｍ、長さ約１００ｎｍ〜５００ｎｍ、長さ約１００ｎｍ〜４００ｎｍ、長さ約１００ｎｍ〜３００ｎｍ、又は長さ約１００ｎｍ〜２００ｎｍである。
【００２８】
[0029]本明細書中に開示するフィルムは、典型的には、基材材料若しくは物品の表面領域上、又は基材若しくは物品とフィルムの表面間に配置される少なくとも１つの予め形成された材料層上に直接形成される、透明な非毒性材料コートである。フィルムの厚さは、とりわけ、施用方法、フィルム組成、抗菌物質の濃度、及び使用する物品に依存することができる任意の望ましい性質に合うように調整することができる。典型的には、フィルムの厚さは０．５μｍ〜１０μｍである。いくつかの態様では、厚さは０．５μｍ〜１μｍ、０．５μｍ〜２μｍ、０．５μｍ〜３μｍ、０．５μｍ〜４μｍ、０．５μｍ〜５μｍ、０．５μｍ〜６μｍ、０．５μｍ〜７μｍ、０．５μｍ〜８μｍ、０．５μｍ〜９μｍ、１μｍ〜１０μｍ、２μｍ〜１０μｍ、３μｍ〜１０μｍ、４μｍ〜１０μｍ、５μｍ〜１０μｍ、６μｍ〜１０μｍ、７μｍ〜１０μｍ、８μｍ〜１０μｍ、又は９μｍ〜１０μｍである。
【００２９】
[0030]マトリックス材料中の抗菌物質（ＭｇＯ又はＭｇ（ＯＨ）２）の濃度も、さまざまであることができる。いくつかの態様では、フィルムは、１％〜５０％（重量／重量）の抗菌物質を含む。いくつかの態様では、フィルムは、１％〜４５％、１％〜４０％、１％〜３５％、１％〜３０％、１％〜２５％、１％〜２０％、１％〜１５％、１％〜１０％、１％〜５％、５％〜５０％、１０％〜５０％、１５％〜５０％、２０％〜５０％、２５％〜５０％、３０％〜５０％、３５％〜５０％、４０％〜５０％、４５％〜５０％、１０％〜４５％、１０％〜４０％、１０％〜３５％、１０％〜３０％、１０％〜２５％、１０％〜２０％又は１０％〜１５％の抗菌物質を含む（重量／重量）。
【００３０】
[0031]本発明のいくつかの態様では、抗菌物質（ＭｇＯ及び／又はＭｇ（ＯＨ）２）はナノ粒子の形態で存在する。本発明のいくつかの態様では、ナノ粒子は、１〜１０ｎｍ、１０〜２０ｎｍ、２０〜３０ｎｍ、３０〜４０ｎｍ、４０〜５０ｎｍ、５０〜６０ｎｍ、６０〜７０ｎｍ、７０〜８０ｎｍ、８０〜９０ｎｍ、９０〜１００ｎｍ、１００〜１５０ｎｍ、１５０〜２００ｎｍ、２５０〜３００ｎｍ、３００〜３５０ｎｍ、３５０〜４００ｎｍ、４００〜４５０ｎｍ、４５０〜５００ｎｍ、５５０〜６００ｎｍ、６００〜６５０ｎｍ、６５０〜７００ｎｍ、７００〜７５０ｎｍ、７５０〜８００ｎｍ、８００〜８５０ｎｍ、８５０〜９００ｎｍ、９００〜９５０ｎｍ、又は９５０〜９９９ｎｍの寸法を特徴とする。
【００３１】
[0032]本発明のいくつかの態様では、抗菌物質（ＭｇＯ及び／又はＭｇ（ＯＨ）２）はマイクロ粒子の形態で存在する。いくつかの態様では、マイクロ粒子は、１〜１０μｍ、１０〜２０μｍ、２０〜３０μｍ、３０〜４０μｍ、４０〜５０μｍ、５０〜６０μｍ、６０〜７０μｍ、７０〜８０μｍ、８０〜９０μｍ、９０〜１００μｍ、１００〜１５０μｍ、１５０〜２００μｍ、２５０〜３００μｍ、３００〜３５０μｍ、３５０〜４００μｍ、４００〜４５０μｍ、又は４５０〜５００μｍの寸法を特徴とする。
【００３２】
[0033]本発明のいくつかの態様では、抗菌物質（ＭｇＯ及び／又はＭｇ（ＯＨ）２）は、ナノ粒子とマイクロ粒子の混合物及び／又は組合せの形態で存在する。いくつかの態様では、混合物及び／又は組合せは、上記態様の１以上から選択されるサイズのナノ粒子と、上記態様の１以上から選択されるサイズのマイクロ粒子を包含する。
【００３３】
[0034]いくつかの態様では、抗菌物質は、少なくとも１つの粒子又は材料集団の混合物を含む。非制限的で例示的な例として、抗菌物質は、異なるサイズの粒子の混合物、ＭｇＯ粒子とＭｇ（ＯＨ）２粒子の混合物、ＭｇＯ粒子及びＭｇ（ＯＨ）２粒子のサイズ及び／又はサイズ分布が異なるＭｇＯ粒子とＭｇ（ＯＨ）２粒子の混合物、などを含むことができる。
【００３４】
[0035]本発明の他の目的は、抗菌性物品の生産方法を開示することであり、該方法は：（ａ）基材上に第１の懸濁液を分散させ、ここで、前記第１の懸濁液は、ナノ結晶セルロース（ＮＣＣ）と、ＭｇＯ、Ｍｇ（ＯＨ）２、それらの混合物、及びそれらの組合せから成る群より選択される物質とを含み、これにより、上側表面及び下側表面を含む抗菌層を生産し、前記抗菌物質は、少なくとも部分的に前記抗菌層内に埋め込まれており；そして、前記抗菌層を乾燥させる、ことを含むか又はそれらから成る。本発明の好ましい態様では、該方法は、架橋又は架橋剤の使用が関与する段階を包含しない。本発明の好ましい態様では、前記第１の懸濁液は、ＯＨに富む材料を包含しない。本発明の好ましい態様では、前記第１の懸濁液は、非毒性でない成分を包含しない。
【００３５】
[0036]本発明の他の目的は、前記第１の懸濁液が少なくとも１種の添加剤を含むような抗菌性物品の生産方法を開示することである。本発明のいくつかの好ましい態様では、前記添加剤は、ポリマー、可塑剤、着色剤、酸化防止剤、防腐剤、及び不活性充填剤から成る群より選択される。
【００３６】
[0037]本発明の他の目的は、抗菌性物品の生産方法を開示することであり、該方法は：（ａ）ナノ結晶セルロース（ＮＣＣ）を含むがＭｇＯ又はＭｇ（ＯＨ）２を含まない第２の懸濁液を前記基材上に分散させ、これによりＮＣＣ層を生産し；そして、（ｂ）前記ＮＣＣ層を乾燥させる、ことを追加的に含み、ここで、前記第１の懸濁液を分散させる段階は、前記第１の懸濁液を前記ＮＣＣ層上に分散させることを含む。本発明のいくつかの好ましい態様では、前記第１の懸濁液及び前記第２の懸濁液の少なくとも一方は、少なくとも１種の添加剤を含む。本発明のいくつかの好ましい態様では、前記添加剤は、ポリマー、可塑剤、着色剤、酸化防止剤、防腐剤、及び不活性充填剤から成る群より選択される。本発明のいくつかの態様では、前記第１の懸濁液を分散させる段階は、前記ＮＣＣ層の乾燥段階に続いて実施される。本発明のいくつかの好ましい態様では、前記第１の懸濁液及び前記第２の懸濁液の少なくとも一方は、０．１％〜３％（重量／体積）のＮＣＣを含む。本発明のいくつかの好ましい態様では、前記第１の懸濁液及び前記第２の懸濁液はそれぞれ、０．１％〜１５％（重量／体積）のＮＣＣを含む。本発明のいくつかの好ましい態様では、前記第１の懸濁液及び前記第２の懸濁液はそれぞれ、０．１％〜６％（重量／体積）のＮＣＣを含む。該方法が第２の懸濁液の使用を包含する本発明のいくつかの好ましい態様では、該方法は、前記第２の懸濁液を分散させる段階の前に、前記基材を前処理することを含む。いくつかの好ましい態様では、前記第２の懸濁液は、非毒性でない物質を包含しない。いくつかの好ましい態様では、前記第２の懸濁液は、ＯＨに富む材料を包含しない。
【００３７】
[0038]本発明の他の目的は、上記のいずれかで定義したような抗菌性物品の生産方法であって、薄い上側ＮＣＣ層を前記上側表面上に分散させることを含み、前記薄い上側ＮＣＣ層は、ＮＣＣを含むがＭｇＯ又はＭｇ（ＯＨ）２を含まない、前記方法を開示することである。
【００３８】
[0039]本発明の他の目的は、上記のいずれかで定義したような抗菌性物品の生産方法であって、前記基材がカチオン性でない方法を開示することである。
[0040]本発明の他の目的は、上記のいずれかで定義したような抗菌性物品の生産方法であって、前記抗菌物質がナノ粒子の形態である方法を開示することである。
【００３９】
[0041]本発明の他の目的は、上記のいずれかで定義したような抗菌性物品の生産方法であって、前記抗菌物質がマイクロ粒子の形態である方法を開示することである。
[0042]本発明の他の目的は、上記のいずれかで定義したような抗菌性物品の生産方法であって、前記抗菌物質がナノ粒子とマイクロ粒子の混合物又は組合せの形態である方法を開示することである。
【００４０】
[0043]本発明の他の目的は、上記のいずれかで定義したような抗菌性物品の生産方法であって、前記抗菌物質が粉末の形態である方法を開示することである。本発明のいくつかの好ましい態様では、前記抗菌物質は、ナノ粒子、マイクロ粒子、それらの混合物、及びそれらの組合せから成る群より選択される粒子を含む粉末の形態である。
【００４１】
[0044]本発明の他の目的は、上記のいずれかで定義したような抗菌性物品の生産方法であって、ＭｇＯ及びＭｇ（ＯＨ）２から成る群より選択される前記物質が１〜１０μｍのメジアン径を有する粒子を含む方法を開示することである。
【００４２】
[0045]本発明の他の目的は、上記のいずれかで定義したような抗菌性物品の生産方法であって、前記第１の懸濁液が０．１％〜１５％（重量／体積）のＮＣＣを含む方法を開示することである。
【００４３】
[0046]本発明の他の目的は、上記のいずれかで定義したような抗菌性物品の生産方法であって、前記第１の懸濁液が前記抗菌物質及びＮＣＣを１：１００〜５０：１００（重量／重量）の比で含む方法を開示することである。本発明のいくつかの好ましい態様では、前記第１の懸濁液は、前記抗菌物質及びＮＣＣを１０：１００〜４０：１００（重量／重量）の比で含む。本発明のいくつかの好ましい態様では、前記第１の懸濁液は、前記抗菌物質及びＮＣＣを１０：１００〜２０：１００（重量／重量）の比で含む。本発明のいくつかの好ましい態様では、前記第１の懸濁液は、前記抗菌物質及びＮＣＣを２０：１００〜４０：１００（重量／重量）の比で含む。
【００４４】
[0047]本発明の他の目的は、上記のいずれかで定義したような抗菌性物品の生産方法であって、前記第１の懸濁液が１％〜２％（重量／体積）のＮＣＣを含み、前記抗菌物質及び前記ＮＣＣが１０：１００〜２０：１００（重量／重量）の比にある方法を開示することである。
【００４５】
[0048]本発明の他の目的は、上記のいずれかで定義したような抗菌性物品の生産方法であって、前記第１の懸濁液を分散させる段階の前に、前記基材を前処理することを含む方法を開示することである。
【００４６】
[0049]本発明の他の目的は、上記のいずれかで定義したような抗菌性物品の生産方法であって、前記抗菌物質が前記抗菌層と前記基材との間にない方法を開示することである。
[0050]本発明の他の目的は、上記のいずれかで定義したような抗菌性物品の生産方法であって、前記基材が、ガラス、ポリマー、ハイブリッド材料、生体材料、誘電材料、繊維、紙、板紙、金属表面、セメント、コンクリート、プラスター、木材、食品表面、及び上記の任意の組合せから成る群より選択される方法を開示することである。
【００４７】
[0051]本発明の他の目的は、上記のいずれかで定義したような抗菌性物品の生産方法であって、前記分散段階が、厚さ０．５〜１０μｍの抗菌層が生じるように前記第１の懸濁液を分散させることを含む方法を開示することである。方法が第２の懸濁液の使用を包含する本発明のいくつかの好ましい態様では、前記分散段階は、厚さ０．５〜１０μｍのＮＣＣ層が生じるように前記第２の懸濁液を分散させることを含む。
【００４８】
[0052]本発明の他の目的は、基材への抗菌性コーティングの施用方法を開示することであり、該方法は：（ａ）前記基材上に第１の懸濁液を分散させ、ここで、前記第１の懸濁液は、ナノ結晶セルロース（ＮＣＣ）と、ＭｇＯ及びＭｇ（ＯＨ）２から成る群より選択される物質とを含み、これにより、抗菌層を生産し；そして、（ｂ）前記抗菌層を乾燥させる、ことを含む。本発明の好ましい態様では、前記第１の懸濁液は、ＯＨに富む材料を包含しない。本発明の好ましい態様では、該方法は、架橋段階を包含しない。本発明のいくつかの態様では、前記第１の懸濁液は少なくとも１種の添加剤を含む。本発明のいくつかの態様では、前記添加剤は、ポリマー、可塑剤、着色剤、酸化防止剤、防腐剤、及び不活性充填剤から成る群より選択される。
【００４９】
[0053]本発明の他の目的は、基材への抗菌性コーティングの施用方法を開示することであり、該方法は、前記分散段階の前に：（ａ）ＮＣＣを含む第２の懸濁液を前記基材上に分散させ、これによりＮＣＣ層を生産し；そして、（ｂ）前記ＮＣＣ層を乾燥させる、ことが行われる。本発明のいくつかの好ましい態様では、該方法は、前記第２の懸濁液を前記基材上に分散させる段階の前に、基材を前処理する段階を含む。本発明のいくつかの好ましい態様では、前記第２の懸濁液を分散させる段階は、厚さ０．５〜１０μｍのＮＣＣ層が生じるように前記第２の懸濁液を分散させることを含む。本発明のいくつかの態様では、前記第２の懸濁液は少なくとも１種の添加剤を含む。本発明のいくつかの態様では、前記少なくとも１種の添加剤は、ポリマー、可塑剤、着色剤、酸化防止剤、防腐剤、及び不活性充填剤から成る群より選択される。
【００５０】
[0054]本発明の他の目的は、上記のいずれかで定義したような基材への抗菌性コーティングの施用方法であって、前記基材がカチオン性でない方法を開示することである。
[0055]本発明の他の目的は、上記のいずれかで定義したような基材への抗菌性コーティングの施用方法であって、ＭｇＯ及びＭｇ（ＯＨ）２から成る群より選択される前記基材が粉末の形態である方法を開示することである。本発明のいくつかの好ましい態様では、ＭｇＯ及びＭｇ（ＯＨ）２から成る群より選択される前記基材は、ナノ粒子及びマイクロ粒子から成る群より選択される粒子を含む粉末の形態である。
【００５１】
[0056]本発明の他の目的は、上記のいずれかで定義したような基材への抗菌性コーティングの施用方法であって、前記第１の懸濁液が０．１％〜３％（重量／体積）のＮＣＣを含む方法を開示することである。第２の懸濁液を分散させることを包含する方法の態様のいくつかの好ましい態様では、前記第１の懸濁液及び前記第２の懸濁液はそれぞれ、０．１％〜３％（重量／体積）のＮＣＣを含む。
【００５２】
[0057]本発明の他の目的は、上記のいずれかで定義したような基材への抗菌性コーティングの施用方法であって、前記第１の懸濁液が、前記物質及びＮＣＣを１：１００〜５０：１００（重量／重量）の比で含む方法を開示することである。該方法のいくつかの好ましい態様では、前記第１の懸濁液は、前記物質及びＮＣＣを１０：１００〜４０：１００（重量／重量）の比で含む。該方法のいくつかの好ましい態様では、前記第１の懸濁液は、前記物質及びＮＣＣを１０：１００〜２０：１００（重量／重量）の比で含む。該方法のいくつかの好ましい態様では、前記第１の懸濁液は、前記物質及びＮＣＣを２０：１００〜４０：１００（重量／重量）の比で含む。
【００５３】
[0058]本発明の他の目的は、上記のいずれかで定義したような基材への抗菌性コーティングの施用方法であって、前記第１の懸濁液を分散させる段階の前に、前記基材を前処理することを含む方法を開示することである。
【００５４】
[0059]本発明の他の目的は、上記のいずれかで定義したような基材への抗菌性コーティングの施用方法であって、前記基材が、ガラス、ポリマー、ハイブリッド材料、生体材料、誘電材料、繊維、紙、板紙、金属表面、セメント、コンクリート、プラスター、木材、食品表面、及び上記の任意の組合せから成る群より選択される方法を開示することである。
【００５５】
[0060]本発明の他の目的は、上記のいずれかで定義したような基材への抗菌性コーティングの施用方法であって、前記分散段階が、厚さ０．５〜１０μｍの抗菌層が生じるように前記第１の懸濁液を分散させることを含む方法を開示することである。
【００５６】
[0061]本発明の他の目的は、基材への抗菌性化学トラップの施用方法を開示することであり、該方法は：前記基材上に第１の懸濁液を分散させ、ここで、前記第１の懸濁液は、ナノ結晶セルロース（ＮＣＣ）と、ＭｇＯ、Ｍｇ（ＯＨ）２、それらの混合物、及びそれらの組合せから成る群より選択される抗菌物質とを含むか又はこれらから成り、これにより、抗菌層を含む抗菌性化学トラップを生産し；そして、前記抗菌層を乾燥させる、ことを含む。本発明の好ましい態様では、該方法は、架橋を含む段階を包含しない。本発明の好ましい態様では、前記第１の懸濁液は、ＯＨに富む材料を含まない。本発明の好ましい態様では、前記第１の懸濁液は、非毒性でない成分を含まない。
【００５７】
[0062]本発明の他の目的は、基材への抗菌性化学トラップの施用方法を開示することであり、該方法は、前記分散段階の前に：前記基材上に、ＮＣＣを含むがＭｇＯ又はＭｇ（ＯＨ）２を含まない第２の懸濁液を分散させ、これによりＮＣＣ層を生産し；そして、前記ＮＣＣ層を乾燥させる、ことが行われる。いくつかの好ましい態様では、前記第１の懸濁液及び前記第２の懸濁液の少なくとも一方は、０．１％〜３％（重量／体積）のＮＣＣを含む。
【００５８】
[0063]本発明の他の目的は、上記のいずれかで定義したような基材への抗菌性化学トラップの施用方法であって、前記抗菌物質が、ナノ粒子、マイクロ粒子、それらの混合物、及びそれらの組合せから成る群より選択される形態である方法を開示することである。本発明のいくつかの好ましい態様では、前記抗菌物質は、０．５μｍ〜１０μｍのメジアン径を有する粒子を含むか又はそれらから成る。
【００５９】
[0064]本発明の他の目的は、上記のいずれかで定義したような基材への抗菌性化学トラップの施用方法であって、前記第１の懸濁液が少なくとも１種の添加剤を含む方法を開示することである。本発明のいくつかの好ましい態様では、前記添加剤は、ポリマー、可塑剤、着色剤、酸化防止剤、防腐剤、及び不活性充填剤から成る群より選択される。方法が第２の懸濁液の使用を含む本発明のいくつかの態様では、前記第１の懸濁液及び前記第２の懸濁液の少なくとも一方は、少なくとも１種の添加剤を含む。方法が第２の懸濁液の使用を含む本発明のいくつかの態様では、前記第１の懸濁液及び前記第２の懸濁液の少なくとも一方は、ポリマー、可塑剤、着色剤、酸化防止剤、防腐剤、及び不活性充填剤から成る群より選択される少なくとも１種の添加剤を含む。
【００６０】
[0065]本発明の他の目的は、上記のいずれかで定義したような基材への抗菌性化学トラップの施用方法であって、前記基材がカチオン性でない方法を開示することである。
[0066]本発明の他の目的は、上記のいずれかで定義したような基材への抗菌性化学トラップの施用方法であって、前記第１の懸濁液が０．１％〜１５％（重量／体積）のＮＣＣを含む方法を開示することである。本発明のいくつかの好ましい態様では、前記第１の懸濁液は０．１％〜６％（重量／体積）のＮＣＣを含む。本発明のいくつかの好ましい態様では、前記第１の懸濁液は０．１％〜３％（重量／体積）のＮＣＣを含む。
【００６１】
[0067]本発明の他の目的は、上記のいずれかで定義したような基材への抗菌性化学トラップの施用方法であって、前記第１の懸濁液が、前記抗菌物質及びＮＣＣを１：１００〜５０：１００（重量／重量）の比で含む方法を開示することである。いくつかの好ましい態様では、前記第１の懸濁液は、前記抗菌物質及びＮＣＣを１０：１００〜４０：１００（重量／重量）の比で含む。いくつかの好ましい態様では、前記第１の懸濁液は、前記抗菌物質及びＮＣＣを１０：１００〜２０：１００（重量／重量）の比で含む。いくつかの好ましい態様では、前記第１の懸濁液は、前記抗菌物質及びＮＣＣを２０：１００〜４０：１００（重量／重量）の比で含む。いくつかの特に好ましい態様では、前記第１の懸濁液は１％〜２％（重量／体積）のＮＣＣを含み、前記物質及び前記ＮＣＣを１０：１００〜２０：１００（重量／重量）の比で含む。
【００６２】
[0068]本発明の他の目的は、上記のいずれかで定義したような基材への抗菌性化学トラップの施用方法であって、前記第１の懸濁液を分散させる段階の前に、前記基材を前処理することを含む方法を開示することである。
【００６３】
[0069]本発明の他の目的は、上記のいずれかで定義したような基材への抗菌性化学トラップの施用方法であって、前記基材が、ガラス、ポリマー、ハイブリッド材料、生体材料、誘電材料、繊維、紙、板紙、金属表面、セメント、コンクリート、プラスター、木材、食品表面、及び上記の任意の組合せから成る群より選択される方法を開示することである。
【００６４】
[0070]本発明の他の目的は、上記のいずれかで定義したような基材への抗菌性化学トラップの施用方法であって、前記分散段階が、厚さ０．５〜１０μｍの抗菌層が生じるように前記第１の懸濁液を分散させることを含む方法を開示することである。
【００６５】
[0071]本発明の他の目的は、上記のいずれかで定義したような基材への抗菌性化学トラップの施用方法であって、前記方法が、前記抗菌物質を前記抗菌層と前記基材との間に分散させる段階を包含しない方法を開示することである。
【００６６】
[0072]本発明の他の目的は、抗菌性コーティングを含む物品を開示することであり、前記物品は：（ａ）基材；及び（ｂ）上側表面及び下側表面を特徴とする抗菌層を含むか又は該層から成るフィルムを含む抗菌性化学トラップ、を含み、ここで、前記抗菌性化学トラップは、ナノ結晶セルロース（ＮＣＣ）と、ＭｇＯ、Ｍｇ（ＯＨ）２、それらの混合物、及びそれらの組合せから成る群より選択され、前記フィルム内に埋め込まれている抗菌物質とを含み、前記フィルムは、前記下側表面が前記基材と接触するように前記基材の少なくとも１つの表面上に配置されている。本発明の好ましい態様では、前記抗菌性コーティングは、ＯＨに富む材料を含まない。本発明の好ましい態様では、前記抗菌性コーティングは、架橋剤又は触媒又は架橋反応生成物である物質を含まない。本発明の好ましい態様では、前記抗菌性コーティングは、非毒性でない成分を含まない。
【００６７】
[0073]本発明の他の目的は、抗菌性コーティングを含む物品であって、前記抗菌層が少なくとも１種の添加剤を含むような物品を開示することである。本発明の好ましい態様では、前記添加剤は、ポリマー、可塑剤、着色剤、酸化防止剤、防腐剤、及び不活性充填剤から成る群より選択される。
【００６８】
[0074]本発明の他の目的は、上記のいずれかで定義したような抗菌性コーティングを含む物品であって、前記抗菌性化学トラップは、前記基材と前記抗菌層との間に配置されていてＮＣＣを含むがＭｇＯ又はＭｇ（ＯＨ）２を含まないＮＣＣ層を含むものを開示することである。本発明のいくつかの好ましい態様では、前記ＮＣＣ層は、厚さ０．５μｍ〜１０μｍである。本発明のいくつかの態様では、前記ＮＣＣ層は少なくとも１種の添加剤を含む。本発明の好ましい態様では、前記ＮＣＣ層は、ポリマー、可塑剤、着色剤、酸化防止剤、防腐剤、及び不活性充填剤から成る群より選択される少なくとも１種の添加剤を含む。
【００６９】
[0075]本発明の他の目的は、上記のいずれかで定義したような抗菌性コーティングを含む物品であって、前記抗菌物質が、ナノ粒子、マイクロ粒子、それらの混合物、及びそれらの組合せから成る群より選択される形態であるものを開示することである。本発明のいくつかの好ましい態様では、前記抗菌物質は、０．５μｍ〜１０μｍのメジアン径を有する粒子を含むか又はそれらから成る。
【００７０】
[0076]本発明の他の目的は、上記のいずれかで定義したような抗菌性コーティングを含む物品であって、前記フィルムが１重量％〜５０重量％の前記抗菌物質を含むものを開示することである。本発明のいくつかの好ましい態様では、前記フィルムは１重量％〜１５重量％の前記抗菌物質を含む。本発明のいくつかの好ましい態様では、前記フィルムは１０重量％〜４０重量％の前記抗菌物質を含む。本発明のいくつかの好ましい態様では、前記フィルムは１０重量％〜２０重量％の前記抗菌物質を含む。本発明のいくつかの好ましい態様では、前記フィルムは２０重量％〜４０重量％の前記抗菌物質を含む。
【００７１】
[0077]本発明の他の目的は、上記のいずれかで定義したような抗菌性コーティングを含む物品であって、前記抗菌性化学トラップが、前記上側表面上に配置されていてＮＣＣを含むがＭｇＯ又はＭｇ（ＯＨ）２を含まない薄い上側ＮＣＣ層を含むものを開示することである。
【００７２】
[0078]本発明の他の目的は、上記のいずれかで定義したような抗菌性コーティングを含む物品であって、前記基材がカチオン性でないものを開示することである。
[0079]本発明の他の目的は、上記のいずれかで定義したような抗菌性コーティングを含む物品であって、前記基材が、ガラス、ポリマー、ハイブリッド材料、生体材料、誘電材料、繊維、紙、板紙、金属表面、セメント、コンクリート、プラスター、木材、食品表面、及び上記の任意の組合せから成る群より選択されるものを開示することである。
【００７３】
[0080]本発明の他の目的は、上記のいずれかで定義したような抗菌性コーティングを含む物品であって、前記基材が、前記表面と前記層との結び付きが誘導、容認、又は加速されるように前処理されている少なくとも１つの表面を含むものを開示することである。
【００７４】
[0081]本発明の他の目的は、上記のいずれかで定義したような抗菌性コーティングを含む物品であって、前記抗菌層が０．５μｍ〜１０μｍの厚さを特徴とするものを開示することである。
【００７５】
[0082]本発明の他の目的は、上記のいずれかで定義したような抗菌性コーティングを含む物品であって、上記のいずれかで定義したような抗菌性コーティングを用いて物品を生産する方法に従って生産されたものを開示することである。
【００７６】
[0083]本発明の他の目的は、上記のいずれかで定義したような抗菌性コーティングを含む物品であって、前記物品が、布、梱包材、容器、食品を包装及び収容するための製品、壁用コーティング、加工物表面用コーティング、棚用コーティング、及び調理台用コーティングから成る群より選択されるものを開示することである。
【００７７】
[0084]本発明の他の目的は、抗菌性コーティングによってコーティングされている基材を含む物品であって、前記抗菌性コーティングが、上記のいずれかで定義したような方法に従って前記基材に施用されているものを開示することである。
【００７８】
[0085]本発明の他の目的は、微生物集団の制御方法を開示することであり、前記方法は：上記のいずれかで定義したような抗菌性化学トラップ又はフィルムを得；そして、微生物の集団を前記抗菌性トラップの上側表面に暴露し、これにより、抗菌物質に起因する抗菌活性に前記微生物を暴露する、ことを含む。本発明のいくつかの態様では、前記方法は、大腸菌、黄色ブドウ球菌、緑膿菌、サルモネラ属菌、及びリステリア属菌から成る群より選択される少なくとも１つのタイプの微生物の集団を制御することを含む。
【００７９】
[0086]本発明の他の目的は、微生物集団の制御方法であって、上記のいずれかで定義したような物品の抗菌層又は抗菌性化学トラップに微生物の集団を暴露することを含む方法を開示することである。本発明の好ましい態様では、前記方法は、前記集団が既定量減少するまで前記集団を前記抗菌層に暴露することを含む。本発明のいくつかの態様では、前記抗菌層に前記微生物集団を暴露する段階は、前記集団が少なくとも２桁減少するまで前記微生物集団を前記抗菌層に暴露することを含む。本発明のいくつかの態様では、前記抗菌層に前記微生物集団を暴露する段階は、前記集団が少なくとも３桁減少するまで前記微生物集団を前記抗菌層に暴露することを含む。本発明のいくつかの態様では、前記抗菌層に前記微生物集団を暴露する段階は、前記集団が少なくとも４桁減少するまで前記微生物集団を前記抗菌層に暴露することを含む。本発明のいくつかの態様では、前記暴露段階は、大腸菌、黄色ブドウ球菌、緑膿菌、サルモネラ属菌、及びリステリア属菌から成る群より選択される少なくとも１つのタイプの微生物を含む集団を暴露することを含む。
【００８０】
[0087]本発明の他の目的は、微生物集団の制御方法を開示することであり、該方法は：基材上に第１の懸濁液を分散させ、ここで、前記第１の懸濁液は、ナノ結晶セルロース（ＮＣＣ）と、ＭｇＯ、Ｍｇ（ＯＨ）２、それらの混合物、及びそれらの組合せから成る群より選択される抗菌物質とを含み、これにより、上側表面及び下側表面を特徴とする抗菌層を生産し、前記抗菌物質は前記上側表面に十分近接して配置され、その結果、前記上側表面に対し作用する微生物が前記抗菌物質による抗菌活性に暴露され；前記抗菌層を乾燥させ；そして、前記抗菌層を、前記上側表面が微生物に接触可能な位置に置く、ことを含む。いくつかの態様では、該方法は：ナノ結晶セルロース（ＮＣＣ）を含むがＭｇＯ又はＭｇ（ＯＨ）２を含まない第２の懸濁液を前記基材上に分散させ、これによりＮＣＣ層を生産し；そして、前記ＮＣＣ層を乾燥させる、ことを追加的に含み、ここで、前記第１の懸濁液を分散させる段階は、前記第１の懸濁液を前記ＮＣＣ層上に分散させることを含む。該方法のいくつかの好ましい態様では、微生物集団を前記抗菌層に暴露することを含む。
【００８１】
[0088]本発明の他の目的は、微生物集団の制御方法であって、微生物集団を、上記のいずれかで定義したような物品の抗菌層に、前記集団が既定量減少するまで暴露することを含む方法を開示することである。
【００８２】
[0089]ここで、図面を参照して本発明を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】[0090]図１は、未変性ＮＣＣ表面のＳＥＭ写真を示す。
【図２】[0091]図２Ａ及び図２Ｂは、それぞれ、ＭｇＯ／ＮＣＣ表面の、ＳＥＭ写真及びＥＤＳ分析を示す。
【図３】[0092]図３Ａ及び図３Ｂは、それぞれ、ナノ粒子状ＭｇＯ／ＮＣＣ表面の、ＳＥＭ写真及びＥＤＳ分析を示す。
【図４】[0093]図４Ａ、図４Ｂ、及び図４Ｃは、それぞれ、メジアン径２．３６μｍのＭｇＯ粒子を含むＭｇＯ／ＮＣＣ表面のＳＥＭ写真及びＥＤＳ分析、並びに対照ＮＣＣ表面のＳＥＭ写真を示す。
【発明を実施するための形態】
【００８４】
好ましい態様の詳細な説明
[0094]以下の説明では、本発明のさまざまな観点を記載する。説明及び例示を目的とした具体的な詳細を記載して、本明細書に開示する本発明の完全な理解をもたらし、当業者がそれを作製及び使用するのを補助する。したがって、明細書及び実施例に提供される具体的な詳細は、本発明の範囲を制限するものとみなすべきではない。当業者には、本発明の根本的本質に影響はないが詳細が異なる本発明の他の態様が存在することは、明白であろう。本発明者らは、そのような態様はすべて本発明の範囲内にあるとみなす。さらに、要素の具体的な組合せの列挙は、限定を意図したものではない。本発明者らは、本明細書に開示する要素の自己矛盾しない任意の組合せは本発明の範囲内にあるとみなす。
【００８５】
[0095]特記しない限り、本明細書に列挙するあらゆる数値範囲は、包含的であり、すなわち、範囲の上限及び下限として与えられる値を包含することを理解する。
[0096]本明細書で用いる場合、「ＮＣＣ」及び「ＣＮＣ」という略語は、「ナノ結晶セルロース」という語句を表すために同義語として用いられる。
【００８６】
[0097]本明細書中で用いる場合、「ＭｇＯ／ＮＣＣ」という略語は、本明細書に開示する組成物、又は生成物のマグネシウム含有成分の正確な化学的性質にかかわらず、本明細書に開示する方法の生成物を表す。非限定的例として、本発明のいくつかの非限定的態様では、「ＭｇＯ／ＮＣＣ」であるとして記載される組成物は、以下で詳細に説明するように、ＭｇＯに加えて、又はＭｇＯの代わりに、Ｍｇ（ＯＨ）２を含有することができる。
【００８７】
[0098]本明細書で用いる場合、「抗菌性化学トラップ」という用語は、顕著な抗菌活性を示し、ポリマーマトリックス中又はポリマーマトリックス上に固定化されている抗菌物質粒子を含む材料を記載するために用いられる。
【００８８】
[0099]本明細書で用いる場合、「ＢＯＰＰ」という略語は、「２軸延伸ポリプロピレン」という語句を表す。
[0100]本明細書で用いる場合、「ＯＨに富む」という用語は、３個以上の−ＯＨ基を有する有機化合物を表すために用いられる。
【００８９】
[0101]本明細書で用いる場合、「ナノ粒子」という用語は、少なくとも１ｎｍかつ１０００ｎｍ未満の寸法を有する粒子を表し、「寸法」は、球状粒子の場合は直径、非球状粒子の場合は有効径を表す。
【００９０】
[0102]本明細書で用いる場合、「マイクロ粒子」という用語は、１μｍ〜１０００μｍの寸法を有する粒子を表し、「寸法」は、球状粒子の場合は直径、非球状粒子の場合は有効径を表す。
【００９１】
[0103]本明細書で用いる場合、粒子状材料がマトリックスに「埋め込まれている」場合、「埋め込まれている」という用語は、粒子が、少なくとも部分的に、マトリックス内に固定化されるのに十分なマトリックス表面下方にあることを記載するために用いられる。この定義では、「埋め込まれた」粒子は完全にマトリックス内にあるか、又は部分的にマトリックス内にあり、部分的にマトリックス表面上方にあることができる。
【００９２】
[0104]本明細書で用いる場合、「非毒性」という用語は、摂取又は皮膚接触でのＬＤ５０が１ｇ／体重１ｋｇを超えると報告されている物質を表すために用いられる。
[0105]本明細書に開示する本発明は、抗菌性コーティング又はフィルムの改善された調製方法；抗菌性コーティングによってコーティングされている基材を含む抗菌性物品の改善された調製方法；さまざまな基材のためのコーティングとして用いることができる新規抗菌性フィルム；新規抗菌性フィルムを含む「化学トラップ」；抗菌性コーティングが上部に施用されている基材を含む抗菌性物品；及び、微生物集団の制御方法を提供する。すべての場合において、抗菌性コーティングは、活性構成成分として、ＭｇＯ、Ｍｇ（ＯＨ）２、又はそれら２つの混合物若しくは組合せを包含する。好ましい態様では、ＭｇＯ又はＭｇ（ＯＨ）２以外の活性抗菌物質は本発明の調製に用いられない。
【００９３】
[00106]簡単にするために、以下の記載では、活性構成成分がＭｇＯである本発明の態様を記載するが、すべての場合において、ＭｇＯは部分的又は全体的に等モル量のＭｇ（ＯＨ）２で置き換えることができることが理解される。Ｍｇ（ＯＨ）２は、例えば、水とＭｇＯの偶発的反応の生成物として、水とＭｇＯの意図的に誘導された反応の生成物として、又はそれ自体として加えられる別個の成分として、存在することができる。
【００９４】
[0107]本発明のＭｇＯ／ＮＣＣフィルムは、典型的には厚さ０．５μｍ〜１０μｍのＮＣＣフィルムと、ＮＣＣフィルムの上部又は内部に分散しているＭｇＯ粒子とを含む抗菌層を含む。本発明の好ましい態様では、ＮＣＣは、幅５〜５０ｎｍ、長さ１５０〜５００ｎｍの結晶寸法を特徴とする。本発明のいくつかの態様では、抗菌層はナノ粒子状ＭｇＯを含む。発明者らは意外にも、多くの場合、１〜１０μｍのメジアン径を有するＭｇＯ粒子を含むフィルムの抗菌活性が、ナノ粒子状ＭｇＯを含有するフィルムの抗菌活性と少なくとも同程度、又はさらに高いことを発見した。本発明のいくつかの代表的な非限定的態様の抗菌活性の例を以下に示す。このように、本発明の態様のいくつかの好ましい態様では、抗菌層はマイクロ粒子状ＭｇＯを含有する。本発明の好ましい態様では、フィルムはＭｇＯ以外の抗菌物質を含まない。本発明の好ましい態様では、ＭｇＯ粒子はフィルム中又はフィルム上に均一に分散している。すなわち、フィルムの単位面積あたりのＭｇＯの数は、フィルムのあらゆる所定部分でほぼ同じになる。
【００９５】
[0108]本発明のいくつかの態様では、フィルムは、抗菌層の下にＭｇＯを有さないＮＣＣ層を追加的に含む。いくつかの基材に関し、このＮＣＣ層を含有する態様は、ＮＣＣ層を欠く態様より効率的に基材に付着することが見出されている。
【００９６】
[0109]本発明のいくつかの態様では、フィルムは、抗菌層の上方に施用された薄い上側ＮＣＣ層を追加的に含む。本発明の好ましい態様では、薄い上側ＮＣＣ層は厚さ１μｍ未満である。本発明の最も好ましい態様では、薄い上側ＮＣＣ層は厚さ約１００ｎｍである。薄い上側層は、ＭｇＯ粒子をコーティングする働きをするが、ＭｇＯ粒子を表面に対し十分近接した状態のままにして、例えば、微生物がセルロースを消費し、これにより微生物がＭｇＯ粒子又はＭｇＯ粒子付近で生じた抗菌物質と接触した後に、微生物がＭｇＯ粒子と相互作用することができるようにする。
【００９７】
[0110]当該技術分野で公知の酸化物／ＮＣＣフィルムとは対照的に、本発明のフィルムでは、ＭｇＯ粒子はＮＣＣフィルムと基材との間にない。むしろ、それらは、フィルムの上側表面（すなわち、基材と接触していない表面）又はその付近に位置される。以下に示すように、ＭｇＯ粒子上のＮＣＣ薄層はそれらの抗菌活性を排除しないので、ＭｇＯ粒子の表面が環境に直接暴露される必要はない。さらに、以下に記載するＭｇＯ／ＮＣＣフィルムの調製手順によって、ＭｇＯ粒子は少なくとも部分的にＮＣＣ層でコーティングされると予想することは、合理的である。
【００９８】
[0111]本発明者らは、意外にも、当該技術分野で公知の類似材料とは対照的に、ＮＣＣの重量に対し５０重量％ものＭｇＯを含有する有用なＭｇＯ／ＮＣＣフィルム又はコーティングを調製することが可能であることを見出した。本発明の好ましい態様では、フィルムはＮＣＣの重量に対し１〜５０重量％のＭｇＯを含有する。本発明のより好ましい態様では、フィルムはＮＣＣの重量に対し１０〜４０重量％のＭｇＯを含有する。本発明の最も好ましい態様では、フィルムはＮＣＣの重量に対し１０〜２０重量％のＭｇＯを含有する。
【００９９】
[0112]ここで、本明細書に開示する本発明の抗菌性フィルム及び該抗菌性フィルムによってコーティングされている物品の調製方法の代表的な非限定的態様について記載する。本発明者らは、これらの調製方法を、本明細書に開示する本発明の範囲内にあるとみなす。
【０１００】
[0113]ＮＣＣ及びＭｇＯを含む懸濁液を調製する。好ましい態様では、ＭｇＯは粉末、好ましくは、ナノ粒子又はマイクロ粒子を含む粉末の形態である。本発明者らは、意外にも、マイクロ粒子状ＭｇＯを含有するＭｇＯ／ＮＣＣ材料が、微生物集団の制御に関し、ナノ粒子状ＭｇＯを含有するＭｇＯ／ＮＣＣ材料と少なくとも同程度に有効であり、多くの場合、マイクロ粒子含有材料はナノ粒子含有材料より実質的に有効であることを見出した。
【０１０１】
[0114]本発明者らは、意外にも、当該技術分野で公知の類似材料とは対照的に、ＮＣＣの重量に対し５０重量％ものＭｇＯを含有する有用なＭｇＯ／ＮＣＣフィルム又はコーティングを調製することが可能であることを見出した。本発明の典型的な態様では、ＮＣＣは、幅５〜５０ｎｍ、長さ１５０〜５００ｎｍを特徴とする結晶を含む。典型的態様では、懸濁液中のＮＣＣ濃度は０．１〜３％（重量／体積）であり、ＭｇＯ：ＮＣＣ比は１：１００〜５０：１００（重量／重量）である。本発明のいくつかの好ましい態様では、ＭｇＯ：ＮＣＣ比は１０：１００〜４０：１００（重量／重量）である。本発明のいくつかのとりわけ好ましい態様では、ＭｇＯ：ＮＣＣ比は１０：１００（重量／重量）である。本発明の他のとりわけ好ましい態様では、ＭｇＯ：ＮＣＣ比は２０：１００（重量／重量）である。
【０１０２】
[0115]懸濁液は、当該技術分野で公知の任意の方法により調製することができ；非限定的例は超音波処理である。これらの態様では、混合物を、典型的には数分間、均質懸濁液が得られるまで超音波処理する。
【０１０３】
[0116]その後、懸濁液を基材の少なくとも一表面上に分散させてフィルムを形成する。懸濁液を、望ましい厚さ、典型的には厚さ０．５〜１０μｍのフィルムをもたらす当該技術分野で公知の任意の方法により、基材上に分散させることができる。１０μｍを超える厚さのシートも、この方法により生産することができる。生産されるコーティングの正確な厚さ（例えば、厚さ＜１０μｍのコーティング又は厚さ≧１０μｍのシート）は、最終製品で意図される具体的使用に依存する。コーティングを基材上に分散させるのに用いることができる手順の非限定的例としては、ロッドコーター又は市販の紙若しくはプラスチックコーティング機器の使用、あるいは、湿潤コーティング、ブラッシュコーティング、ディップコーティング、ロールコーティング、Ｒ２Ｒ、Ｓ２Ｓ、又は固体表面上にフィルムを形成するための当該技術分野で公知の任意の他の方法によるものが挙げられる。
【０１０４】
[0117]ＭｇＯが水と反応してＭｇ（ＯＨ）２を形成することは、当該技術分野で周知である。懸濁液の調製と基材上でのその分散との間の時間、粒子サイズなどのような因子によっては、懸濁液に加えたＭｇＯの一部又はすべてが、懸濁液を基材上に分散させる前に、水と反応してＭｇ（ＯＨ）２を形成していることがある。抗菌性フィルムの調製方法の好ましい態様では、懸濁液はＭｇＯを用いて調製されるが、本発明者らは、該方法によって作製されるあらゆる生産物は、それに含有されるマグネシウム含有成分の正確な素性(identity)にかかわらず、本発明の範囲内にあるとみなす。
【０１０５】
[0118]基材上に懸濁液を分散させた後、フィルムを乾燥させる。フィルムの乾燥条件は、当業者なら理解するように、具体的な基材に依存する。乾燥は典型的には室温の空気中で実施される。いくつかの態様では、乾燥は、高温、典型的には室温〜２２０℃で実施され、最適な乾燥温度は表面に依存する。
【０１０６】
[0119]いくつかの態様では、基材をコーティングしてＭｇＯ／ＮＣＣフィルムを形成する前に、ＮＣＣフィルムでのコーティングが行われる。これらの態様では、ＮＣＣの懸濁液（すなわち、ＭｇＯを含有しない懸濁液）を上記のように調製し、基材の表面上に分散させ、乾燥させてＮＣＣ層を形成した後、これを上記のように乾燥させる。その後、抗菌性ＭｇＯ／ＮＣＣ層を、抗菌層を基材表面上に直接ではなくＮＣＣ層上に分散させる点を除き、上記のように調製する。本発明者らは、ＮＣＣ／ＭｇＯ層が基材表面よりＮＣＣ層に良好に付着する傾向があり、したがって、ＮＣＣ／ＭｇＯ抗菌層が上部にコーティングされている第１のＮＣＣ層を提供すると、より活性でより安定な最終製品が得られることを見出した。
【０１０７】
[0120]上部でコーティングが安定なフィルムを形成する任意の基材を用いることができる。非限定的例としては、ガラス、ポリマー、ハイブリッド材料、生体材料、誘電材料、繊維、紙、板紙、金属表面、セメント、コンクリート、プラスター、木材、及び食品表面が挙げられる。基材として機能することができる食品表面の非限定的例としては、切りたての果実及び野菜が挙げられる。基材として働くことができるポリマーの非限定的例としては、ポリエチレン（ＰＥ）、２軸延伸ポリプロピレン（ＢＯＰＰ）、及びポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）が挙げられる。基材として働くことができる繊維の非限定的例としては、綿繊維及びガラス繊維が挙げられる。負に帯電しているＮＣＣ層の静電気的連結にカチオン性表面を要する従来技術で公知の同様の物品とは対照的に、本発明は、正に帯電した表面上にＮＣＣ／ＭｇＯコーティングを置くことを必要としないことに本発明者らは注目している。実際、本発明では、コーティングされる表面はカチオン性でないことが好ましい。理論に拘束されるものではないが、本組成物において、ＭｇＯはＮＣＣ層を中和して、カチオン性表面の必要性を除去すると思われる。
【０１０８】
[0121]いくつかの態様では、基材へのフィルムの結合を強化又は加速させるために、基材の表面を前処理する。当該技術分野で公知の任意の適した前処理方法を用いることができる。非限定的例としては、表面洗浄、エッチング、加熱、プラズマ処理、ＵＶ／オゾン処理、コロナ放電、レーザー、フラッシュランプ、又はマイクロ波照射、保護層若しくはプライマー層によるコーティング、又はそれらの任意の組合せが挙げられる。
【０１０９】
[0122]さらに、当該技術分野で公知のＭｇＯ含浸繊維及びシートとは対照的に、本発明は、表面上にＭｇＯが露出していて利用可能な状態のままであり、したがって表面に接近又は接触する微生物と相互作用して、これを死滅させることができるＭｇＯ／ＮＣＣコーティング及びシートを生ずることを強調する。また、ナノ粒子を含有するＮＣＣフィルムを含む当該技術分野で公知の組成物とは対照的に、本明細書に開示する本発明のフィルム及びコーティングでは、ＭｇＯ粒子は、ＮＣＣフィルムと基材との間ではなく、おもにフィルムの上側表面（すなわち、基材と、又は基材と接触している層と、接触していない表面）又はその付近に位置される。本明細書に開示する本発明の好ましい態様では、ＭｇＯは、フィルム又はコーティングで、又はその上側表面上で、少なくとも部分的に露出している。
【０１１０】
[0123]ここで図１〜３を参照すると、これらは、本明細書に開示する方法に従って調製したいくつかのＭｇＯ／ＮＣＣ表面の実験的特性決定の非限定的例を示す。図１は、未変性ＮＣＣ表面のＳＥＭ写真を示す。図２は、本発明のＭｇＯ／ＮＣＣ表面のＳＥＭ写真（２Ａ）及びＥＤＳ分析（２Ｂ）を示す。ここで、ＭｇＯ／ＮＣＣ懸濁液は、≧９９．０％ＭｇＯと明記され、ｄ９０３９．７μｍ；ｄ５０１６．５μｍ；及びｄ１０３．８μｍを特徴とする、特別工業用グレード（ＳＩＧ）のＭｇＯ（ペリクレース）を用いて調製した。図３は、ＭｇＯ／ＮＣＣ懸濁液を、マイクロ粒子状ＭｇＯを用いて調製した本発明のＭｇＯ／ＮＣＣ表面のＳＥＭ写真（３Ａ）及びＥＤＳ分析（３Ｂ）を示す。表１は、図３に示す表面の調製材料であるＭｇＯ／ＮＣＣ懸濁液に用いたマイクロ粒子状ＭｇＯの実験的特性決定の概要を示す。
【０１１１】
【表１】
2020529447.tif 000003
【０１１２】
[0124]このように、本明細書に開示する１つの本発明の方法は、多種多様な物品、例えば、布、梱包材、容器、食品を包装及び収容するための製品、切りたての果実及び野菜のような食品の露出表面、壁、加工物表面、棚、調理台（例えば、台所など食品調製領域にあるもの）用のコーティング及びトップコートなどに抗菌性コーティングを提供するために、そして非毒性抗菌性表面を有するそのような物品の生産手段として、用いることができる。
【０１１３】
[0125]本発明のいくつかの態様では、材料は、微生物の「化学トラップ」として機能する。ＮＣＣは、表面への微生物の付着を強化する機能を果たし、及び／又は、それ自体（すなわちＭｇＯの非存在下で）が上部において微生物集団の増大を可能にすることができる材料として働く。微生物は、ＭｇＯとの接触、又は上記のようにＭｇＯの化学反応若しくはＭｇＯによって触媒される化学反応によって生じる抗菌性化学物質（例えば過酸化物）との接触により死滅する。このように、理論に拘束されるものではないが、ＭｇＯはコーティング又はフィルムの上側表面上で完全に露出している必要はなく、表面に対し十分近接していて、微生物集団が、ＭｇＯ粒子をコーティングしているＮＣＣを少なくとも部分的に消費することにより、粒子又は粒子付近で生じた抗菌物質と接触することが必要であると思われる。したがって、ＮＣＣ及びＭｇＯは相乗的組合せをもたらす。ＮＣＣは細菌に対し良好な媒体であり、したがって、実際、細菌と、細菌集団を制御するのに用いられる媒体との接触を促進させる。
【０１１４】
[0126]ＮＣＣとＭｇＯの相乗効果に加えて、本明細書に開示する本発明の他の利点は、これが非毒性材料から作製される点である。ＭｇＯが不活性で毒性が低いことは当該技術分野で周知であり、ＬＤ５０は約１ｇ／体重１ｋｇである。実際、ＭｇＯは例えば丸剤の賦形剤として用いられている。ＮＣＣも摂取又は皮膚接触において非毒性であると考えられている（Ｒｏｍａｎ，Ｍ．；“Ｔｏｘｉｃｉｔｙ  ｏｆ  Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ  Ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｓ：Ａ  Ｒｅｖｉｅｗ”；Ｉｎｄ．Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ２０１５，１１，２５；ｄｏｉ：１０．１０８９／ｉｎｄ．２０１４．００２４）。
【０１１５】
[0127]以下の実施例は、当業者が本明細書に開示する本発明を作製し使用するのを補助するために提示する。それらは、あらゆる面で、限定するものとして解釈すべきでない。
【実施例１】
【０１１６】
[0128]プローブソニケーターを用いて、４０ｍＬの２％（重量／体積）ＮＣＣ懸濁液を１分間超音波処理して均質懸濁液を得た。該懸濁液を、ロッドコーターを用いて、コロナ処理した厚さ３０μｍのＢＯＰＰフィルム上に施用した。コーティングを室温で乾燥させて、厚さ１μｍのＮＣＣコーティングを得た。
【０１１７】
[0129]４０ｍｇのＭｇＯ粉末を４０ｍＬの２％ＮＣＣ懸濁液に加えた。これは、０．１％（重量／重量）のＭｇＯ：ＮＣＣ比に相当する。プローブソニケーターを用いて、該懸濁液を１分間超音波処理して均質懸濁液を得た。該懸濁液を、ロッドコーターを用いて、乾燥ＮＣＣコーティング上に施用した。ＭｇＯ／ＮＣＣコーティングを室温で乾燥させた。
【実施例２】
【０１１８】
[0130]コーティングしたＢＯＰＰフィルムを、ＭｇＯ：ＮＣＣ比が１０％（重量／重量）であった点を除き、上記実施例に記載したとおりに調製した。コーティングがＮＣＣを含むがＭｇＯを含まない対照試料を調製した。その後、実験試料を先の実施例に記載した方法に従って調製し、抗菌性コーティングは、ＭｇＯ（ペリクレース）粉末又はＭｇＯナノ粒子のいずれかを含有した。大腸菌（基準菌株ＡＴＣＣ８７３９）の試料は、アメリカン・タイプ・カルチャー・コレクション（ＡＴＣＣ）から凍結乾燥形態で入手し、ＡＴＣＣ指定の手順に従って元に戻した。細菌保存液を調製し、−７０℃〜−８０℃の温度でＰｒｏ−Ｌａｂ  Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃ  Ｍｉｃｒｏｂａｎｋシステムに保持した。細菌を元に戻し、３７±２℃の温度にてＴｒｙｐｔｉｃ  Ｓｏｙ  Ａｇａｒ上で増殖させた。細菌を５０ｍｍ×５０ｍｍの対照及び実験試料に暴露し、ＭｇＯ／ＮＣＣコーティングの抗菌活性を以下のような標準的ＪＩＳ  Ｚ２８０１：２０００試験手順に従って決定した。
【０１１９】
[0131]細菌を別個に普通ブイヨン中に懸濁させ（１／５００）、２．５〜１０×１０５細胞／ｍＬの濃度に希釈した。その後、０．２ｍＬの接種材料を各試験表面上に置き、接種材料を薄いガラス製カバープレートで覆った。接種試験表面を、３５℃、相対湿度９０％のインキュベーター内に２４時間置いた。インキュベーション期間の終了後、試験表面を、ＳＣＤＬＰブイヨン（１０ｍＬ）を含有するストマッカー袋に入れた（各表面につき１分）。その後、１ｍＬのＳＣＤＬＰ溶液を、大腸菌の場合はＵｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｎｅｕｔｒａｌｉｚｅｒ溶液（９ｍＬ）に、黄色ブドウ球菌の場合は変性Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｎｅｕｔｒａｌｉｚｅｒ溶液（１０ｍＬ）に加えた。洗浄終了後、洗浄液中に存在する細菌をＰＣＡプレート上に広げ、３５℃で４８時間インキュベートした。
【０１２０】
[0132]細菌濃度をＴ０（すなわち、表面を細菌に暴露した時間）及び２４時間後に測定した。結果を表２にまとめる。
【０１２１】
【表２】
2020529447.tif 000004
【０１２２】
[0133]表にまとめるように、本発明の抗菌性コーティングに細菌を暴露して２４時間以内に、ＭｇＯを含有しない表面と比較して、ＭｇＯを含有する表面に暴露された細菌集団の顕著な減少が観察され、細菌集団は２〜４桁の減少を示した。結果は、意外にも、標準的なペリクレースＭｇＯ粉末を含有する本発明のコーティングが、ナノ粒子状ＭｇＯを含有するコーティングに比べて、大腸菌の集団の制御において実質的に有効であることを示している。
【０１２３】
[0134]理論に拘束されるものではないが、試料間の抗菌活性のばらつきは、抗菌性コーティング中のＭｇＯ粒子の不均一な分布に起因すると思われる。
【実施例３】
【０１２４】
[0135]対照及び実験用のコーティングしたＢＯＰＰフィルムを、上記実施例に記載したとおりに調製した。その後、コーティングしたＢＯＰＰフィルムを黄色ブドウ球菌（培養物タイプＡＴＣＣ６５３８、アメリカン・タイプ・カルチャー・コレクションから入手）に暴露し、ＭｇＯ／ＮＣＣコーティングの抗菌活性を、大腸菌について上記したように標準的ＪＩＳ  Ｚ２８０１：２０００試験手順に従って決定した。結果を表３にまとめる。
【０１２５】
【表３】
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【０１２６】
[0136]結果からわかるように、ＭｇＯを含有するフィルムは、ＮＣＣフィルムに比べ顕著に高い抗菌活性を示した。この場合、非処理ＮＣＣ上での増殖と比較して、細菌集団は約５桁減少した。
【実施例４】
【０１２７】
[0137]本発明のＭｇＯ／ＮＣＣフィルムのマグネシウム含有成分の変動効果の試験として、上記のように調製した、１０％の「軽い」ＭｇＯ（ペリクレース）、１０％ＭｇＯ（ペリクレース）、又は１０％過酸化マグネシウムのいずれかを含有するＢＯＰＰフィルムの、黄色ブドウ球菌ＡＴＣＣ６５３８及び大腸菌ＡＴＣＣ８７３９に対する有効性を比較した。「軽い」ＭｇＯは、嵩密度０．４３ｇ／ｃｍ２及び表面積８．４ｇ／ｍ２の標準的ペリクレース（「Ｍｇ−ｓｉｇ」）と比較して、嵩密度が小さく（０．１９ｇ／ｃｍ２）表面積が大きい（９７ｇ／ｍ２）。マグネシウムを含有しない成分を加えたＣＮＣ表面上での細菌濃度の変化を、対照（表中では「ＣＮＣ（２％）」と示す）として測定した。異なるバッチの材料を実験で用いた場合、別の対照実験を実施した。試験結果を表４（黄色ブドウ球菌）及び表５（大腸菌）に示す。
【０１２８】
【表４】
2020529447.tif 000006
【０１２９】
【表５】
2020529447.tif 000007
【０１３０】
[0138]表に示す結果からわかるように、標準的ＭｇＯを含有するＭｇＯ／ＮＣＣフィルムは、「軽い」ＭｇＯ又は過酸化マグネシウムを含有するフィルムに比べ、抗菌活性が顕著に高かった（非処理ＮＣＣに対する細菌集団の減少は、０．６〜２桁の減少に対し、約４桁）。
【実施例５】
【０１３１】
[0139]ＭｇＯ／ＮＣＣフィルムの抗菌効力に対するＭｇＯの粒子サイズの影響を試験するために、一連の実験では、受領したままのＭｇＯ、又は受領したままのＭｇＯをさまざまなサイズにミル粉砕したものを用いて、フィルムを調製した。３つのバッチの粒子サイズ分布を表６に示す。
【０１３２】
【表６】
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【０１３３】
[0140]ここで図４Ａ及び４Ｂを参照する。これらはそれぞれ、２０％の「ＪＭ２」ＭｇＯ粒子を含むＭｇＯ／ＮＣＣフィルムのＳＥＭ写真及びＥＤＳ分析を示す。比較のために、ＭｇＯを加えていない同一ＮＣＣフィルムのＳＥＭ写真を図４Ｃに示す。図でわかるように、ＭｇＯ粒子はＮＣＣフィルムに均一に分布している。
【０１３４】
[0141]ＭｇＯ含有率が２０％で、フィルムを産生する懸濁液のＮＣＣ含有率を１％に低下させた点を除き、ＭｇＯ／ＮＣＣフィルムを上記のとおり調製した。ＮＣＣ含有率が２％である実験も、上記結果と比較するために実施した。大腸菌、黄色ブドウ球菌、及び緑膿菌１３３８８に対する抗菌効力の試験結果を、それぞれ表７、表８、及び表９に示す。
【０１３５】
【表７】
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【０１３６】
【表８】
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【０１３７】
【表９】
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【０１３８】
[0142]結果からわかるように、μオーダーの粒子サイズを有するＭｇＯを含有するＭｇＯ／ＮＣＣフィルムは、細菌集団を効果的に制御する（非処理ＮＣＣフィルムに比べ約２〜３桁）。大腸菌の場合、粒子サイズの低減により抗菌性フィルムの効力は改善されたと思われる。黄色ブドウ球菌及び緑膿菌の場合、メジアン粒径を６．４μｍから２．４μｍに低減すると抗菌性フィルムの効力は改善されたと思われるが、メジアン粒径をさらに１．６μｍまで低減すると、黄色ブドウ球菌に対する効力は向上したが、緑膿菌に対しては向上しなかったと思われる。
【実施例６】
【０１３９】
[0143]病原菌であるネズミチフス菌ＡＴＣＣ１７０２８及びリステリア・モノサイトゲネスＡＴＣＣ１９１５５に対する本発明のＭｇＯ／ＮＣＣフィルムの抗菌活性を調べた。ＭｇＯ／ＮＣＣフィルムは上記のように調製した。これは、１％のＮＣＣ懸濁液から調製し、２０％の「ＪＭ２」ＭｇＯを含有していた。ＭｇＯ／ＮＣＣフィルムの抗菌活性は、ＩＳＯ２２１９６の標準的方法に従って測定した。
【０１４０】
[0144]実験結果を表１０に示す。表中、Ｕ０は、接種直後の非処理試験体上の生菌濃度（細胞／ｃｍ２）であり、Ｕｔは、接種２４時間後に測定した非処理試験体上の生菌濃度（細胞／ｃｍ２）であり、Ａｔは、接種２４時間後に測定した、本発明のＭｇＯ／ＮＣＣフィルムで処理した試験体上の生菌濃度（細胞／ｃｍ２）であり、Ｒは細菌集団の減少である。
【０１４１】
【表１０】
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【０１４２】
[0145]これらの実験では、集団の観察可能な最大の減少は、出発集団が先に報告した実験に比べて小さかったため限定的であった。それにもかかわらず、表に示す結果からわかるように、本発明のＭｇＯ／ＮＣＣフィルムは、ネズミチフス菌及びリステリア・モノサイトゲネスに対し顕著な抗菌活性を示す。
【実施例７】
【０１４３】
[0146]ＭｇＯ／ＮＣＣフィルムが抗菌効果を示すためにはＭｇＯの完全暴露が必要か否かを決定するために、ＭｇＯが追加的なＮＣＣ層で覆われているＭｇＯ／ＮＣＣフィルムの抗菌効力を試験した。
【０１４４】
[0147]上記方法に従って、１％又は０．５％のＮＣＣを含有する懸濁液から２０％の「ＪＭ２」ＭｇＯを含有するＭｇＯ／ＮＣＣフィルムを調製した。これに加えて、ＭｇＯ／ＮＣＣフィルムの調製後、ＭｇＯの上方に厚さ１２０ｎｍの第２のＮＣＣ層を付着させたＭｇＯ／ＮＣＣフィルムを調製した。その後、黄色ブドウ球菌に対するフィルムの抗菌活性を測定した。結果を表１１にまとめる。
【０１４５】
【表１１】
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【０１４６】
[0148]表中の結果から明らかにわかるように、ＭｇＯがＮＣＣでコーティングされ、細菌に直接露出していなくても、フィルムは、追加的ＮＣＣ層なしで生産されたフィルムに比べて低くはあるが、依然として顕著な抗菌活性を示す。
【０１４７】
[0149]理論に拘束されるものではないが、ＮＣＣでコーティングされたＭｇＯ／ＮＣＣフィルムの継続的抗菌活性に関し、２つの合理的な推測が成り立つと思われる。可能性の１つは、ＮＣＣコーティングはフィルム表面上で細菌の栄養源を提供し、細菌は、ＮＣＣの上側層を消費した後、ＮＣＣ層の消費によって露出したＭｇＯと接触したときに死滅するということである。他の可能性は、上側層は露出ＭｇＯを完全には覆っておらず、観察される抗菌活性は、残存する露出ＭｇＯに起因するということである。いずれの場合も、結果は、ＭｇＯ／ＮＣＣフィルムの抗菌活性は、フィルム内のＭｇＯのすべてがフィルム表面上に露出されることを必要としないことを示している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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