(57)【要約】本発明は、３〜７のｐＨ範囲で使用可能な、塩素及び次亜塩素酸を含む酸化剤に対して安定な緩衝液を提供する。本発明はまた、３〜７のｐＨを有する次亜塩素酸を含む安定な緩衝溶液、及びこれらの溶液を含浸させた使い捨て拭き取り用品も提供する。【選択図】なし
2020505447.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
遊離活性塩素（ＦＡＣ）溶液を３〜７の範囲のｐＨに緩衝する方法であって、前記ＦＡＣ溶液と式Ｉのホスホン酸
【化１】
2020505447.tif 000008
またはその可溶化塩の有効な緩衝量とを組み合わせること、及び前記得られた溶液のｐＨを３〜７の間のｐＨまで調節することとを包含し、式中、Ａは、芳香環、芳香族複素環、及びＣ１−Ｃ１０アルキル基からなる群より選択され；かつ式中
Ａが芳香族である場合、ｎは０〜５であり；
ＡがＣ５Ｎヘテロ芳香族の場合、ｎは０〜４であり；
ＡがＣ４Ｎ２ヘテロ芳香族またはＣ１−Ｃ１０アルキルである場合、ｎは０〜３であり；かつ
ＡがＣ３Ｎ３ヘテロ芳香族である場合、ｎは０〜２である、前記方法。
【請求項２】
前記ホスホン酸が式II
【化２】
2020505447.tif 000009
を有し、式中、Ｒ２〜Ｒ６が各々独立して、Ｈ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、ＣＦ３、ＳＯ３Ｈ、ＣＦ２ＰＯ３Ｈ２、及びＰＯ３Ｈ２からなる群より選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
Ｒ２〜Ｒ６のうち少なくとも１つがＰＯ３Ｈ２である、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記ホスホン酸が、式ＩＩＩ
【化３】
2020505447.tif 000010
を有し、かつ式中、Ｒ７〜Ｒ９が各々独立してＦ、Ｃｌ、Ｃ１−Ｃ９アルキル、ペルフルオロ−Ｃ１−Ｃ９アルキル、アリール、ＰＯ３Ｈ２ＰＯ３Ｈ２、ＣＦ２ＰＯ３Ｈ２、ＣＦ２ＣＦ２ＰＯ３Ｈ２、ＣＣｌ２ＰＯ３Ｈ２、ＣＦＣＦ３ＰＯ３Ｈ２、及びＣＦＣｌＰＯ３Ｈ２からなる群より選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
Ｒ７〜Ｒ９のうちの少なくとも１つがＰＯ３Ｈ２である、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
５０ｐｐｍと１０００ｐｐｍとの間の次亜塩素酸濃度を有し、かつ３〜７の範囲に緩衝されたｐＨを有する、次亜塩素酸の緩衝化水溶液であって、式Ｉのホスホン酸
【化４】
2020505447.tif 000011
の可溶性塩の有効な緩衝量を含み、
式中Ａは、芳香環、芳香族複素環、及びＣ１−Ｃ１０アルキル基からなる群より選択され；かつ、式中
Ａが芳香族である場合、ｎは０〜５であり；
ＡがＣ５Ｎヘテロ芳香族の場合、ｎは０〜４であり；
ＡがＣ４Ｎ２ヘテロ芳香族またはＣ１−Ｃ１０アルキルである場合、ｎは０〜３であり；かつ
ＡがＣ３Ｎ３ヘテロ芳香族である場合、ｎは０〜２である、前記水溶液。
【請求項７】
前記ホスホン酸が式ＩＩ
【化５】
2020505447.tif 000012
を有し、
かつ式中、Ｒ２〜Ｒ６が各々独立してＨ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、ＣＦ３、ＳＯ３Ｈ、ＣＦ２ＰＯ３Ｈ２、及びＰＯ３Ｈ２からなる群より選択される、請求項６に記載の溶液。
【請求項８】
Ｒ２〜Ｒ６のうちの少なくとも１つがＰＯ３Ｈ２である、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記ホスホン酸が式ＩＩＩ
【化６】
2020505447.tif 000013
を有し、かつ式中、Ｒ７〜Ｒ９が各々独立して、Ｆ、Ｃｌ、Ｃ１−Ｃ９アルキル、ペルフルオロ−Ｃ１−Ｃ９アルキル、アリール、ＰＯ３Ｈ２ＰＯ３Ｈ２、ＣＦ２ＰＯ３Ｈ２、ＣＦ２ＣＦ２ＰＯ３Ｈ２、ＣＣｌ２ＰＯ３Ｈ２、ＣＦＣＦ３ＰＯ３Ｈ２、及びＣＦＣｌＰＯ３Ｈ２からなる群より選択される、請求項６に記載の溶液。
【請求項１０】
Ｒ７〜Ｒ９の少なくとも１つがＰＯ３Ｈ２である、請求項９に記載の溶液。
【請求項１１】
１００ｐｐｍ未満の塩化物を有する、請求項６に記載の溶液。
【請求項１２】
１００ｐｐｍ未満の塩化物を有する、請求項７に記載の溶液。
【請求項１３】
１００ｐｐｍ未満の塩化物を有する、請求項９に記載の溶液。
【請求項１４】
請求項６に記載の溶液を含浸させた使い捨て拭き取り用品。
【請求項１５】
請求項７に記載の溶液を含浸させた使い捨て拭き取り用品。
【請求項１６】
請求項９に記載の溶液を含浸させた使い捨て拭き取り用品。
【請求項１７】
請求項１１に記載の溶液を含浸させた使い捨て拭き取り用品。
【請求項１８】
請求項１２に記載の溶液を含浸させた使い捨て拭き取り用品。
【請求項１９】
請求項１３に記載の溶液を含浸させた使い捨て拭き取り用品。
【請求項２０】
式ＩＶ
【化７】
2020505447.tif 000014
を有するホスホン酸であって、式中、Ｒ１０〜Ｒ１２は各々独立して、Ｈ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、ＣＦ３、ＳＯ３Ｈ、ＣＦ２ＰＯ３Ｈ２、及びＰＯ３Ｈ２からなる群より選択される、ホスホン酸。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐酸化性緩衝液、及び酸化剤種を含有する水溶液、特に活性塩素を含有する溶液を、これらの耐酸化性緩衝液を使用して緩衝する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
次亜塩素酸塩の漂白剤、消毒剤及び消毒剤としての有用性は古くから知られており、布地の漂白、次亜塩素酸カルシウムによるスイミングプールの消毒、ならびに次亜塩素酸ナトリウムによる表面及び布の消毒（家庭用漂白剤）のような用途に一般的に用いられる。アルカリ性次亜塩素酸塩消毒剤は、病院において、ならびに食品製造業及び食品サービス業で広く使用されている。そのような組成物は、長期保存に対して安定であり、そして非常に効果的であるが、それらの非常に高いｐＨはそれらを皮膚及び組織に対して腐食性にし、そして内部または局所医療用途にさえ不適当である。
【０００３】
次亜塩素酸塩の共役酸、次亜塩素酸は、消毒剤としてさらに効果的である（Ｎａｋａｇａｗａｒａ  ｅｔ  ａｌ．；Ｓｐｅｃｔｒａｌ  ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ  ａｎｄ  ｔｈｅ  ｐＨ  Ｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅ  ｏｆ  Ｂａｃｔｅｒｉｃｉｄａｌ  Ａｃｔｉｖｉｔｙ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ａｑｕｅｏｕｓ  Ｃｈｌｏｒｉｎｅ  Ｓｏｌｕｔｉｏｎ．Ｊａｐ．Ｓｏｃ．Ａｎａｌ．Ｃｈｅｍ．１９９８，１４，６９１−６９８．）。このために、次亜塩素酸塩水溶液は、溶液中の主要な活性塩素種として中性のＨＯＣｌを提供するのに十分に低いｐＨ（４．０〜６．０）にされた場合、極めて有用で極めて効果的な局所消毒剤である。ヒトの健康におけるそのような解決策の潜在的な用途としては、歯周感染、眼感染、及び皮膚感染、創傷洗浄、器具の消毒及び環境汚染除去という処置が挙げられる。食品産業内では、用途としては、食品加工装置の消毒ならびに果物及び野菜、魚、鶏肉、及び肉の直接洗浄が挙げられる（例えば、米国特許公開第２０１６／０２６２４１１号を参照のこと）。しかしながら、数十年の労力にかかわらず、商業的に成功した製品の製造は、とらえどころのない目標であった。次亜塩素酸アニオンはアルカリ性溶液中で安定な種であるが、中性及び酸性溶液は不安定であり、かつ貯蔵が困難であることが証明されているという事実に困難性がある。
【０００４】
ＨＯＣｌ溶液の安定性及び保存に関する困難性と限界は、広く研究されてきた；例えば、Ｒｏｂｉｎｓｏｎ、Ｇ．ｅｔ  ａｌ．，；Ｔｈｅ  Ｅｆｆｅｃｔ  ｏｆ  Ｌｏｎｇ−Ｔｅｒｍ  Ｓｔｏｒａｇｅ  ｏｎ  ｔｈｅ  Ｐｈｙｓｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｂａｃｔｅｒｉｃｉｄａｌ  Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ  ｏｆ  Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｌｙ  Ａｃｔｉｖａｔｅｄ  Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ．Ｉｎｔ．Ｊ．Ｍｏｌ．Ｓｃｉ．２０１３，１４，４５７−４６９；Ｌｅｎ，Ｓ．Ｖ．ｅｔ  ａｌ．，Ｅｆｆｅｃｔｓ  ｏｆ  ｓｔｏｒａｇｅ  ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ  ａｎｄ  ｐｈ  ｏｎ  ｃｈｌｏｒｉｎｅ  ｌｏｓｓ  ｉｎ  ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｚｅｄ  ｏｘｉｄｉｚｉｎｇ（ＥＯ）ｗａｔｅｒ．Ｊ．Ａｇｒｉｃ．Ｆｏｏｄ  Ｃｈｅｍ．２００２，５０，２０９−２１２；Ｋｕｎｉｇｋ，Ｌ．ｅｔ  ａｌ．；Ｈｙｐｏｃｈｌｏｒｏｕｓ  ａｃｉｄ  ｌｏｓｓ  ｆｒｏｍ  ｎｅｕｔｒａｌ  ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｚｅｄ  ｗａｔｅｒ  ａｎｄ  ｓｏｄｉｕｍ  ｈｙｐｏｃｈｌｏｒｉｔｅ  ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ  ｕｐｏｎ  ｓｔｏｒａｇｅ．Ｂｒａｚ．Ｊ．Ｆｏｏｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌ．２００８，１１，１５３−１５８；Ｈｓｕ，Ｓ．−Ｙ．ｅｔ  ａｌ．；Ｅｆｆｅｃｔｓ  ｏｆ  ｓｔｏｒａｇｅ  ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ  ｏｎ  ｃｈｅｍｉｃａｌ  ａｎｄ  ｐｈｙｓｉｃａｌ  ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ  ｏｆ  ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｚｅｄ  ｏｘｉｄｉｚｉｎｇ  ｗａｔｅｒ．Ｊ．Ｆｏｏｄ  Ｅｎｇｉｎ．２００４，６５，４６５−４７１；及びＣｕｉ，Ｘ．ｅｔ  ａｌ．；Ｐｈｙｓｉｃｏｃｈｅｍｉｃａｌ  ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ  ａｎｄ  ｂａｃｔｅｒｉｃｉｄａｌ  ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  ｏｆ  ｎｅｕｔｒａｌ  ａｎｄ  ａｃｉｄｉｃ  ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｚｅｄ  ｗａｔｅｒ  ｕｎｄｅｒ  ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ  ｓｔｏｒａｇｅ  ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．Ｊ．Ｆｏｏｄ  Ｅｎｇ．２００９，９１，５８２−５８６を参照のこと。
【０００５】
以下の平衡は、中性または酸性のｐＨで確立される：
ＨＯＣｌ  ＋  Ｃｌ−  ＋  Ｈ＋  ←→  Ｈ２Ｏ  ＋  Ｃｌ２    （式１）
その製造方法（下記を参照のこと）の結果として、電解次亜塩素酸は必然的に相当量の塩化物（典型的には１（ｗ／ｖ）％以上）を含有し、式１による平衡量の元素状塩素を生じる。これは溶液の貯蔵にとって問題となる。塩素は、揮発性ガスであり、大気中、または溶液中に塩素を含む容器の上部空間に容易に逃げ、容器を開けると急速にそこから逃げる。それはまた小さい中性分子であり、消費者製品のための液体パッケージに一般的に使用される低密度ポリマーを通して容易に拡散する。これらの要因により、塩化物を含むＨＯＣｌの保存溶液から徐々に塩素が失われる。
【０００６】
ＨＯＣｌ溶液の注目に値する有用性、及びそれらを保存することの困難性は、そのような溶液をその場で生成することができる機械に関する市場を生み出した。一般に、これらの装置は、塩化ナトリウム水溶液の電気分解によって作動し、これは、非膜セル内で粗く行うことができるが、より一般的には、連続流膜セルシステム内で行われる。アノードでは、塩化物が酸化されて次亜塩素酸が生成される：
Ｃｌ−  ＋  Ｈ２Ｏ  →  ＨＯＣｌ  ＋  Ｈ＋  ＋  ２ｅ−    （式２）
例えば、米国特許第５，８５８，２０１号、第６，７９３，８４６号及び第７，７４９，３７０号を参照のこと。全てのそのような従来技術のＨＯＣｌ溶液は、本明細書ではＦＡＣ（Ｆｒｅｅ  Ａｖａｉｌａｂｌｅ  Ｃｈｌｏｒｉｎｅ）溶液またはＦＡＣ水という。ＦＡＣ溶液は、供給溶液、電極材料及びアルカリまたはカソード水との任意の混合に応じて、典型的には５〜７のｐＨを有する。ＦＡＣ溶液は、ＨＯＣｌに加えて酸化種（例えば、オゾン、溶存酸素及び過酸化水素）を含有していてもよく、それらはその抗菌特性を増強するとされている。
【０００７】
標準的なＦＡＣ溶液は、効果的な消毒剤であるが、それらは、一般的には、ＨＯＣｌ自体の反応性、式１を右にずらす塩化物イオンの存在、及び揮発性に起因して保存寿命が限られており（数時間から数週間）、そしてそのようにして生成された塩素元素の反応性は、その損失が式１を右へ駆動し続ける。密閉容器では、前記容器がガラスまたは高密度フルオロポリマーのような塩素不透過性材料でできていない限り、塩素の損失は遅くなるが停止することはできない（ＰＣＴ公開番号ＷＯ２０１５／０６１６３２）。しかしながら、消費者によるそのような容器の開封の際には、塩素が急速に逃げる（米国特許第７，３９３，５２２号を参照のこと）。密閉されたガラス溶液中でさえ、ｐＨ＜３の緩衝されていない溶液は、おそらく塩素酸塩の形成に起因して、約２ヶ月の時間の後にそれらの活性塩素を失う（米国特許７，３９３，５２２号を参照のこと）。
【０００８】
「安定化」ＨＯＣｌ、例えば、Ｓｏｎｏｍａ  Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌｓ（Ｌａｎｄａ−Ｓｏｌｉｓ、Ｃ．ｅｔ  ａｌ．，Ｊ．Ｈｏｓｐ．Ｉｎｆｅｃｔ．２００５，２９１−２９９）が市販しているＭＩＣＲＯＣＹＮ（商標）及びＤＥＲＭＡＣＹＮ（商標）溶液、ＰｕｒｉＣｏｒｅ  Ｐｌｃ．が市販しているＳＴＥＲＩＬＯＸ（商標）溶液、及びＰｒｉｎｃｉｐｌｅ  Ｂｕｓｉｎｅｓｓ  Ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓが市販しているＮＥＵＴＲＯＰＨＡＳＥ（商標）溶液が市場に投入された。これらの生成物の安定化は、０．５〜１．０％程度の低減された塩化物濃度、及び／または比較的高いｐＨ（６．０〜７．０）の関数であるように思われ、その結果、式１の反応は、より遅い速度で進行し、その平衡はそれほど右側にはない。しかし、これらの低濃度の塩化物でさえ、依然として次亜塩素酸の濃度（一般に５０〜１，０００ｐｐｍ、すなわち０．００５〜０．１％）を大幅に超え、その結果、塩素は依然として式１に従って生成され、その後経時的に失われる。６．０〜７．０のｐＨ範囲の組成物はより安定であるが、所望のＨＯＣｌの形態の次亜塩素酸塩のごく一部のみであり、抗菌活性は、６未満のｐＨで同じ組成物と比較して大幅に低下する。
【０００９】
上記のように、もう１つの問題は、緩衝液の非存在下で、ＨＯＣｌ溶液のｐＨが最初はゆっくりであるが加速速度で、経時的に減少することが観察されるということである。これはおそらく化学反応の結果であり、それはよく理解されていないが、式３に示される最終結果を有する。
３ＨＯＣｌ  →  ＨＣｌＯ３  ＋  ２ＨＣｌ  （式３）
この反応の速度は、酸性度の増大と共に増大し、従ってこのプロセスは自己触媒的であり、そしてｐＨが緩衝液により調節されない場合、分解速度（そしてｐＨ低下速度）は急速に増大する。その効果は、図２に示されており、それは先行技術の米国特許第６，４２６，０６６号からコピーされている。
【００１０】
先行技術の電解ＦＡＣ溶液の欠点なしに、ＨＯＣｌの性能上の利点を有する局所消毒剤に関する必要性が依然としてある。特に、より安定なＨＯＣｌ組成物が依然として必要とされている。ｐＨ範囲３〜７、特に４〜６の範囲内での緩衝化は、ＨＯＣｌ組成物を安定化すると予想されるが、活性塩素種に対して安定である、この範囲内で有効な緩衝液が必要とされている。
【発明の概要】
【００１１】
本発明の簡単な説明
本発明の一態様では、本発明は、対応するｐＨ値で水溶液を緩衝するのに有効な、様々なｐＫａ値を有する新規ホスホン酸を提供する。本発明のホスホン酸は、ヒドロペルオキシド、過酸化物、過炭酸塩、過ホウ酸塩、ハロゲン、ならびに種々のハロゲンオキシアニオン及びオキシ酸のような酸化剤に対して安定である。
【００１２】
本発明の別の態様において、本発明は、１つ以上のホスホン酸を溶液に添加すること、及びｐＨを所望の値に調整することにより、１つの上記の酸化剤を含有する水溶液を緩衝する方法を提供する。これは、本発明の新規ホスホン酸の１つを使用するか、または本明細書に記載されているような適切な構造の公知のホスホン酸を使用して達成され得る。
【００１３】
本発明は、水、次亜塩素酸、及び３〜７、好ましくは４〜６の範囲のｐＨに組成物を維持する１つ以上のホスホン酸緩衝液を含む消毒組成物を提供する。
【００１４】
本発明はまた、これらの組成物を含浸させた使い捨て拭き取り用品及び包帯を提供する。拭き取り用品は、家庭、病院、農場及び企業の環境表面を洗浄及び消毒するのに適しており、界面活性剤を組み込んでいてもよい。
【００１５】
本発明は、皮膚の消毒方法、創傷及び火傷の洗浄方法及び処置方法、ならびにヒト及び獣医学における眼の感染症の処置方法を提供する。本発明はまた、本発明の組成物及び拭き取り物を用いて環境表面を洗浄及び消毒するための方法を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、ｐＨの関数としての種ＨＯＣｌ、ＯＣｌ−、及びＣｌ２の相対モル濃度の変動を示す。
【図２】図２は、先行技術のＨＯＣｌの緩衝されていない溶液について、経時的なｐＨの低下を示す。
【図３】図３は、リン酸の滴定曲線を示す。
【図４】図４は、ペンタフルオロエチルホスホン酸の滴定曲線を示す。
【図５】図５は、ピリジン−２，６−ジホスホン酸の滴定曲線を示す。
【図６】図６は、マグネシウムイオンの存在下でのピリジン−２，６−ジホスホン酸の滴定曲線を示す。
【図７】図７は、クロドロン酸の滴定曲線を示す。
【図８】図８は、亜鉛イオンの存在下でのクロドロン酸の滴定曲線を示す。
【図９】図９は、マグネシウムイオンの存在下でのクロドロン酸の滴定曲線を示す。
【図１０】図１０は、３−ホスホノベンゼンスルホン酸の滴定曲線を示す。
【図１１】図１１は、ベンゼン−１，３−ジホスホン酸の滴定曲線を示す。
【図１２】図１２は、ベンゼン−１，２−ジホスホン酸の滴定曲線を示す。
【図１３】図１３は、ホウ酸イオンの存在下でのベンゼン−１，２−ジホスホン酸の滴定曲線を示す。
【図１４】図１４は、ストロンチウムイオンの存在下でのベンゼン−１，２−ジホスホン酸の滴定曲線を示す。
【図１５】図１５は、マグネシウムイオンの存在下でのベンゼン−１，２−ジホスホン酸の滴定曲線を示す。
【図１６】図１６は、ベンゼン−１，４−ジホスホン酸の滴定曲線を示す。
【図１７】図１７は、ベンゼン−１，２−ジホスホン酸、ベンゼン−１，３−ジホスホン酸、及びベンゼン−１，４−ジホスホン酸の重ね合わせた滴定曲線を示す。
【図１８】図１８は、カルシウムイオンを添加した場合と添加しない場合のベンゼン−１，２，３−トリホスホン酸の滴定曲線を示す。
【図１９】図１９は、亜鉛イオンを添加した場合と添加しない場合のベンゼン−１，２，４−トリホスホン酸の滴定曲線を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
発明の詳細な説明
本開示の目的のために、ｐＨ値は、１つまたは２つの有効数字で示される（例えば、「ｐＨ３」または「ｐＨ３．０」）。本開示の文脈において、チャート、グラフ、計算、または実験データを参照して提示されていない限り、そのような数は近似値であり、絶対的な制限ではなく、本発明の本質に対する指針として役立つことを意図することが理解されるべきである。実際の解決策は、本発明の意図する範囲から逸脱することなく、記載された値から０．５ｐＨ単位内で変動し得る。ｐＨ値を列挙する請求項は、適宜、そして等価物の原則を十分に考慮して解釈されるべきである。
【００１８】
塩素及び／または次亜塩素酸を含有する水溶液は、それらの調製方法にかかわらず、そして存在し得る他の種に関係なく、本明細書で遊離活性塩素または「ＦＡＣ」溶液という。指示薬としてＮ，Ｎ−ジエチル−ｐ−フェニレンジアミン（ＤＰＤ）を用いて比色法により決定されるように、ＨＯＣｌの濃度は、本明細書においてｐｐｍ活性塩素として報告される。試料を蒸留水で９９９：１に希釈した後、ＤＰＤ−１錠剤（Ｐｏｌｌａｒｄｗａｔｅｒ，Ｎｅｗ  Ｈｙｄｅ  Ｐａｒｋ，Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ）を１０−ｍｌの試料に添加し、ｐｐｍ塩素の値を、比色計（ＭＷ−１０，Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，Ｒｏｃｋｙ  Ｍｏｕｎｔ，Ｎｏｒｔｈ  Ｃａｒｏｌｉｎａ．）で決定した。塩化物濃度は、検量（モール）滴定によって決定した。滴定曲線は、４０ｍｇの緩衝液を２０ｍｌの蒸留水に溶解すること、及び標準化された０．１ＮのＮａＯＨまたはＨＣｌを加えて、ｐＨを毎日ｐＨ  ４．０に調整したデジタルｐＨメーターで測定することによって、決定した。必要に応じて出発材料を変えて、引用文献の方法により新規及び既知の緩衝液を合成した。
【００１９】
本発明は、遊離活性塩素（ＦＡＣ）溶液を、３〜７の範囲のｐＨに緩衝する方法であって、ＦＡＣ溶液を有効緩衝量の式Ｉのホスホン酸
【化１】
2020505447.tif 000003
またはその可溶化塩と組み合わせること、及びその得られた溶液のｐＨをｐＨ３〜７に調節することを包含する方法を提供する。式Ｉにおいて、Ａは芳香族もしくはヘテロ芳香族環、またはＣ１−Ｃ１０アルキル基である。Ａが芳香環の場合、ｎは０〜５であり；ＡがＣ５Ｎ芳香族複素環の場合、ｎは０〜４であり、ＡがＣ４Ｎ２芳香族複素環またはＣ１−Ｃ１０アルキルの場合、ｎは０〜３であり；ＡがＣ３Ｎ３複素芳香環である場合、ｎは０〜２である。
【００２０】
ホスホン酸Ｉは、式ＩＩまたは式ＩＩＩ、
【化２】
2020505447.tif 000004
を有してもよく、式中Ｒ２〜Ｒ６は、各々独立して、Ｈ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、ＣＦ３、ＳＯ３Ｈ、ＣＦ２ＰＯ３Ｈ２、またはＰＯ３Ｈ２であり、かつＲ７〜Ｒ９は、各々独立して、Ｆ、Ｃｌ、Ｃ１−Ｃ９アルキル、ペルフルオロ−Ｃ１−Ｃ９アルキル、アリール、ＰＯ３Ｈ２ＰＯ３Ｈ２、ＣＦ２ＰＯ３Ｈ２、ＣＦ２ＣＦ２ＰＯ３Ｈ２、ＣＣｌ２ＰＯ３Ｈ２、ＣＦＣＦ３ＰＯ３Ｈ２、またはＣＦＣｌＰＯ３Ｈ２である。
【００２１】
本発明はまた、次亜塩素酸の緩衝水溶液であって、５０〜１０００ｐｐｍの次亜塩素酸濃度を有し、３〜７の範囲に緩衝されたｐＨを有し、式ＩＩまたはＩＩＩの１つ以上のホスホン酸の有効緩衝量の可溶性塩を含有する水溶液を提供する。好ましい実施形態では、次亜塩素酸の緩衝水溶液は、２００ｐｐｍ未満の塩化物、より好ましくは１００ｐｐｍ未満の塩化物を含有する。
【００２２】
本発明はまた、次亜塩素酸の緩衝水溶液を含浸させた、５０ｐｐｍ〜１０００ｐｐｍの次亜塩素酸の濃度を有し、３〜７の範囲の緩衝されたｐＨを有する、使い捨て拭き取り用品であって、式ＩＩまたはＩＩＩの１つ以上のホスホン酸の可溶性塩の有効緩衝量を含む使い捨て拭き取り用品を提供する。好ましい実施形態では、次亜塩素酸の緩衝水溶液は、２００ｐｐｍ未満の塩化物、より好ましくは１００ｐｐｍ未満の塩化物を含有する。
【００２３】
本発明はさらに、式ＩＶ
【化３】
2020505447.tif 000005
を有する新規なホスホン酸であって、式中、Ｒ１０〜Ｒ１２が、各々独立して、Ｈ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、ＣＦ３、ＳＯ３Ｈ、ＣＦ２ＰＯ３Ｈ２、及びＰＯ３Ｈ２からなる群より選択されるホスホン酸を提供する。
【００２４】
（Ａ）緩衝液及び緩衝化溶液
ｐＨを少なくとも３〜７の範囲内に維持することができ、そして好ましくはｐＨを４〜６の範囲に維持することができる緩衝液を用いてＨＯＣｌ溶液のｐＨを安定化することが望ましい。３〜７の間のｐＫａ値を有する最も知られている緩衝液は、Ｎ−酸化もしくはＮ−塩素化を受けるアミノ基、及び／またはアシルペルオキシドもしくは次亜塩素酸アシル種の形成を受けるカルボン酸基を含む。従って、適切な緩衝液を見つけることは困難であり、そして本発明は、次亜塩素酸溶液に関する問題に対する解決法を提供する最初のものである。
【００２５】
米国特許出願公開第２０１２／０２６９９０４号には、この問題の解決策が開示されており、そこでは次亜塩素酸溶液用の緩衝液としてリン酸緩衝液が適していると主張されている。しかし、図１から分かるように、次亜塩素酸塩溶液が主として分子種ＨＯＣｌとして存在するためには、この溶液は３〜６のｐＨ範囲内に維持されなければならず、リン酸塩はこの範囲では、緩衝作用を持たないことが図３から明らかである。リン酸塩は、塩化物のＣｌ２への酸化及び塩素酸塩への分解の両方が起こるｐＨ範囲２〜３、ならびにＨＯＣｌが完全に次亜塩素酸アニオンに解離するｐＨ７〜８で緩衝能を有する。
【００２６】
酢酸塩及び他のカルボン酸塩も適切な緩衝液として提案されているが、アルキル及びアリールカルボン酸塩は、ＦＡＣ溶液と反応して対応する次亜塩素酸アシルを生成し、これはラジカル解離及び脱カルボキシル化を受ける。炭酸／重炭酸塩緩衝系は、ＦＡＣに対して安定であるが、ＣＯ２溶解度の温度及び圧力依存性によって、炭酸は非実用的になる。
【００２７】
本発明者らは、特定のモノ−及びポリ−ホスホン酸塩がＦＡＣ溶液に対して安定であり、そして３〜７のｐＨ範囲で緩衝を提供する能力を有し、そして好ましい実施形態では、４〜６というより望ましい範囲で緩衝する能力を有することを発見した。明快さと便利さのために、緩衝種はそれらの共役酸として表され考察されているが、目標ｐＨ範囲内の溶液中の種は、アニオン、そしてしばしばポリアニオンであることが理解されるであろう。
【００２８】
特定の緩衝液種は、金属イオンの存在に対して、ｐＫａ値の感度、従って緩衝するｐＨ範囲の感度を示す。Ｍｇ＋＋、Ｃａ＋＋、Ｓｒ＋＋及びＺｎ＋＋のような二価金属イオンが特に有効である。ホウ素（ホウ酸塩）及びアルミニウム（ＩＩＩ）塩を添加することによっても有意なシフトが得られ得る。従って、本発明は、調節可能なまたは「調整可能な」緩衝液を提供し、これは有効緩衝範囲にわたる、ある程度の制御を特徴とする。
【００２９】
本発明は、ＦＡＣ溶液を有効緩衝量の一般式Ｉのホスホン酸と混合することを包含する、ＦＡＣ溶液を３〜７の範囲のｐＨに緩衝する方法を提供する。式Ｉでは、Ａは芳香族環または芳香族複素環、例えばナフタレン、ベンゼン、ピリジン、またはピラジン環であり、ここでｎは０〜６の範囲であってもよいし、そうでなければＡはＣ１−Ｃ１０アルキル基であり、この場合、ｎは０〜４の範囲であってもよい。ここでＡは、アルキルであり、それは好ましくはホスホネート基（複数可）に対して全てのアルファ位置でハロゲン化されている。Ａがピリジンまたはピラジンである場合、環窒素は、好ましくはＮ−オキシドまたはＮ−メチルピリジニウム（またはピラジニウム）塩の形態である。
【００３０】
本発明の方法は、緩衝されるべき溶液に有効緩衝量の式Ｉのホスホン酸、またはそのアルカリ金属もしくはアルカリ土類塩を添加すること、及び得られる溶液のｐＨを所望のｐＨに調整することを包含する。例として、適切なｐＫａの緩衝液を添加した後、次亜塩素酸の溶液を、３〜７の間のｐＨに調整してもよい。
【００３１】
式ＩＩにおいて、Ｒ２〜Ｒ６は各々独立してＨ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、ＣＦ３、ＳＯ３Ｈ、ＣＦ２ＰＯ３Ｈ２、及びＰＯ３Ｈ２である。好ましくは、化合物ＩＩの酸は少なくとも三塩基性であり、すなわちＲ２〜Ｒ６のうち少なくとも１つはＰＯ３Ｈ２またはＳＯ３Ｈである。より好ましくは、Ｒ２及び／またはＲ６はＰＯ３Ｈ２である。ハロゲンの中では、Ｃｌ及びＦが好ましい。
【００３２】
「有効緩衝量」とは、ｐＨを所望の範囲に調節する任意の量である。その量は、緩衝種の溶解度によってのみ物理的に制限されるが、実際には緩衝溶液のエバポレーションの際に許容されると考えられる残留物の量によって制限される。下限は、溶液の所望の貯蔵寿命にわたって、上記の式３の反応によって発生すると予想される酸のモル量の関数である。好ましい実施形態では、モル濃度で測定される有効緩衝量は、溶液中に存在する活性塩素種のモル濃度の１％から１００％の範囲である。より好ましい実施形態では、その量は、活性塩素種のモル濃度の１０％から５０％の間である。
【００３３】
式ＩＩの具体的に考えられる例、及び代表的な合成への言及には、以下を含む：１，２−ベンゼンジホスホン酸（Ｐ．Ｔａｖｓ，Ｃｈｅｍ．Ｂｅｒ．１９７０，１０３：２４２８）；１，３−ベンゼンジホスホン酸（同書）；４−スルホフェニルホスホン酸（Ｅ．Ｍｏｎｔｏｎｅｒｉ  ｅｔ  ａｌ．，Ｃｈｅｍ．Ｍａｔｅｒ．２００７、１９：２６７１）；３−スルホフェニルホスホン酸（Ｚ．−Ｙ．Ｄｕ  ｅｔ  ａｌ．，Ｉｎｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．２００６，４５：６４２４）；５−フルオロ−１，３−ベンゼンジホスホン酸，５−クロロ−１，３−ベンゼンジホスホン酸（Ｓ．Ｎ．Ｔｖｅｒｄｏｍｅｄ，Ｒｕｓｓ．Ｊ．Ｇｅｎ．Ｃｈｅｍ．（Ｅｎｇｌ．Ｔｒａｎｓ）２００１，７１：１８２１）；５−ブロモ−１，３−ベンゼンジホスホン酸、１，４−ベンゼンジホスホン酸（Ｊ．Ｆ．Ｂｕｎｎｅｔｔ  ｅｔ  ａｌ．，Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．１９７８、４３：１８６７）；１−ホスホノベンゼン−３，５−ジスルホン酸（Ｅ．Ｍｏｎｔｏｎｅｒｉ  ｅｔ  ａｌ．，Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ，Ｓｕｌｆｕｒ  Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｒｅｌａｔ．Ｅｌｅｍ．１９９４，８６：１４５）；１，３，５−ベンゼントリホスホン酸（Ｓ．Ｒ．Ｋｉｍ  ｅｔ  ａｌ．Ｊ．Ａｍ  Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．２０１３，１３５：９６３；Ｓ．Ａ．Ｒｅｉｔｅｒ  ｅｔ  ａｌ．，Ｈｅｌｖ．Ｃｈｉｍ．Ａｃｔａ，２００２，８５：１１４０）；２−クロロ−１，３，５−ベンゼントリホスホン酸；１，２，３−ベンゼントリホスホン酸；４−クロロ−１，２，３−ベンゼントリホスホン酸；５−クロロ−１，２，３−ベンゼントリホスホン酸；１，２，４−ベンゼントリホスホン酸；３−クロロ−１，２，４−ベンゼントリホスホン酸；５−クロロ−１，２，４−ベンゼントリホスホン酸；６−クロロ−１，２，４−ベンゼントリホスホン酸；１，２，３，４−ベンゼンテトラホスホン酸；１，２，３，５−ベンゼンテトラホスホン酸；４−クロロ−１，２，３，５−ベンゼンテトラホスホン酸；１，２，４，５−ベンゼンテトラホスホン酸；３−クロロ−１，２，４，５−ベンゼンテトラホスホン酸；３，６−ジフルオロ−１，２，４，５−ベンゼンテトラホスホン酸；３，６−ジクロロ−１，２，４，５−ベンゼンテトラホスホン酸；１，２，３，４，５，６−ベンゼンヘキサホスホン酸；１，８−ナフタレンジホスホン酸；ピリジン−２−ホスホン酸、Ｎ−メチルピリジニウム−２−ホスホン酸、ピリジン−２−ホスホン酸Ｎ−オキシド（Ｄ．Ｊ．ＭｃＣａｂｅ  ｅｔ  ａｌ．，Ｉｎｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．１９８７，２６：１２３０）、ピリジン−２，６−ジホスホン酸、Ｎ−メチルピリジニウム−２，６−ジホスホン酸、ピリジン−２，６−ジホスホン酸Ｎ−オキシド、ピラジン−２，５−ジホスホン酸、及びピラジン−２，６−ジホスホン酸。上記の種の種々のフッ素化及び臭素化類似体は、当業者に明らかであり、そして本発明の範囲内である。
【００３４】
上記で特定された緩衝液分子は、それらの複数のイオン化可能な酸基により、広い緩衝範囲を有し、そして多くは、ｐＨ３〜ｐＨ７の範囲の少なくとも１つのｐＫａ（従って緩衝能力）を有する。フェニルホスホン酸（Ｐｈｅｎｙｐｈｏｓｐｈｏｎｉｃ  ａｃｉｄ）は、ちょうど７を上回る第２のｐＫａを有し、かつそのｐＨで使用可能であり（Ｏ．Ｍａｋｉｔｉｅ，Ｖ．Ｋｏｎｔｔｉｎｅｎ，Ａｃｔａ  Ｃｈｅｍ．Ｓｃａｎｄ．１９６９，２３：１４５９−１４６１）、ただし好ましくはＲ２〜Ｒ６の少なくとも１つはまたＰＯ３Ｈ２でもある。スルホン酸基及びホスホン酸基は、ＦＡＣ溶液に対して非反応性であり、そして芳香環は、スルホン酸基及びリン酸基の電子求引性のおかげで求電子塩素化に対して耐性がある。ハロゲン置換基Ｆ、Ｃｌ及びＢｒは、さらなる安定性を付与することが可能で、そして種のｐＫａを微調整するように選択することができる。
【００３５】
上記の種は当業界で知られているか、または公知の材料を調製するのに用いたのと同じ方法で、対応するポリハロゲン化芳香族及び複素芳香族種から合成により容易に入手可能である。ポリスルホン酸の代表的な調製は、Ａ．Ｍｉｅｔｒａｃｈ  ｅｔ  ａｌ．，Ｅｕｒ．Ｊ．Ｉｎｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．２００９、５３２８に記載されている；前駆体ポリチオールの調製については、Ｐ．Ｃｏｇｏｌｌｉ  ｅｔ  ａｌ．，Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．１９７９，４４：２６４２頁を参照のこと。ポリホスホン酸は、鉄、ニッケル、またはパラジウム触媒の存在下でのハロゲン化アリールと亜リン酸エステルとの反応から、または光分解を介して誘導される、対応するトリメチルシリルまたはアルキルエステルの加水分解によって調製される。（Ｐ．Ｔａｖｓ，Ｃｈｅｍ．Ｂｅｒ．１９７０，１０３：２４２８；Ｎ．Ｄｅｍｉｋ  ｅｔ  ａｌ．，Ｒｕｓｓ．Ｃｈｅｍ．Ｂｕｌｌ．１９９１  ４０：１３００；Ｅ．Ｊａｂｌｏｎｋａｉ，Ｇ．Ｋｅｇｌｅｖｉｃｈ，Ｏｒｇ．Ｐｒｅｐ．Ｐｒｏｃ．Ｉｎｔｌ．２０１４，４６，２８１）。ハロゲン置換基は、ニトロ化、還元、及びジアゾ化、続いてハライド置換（サンドマイヤー反応）によって導入してもよい。アルキルホスホネートエステルは、一般に、水性酸もしくはアルカリで、または酢酸中のＨＢｒで処理することによって加水分解される。遊離酸、またはその適切な塩は、化学技術分野で慣用的な方法を用いた再結晶によって精製され得る。
【００３６】
特定の実施形態では、ホスホン酸は一般式ＩＩＩ：
【化４】
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のものである。
【００３７】
式ＩＩＩでは、Ｒ７〜Ｒ９は、各々独立して、Ｆ、Ｃｌ、Ｃ１−Ｃ９アルキル、ペルフルオロ−Ｃ１−Ｃ９アルキル、アリール、ＰＯ３Ｈ２、ＣＦ２ＰＯ３Ｈ２、ＣＦ２ＣＦ２ＰＯ３Ｈ２、ＣＣｌ２ＰＯ３Ｈ２、ＣＦＣＦ３ＰＯ３Ｈ２、またはＣＦＣｌＰＯ３Ｈ２、及びアリール基であり、もし存在する場合、１つ以上のハロゲンで必要に応じて置換されてもよい。具体的に企図される実施例、及び代表的な合成への言及は、以下を含む：トリクロロメタンホスホン酸（米国特許第２，７８５，１９７号）、トリフルオロメタンホスホン酸（市販）、ジクロロメタンジホスホン酸（クロドロン酸、市販）、ジフルオロメタンジホスホン酸（Ｃ．Ｅ．ＭｃＫｅｎｎａ，Ｐ．−Ｄ．Ｓｈｅｎ．Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．１９８１，４６：４５７３）、クロロフルオロメタンホスホン酸（Ｃ．Ｅ．ＭｃＫｅｎｎａ  ｅｔ  ａｌ．，Ｐｈｏｓｐｈｏｒｏｕｓ  Ｓｕｌｆｕｒ  Ｒｅｌａｔ．Ｅｌｅｍｅｎｔｓ  １９８８，３７：１）、クロロメタントリホスホン酸（米国特許第３，４７１，５５２号）、フルオロメタントリホスホン酸、メタンテトラホスホン酸（米国特許第３，４７１，５５２号）、フェニルジフルオロメタンホスホン酸、ペンタフルオロエチルホスホン酸（市販）、及びノナフルオロブタン−１−ホスホン酸。
【００３８】
緩衝化ＦＡＣ溶液を調製するための一般的手順は、以下の代表的な実施例によって説明される：必要に応じて１〜２当量の二価金属イオンを含む、水（５０ｍｌ）中の１，２−ベンゼンジホスホン酸（１．０ｇ）に、ｐＨ３．０〜ｐＨ４．０の溶液が得られるまで、撹拌しながら、１０％ＮａＯＨ水溶液を滴下する。この溶液を、ＨＯＣｌの溶液（約５００ｐｐｍ）１０００ｍｌに添加し、そして１０％ＮａＯＨ水溶液を滴下することによりｐＨを４．０に調整する。より低いｐＨへの調整が望まれる場合、硝酸、リン酸、または硫酸を使用し、そして溶液に望ましくない塩化物を導入する塩酸の使用を避けることが好ましい。
【００３９】
同様に、本発明の緩衝種のいずれかを選択し、緩衝を必要とする溶液と組み合わせ、そして選択された種の緩衝範囲内にｐＨを調整し得る。本発明のホスホン酸緩衝液種は、５００ｐｐｍのＨＯＣｌ溶液に１０ｍＭの濃度で添加された場合、数ヶ月間にわたって活性塩素濃度を減少させなかった。緩衝液は、過酸化物及びヒドロペルオキシドに対して同様に非反応性であると予想される。
【００４０】
図４は、ペンタフルオロエチルホスホン酸の滴定曲線を示す。最初のｐＫａはｐＨ２．５〜３．５で緩衝作用をもたらし、そして２番目のｐＫａはｐＨ４〜５で緩衝作用をもたらす。この材料は、酸化種及び塩素化種に対して完全に安定であると予想される。
【００４１】
図５は、ＮａＯＨで滴定したピリジン−２，６−ジホスホン酸の滴定曲線を示す。４つのｐＫａ値は等間隔であり、ｐＨが２から１１に上昇するにつれてほぼ直線になるように思われる。従って、この種はほんのわずかな緩衝作用しか与えないが、ほとんどあらゆる所望のｐＨにおいてそうなる。滴定の最後に硫酸マグネシウムを添加し、ｐＨ２への滴定をＨＣｌで行った。図６は、得られた滴定曲線を示す。マグネシウムの存在下でのピリジン−２，６−ジホスホン酸はわずかにより構造化された滴定曲線を示すが、実質的な緩衝は２〜３のｐＨ範囲においてのみ見られる。
【００４２】
図７は、クロドロン酸として一般的に知られているジクロロメタンジホスホン酸の滴定曲線を示している。最初の２つのｐＫａは、ｐＨ２〜３、３番目はｐＨ６〜７、及び４番目はｐＨ９〜１０で緩衝作用をもたらす。４番目のプロトンの高いｐＫａは、他の胚及びオルトジホスホネートにおいて観察され（下記参照）、本発明者らは、これをプロトン化ペリ−ナフチレンジアミンの高いｐＫａ値と同様に、隣接するホスホネート部分間のプロトンのキレート化に起因するものとみなす（いわゆる「プロトンスポンジ」）。滴定の前に硝酸亜鉛（２当量）を添加すると、図８に示す曲線が得られる。おそらく、ホスホネート基による亜鉛のキレート化の結果として、４番目のプロトンの高いｐＫａは無効にされ、３番目及び４番目のｐＫａ値は両方とも３．５〜４．５の範囲に著しくシフトして低下される。亜鉛の代わりにマグネシウムを添加しても同様の効果が得られるが、結果として生じる緩衝範囲は５〜８である。緩衝液として使用されるクロドロン酸は、このように著しい調整可能性を提供する。
【００４３】
図１０は、３−ホスホノベンゼンスルホン酸の滴定曲線を示す。調べた全てのスルホン酸は、スルホネート部分の数にかかわらず、１〜２の範囲のスルホネートについてｐＫａ値を示した。２つのホスホン酸プロトンは、ｐＨ１．５〜２で緩衝作用を与え、そして６．５〜７．５で中程度の緩衝作用を与える；これらは典型的なベンゼンホスホン酸であり、スルホン酸塩基の負電荷の影響を受けていないことは明らかである。
【００４４】
図１１は、ベンゼン−１，３−ジホスホン酸の滴定曲線を示す。ここでもまた、典型的なベンゼンホスホン酸ｐＫａ値が観察され、分子上のかなりの負電荷に対する感受性はほとんどない。
【００４５】
図１２は、ベンゼン−１，２−ジホスホン酸の滴定曲線を示し、これは、４番目のｐＫａ値が観察できないという点で興味深いものである。２つのプロトンは、ｐＨ１〜３の間で緩衝するが、ｐＨ６〜８の間では単一のプロトンのみが除去される。
【００４６】
図１３は、１当量のホウ酸の存在下でのベンゼン−１，２−ジホスホン酸の滴定曲線を示す。キレート構造が予想され、そして３番目及び４番目のｐＫａ値は、７〜９の範囲まで上方にシフトされるように思われる。ｐＨ８〜９での長時間の緩衝作用は、ホウ酸緩衝作用と重複するとされている。
【００４７】
図１４は、添加した硝酸ストロンチウムの存在下でのベンゼン−１，２−ジホスホン酸の滴定曲線を示す。図１２と比較すると、最初の２つのｐＫａ値は、上方に３〜４の範囲内にシフトしているように見えるが、３番目のｐＫａ値は比較的変化していない。４番目のｐＫａ値は、以前は測定不可能であったが、９．５〜１０．５の範囲内にあるように思われる。
【００４８】
図１５は、硫酸マグネシウムの存在下でのベンゼン−１，２−ジホスホン酸の滴定曲線を示す。ここで興味深いのは、４番目のｐＫａが現在８より下の範囲にあることである。Ｍｇの比較的強いキレート化が最も可能性の高い説明である。得られた曲線は、ベンゼン−１，３−ジホスホン酸（図１１）及びベンゼン−１，４−ジホスホン酸（図１６）のものと類似している。
【００４９】
図１７は、ベンゼン−１，２−ジホスホン酸、ベンゼン−１，３−ジホスホン酸、及びベンゼン−１，４−ジホスホン酸の重ね合わせた滴定曲線を示す。１，２異性体の滴定における「失われたプロトン」は、ここで明らかにされる。
【００５０】
図１８は、硝酸カルシウムを添加した場合と添加しない場合のベンゼン−１，２，３−トリホスホン酸の滴定曲線を示す。ＮａＯＨによる滴定の終わりに、硝酸カルシウムを添加し、その溶液をＨＣｌでｐＨ３に滴定した。２つの「キレート化可能」プロトンの存在にもかかわらず、３つのプロトンがｐＨ２〜４で滴定され、そして２つだけがｐＨ７〜１１で滴定される、前方滴定において、明らかな「失われたプロトン」が１つだけある。不足しているプロトンは、マグネシウムが１，２−ジホスホン酸に影響を与えたのと同じ方法で、カルシウムの添加後に滴定可能な形で存在する（図１５）。
【００５１】
図１９は、硝酸亜鉛を添加した場合と添加しなかった場合のベンゼン−１，２，４−トリホスホン酸についての同様の対の滴定曲線を示す。ＮａＯＨによる滴定の終わりに、硝酸亜鉛を加え、その溶液をＨＣｌで滴定した。亜鉛の添加は、おそらくＺｎ（ＯＨ）２の形成に起因して、混濁及びｐＨの低下を引き起こした。ここで注目に値するのは、純粋な三酸の曲線からは完全に欠けているｐＨ４〜６での緩衝作用が亜鉛の存在下で存在するということである。
【００５２】
実験結果によって、適切な構造のホスホン酸が、ｐＨ２からｐＨ１０までの利用可能な緩衝領域の範囲と組み合わせて酸化剤に対して安定性を提供することが立証される。その結果によってまた、適切な構造のポリホスホン酸が、酸化に対する安定性だけでなく、様々な金属イオンの添加による緩衝範囲の同調性ももたらすことが立証される。従って、全体として、本発明は、反応性の高い酸化性溶液をほぼあらゆる所望のｐＨで緩衝する方法を提供する。さらに、本発明のホスホン酸緩衝液のｐＨ緩衝範囲は、複数の金属イオンを添加することによって、より広い範囲のｐＨ値に「伸展」することができることは明らかである。
【００５３】
本発明は、水、次亜塩素酸、本発明による１つ以上の緩衝液、及び必要に応じて次亜塩素酸の存在下で組成物のｐＨで貯蔵安定性である界面活性剤を含む、３．０〜７．０のｐＨを有する皮膚及び表面洗浄抗微生物組成物を提供する。本発明の緩衝液は、３．０〜７．０、好ましくは４．０〜６．０、より好ましくは４．５〜５．５のｐＨ範囲内で組成物のｐＨを安定化させる。組成物は、好ましくは、塩化ナトリウムの％ｗ／ｖとして測定され、約０．５％ｗ／ｖ未満、より好ましくは約０．２％ｗ／ｖ未満、さらにより好ましくは約０．１％未満、さらにより好ましくは約０．０５％ｗ／ｖ未満である塩化物濃度を有する。さらにより好ましくは、塩化ナトリウムとしての塩化物の量は、それ自体約１２０ｐｐｍの塩化物に相当する０．０２％ｗ／ｖ未満である。最も好ましくは、塩化物の濃度は１００ｐｐｍ未満である。
【００５４】
本発明の組成物は、１リットルあたり５〜１５００ｍｇのＨＯＣｌを含んでもよく、そして好ましくは１リットルあたり１５〜８００ｍｇのＨＯＣｌを含んでもよい。より好ましい実施形態は、１リットルあたり５０〜５００ｍｇを含有する。図１の検査から分かるように、他の種に対するＨＯＣｌの濃度は、約ｐＨ５．０で最大に達する。（図１は一次近似を示す；そのような溶液における全ての有意な平衡を考慮に入れたより詳細な計算は、米国特許出願公開第２０１４／０１３４２２４号に開示されている）。活性抗微生物剤はＨＯＣｌであるので、最大有効性はこの種の最大濃度に関連している；従って、好ましい緩衝液は、ｐＨを３．０〜７．０、より好ましくは４．０〜６．０、そして最も好ましくは４．５〜５．５の値に安定化させるであろう。施術者は、貯蔵安定性、非刺激性、または洗浄効率などの他の特性を最適化するために、これらの範囲内でｐＨを変えることを選択してもよい。
【００５５】
本発明はさらに、上記の組成物及び物品を含む、塩素不透過性及び塩素耐性のパッケージを提供する。好ましい実施形態では、このパッケージは実質的に上部空間ゼロである。本明細書で使用される場合、「実質的に上部空間ゼロ」とは、パッケージの体積の約５％未満という上部空間の体積のことをいう。特定の実施形態では、パッケージは折り畳み可能であるか、または組成物が分配されるときもしくは物品が取り除かれるときに実質的にゼロという上部空間を保持するように別の方法で適合される。他の実施形態では、パッケージは、一回使用量もしくは容積の本発明の組成物、または本発明の単一の物品を含む。
【００５６】
（Ｂ）拭き取り（清拭）
本発明はまた、本発明の抗菌性組成物のうちの１つで湿らされているかまたは飽和されている、織布または不織布の拭き取り物の形態の、環境表面洗浄及び／または皮膚洗浄抗菌物品も提供する。この拭き取り用品は、織布もしくは不織布、好ましくは親水性布地のディスクもしくはパッドであってもよいし、または親水性ポリマーフォームから形成されてもよい。
【００５７】
「拭き取り用品」として口語的に知られている拭き取り用品は、例えば、米国特許第４，８９１，２２８号及び同第５，８８８，５２４号に記載されている一般的な物理的形態のものであってよい。本発明の抗菌の湿った拭き取り物は、当該技術分野において公知のいくつかの異なる形態のうちのいずれを取ってもよい。例えば、湿った拭き取り物は、ジャーまたは柔軟な小包に包装された湿ったシートの積み重ねの形態であってもよい拭き取り物は、折り畳まれた構成であっても、または展開された構成であってもよい。さらに、拭き取り物は、個々の湿った拭き取り物を連続ウェブから分離するための穿孔を含む材料の連続ウェブの形態であってもよい。そのような連続ウェブは、ロールに巻かれ、そしてまたプラスチック容器にパッケージングされてもよい。拭き取り物は、例えば、赤ん坊用拭き取り物、手拭き用拭き取り物、家庭用洗浄拭き取り物、ならびに病院用及び工業用拭き取り物として使用されてもよい。
【００５８】
本発明の抗菌の湿った拭き取り物に適した材料は、当業者には周知である。湿った拭き取り用品は、メルトブローン、スパンボンド、コフォーム、エアレイド、及びカードサーモボンドウェブ材料、水流交絡材料などを含む、湿った拭き取り物としての使用に適した任意の材料から製造され得る。湿った拭き取り物は、１平方メートルあたり約２５から約１２０グラム、望ましくは１平方メートルあたり約４０から約９０グラムの坪量を有し得る。拭き取り物は好ましくは、使用されている組成物のｐＨにおいて、塩素及び次亜塩素酸の存在下で貯蔵安定性である材料から形成される。この文脈における「貯蔵安定性」とは、拭き取り物が室温で少なくとも１２ヶ月間、それらの意図された目的のために使用可能であり続けることを意味する。貯蔵安定性拭き取り物用の好ましいポリマーは、塩素化を受けやすい基、例えばオレフィン、アミノ、アミドＮＨ、及びヒドロキシル基を含まない。
【００５９】
適切な物品は、例えば、親水性モノマーで変性されているか、または親水性表面処理されている、織布または不織布の湿潤性ポリオレフィンまたはポリエステル繊維から形成されてもよい。繊維に含めるのに適した他のポリマーとしては、限定するものではないが、ポリアクリル酸（ＰＡＡｃ）、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ならびにそれらのブレンド及びコポリマーが挙げられる。通常、疎水性ポリマーは、米国特許第５，６１４，５７４号に記載されているように、当技術分野において知られている方法によって湿潤性にされ得る。
【００６０】
例として、コフォームベースシートは、例えば、ポリプロピレンマイクロファイバーのような熱可塑性ポリマーメルトブローンマイクロファイバー、及び上記のような親水性ファイバーのガス形成マトリックスを含んでもよい。コフォームベースシート中のポリプロピレンマイクロファイバー及び親水性ファイバーの相対百分率は、拭き取り物の所望の特性に応じて広範囲にわたって変化し得る。例えば、コフォームベースシートは、拭き取り用品を提供するために使用されているコフォームベースシートの乾燥重量に基づいて、約２０〜約６０重量パーセント、より望ましくは約３０〜約４０重量パーセントのポリプロピレンマイクロファイバーを含んでもよい。やはり例として、拭き取り物は、１平方メートルあたり約２５〜約１２０グラムの基準重量を有するメルトブローンまたはスパンボンドポリオレフィンまたはポリエステルシートから製造されてもよい。好ましいシート材料は、織布または不織布のＰＥＴ、及びそれらの種々の湿潤性変形物である。
【００６１】
湿った拭き取り物は、本発明の抗菌性組成物で飽和されているか、そうでなければ含浸されている。拭き取り物に添加される抗菌組成物の量は、拭き取り物を提供するのに使用される材料の種類、拭き取り物を保管するのに使用される容器の種類、及び拭き取り物の所望の最終用途に応じて変わる。一般に、各拭き取り物は、拭き取り物の乾燥重量を基準にして約１５０〜約６００重量％、望ましくは約２５０〜約４５０重量％の抗菌性組成物を含み得る。湿った拭き取り物が、拭き取り物の乾燥重量に基づいて約３０〜約４０重量％のポリマーマイクロファイバーを含むコフォーム材料から製造される特定の態様において、湿った拭き取り物内に含まれる抗菌組成物の量は、約３００〜約４００重量％、望ましくは、湿った拭き取り物の乾燥重量に基づいて約３３０重量％である。液体の量が上記の特定の範囲より少ない場合、湿った拭き取り物は、拭き取られる表面を湿らせるには乾燥しすぎているかもしれず、そして十分に機能しないかもしれない。特定の実施形態では、拭き取り物は単にＨＯＣｌ組成物で飽和され、場合によってはわずかに過剰のＨＯＣｌ組成物中に浸漬され、その容器はゼロまたは実質的に上部空間ゼロで密閉されている。
【００６２】
本発明の代替の実施形態では、拭き取り物は乾燥状態の容器内に提供され、消費者には別の容器内の本発明の抗菌ＨＯＣｌ溶液が提供される。本発明の湿った拭き取り物は、その溶液を拭き取り物の上に注ぐことによってその場で調製される。この実施形態における拭き取り物用の容器は、拭き取り物が使い尽くされるまでしか封じ込めを必要としないので、有する耐塩素性及び不透過性が低レベルでもよい。
【００６３】
（Ｃ）パッケージング
元素の塩素は式１に従って生成され、溶液中に保たれそして逃げるのを妨げられる場合、平衡濃度に留まり、それにより反応が右へ進行するのを妨げ得る。この理由のために、塩素不透過性及び塩素耐性のパッケージングが、本発明の組成物及び物品にとって好ましい。このパッケージングは好ましくは、貯蔵中に塩素が溶液から逃げることができるガスの容積を最小にするために、ゼロまたは実質的に上部空間ゼロであることを特徴とする。特定の実施形態では、パッケージは、ガラスまたはポリマーのボトルまたはジャーであってもよい。代替の実施形態では、パッケージは、再封可能な開口部を有する折り畳み式パウチであってもよい。このパッケージはまた、使い捨ての（ｓｉｎｇｌｅ−ｕｓｅ）開封（ｔｅａｒ−ｏｐｅｎ）パウチの形態をとってもよい。
【００６４】
開封パウチは、ポリマー、マルチポリマーラミネート、またはポリマー−金属ラミネートから形成されるのが好ましい。ポリマー、またはラミネート中の少なくとも１つのポリマーは、好ましくは耐塩素性及び塩素不透過性であり、そして共押出のようなラミネーションプロセスと適合性である。ポリマーフィルムの塩素透過性についてのデータは比較的少ないが、酸素のような塩素は小さい中性の二原子分子であり、分子量が大きいことに起因して拡散速度は約３０％遅いが（Ｇｒａｈａｍの法則に従って）同様の拡散特性を有すると予想される。従って、一般に、酸素バリア機能を提供するポリマー及び材料は、同様に塩素バリア機能を有すると予想され、そしてそれらが塩素と反応しないならば、そのような材料は本発明において有用であると予想される。ポリマーフィルムを通る酸素拡散速度は、公知の方法によって測定され得る；例えば、Ｒｈａｒｂｉ，Ｙ；Ｙｅｋｔａ，Ａ．；Ｗｉｎｎｉｋ，Ｍ．Ａ．；Ａ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ  Ｏｘｙｇｅｎ  Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ  ａｎｄ  Ｏｘｙｇｅｎ  Ｐｅｒｍｅａｔｉｏｎ  ｉｎ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｆｉｌｍｓ  Ｂａｓｅｄ  ｏｎ  Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ  Ｑｕｅｎｃｈｉｎｇ，Ａｎａｌ．Ｃｈｅｍ．１９９９，７１，５０４５−５０５３を参照のこと。食品包装技術にとってのその重要性という理由で、広範な種々の市販のポリマーについての酸素透過率を列挙する多数の参考文献がある。例示的ポリマーの酸素透過率（ＯＴＲ）の値を表１に示す；塩素透過率（ＣＴＲ）の値は、同様に、かつ同様の比率で変化すると予想される。
【００６５】
表１のＯＴＲ値は、室温及び大気圧で２４時間の経過にわたって１００平方インチの１ミルのフィルムを通して拡散するであろう酸素の容積（ｍｌ）を表す。表２は、通常のポリエチレン（ＬＤＰＥ）及びポリプロピレン容器に対する高バリアポリマーの大きな利点を示している。
【表１】
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【００６６】
エチレンビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）、ポリ二塩化ビニリデン（ＰＶｄＣ）、二塩化ビニリデン／塩化ビニル共重合体（ＳＡＲＡＮ（商標）フィルム）、ポリアクリロニトリル、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、メタキシリレンナイロン−６（ＭＤＸ６）及びナイロン−６ナノコンポジット（ＭＸＤ６−ＮＣ）は、本発明において使用され得る特に有効な酸素バリアポリマーの例である。配向及び非晶質ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）ならびに配向及び非晶質ナイロンも適していると予想される。Ｔｏｐａｓ  Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ（Ｆｌｏｒｅｎｃｅ，ＫＹ）から入手可能な環状オレフィンポリマー及びコポリマー（ＣＯＰ及びＣＯＣ）は、別の種類の同様に適切な材料を表す。ＡＣＬＡＲ（商標）（Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｉｎｃ．，Ｍｏｒｒｉｓｔｏｗｎ，ＮＪ）の商品名で入手可能なポリクロロトリフルオロエチレン（ＣＴＦＥ）は、望ましい耐塩素性を有する材料の一例である；もう１つはＥＴＦＥであり、商品名ＴＥＦＺＥＬ（商標）（ＤｕＰｏｎｔ  Ｉｎｃ．、Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ、ＤＥ）で入手可能である。ＰＴＦＥ（ＴＥＦＬＯＮ（商標）、ＤｕＰｏｎｔ）は、塩素に対して優れた耐薬品性を提供するが、それはポリスチレンの透過性に匹敵する透過性を示し、そして単独で使用された場合には不十分なバリアである。特に好適なバリアフィルムは、ＫｌｏｃｋｎｅｒＰｅｎｔａｐｌａｓｔ（Ｇｏｒｄｏｎｓｖｉｌｌｅ，ＶＡ）から入手可能なＰＥＮＴＡＰＨＡＲＭ（商標）ＡＣＬＡＲ（商標）Ｇ０３及びＧ０４ラミネートフィルムのような、上記材料の２つ以上のラミネートである。米国特許出願公開第ＵＳ２０１０／０２５５３２６号に記載されているように、シリカの内部コーティング（ＰＣＴ特許出願公開番号ＷＯ２０１３／０７１１３８を参照のこと）、または架橋ビニルアルコール−ビニルアミドコポリマーの外部コーティングを適用して、向上したガスバリア特性を得てもよい。アミド系樹脂は、Ｎ−クロロアミドの形成による劣化の可能性があるため、ラミネートの内面にはあまり望ましくないと見なされるべきである。次亜塩素酸アルキルが形成される可能性があるため、ポリビニルアルコール系樹脂も同様に望ましくない。好ましい材料は、ポリオレフィン、ポリエステル、ならびに塩素反応性官能基を欠いているフルオロ−及びクロロ−オレフィンポリマーである。
【００６７】
金属箔ラミネートは、金属が塩素による攻撃に対して耐性であるか、または耐性にされ得るという条件で、使用され得る。塩素に不活性な金属は数が少なく、その中には、金、プラチナ、そしてパラジウムがある。銀、ニッケル及びタンタルは、それらは塩素と反応するが、保護金属塩化物表面被覆を生じ、そして本発明の目的については不活性であり得る。金箔をポリマーと積層する方法は公知である；例えば、米国特許第５，７０２，５５４号を参照のこと。チタン、タンタル、ニッケル、及びニッケル−クロム合金（ＮＩＣＯＮＥＬ（商標））も、保護酸化物コーティングを備えている場合には適しており、貴金属よりも経済的により実用的であるが、それらは蒸着にはあまり適さない。
【００６８】
アルミニウムは、その低コスト、取り扱いの容易さ、ならびにガスバリア性及び遮光性に起因して、開封パウチにはほとんど普遍的に使用されているが、塩素に対して非常に反応性が高い。驚くべきことに、本発明者らは、アルミニウムが有効な耐湿性及び耐塩素性ポリマーで被覆されている（または上に蒸着されている）場合、本発明のパッケージングにアルミニウムを使用することが可能であることを発見した。これは水分の排除によるものと考えられ、これはニッケル及び銀によって形成されるものと同様に、保護金属ハロゲン化物バリアの形成を可能にするであろう。
【００６９】
低い酸素透過性を有する多層可撓性フィルムの例は、例えば、米国特許第８，０２９，８８５号及び同第８，４８６，５０１号、米国特許出願公開第２０１２／０２７１２７０号、ならびにそれらに含まれる参考文献に記載されている。ポリマー及び粘土ナノ粒子の交互層を有するフィルムは、優れたガスバリア性を提供し、そしてまた本発明における使用に適している（例えば、Ｍ．Ｐｒｉｏｌｏ  ｅｔ  ａｌ，Ｎａｎｏ  Ｌｅｔｔ．，２０１０，１０（１２），ｐｐ４９７０−４９７４を参照のこと）。好ましくは、最内層は、塩素及びＨＯＣｌに対するその耐薬品性のために選択された、ＬＬＤＰＥまたは配向ＰＥＴのようなガスバリアポリマーである。これは、ポリマーであっても塩素の損失に対するガスバリアとして働くアルミニウムのような金属箔であってもよい、フィルムの次の層に、結合層を介して溶接または接着される。最大レベルの抵抗のために、この任意の箔層は銀から形成されても、または金から形成されてもよい。当該技術分野において公知であるように、ラミネートフィルム中の金属箔は、検出可能なピンホールを確実にほとんどまたは全く有さないほど十分に厚く、典型的には０．００５〜０．０１ｍｍの厚さであればよい。最外層はポリマー層であってもよく、典型的にはその機械的強度及び／または印刷を受容する能力のために選択されるであろう。１つの好ましい実施形態では、内側層はＬＬＤＰＥであり、ガスバリア層は、商品名ＧＲＸ（商標）としてＧｌｅｎｒｏｙ  Ｉｎｃ．（Ｍｅｎｏｍｏｎｅｅ  Ｆａｌｌｓ，ＷＩ）によって市販されているものなどのエチレン−アクリル酸コポリマー系結合層によって接着された０．００７ｍｍアルミニウム箔である。外層は、押出しＬＤＰＥでアルミニウムに結合された印刷可能な被覆ＰＥＴであってもよい。この構成の適切な例は、Ｇｌｅｎｒｏｙ  Ｉｎｃ．によって販売されている製品番号ＥＦＳ  １４５−００１のラミネートである。このラミネート中のアルミニウムは、遊離活性塩素の水溶液による分解に対して驚くほど耐性があることがわかった。
【００７０】
当業者であれば、記載した発明及び上記に示した実施例に対する明白な変形及び修正があり、それらは当業者が想到し実行する能力の範囲内であることを理解するであろう。そのような明白な変形及び修正は本発明の範囲内にあることが意図されており、その排他的権利は、添付の特許請求の範囲の範囲によってのみ限定される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【国際調査報告】
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