水を滅菌するための抗菌性材料
本発明は、抗菌剤（Ａ）およびキャリア（Ｂ）を含んでなる粒子からなる抗菌性材料に関し、抗菌性材料は顆粒材料であり；粒子の少なくとも９０％ｗ／ｗはＤＩＮ６６１６５−１／−２の方法による測定で１．０ｍｍ以上８．０ｍｍ以下の範囲の粒度を有し；粒子の少なくとも９０％ｗ／ｗは８以下の縦横比Ｒを有し；抗菌剤（Ａ）は元素銀ナノ粒子を含んでなり；抗菌剤（Ａ）は抗菌性材料上に０．００１％ｗ／ｗ以上２％ｗ／ｗ以下の範囲の量で存在し；キャリア（Ｂ）はポリアミドを含んでなるポリマーであり；キャリア（Ｂ）は抗菌性材料上に９８％ｗ／ｗ以上９９．９９９％ｗ／ｗ以下の範囲の量で存在する。本発明はさらに、顆粒抗菌性材料を含んでなる物品に関し、顆粒抗菌性材料または物品を含んでなる装置に関する。本発明はまた、顆粒抗菌性材料を調製する方法、ならびに水処理システム／装置、水濾し器、水泳プール、渦流浴、水供給容器、貯水中における、および飲料水の処理のための顆粒抗菌性材料、または顆粒抗菌性材料を含んでなる物品または装置の使用にも関する。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、抗菌剤およびキャリアを含んでなる粒子からなる抗菌性材料、より詳細にはその中での微生物の成長を抑制することで水を滅菌するのに使用し得る抗菌性材料に関する。本発明は、抗菌性材料を含んでなる物品、および抗菌性材料または物品を含んでなる装置にさらに関する。本発明はまた、抗菌性材料を調製する方法にも関し、ならびに、水処理システム／装置、水濾し器、水泳プール、渦流浴、水供給容器、貯水における、および飲料水処理のためのａ）抗菌性材料、ｂ）物品、およびｃ）装置の使用にも関する。
【０００２】
今日、地球上の１０億人を超える人々が、清潔な飲料水を入手できずにいる。地球の７０％は水であるが、この水の２．５％のみが飲用目的に利用できる。残りは塩水であり、飲用に適さない。安全でない水と基本的衛生の欠如により全ての病気と疾患の８０％が引き起こされ、毎年、戦乱を含めたあらゆる形態の暴力よりも多くの人々を死なせている。発展途上国の多数の人々、特に女性と子供は、彼らを病気にする可能性が高い水を取りに行くために、毎日３時間以上歩いている。日々費やされるこれらの時間は、彼らが学校に行ったり働いたりすることを妨げるので重大である。特に子供は安全でない水の影響を被りやすい。安全でない水と基本的衛生の欠如のために、毎週４０，０００人を超える子供が死亡している。これらの死亡の９０％は５才未満の子供に関わる。近い将来に予期される人口の迅速な成長から判断すると、問題は深刻化することが予想される。したがって地球上のより多数の人々が飲料水をより容易に入手できるようにする解決策が求められている。そのことにより、疾患の広がりが著しく制限され人々の生活の質が改善する。
【０００３】
滅菌しなければ飲むことが安全でない水の滅菌（水中に生息する微生物の増殖抑制）は、この問題の解決策を提供する鍵である。既知の水の滅菌技術は、ａ）水の煮沸、ｂ）塩素および銀錠剤の使用、ｃ）ヨウ素の使用、ｄ）濾過、およびｅ）濾過およびハロゲン使用の組み合わせである。残念なことに、これらの水の滅菌法のいずれもが、高い抗菌効率、低コストで容易な保守、特定の抗菌剤に関連したヒトに対する健康リスクがない（例えばヨウ素は甲状腺を患っている人々、妊婦および子供には推奨されない）、小規模および大規模双方に拡大縮小でき、小規模（家庭）および大規模（村、町など）の水滅菌プロジェクト双方における実施を可能にするなどの主要パラメータの組み合わせを提供しない。
【０００４】
抗菌剤とは、本発明の文脈においても、微生物を死滅させまたはその成長を遅延させる薬剤、化学種、化学物質、またはその他の物質を意味する。抗菌剤としては、抗細菌剤、抗ウィルス剤、抗真菌剤、および抗寄生虫剤が挙げられる。銀は抗菌剤として長らく知られている。銀の抗菌効率は、活性化学種の性質および濃度、細菌タイプ、活性化学種の表面積、細菌濃度、活性化学種を消費してその活性を低下させる化学種の濃度および／または表面積、不活性化機序などに左右される。
【０００５】
米国特許第５０１１６０２号明細書は、水を滅菌する（その中の微生物の増殖を抑制する）のに適した抗菌性材料を開示する。米国特許第５０１１６０２号明細書で開示される抗菌性材料は、抗菌剤（イオン、および銀、銅、亜鉛、水銀、鉛、スズなどの金属化合物）を含有するキャリア（非晶質アルミノケイ酸塩、活性粘土、合成または天然結晶性アルミノケイ酸塩、シリカゲル、アルミナ、海泡石、粘土質物質）と、キャリアを取り囲み水および微生物を通過させる多孔性布帛とを含んでなる。前記布帛は、上述した理由から望ましくない粘泥形成を引き起こし得る汚染物質を濃し取るために用いられる。
【０００６】
米国特許第５０１１６０２号明細書は、抗菌性材料の布帛外への漏出を防止する解決策を提供するが、抗菌性材料の重量に耐えるのに十分な機械的強度を有するべきである布帛を作製するために特別な注意を要する。さらに布帛はまた、ａ）抗菌性材料を出入りする水および微生物の自由流れと、ｂ）経時的な水および粘泥中の汚染物質による布帛の孔詰まりとの均衡を保つために、適正サイズの孔も有さなくてはならない。水汚染物質は地球全域において同じ性質ではなく、水中で同一濃度でもないことを考慮すると、材料の物理的、化学的、および機械的特性の微調整はより一層困難になる。さらに布帛の孔は、水汚染物質と粘泥によってやがては目詰まりするので、米国特許第５０１１６０２号明細書の抗菌性材料は、新しいものと交換されなくてはならない。さらに例えば布帛／抗菌性材料の誤用／拙劣な使用、または布帛の構造的な欠陥、布帛の偶発的破れのために、米国特許第５０１１６０２号明細書の（抗菌剤を含有する）キャリアが布帛から漏出した場合、キャリアは水中に拡散して、微生物は含まないと思われているが実際は拡散した担体材料を含む水を最終的に飲むヒトに対して、さらなる健康リスクをもたらす。またこのような解決策が対費用効果が高く、例えば大きなヒト集団に水を提供するのに欠かせない大型水容器または貯水槽のために容易に規模拡大できると想像することも困難である。
【０００７】
家庭および／または地域貯水槽において、頑強で、対費用効果が高く、容易に規模拡大して現在の増強された抗菌性活性を維持し、抗菌性有効性の簡単な追跡が組み込まれて、ヒトに健康リスクをもたらさない、水の備蓄を滅菌するための解決策を提供することは有利であろう。
【０００８】
本発明の目的は、米国特許第５０１１６０２号明細書で特定されたような問題または不都合のいくつかまたは全てを解決することである。
【０００９】
したがって概して本発明によると、抗菌剤（Ａ）およびキャリア（Ｂ）を含んでなる粒子からなる抗菌性材料が提供され、
ａ．抗菌性材料は顆粒材料であり；
ｂ．粒子の少なくとも９０％ｗ／ｗはＤＩＮ６６１６５−１／−２の方法による測定で１．０ｍｍ以上８．０ｍｍ以下の範囲の粒度を有し；
ｃ．粒子の少なくとも９０％ｗ／ｗは８以下の縦横比Ｒを有し；
ｄ．抗菌剤（Ａ）は元素銀ナノ粒子を含んでなり、その元素銀ナノ粒子はキャリア（Ｂ）中に混合され；
ｅ．抗菌剤（Ａ）は抗菌性材料上に０．００１％ｗ／ｗ以上２％ｗ／ｗ以下の範囲の量で存在し；
ｆ．キャリア（Ｂ）はポリアミドを含んでなり；
ｇ．キャリア（Ｂ）は抗菌性材料上に９８％ｗ／ｗ以上９９．９９９％以下の範囲の量で存在する。
【００１０】
本発明の効果は、少なくとも１つ、より好ましくは少なくとも２つ、なおもより好ましくは少なくとも３つ、最も好ましくは少なくとも４つ、または５つの以下の利点を示す抗菌性材料を提供することである。
ｉ）頑強であり；
ｉｉ）望まれない沈積物の浄化が容易であり；
ｉｉｉ）増強された抗菌活性を有し；
ｉｖ）容易に規模拡大されて維持され；
ｖ）その抗菌活性を経時的に追跡するのが簡単であり；
ｖｉ）健康リスクをもたらさない。
【００１１】
「頑強な」とは、使用中に構造的完全性を保つ抗菌性材料を意味する。
【００１２】
「望まれない沈積物の浄化が容易である」とは、藻類などの望まれない沈積物が抗菌性材料表面に全く付着し得ないか、またはその表面に付着したら容易に除去し得るので、例えば１０ｒｐｍ程度の穏やかな振盪の助けによって、抗菌性材料が容易な浄化および／または自己浄化特性を示すことを意味する。
【００１３】
「増強された抗菌活性」とは、抗菌性材料が抗菌活性をより長期間にわたって示すことを意味する。
【００１４】
「容易に規模拡大され維持される」とは、抗菌性材料が、その製造に特定の修正を加えることなく家庭または大規模地域用途で使用し得て、その維持管理のために専門技術要員が必要でないことを意味する。
【００１５】
「その抗菌活性を経時的に追跡するのが簡単である」とは、抗菌性材料が、その抗菌活性変化と直接関連する視覚的退色を提供することを意味する。
【００１６】
「健康リスクをもたらさない」とは、抗菌性材料がなおも活性でありながら、水中の抗菌性材料によって放出される銀濃度が低いことを意味する。世界保健機関（Ｗｏｒｌｄ Ｈｅａｌｔｈ Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ；ＷＨＯ）、および「飲料水中の銀（Ｓｉｌｖｅｒ ｉｎ Ｄｒｉｎｋｉｎｇ Ｗａｔｅｒ）」［元々は飲料水の質のガイドライン（Ｇｕｉｄｅｌｉｎｅｓ ｆｏｒ ｄｒｉｎｋｉｎｇ−ｗａｔｅｒ ｑｕａｌｉｔｙ）第２版、第２巻、衛生基準およびその他の支援情報（Ｈｅａｌｔｈ ｃｒｉｔｅｒｉａ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）（ＷＨＯ、ジュネーブ（Ｇｅｎｅｖａ）１９９６年）中で公表された］に関する報告の結論によれば、飲料水の細菌学的品質を保持するために銀塩を使用する場合、最大０．１ｍｇ／リットルまでの銀濃度が健康リスクなしに許容され得る。
【００１７】
米国特許第５０１１６０２号明細書は、本発明による抗菌性材料およびその有利な効果について述べていない。
【００１８】
本発明では、抗菌性材料は抗菌剤を含んでなる材料であり、抗菌性材料は、ａ）微生物、およびｂ）水および／または酸素に接すると、それらを死滅させおよび／またはそれらの増殖を抑制することで不活化する。抗菌性材料が微生物および／または水および／または酸素または上記のいずれにも曝露しない場合、明らかにその抗菌性効果は示されないが、それはなおも本発明の文脈で抗菌性材料と称される。抗菌性材料が微生物および／または水および／または酸素または上記のいずれにも曝露しない場合、それはなおも抗菌活性を示すことができ抗菌性用途に適する。
【００１９】
粒子は、ａ）後述される寸法を有して、ｂ）その輸送および特性に関して１つの単位として挙動する小さな物体と定義される。本発明の文脈では、顆粒、粒子、およびグレインという用語は同義的に使用される。
【００２０】
顆粒材料は、粒子が相互作用する度にエネルギー損失によって特徴付けられる、離散した固形巨視的粒子の集塊である（最も一般的な例はグレインが衝突した際の摩擦であろう）。顆粒材料を構成する構成物は、熱運動ゆらぎを被らないように十分大きくなくてはならない。したがって顆粒材料中のグレインサイズの下限は、約１μｍである。本発明の文脈で、顆粒材料とは、後述される方法による測定で、粒度が１ｍｍ以上８ｍｍ以下の範囲の顆粒を含んでなる材料を指す。
【００２１】
粒子は、例えばそれらの粒度およびその範囲に関して、異なる様式で分類され得る。粒子クラスの限界を定義する粒度範囲は、例えば米国で使用されるウェントワース区分（Ｗｅｎｔｗｏｒｔｈ ｓｃａｌｅ）（またはウッデン−ウェントワース（Ｕｄｄｅｎ−Ｗｅｎｔｗｏｒｔｈ））で命名されており、Ｃ．Ｋ．Ｗｅｎｔｗｏｒｔｈによる「古典的沈降物の等級スケールおよびクラス用語（Ａ ｓｃａｌｅ ｏｆ ｇｒａｄｅ ａｎｄ ｃｌａｓｓ ｔｅｒｍｓ ｆｏｒ ｃｌａｓｔｉｃ ｓｅｄｉｍｅｎｔｓ）」、Ｊ．Ｇｅｏｌｏｇｙ ３０：３７７〜３９２（１９２２年）で報告されている。ウェントワース区分を表１に要約して記載する。
【００２２】
【表１】
【００２３】
【表２】
【００２４】
ウェントワース区分に従って、本発明は以下の粒子クラス分類に属する顆粒材料に言及する。極粗粒砂および／または極細粒礫および／または細粒礫および／またはそれらの混合物。好ましくは本発明の粒子は、巨礫、大礫、極粗粒礫、粗粒礫、中粒礫、粗粒砂、中粒砂、細粒砂、極細粒砂、シルト、粘土、コロイドに分類されない。本発明による顆粒材料が砂または類似物でなく、ポリマーベースであることは明らかであろう。
【００２５】
顆粒材料は、製薬産業、農業、およびエネルギー生産などの多様な用途において商業的に重要である。顆粒材料のいくつかの例は、ナッツ、石炭、砂、米、コーヒー、コーンフレーク、肥料、およびボールベアリングである。
【００２６】
実際には、真の顆粒材料は常に多分散性であり、それは集合体中の粒子が異なるサイズを有することを意味する。粒径分布概念は、この多分散性を反映する。粒子集合体について、特定の平均粒度が必要であることが多い。このような平均粒度を定義するいくつかの異なる方法がある。
【００２７】
顆粒材料の粒径分布（ＰＳＤ）は、グレイン粒度分布としてもまた知られており、サイズに従って選別された存在する粒子の相対量を定義する値または数学関数の一覧である。「粒度」および「粒径分布」という用語は、本発明の文脈で顆粒材料に関して同義的に使用される。しかし明らかに分かるように「粒度」という用語を個々の粒子に関して使用する場合、これは「粒径分布」の意味を有することを意図せず、粒子それ自体のサイズを意味する。
【００２８】
材料のＰＳＤは、その物理的、化学的、および機械的特性のために重要であり得る。例えばそれは顆粒材料の強度および耐荷特性、化学反応に関与する固形分反応性に影響し得て、それは十分に制御される必要がある。粒度および／またはＰＳＤを表現する方法は、通常それを測定する方法によって定義される。粒度および粒径分布を測定するいくつかの方法がある。それらのいくつかは光に基づき、別のものは超音波、または電界、または重力、または遠心分離に基づく。
【００２９】
本発明による顆粒材料の粒度を測定するのに使用される方法は、ふるい分析である。ふるい分析は、ＤＩＮ６６１６５−１／−２に記載される方法に従って実施された。それによれば、顆粒材料は異なる大きさのふるい上で分離される。したがってＰＳＤは、例えば１．４ｍｍ〜１．６ｍｍの大きさのふるいを使用した場合の「１．４ｍｍ〜１．６ｍｍの範囲の粒度を有するサンプル顆粒材料の％」などのように、離散サイズ範囲の観点から定義される。
【００３０】
本発明の顆粒材料の粒度は、ＤＩＮ６６１６５−１／−２によって測定される。好ましくは顆粒材料の９０％は１．０ｍｍ以上８．０ｍｍ以下の範囲であり、より好ましくは顆粒材料の９５％は１．０ｍｍ以上８．０ｍｍ以下の範囲であり、なおもより好ましくは顆粒材料の９７％は１．０ｍｍ以上８．０ｍｍ以下の範囲であり、なおもより好ましくは顆粒材料の９８％は１．０ｍｍ以上８．０ｍｍ以下の範囲であり、なおもより好ましくは顆粒材料の９９％は１．０ｍｍ以上８．０ｍｍ以下の範囲であり、なおもより好ましくは顆粒材料の１００％は１．０ｍｍ以上８．０ｍｍ以下の範囲である。
【００３１】
本明細書に範囲で示されるあらゆるパラメーターの全ての上方および下方境界では、限界値は各パラメーターの各範囲内に含まれるものと理解される。本明細書に記載されるパラメーターの最小および最大値のあらゆる組み合わせを使用して、本発明の様々な実施態様および選択のパラメーター範囲を定義してもよい。
【００３２】
特に断りのない限り、例えば材料、粒子、顆粒、粒度、ポリアミド、ナノ粒子、カチオンなどの用語の複数形態の本明細書における用法は単数形を含むものと理解され、逆もまた然りである。
【００３３】
顆粒材料の粒子は、例えば球面、錐体、円柱（本発明ではロッドまたはロッド様という用語は、粒子の形状に関して使用される場合、円柱という用語と同義的に使用される）、米粒様、八面体、立方体、平板状または不規則などの様々な形状であり得る。本発明の文脈では、物体の形状は形状の縦横比Ｒによって定義される。縦横比は、その最大寸法（Ｌ）と最小寸法（Ｓ）との比率と定義される。
Ｒ＝Ｌ／Ｓ（数式１）
【００３４】
縦横比Ｒは、光学的顕微鏡検査によって測定し得る、最大寸法対最小寸法の比率などの三次元または二次元形状の２つの特徴的な寸法に適用される。
【００３５】
好ましくは、Ｒは８以下であり、より好ましくはＲは６以下であり、なおもより好ましくはＲは５以下であり、最も好ましくはＲは４以下である。暗黙的にＲは１以上である。好ましくはＲは１以上５以下の範囲であり、より好ましくはＲは１以上４以下の範囲である、なおもより好ましくはＲは１以上３以下の範囲である、最も好ましくはＲは１以上２以下の範囲である。
【００３６】
一実施態様では、抗菌性材料の顆粒は、球状および／または円柱状（円柱状の代案の用語はロッド様である）および／または米粒様形状および／または楕円体である。
【００３７】
本発明の別の実施態様では、粒子の少なくとも９０％ｗ／ｗは、本明細書に記載されるようなＵＡＦ／ＯＣＡ３０の方法による測定で、３０°以下の水中摩擦角（水中で測定される摩擦角）を有する［「ＵＡＦ／ＯＣＡ３０法：水中摩擦角（ＵＡＦ）を測定する方法（Ｍｅｔｈｏｄ ＵＡＦ／ＯＣＡ３０：Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｕｎｄｅｒｗａｔｅｒ ａｎｇｌｅ ｏｆ ｆｒｉｃｔｉｏｎ（ＵＡＦ））」の２４頁３２行の実施例を参照されたい］。
【００３８】
本発明の粒子の水中摩擦角（ＵＡＦ）は、粒子および表面の双方を水に浸し、直径５．０ｃｍの２５ｍｌの水の円柱によって生じる圧力に等しい水圧を双方にかけて、粒子を直径５．０ｃｍの丸いポリスチレン表面にのせた際に、粒子が滑り始める面からの角度のｎ回の測定値の算術平均である。ＵＡＦは水中で測定される。ＵＡＦを測定するためには、ＤａｔａＰｈｙｓｉｃｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ ＧｍｂＨの製造するビデオベースの半自動接触角度計ＯＣＡ３０を使用した。上記装置は、固形物の濡れ挙動の半自動測定において、ならびに系列試験および系統立った分析において典型的に使用される。本発明の文脈においては、この装置を使用して、多様な形状および粒度で提供される本発明の顆粒材料の顆粒の水中摩擦角を正確に測定した。
【００３９】
直径が５．０ｃｍで高さが少なくとも３．０ｃｍのポリスチレン円柱状容器には、２５ｍｌ（ミリリットル）の水を装填し得る。サンプル粒子を水中に浸して、同時に容器壁に接触するように容器の底周辺に沈め得る。次に容器をＯＣＡ３０の測定台上に適切に固定し得る。測定台にはソフトウェア制御モーターが付いており、ＹおよびＺ軸方向に調節可能であり、正確なサンプル位置決めのために調節可能である。引き続いて測定台の傾斜を開始する。測定台の傾斜速度は２．７°／秒であった。測定台の傾斜は、インラインビデオカメラによって追跡される。サンプル粒子がその最初の位置から測定台の非傾斜側に向けて滑り始める角度は、インラインビデオカメラ録画によって記録し得る。顆粒材料から無作為に選択された粒子について、毎回、測定をさらにｎ−１回繰り返す（ｎは顆粒材料あたりの総測定数を表す）。上述のように記録された角度を平均化し（角度の値を合計してｎで除する）、測定値の平均値を個々の粒子の水中摩擦角として報告する。このようにして測定された顆粒材料粒子の摩擦角は、その下でこれらの粒子がそれらの一連のユニークな特性を示す、水性環境をより良好にシミュレートする。現実の条件では、顆粒材料が被る水圧は水中摩擦角の測定で使用されるものを超え得る。それでもなお粒子の頑強さを考えると、直径５．０ｃｍの２５ｍｌの水の円柱により生じる圧力よりも高い水圧は、それらの容易な浄化および／または自己浄化特性を増強するであろう。
【００４０】
水中摩擦角は、本発明の抗菌性材料の粒子が動き始める、外力量の測定値である。特定の形状および形態の粒子に対する（より）低い水中摩擦角は、相対的に（より）小さな外力を受けた際に、粒子が動き始めることを意味する。特定の形状および形態の粒子に対する（より）高い水中摩擦角は、相対的に（より）大きな外力を受けた際に、粒子が動き始めることを意味する。
【００４１】
好ましくは水中摩擦角は３０°以下であり、より好ましくは水中摩擦角は２９°以下であり、なおもより好ましくは水中摩擦角は２８°以下であり、なおもより好ましくは水中摩擦角は２７°以下であり、最も好ましくは水中摩擦角は２６°以下である。一般に水中摩擦角は１°以上であり、適切には水中摩擦角は２°以上、または３°以上であり、水中摩擦角が４°以上、または５°以上であっても依然として問題ない。
【００４２】
別の一実施態様では本発明は、粒子の少なくとも９０％ｗ／ｗが３０°以下の水中摩擦角（ＵＡＦ）を有する抗菌性材料を提供する。好ましくは粒子の少なくとも９５％ｗ／ｗは３０°以下の水中摩擦角（ＵＡＦ）を有し、より好ましくは粒子の少なくとも９８％ｗ／ｗは３０°以下の水中摩擦角（ＵＡＦ）を有し、最も好ましくは粒子の１００％ｗ／ｗは３０°以下の水中摩擦角（ＵＡＦ）を有する。本明細書では、ＵＡＦは本明細書に記載されるＵＡＦ／ＯＣＡ３０の方法によって測定された［「ＵＡＦ／ＯＣＡ３０法：水中摩擦角（ＵＡＦ）を測定する方法」の２４頁３２行の実施例を参照されたい］。
【００４３】
本発明では、顆粒抗菌性材料は、顆粒から構成されて抗菌剤を含んでなる材料を指す。本発明の文脈では、「顆粒抗菌性材料」および「顆粒である抗菌性材料」という用語は同義的に使用される。
【００４４】
粒子の容易な浄化および／または自己浄化は、例えば抗菌性材料を含有する物品／装置を振盪させることにより、および／または粒子を相互に動かす振盪または振動の他の手段によって達成し得る。出願人らは特定の理論によって拘束されないが、粒子の運動は機械的摩擦によって、さもなければ抗菌性材料の抗菌性潜在力を制限するかもしれないあらゆる沈積物を互いの表面からこすり取ると考えられる。粒子の水中摩擦角が低いほど、粒子、または同一粒子の一定量がより容易に動き始め、したがって最小の外力でそれらの間の摩擦、および引き続くそれらの表面の望まれない沈積物の浄化を増強させる。このようにして本発明の粒子は、容易な浄化および／または自己浄化特性を示し得て、抗菌活性を増強させる。
【００４５】
抗菌剤（Ａ）は、抗菌性材料上に０．００１％ｗ／ｗ以上２％ｗ／ｗ以下の範囲の量で存在する。より好ましくは抗菌剤は抗菌性材料上に０．０１％ｗ／ｗ以上１．５％ｗ／ｗ以下の範囲の量で存在し、なおもより好ましくは抗菌剤は抗菌性材料上に０．１％ｗ／ｗ以上１．０％ｗ／ｗ以下の範囲の量で存在する。
【００４６】
本発明では、抗菌剤は元素銀（Ａｇ°）ナノ粒子を含んでなる。本発明の文脈では、元素銀ナノ粒子という用語は、元素銀（Ａｇ°）含んでなる粒子を指し、適切には１ｎｍ（ナノメートル）以上１００ｎｍ以下の範囲の平均粒度を有する。
【００４７】
元素銀ナノ本発明の粒子は、好ましくは主に銀（Ａｇ°）を含んでなり、すなわちそれらは９０％ｗ／ｗ以上が銀であり、好ましくは９５％ｗ／ｗ以上が銀であり、より好ましくは９８％ｗ／ｗ以上が銀であり、なおもより好ましくは９９％ｗ／ｗ以上が銀であり、最も好ましくは９９．４％ｗ／ｗ以上が銀であり、なおも最も好ましくは１００％ｗ／ｗが銀である。好ましくは、元素銀ナノ粒子は、元素Ａｌ、またはＦｅまたはＳｉまたはそれらの対応するイオン、またはそれらの組み合わせを有さない。
【００４８】
元素銀ナノ粒子は、好ましくは銀を含んでなる化合物を熱分解して製造される。
【００４９】
本発明の文脈では、銀を含んでなる化合物という用語は、、例えばＡｇ＋、Ａｇ＋２などの銀をカチオンとして含んでなるあらゆる化合物を意味する。少なくとも１つは銀カチオンでなくてはならないが、化合物それ自体はカチオン化学種以外を有してもよい。銀を含んでなる化合物として本発明の文脈で特徴付けられる一般タイプの化合物の数例は、銀酸化物、銀水酸化物、銀塩類、銀錯体、銀包接化合物などである。好ましくは銀を含んでなる化合物は、例えば硝酸銀、塩化銀、酢酸銀、トリフルオロ酢酸銀などの銀塩、または銀塩混合物である。より好ましくは、銀を含んでなる化合物は、硝酸銀、酢酸銀、トリフルオロ酢酸銀、およびそれらの混合物からなる化合物群から選択される。
【００５０】
元素銀ナノ粒子は、例えば球状、八面体、円錐、立方体、平板状または不規則などをはじめとするあらゆる形状であってもよい。好ましくは、元素銀ナノ粒子は、別の無機分子粒子または活性炭素および／またはその他の金属イオン／無機イオンに吸着されずおよび／またはそれと結合せず、無機分子粒子または活性炭素の一部を構成する別の金属／無機イオンと交換されない。
【００５１】
元素銀ナノ粒子の平均粒度は、透過電子顕微鏡法（ＴＥＭ）によって測定し得る。元素銀ナノ粒子（ＡＰＳＮ）の平均粒度は、次のように定義される数平均粒度である。
ＡＰＳＮ＝（ΣｉＮｉＤｉ）／（ΣｉＮｉ）（数式２）
式中、
Ｎｉは寸法が１ｍｍ（長さ）×１ｍｍ（幅）、層厚さが７０〜１００ｎｍの範囲、直径がＤｉの３個のミクロトームサンプル（切片）中に存在する全元素銀ナノ粒子の数である。３個のミクロトームクロトーム切片は、顆粒材料の３個の無作為に選択された粒子中で作成される。
【００５２】
本発明の好ましい一実施態様では、元素銀ナノ粒子は１００ｎｍ以下の平均粒度を有する。好ましくは元素銀ナノ粒子の平均粒度は１ｎｍ以上、より好ましくは５ｎｍ以上、最も好ましくは１０ｎｍ以上である。好ましくは元素銀ナノ粒子の平均粒度は１００ｎｍ以下、より好ましくは９５ｎｍ以下、最も好ましくは９０ｎｍ以下である。
【００５３】
元素銀ナノ粒子は、キャリア（Ｂ）中に混合される。「元素銀ナノ粒子」および「ナノ粒子」という用語は、本発明の文脈で同義的に使用される。本発明の元素銀ナノ粒子は、キャリア（Ｂ）中に混合されると、分散または会合するものとして特徴付けられ得る。本発明では、他の元素銀ナノ粒子と接触または結合していない元素銀ナノ粒子は、非会合ナノ粒子分散と称される。本発明では、少なくとも１つの他の元素銀ナノ粒子と接触または結合している元素銀ナノ粒子は、「会合ナノ粒子」と称される。
【００５４】
元素銀ナノ粒子の％分散度（％ＤＯＤ）および会合度（％ＤＯＡ）は、ＡＰＳＮの測定について上述したようなサンプル要件に従って、透過電子顕微鏡法（ＴＥＭ）によって測定し得る。
【００５５】
キャリア（Ｂ）内の元素銀ナノ粒子の％ＤＯＤと％ＤＯＡの関係は、次のとおりである。
％ＤＯＤ＝１００−％ＤＯＡ（式３）
【００５６】
元素銀ナノ粒子の％ＤＯＡは、ＡＰＳＮの測定について上述したようなサンプル要件に従って、透過電子顕微鏡法（ＴＥＭ）によって測定し得る。％ＤＯＡは次のとおり測定される。
％ＤＯＡ＝１００×（Ｎｃｏｎｎｅｃｔｅｄ／Ｎｉ）（式４）
式中、
Ｎｉは寸法が１ｍｍ（長さ）×１ｍｍ（幅）で層厚さが７０〜１００ｎｍの範囲の３個のミクロトームサンプル（切片）中に存在する元素銀ナノ粒子の数であり、Ｎｃｏｎｎｅｃｔｅｄは少なくとも１つの他の元素銀ナノ粒子に結合する個別の銀ナノ粒子の総数を表す。３個のミクロトームクロトーム切片は、顆粒材料の３個の無作為に選択された粒子中で作成される。
【００５７】
ＡＰＳＮおよび％ＤＯＡは、同一のまたは異なる３個のミクロトームサンプルから測定し得る。好ましくは、ＡＰＳＮおよび％ＤＯＡは、同一の３個のミクロトームサンプルから測定される。
【００５８】
本発明の好ましい一実施態様では、元素銀ナノ粒子は５０％よりも低く、より好ましくは４０％よりも低く、なおもより好ましくは３０％よりも低く、最も好ましくは２８％よりも低く、例えば２５％よりも低い％会合度を有する。
【００５９】
本発明の好ましい一実施態様では、元素銀ナノ粒子は５０％よりも高く、より好ましくは６０％よりも高く、なおもより好ましくは７０％よりも高く、最も好ましくは７２％よりも高く、例えば７５％よりも高い％分散度を有する。
【００６０】
さらに別の一実施態様では、本発明は、元素銀ナノ粒子が１００ｎｍ以下の平均粒度、および５０％よりも低い％会合度を有する、抗菌性材料を提供する。
【００６１】
キャリア（Ｂ）とは、その中に抗菌剤（元素銀ナノ粒子）が分散しているポリマー組成物を意味する。好ましくはキャリア（Ｂ）は、吸着、結合、またはイオン交換を通じて、本発明の元素銀ナノ粒子を保持しない。
【００６２】
本発明の文脈では、キャリア（Ｂ）は、２つ以上のポリマー、すなわちポリアミドおよび１つ以上のその他のポリマーを含んでなり得る。好ましくはキャリア（Ｂ）はポリアミドのみを含んでなり、他のポリマーを含まない。好ましくはキャリア（Ｂ）は、例えばエポキシ、β−ヒドロキシアルキルアミド、トリグリシジルイソシアヌレート（ＴＧＩＣ）、ブロックイソシアネート、アミノ−ホルムアルデヒド樹脂（メラミン）などのいかなる架橋剤も含まない。
【００６３】
本発明の文脈では、ポリマーは、典型的に共有化学結合によって結合する反復する構造単位から構成される、大型分子（巨大分子）である。ポリマーという用語が多様な特性がある大きなクラスの天然および合成材料を指してもよい一方で、本発明の文脈ではポリマーという用語は、天然でなく合成材料のみについて既述するのに使用される。
【００６４】
本発明によると、キャリア（Ｂ）はポリアミドを含んでなる。原則としてポリアミドは、（Ｏ＝）Ｃ−ＮＨ−（アミド）結合によって結合するモノマー単位を含有するポリマーである。アミド結合は、アミノ基とカルボン酸または酸塩化物基との縮合反応から作成し得る。通常は水、または塩化水素である小分子は、ポリアミドの合成中に除去される。ポリマーは、アミノ基およびカルボン酸基を含んでなるモノマーから構成され得て（後者はアミノ酸と称される）、またはポリマーは、一方には２つのアミノ基があり、他方には２つのカルボン酸または酸塩化物基がある、２つの異なる二官能性モノマーから構成され得る。ポリアミドはまた、出発モノマーとして環式アミド（ラクタム）から合成され得る。ラクタムを出発モノマーとして使用する場合、ポリアミドの合成中に水または塩化水素は除去されない。ポリアミドは例えば羊毛および絹などのタンパク質のように天然に生じ得て、また例えばナイロン、アラミドなどのようにステップ成長重合を通じて人工的に製造し得るが、本発明では、ポリアミドという用語は、人工的に（合成的に）調製されたポリアミドのみを指し、天然に生じたものを指さない。本発明の文脈ではポリアミドという用語は、ナイロンという用語と同義的に使用される。
【００６５】
本発明による抗菌性材料中でキャリアとして使用されるポリアミドは、ａ）少なくとも１つのジアミン構成要素と少なくとも１つのジカルボン酸構成要素との、またはｂ）少なくとも１つのラクタムの重縮合反応生成物または残留物を含んでなってもよい。ジカルボン酸の代わりに、またはそれとの併用で、その無水物もまた使用し得ることは、当業者には明らかであろう。以下、ジカルボン酸はまた、その無水物も意味する。
【００６６】
本発明で使用されるポリアミドは、適切には１つのタイプのジアミンと１つのタイプのジカルボン酸から調製され得るか、またはポリアミドは例えば１つのタイプのジアミンと組み合わせられた２つ以上のタイプのジカルボン酸から調製され得るか、またはそれは１つのタイプのジカルボン酸と２つ以上のタイプのジアミンから調製され得るか、またはそれは２つ以上のタイプのジアミンと２つ以上のタイプのジカルボン酸との組み合わせから調製され得る。しかし１〜２つのジアミンと１〜２つのジカルボン酸から調製されたポリアミドを使用することが好ましく、より好ましくは１つのジアミンと１つのジカルボン酸から調製されたポリアミドが使用される。ポリアミドはまた、ラクタムまたはラクタム混合物からも調製され得る。好ましくはポリアミドは１つのラクタムから調製される。ポリアミドはまた、アミノ酸またはアミノ酸混合物から調製されてもよい。好ましくはポリアミドは、１つのアミノ酸から調製される。
【００６７】
適切なジカルボン酸としては、例えば３〜約４０個の炭素原子を有するジカルボン酸；より好ましくは、好ましくは８〜１４個の炭素原子を有する芳香族ジカルボン酸、好ましくは４〜１２個の炭素原子を有する脂肪族ジカルボン酸、および／または好ましくは８〜１２個の炭素原子を有する脂環式ジカルボン酸から選択されるジカルボン酸が挙げられる。ジカルボン酸は分枝、非直鎖または直鎖であってもよい。好ましくは、ジカルボン酸は直鎖である。適切なジカルボン酸の例は、例えばフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸、ナフタレン−２，６−ジカルボン酸、シクロヘキサン二酢酸、ジフェニル−４，４’−ジカルボン酸、フェニレンジ（オキシ酢酸）、セバシン酸、コハク酸、アジピン酸、グルタル酸および／またはアゼライン酸である。好ましいジカルボン酸は、アゼライン酸、アジピン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、およびドデカン二酸である。
【００６８】
ジアミンは、例えば脂肪族、脂環式、芳香族脂肪族または芳香族種であり得る。ジアミン構成要素は、例えば２〜５０個の炭素原子、より好ましくは２〜３０個の炭素原子、最も好ましくは２〜２０個の炭素原子、例えば２〜１２個の炭素原子を有する脂肪族ジアミンを含んでなってもよい。脂肪族ジアミンはまた、分子中に芳香族基もまた含有してもよい。芳香族アミンがあると、ポリアミドのガラス転移温度は非常に高くなり得る。したがって脂肪族および芳香族脂肪族アミンを使用することが好ましい。脂肪族アミンとは、アミン基が脂肪族鎖と直接共役している化合物を意味する。芳香族アミンとは、アミン基が芳香族環構造と直接共役している化合物を意味する。脂肪族ジアミンはまた、例えばピペラジンなどの脂環式ジアミンも含む。適切な脂肪族ジアミンの例としては、例えばイソホロンジアミン、１，２−エチレンジアミン、１，３−プロピレンジアミン、１，６−ヘキサメチレンジアミン、１，１２−ドデシレンジアミン、１，４シクロヘキサンビスメチルアミン、ピペラジン、ｐ−キシリレンジアミンおよび／またはｍ−キシリレンジアミンが挙げられる。アミン構成要素はまた、分枝構成要素を含んでなり、分枝ポリアミドを提供してもよい。適切な例としては、例えばジ−エチレン−トリアミン、ジ−アルキレン−テトラミン、ジ−アルキレン−ペンタミン、ジ−ヘキサメチレン−トリアミンなどのジ−アルキレン−トリアミンと、例えば１，３，５−ベンゼントリカルボン酸、トリメリット酸無水物、およびピロメリット酸無水物などの多官能性酸と、例えばアスパラギン酸およびグルタミン酸などの多官能性アミノ酸とが挙げられる。好ましいジアミンは、ジアミノブタン、ｍ−キシリレンｎ−ジアミン、トリメチルヘキサメチレン−ジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ヘキサンジメチレンジアミン、ジメチルジアミノジシクロヘキシルメタンである。
【００６９】
ラクタム（ラクトン＋アミドという語から派生した名詞）は、環式アミドである。接頭辞は、環の中に幾つの炭素原子（カルボニル部分を別として）が存在するかを示す。β−ラクタム（カルボニルの外に２個の炭素原子、合計４つの環原子）、γ−ラクタム（３および５）、δ−ラクタム（４および６）。好ましいラクタムは、カプロラクタムおよびラウリンラクタムである。
【００７０】
アミノ酸は、アミンおよびカルボキシルの双方を含有する官能基分子である。本発明の文脈では、これらの分子は以下の一般式（Ｉ）で書かれる。
【化１】
式中、
ｎは０以上５０以下の範囲の整数であり、好ましくはｎは０以上４０以下の範囲の整数であり、より好ましくはｎは０以上３０以下の範囲の整数であり、なおもより好ましくはｎは０以上２８以下の範囲の整数であり、最も好ましくはｎは０以上２０以下の範囲の整数であり、例えばｎは０以上１８以下の範囲の整数であり；Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、およびＲ６は独立して水素であり得、および／または１〜５０、より好ましくは１〜３０、なおもより好ましくは１〜２０、最も好ましくは１〜１０、例えば１〜６個の炭素原子を含んでなる有機置換基であり得る。
【００７１】
好ましくは本発明のポリアミドを調製するのに使用されるアミノ酸は、１１−アミノウンデカン酸である。
【００７２】
本発明によるポリアミドは、非晶質、または半結晶質であり得る。本発明の文脈では、半結晶質ポリアミドとは、ＩＳＯ１１３５７−１／−３による測定で少なくとも１つの規定された融解ピークと、融解温度（Ｔｍ）（℃）を有する半結晶質ポリアミドを意味する（加熱および冷却速度は１０℃／分に等しい）。適切には、融解温度は１５０℃以上３７０℃以下の範囲、より好ましくは１６０℃以上３５０℃以下の範囲、なおもより好ましくは１６５℃以上３３０℃以下の範囲である。半結晶質ポリアミドはまた、少なくとも１つのガラス転移温度（Ｔｇ）も有し得る。ガラス転移温度（Ｔｇ）（ＩＳＯ１１３５７−２による測定）は、好ましくは２０℃以上、なおもより好ましくは３０℃以上、最も好ましくは３５℃以上である。好ましくはガラス転移温度（Ｔｇ）は２５０℃以下、より好ましくは２４０℃以下、なおもより好ましくは２３０℃以下、最も好ましくは２２０℃以下である。本発明の文脈では、非晶質ポリアミドとは、ポリアミドがガラス転移温度（Ｔｇ）のみを有することを意味する。好ましくはポリアミドは半結晶質である。
【００７３】
半結晶質ポリアミドの場合、それらの融解温度（Ｔｍ）を超えると、ナイロンなどの熱可塑性物質は非晶質固体または粘稠な流体であり、その中では鎖はランダムコイルに近い。Ｔｍ未満では、非晶質領域が層状結晶領域と交互にある。非晶質領域は弾性に寄与し、結晶性領域は強度と剛性に寄与する。結晶化度は、組成の詳細、ならびにナイロンの種類に左右される。ナイロンが工業用吐糸管孔を通して繊維に押し出されると、個々のポリマー鎖は粘稠な流れのために整列する傾向がある。その後に冷延伸を施すと、繊維はさらに整列してその結晶化度が増大し、材料は追加的引張強度を得る。実際には、ナイロン繊維はほとんどの場合、高速の加熱ロールを使用して延伸される。ブロックナイロンは、形成中の剪断応力のために表面近辺以外は結晶性がより低い傾向がある。
【００７４】
容易に染色され得るポリアミドを含んでなるキャリア（Ｂ）中に抗菌剤が分散され、同時にキャリア（Ｂ）が水と直接接触することにより、抗菌活性の追跡が容易になる。ナイロン粒子は、ナイロンのタイプに応じて典型的に無色または白色である。元素銀ナノ粒子のポリアミド中への分散は、本発明の顆粒材料粒子を黄色にする。本発明の顆粒材料を非滅菌水に浸漬して放置すると、それは抗微生物性を示す。本明細書で説明されるように、Ａｇ＋カチオンの漸進的放出のために元素銀ナノ粒子の平均粒度が低下することから、顆粒抗菌性材料の抗菌活性は経時的に低下していくであろう。結果として、抗菌性材料顆粒の黄色はそれが完全に退色するまで経時的に色褪せ、キャリア（Ｂ）として使用されるナイロンのタイプ次第で無色または白色どちらかの顆粒をもたらす。異なる色調の黄色を経る、黄色から白色または無色いずれかへの漸進的推移は、視覚的に追跡し得る。これは高価で高機能の装置、または専門要員を使用することなく、例えば抗菌性材料の交換などの時宜にかなった維持管理を可能にし、ひいては最終使用者のための適切な抗菌性保護を確実にすることから、本発明の非常に有用で際立った特徴である。本発明の抗菌性材料が容器で取り囲まれる場合（例えば抗菌性材料が浄水器の一部である）であっても、粒径の貫通孔を通じて退色をなおも視覚的に追跡し得るように容器を製造でき、容器は顆粒をその中になおも包含する。
【００７５】
ポリアミドは、例えば直鎖またはほぼ直鎖、分枝、高度分枝、星状または樹枝状構造を有してもよい。好ましくはポリアミドは、直鎖またはほぼ直鎖または分枝であり、なおもより好ましくはポリアミドは直鎖またはほぼ直鎖である。
【００７６】
好ましくは、本発明のポリアミド（非晶質または半結晶質で、耐衝撃性改良剤、難燃剤、充填材、耐衝撃性改良剤、可塑剤、ガラス繊維や無機繊維やナノ充填材などの強化材などを含まない純粋の）は、以下の７つの特性の内、少なくとも４つ、好ましくは少なくとも５つを有し、より好ましくは少なくとも６つを有し、最も好ましくは少なくとも７つを有し、例えば８つを有する。
１．密度（ｋｇｒ／ｍ３：キログラム／立方メートル）（ＩＳＯ１１８３による測定）が、１０１０以上３０００以下の範囲、より好ましくは１０１５以上２０００以下の範囲、なおもより好ましくは１０２０以上１８００以下の範囲、なおもより好ましくは１０２０以上１６００以下の範囲、最も好ましくは１０２０以上１５００以下の範囲であり、例えば１０２０以上１４００以下の範囲である。
２．破断点伸び（または名目上の破断点応力）（％）（ＩＳＯ５２７−１／−２による測定）が、少なくとも５％以上、より好ましくは少なくとも１０％以上、なおもより好ましくは少なくとも１２％以上、なおもより好ましくは少なくとも１５％以上である。破断点伸びが５００％以下、より好ましくは４００％以下、なおもより好ましくは３００％以下、最も好ましくは３００％以下である。
３．引張降伏応力（ＭＰａ）（ＩＳＯ５２７−１／−２による測定、ＭＰａをｐｓｉに変換するには１４５を乗ずる）が、少なくとも１５ＭＰａ以上、より好ましくは少なくとも２０ＭＰａ以上、なおもより好ましくは少なくとも２５ＭＰａ以上、なおもより好ましくは少なくとも３０ＭＰａ以上である。引張降伏応力が、２００ＭＰａ以下、より好ましくは１５０ＭＰａ以下、なおもより好ましくは１３０ＭＰａ以下、最も好ましくは１２０ＭＰａ以下である。
４．曲げ弾性（ＭＰａ）（ＩＳＯ１７８による測定）が少なくとも９００ＭＰａ以上、より好ましくは少なくとも９５０ＭＰａ以上、なおもより好ましくは少なくとも１０００ＭＰ以上、なおもより好ましくは少なくとも１０５０ＭＰａ以上である。曲げ弾性が６０００ＭＰａ以下、より好ましくは５８００ＭＰａ以下、なおもより好ましくは５７００ＭＰａ以下、最も好ましくは５５００ＭＰａ以下である。
５．曲げ強度（ＭＰａ）（ＩＳＯ１７８による測定）が少なくとも１０ＭＰａ以上、より好ましくは少なくとも２０ＭＰａ以上、なおもより好ましくは少なくとも３０ＭＰａ以上、なおもより好ましくは少なくとも４０ＭＰａ以上である。曲げ強度が２０００ＭＰａ以下、より好ましくは１９００ＭＰａ以下、なおもより好ましくは１８００ＭＰａ以下、最も好ましくは１７００ＭＰａ以下である。
６．２３℃におけるノッチ付シャルピー衝撃強度（ＫＪ／ｍ２：キロジュール／平方メートル）（ＩＳＯ１７９／１ｅＡによる測定）が、少なくとも２ＫＪ／ｍ２以上、より好ましくは少なくとも３ＫＪ／ｍ２以上、なおもより好ましくは少なくとも４ＫＪ／ｍ２以上、なおもより好ましくは少なくとも５ＫＪ／ｍ２以上である。ノッチ付シャルピー衝撃強度が２５０ＫＪ／ｍ２以下、より好ましくは２００ＫＪ／ｍ２以下、なおもより好ましくは１９０ＫＪ／ｍ２以下、最も好ましくは１８０ＫＪ／ｍ２以下である。
７．０．４５ＭＰａにおけるたわみ温度（℃）（ＩＳＯ７５−１／−２による測定）が、１３０℃以上３００℃以下の範囲、より好ましくは１３５℃以上２９０℃以下の範囲、なおもより好ましくは１４０℃以上２８０℃以下の範囲であり、最も好ましくは１４５°以上２６０℃以下の範囲である。
８．数平均分子量（Ｍｎ）（ＩＳＯ１６０１４−３による測定、１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロイソプロパノールを溶出剤とする）が、少なくとも８０００グラム／ｍｏｌ以上、より好ましくは少なくとも１００００グラム／ｍｏｌ以上、なおもより好ましくは少なくとも１２０００グラム／ｍｏｌ以上、なおもより好ましくは少なくとも１５０００グラム／ｍｏｌ以上である。好ましくはＭｎが少なくとも１０００００グラム／ｍｏｌ以下、なおもより好ましくは少なくとも８００００グラム／ｍｏｌ以下、なおもより好ましくは少なくとも６００００グラム／ｍｏｌ以下、なおもより好ましくは少なくとも５００００グラム／ｍｏｌ以上である。
【００７７】
好ましくは抗菌性材料は、少なくとも５％の破断点伸び、少なくとも１５ＭＰａの引張降伏応力、少なくとも９００ＭＰａの曲げ弾性、少なくとも１０ＭＰａの曲げ弾性、および少なくとも２ＫＪ／ｍ２のノッチ付シャルピー衝撃強度を有する。
【００７８】
ポリアミドの分子量およびそれに伴う粘度は、特に押し出しが溶融加工技術として使用される場合、粒子の所望の端部形状および粒度に従った役割を果たし得る。例えば３ｍｍを超える直径のロッドのためには、中〜高粘度等級が使用され、不均一な収縮によって引き起こされる空隙および亀裂を回避するために緩慢な凝固が必須である。より複雑な構造が必要である場合、ポリアミドの押し出しは、一連の相互連結開口鋳型へのポリアミドの押し出しを伴う。
【００７９】
本発明のポリアミドは、好ましくは熱可塑性ポリアミドである。熱可塑性直鎖ポリアミドまたはそれらの組成物は、部品を製造またはまたは加工する際に硬化を要さず［分子量増大を通じて進行する化学反応、最終的にポリマー鎖は共に結合（架橋）して、無限の分子の網状組織になる（網状組織形成）］、唯一必要な熱は、ポリアミドの融解または融合を完了するのに必要な熱だけである。熱可塑性直鎖ポリアミドまたはそれらの組成物は、硬化を要さないことから、例えばエポキシ、β−ヒドロキシアルキルアミド、トリグリシジルイソシアヌレート（ＴＧＩＣ）、ブロックイソシアネート、アミノ−ホルムアルデヒド樹脂（メラミン）などの架橋剤を含まない。熱可塑性直鎖ポリアミドを加熱しても粘稠な液体から固体、または弾性ゲルまたはゴムへの不可逆的転換を起こさない。特徴的により高い数平均分子量（Ｍｎ）を有する熱可塑性直鎖ポリアミドは、一般に熱硬化性ポリアミドとして知られている。
【００８０】
キャリア（Ｂ）は、２つ以上のポリマーを含んでなり得る。キャリア（Ｂ）は、ポリアミド群の配合物、および／またはポリアミドまたはポリアミド群とその他のポリマーとの配合物を含んでなり得る。ポリマー配合物の使用は、２種の材料の特性の均衡を得るため、または水分取り込みを低下させるためであり得る。ナイロン−６，６とポリ（酸化フェニレン）との配合物が最も大きな成功を収めているが、ナイロン−６，６およびナイロン−６とポリエチレンまたはポリプロピレンとの配合物もまた使用してもよい。好ましくはキャリア（Ｂ）は、本発明のポリアミドから調製されるポリアミド配合物を含んでなる。
【００８１】
本発明によると、キャリア（Ｂ）はまた、添加剤を含んでなり得る。キャリア（Ｂ）の一部を形成し得る添加剤としては、潤滑剤、結晶核物質、安定剤、耐衝撃性改良剤、難燃剤、耐衝撃性改良剤、充填材、可塑剤、ガラス繊維や無機繊維やナノ充填材などの強化材などの当業者に一般に知られている添加剤が挙げられる。後者（ナノ充填材）は、その中でナノメートルサイズのケイ酸塩層がポリアミド中に均一に分散して、非常に低レベル（例えば５％）で高レベルの強化をもたらす材料である。層タイプの粘土ミネラルを加工して層を分離させ、それらをポリマー構造物中に組み込めるようにする（割込み）。初期開発はナイロン重合中の組み込みを伴ったが、現在は押し出し配合経路が開発されている。この技術の幾つかの利点は、低密度および等方性収縮である。添加剤はまた、高分子性であり得る。
【００８２】
好ましくはキャリア（Ｂ）はポリマーおよび添加剤のみを含んでなり、より好ましくはキャリア（Ｂ）は１種のポリマーおよび添加剤のみを含んでなり、なおもより好ましくはキャリア（Ｂ）はポリアミドおよび添加剤を含んでなり、例えばキャリア（Ｂ）は１種のポリアミドのみを含んでなり、他のポリマーおよび添加剤を含まない。
【００８３】
さらに別の好ましい実施態様では、顆粒材料の粒度は１．５ｍｍ以上５．０ｍｍ以下の範囲であり、縦横比Ｒは１．０以上６．０以下の範囲であり、粒子は２以上２８°以下の範囲の水中摩擦角を有し、抗菌剤（Ａ）の量は抗菌性材料上で０．００１％ｗ／ｗ以上１．８％ｗ／ｗ以下の範囲であり、キャリア（Ｂ）の量は抗菌性材料上で９８．２％ｗ／ｗ以上９９．９９９％ｗ／ｗ以下の範囲である。
【００８４】
さらに別の好ましい実施態様では、キャリア（Ｂ）は、ナイロン−６、ナイロン−１１、ナイロン−１２、ナイロン−６，６、ナイロン−４，６、ナイロン−６，９、ナイロン−６，１２、ナイロン−６６、ナイロン−６Ｔ、ナイロン−６−６−Ｔ、ナイロン−４−６−Ｔ、ナイロン−ＭＸＤ、ナイロン−６Ｔ，６Ｉ、ナイロン−ＭＸＤ−６、ナイロン−ＰＤＡ−Ｔ、ナイロン−６−３−Ｔ（ポリアミドＮＤＴ／ＩＮＤＴ）、ナイロン−６Ｉ、ナイロン−６−Ｇ、ナイロン−１２−Ｇ、ナイロン−１２とポリ−ＴＨＦ（ＰＥＢＡＸ）のブロック共重合体、ポリフタルアミドの群、またはそれらの混合物から選択されるポリアミドである。好ましくはポリアミドは、ナイロン−６、ナイロン−４，６またはナイロン−６，６、およびそれらの混合物からなる群から選択される。典型的な熱可塑性直鎖ポリアミドは、例えばＡｋｕｌｏｎ、Ｓｔａｎｙｌ、Ｚｙｔｅｌ、Ｃｅｌａｎｅｓｅ、Ｖｙｄｙｎｅ、Ｃａｐｒｏｎ、Ｕｌｔｒａｍｉｄ、Ｇｒｉｌｌｏｎ、Ｎｙｃｏａ、Ｒｉｌｓａｎ、Ａｍｏｄｅｌ、Ｏｒｇａｌｌｏｙ、Ｔｅｃｈｎｙｌ、Ｄｕｒｅｔｈａｎ、Ｖｅｓｔａｍｉｄ、Ｔｒｏｇａｍｉｄ、Ｔｅｃｈｎｙｌ、Ｒａｄｉｌｏｎ、Ｌｅｏｎａ、Ｎｏｖａｍｉｄ、Ｒｅｎｙ、Ａｒｌｅｎ、Ａｍｉｌａｎ、Ｕｂｅ Ｎｙｌｏｎ、Ｕｎｉｔｉｋａ、Ｇｒｉｌｌａｍｉｄ、Ｇｒｉｖｏｒｙ、Ｂｅｅｔｌｅ、Ｐｏｌｙｎｉｌなどの商品名の下に市販されるものである。好ましくは発明のポリアミドは、Ｚｙｔｅｌ、またはＡｋｕｌｏｎまたはＳｔａｎｙｌまたはそれらの混合物であり、より好ましくはＡｋｕｌｏｎまたはＳｔａｎｙｌまたはそれらの混合物がキャリアとして使用され、なおもより好ましくはＡｋｕｌｏｎまたはＳｔａｎｙｌがキャリア（Ｂ）として使用される。
【００８５】
本発明はまた、
ａ．ポリアミドと、カチオンとして銀を含んでなる化合物とを乾燥混合することによりプレミックスを形成するステップと；
ｂ．プレミックスを混合して、
ｉ）ポリアミドを分解することなく流れさせるのに適し、
ｉｉ）化合物を分解するのに適する
時間および温度で加熱するステップと；
ｃ．押し出して冷却し切断するステップと；
ｄ．粒度が８ｍｍよりも小さく１ｍｍを超える顆粒を収集するステップ
を含んでなる、本発明による顆粒抗菌性材料を調製する方法を提供する。
【００８６】
ナイロンは、従来の装置上で当業者に知られている設定により押し出し得る。本発明はこれらの設定のみに限定されるものではないが、例えば以下がナイロン押し出しのための設定であり得る。押し出し機の駆動装置は、一連のスクリュー速度にわたり連続して変動できるべきである。ナイロンは低スクリュー速度で高トルクを要することが多い；典型的な出力要件は３０ｍｍの機械では７．５ｋＷのモーター、または６０ｍｍのものでは２５ｋＷである。ナイロンスクリューが必要であり、冷却してはならない。圧縮比は、例えばナイロン−６，６およびナイロン−６では３．５：１〜４：１；ナイロン−１１およびナイロン−１２では３：１〜３．５：１である。スクリューの長さ対直径比は１５：１を超えるべきであり、ナイロン−６，６では少なくとも２０：１、ナイロン−１２では２５：１が推奨される。ほとんどの押し出し操作は、高溶融強度を与えて押し出し物の形状を保つために、高粘度（高分子量）ナイロンを必要とする。
【００８７】
このようにして製造された顆粒抗菌性材料は、例えば水差しなど小規模／家庭用途で、および／または大規模共用貯水槽で直接使用し得て、増強された抗菌活性と水の効果的な滅菌を提供する。
【００８８】
さらに別の実施態様では、本発明は、上述の方法（２１頁、１５〜２５行）によって入手されたおよび／または入手可能な材料を提供する。
【００８９】
別の実施態様では、本発明は、本発明の顆粒抗菌性材料と、顆粒抗菌性材料を包含する被覆体とを含んでなる物品を提供する。本発明の文脈で、物品とは、目的を果たすように、または特別な機能を果たすようにデザインされたクラスの個々の物体または品目または要素であり、独立型であり得る。被覆体は、可撓性、折り畳み式、ドレープ性、または硬質であってもよい。被覆体は、金属、木材、ガラス、プラスチック、テキスタイル、セラミック、それらの混合物などから製造し得る。被覆体は、開放バッグなどの開放構造、または蓋で閉鎖される缶などの閉鎖構造を有してもよい。被覆体は水を保持できてもよく、したがって例えば容器などのように非水透過性であり、または被覆体は水を通過してもよく、したがって例えばテキスタイルからできたバッグ、または有孔キャニスターなどのように水透過性である。被覆体は適切には、テキスタイルまたは有孔の金属シートなどの多孔性構造を有する材料から製造される。例示的な被覆体としては、容器、バッグ、バスケット、ボール、ケース、ボックス、バッグ、バスケット、ディスク、ケース、カード箱などが挙げられるが、これに限定されるものではない。
【００９０】
別の一実施態様では、本発明は、被覆体が容器である、本明細書に記載される物品を提供する。本発明によると、容器は水を保持できる被覆体である。例示的な容器としては、カートン、ボトル、缶、ジャー、バイアル、ジェリー缶、カプセル、無孔キャニスター、貯蔵タンク、雨水タンクが挙げられるが、これに限定されるものではない。
【００９１】
さらに別の実施態様では、本発明は被覆体が多孔性水透過性被覆体である、本明細書に記載される物品を提供し、その多孔性水透過性被覆体は、顆粒抗菌性材料が多孔性水透過性被覆体からあふれるのを防ぐような直径の孔を有する。
【００９２】
さらなる一実施態様では、本発明は、被覆体が顆粒抗菌性材料が多孔性水透過性被覆体からあふれるのを防ぐような直径の孔を有する多孔性水透過性被覆体である本発明による物品；または本発明の抗菌性顆粒材料；のどちらかを含有する１つの部品を含んでなる部品のアセンブリーからなる装置を提供する。本発明によると、装置は、特定の目的を果たすようにまたは特定機能を果たすようにデザインされた機材または機序であり、２つ以上の部品からなり得る（部品のアセンブリー）。例えば装置は、水処理のために、特に飲料水の処理のために使用される器具、または処理水を使用する器具であり得る。
【００９３】
特定の一実施態様では、本発明による装置は可変容量を有する拡張可能な槽を含んでなる浄水装置であり、その中では貯水槽表面の少なくとも一部はフィルター領域を含んでなり、フィルター領域は水透過性であって、フィルター領域が水に浸漬された際、水が集水槽に入れるようにする。装置は、集水槽容量を増大させる力を与えるための機械駆動拡張手段をさらに含んでなってもよく、それによってフィルター領域を通して水を集水槽内に引き入れる。このような装置については、参照によって本明細書に援用する国際公開第２００９／０７３９９４号パンフレットに記載される。使用時には集水装置を浸漬して拡張手段を解放し、フィルター領域を通して水を集水装置に引き入れる。浄水装置は、拡張可能集水槽内に存在する、本発明による顆粒抗菌性材料と共に提供し得る。ひとたび集水装置が浸漬されて拡張手段が解放されると、水は濾過によって浄化されるだけでなく、顆粒抗菌性材料によってさらに滅菌もされ、したがって顆粒抗菌性材料による滅菌がなおもより効果的になる。
【００９４】
さらに別の実施態様では、本発明は、水処理のための、および特に飲料水の処理のための
ａ）本発明による顆粒抗菌性材料；または
ｂ）本発明による物品；または
ｃ）本発明による装置
の使用を提供する。例示的な使用としては、水処理システム／器具、水濾し器、水泳プール、渦流浴、水供給容器、貯水槽、雨水槽、皿洗い機が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００９５】
さらなる一実施態様では、本発明は、抗菌用途のための本発明による顆粒抗菌性材料の使用を提供し、その中で顆粒抗菌性材料は、顆粒抗菌性材料が抗菌活性を示せる量および形態で使用される。
【００９６】
本発明のさらに別の態様は、本明細書に記載される実施例１〜４による抗菌性材料である。
【００９７】
本発明のさらなる態様およびその好ましい特徴は、本明細書の特許請求の範囲で示される。
【００９８】
本発明をここで、以下の非限定的実施例によって例証する。
【００９９】
［実施例］
［分析法および技術］
［顆粒材料の粒度の測定］
顆粒材料の粒度は、ＤＩＮ６６１６５−１／−２に記載される方法に従って、Ｒｅｔｓｃｈ ＡＳ２００ Ｃｏｎｔｒｏｌふるい分け機上で測定した。ＤＩＮ６６１６５−１／−２に記載のふるい分析のパラメーターを下に示す。
ふるい運動 三次元
振幅 １．５ｍｍ
ふるい間隔 １０秒間
ふるいタイプ 乾燥
ふるい時間 １０分間
【０１００】
［キャリア（Ｂ）の特性の測定］
キャリア（Ｂ）の密度は、ＩＳＯ１１８３によって測定した。キャリア（Ｂ）の融解温度（℃）は、ＩＳＯ１１３５７−１／−３によって測定した（加熱および冷却速度は１０℃／分に等しい）。キャリア（Ｂ）のガラス転移温度（℃）（Ｔ９）は、ＩＳＯ１１３５７−２によって測定した（加熱および冷却速度は１０℃／分に等しい）。キャリア（Ｂ）の破断点伸び（％）は、ＩＳＯ５２７−１によって測定した。キャリア（Ｂ）の曲げ弾性（ＭＰａ）は、ＩＳＯ１７８によって測定した。キャリア（Ｂ）のノッチ付シャルピー衝撃強度（ＫＪ／ｍ２）は、ＩＳＯ１７９／１ｅＡによって測定した。キャリア（Ｂ）の引張降伏応力（ＭＰａ）は、ＩＳＯ５２７−１／−２（ＭＰａをｐｓｉに変換するには１４５を乗じる）によって測定した。０．４５ＭＰａにおけるキャリア（Ｂ）のたわみ温度（℃）はＩＳＯ７５−１／−２によって測定し、キャリア（Ｂ）の数平均分子量（Ｍｎ）は１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロイソプロパノールを溶出剤としてＩＳＯ１６０１４−３によって測定した。
【０１０１】
［元素銀ナノ粒子の粒度測定］
元素銀ナノ粒子の粒度および％会合度は、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）タイプの「ＥＦＴＥＭ ＬＥＯ ９１２」（Ｌｅｏ Ｃｏ．）上で測定した。ＴＥＭ調査は、７０〜１００ｎｍの層厚さを有するミクロトーム切片上で実施した。
【０１０２】
元素銀ナノ粒子（ＡＰＳＮ）の平均粒度は、以下の等式に従って判定した。
ＡＰＳＮ＝（ΣｉＮｉＤｉ）／（ΣｉＮｉ）
式中、
Ｎｉは寸法が１ｍｍ（長さ）×１ｍｍ（幅）、層厚さが７０〜１００ｎｍの範囲、直径がＤｉの３個のミクロトームサンプル（切片）中に存在する元素銀ナノ粒子の数である。３個のミクロトームクロトーム切片は、顆粒材料の３個の無作為に選択された粒子中で作成した。
【０１０３】
［元素銀ナノ粒子の％会合度の測定］
元素銀ナノ粒子の％会合度（％ＤＯＡ）は、次のように測定した。
％ＤＯＡ＝１００×（Ｎｃｏｎｎｅｃｔｅｄ／Ｎｉ）
式中、
Ｎは寸法が１ｍｍ（長さ）×１ｍｍ（幅）で層厚さが７０〜１００ｎｍの範囲の３個のミクロトームサンプル（切片）中に存在する元素銀ナノ粒子の数であり、Ｎｃｏｎｎｅｃｔｅｄは少なくとも１つのその他の元素銀ナノ粒子に結合する個別の銀ナノ粒子の総数を表す。３個のミクロトームクロトーム切片は、顆粒材料の３個の無作為に選択された粒子中で作成した。
【０１０４】
ＡＰＳＮおよび％ＤＯＡは、同一の３個のミクロトームサンプルから測定した。
【０１０５】
［ＵＡＦ／ＯＣＡ３０の方法：水中摩擦角（ＵＡＦ）を測定する方法］
本発明の粒子の水中摩擦角（ＵＡＦ）は、粒子および表面の双方を水に浸し、直径５．０ｃｍの２５ｍｌの水の円柱によって生じる圧力に等しい水圧を双方にかけて、粒子を直径５．０ｃｍの丸いポリスチレン表面にのせた際に、粒子が滑り始める面からの角度のｎ回の測定値の算術平均である。
【０１０６】
ＵＡＦは水中で測定した。ＵＡＦを測定するためには、ＤａｔａＰｈｙｓｉｃ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ ＧｍｂＨの製造するビデオベースの半自動接触角度計ＯＣＡ３０を使用した。ＯＣＡ３０装置は、固形物の濡れ挙動の半自動測定において、ならびに系列試験および系統立った分析において、典型的に使用される。本発明の文脈においては、この装置を使用して、多様な形状および粒度で提供される本発明の顆粒材料の顆粒の水中摩擦角を正確に測定した。
【０１０７】
ポリスチレン円柱状容器［５．０ｃｍ×２．０ｃｍ、（直径）×（高さ）］に、２５ｍｌの水を装入した。サンプル粒子を水中に浸して、それが容器壁に接触するように容器の底周辺に沈めた。次に容器をＯＣＡ３０の測定台上に適切に固定した。測定台にはソフトウェア制御モーターが付いており、ＹおよびＺ軸方向に調節可能であり、正確なサンプル位置決めのために調節可能である。引き続いて測定台の傾斜を開始する。測定台の傾斜速度は２７°／秒であった。測定台の傾斜は、インラインビデオカメラによって追跡される。サンプル粒子がその最初の位置から測定台の非傾斜側に向けて滑り始める角度は、インラインビデオカメラ録画によって記録される。顆粒材料から無作為に選択された粒子について、毎回、測定をさらに４回繰り返す（顆粒材料あたり合計で５回の測定）。上述のように記録された角度を平均化し（角度の値を合計して５で除する）、これら５つの測定の平均値を個々の粒子の水中摩擦角として報告する。
【０１０８】
［抗菌活性を評価する方法］
［ｉ）２４時間後に抗菌活性を評価する方法］
大腸菌（Ｅ．ｃｏｌｉ）ＡＴＣＣ株および黄色ブドウ球菌（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ ａｕｒｅｕｓ）ＡＴＣＣ株を用いて、２４時間にわたり抗菌活性試験を実施した。
【０１０９】
室温（２３℃）で振盪（３２０ｒｐｍ）しながら、約１０４ｃｆｕ／ｍｌの細菌を含有する５０ｍｌリン酸緩衝液（５ｍＭ、ｐＨ＝７．０）に、本発明の抗菌性材料（５グラム）を添加した。振盪を室温で２４時間にわたり継続した。この時間後に、溶液を緩衝溶液で希釈（１０および１００倍）して、０．１ｍｌをペトリ皿内のＬＢ寒天培地（ＬＢ寒天、１Ｌあたり１０グラムのＢａｃｔｏトリプトン；５グラムのＢａｃｔｏ酵母抽出物；５グラムのＮａＣｌ；１５グラムのＢａｃｔｏ寒天）上に塗布し、ｃｆｕ（コロニー形成単位）／ｍｌを記録して報告した。ｃｆｕ／ｍｌが高いほど、試験された抗菌性材料の抗菌活性は低い。
【０１１０】
［ｉｉ）長期抗菌活性を評価する方法］
大腸菌（Ｅ．ｃｏｌｉ）ＡＴＣＣ株を用いて、９０日間にわたり長期抗菌活性試験を実施した。
【０１１１】
本発明の抗菌性材料（５グラム）を１０００ｍｌの水道水に添加した。試験された各顆粒材料について、このように調製した一連の３つの混合物（本発明の顆粒材料と水道水）を調製した。上記混合物の調製完了時をこの実験の０時とした。実験期間の全体を通じ、週に２回水道水を新しくした。
【０１１２】
３０日後に混合物の１つの水を除去して、室温（２３℃）で振盪（３２０ｒｐｍ）しながら、約１０４ｃｆｕ／ｍｌの細菌を含有する５０ｍｌリン酸緩衝液（５ｍＭ、ｐＨ＝７．０）に顆粒材料を添加した。振盪を室温で２４時間にわたり継続した。この時間後に、溶液を緩衝溶液で希釈（１０および１００倍）して、０．１ｍｌをペトリ皿内のＬＢ寒天培地（ＬＢ寒天、１Ｌあたり１０グラムのＢａｃｔｏトリプトン；５グラムのＢａｃｔｏ酵母抽出物；５グラムのＮａＣｌ；１５グラムのＢａｃｔｏ寒天）上に塗布し、ｃｆｕ（コロニー形成単位）／ｍｌを記録して報告した。３０日後の抗菌活性を評価するために用いたのと同じ手順を６０日および９０日後に残りの２つの混合物で繰り返した（１つは６０日後の測定に使用し、もう１つは９０日後の測定に使用した）。
【０１１３】
ｃｆｕ／ｍｌが高いほど、試験された抗菌性材料の抗菌活性は低い。
【０１１４】
［Ａｋｕｌｏｎ（商標）Ｆ２２３−Ｄ［キャリア（Ｂ）］の特性］
Ａｋｕｌｏｎ（商標）Ｆ２２３−Ｄ（ナイロン−６）を本発明の状況においてキャリア（Ｂ）として使用した。乾燥Ａｋｕｌｏｎ（商標）Ｆ２２３−Ｄは以下の特性を有した。
Ｔｍ：２２０℃；
Ｔｇ：６０℃；
Ｍｎ：２００００グラム／ｍｏｌ；
密度：１１３０ｋｇ／ｍ３；
破断点伸び：２０％；
引張降伏応力：８５ＭＰａ；
曲げ弾性：２６００ＭＰａ；
曲げ強度：１００ＭＰａ；
２３℃におけるノッチ付シャルピー衝撃強度：８ＫＪ／ｍ２；
０．４５ＭＰａにおけるたわみ温度：１８５℃。
【０１１５】
［参考顆粒非抗菌性材料（参考例Ａ）、比較非顆粒抗菌性（比較例Ａ）、および新しい顆粒抗菌性材料（実施例１〜４）の調製］
［参考例Ａ：参考顆粒非抗菌性材料］
Ａｋｕｌｏｎ（商標）Ｆ２２３−Ｄ粒質物を８０℃で一晩乾燥させた。引き続いて（Ｂ）．２４ＲＭ６５０３スクリュー、２ｍｍ×３ｍｍダイ、標準冷却槽、４個の収集ユニット、および造粒機（ＳｃｈｅｅｒタイプＳＧＳ５０Ｅ）を装着した二軸スクリュー押出し成形機Ｂｅｒｓｔｏｒｆｆ ＺＥ２５／４８Ｄに、乾燥Ａｋｕｌｏｎ（商標）Ｆ２２３−Ｄ粒質物を投入した。温度設定は８０、２４０、２５０、２６０、２８０、２８０、および２９０℃であった。滞留時間は１６０秒に設定した。
【０１１６】
押し出し時に、収集された白色ロッド様顆粒（参考非抗菌性材料）のサイズは、およそ２ｍｍ×３．５ｍｍ（直径×長さ）であった。
【０１１７】
これらの顆粒の縦横比（Ｒ）は１．７５に等しかった。
【０１１８】
［比較例Ａ：比較非顆粒抗菌性材料］
硝酸銀（５００グラム）を５００ｍｌの水に溶解した。このように製造した硝酸銀水溶液の一部（２００ｍｌ）をタンブラー内の（あらかじめ８０℃で一晩乾燥させた）５ｋｇのＡｋｕｌｏｎ（商標）Ｆ２２３−Ｄ粒質物上に散布した。転回中、硝酸銀水溶液はＡｋｕｌｏｎ（商標）Ｆ２２３−Ｄ粒質物に吸収されて、混合物は転回時に易流動性を保った。引き続いて、このように製造した混合物を（Ｂ）．２４ＲＭ６５０３スクリュー、２ｍｍ×３ｍｍダイ、標準冷却槽、４個の収集ユニット、および造粒機（ＳｃｈｅｅｒタイプＳＧＳ５０Ｅ）を装着した二軸スクリュー押出し成形機Ｂｅｒｓｔｏｒｆｆ ＺＥ２５／４８Ｄに投入した。温度設定は８０、２４０、２５０、２６０、２８０、２８０、および２９０℃であった。滞留時間は１６０秒に設定した。押し出し時に、収集された白色ロッド様粒質物粒子のサイズは、およそ２ｍｍ×３．５ｍｍ（直径×長さ）であった。次にグレインを２４０℃で３分間熱圧して、各１００ｍｍ×１００ｍｍ×１ｍｍ（長さ×幅×高さ）サイズの成形シートにした。
【０１１９】
成形シートをダイヤモンド鋸刃で切断して、各１０ｍｍ×２０ｍｍ×１ｍｍ（長さ×幅×高さ）サイズの黄色小板を得た。
【０１２０】
これらの小板の縦横比（Ｒ）は２０．００に等しかった。
【０１２１】
［実施例１：新しい顆粒抗菌性材料］
硝酸銀（５００グラム）を５００ｍｌの水に溶解した。このように製造した硝酸銀水溶液の一部（２００ｍｌ）を稼働中のタンブラー内の（あらかじめ８０℃で一晩乾燥させた）５ｋｇのＡｋｕｌｏｎ（商標）Ｆ２２３−Ｄ粒質物上に散布した。転回中、硝酸銀水溶液はＡｋｕｌｏｎ（商標）Ｆ２２３−Ｄ粒質物に吸収されて、混合物は転回時に易流動性を保った。引き続いて、このように製造した混合物を（Ｂ）．２４ＲＭ６５０３スクリュー、２ｍｍ×３ｍｍダイ、標準冷却槽、４個の収集ユニット、および造粒機（ＳｃｈｅｅｒタイプＳＧＳ５０Ｅ）を装着した二軸スクリュー押出し成形機Ｂｅｒｓｔｏｒｆｆ ＺＥ２５／４８Ｄに投入した。温度設定は８０、２４０、２５０、２６０、２８０、２８０、および２９０℃であった。滞留時間は１６０秒に設定した。
【０１２２】
押し出し時に、収集された黄色ロッド様顆粒のサイズは、およそ２ｍｍ×３．５ｍｍ（直径×長さ）であった。
【０１２３】
これらの顆粒の縦横比（Ｒ）は１．７５に等しかった。
【０１２４】
銀の量は顆粒材料の１．２５％ｗ／ｗであった。
【０１２５】
ＤＩＮ６６１６５−１／−２に記載される方法に従って、ふるい分析により、実施例１の抗菌性材料の粒度を測定した。サンプルサイズは１３．１７グラムであり、ふるい重量損失は０．００グラムであった。実施例１顆粒材料ふるい分析の結果を表２に示す。
【０１２６】
【表３】
【０１２７】
ふるい分析結果から計算される実施例１の顆粒材料のｘ（Ｑ＝１０．０％）、ｘ（Ｑ＝５０．０％）、ｘ（Ｑ＝９０．０％）値、Ｘｍ（平均粒度）、およびＸｍの標準偏差またはスパン値は次のとおりであった。
ｘ（Ｑ＝１０．０％）：１．８０７ｍｍ；
ｘ（Ｑ＝５０．０％）：１．８９６ｍｍ；
ｘ（Ｑ＝９０．０％）：１．９８５ｍｍ；
Ｘｍ（平均粒度）：１．８９８ｍｍ、標準偏差：０．０９４。
【０１２８】
ａ．実施例１の顆粒材料のロッド様（２ｍｍ×３．５ｍｍ）顆粒、および
ｂ．比較例Ａの非顆粒材料の小板（２０ｍｍ×１０ｍｍ×１ｍｍ）
の水中摩擦角は、本明細書に記載されるＵＡＦ／ＯＣＡ−３０の方法によって測定した。結果を表３に示す。
【０１２９】
【表４】
【０１３０】
表３から、水容器に浸した際に、比較例Ａの抗菌性材料小板と比較して、実施例１の抗菌性材料のロッド様顆粒がより容易に動くことは明らかである。
【０１３１】
元素銀ナノ粒子の平均粒度（本明細書に記載されるように測定された）は、約２０ｎｍであった。
【０１３２】
元素銀ナノ粒子の％会合度（％ＤＯＡ）は、４０％よりも低かった。
【０１３３】
［実施例２：新しい顆粒抗菌性材料］
Ａｋｕｌｏｎ（商標）Ｆ２２３−Ｄ粒質物を８０℃で一晩乾燥させた。稼働中のタンブラー内で、パラフィン油（Ａｋｕｌｏｎ（商標）Ｆ２２３−Ｄ粒質物の０．２５％ｗ／ｗ）を乾燥Ａｋｕｌｏｎ（商標）Ｆ２２３−Ｄ粒質物上に散布した。乾燥Ａｋｕｌｏｎ（商標）Ｆ２２３−Ｄ粒質物がパラフィン油で覆われた特定時間経過後に、（粉末形態）硝酸銀（Ａｋｕｌｏｎ（商標）Ｆ２２３−Ｄ粒質物の２％ｗ／ｗ）を先に述べたようにパラフィン油で覆われた乾燥Ａｋｕｌｏｎ（商標）Ｆ２２３−Ｄ顆粒表面に硝酸銀を付着させるのに十分な時間にわたり、パラフィン油で覆われた乾燥Ａｋｕｌｏｎ（商標）Ｆ２２３−Ｄ粒質物上に散布した。このように製造した混合物は転回時に易流動性を保った。引き続いて、このように製造した混合物を前述の（Ｂ）．２４ＲＭ６５０３スクリュー、２ｍｍ×３ｍｍダイ、標準冷却槽、４個の収集ユニット、および造粒機（ＳｃｈｅｅｒタイプＳＧＳ５０Ｅ）を装着した二軸スクリュー押出し成形機Ｂｅｒｓｔｏｒｆｆ ＺＥ２５／４８Ｄに投入した。温度設定は８０、２４０、２５０、２６０、２８０、２８０、および２９０℃であった。滞留時間は１６０秒に設定した。
【０１３４】
押し出し時に、収集された黄色ロッド様顆粒のサイズは、およそ２ｍｍ×３．５ｍｍ（直径×長さ）であった。
【０１３５】
これらの顆粒の縦横比（Ｒ）は１．７５に等しかった。
【０１３６】
銀の量は顆粒材料の１．２５％ｗ／ｗであった。
【０１３７】
［実施例３：新しい顆粒抗菌性材料］
Ａｋｕｌｏｎ（商標）Ｆ２２３−Ｄ粒質物をドライアイスで冷却して粉砕した。Ａｋｕｌｏｎ（商標）Ｆ２２３−Ｄフラフがこのようにして製造され、それを８０℃で一晩乾燥させた。稼働中のタンブラー内で、（粉末形態の）硝酸銀（Ａｋｕｌｏｎ（商標）Ｆ２２３−Ｄ粒質物の２％ｗ／ｗ）を乾燥Ａｋｕｌｏｎ（商標）Ｆ２２３−Ｄフラフ上に散布した。転回中、硝酸銀は適度にＡｋｕｌｏｎ（商標）Ｆ２２３−Ｄフラフと混合し、比較的均質な混合物が得られた。混合物は転回時に易流動性を保った。引き続いて、このように製造した混合物を（Ｂ）．２４ＲＭ６５０３スクリュー、２ｍｍ×３ｍｍダイ、標準冷却槽、４個の収集ユニット、および造粒機（ＳｃｈｅｅｒタイプＳＧＳ５０Ｅ）を装着した二軸スクリュー押出し成形機Ｂｅｒｓｔｏｒｆｆ ＺＥ２５／４８Ｄに投入した。温度設定は８０、２４０、２５０、２６０、２８０、２８０、および２９０℃であった。滞留時間は１６０秒に設定した。
【０１３８】
押し出し時に、収集された黄色ロッド様顆粒のサイズは、およそ２ｍｍ×３．５ｍｍ（直径×長さ）であった。
【０１３９】
これらの顆粒の縦横比（Ｒ）は１．７５に等しかった。
【０１４０】
銀の量は顆粒材料の１．２５％ｗ／ｗであった。
【０１４１】
［実施例４：新しい顆粒抗菌性材料］
Ａｋｕｌｏｎ（商標）Ｆ２２３−Ｄ粒質物を８０℃で一晩乾燥させた。稼働中のタンブラー内で、パラフィン油（Ａｋｕｌｏｎ（商標）Ｆ２２３−Ｄ粒質物の０．１０％ｗ／ｗ）を乾燥Ａｋｕｌｏｎ（商標）Ｆ２２３−Ｄ粒質物上に散布した。乾燥Ａｋｕｌｏｎ（商標）Ｆ２２３−Ｄ粒質物がパラフィン油で覆われた特定時間経過後に、（粉末形態）硝酸銀（Ａｋｕｌｏｎ（商標）Ｆ２２３−Ｄ粒質物の１６０ｐｐｍｗ／ｗ）を先に述べたようにパラフィン油で覆われた乾燥Ａｋｕｌｏｎ（商標）Ｆ２２３−Ｄ顆粒表面に硝酸銀を付着させるのに十分な時間にわたり、パラフィン油で覆われた乾燥Ａｋｕｌｏｎ（商標）Ｆ２２３−Ｄ粒質物上に散布した。このように製造した混合物は転回時に易流動性を保った。引き続いて、このように製造した混合物を前述の（Ｂ）．２４ＲＭ６５０３スクリュー、２ｍｍ×３ｍｍダイ、標準冷却槽、４個の収集ユニット、および造粒機（ＳｃｈｅｅｒタイプＳＧＳ５０Ｅ）を装着した二軸スクリュー押出し成形機Ｂｅｒｓｔｏｒｆｆ ＺＥ２５／４８Ｄに投入した。温度設定は８０、２４０、２５０、２６０、２８０、２８０、および２９０℃であった。滞留時間は１６０秒に設定した。
【０１４２】
押し出し時に、収集された黄色ロッド様顆粒のサイズは、およそ２ｍｍ×３．５ｍｍ（直径×長さ）であった。
【０１４３】
これらの顆粒の縦横比（Ｒ）は１．７５に等しかった。
【０１４４】
銀の量は顆粒材料の１００ｐｐｍ（＝０．０１％ｗ／ｗ）であった。
【０１４５】
［実施例５：経時的に銀放出］
室温（２３℃）で穏やかに振盪しながら、顆粒抗菌性材料（５グラム）を５０ｍｌの水に懸濁した。水溶液中の銀カチオン（ＣＡｇ＋）濃度を原子吸光によって経時的に測定した。
【０１４６】
実施例１、実施例２、および実施例３それぞれの顆粒抗菌性材料について、水溶液中の銀カチオン（ＣＡｇ＋）濃度を測定した。表４は実施例１〜３の顆粒材料の経時的銀放出を表す。
【０１４７】
【表５】
【０１４８】
表４に示すデータから、水溶液中の銀カチオン（ＣＡｇ＋）濃度はおよそ２４時間で安定するので、それが平衡状態に達することは明らかである。これは本明細書で説明したように健康リスクなしに許容され得る、世界保健機関（ＷＨＯ）による最大推奨濃度である０．１ｍｇ／Ｌ（ミリグラム／リットル）未満にＣＡｇ＋を保つ、顆粒抗菌性材料のユニークな特質を実証する重要な所見である。さらにこの現象は、顆粒抗菌性材料を調製する３つの方法（実施例１〜３）に依存しない。
【０１４９】
［実施例６〜１０：２４時間後の参考例Ａおよび実施例１〜４の顆粒材料の抗菌活性のアセスメント］
参考例Ａおよび実施例１〜４の顆粒材料の抗菌活性のアセスメントを本明細書に記載される方法に従って実施した（２５頁２８行の実施例「ｉ）２４時間後に抗菌活性を評価する方法」を参照されたい）。参考例Ａおよび実施例１〜４の顆粒抗菌性材料の抗菌活性の結果を表５に示す（実施例６〜１０）。
【０１５０】
【表６】
【０１５１】
表５に示すデータから、全ての大腸菌（Ｅ．ｃｏｌｉ）および黄色ブドウ球菌（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ ａｕｒｅｕｓ）は、それぞれ実施例１〜４の顆粒材料に２４時間曝露された後に死滅したので、本発明の顆粒材料が抗菌活性を示すことは明らかである。
【０１５２】
実施例１１：参考例Ａおよび実施例１の顆粒材料の長期の抗菌活性のアセスメント
参考例Ａおよび実施例１の顆粒材料の長期の抗菌活性のアセスメントを本明細書に記載される方法に従って実施した（２６頁５行の実施例「ｉｉ）長期の抗菌活性を評価する方法」を参照されたい）。３ヶ月までの（ｃｆｕ／ｍｌ対時間）を表６に示す。
【０１５３】
【表７】
【０１５４】
表６に示すデータから、全ての大腸菌（Ｅ．ｃｏｌｉ）が実施例１の顆粒材料に曝露した後に死滅したので、本発明の顆粒材料が長期の抗菌活性を提供することは明らかである。
【０１５５】
実施例１の材料の顆粒の色は９０日後にも依然として黄色であり、新たに調製された粒子の黄色色調からの視覚的に検査できる偏差がなかったことを示す。
【０１５６】
［実施例１２〜１３：実施例比較例Ａおよび実施例１の顆粒材料の容易な浄化および／または自己浄化のアセスメント］
［実施例１２］
エルレンマイアーフラスコに、比較例Ａの顆粒材料（５グラム）および１０００ｍｌの水道水を装入した。エルレンマイアーフラスコを自動振盪機に載せた後、フラスコが直射日光に曝されるようにそれらを共に窓台に載せた。実験期間中、フラスコに１０ｒｐｍで穏やかな連続的振盪を与えた。２週間および１ヶ月の期間後に、フラスコを藻類の徴候について検査した。２週間後、比較例Ａの抗菌性材料小板に藻類の徴候があった。１ヶ月後には藻類は、比較例Ａの抗菌性材料の小板表面の大部分を覆った。
【０１５７】
［実施例１３］
エルレンマイアーフラスコに、実施例１の顆粒材料（５グラム）および１０００ｍｌの水道水を装入した。エルレンマイアーフラスコを自動振盪機に載せた後、フラスコが直射日光に曝されるようにそれらを共に窓台に載せた。実験期間中、フラスコに１０ｒｐｍで穏やかな連続的振盪を与えた。２週間および１ヶ月の期間後に、フラスコを藻類の徴候について検査した。２週間後には、実施例１の抗菌性材料のロッド様顆粒には藻類はなかった。１ヶ月後でさえも、実施例１の抗菌性材料の顆粒の表面を覆う藻類はなかった。
【０１５８】
実施例１２および１３の結果を比較すると、縦横比Ｒが１．７５のロッド様顆粒からなる実施例１の顆粒材料は、縦横比Ｒが２０．００の小板からなる比較例Ａの抗菌性材料よりも、増強された容易な浄化および自己浄化特質を示すことが明らかである。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、抗菌剤およびキャリアを含んでなる粒子からなる抗菌性材料、より詳細にはその中での微生物の成長を抑制することで水を滅菌するのに使用し得る抗菌性材料に関する。本発明は、抗菌性材料を含んでなる物品、および抗菌性材料または物品を含んでなる装置にさらに関する。本発明はまた、抗菌性材料を調製する方法にも関し、ならびに、水処理システム／装置、水濾し器、水泳プール、渦流浴、水供給容器、貯水における、および飲料水処理のためのａ）抗菌性材料、ｂ）物品、およびｃ）装置の使用にも関する。
【０００２】
今日、地球上の１０億人を超える人々が、清潔な飲料水を入手できずにいる。地球の７０％は水であるが、この水の２．５％のみが飲用目的に利用できる。残りは塩水であり、飲用に適さない。安全でない水と基本的衛生の欠如により全ての病気と疾患の８０％が引き起こされ、毎年、戦乱を含めたあらゆる形態の暴力よりも多くの人々を死なせている。発展途上国の多数の人々、特に女性と子供は、彼らを病気にする可能性が高い水を取りに行くために、毎日３時間以上歩いている。日々費やされるこれらの時間は、彼らが学校に行ったり働いたりすることを妨げるので重大である。特に子供は安全でない水の影響を被りやすい。安全でない水と基本的衛生の欠如のために、毎週４０，０００人を超える子供が死亡している。これらの死亡の９０％は５才未満の子供に関わる。近い将来に予期される人口の迅速な成長から判断すると、問題は深刻化することが予想される。したがって地球上のより多数の人々が飲料水をより容易に入手できるようにする解決策が求められている。そのことにより、疾患の広がりが著しく制限され人々の生活の質が改善する。
【０００３】
滅菌しなければ飲むことが安全でない水の滅菌（水中に生息する微生物の増殖抑制）は、この問題の解決策を提供する鍵である。既知の水の滅菌技術は、ａ）水の煮沸、ｂ）塩素および銀錠剤の使用、ｃ）ヨウ素の使用、ｄ）濾過、およびｅ）濾過およびハロゲン使用の組み合わせである。残念なことに、これらの水の滅菌法のいずれもが、高い抗菌効率、低コストで容易な保守、特定の抗菌剤に関連したヒトに対する健康リスクがない（例えばヨウ素は甲状腺を患っている人々、妊婦および子供には推奨されない）、小規模および大規模双方に拡大縮小でき、小規模（家庭）および大規模（村、町など）の水滅菌プロジェクト双方における実施を可能にするなどの主要パラメータの組み合わせを提供しない。
【０００４】
抗菌剤とは、本発明の文脈においても、微生物を死滅させまたはその成長を遅延させる薬剤、化学種、化学物質、またはその他の物質を意味する。抗菌剤としては、抗細菌剤、抗ウィルス剤、抗真菌剤、および抗寄生虫剤が挙げられる。銀は抗菌剤として長らく知られている。銀の抗菌効率は、活性化学種の性質および濃度、細菌タイプ、活性化学種の表面積、細菌濃度、活性化学種を消費してその活性を低下させる化学種の濃度および／または表面積、不活性化機序などに左右される。
【０００５】
米国特許第５０１１６０２号明細書は、水を滅菌する（その中の微生物の増殖を抑制する）のに適した抗菌性材料を開示する。米国特許第５０１１６０２号明細書で開示される抗菌性材料は、抗菌剤（イオン、および銀、銅、亜鉛、水銀、鉛、スズなどの金属化合物）を含有するキャリア（非晶質アルミノケイ酸塩、活性粘土、合成または天然結晶性アルミノケイ酸塩、シリカゲル、アルミナ、海泡石、粘土質物質）と、キャリアを取り囲み水および微生物を通過させる多孔性布帛とを含んでなる。前記布帛は、上述した理由から望ましくない粘泥形成を引き起こし得る汚染物質を濃し取るために用いられる。
【０００６】
米国特許第５０１１６０２号明細書は、抗菌性材料の布帛外への漏出を防止する解決策を提供するが、抗菌性材料の重量に耐えるのに十分な機械的強度を有するべきである布帛を作製するために特別な注意を要する。さらに布帛はまた、ａ）抗菌性材料を出入りする水および微生物の自由流れと、ｂ）経時的な水および粘泥中の汚染物質による布帛の孔詰まりとの均衡を保つために、適正サイズの孔も有さなくてはならない。水汚染物質は地球全域において同じ性質ではなく、水中で同一濃度でもないことを考慮すると、材料の物理的、化学的、および機械的特性の微調整はより一層困難になる。さらに布帛の孔は、水汚染物質と粘泥によってやがては目詰まりするので、米国特許第５０１１６０２号明細書の抗菌性材料は、新しいものと交換されなくてはならない。さらに例えば布帛／抗菌性材料の誤用／拙劣な使用、または布帛の構造的な欠陥、布帛の偶発的破れのために、米国特許第５０１１６０２号明細書の（抗菌剤を含有する）キャリアが布帛から漏出した場合、キャリアは水中に拡散して、微生物は含まないと思われているが実際は拡散した担体材料を含む水を最終的に飲むヒトに対して、さらなる健康リスクをもたらす。またこのような解決策が対費用効果が高く、例えば大きなヒト集団に水を提供するのに欠かせない大型水容器または貯水槽のために容易に規模拡大できると想像することも困難である。
【０００７】
家庭および／または地域貯水槽において、頑強で、対費用効果が高く、容易に規模拡大して現在の増強された抗菌性活性を維持し、抗菌性有効性の簡単な追跡が組み込まれて、ヒトに健康リスクをもたらさない、水の備蓄を滅菌するための解決策を提供することは有利であろう。
【０００８】
本発明の目的は、米国特許第５０１１６０２号明細書で特定されたような問題または不都合のいくつかまたは全てを解決することである。
【０００９】
したがって概して本発明によると、抗菌剤（Ａ）およびキャリア（Ｂ）を含んでなる粒子からなる抗菌性材料が提供され、
ａ．抗菌性材料は顆粒材料であり；
ｂ．粒子の少なくとも９０％ｗ／ｗはＤＩＮ６６１６５−１／−２の方法による測定で１．０ｍｍ以上８．０ｍｍ以下の範囲の粒度を有し；
ｃ．粒子の少なくとも９０％ｗ／ｗは８以下の縦横比Ｒを有し；
ｄ．抗菌剤（Ａ）は元素銀ナノ粒子を含んでなり、その元素銀ナノ粒子はキャリア（Ｂ）中に混合され；
ｅ．抗菌剤（Ａ）は抗菌性材料上に０．００１％ｗ／ｗ以上２％ｗ／ｗ以下の範囲の量で存在し；
ｆ．キャリア（Ｂ）はポリアミドを含んでなり；
ｇ．キャリア（Ｂ）は抗菌性材料上に９８％ｗ／ｗ以上９９．９９９％以下の範囲の量で存在する。
【００１０】
本発明の効果は、少なくとも１つ、より好ましくは少なくとも２つ、なおもより好ましくは少なくとも３つ、最も好ましくは少なくとも４つ、または５つの以下の利点を示す抗菌性材料を提供することである。
ｉ）頑強であり；
ｉｉ）望まれない沈積物の浄化が容易であり；
ｉｉｉ）増強された抗菌活性を有し；
ｉｖ）容易に規模拡大されて維持され；
ｖ）その抗菌活性を経時的に追跡するのが簡単であり；
ｖｉ）健康リスクをもたらさない。
【００１１】
「頑強な」とは、使用中に構造的完全性を保つ抗菌性材料を意味する。
【００１２】
「望まれない沈積物の浄化が容易である」とは、藻類などの望まれない沈積物が抗菌性材料表面に全く付着し得ないか、またはその表面に付着したら容易に除去し得るので、例えば１０ｒｐｍ程度の穏やかな振盪の助けによって、抗菌性材料が容易な浄化および／または自己浄化特性を示すことを意味する。
【００１３】
「増強された抗菌活性」とは、抗菌性材料が抗菌活性をより長期間にわたって示すことを意味する。
【００１４】
「容易に規模拡大され維持される」とは、抗菌性材料が、その製造に特定の修正を加えることなく家庭または大規模地域用途で使用し得て、その維持管理のために専門技術要員が必要でないことを意味する。
【００１５】
「その抗菌活性を経時的に追跡するのが簡単である」とは、抗菌性材料が、その抗菌活性変化と直接関連する視覚的退色を提供することを意味する。
【００１６】
「健康リスクをもたらさない」とは、抗菌性材料がなおも活性でありながら、水中の抗菌性材料によって放出される銀濃度が低いことを意味する。世界保健機関（Ｗｏｒｌｄ Ｈｅａｌｔｈ Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ；ＷＨＯ）、および「飲料水中の銀（Ｓｉｌｖｅｒ ｉｎ Ｄｒｉｎｋｉｎｇ Ｗａｔｅｒ）」［元々は飲料水の質のガイドライン（Ｇｕｉｄｅｌｉｎｅｓ ｆｏｒ ｄｒｉｎｋｉｎｇ−ｗａｔｅｒ ｑｕａｌｉｔｙ）第２版、第２巻、衛生基準およびその他の支援情報（Ｈｅａｌｔｈ ｃｒｉｔｅｒｉａ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）（ＷＨＯ、ジュネーブ（Ｇｅｎｅｖａ）１９９６年）中で公表された］に関する報告の結論によれば、飲料水の細菌学的品質を保持するために銀塩を使用する場合、最大０．１ｍｇ／リットルまでの銀濃度が健康リスクなしに許容され得る。
【００１７】
米国特許第５０１１６０２号明細書は、本発明による抗菌性材料およびその有利な効果について述べていない。
【００１８】
本発明では、抗菌性材料は抗菌剤を含んでなる材料であり、抗菌性材料は、ａ）微生物、およびｂ）水および／または酸素に接すると、それらを死滅させおよび／またはそれらの増殖を抑制することで不活化する。抗菌性材料が微生物および／または水および／または酸素または上記のいずれにも曝露しない場合、明らかにその抗菌性効果は示されないが、それはなおも本発明の文脈で抗菌性材料と称される。抗菌性材料が微生物および／または水および／または酸素または上記のいずれにも曝露しない場合、それはなおも抗菌活性を示すことができ抗菌性用途に適する。
【００１９】
粒子は、ａ）後述される寸法を有して、ｂ）その輸送および特性に関して１つの単位として挙動する小さな物体と定義される。本発明の文脈では、顆粒、粒子、およびグレインという用語は同義的に使用される。
【００２０】
顆粒材料は、粒子が相互作用する度にエネルギー損失によって特徴付けられる、離散した固形巨視的粒子の集塊である（最も一般的な例はグレインが衝突した際の摩擦であろう）。顆粒材料を構成する構成物は、熱運動ゆらぎを被らないように十分大きくなくてはならない。したがって顆粒材料中のグレインサイズの下限は、約１μｍである。本発明の文脈で、顆粒材料とは、後述される方法による測定で、粒度が１ｍｍ以上８ｍｍ以下の範囲の顆粒を含んでなる材料を指す。
【００２１】
粒子は、例えばそれらの粒度およびその範囲に関して、異なる様式で分類され得る。粒子クラスの限界を定義する粒度範囲は、例えば米国で使用されるウェントワース区分（Ｗｅｎｔｗｏｒｔｈ ｓｃａｌｅ）（またはウッデン−ウェントワース（Ｕｄｄｅｎ−Ｗｅｎｔｗｏｒｔｈ））で命名されており、Ｃ．Ｋ．Ｗｅｎｔｗｏｒｔｈによる「古典的沈降物の等級スケールおよびクラス用語（Ａ ｓｃａｌｅ ｏｆ ｇｒａｄｅ ａｎｄ ｃｌａｓｓ ｔｅｒｍｓ ｆｏｒ ｃｌａｓｔｉｃ ｓｅｄｉｍｅｎｔｓ）」、Ｊ．Ｇｅｏｌｏｇｙ ３０：３７７〜３９２（１９２２年）で報告されている。ウェントワース区分を表１に要約して記載する。
【００２２】
【表１】
【００２３】
【表２】
【００２４】
ウェントワース区分に従って、本発明は以下の粒子クラス分類に属する顆粒材料に言及する。極粗粒砂および／または極細粒礫および／または細粒礫および／またはそれらの混合物。好ましくは本発明の粒子は、巨礫、大礫、極粗粒礫、粗粒礫、中粒礫、粗粒砂、中粒砂、細粒砂、極細粒砂、シルト、粘土、コロイドに分類されない。本発明による顆粒材料が砂または類似物でなく、ポリマーベースであることは明らかであろう。
【００２５】
顆粒材料は、製薬産業、農業、およびエネルギー生産などの多様な用途において商業的に重要である。顆粒材料のいくつかの例は、ナッツ、石炭、砂、米、コーヒー、コーンフレーク、肥料、およびボールベアリングである。
【００２６】
実際には、真の顆粒材料は常に多分散性であり、それは集合体中の粒子が異なるサイズを有することを意味する。粒径分布概念は、この多分散性を反映する。粒子集合体について、特定の平均粒度が必要であることが多い。このような平均粒度を定義するいくつかの異なる方法がある。
【００２７】
顆粒材料の粒径分布（ＰＳＤ）は、グレイン粒度分布としてもまた知られており、サイズに従って選別された存在する粒子の相対量を定義する値または数学関数の一覧である。「粒度」および「粒径分布」という用語は、本発明の文脈で顆粒材料に関して同義的に使用される。しかし明らかに分かるように「粒度」という用語を個々の粒子に関して使用する場合、これは「粒径分布」の意味を有することを意図せず、粒子それ自体のサイズを意味する。
【００２８】
材料のＰＳＤは、その物理的、化学的、および機械的特性のために重要であり得る。例えばそれは顆粒材料の強度および耐荷特性、化学反応に関与する固形分反応性に影響し得て、それは十分に制御される必要がある。粒度および／またはＰＳＤを表現する方法は、通常それを測定する方法によって定義される。粒度および粒径分布を測定するいくつかの方法がある。それらのいくつかは光に基づき、別のものは超音波、または電界、または重力、または遠心分離に基づく。
【００２９】
本発明による顆粒材料の粒度を測定するのに使用される方法は、ふるい分析である。ふるい分析は、ＤＩＮ６６１６５−１／−２に記載される方法に従って実施された。それによれば、顆粒材料は異なる大きさのふるい上で分離される。したがってＰＳＤは、例えば１．４ｍｍ〜１．６ｍｍの大きさのふるいを使用した場合の「１．４ｍｍ〜１．６ｍｍの範囲の粒度を有するサンプル顆粒材料の％」などのように、離散サイズ範囲の観点から定義される。
【００３０】
本発明の顆粒材料の粒度は、ＤＩＮ６６１６５−１／−２によって測定される。好ましくは顆粒材料の９０％は１．０ｍｍ以上８．０ｍｍ以下の範囲であり、より好ましくは顆粒材料の９５％は１．０ｍｍ以上８．０ｍｍ以下の範囲であり、なおもより好ましくは顆粒材料の９７％は１．０ｍｍ以上８．０ｍｍ以下の範囲であり、なおもより好ましくは顆粒材料の９８％は１．０ｍｍ以上８．０ｍｍ以下の範囲であり、なおもより好ましくは顆粒材料の９９％は１．０ｍｍ以上８．０ｍｍ以下の範囲であり、なおもより好ましくは顆粒材料の１００％は１．０ｍｍ以上８．０ｍｍ以下の範囲である。
【００３１】
本明細書に範囲で示されるあらゆるパラメーターの全ての上方および下方境界では、限界値は各パラメーターの各範囲内に含まれるものと理解される。本明細書に記載されるパラメーターの最小および最大値のあらゆる組み合わせを使用して、本発明の様々な実施態様および選択のパラメーター範囲を定義してもよい。
【００３２】
特に断りのない限り、例えば材料、粒子、顆粒、粒度、ポリアミド、ナノ粒子、カチオンなどの用語の複数形態の本明細書における用法は単数形を含むものと理解され、逆もまた然りである。
【００３３】
顆粒材料の粒子は、例えば球面、錐体、円柱（本発明ではロッドまたはロッド様という用語は、粒子の形状に関して使用される場合、円柱という用語と同義的に使用される）、米粒様、八面体、立方体、平板状または不規則などの様々な形状であり得る。本発明の文脈では、物体の形状は形状の縦横比Ｒによって定義される。縦横比は、その最大寸法（Ｌ）と最小寸法（Ｓ）との比率と定義される。
Ｒ＝Ｌ／Ｓ（数式１）
【００３４】
縦横比Ｒは、光学的顕微鏡検査によって測定し得る、最大寸法対最小寸法の比率などの三次元または二次元形状の２つの特徴的な寸法に適用される。
【００３５】
好ましくは、Ｒは８以下であり、より好ましくはＲは６以下であり、なおもより好ましくはＲは５以下であり、最も好ましくはＲは４以下である。暗黙的にＲは１以上である。好ましくはＲは１以上５以下の範囲であり、より好ましくはＲは１以上４以下の範囲である、なおもより好ましくはＲは１以上３以下の範囲である、最も好ましくはＲは１以上２以下の範囲である。
【００３６】
一実施態様では、抗菌性材料の顆粒は、球状および／または円柱状（円柱状の代案の用語はロッド様である）および／または米粒様形状および／または楕円体である。
【００３７】
本発明の別の実施態様では、粒子の少なくとも９０％ｗ／ｗは、本明細書に記載されるようなＵＡＦ／ＯＣＡ３０の方法による測定で、３０°以下の水中摩擦角（水中で測定される摩擦角）を有する［「ＵＡＦ／ＯＣＡ３０法：水中摩擦角（ＵＡＦ）を測定する方法（Ｍｅｔｈｏｄ ＵＡＦ／ＯＣＡ３０：Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｕｎｄｅｒｗａｔｅｒ ａｎｇｌｅ ｏｆ ｆｒｉｃｔｉｏｎ（ＵＡＦ））」の２４頁３２行の実施例を参照されたい］。
【００３８】
本発明の粒子の水中摩擦角（ＵＡＦ）は、粒子および表面の双方を水に浸し、直径５．０ｃｍの２５ｍｌの水の円柱によって生じる圧力に等しい水圧を双方にかけて、粒子を直径５．０ｃｍの丸いポリスチレン表面にのせた際に、粒子が滑り始める面からの角度のｎ回の測定値の算術平均である。ＵＡＦは水中で測定される。ＵＡＦを測定するためには、ＤａｔａＰｈｙｓｉｃｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ ＧｍｂＨの製造するビデオベースの半自動接触角度計ＯＣＡ３０を使用した。上記装置は、固形物の濡れ挙動の半自動測定において、ならびに系列試験および系統立った分析において典型的に使用される。本発明の文脈においては、この装置を使用して、多様な形状および粒度で提供される本発明の顆粒材料の顆粒の水中摩擦角を正確に測定した。
【００３９】
直径が５．０ｃｍで高さが少なくとも３．０ｃｍのポリスチレン円柱状容器には、２５ｍｌ（ミリリットル）の水を装填し得る。サンプル粒子を水中に浸して、同時に容器壁に接触するように容器の底周辺に沈め得る。次に容器をＯＣＡ３０の測定台上に適切に固定し得る。測定台にはソフトウェア制御モーターが付いており、ＹおよびＺ軸方向に調節可能であり、正確なサンプル位置決めのために調節可能である。引き続いて測定台の傾斜を開始する。測定台の傾斜速度は２．７°／秒であった。測定台の傾斜は、インラインビデオカメラによって追跡される。サンプル粒子がその最初の位置から測定台の非傾斜側に向けて滑り始める角度は、インラインビデオカメラ録画によって記録し得る。顆粒材料から無作為に選択された粒子について、毎回、測定をさらにｎ−１回繰り返す（ｎは顆粒材料あたりの総測定数を表す）。上述のように記録された角度を平均化し（角度の値を合計してｎで除する）、測定値の平均値を個々の粒子の水中摩擦角として報告する。このようにして測定された顆粒材料粒子の摩擦角は、その下でこれらの粒子がそれらの一連のユニークな特性を示す、水性環境をより良好にシミュレートする。現実の条件では、顆粒材料が被る水圧は水中摩擦角の測定で使用されるものを超え得る。それでもなお粒子の頑強さを考えると、直径５．０ｃｍの２５ｍｌの水の円柱により生じる圧力よりも高い水圧は、それらの容易な浄化および／または自己浄化特性を増強するであろう。
【００４０】
水中摩擦角は、本発明の抗菌性材料の粒子が動き始める、外力量の測定値である。特定の形状および形態の粒子に対する（より）低い水中摩擦角は、相対的に（より）小さな外力を受けた際に、粒子が動き始めることを意味する。特定の形状および形態の粒子に対する（より）高い水中摩擦角は、相対的に（より）大きな外力を受けた際に、粒子が動き始めることを意味する。
【００４１】
好ましくは水中摩擦角は３０°以下であり、より好ましくは水中摩擦角は２９°以下であり、なおもより好ましくは水中摩擦角は２８°以下であり、なおもより好ましくは水中摩擦角は２７°以下であり、最も好ましくは水中摩擦角は２６°以下である。一般に水中摩擦角は１°以上であり、適切には水中摩擦角は２°以上、または３°以上であり、水中摩擦角が４°以上、または５°以上であっても依然として問題ない。
【００４２】
別の一実施態様では本発明は、粒子の少なくとも９０％ｗ／ｗが３０°以下の水中摩擦角（ＵＡＦ）を有する抗菌性材料を提供する。好ましくは粒子の少なくとも９５％ｗ／ｗは３０°以下の水中摩擦角（ＵＡＦ）を有し、より好ましくは粒子の少なくとも９８％ｗ／ｗは３０°以下の水中摩擦角（ＵＡＦ）を有し、最も好ましくは粒子の１００％ｗ／ｗは３０°以下の水中摩擦角（ＵＡＦ）を有する。本明細書では、ＵＡＦは本明細書に記載されるＵＡＦ／ＯＣＡ３０の方法によって測定された［「ＵＡＦ／ＯＣＡ３０法：水中摩擦角（ＵＡＦ）を測定する方法」の２４頁３２行の実施例を参照されたい］。
【００４３】
本発明では、顆粒抗菌性材料は、顆粒から構成されて抗菌剤を含んでなる材料を指す。本発明の文脈では、「顆粒抗菌性材料」および「顆粒である抗菌性材料」という用語は同義的に使用される。
【００４４】
粒子の容易な浄化および／または自己浄化は、例えば抗菌性材料を含有する物品／装置を振盪させることにより、および／または粒子を相互に動かす振盪または振動の他の手段によって達成し得る。出願人らは特定の理論によって拘束されないが、粒子の運動は機械的摩擦によって、さもなければ抗菌性材料の抗菌性潜在力を制限するかもしれないあらゆる沈積物を互いの表面からこすり取ると考えられる。粒子の水中摩擦角が低いほど、粒子、または同一粒子の一定量がより容易に動き始め、したがって最小の外力でそれらの間の摩擦、および引き続くそれらの表面の望まれない沈積物の浄化を増強させる。このようにして本発明の粒子は、容易な浄化および／または自己浄化特性を示し得て、抗菌活性を増強させる。
【００４５】
抗菌剤（Ａ）は、抗菌性材料上に０．００１％ｗ／ｗ以上２％ｗ／ｗ以下の範囲の量で存在する。より好ましくは抗菌剤は抗菌性材料上に０．０１％ｗ／ｗ以上１．５％ｗ／ｗ以下の範囲の量で存在し、なおもより好ましくは抗菌剤は抗菌性材料上に０．１％ｗ／ｗ以上１．０％ｗ／ｗ以下の範囲の量で存在する。
【００４６】
本発明では、抗菌剤は元素銀（Ａｇ°）ナノ粒子を含んでなる。本発明の文脈では、元素銀ナノ粒子という用語は、元素銀（Ａｇ°）含んでなる粒子を指し、適切には１ｎｍ（ナノメートル）以上１００ｎｍ以下の範囲の平均粒度を有する。
【００４７】
元素銀ナノ本発明の粒子は、好ましくは主に銀（Ａｇ°）を含んでなり、すなわちそれらは９０％ｗ／ｗ以上が銀であり、好ましくは９５％ｗ／ｗ以上が銀であり、より好ましくは９８％ｗ／ｗ以上が銀であり、なおもより好ましくは９９％ｗ／ｗ以上が銀であり、最も好ましくは９９．４％ｗ／ｗ以上が銀であり、なおも最も好ましくは１００％ｗ／ｗが銀である。好ましくは、元素銀ナノ粒子は、元素Ａｌ、またはＦｅまたはＳｉまたはそれらの対応するイオン、またはそれらの組み合わせを有さない。
【００４８】
元素銀ナノ粒子は、好ましくは銀を含んでなる化合物を熱分解して製造される。
【００４９】
本発明の文脈では、銀を含んでなる化合物という用語は、、例えばＡｇ＋、Ａｇ＋２などの銀をカチオンとして含んでなるあらゆる化合物を意味する。少なくとも１つは銀カチオンでなくてはならないが、化合物それ自体はカチオン化学種以外を有してもよい。銀を含んでなる化合物として本発明の文脈で特徴付けられる一般タイプの化合物の数例は、銀酸化物、銀水酸化物、銀塩類、銀錯体、銀包接化合物などである。好ましくは銀を含んでなる化合物は、例えば硝酸銀、塩化銀、酢酸銀、トリフルオロ酢酸銀などの銀塩、または銀塩混合物である。より好ましくは、銀を含んでなる化合物は、硝酸銀、酢酸銀、トリフルオロ酢酸銀、およびそれらの混合物からなる化合物群から選択される。
【００５０】
元素銀ナノ粒子は、例えば球状、八面体、円錐、立方体、平板状または不規則などをはじめとするあらゆる形状であってもよい。好ましくは、元素銀ナノ粒子は、別の無機分子粒子または活性炭素および／またはその他の金属イオン／無機イオンに吸着されずおよび／またはそれと結合せず、無機分子粒子または活性炭素の一部を構成する別の金属／無機イオンと交換されない。
【００５１】
元素銀ナノ粒子の平均粒度は、透過電子顕微鏡法（ＴＥＭ）によって測定し得る。元素銀ナノ粒子（ＡＰＳＮ）の平均粒度は、次のように定義される数平均粒度である。
ＡＰＳＮ＝（ΣｉＮｉＤｉ）／（ΣｉＮｉ）（数式２）
式中、
Ｎｉは寸法が１ｍｍ（長さ）×１ｍｍ（幅）、層厚さが７０〜１００ｎｍの範囲、直径がＤｉの３個のミクロトームサンプル（切片）中に存在する全元素銀ナノ粒子の数である。３個のミクロトームクロトーム切片は、顆粒材料の３個の無作為に選択された粒子中で作成される。
【００５２】
本発明の好ましい一実施態様では、元素銀ナノ粒子は１００ｎｍ以下の平均粒度を有する。好ましくは元素銀ナノ粒子の平均粒度は１ｎｍ以上、より好ましくは５ｎｍ以上、最も好ましくは１０ｎｍ以上である。好ましくは元素銀ナノ粒子の平均粒度は１００ｎｍ以下、より好ましくは９５ｎｍ以下、最も好ましくは９０ｎｍ以下である。
【００５３】
元素銀ナノ粒子は、キャリア（Ｂ）中に混合される。「元素銀ナノ粒子」および「ナノ粒子」という用語は、本発明の文脈で同義的に使用される。本発明の元素銀ナノ粒子は、キャリア（Ｂ）中に混合されると、分散または会合するものとして特徴付けられ得る。本発明では、他の元素銀ナノ粒子と接触または結合していない元素銀ナノ粒子は、非会合ナノ粒子分散と称される。本発明では、少なくとも１つの他の元素銀ナノ粒子と接触または結合している元素銀ナノ粒子は、「会合ナノ粒子」と称される。
【００５４】
元素銀ナノ粒子の％分散度（％ＤＯＤ）および会合度（％ＤＯＡ）は、ＡＰＳＮの測定について上述したようなサンプル要件に従って、透過電子顕微鏡法（ＴＥＭ）によって測定し得る。
【００５５】
キャリア（Ｂ）内の元素銀ナノ粒子の％ＤＯＤと％ＤＯＡの関係は、次のとおりである。
％ＤＯＤ＝１００−％ＤＯＡ（式３）
【００５６】
元素銀ナノ粒子の％ＤＯＡは、ＡＰＳＮの測定について上述したようなサンプル要件に従って、透過電子顕微鏡法（ＴＥＭ）によって測定し得る。％ＤＯＡは次のとおり測定される。
％ＤＯＡ＝１００×（Ｎｃｏｎｎｅｃｔｅｄ／Ｎｉ）（式４）
式中、
Ｎｉは寸法が１ｍｍ（長さ）×１ｍｍ（幅）で層厚さが７０〜１００ｎｍの範囲の３個のミクロトームサンプル（切片）中に存在する元素銀ナノ粒子の数であり、Ｎｃｏｎｎｅｃｔｅｄは少なくとも１つの他の元素銀ナノ粒子に結合する個別の銀ナノ粒子の総数を表す。３個のミクロトームクロトーム切片は、顆粒材料の３個の無作為に選択された粒子中で作成される。
【００５７】
ＡＰＳＮおよび％ＤＯＡは、同一のまたは異なる３個のミクロトームサンプルから測定し得る。好ましくは、ＡＰＳＮおよび％ＤＯＡは、同一の３個のミクロトームサンプルから測定される。
【００５８】
本発明の好ましい一実施態様では、元素銀ナノ粒子は５０％よりも低く、より好ましくは４０％よりも低く、なおもより好ましくは３０％よりも低く、最も好ましくは２８％よりも低く、例えば２５％よりも低い％会合度を有する。
【００５９】
本発明の好ましい一実施態様では、元素銀ナノ粒子は５０％よりも高く、より好ましくは６０％よりも高く、なおもより好ましくは７０％よりも高く、最も好ましくは７２％よりも高く、例えば７５％よりも高い％分散度を有する。
【００６０】
さらに別の一実施態様では、本発明は、元素銀ナノ粒子が１００ｎｍ以下の平均粒度、および５０％よりも低い％会合度を有する、抗菌性材料を提供する。
【００６１】
キャリア（Ｂ）とは、その中に抗菌剤（元素銀ナノ粒子）が分散しているポリマー組成物を意味する。好ましくはキャリア（Ｂ）は、吸着、結合、またはイオン交換を通じて、本発明の元素銀ナノ粒子を保持しない。
【００６２】
本発明の文脈では、キャリア（Ｂ）は、２つ以上のポリマー、すなわちポリアミドおよび１つ以上のその他のポリマーを含んでなり得る。好ましくはキャリア（Ｂ）はポリアミドのみを含んでなり、他のポリマーを含まない。好ましくはキャリア（Ｂ）は、例えばエポキシ、β−ヒドロキシアルキルアミド、トリグリシジルイソシアヌレート（ＴＧＩＣ）、ブロックイソシアネート、アミノ−ホルムアルデヒド樹脂（メラミン）などのいかなる架橋剤も含まない。
【００６３】
本発明の文脈では、ポリマーは、典型的に共有化学結合によって結合する反復する構造単位から構成される、大型分子（巨大分子）である。ポリマーという用語が多様な特性がある大きなクラスの天然および合成材料を指してもよい一方で、本発明の文脈ではポリマーという用語は、天然でなく合成材料のみについて既述するのに使用される。
【００６４】
本発明によると、キャリア（Ｂ）はポリアミドを含んでなる。原則としてポリアミドは、（Ｏ＝）Ｃ−ＮＨ−（アミド）結合によって結合するモノマー単位を含有するポリマーである。アミド結合は、アミノ基とカルボン酸または酸塩化物基との縮合反応から作成し得る。通常は水、または塩化水素である小分子は、ポリアミドの合成中に除去される。ポリマーは、アミノ基およびカルボン酸基を含んでなるモノマーから構成され得て（後者はアミノ酸と称される）、またはポリマーは、一方には２つのアミノ基があり、他方には２つのカルボン酸または酸塩化物基がある、２つの異なる二官能性モノマーから構成され得る。ポリアミドはまた、出発モノマーとして環式アミド（ラクタム）から合成され得る。ラクタムを出発モノマーとして使用する場合、ポリアミドの合成中に水または塩化水素は除去されない。ポリアミドは例えば羊毛および絹などのタンパク質のように天然に生じ得て、また例えばナイロン、アラミドなどのようにステップ成長重合を通じて人工的に製造し得るが、本発明では、ポリアミドという用語は、人工的に（合成的に）調製されたポリアミドのみを指し、天然に生じたものを指さない。本発明の文脈ではポリアミドという用語は、ナイロンという用語と同義的に使用される。
【００６５】
本発明による抗菌性材料中でキャリアとして使用されるポリアミドは、ａ）少なくとも１つのジアミン構成要素と少なくとも１つのジカルボン酸構成要素との、またはｂ）少なくとも１つのラクタムの重縮合反応生成物または残留物を含んでなってもよい。ジカルボン酸の代わりに、またはそれとの併用で、その無水物もまた使用し得ることは、当業者には明らかであろう。以下、ジカルボン酸はまた、その無水物も意味する。
【００６６】
本発明で使用されるポリアミドは、適切には１つのタイプのジアミンと１つのタイプのジカルボン酸から調製され得るか、またはポリアミドは例えば１つのタイプのジアミンと組み合わせられた２つ以上のタイプのジカルボン酸から調製され得るか、またはそれは１つのタイプのジカルボン酸と２つ以上のタイプのジアミンから調製され得るか、またはそれは２つ以上のタイプのジアミンと２つ以上のタイプのジカルボン酸との組み合わせから調製され得る。しかし１〜２つのジアミンと１〜２つのジカルボン酸から調製されたポリアミドを使用することが好ましく、より好ましくは１つのジアミンと１つのジカルボン酸から調製されたポリアミドが使用される。ポリアミドはまた、ラクタムまたはラクタム混合物からも調製され得る。好ましくはポリアミドは１つのラクタムから調製される。ポリアミドはまた、アミノ酸またはアミノ酸混合物から調製されてもよい。好ましくはポリアミドは、１つのアミノ酸から調製される。
【００６７】
適切なジカルボン酸としては、例えば３〜約４０個の炭素原子を有するジカルボン酸；より好ましくは、好ましくは８〜１４個の炭素原子を有する芳香族ジカルボン酸、好ましくは４〜１２個の炭素原子を有する脂肪族ジカルボン酸、および／または好ましくは８〜１２個の炭素原子を有する脂環式ジカルボン酸から選択されるジカルボン酸が挙げられる。ジカルボン酸は分枝、非直鎖または直鎖であってもよい。好ましくは、ジカルボン酸は直鎖である。適切なジカルボン酸の例は、例えばフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸、ナフタレン−２，６−ジカルボン酸、シクロヘキサン二酢酸、ジフェニル−４，４’−ジカルボン酸、フェニレンジ（オキシ酢酸）、セバシン酸、コハク酸、アジピン酸、グルタル酸および／またはアゼライン酸である。好ましいジカルボン酸は、アゼライン酸、アジピン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、およびドデカン二酸である。
【００６８】
ジアミンは、例えば脂肪族、脂環式、芳香族脂肪族または芳香族種であり得る。ジアミン構成要素は、例えば２〜５０個の炭素原子、より好ましくは２〜３０個の炭素原子、最も好ましくは２〜２０個の炭素原子、例えば２〜１２個の炭素原子を有する脂肪族ジアミンを含んでなってもよい。脂肪族ジアミンはまた、分子中に芳香族基もまた含有してもよい。芳香族アミンがあると、ポリアミドのガラス転移温度は非常に高くなり得る。したがって脂肪族および芳香族脂肪族アミンを使用することが好ましい。脂肪族アミンとは、アミン基が脂肪族鎖と直接共役している化合物を意味する。芳香族アミンとは、アミン基が芳香族環構造と直接共役している化合物を意味する。脂肪族ジアミンはまた、例えばピペラジンなどの脂環式ジアミンも含む。適切な脂肪族ジアミンの例としては、例えばイソホロンジアミン、１，２−エチレンジアミン、１，３−プロピレンジアミン、１，６−ヘキサメチレンジアミン、１，１２−ドデシレンジアミン、１，４シクロヘキサンビスメチルアミン、ピペラジン、ｐ−キシリレンジアミンおよび／またはｍ−キシリレンジアミンが挙げられる。アミン構成要素はまた、分枝構成要素を含んでなり、分枝ポリアミドを提供してもよい。適切な例としては、例えばジ−エチレン−トリアミン、ジ−アルキレン−テトラミン、ジ−アルキレン−ペンタミン、ジ−ヘキサメチレン−トリアミンなどのジ−アルキレン−トリアミンと、例えば１，３，５−ベンゼントリカルボン酸、トリメリット酸無水物、およびピロメリット酸無水物などの多官能性酸と、例えばアスパラギン酸およびグルタミン酸などの多官能性アミノ酸とが挙げられる。好ましいジアミンは、ジアミノブタン、ｍ−キシリレンｎ−ジアミン、トリメチルヘキサメチレン−ジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ヘキサンジメチレンジアミン、ジメチルジアミノジシクロヘキシルメタンである。
【００６９】
ラクタム（ラクトン＋アミドという語から派生した名詞）は、環式アミドである。接頭辞は、環の中に幾つの炭素原子（カルボニル部分を別として）が存在するかを示す。β−ラクタム（カルボニルの外に２個の炭素原子、合計４つの環原子）、γ−ラクタム（３および５）、δ−ラクタム（４および６）。好ましいラクタムは、カプロラクタムおよびラウリンラクタムである。
【００７０】
アミノ酸は、アミンおよびカルボキシルの双方を含有する官能基分子である。本発明の文脈では、これらの分子は以下の一般式（Ｉ）で書かれる。
【化１】
式中、
ｎは０以上５０以下の範囲の整数であり、好ましくはｎは０以上４０以下の範囲の整数であり、より好ましくはｎは０以上３０以下の範囲の整数であり、なおもより好ましくはｎは０以上２８以下の範囲の整数であり、最も好ましくはｎは０以上２０以下の範囲の整数であり、例えばｎは０以上１８以下の範囲の整数であり；Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、およびＲ６は独立して水素であり得、および／または１〜５０、より好ましくは１〜３０、なおもより好ましくは１〜２０、最も好ましくは１〜１０、例えば１〜６個の炭素原子を含んでなる有機置換基であり得る。
【００７１】
好ましくは本発明のポリアミドを調製するのに使用されるアミノ酸は、１１−アミノウンデカン酸である。
【００７２】
本発明によるポリアミドは、非晶質、または半結晶質であり得る。本発明の文脈では、半結晶質ポリアミドとは、ＩＳＯ１１３５７−１／−３による測定で少なくとも１つの規定された融解ピークと、融解温度（Ｔｍ）（℃）を有する半結晶質ポリアミドを意味する（加熱および冷却速度は１０℃／分に等しい）。適切には、融解温度は１５０℃以上３７０℃以下の範囲、より好ましくは１６０℃以上３５０℃以下の範囲、なおもより好ましくは１６５℃以上３３０℃以下の範囲である。半結晶質ポリアミドはまた、少なくとも１つのガラス転移温度（Ｔｇ）も有し得る。ガラス転移温度（Ｔｇ）（ＩＳＯ１１３５７−２による測定）は、好ましくは２０℃以上、なおもより好ましくは３０℃以上、最も好ましくは３５℃以上である。好ましくはガラス転移温度（Ｔｇ）は２５０℃以下、より好ましくは２４０℃以下、なおもより好ましくは２３０℃以下、最も好ましくは２２０℃以下である。本発明の文脈では、非晶質ポリアミドとは、ポリアミドがガラス転移温度（Ｔｇ）のみを有することを意味する。好ましくはポリアミドは半結晶質である。
【００７３】
半結晶質ポリアミドの場合、それらの融解温度（Ｔｍ）を超えると、ナイロンなどの熱可塑性物質は非晶質固体または粘稠な流体であり、その中では鎖はランダムコイルに近い。Ｔｍ未満では、非晶質領域が層状結晶領域と交互にある。非晶質領域は弾性に寄与し、結晶性領域は強度と剛性に寄与する。結晶化度は、組成の詳細、ならびにナイロンの種類に左右される。ナイロンが工業用吐糸管孔を通して繊維に押し出されると、個々のポリマー鎖は粘稠な流れのために整列する傾向がある。その後に冷延伸を施すと、繊維はさらに整列してその結晶化度が増大し、材料は追加的引張強度を得る。実際には、ナイロン繊維はほとんどの場合、高速の加熱ロールを使用して延伸される。ブロックナイロンは、形成中の剪断応力のために表面近辺以外は結晶性がより低い傾向がある。
【００７４】
容易に染色され得るポリアミドを含んでなるキャリア（Ｂ）中に抗菌剤が分散され、同時にキャリア（Ｂ）が水と直接接触することにより、抗菌活性の追跡が容易になる。ナイロン粒子は、ナイロンのタイプに応じて典型的に無色または白色である。元素銀ナノ粒子のポリアミド中への分散は、本発明の顆粒材料粒子を黄色にする。本発明の顆粒材料を非滅菌水に浸漬して放置すると、それは抗微生物性を示す。本明細書で説明されるように、Ａｇ＋カチオンの漸進的放出のために元素銀ナノ粒子の平均粒度が低下することから、顆粒抗菌性材料の抗菌活性は経時的に低下していくであろう。結果として、抗菌性材料顆粒の黄色はそれが完全に退色するまで経時的に色褪せ、キャリア（Ｂ）として使用されるナイロンのタイプ次第で無色または白色どちらかの顆粒をもたらす。異なる色調の黄色を経る、黄色から白色または無色いずれかへの漸進的推移は、視覚的に追跡し得る。これは高価で高機能の装置、または専門要員を使用することなく、例えば抗菌性材料の交換などの時宜にかなった維持管理を可能にし、ひいては最終使用者のための適切な抗菌性保護を確実にすることから、本発明の非常に有用で際立った特徴である。本発明の抗菌性材料が容器で取り囲まれる場合（例えば抗菌性材料が浄水器の一部である）であっても、粒径の貫通孔を通じて退色をなおも視覚的に追跡し得るように容器を製造でき、容器は顆粒をその中になおも包含する。
【００７５】
ポリアミドは、例えば直鎖またはほぼ直鎖、分枝、高度分枝、星状または樹枝状構造を有してもよい。好ましくはポリアミドは、直鎖またはほぼ直鎖または分枝であり、なおもより好ましくはポリアミドは直鎖またはほぼ直鎖である。
【００７６】
好ましくは、本発明のポリアミド（非晶質または半結晶質で、耐衝撃性改良剤、難燃剤、充填材、耐衝撃性改良剤、可塑剤、ガラス繊維や無機繊維やナノ充填材などの強化材などを含まない純粋の）は、以下の７つの特性の内、少なくとも４つ、好ましくは少なくとも５つを有し、より好ましくは少なくとも６つを有し、最も好ましくは少なくとも７つを有し、例えば８つを有する。
１．密度（ｋｇｒ／ｍ３：キログラム／立方メートル）（ＩＳＯ１１８３による測定）が、１０１０以上３０００以下の範囲、より好ましくは１０１５以上２０００以下の範囲、なおもより好ましくは１０２０以上１８００以下の範囲、なおもより好ましくは１０２０以上１６００以下の範囲、最も好ましくは１０２０以上１５００以下の範囲であり、例えば１０２０以上１４００以下の範囲である。
２．破断点伸び（または名目上の破断点応力）（％）（ＩＳＯ５２７−１／−２による測定）が、少なくとも５％以上、より好ましくは少なくとも１０％以上、なおもより好ましくは少なくとも１２％以上、なおもより好ましくは少なくとも１５％以上である。破断点伸びが５００％以下、より好ましくは４００％以下、なおもより好ましくは３００％以下、最も好ましくは３００％以下である。
３．引張降伏応力（ＭＰａ）（ＩＳＯ５２７−１／−２による測定、ＭＰａをｐｓｉに変換するには１４５を乗ずる）が、少なくとも１５ＭＰａ以上、より好ましくは少なくとも２０ＭＰａ以上、なおもより好ましくは少なくとも２５ＭＰａ以上、なおもより好ましくは少なくとも３０ＭＰａ以上である。引張降伏応力が、２００ＭＰａ以下、より好ましくは１５０ＭＰａ以下、なおもより好ましくは１３０ＭＰａ以下、最も好ましくは１２０ＭＰａ以下である。
４．曲げ弾性（ＭＰａ）（ＩＳＯ１７８による測定）が少なくとも９００ＭＰａ以上、より好ましくは少なくとも９５０ＭＰａ以上、なおもより好ましくは少なくとも１０００ＭＰ以上、なおもより好ましくは少なくとも１０５０ＭＰａ以上である。曲げ弾性が６０００ＭＰａ以下、より好ましくは５８００ＭＰａ以下、なおもより好ましくは５７００ＭＰａ以下、最も好ましくは５５００ＭＰａ以下である。
５．曲げ強度（ＭＰａ）（ＩＳＯ１７８による測定）が少なくとも１０ＭＰａ以上、より好ましくは少なくとも２０ＭＰａ以上、なおもより好ましくは少なくとも３０ＭＰａ以上、なおもより好ましくは少なくとも４０ＭＰａ以上である。曲げ強度が２０００ＭＰａ以下、より好ましくは１９００ＭＰａ以下、なおもより好ましくは１８００ＭＰａ以下、最も好ましくは１７００ＭＰａ以下である。
６．２３℃におけるノッチ付シャルピー衝撃強度（ＫＪ／ｍ２：キロジュール／平方メートル）（ＩＳＯ１７９／１ｅＡによる測定）が、少なくとも２ＫＪ／ｍ２以上、より好ましくは少なくとも３ＫＪ／ｍ２以上、なおもより好ましくは少なくとも４ＫＪ／ｍ２以上、なおもより好ましくは少なくとも５ＫＪ／ｍ２以上である。ノッチ付シャルピー衝撃強度が２５０ＫＪ／ｍ２以下、より好ましくは２００ＫＪ／ｍ２以下、なおもより好ましくは１９０ＫＪ／ｍ２以下、最も好ましくは１８０ＫＪ／ｍ２以下である。
７．０．４５ＭＰａにおけるたわみ温度（℃）（ＩＳＯ７５−１／−２による測定）が、１３０℃以上３００℃以下の範囲、より好ましくは１３５℃以上２９０℃以下の範囲、なおもより好ましくは１４０℃以上２８０℃以下の範囲であり、最も好ましくは１４５°以上２６０℃以下の範囲である。
８．数平均分子量（Ｍｎ）（ＩＳＯ１６０１４−３による測定、１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロイソプロパノールを溶出剤とする）が、少なくとも８０００グラム／ｍｏｌ以上、より好ましくは少なくとも１００００グラム／ｍｏｌ以上、なおもより好ましくは少なくとも１２０００グラム／ｍｏｌ以上、なおもより好ましくは少なくとも１５０００グラム／ｍｏｌ以上である。好ましくはＭｎが少なくとも１０００００グラム／ｍｏｌ以下、なおもより好ましくは少なくとも８００００グラム／ｍｏｌ以下、なおもより好ましくは少なくとも６００００グラム／ｍｏｌ以下、なおもより好ましくは少なくとも５００００グラム／ｍｏｌ以上である。
【００７７】
好ましくは抗菌性材料は、少なくとも５％の破断点伸び、少なくとも１５ＭＰａの引張降伏応力、少なくとも９００ＭＰａの曲げ弾性、少なくとも１０ＭＰａの曲げ弾性、および少なくとも２ＫＪ／ｍ２のノッチ付シャルピー衝撃強度を有する。
【００７８】
ポリアミドの分子量およびそれに伴う粘度は、特に押し出しが溶融加工技術として使用される場合、粒子の所望の端部形状および粒度に従った役割を果たし得る。例えば３ｍｍを超える直径のロッドのためには、中〜高粘度等級が使用され、不均一な収縮によって引き起こされる空隙および亀裂を回避するために緩慢な凝固が必須である。より複雑な構造が必要である場合、ポリアミドの押し出しは、一連の相互連結開口鋳型へのポリアミドの押し出しを伴う。
【００７９】
本発明のポリアミドは、好ましくは熱可塑性ポリアミドである。熱可塑性直鎖ポリアミドまたはそれらの組成物は、部品を製造またはまたは加工する際に硬化を要さず［分子量増大を通じて進行する化学反応、最終的にポリマー鎖は共に結合（架橋）して、無限の分子の網状組織になる（網状組織形成）］、唯一必要な熱は、ポリアミドの融解または融合を完了するのに必要な熱だけである。熱可塑性直鎖ポリアミドまたはそれらの組成物は、硬化を要さないことから、例えばエポキシ、β−ヒドロキシアルキルアミド、トリグリシジルイソシアヌレート（ＴＧＩＣ）、ブロックイソシアネート、アミノ−ホルムアルデヒド樹脂（メラミン）などの架橋剤を含まない。熱可塑性直鎖ポリアミドを加熱しても粘稠な液体から固体、または弾性ゲルまたはゴムへの不可逆的転換を起こさない。特徴的により高い数平均分子量（Ｍｎ）を有する熱可塑性直鎖ポリアミドは、一般に熱硬化性ポリアミドとして知られている。
【００８０】
キャリア（Ｂ）は、２つ以上のポリマーを含んでなり得る。キャリア（Ｂ）は、ポリアミド群の配合物、および／またはポリアミドまたはポリアミド群とその他のポリマーとの配合物を含んでなり得る。ポリマー配合物の使用は、２種の材料の特性の均衡を得るため、または水分取り込みを低下させるためであり得る。ナイロン−６，６とポリ（酸化フェニレン）との配合物が最も大きな成功を収めているが、ナイロン−６，６およびナイロン−６とポリエチレンまたはポリプロピレンとの配合物もまた使用してもよい。好ましくはキャリア（Ｂ）は、本発明のポリアミドから調製されるポリアミド配合物を含んでなる。
【００８１】
本発明によると、キャリア（Ｂ）はまた、添加剤を含んでなり得る。キャリア（Ｂ）の一部を形成し得る添加剤としては、潤滑剤、結晶核物質、安定剤、耐衝撃性改良剤、難燃剤、耐衝撃性改良剤、充填材、可塑剤、ガラス繊維や無機繊維やナノ充填材などの強化材などの当業者に一般に知られている添加剤が挙げられる。後者（ナノ充填材）は、その中でナノメートルサイズのケイ酸塩層がポリアミド中に均一に分散して、非常に低レベル（例えば５％）で高レベルの強化をもたらす材料である。層タイプの粘土ミネラルを加工して層を分離させ、それらをポリマー構造物中に組み込めるようにする（割込み）。初期開発はナイロン重合中の組み込みを伴ったが、現在は押し出し配合経路が開発されている。この技術の幾つかの利点は、低密度および等方性収縮である。添加剤はまた、高分子性であり得る。
【００８２】
好ましくはキャリア（Ｂ）はポリマーおよび添加剤のみを含んでなり、より好ましくはキャリア（Ｂ）は１種のポリマーおよび添加剤のみを含んでなり、なおもより好ましくはキャリア（Ｂ）はポリアミドおよび添加剤を含んでなり、例えばキャリア（Ｂ）は１種のポリアミドのみを含んでなり、他のポリマーおよび添加剤を含まない。
【００８３】
さらに別の好ましい実施態様では、顆粒材料の粒度は１．５ｍｍ以上５．０ｍｍ以下の範囲であり、縦横比Ｒは１．０以上６．０以下の範囲であり、粒子は２以上２８°以下の範囲の水中摩擦角を有し、抗菌剤（Ａ）の量は抗菌性材料上で０．００１％ｗ／ｗ以上１．８％ｗ／ｗ以下の範囲であり、キャリア（Ｂ）の量は抗菌性材料上で９８．２％ｗ／ｗ以上９９．９９９％ｗ／ｗ以下の範囲である。
【００８４】
さらに別の好ましい実施態様では、キャリア（Ｂ）は、ナイロン−６、ナイロン−１１、ナイロン−１２、ナイロン−６，６、ナイロン−４，６、ナイロン−６，９、ナイロン−６，１２、ナイロン−６６、ナイロン−６Ｔ、ナイロン−６−６−Ｔ、ナイロン−４−６−Ｔ、ナイロン−ＭＸＤ、ナイロン−６Ｔ，６Ｉ、ナイロン−ＭＸＤ−６、ナイロン−ＰＤＡ−Ｔ、ナイロン−６−３−Ｔ（ポリアミドＮＤＴ／ＩＮＤＴ）、ナイロン−６Ｉ、ナイロン−６−Ｇ、ナイロン−１２−Ｇ、ナイロン−１２とポリ−ＴＨＦ（ＰＥＢＡＸ）のブロック共重合体、ポリフタルアミドの群、またはそれらの混合物から選択されるポリアミドである。好ましくはポリアミドは、ナイロン−６、ナイロン−４，６またはナイロン−６，６、およびそれらの混合物からなる群から選択される。典型的な熱可塑性直鎖ポリアミドは、例えばＡｋｕｌｏｎ、Ｓｔａｎｙｌ、Ｚｙｔｅｌ、Ｃｅｌａｎｅｓｅ、Ｖｙｄｙｎｅ、Ｃａｐｒｏｎ、Ｕｌｔｒａｍｉｄ、Ｇｒｉｌｌｏｎ、Ｎｙｃｏａ、Ｒｉｌｓａｎ、Ａｍｏｄｅｌ、Ｏｒｇａｌｌｏｙ、Ｔｅｃｈｎｙｌ、Ｄｕｒｅｔｈａｎ、Ｖｅｓｔａｍｉｄ、Ｔｒｏｇａｍｉｄ、Ｔｅｃｈｎｙｌ、Ｒａｄｉｌｏｎ、Ｌｅｏｎａ、Ｎｏｖａｍｉｄ、Ｒｅｎｙ、Ａｒｌｅｎ、Ａｍｉｌａｎ、Ｕｂｅ Ｎｙｌｏｎ、Ｕｎｉｔｉｋａ、Ｇｒｉｌｌａｍｉｄ、Ｇｒｉｖｏｒｙ、Ｂｅｅｔｌｅ、Ｐｏｌｙｎｉｌなどの商品名の下に市販されるものである。好ましくは発明のポリアミドは、Ｚｙｔｅｌ、またはＡｋｕｌｏｎまたはＳｔａｎｙｌまたはそれらの混合物であり、より好ましくはＡｋｕｌｏｎまたはＳｔａｎｙｌまたはそれらの混合物がキャリアとして使用され、なおもより好ましくはＡｋｕｌｏｎまたはＳｔａｎｙｌがキャリア（Ｂ）として使用される。
【００８５】
本発明はまた、
ａ．ポリアミドと、カチオンとして銀を含んでなる化合物とを乾燥混合することによりプレミックスを形成するステップと；
ｂ．プレミックスを混合して、
ｉ）ポリアミドを分解することなく流れさせるのに適し、
ｉｉ）化合物を分解するのに適する
時間および温度で加熱するステップと；
ｃ．押し出して冷却し切断するステップと；
ｄ．粒度が８ｍｍよりも小さく１ｍｍを超える顆粒を収集するステップ
を含んでなる、本発明による顆粒抗菌性材料を調製する方法を提供する。
【００８６】
ナイロンは、従来の装置上で当業者に知られている設定により押し出し得る。本発明はこれらの設定のみに限定されるものではないが、例えば以下がナイロン押し出しのための設定であり得る。押し出し機の駆動装置は、一連のスクリュー速度にわたり連続して変動できるべきである。ナイロンは低スクリュー速度で高トルクを要することが多い；典型的な出力要件は３０ｍｍの機械では７．５ｋＷのモーター、または６０ｍｍのものでは２５ｋＷである。ナイロンスクリューが必要であり、冷却してはならない。圧縮比は、例えばナイロン−６，６およびナイロン−６では３．５：１〜４：１；ナイロン−１１およびナイロン−１２では３：１〜３．５：１である。スクリューの長さ対直径比は１５：１を超えるべきであり、ナイロン−６，６では少なくとも２０：１、ナイロン−１２では２５：１が推奨される。ほとんどの押し出し操作は、高溶融強度を与えて押し出し物の形状を保つために、高粘度（高分子量）ナイロンを必要とする。
【００８７】
このようにして製造された顆粒抗菌性材料は、例えば水差しなど小規模／家庭用途で、および／または大規模共用貯水槽で直接使用し得て、増強された抗菌活性と水の効果的な滅菌を提供する。
【００８８】
さらに別の実施態様では、本発明は、上述の方法（２１頁、１５〜２５行）によって入手されたおよび／または入手可能な材料を提供する。
【００８９】
別の実施態様では、本発明は、本発明の顆粒抗菌性材料と、顆粒抗菌性材料を包含する被覆体とを含んでなる物品を提供する。本発明の文脈で、物品とは、目的を果たすように、または特別な機能を果たすようにデザインされたクラスの個々の物体または品目または要素であり、独立型であり得る。被覆体は、可撓性、折り畳み式、ドレープ性、または硬質であってもよい。被覆体は、金属、木材、ガラス、プラスチック、テキスタイル、セラミック、それらの混合物などから製造し得る。被覆体は、開放バッグなどの開放構造、または蓋で閉鎖される缶などの閉鎖構造を有してもよい。被覆体は水を保持できてもよく、したがって例えば容器などのように非水透過性であり、または被覆体は水を通過してもよく、したがって例えばテキスタイルからできたバッグ、または有孔キャニスターなどのように水透過性である。被覆体は適切には、テキスタイルまたは有孔の金属シートなどの多孔性構造を有する材料から製造される。例示的な被覆体としては、容器、バッグ、バスケット、ボール、ケース、ボックス、バッグ、バスケット、ディスク、ケース、カード箱などが挙げられるが、これに限定されるものではない。
【００９０】
別の一実施態様では、本発明は、被覆体が容器である、本明細書に記載される物品を提供する。本発明によると、容器は水を保持できる被覆体である。例示的な容器としては、カートン、ボトル、缶、ジャー、バイアル、ジェリー缶、カプセル、無孔キャニスター、貯蔵タンク、雨水タンクが挙げられるが、これに限定されるものではない。
【００９１】
さらに別の実施態様では、本発明は被覆体が多孔性水透過性被覆体である、本明細書に記載される物品を提供し、その多孔性水透過性被覆体は、顆粒抗菌性材料が多孔性水透過性被覆体からあふれるのを防ぐような直径の孔を有する。
【００９２】
さらなる一実施態様では、本発明は、被覆体が顆粒抗菌性材料が多孔性水透過性被覆体からあふれるのを防ぐような直径の孔を有する多孔性水透過性被覆体である本発明による物品；または本発明の抗菌性顆粒材料；のどちらかを含有する１つの部品を含んでなる部品のアセンブリーからなる装置を提供する。本発明によると、装置は、特定の目的を果たすようにまたは特定機能を果たすようにデザインされた機材または機序であり、２つ以上の部品からなり得る（部品のアセンブリー）。例えば装置は、水処理のために、特に飲料水の処理のために使用される器具、または処理水を使用する器具であり得る。
【００９３】
特定の一実施態様では、本発明による装置は可変容量を有する拡張可能な槽を含んでなる浄水装置であり、その中では貯水槽表面の少なくとも一部はフィルター領域を含んでなり、フィルター領域は水透過性であって、フィルター領域が水に浸漬された際、水が集水槽に入れるようにする。装置は、集水槽容量を増大させる力を与えるための機械駆動拡張手段をさらに含んでなってもよく、それによってフィルター領域を通して水を集水槽内に引き入れる。このような装置については、参照によって本明細書に援用する国際公開第２００９／０７３９９４号パンフレットに記載される。使用時には集水装置を浸漬して拡張手段を解放し、フィルター領域を通して水を集水装置に引き入れる。浄水装置は、拡張可能集水槽内に存在する、本発明による顆粒抗菌性材料と共に提供し得る。ひとたび集水装置が浸漬されて拡張手段が解放されると、水は濾過によって浄化されるだけでなく、顆粒抗菌性材料によってさらに滅菌もされ、したがって顆粒抗菌性材料による滅菌がなおもより効果的になる。
【００９４】
さらに別の実施態様では、本発明は、水処理のための、および特に飲料水の処理のための
ａ）本発明による顆粒抗菌性材料；または
ｂ）本発明による物品；または
ｃ）本発明による装置
の使用を提供する。例示的な使用としては、水処理システム／器具、水濾し器、水泳プール、渦流浴、水供給容器、貯水槽、雨水槽、皿洗い機が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００９５】
さらなる一実施態様では、本発明は、抗菌用途のための本発明による顆粒抗菌性材料の使用を提供し、その中で顆粒抗菌性材料は、顆粒抗菌性材料が抗菌活性を示せる量および形態で使用される。
【００９６】
本発明のさらに別の態様は、本明細書に記載される実施例１〜４による抗菌性材料である。
【００９７】
本発明のさらなる態様およびその好ましい特徴は、本明細書の特許請求の範囲で示される。
【００９８】
本発明をここで、以下の非限定的実施例によって例証する。
【００９９】
［実施例］
［分析法および技術］
［顆粒材料の粒度の測定］
顆粒材料の粒度は、ＤＩＮ６６１６５−１／−２に記載される方法に従って、Ｒｅｔｓｃｈ ＡＳ２００ Ｃｏｎｔｒｏｌふるい分け機上で測定した。ＤＩＮ６６１６５−１／−２に記載のふるい分析のパラメーターを下に示す。
ふるい運動 三次元
振幅 １．５ｍｍ
ふるい間隔 １０秒間
ふるいタイプ 乾燥
ふるい時間 １０分間
【０１００】
［キャリア（Ｂ）の特性の測定］
キャリア（Ｂ）の密度は、ＩＳＯ１１８３によって測定した。キャリア（Ｂ）の融解温度（℃）は、ＩＳＯ１１３５７−１／−３によって測定した（加熱および冷却速度は１０℃／分に等しい）。キャリア（Ｂ）のガラス転移温度（℃）（Ｔ９）は、ＩＳＯ１１３５７−２によって測定した（加熱および冷却速度は１０℃／分に等しい）。キャリア（Ｂ）の破断点伸び（％）は、ＩＳＯ５２７−１によって測定した。キャリア（Ｂ）の曲げ弾性（ＭＰａ）は、ＩＳＯ１７８によって測定した。キャリア（Ｂ）のノッチ付シャルピー衝撃強度（ＫＪ／ｍ２）は、ＩＳＯ１７９／１ｅＡによって測定した。キャリア（Ｂ）の引張降伏応力（ＭＰａ）は、ＩＳＯ５２７−１／−２（ＭＰａをｐｓｉに変換するには１４５を乗じる）によって測定した。０．４５ＭＰａにおけるキャリア（Ｂ）のたわみ温度（℃）はＩＳＯ７５−１／−２によって測定し、キャリア（Ｂ）の数平均分子量（Ｍｎ）は１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロイソプロパノールを溶出剤としてＩＳＯ１６０１４−３によって測定した。
【０１０１】
［元素銀ナノ粒子の粒度測定］
元素銀ナノ粒子の粒度および％会合度は、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）タイプの「ＥＦＴＥＭ ＬＥＯ ９１２」（Ｌｅｏ Ｃｏ．）上で測定した。ＴＥＭ調査は、７０〜１００ｎｍの層厚さを有するミクロトーム切片上で実施した。
【０１０２】
元素銀ナノ粒子（ＡＰＳＮ）の平均粒度は、以下の等式に従って判定した。
ＡＰＳＮ＝（ΣｉＮｉＤｉ）／（ΣｉＮｉ）
式中、
Ｎｉは寸法が１ｍｍ（長さ）×１ｍｍ（幅）、層厚さが７０〜１００ｎｍの範囲、直径がＤｉの３個のミクロトームサンプル（切片）中に存在する元素銀ナノ粒子の数である。３個のミクロトームクロトーム切片は、顆粒材料の３個の無作為に選択された粒子中で作成した。
【０１０３】
［元素銀ナノ粒子の％会合度の測定］
元素銀ナノ粒子の％会合度（％ＤＯＡ）は、次のように測定した。
％ＤＯＡ＝１００×（Ｎｃｏｎｎｅｃｔｅｄ／Ｎｉ）
式中、
Ｎは寸法が１ｍｍ（長さ）×１ｍｍ（幅）で層厚さが７０〜１００ｎｍの範囲の３個のミクロトームサンプル（切片）中に存在する元素銀ナノ粒子の数であり、Ｎｃｏｎｎｅｃｔｅｄは少なくとも１つのその他の元素銀ナノ粒子に結合する個別の銀ナノ粒子の総数を表す。３個のミクロトームクロトーム切片は、顆粒材料の３個の無作為に選択された粒子中で作成した。
【０１０４】
ＡＰＳＮおよび％ＤＯＡは、同一の３個のミクロトームサンプルから測定した。
【０１０５】
［ＵＡＦ／ＯＣＡ３０の方法：水中摩擦角（ＵＡＦ）を測定する方法］
本発明の粒子の水中摩擦角（ＵＡＦ）は、粒子および表面の双方を水に浸し、直径５．０ｃｍの２５ｍｌの水の円柱によって生じる圧力に等しい水圧を双方にかけて、粒子を直径５．０ｃｍの丸いポリスチレン表面にのせた際に、粒子が滑り始める面からの角度のｎ回の測定値の算術平均である。
【０１０６】
ＵＡＦは水中で測定した。ＵＡＦを測定するためには、ＤａｔａＰｈｙｓｉｃ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ ＧｍｂＨの製造するビデオベースの半自動接触角度計ＯＣＡ３０を使用した。ＯＣＡ３０装置は、固形物の濡れ挙動の半自動測定において、ならびに系列試験および系統立った分析において、典型的に使用される。本発明の文脈においては、この装置を使用して、多様な形状および粒度で提供される本発明の顆粒材料の顆粒の水中摩擦角を正確に測定した。
【０１０７】
ポリスチレン円柱状容器［５．０ｃｍ×２．０ｃｍ、（直径）×（高さ）］に、２５ｍｌの水を装入した。サンプル粒子を水中に浸して、それが容器壁に接触するように容器の底周辺に沈めた。次に容器をＯＣＡ３０の測定台上に適切に固定した。測定台にはソフトウェア制御モーターが付いており、ＹおよびＺ軸方向に調節可能であり、正確なサンプル位置決めのために調節可能である。引き続いて測定台の傾斜を開始する。測定台の傾斜速度は２７°／秒であった。測定台の傾斜は、インラインビデオカメラによって追跡される。サンプル粒子がその最初の位置から測定台の非傾斜側に向けて滑り始める角度は、インラインビデオカメラ録画によって記録される。顆粒材料から無作為に選択された粒子について、毎回、測定をさらに４回繰り返す（顆粒材料あたり合計で５回の測定）。上述のように記録された角度を平均化し（角度の値を合計して５で除する）、これら５つの測定の平均値を個々の粒子の水中摩擦角として報告する。
【０１０８】
［抗菌活性を評価する方法］
［ｉ）２４時間後に抗菌活性を評価する方法］
大腸菌（Ｅ．ｃｏｌｉ）ＡＴＣＣ株および黄色ブドウ球菌（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ ａｕｒｅｕｓ）ＡＴＣＣ株を用いて、２４時間にわたり抗菌活性試験を実施した。
【０１０９】
室温（２３℃）で振盪（３２０ｒｐｍ）しながら、約１０４ｃｆｕ／ｍｌの細菌を含有する５０ｍｌリン酸緩衝液（５ｍＭ、ｐＨ＝７．０）に、本発明の抗菌性材料（５グラム）を添加した。振盪を室温で２４時間にわたり継続した。この時間後に、溶液を緩衝溶液で希釈（１０および１００倍）して、０．１ｍｌをペトリ皿内のＬＢ寒天培地（ＬＢ寒天、１Ｌあたり１０グラムのＢａｃｔｏトリプトン；５グラムのＢａｃｔｏ酵母抽出物；５グラムのＮａＣｌ；１５グラムのＢａｃｔｏ寒天）上に塗布し、ｃｆｕ（コロニー形成単位）／ｍｌを記録して報告した。ｃｆｕ／ｍｌが高いほど、試験された抗菌性材料の抗菌活性は低い。
【０１１０】
［ｉｉ）長期抗菌活性を評価する方法］
大腸菌（Ｅ．ｃｏｌｉ）ＡＴＣＣ株を用いて、９０日間にわたり長期抗菌活性試験を実施した。
【０１１１】
本発明の抗菌性材料（５グラム）を１０００ｍｌの水道水に添加した。試験された各顆粒材料について、このように調製した一連の３つの混合物（本発明の顆粒材料と水道水）を調製した。上記混合物の調製完了時をこの実験の０時とした。実験期間の全体を通じ、週に２回水道水を新しくした。
【０１１２】
３０日後に混合物の１つの水を除去して、室温（２３℃）で振盪（３２０ｒｐｍ）しながら、約１０４ｃｆｕ／ｍｌの細菌を含有する５０ｍｌリン酸緩衝液（５ｍＭ、ｐＨ＝７．０）に顆粒材料を添加した。振盪を室温で２４時間にわたり継続した。この時間後に、溶液を緩衝溶液で希釈（１０および１００倍）して、０．１ｍｌをペトリ皿内のＬＢ寒天培地（ＬＢ寒天、１Ｌあたり１０グラムのＢａｃｔｏトリプトン；５グラムのＢａｃｔｏ酵母抽出物；５グラムのＮａＣｌ；１５グラムのＢａｃｔｏ寒天）上に塗布し、ｃｆｕ（コロニー形成単位）／ｍｌを記録して報告した。３０日後の抗菌活性を評価するために用いたのと同じ手順を６０日および９０日後に残りの２つの混合物で繰り返した（１つは６０日後の測定に使用し、もう１つは９０日後の測定に使用した）。
【０１１３】
ｃｆｕ／ｍｌが高いほど、試験された抗菌性材料の抗菌活性は低い。
【０１１４】
［Ａｋｕｌｏｎ（商標）Ｆ２２３−Ｄ［キャリア（Ｂ）］の特性］
Ａｋｕｌｏｎ（商標）Ｆ２２３−Ｄ（ナイロン−６）を本発明の状況においてキャリア（Ｂ）として使用した。乾燥Ａｋｕｌｏｎ（商標）Ｆ２２３−Ｄは以下の特性を有した。
Ｔｍ：２２０℃；
Ｔｇ：６０℃；
Ｍｎ：２００００グラム／ｍｏｌ；
密度：１１３０ｋｇ／ｍ３；
破断点伸び：２０％；
引張降伏応力：８５ＭＰａ；
曲げ弾性：２６００ＭＰａ；
曲げ強度：１００ＭＰａ；
２３℃におけるノッチ付シャルピー衝撃強度：８ＫＪ／ｍ２；
０．４５ＭＰａにおけるたわみ温度：１８５℃。
【０１１５】
［参考顆粒非抗菌性材料（参考例Ａ）、比較非顆粒抗菌性（比較例Ａ）、および新しい顆粒抗菌性材料（実施例１〜４）の調製］
［参考例Ａ：参考顆粒非抗菌性材料］
Ａｋｕｌｏｎ（商標）Ｆ２２３−Ｄ粒質物を８０℃で一晩乾燥させた。引き続いて（Ｂ）．２４ＲＭ６５０３スクリュー、２ｍｍ×３ｍｍダイ、標準冷却槽、４個の収集ユニット、および造粒機（ＳｃｈｅｅｒタイプＳＧＳ５０Ｅ）を装着した二軸スクリュー押出し成形機Ｂｅｒｓｔｏｒｆｆ ＺＥ２５／４８Ｄに、乾燥Ａｋｕｌｏｎ（商標）Ｆ２２３−Ｄ粒質物を投入した。温度設定は８０、２４０、２５０、２６０、２８０、２８０、および２９０℃であった。滞留時間は１６０秒に設定した。
【０１１６】
押し出し時に、収集された白色ロッド様顆粒（参考非抗菌性材料）のサイズは、およそ２ｍｍ×３．５ｍｍ（直径×長さ）であった。
【０１１７】
これらの顆粒の縦横比（Ｒ）は１．７５に等しかった。
【０１１８】
［比較例Ａ：比較非顆粒抗菌性材料］
硝酸銀（５００グラム）を５００ｍｌの水に溶解した。このように製造した硝酸銀水溶液の一部（２００ｍｌ）をタンブラー内の（あらかじめ８０℃で一晩乾燥させた）５ｋｇのＡｋｕｌｏｎ（商標）Ｆ２２３−Ｄ粒質物上に散布した。転回中、硝酸銀水溶液はＡｋｕｌｏｎ（商標）Ｆ２２３−Ｄ粒質物に吸収されて、混合物は転回時に易流動性を保った。引き続いて、このように製造した混合物を（Ｂ）．２４ＲＭ６５０３スクリュー、２ｍｍ×３ｍｍダイ、標準冷却槽、４個の収集ユニット、および造粒機（ＳｃｈｅｅｒタイプＳＧＳ５０Ｅ）を装着した二軸スクリュー押出し成形機Ｂｅｒｓｔｏｒｆｆ ＺＥ２５／４８Ｄに投入した。温度設定は８０、２４０、２５０、２６０、２８０、２８０、および２９０℃であった。滞留時間は１６０秒に設定した。押し出し時に、収集された白色ロッド様粒質物粒子のサイズは、およそ２ｍｍ×３．５ｍｍ（直径×長さ）であった。次にグレインを２４０℃で３分間熱圧して、各１００ｍｍ×１００ｍｍ×１ｍｍ（長さ×幅×高さ）サイズの成形シートにした。
【０１１９】
成形シートをダイヤモンド鋸刃で切断して、各１０ｍｍ×２０ｍｍ×１ｍｍ（長さ×幅×高さ）サイズの黄色小板を得た。
【０１２０】
これらの小板の縦横比（Ｒ）は２０．００に等しかった。
【０１２１】
［実施例１：新しい顆粒抗菌性材料］
硝酸銀（５００グラム）を５００ｍｌの水に溶解した。このように製造した硝酸銀水溶液の一部（２００ｍｌ）を稼働中のタンブラー内の（あらかじめ８０℃で一晩乾燥させた）５ｋｇのＡｋｕｌｏｎ（商標）Ｆ２２３−Ｄ粒質物上に散布した。転回中、硝酸銀水溶液はＡｋｕｌｏｎ（商標）Ｆ２２３−Ｄ粒質物に吸収されて、混合物は転回時に易流動性を保った。引き続いて、このように製造した混合物を（Ｂ）．２４ＲＭ６５０３スクリュー、２ｍｍ×３ｍｍダイ、標準冷却槽、４個の収集ユニット、および造粒機（ＳｃｈｅｅｒタイプＳＧＳ５０Ｅ）を装着した二軸スクリュー押出し成形機Ｂｅｒｓｔｏｒｆｆ ＺＥ２５／４８Ｄに投入した。温度設定は８０、２４０、２５０、２６０、２８０、２８０、および２９０℃であった。滞留時間は１６０秒に設定した。
【０１２２】
押し出し時に、収集された黄色ロッド様顆粒のサイズは、およそ２ｍｍ×３．５ｍｍ（直径×長さ）であった。
【０１２３】
これらの顆粒の縦横比（Ｒ）は１．７５に等しかった。
【０１２４】
銀の量は顆粒材料の１．２５％ｗ／ｗであった。
【０１２５】
ＤＩＮ６６１６５−１／−２に記載される方法に従って、ふるい分析により、実施例１の抗菌性材料の粒度を測定した。サンプルサイズは１３．１７グラムであり、ふるい重量損失は０．００グラムであった。実施例１顆粒材料ふるい分析の結果を表２に示す。
【０１２６】
【表３】
【０１２７】
ふるい分析結果から計算される実施例１の顆粒材料のｘ（Ｑ＝１０．０％）、ｘ（Ｑ＝５０．０％）、ｘ（Ｑ＝９０．０％）値、Ｘｍ（平均粒度）、およびＸｍの標準偏差またはスパン値は次のとおりであった。
ｘ（Ｑ＝１０．０％）：１．８０７ｍｍ；
ｘ（Ｑ＝５０．０％）：１．８９６ｍｍ；
ｘ（Ｑ＝９０．０％）：１．９８５ｍｍ；
Ｘｍ（平均粒度）：１．８９８ｍｍ、標準偏差：０．０９４。
【０１２８】
ａ．実施例１の顆粒材料のロッド様（２ｍｍ×３．５ｍｍ）顆粒、および
ｂ．比較例Ａの非顆粒材料の小板（２０ｍｍ×１０ｍｍ×１ｍｍ）
の水中摩擦角は、本明細書に記載されるＵＡＦ／ＯＣＡ−３０の方法によって測定した。結果を表３に示す。
【０１２９】
【表４】
【０１３０】
表３から、水容器に浸した際に、比較例Ａの抗菌性材料小板と比較して、実施例１の抗菌性材料のロッド様顆粒がより容易に動くことは明らかである。
【０１３１】
元素銀ナノ粒子の平均粒度（本明細書に記載されるように測定された）は、約２０ｎｍであった。
【０１３２】
元素銀ナノ粒子の％会合度（％ＤＯＡ）は、４０％よりも低かった。
【０１３３】
［実施例２：新しい顆粒抗菌性材料］
Ａｋｕｌｏｎ（商標）Ｆ２２３−Ｄ粒質物を８０℃で一晩乾燥させた。稼働中のタンブラー内で、パラフィン油（Ａｋｕｌｏｎ（商標）Ｆ２２３−Ｄ粒質物の０．２５％ｗ／ｗ）を乾燥Ａｋｕｌｏｎ（商標）Ｆ２２３−Ｄ粒質物上に散布した。乾燥Ａｋｕｌｏｎ（商標）Ｆ２２３−Ｄ粒質物がパラフィン油で覆われた特定時間経過後に、（粉末形態）硝酸銀（Ａｋｕｌｏｎ（商標）Ｆ２２３−Ｄ粒質物の２％ｗ／ｗ）を先に述べたようにパラフィン油で覆われた乾燥Ａｋｕｌｏｎ（商標）Ｆ２２３−Ｄ顆粒表面に硝酸銀を付着させるのに十分な時間にわたり、パラフィン油で覆われた乾燥Ａｋｕｌｏｎ（商標）Ｆ２２３−Ｄ粒質物上に散布した。このように製造した混合物は転回時に易流動性を保った。引き続いて、このように製造した混合物を前述の（Ｂ）．２４ＲＭ６５０３スクリュー、２ｍｍ×３ｍｍダイ、標準冷却槽、４個の収集ユニット、および造粒機（ＳｃｈｅｅｒタイプＳＧＳ５０Ｅ）を装着した二軸スクリュー押出し成形機Ｂｅｒｓｔｏｒｆｆ ＺＥ２５／４８Ｄに投入した。温度設定は８０、２４０、２５０、２６０、２８０、２８０、および２９０℃であった。滞留時間は１６０秒に設定した。
【０１３４】
押し出し時に、収集された黄色ロッド様顆粒のサイズは、およそ２ｍｍ×３．５ｍｍ（直径×長さ）であった。
【０１３５】
これらの顆粒の縦横比（Ｒ）は１．７５に等しかった。
【０１３６】
銀の量は顆粒材料の１．２５％ｗ／ｗであった。
【０１３７】
［実施例３：新しい顆粒抗菌性材料］
Ａｋｕｌｏｎ（商標）Ｆ２２３−Ｄ粒質物をドライアイスで冷却して粉砕した。Ａｋｕｌｏｎ（商標）Ｆ２２３−Ｄフラフがこのようにして製造され、それを８０℃で一晩乾燥させた。稼働中のタンブラー内で、（粉末形態の）硝酸銀（Ａｋｕｌｏｎ（商標）Ｆ２２３−Ｄ粒質物の２％ｗ／ｗ）を乾燥Ａｋｕｌｏｎ（商標）Ｆ２２３−Ｄフラフ上に散布した。転回中、硝酸銀は適度にＡｋｕｌｏｎ（商標）Ｆ２２３−Ｄフラフと混合し、比較的均質な混合物が得られた。混合物は転回時に易流動性を保った。引き続いて、このように製造した混合物を（Ｂ）．２４ＲＭ６５０３スクリュー、２ｍｍ×３ｍｍダイ、標準冷却槽、４個の収集ユニット、および造粒機（ＳｃｈｅｅｒタイプＳＧＳ５０Ｅ）を装着した二軸スクリュー押出し成形機Ｂｅｒｓｔｏｒｆｆ ＺＥ２５／４８Ｄに投入した。温度設定は８０、２４０、２５０、２６０、２８０、２８０、および２９０℃であった。滞留時間は１６０秒に設定した。
【０１３８】
押し出し時に、収集された黄色ロッド様顆粒のサイズは、およそ２ｍｍ×３．５ｍｍ（直径×長さ）であった。
【０１３９】
これらの顆粒の縦横比（Ｒ）は１．７５に等しかった。
【０１４０】
銀の量は顆粒材料の１．２５％ｗ／ｗであった。
【０１４１】
［実施例４：新しい顆粒抗菌性材料］
Ａｋｕｌｏｎ（商標）Ｆ２２３−Ｄ粒質物を８０℃で一晩乾燥させた。稼働中のタンブラー内で、パラフィン油（Ａｋｕｌｏｎ（商標）Ｆ２２３−Ｄ粒質物の０．１０％ｗ／ｗ）を乾燥Ａｋｕｌｏｎ（商標）Ｆ２２３−Ｄ粒質物上に散布した。乾燥Ａｋｕｌｏｎ（商標）Ｆ２２３−Ｄ粒質物がパラフィン油で覆われた特定時間経過後に、（粉末形態）硝酸銀（Ａｋｕｌｏｎ（商標）Ｆ２２３−Ｄ粒質物の１６０ｐｐｍｗ／ｗ）を先に述べたようにパラフィン油で覆われた乾燥Ａｋｕｌｏｎ（商標）Ｆ２２３−Ｄ顆粒表面に硝酸銀を付着させるのに十分な時間にわたり、パラフィン油で覆われた乾燥Ａｋｕｌｏｎ（商標）Ｆ２２３−Ｄ粒質物上に散布した。このように製造した混合物は転回時に易流動性を保った。引き続いて、このように製造した混合物を前述の（Ｂ）．２４ＲＭ６５０３スクリュー、２ｍｍ×３ｍｍダイ、標準冷却槽、４個の収集ユニット、および造粒機（ＳｃｈｅｅｒタイプＳＧＳ５０Ｅ）を装着した二軸スクリュー押出し成形機Ｂｅｒｓｔｏｒｆｆ ＺＥ２５／４８Ｄに投入した。温度設定は８０、２４０、２５０、２６０、２８０、２８０、および２９０℃であった。滞留時間は１６０秒に設定した。
【０１４２】
押し出し時に、収集された黄色ロッド様顆粒のサイズは、およそ２ｍｍ×３．５ｍｍ（直径×長さ）であった。
【０１４３】
これらの顆粒の縦横比（Ｒ）は１．７５に等しかった。
【０１４４】
銀の量は顆粒材料の１００ｐｐｍ（＝０．０１％ｗ／ｗ）であった。
【０１４５】
［実施例５：経時的に銀放出］
室温（２３℃）で穏やかに振盪しながら、顆粒抗菌性材料（５グラム）を５０ｍｌの水に懸濁した。水溶液中の銀カチオン（ＣＡｇ＋）濃度を原子吸光によって経時的に測定した。
【０１４６】
実施例１、実施例２、および実施例３それぞれの顆粒抗菌性材料について、水溶液中の銀カチオン（ＣＡｇ＋）濃度を測定した。表４は実施例１〜３の顆粒材料の経時的銀放出を表す。
【０１４７】
【表５】
【０１４８】
表４に示すデータから、水溶液中の銀カチオン（ＣＡｇ＋）濃度はおよそ２４時間で安定するので、それが平衡状態に達することは明らかである。これは本明細書で説明したように健康リスクなしに許容され得る、世界保健機関（ＷＨＯ）による最大推奨濃度である０．１ｍｇ／Ｌ（ミリグラム／リットル）未満にＣＡｇ＋を保つ、顆粒抗菌性材料のユニークな特質を実証する重要な所見である。さらにこの現象は、顆粒抗菌性材料を調製する３つの方法（実施例１〜３）に依存しない。
【０１４９】
［実施例６〜１０：２４時間後の参考例Ａおよび実施例１〜４の顆粒材料の抗菌活性のアセスメント］
参考例Ａおよび実施例１〜４の顆粒材料の抗菌活性のアセスメントを本明細書に記載される方法に従って実施した（２５頁２８行の実施例「ｉ）２４時間後に抗菌活性を評価する方法」を参照されたい）。参考例Ａおよび実施例１〜４の顆粒抗菌性材料の抗菌活性の結果を表５に示す（実施例６〜１０）。
【０１５０】
【表６】
【０１５１】
表５に示すデータから、全ての大腸菌（Ｅ．ｃｏｌｉ）および黄色ブドウ球菌（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ ａｕｒｅｕｓ）は、それぞれ実施例１〜４の顆粒材料に２４時間曝露された後に死滅したので、本発明の顆粒材料が抗菌活性を示すことは明らかである。
【０１５２】
実施例１１：参考例Ａおよび実施例１の顆粒材料の長期の抗菌活性のアセスメント
参考例Ａおよび実施例１の顆粒材料の長期の抗菌活性のアセスメントを本明細書に記載される方法に従って実施した（２６頁５行の実施例「ｉｉ）長期の抗菌活性を評価する方法」を参照されたい）。３ヶ月までの（ｃｆｕ／ｍｌ対時間）を表６に示す。
【０１５３】
【表７】
【０１５４】
表６に示すデータから、全ての大腸菌（Ｅ．ｃｏｌｉ）が実施例１の顆粒材料に曝露した後に死滅したので、本発明の顆粒材料が長期の抗菌活性を提供することは明らかである。
【０１５５】
実施例１の材料の顆粒の色は９０日後にも依然として黄色であり、新たに調製された粒子の黄色色調からの視覚的に検査できる偏差がなかったことを示す。
【０１５６】
［実施例１２〜１３：実施例比較例Ａおよび実施例１の顆粒材料の容易な浄化および／または自己浄化のアセスメント］
［実施例１２］
エルレンマイアーフラスコに、比較例Ａの顆粒材料（５グラム）および１０００ｍｌの水道水を装入した。エルレンマイアーフラスコを自動振盪機に載せた後、フラスコが直射日光に曝されるようにそれらを共に窓台に載せた。実験期間中、フラスコに１０ｒｐｍで穏やかな連続的振盪を与えた。２週間および１ヶ月の期間後に、フラスコを藻類の徴候について検査した。２週間後、比較例Ａの抗菌性材料小板に藻類の徴候があった。１ヶ月後には藻類は、比較例Ａの抗菌性材料の小板表面の大部分を覆った。
【０１５７】
［実施例１３］
エルレンマイアーフラスコに、実施例１の顆粒材料（５グラム）および１０００ｍｌの水道水を装入した。エルレンマイアーフラスコを自動振盪機に載せた後、フラスコが直射日光に曝されるようにそれらを共に窓台に載せた。実験期間中、フラスコに１０ｒｐｍで穏やかな連続的振盪を与えた。２週間および１ヶ月の期間後に、フラスコを藻類の徴候について検査した。２週間後には、実施例１の抗菌性材料のロッド様顆粒には藻類はなかった。１ヶ月後でさえも、実施例１の抗菌性材料の顆粒の表面を覆う藻類はなかった。
【０１５８】
実施例１２および１３の結果を比較すると、縦横比Ｒが１．７５のロッド様顆粒からなる実施例１の顆粒材料は、縦横比Ｒが２０．００の小板からなる比較例Ａの抗菌性材料よりも、増強された容易な浄化および自己浄化特質を示すことが明らかである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ．抗菌性材料が顆粒材料であり；
ｂ．前記粒子の少なくとも９０％ｗ／ｗがＤＩＮ６６１６５−１／−２の方法による測定で１．０ｍｍ以上８．０ｍｍ以下の範囲の粒度を有し；
ｃ．前記粒子の少なくとも９０％ｗ／ｗが８以下の縦横比Ｒを有し；
ｄ．抗菌剤（Ａ）が元素銀ナノ粒子を含んでなり、前記元素銀ナノ粒子がキャリア（Ｂ）中に混合され；
ｅ．前記抗菌剤（Ａ）が抗菌性材料上に０．００１％ｗ／ｗ以上２％ｗ／ｗ以下の範囲の量で存在し；
ｆ．前記キャリア（Ｂ）がポリアミドを含んでなり；
ｇ．前記キャリア（Ｂ）が抗菌性材料上に９８％ｗ／ｗ以上９９．９９９％ｗ／ｗ以下の範囲の量で存在する
ことを特徴とする、抗菌剤（Ａ）およびキャリア（Ｂ）を含んでなる粒子からなる抗菌性材料。
【請求項２】
前記粒子の少なくとも９０％ｗ／ｗが、３０°以下の水中摩擦角を有する、請求項１に記載の材料。
【請求項３】
前記ナノ粒子が、１００ｎｍ以下の平均粒度および５０％よりも低い％会合度を有する、請求項１または請求項２に記載の材料。
【請求項４】
前記顆粒材料の前記粒度が１．５ｍｍ以上５．０ｍｍ以下の範囲であり、前記縦横比Ｒが１．０以上６．０以下の範囲であり、前記粒子が２°以上２８°以下の範囲である水中摩擦角を有し、前記抗菌剤（Ａ）の量が抗菌性材料上で０．００１％ｗ／ｗ以上１．８％ｗ／ｗ以下の範囲であり、前記キャリア（Ｂ）の量が抗菌性材料上で９８．２％ｗ／ｗ以上９９．９９９％ｗ／ｗ以下の範囲である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の材料。
【請求項５】
前記ポリアミドが、ナイロン−６、ナイロン−６，６、ナイロン−４，６、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のいずれか一項に記載の材料。
【請求項６】
ａ．ポリアミドと、カチオンとして銀を含んでなる化合物とを乾燥混合することによりプレミックスを形成するステップと；
ｂ．前記プレミックスを混合して、
ｉ）前記ポリアミドを分解することなく流れさせるのに適し、
ｉｉ）前記化合物を分解するのに適する
時間および温度で加熱するステップと；
ｃ．押し出して冷却し切断するステップと；
ｄ．粒度が８ｍｍよりも小さく１ｍｍを超える前記顆粒を収集するステップ
を含んでなる、請求項１〜５のいずれか一項に記載の顆粒抗菌性材料を調製する方法。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の顆粒抗菌性材料と、前記顆粒材料を含有する被覆体とを含んでなる物品。
【請求項８】
前記被覆体が容器である、請求項７に記載の物品。
【請求項９】
前記被覆体が多孔性水透過性被覆体であり、前記多孔性水透過性被覆体が、前記顆粒抗菌性材料が前記多孔性水透過性被覆体からあふれ出すのを妨げるような直径の孔を有する、請求項７に記載の物品。
【請求項１０】
請求項９に記載の物品、または請求項１〜５のいずれか一項に記載の顆粒抗菌性材料を含有する、１つの部品を含んでなる部品のアセンブリーからなる装置。
【請求項１１】
水処理のための、特に飲料水の処理のための
ａ）請求項１〜５のいずれか一項に記載の顆粒抗菌性材料；または
ｂ）請求項７〜９のいずれか一項に記載の物品；または
ｃ）請求項１０に記載の装置
の使用。
【請求項１２】
前記顆粒抗菌性材料が、前記顆粒抗菌性材料がその抗菌活性を示せる量および形態で使用される、抗菌性用途のための請求項１〜５のいずれか一項に記載の顆粒抗菌性材料の使用。
【請求項１】
ａ．抗菌性材料が顆粒材料であり；
ｂ．前記粒子の少なくとも９０％ｗ／ｗがＤＩＮ６６１６５−１／−２の方法による測定で１．０ｍｍ以上８．０ｍｍ以下の範囲の粒度を有し；
ｃ．前記粒子の少なくとも９０％ｗ／ｗが８以下の縦横比Ｒを有し；
ｄ．抗菌剤（Ａ）が元素銀ナノ粒子を含んでなり、前記元素銀ナノ粒子がキャリア（Ｂ）中に混合され；
ｅ．前記抗菌剤（Ａ）が抗菌性材料上に０．００１％ｗ／ｗ以上２％ｗ／ｗ以下の範囲の量で存在し；
ｆ．前記キャリア（Ｂ）がポリアミドを含んでなり；
ｇ．前記キャリア（Ｂ）が抗菌性材料上に９８％ｗ／ｗ以上９９．９９９％ｗ／ｗ以下の範囲の量で存在する
ことを特徴とする、抗菌剤（Ａ）およびキャリア（Ｂ）を含んでなる粒子からなる抗菌性材料。
【請求項２】
前記粒子の少なくとも９０％ｗ／ｗが、３０°以下の水中摩擦角を有する、請求項１に記載の材料。
【請求項３】
前記ナノ粒子が、１００ｎｍ以下の平均粒度および５０％よりも低い％会合度を有する、請求項１または請求項２に記載の材料。
【請求項４】
前記顆粒材料の前記粒度が１．５ｍｍ以上５．０ｍｍ以下の範囲であり、前記縦横比Ｒが１．０以上６．０以下の範囲であり、前記粒子が２°以上２８°以下の範囲である水中摩擦角を有し、前記抗菌剤（Ａ）の量が抗菌性材料上で０．００１％ｗ／ｗ以上１．８％ｗ／ｗ以下の範囲であり、前記キャリア（Ｂ）の量が抗菌性材料上で９８．２％ｗ／ｗ以上９９．９９９％ｗ／ｗ以下の範囲である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の材料。
【請求項５】
前記ポリアミドが、ナイロン−６、ナイロン−６，６、ナイロン−４，６、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のいずれか一項に記載の材料。
【請求項６】
ａ．ポリアミドと、カチオンとして銀を含んでなる化合物とを乾燥混合することによりプレミックスを形成するステップと；
ｂ．前記プレミックスを混合して、
ｉ）前記ポリアミドを分解することなく流れさせるのに適し、
ｉｉ）前記化合物を分解するのに適する
時間および温度で加熱するステップと；
ｃ．押し出して冷却し切断するステップと；
ｄ．粒度が８ｍｍよりも小さく１ｍｍを超える前記顆粒を収集するステップ
を含んでなる、請求項１〜５のいずれか一項に記載の顆粒抗菌性材料を調製する方法。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の顆粒抗菌性材料と、前記顆粒材料を含有する被覆体とを含んでなる物品。
【請求項８】
前記被覆体が容器である、請求項７に記載の物品。
【請求項９】
前記被覆体が多孔性水透過性被覆体であり、前記多孔性水透過性被覆体が、前記顆粒抗菌性材料が前記多孔性水透過性被覆体からあふれ出すのを妨げるような直径の孔を有する、請求項７に記載の物品。
【請求項１０】
請求項９に記載の物品、または請求項１〜５のいずれか一項に記載の顆粒抗菌性材料を含有する、１つの部品を含んでなる部品のアセンブリーからなる装置。
【請求項１１】
水処理のための、特に飲料水の処理のための
ａ）請求項１〜５のいずれか一項に記載の顆粒抗菌性材料；または
ｂ）請求項７〜９のいずれか一項に記載の物品；または
ｃ）請求項１０に記載の装置
の使用。
【請求項１２】
前記顆粒抗菌性材料が、前記顆粒抗菌性材料がその抗菌活性を示せる量および形態で使用される、抗菌性用途のための請求項１〜５のいずれか一項に記載の顆粒抗菌性材料の使用。
【公表番号】特表２０１３−５０１０１８（Ｐ２０１３−５０１０１８Ａ）
【公表日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５２３２６４（Ｐ２０１２−５２３２６４）
【出願日】平成２２年７月１３日（２０１０．７．１３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２０１０／０６００５６
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０１５４２９
【国際公開日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【出願人】（５０３２２０３９２）ディーエスエム アイピー アセッツ ビー．ブイ． (873)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月１３日（２０１０．７．１３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２０１０／０６００５６
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０１５４２９
【国際公開日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【出願人】（５０３２２０３９２）ディーエスエム アイピー アセッツ ビー．ブイ． (873)
【Ｆターム（参考）】
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