説明

工業用防腐防かび剤

【課題】広い抗菌スペクトルを有する工業用防腐防かび剤の提供。
【解決手段】殺菌活性配合剤として、2−ブロモ−2−ニトロ−1,3−プロパンジオール、親水性イソチアゾリン系化合物、疎水性イソチアゾリン系化合物および極性溶媒から調製されることを特徴とする、工業用防腐防かび剤。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、工業用殺菌剤組成物に関し、特に、広い抗菌スペクトラムを有する工業用防腐防かび剤に関する。
【背景技術】
【0002】
紙パルプの製造に用いられる水、産業分野における循環冷却水等の種々の用水、水性塗料、エマルジョン、捺染糊、皮革等の製造に用いられる水に繁殖した微生物は、被処理物、被洗浄物または処理設備等の腐食やかびの原因となる。工業用水等における有害微生物の発生を抑制または防除する薬剤の1つとしてイソチアゾリン系化合物が知られている。しかし、イソチアゾリン系化合物は、実用濃度では抗菌スペクトラムが狭く、多種の微生物に対しては対応しきれないという問題点を有している。さらに、このイソチアゾリン系化合物のフリー体は水、湿気、温度等に対して非常に敏感で分解し易いため、通常は水を含まない有機溶媒に溶解させた状態で保存されている。
【0003】
工業用防腐防かび剤の抗菌スペクトラムを拡げるため、種々の抗菌、防かび剤や防藻剤との併用が検討され、例えば、2−メチル−4−イソチアゾリン−3−オンと2−ブロモ−2−ニトロ−1,3−プロパンジオールとの併用については特許文献1または2に記載されており、2−メチル−4−イソチアゾリン−3−オンと2−n−オクチル−4−イソチアゾリン−3−オンとの併用については特許文献3に記載されている。
【特許文献1】特開2002−3307号公報
【特許文献2】特表2004−507475号公報
【特許文献3】特開2005−68054号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
イソチアゾリン系化合物の溶解に適した有機溶媒として、通常はグリコール系有機溶媒等が用いられている。しかし、該グリコール系有機溶媒で溶液化した製剤は、消防法による危険物の指定を受けており、その取扱いや保存には特別な注意や設備を必要とするという問題があった。安全に使用できるイソチアゾリン系化合物含有の製剤として、水で希釈し有機溶媒の比率を下げた場合、イソチアゾリン系化合物の濃度を高くすることができず、また使用できるイソチアゾリン系化合物の種類も限定されるため、広い抗菌スペクトラムを有する工業用防腐防かび剤を得ることができないという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【0005】
そこで、本発明者らは、溶媒系を最適化することにより親水性のイソチアゾリン化合物と疎水性イソチアゾリン化合物を併用し、かつ第三の殺菌剤成分として2−ブロモ−2−ニトロ−1,3−プロパンジオールを配合することにより、広い抗菌スペクトラムが実現されることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち本発明は、以下の通りである。
〔1〕殺菌活性配合剤として、2−ブロモ−2−ニトロ−1,3−プロパンジオール、下記式(1)で示される親水性イソチアゾリン系化合物、下記式(2)で示される疎水性イソチアゾリン系化合物および極性溶媒から調製されることを特徴とする、工業用防腐防かび剤。
【0006】
式(1):
【0007】
【化1】

【0008】
〔式中、RはC1−3のアルキル基を示す。〕
式(2):
【0009】
【化2】

【0010】
〔式中、RはC6−12のアルキル基を示す。〕
〔2〕前記親水性イソチアゾリン系化合物が、2−メチル−4−イソチアゾリン−3−オンであり、前記疎水性イソチアゾリン系化合物が、2−n−オクチル−4−イソチアゾリン−3−オンである、前記〔1〕記載の工業用防腐防かび剤。
〔3〕2−ブロモ−2−ニトロ−1,3−プロパンジオールを10〜25重量%、前記親水性イソチアゾリン系化合物を0.5〜5重量%および前記疎水性イソチアゾリン系化合物を0.5〜5重量%含有してなる、前記〔1〕または〔2〕記載の工業用防腐防かび剤。
〔4〕前記極性溶媒が少なくとも水および水溶性グリコール系溶媒を含む、前記〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載の工業用防腐防かび剤。
〔5〕水を10〜30重量%および水溶性グリコール系溶媒を35〜79重量%含有してなる、前記〔4〕記載の工業用防腐防かび剤。
【発明の効果】
【0011】
広い抗菌スペクトラムを有する工業用防腐防かび剤の提供。
【発明を実施するための最良の形態】
【0012】
以下、本発明について詳細に説明する。
【0013】
本発明の工業用防腐防かび剤は、2−ブロモ−2−ニトロ−1,3−プロパンジオール、下記式(1)で示される親水性イソチアゾリン系化合物、下記式(2)で示される疎水性イソチアゾリン系化合物および極性溶媒から調製される。
【0014】
本発明に用いる2−ブロモ−2−ニトロ−1,3−プロパンジオールは、工業用殺菌剤として従来から用いられている公知化合物であり、商業的に入手可能な化合物である。
【0015】
本発明の2−ブロモ−2−ニトロ−1,3−プロパンジオールの配合量は特に限定されないが、好ましくは10〜25重量%、さらに好ましくは10〜20重量%配合される。
【0016】
本発明に用いられる親水性イソチアゾリン系化合物は、下記式(1)で示される。
式(1):
【0017】
【化1】

【0018】
〔式中、RはC1−3のアルキル基を示す。〕
【0019】
1−3アルキルとしては、例えば、メチル、エチル、n−プロピル、およびイソプロピルが挙げられ、メチルが最も好ましい。
【0020】
このような親水性イソチアゾリン系化合物としては、より具体的には、2−メチル−4−イソチアゾリン−3−オン(以下、MITと略することもある)が挙げられる。
【0021】
本発明に用いられる疎水性イソチアゾリン系化合物は、下記式(2)で示される。
式(2):
【0022】
【化2】

【0023】
〔式中、RはC6−12のアルキル基を示す。〕
【0024】
6−12アルキルとしては、例えば、ヘキシル、ヘプチル、n−オクチル、イソオクチル、2−エチルヘキシル、ノニル、デシル、イソデシル、ウンデシル、ドデシル等が挙げられ、n−オクチルが最も好ましい。
【0025】
このような疎水性イソチアゾリン系化合物としては、より具体的には、2−n−オクチル−4−イソチアゾリン−3−オン(以下、OITと略することもある)が挙げられる。
【0026】
前記の親水性イソチアゾリン系化合物および疎水性イソチアゾリン系化合物はいずれも公知の化合物であり、たとえば米国特許第3761488号明細書、米国特許第3849430号明細書、米国特許第3870795号明細書、米国特許第4067878号明細書、米国特許第4150026号明細書、米国特許第4241214号明細書、米国特許第3517022号明細書、米国特許第3065123号明細書、米国特許第3761489号明細書、および米国特許第3849430号明細書等に記載の方法またはそれらに準ずる方法によって製造することができる。
【0027】
本発明の工業用防腐防かび剤において、2−ブロモ−2−ニトロ−1,3−プロパンジオール、親水性イソチアゾリン系化合物、疎水性イソチアゾリン系化合物および極性溶媒との配合割合は、特に限定されないが、好ましくは、2−ブロモ−2−ニトロ−1,3−プロパンジオールを10〜25重量%、親水性イソチアゾリン系化合物を0.5〜5重量%、疎水性イソチアゾリン系化合物を0.5〜5重量%、より好ましくは、2−ブロモ−2−ニトロ−1,3−プロパンジオールを10〜20重量%、親水性イソチアゾリン系化合物を1〜2重量%、疎水性イソチアゾリン系化合物を1〜2重量%配合することで、優れた腐敗防止効果を得ることができる。
【0028】
(製造方法)
本発明の工業用防腐防かび剤は、常温、常圧下において、極性溶媒に2−ブロモ−2−ニトロ−1,3−プロパンジオール、親水性イソチアゾリン系化合物、疎水性イソチアゾリン系化合物を添加し混合することにより、極性溶媒を含む液剤として調製することができる。該混合は、例えば1〜4時間、攪拌することにより行われる。
【0029】
極性溶媒としては、各成分を溶解し、または、分散し得る溶剤であれば特に限定されないが例えば、水、アルコール系溶媒(例えばメタノール、エタノール、n−プロパノール、iso−プロパノール、n−ブタノール、tert−ブタノール、3−メチル−3−メトキシブタノール等)、グリコール系溶媒等(例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、プロパンジオール、ブタンジオール、ペンタンジオール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル等)が挙げられるが、溶媒の安全性および適度なイソチアゾリン系化合物の濃度を確保し所望の防腐防かび性を達成する観点から少なくとも水および水溶性グリコール系溶媒を含む混合溶媒が好ましい。水溶性グリコール系溶媒としては疎水性のOITの溶解性に優れたジエチレングリコール(以下、DEGと略することもある)が最も好ましい。
【0030】
混合溶媒に用いる水は、通常の水、例えば、水道水、飲水、イオン交換水、純水等が挙げられ、工業用水等も使用可能であるが、イオン交換水が好ましい。
【0031】
本発明の工業用防腐防かび剤において、極性溶媒の配合量は特に限定されないが、好ましくは水を10〜30重量%、水溶性グリコール系溶媒を35〜79重量%、より好ましくは水を10〜25重量%、水溶性グリコール系溶媒を40〜79重量%とすることが好ましい。
【0032】
更に本発明に係わる工業用防腐防かび剤は、当業者に添加剤として知られている従来の他の成分を、本発明の工業用殺菌組成物の優れた効果を阻害しない範囲において、適宜含むことができる。例えば、増粘剤、消泡剤、pH調整剤、安定化剤、香料、分散剤、着色剤、変色防止安定化剤、錯化剤および活性組成物の劣化を防止する安定化剤等が挙げられる。
【0033】
(発明の用途)
このようにして得られる本発明の工業用防腐防かび剤は、紙パルプの製造に用いられる水、産業分野における循環冷却水等の種々の用水、水性塗料、エマルジョン、捺染糊、皮革等の製造に用いられる水等に添加することにより、それらにおける微生物の繁殖を阻止することができる。
【0034】
本発明の工業用防腐防かび剤を上記のように使用する際には、有効成分、即ち、2−ブロモ−2−ニトロ−1,3−プロパンジオール、下記式(1)で示される親水性イソチアゾリン系化合物および下記式(2)で示される疎水性イソチアゾリン系化合物の合計量が、約10〜1000ppmとなるように、好ましくは、約50〜500ppmとなる量が添加される。
【0035】
式(1):
【0036】
【化3】

【0037】
〔式中、Rは上述したものと同様である。〕
【0038】
式(2):
【0039】
【化4】

【0040】
〔式中、Rは上述したものと同様である。〕
【実施例】
【0041】
以下、本発明について、実施例を挙げてさらに具体的に説明する。本発明はこれらにより何ら限定されるものではない。なお、実施例等における評価は下記のようにして行った。
【0042】
なお、以下の実施例、比較例および試験結果の表に用いる有効成分の略号を下記に示す。
【0043】
BNPD:2−ブロモ−2−ニトロ−1,3−プロパンジオール
OIT:2−n−オクチル−4−イソチアゾリン−3−オン
DEG:ジエチレングリコール
(1)工業用防腐防かび剤の調製
実施例1
DEG66.0重量%、MIT含量50重量%の水溶液4重量%およびOIT2重量%の混合液に、BNPD15重量%を添加、室温(25℃)で1時間撹拌して溶解した後、イオン交換水13重量%を添加して透明溶液を得た。
【0044】
実施例2〜8
下記表1に示す割合の有効成分および溶媒から、実施例1と同様の操作により、実施例2〜8の各液剤をそれぞれ調製した。
【0045】
比較例1〜3
下記表1に示す割合の有効成分および溶媒から、実施例1と同様の操作により、比較例1〜3の各液剤をそれぞれ調製した。
【0046】
【表1】

【0047】
(2)最小発育阻止濃度(MIC)試験
上記で調製した実施例1〜8の液剤および比較例1〜3について、pH6に調整されたグルコース−ブイヨン寒天培地を用いた倍数希釈法で、表2に示す供試菌を用い、細菌は33℃で18時間培養し、また、かびおよび酵母は33℃で18時間培養した後、28℃で2日間培養し、それぞれの最小発育阻止濃度(MIC:μg/ml)を求めた。その結果を表2に示す。
【0048】
【表2】

【0049】
(3)防腐効力試験
紙力剤(防腐剤添加品)に実施例1〜8および比較例1〜3の液剤を紙力剤中の濃度が0.05重量%となるように添加した。腐敗種1%を添加して33℃で培養し、1週間後に細菌はブイヨン培地にて、かび、酵母はグルコース−ブイヨン培地にて菌数を測定した。さらに、9日後に腐敗種を2%添加して33℃で培養、試験開始より2週間後に菌数を測定した。同様に、17日後に腐敗種を3%添加、試験開始より3週間後に菌数を測定した。その結果を表4に示す。なお前記腐敗種はStaphylococcus aureus、Escherichia coliおよびPseudomonas aeruginosaは各々のoputical density(660nm)を0.2、Aspergillus niger、Penicillium citrinum、Cladosporium cladosporioides、Saccharomyces cerevisiaeおよびRhodotorulaは各々のoptical density(420nm)を0.2に調整後、すべての菌液を等量混合し、使用時に2倍希釈した。
【0050】
【表3】

【0051】
表3の結果から明らかなように、比較例1〜3の場合には、33℃での培養2週間後には、細菌、かび、酵母の少なくともいずれかで菌種が検出され、腐敗が進行したことが確認された。これに対し、本発明の実施例1〜8では、33℃での培養3週間後でも、細菌、かび、酵母のいずれについても菌種が検出されなかった。本防腐効力試験の結果、本発明の防腐防かび剤は、細菌、かび、酵母のいずれに対しても優れた腐敗防止効果を示す。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
2−ブロモ−2−ニトロ−1,3−プロパンジオール、下記式(1)で示される親水性イソチアゾリン系化合物、下記式(2)で示される疎水性イソチアゾリン系化合物および極性溶媒が含有されることを特徴とする、工業用防腐防かび剤。
式(1):
【化1】


〔式中、RはC1−3のアルキル基を示す。〕
式(2):
【化2】


〔式中、RはC6−12のアルキル基を示す。〕
【請求項2】
前記親水性イソチアゾリン系化合物が、2−メチル−4−イソチアゾリン−3−オンであり、前記疎水性イソチアゾリン系化合物が、2−n−オクチル−4−イソチアゾリン−3−オンである、請求項1記載の工業用防腐防かび剤。
【請求項3】
2−ブロモ−2−ニトロ−1,3−プロパンジオールを10〜25重量%、前記親水性イソチアゾリン系化合物を0.5〜5重量%および前記疎水性イソチアゾリン系化合物を0.5〜5重量%含有してなる、請求項1または2記載の工業用防腐防かび剤。
【請求項4】
前記極性溶媒が少なくとも水および水溶性グリコール系溶媒を含む、請求項1〜3のいずれかに記載の工業用防腐防かび剤。
【請求項5】
水を10〜30重量%および水溶性グリコール系溶媒を35〜79重量%含有してなる、請求項4記載の工業用防腐防かび剤。

【公開番号】特開2010−24206(P2010−24206A)
【公開日】平成22年2月4日(2010.2.4)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−190177(P2008−190177)
【出願日】平成20年7月23日(2008.7.23)
【出願人】(503140056)日本エンバイロケミカルズ株式会社 (95)
【Fターム(参考)】