JP5166808B2

JP5166808B2 - 洗浄機内のバイオフィルム生成抑制方法

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Publication number: JP5166808B2
Application number: JP2007247720A
Authority: JP
Inventors: 由博山崎; 慎也斉藤; 信行鈴木; 純稔伊藤
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 2007-09-25
Filing date: 2007-09-25
Publication date: 2013-03-21
Anticipated expiration: 2027-09-25
Also published as: JP2009079084A

Description

本発明は、洗浄機内におけるバイオフィルムの生成を防ぎ、菌の増殖を防止する洗浄機内のバイオフィルム抑制方法に関するものである。より詳細には、微生物汚染が問題になる洗浄機内における、微生物及び微生物産生物質からなるバイオフィルムの生成を抑制し、これに起因する危害を防止するためのバイオフィルム生成抑制方法に関する。

バイオフィルムは生物膜やスライムとも言われ、一般に水系で微生物が物質の表面に付着・増殖することによって微生物細胞内から多糖やタンパク質などの高分子物質を産生して構造体を形成したものを指す。バイオフィルムが形成されると、微生物を原因とする危害が発生して様々な産業分野で問題を引き起こす。例えば、食品プラントの配管内にバイオフィルムが形成されると、このバイオフィルムが剥がれ落ち、製品内への異物混入につながるだけでなく、微生物由来の毒素で食中毒の原因となる。更に、金属表面へのバイオフィルム形成は金属腐食の原因となり、設備の老朽化を促進する。さらに自動食器洗浄機や衣料用洗浄機等の水系洗浄機で洗浄する自動洗浄機内部においては、常にその内部に菌の栄養源となる汚れが豊富に存在する上、菌の繁殖に欠かせない水分、湿気に満たされている場面が多く、バイオフィルムの生成に好都合であることが容易に推測される。実際、洗浄機内部においてバイオフィルム生成により生じるヌメリ発生や菌の付着などが起こっており、それが被洗物に対する菌の付着や落下など、洗浄面、衛生面において問題が起こる可能性が高い。

更に、バイオフィルムを形成した微生物集合体に対しては、水系に分散浮遊状態にある微生物に対する場合と比較して、殺菌剤・静菌剤のような微生物制御薬剤の十分な効果が出ないことも多い。例えば医療の面では近年、医療器具の狭い隙間や空孔内に微生物が残存してバイオフィルムを形成し、これを原因とする院内感染例が数多く報告されている。ヒト口腔内においては歯に形成するバイオフィルム、いわゆるデンタルプラーク（歯垢）がう食や歯周病の原因となることは良く知られており、これらの問題について長い間検討されている。

これまでバイオフィルムを抑制するためには、微生物、特に細菌に対して殺菌作用又は静菌作用を与えることによって菌を増殖させない考え方が一般的に検討されてきた。特許文献１や特許文献２には脂肪酸や脂肪族アルコールなどを用いて細菌数を低減させ、結果として細菌の対象物質への付着を防止できることが開示されている。特に特許文献１では、抗菌性油相と乳化剤でエマルジョンを調製した組成物が比較的短時間で菌数低減効果を示しており、これは単位体積あたりの細菌絶対数が低くなることに基づき、対象物質表面への細菌の付着を抑制する考え方を表している。また、特許文献３には消炎剤などの非水性有効成分を油性物質に溶解させた歯磨き組成物などが開示されているが、バイオフィルムの生成を抑制するものではなかった。

特許文献１又は２は、微生物を６０分以内の比較的短時間殺菌又は抗菌性組成物と接触させた場合の殺菌性（菌数を約４乗低減）の評価を記載している。しかしながらバイオフィルム問題は数日〜数ヶ月の長時間単位で起きるものであり、短時間の殺菌評価でバイオフィルムの生成抑制制御に結びつけることは事実上困難である。抗菌性油相として挙げられる脂肪酸や脂肪族アルコールは全ての微生物（細菌）に対して十分な殺菌効果を有しているとは言えず、特にバイオフィルムを形成して問題をしばしば引き起こすグラム陰性菌に対して、長期間にわたる殺菌効果の指標である最少生育阻止濃度（Minimal Inhibitory Concentration、MIC）を有してはいない（防腐・殺菌剤の科学；ジョン・J・カバラ編、フレグランスジャーナル社、1990）。更に発明者らの実験よれば、グラム陰性菌の中でも緑膿菌やセラチア菌に対して、特許文献１又は２記載の組成物は記述の通り短期的な（3時間くらいまで）殺菌効果を示すものの、長期的（１日以上）には殺菌性はおろか菌増殖を抑制する静菌効果さえも示すことがなく、結果としてバイオフィルムを形成することが確認された。

その他、殺菌性の高いカチオン性界面活性剤や次亜塩素酸塩など即効性の特徴を持つ殺菌性の高い殺菌薬剤もあるが、系内に有機物が存在すると殺菌性は速やかに失われるため、前述の通り長期間にわたって菌数低減効果を維持することは難しい。
これらの理由から、細菌を殺菌や静菌の観点から根本的にバイオフィルムの生成を抑制することは困難であった。
特表２００２−５２４２５７公報特表２００４−５１３１５３公報特開２００５−２８９９１７公報

従って、本発明の目的は、微生物汚染が問題になる洗浄機内におけるバイオフィルムの生成を防ぎ、菌やカビの増殖を防止する洗浄機内のバイオフィルム生成抑制方法を提供することにある。

そこで本発明者は、洗浄機内のバイオフィルムを抑制する方法について種々検討したところ、後記化合物（Ａ）を含有する組成物を用いる方法が、洗浄機内のバイオフィルムの生成を抑制でき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、一般式（１）
ＲＯ−（ＥＯ）ｎ−Ｈ（１）
（式中、Ｒは炭素数８〜１４の直鎖又は分岐鎖のアルキル基又はアルケニル基を示し、ＥＯはエチレンオキシ基を示し、ｎは０〜５の整数を示す。）で表される化合物（Ａ）から選ばれる１種以上を含有する組成物を、水系洗浄液で洗浄する洗浄機内に接触させることを特徴とする、該洗浄機内のバイオフィルム生成抑制方法を提供するものである。

また、本発明は、一般式（１）
ＲＯ−（ＥＯ）ｎ−Ｈ（１）
（式中、Ｒは炭素数８〜１４の直鎖又は分岐鎖のアルキル基又はアルケニル基を示し、ＥＯはエチレンオキシ基を示し、ｎは０〜５の整数を示す。）で表される化合物（Ａ）から選ばれる１種以上を含有し、水系洗浄液で洗浄する洗浄機内に接触させて使用するための、当該洗浄機内のバイオフィルム生成抑制剤組成物を提供するものである。

本発明によれば、微生物汚染が問題になる洗浄機内におけるバイオフィルムの生成を防ぎ、菌やカビの増殖を防止することができる。

本発明の洗浄機内のバイオフィルム抑制剤組成物の有効成分（Ａ）は、一般式（１）：
ＲＯ−（ＥＯ）ｎ−Ｈ（１）
で表される化合物から成り、Ｒは炭素数８〜１４の直鎖又は分岐鎖のアルキル基又はアルケニル基、ＥＯはエチレンオキシ基、そしてｎは０〜５の整数である。

Ｒで示されるアルキル基又はアルケニル基は、直鎖でも分岐鎖でもよいが、バイオフィルム生成抑制効果の点から炭素数１０〜１２のものが好ましい。ＥＯで示されるエチレンオキシ基の数ｎは０〜４がより好ましく、１〜３が更に好ましい。

本発明において化合物（Ａ）は、バイオフィルムの生成抑制効果を発揮できる濃度として、系内に１０ppm以上存在すればよいが、経済性と効果の観点から対象物に対して１０〜１００００ppmの濃度で接触させるのが好ましく、１０〜１０００ppmがより好ましい。

本発明の洗浄機内のバイオフィルム生成抑制方法に用いる組成物は、上記の如く、使用時の濃度として化合物（Ａ）が１０〜１００００ppm存在すればよいので、組成物中の化合物（Ａ）の濃度は特に限定されないが、経済性と効果の観点から0.001〜50重量％が好ましく、更に0.01〜10重量％が好ましく、より更に0.01〜１重量％が好ましい。

本発明において、化合物（Ａ）は水溶液として用いてもよいし、界面活性剤を用いて乳化系として用いてもよいし、有機溶剤を用いて有機溶剤溶液として用いてもよいが、化合物（Ａ）のＥＯが０である場合は、有機溶剤を用いて有機溶剤溶液として用いることが好ましい。
ここで用いる有機溶剤としては、例えばアルコール類としてエタノール、1-プロパノール、2-プロパノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、低分子量ポリエチレングリコール、エチレングリコール−ｎ−モノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテル、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、低分子量ポリプロピレングリコール、グリセリン、ジグリセリン、ポリグリセリンなどが挙げられ、中でもエタノール、1-プロパノール、2-プロパノール、低分子量ポリエチレングリコール、ジエチレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテル、プロピレングリコール、ジプロピレングリコールが好ましい。炭化水素類としてはヘキサン、オクタン、流動パラフィン、シクロヘキサン、ベンゼン等がは挙げられる。エステル類としては酢酸メチル、酢酸エチル、オクタン酸メチル、動植物由来油脂などが挙げられる。更に極性非プロトン溶剤としてジメチルスルホキシド、N,N-ジメチルホルムアミドが挙げられ、中でもジメチルスルホキシドが好ましい。

本発明組成物を乳化系にするための界面活性剤の種類は特に限定されないが、化合物（Ａ）を水系中に安定に存在させることができる界面活性剤が望ましい。更に乳化・分散・可溶化性能の観点から、界面活性剤の中で陰イオン界面活性剤又は非イオン界面活性剤を用いることが好ましい。

陰イオン性界面活性剤としては、リグニンスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルスルホン酸塩、ポリオキシエチレン（以下、ＰＯＥと記す）アルキルスルホン酸塩、ＰＯＥアルキルフェニルエーテルスルホン酸塩、ＰＯＥアルキルフェニルエーテルリン酸エステル塩、ＰＯＥアリールフェニルエーテルスルホン酸塩、アルキル硫酸エステル塩、ＰＯＥアルキル硫酸エステル塩、ＰＯＥアリールフェニルエーテルリン酸エステル塩、ナフタレンスルホン酸塩、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物、ＰＯＥトリベンジルフェニルエーテルスルホン酸塩、アルキルリン酸塩、ＰＯＥアルキルリン酸塩、ＰＯＥトリベンジルフェニルエーテルリン酸エステル塩、ジアルキルスルホコハク酸塩、脂肪酸塩（石けん）、ＰＯＥアルキルエーテル酢酸塩等が挙げられ、中でもアルキル硫酸エステル塩やＰＯＥアルキル硫酸エステル塩、ＰＯＥアルキルエーテル酢酸塩を用いることがより好ましい。これらの陰イオン性界面活性剤のアルキル炭素数は１０〜１８が好ましく、エチレンオキシド平均付加モル数は０〜１０が好ましく、０〜５がより好ましい。

非イオン性界面活性剤としては、ＰＯＥアルキルエーテル（但し、化合物（Ａ）を除く）、ＰＯＥアルキルフェニルエーテル、ポリオキシプロピレン・ＰＯＥ（ブロック又はランダム）アルキルエーテル、ＰＯＥアリールフェニルエーテル、ＰＯＥスチレン化フェニルエーテル、ＰＯＥトリベンジルフェニルエーテル等の１価アルコール誘導体型非イオン性界面活性剤、（ポリ）グリセリン脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ＰＯＥソルビタン脂肪酸エステル、アルキルポリグリコシド等の多価アルコール誘導体型非イオン性界面活性剤等が挙げられ、中でもＰＯＥアルキルエーテル（但し、化合物（Ａ）を除く）、（ポリ）グリセリン脂肪酸エステル、アルキルポリグリコシド、ソルビタン脂肪酸エステル、ＰＯＥソルビタン脂肪酸エステルが好ましく、更に、ＰＯＥアルキルエーテル［但し、化合物（Ａ）を除く］が好ましい。なかでもＰＯＥアルキルエーテルのＨＬＢは１０以上がより更に好ましい。また、ＰＯＥアルキルエーテルのアルキル炭素数は１２〜１８が好ましく、エチレンオキシド平均付加モル数は６以上が更に好ましい。

界面活性剤は単独で、あるいはより乳化・分散・可溶化性能を高めるために２種以上を組み合わせて用いることができる。

乳化組成物中の化合物（Ａ）と界面活性剤の重量比率[（Ａ）／界面活性剤]は、長期的なバイオフィルム抑制効果の点から２以下が好ましく、２／１〜１／１００がより好ましく、２／１〜１／５０がより好ましく、２／１〜１／２０が更に好ましく、１／１〜１／１０がより更に好ましい。

本発明においては、化合物（Ａ）と共に殺菌剤や抗菌剤を併用することも可能である。一般にバイオフィルムが形成すると殺菌剤が効きにくい状況が起こるが、化合物（Ａ）によってバイオフィルムの形成が抑制されると、殺菌剤の効力を十分に引き出すことが可能になる。

上記の殺菌剤や抗菌剤としては、塩化ベンザルコニウム、塩化ベンゼトニウム、塩化ジデシルジメチルアンモニウム、塩化セチルピリジニウム、塩酸クロルヘキシジン等の四級塩、グルコン酸クロルヘキシジン、塩酸ポリヘキサメチレンビグアニジン、トリクロサン、イソプロピルメチルフェノール、トリクロロカルバニリド、エタノール、イソプロピルアルコール等が挙げられる。

本発明の洗浄機内のバイオフィルム生成抑制方法に用いる組成物には、その粘度を上昇させて対象物への付着性を向上させるために、増粘剤を用いることも可能である。

更に、該組成物にはキレート剤を加えてもよい。該キレート剤としては、エチレンジアミンテトラ酢酸（ＥＤＴＡ）、ニトリロ３酢酸（ＮＴＡ）、コハク酸、サリチル酸、シュウ酸、リンゴ酸、乳酸、フマル酸、酒石酸、クエン酸、グルコン酸、トリポリリン酸、１−ヒドロキシエタン−１，１−ジホスホン酸、ポリアクリル酸、アクリル酸／マレイン酸共重合物及びそれらの塩が挙げられる。

また、該組成物は液状の他、ペースト、粉末、タブレットなど、用途に応じて様々な形態をとることが可能である。バイオフィルム抑制剤組成物は全ての成分が混在した１剤型でも良いが、使い勝手によってはそれをいくつかの分割パッケージにしてもよい。
本発明の該組成物は前記の如く、水溶液系、有機溶剤溶液系、乳化系のいずれでもよいが、水溶液系で用いるのがより効果的である。

本発明の洗浄機内のバイオフィルム生成抑制方法は、化合物（Ａ）を含有する組成物を対象物、すなわち洗浄機内に接触させることを特徴とする。この方法としては、まず化合物（Ａ）を濯ぎ液に含有せしめ、この濯ぎ液で濯ぐ方法が挙げられる。この方法によれば、洗浄機内に塗布等する必要が無く、簡便である。そして、この濯ぎの後はそのまま放置しておくことがバイオフィルム生成抑制効果の点で好ましい。また、化合物（Ａ）含有組成物を、洗浄機内に充満する方法も挙げられる。更に、化合物（Ａ）含有組成物を、スプレー機器を用いてミストを洗浄機内に吹き付けたり、発泡機を用いて泡状にしたものを吹き付けたり、はけ等により塗布する方法も挙げられる。その他、タオルなどに該水溶液を含浸させて、対象物を拭き取っても良い。対象物と接触させる条件が満足されるならば、バイオフィルムが存在しうる表面に化合物（Ａ）の水溶液を付着させたり、塗り付けたりすることも可能である。尚、以上において、化合物（Ａ）を含有する組成物と対象物との接触は連続して行うのが好ましい。ここで、連続して行なうとは、上記のように対象物上に化合物（Ａ）を含有する組成物が残存するように適用し、化合物（Ａ）を含有する組成物と対象物とが長時間接触するようにすることをいう。すなわち、組成物を対象物に適用後洗い流さないことが好ましい。
また、水希釈系にせず、クリーム状や軟膏にして塗り広げることも可能である。この場合、化合物（Ａ）は適切な媒体に溶解、分散、乳化された形状で提供される。尚、以上において、化合物（Ａ）を含有する組成物と対象物との接触は連続して行うのが好ましい。ここで、連続して行なうとは、上記のように対象物上に化合物（Ａ）を含有する組成物が残存するように適用し、化合物（Ａ）を含有する組成物と対象物とが長時間接触するようにすることをいう。すなわち、組成物を対象物に適用後洗い流さないで放置することが好ましい。この放置の時間は、特に限定されないが、３〜１２０時間が好ましく、６〜１００時間がより好ましく、更に１２〜７２時間が好ましい。

本発明の対象となる洗浄機は、水系洗浄液で洗浄する洗浄機であれば制限されないが、水系洗浄液で洗浄する自動洗浄機、例えば自動食器洗浄機、衣料用洗浄機、医療用器具洗浄機、プラスチックコンテナ用洗浄機等が挙げられる。

本実施例で使用した成分
成分（Ａ）Ｒ１Ｏ−（ＥＯ）ｐ−Ｈ
（Ａ−１）Ｃ１２アルコール〔カルコール２０９８、花王（株）製、Ｒ１＝Ｃ１２アルキル、ｐ＝０〕
（Ａ−２）Ｃ１２アルコールエチレンオキサイド３モル付加物〔ＮＩＫＫＯＬＢＬ−３ＳＹ、日光ケミカルズ（株）製、Ｒ１＝Ｃ１２アルキル、ｐ＝３〕
成分（Ａ'）Ｒ１'Ｏ−（ＥＯ）ｐ−Ｈ
（Ａ'−１）Ｃ１８アルコール〔カルコール８０９８、花王（株）製、Ｒ１'＝Ｃ１８アルキル、ｐ＝０〕
（Ａ'−２）Ｃ１２アルコールエチレンオキサイド８モル付加物〔ＮＩＫＫＯＬＢＬ−８ＳＹ、日光ケミカルズ（株）製、Ｒ１'＝Ｃ１２アルキル、ｐ＝８〕

界面活性剤〔（）内の数字はエチレンオキシド平均付加モル数を示す。〕
（ノニオン界面活性剤１）
ポリオキシエチレン（１２）ラウリルエーテル〔エマルゲン１２０、花王（株）製〕
（ノニオン界面活性剤２）
ラウリルグリコシド〔マイドール１２、花王（株）製〕
（アニオン界面活性剤１）
ラウリル硫酸ナトリウム〔エマール０、花王（株）製〕

実施例１
（濯ぎ水への添加）
業務用食器洗浄機〔三洋電機（株）製ＳＡＮＹＯＤＲ５３〕の洗浄槽（３８Ｌ）にベース洗浄剤（炭酸ナトリウム７０重量％／メタケイ酸ナトリウム２０重量％／トリポリリン酸ナトリウム１０重量％）を調製し、それを３８ｇ投入して、５０℃の温水で溶解させた。専用ラックにモデル汚垢（菜種油１ｇ、牛乳１ｇ混合）を塗布した８オンスグラス４個をセットして、５０℃の洗浄液にて４０秒間洗浄した後、表１に示す所定量の食器洗浄機用仕上げ剤組成物を溶解もしくは攪拌分散させた４０℃の濯ぎ水４Ｌを用いて８秒間濯いだ。
毎回モデル汚垢を洗浄槽中にいれ、１時間おきに１日に５回洗浄、濯ぎを行い、その後翌日まで２０時間放置し、それを１０日間繰り返し機械洗浄機内へのバイオフィルム生成を目視で観察した。バイオフィルム生成状態は、全く生成しないものを○、バイオフィルムが生成開始して表面がやや色づいたものを△、明らかにバイオフィルムが生成したものを×とした。
結果を表１に示す。

実施例２（洗浄槽内スプレー）
上記と同一方法で、ベース洗浄剤で５０℃の洗浄液にて４０秒間洗浄した後、４０℃の濯ぎ水４Ｌを用いて８秒間濯いだ。毎回モデル汚垢を洗浄槽中にいれ、１時間おきに１日に５回洗浄、濯ぎを行った。その後表２に示す溶解もしくは攪拌分散させた剤を槽内にまんべんなくスプレーした後、その後翌日まで２０時間放置し、それを１０日間繰り返し機械洗浄機内へのバイオフィルム生成を目視で観察した。バイオフィルム生成状態は、全く生成しないものを○、バイオフィルムが生成開始して表面がやや色づいたものを△、明らかにバイオフィルムが生成したものを×とした。
結果を表２に示す。

実施例３衣料用洗浄機での効果（槽内充満）
業務用衣料用洗浄機〔稲本製作所製ＬＡＶＮＥＴＥＸＣＥＬＡ２２Ｎ〕の洗浄槽を高水位にして満たし（約１９０Ｌ）、その後表３に示す剤１９００ｇをいれ５分間空運転をし、翌日まで１日間放置、さらに５分間の空運転を行いこれを７日間繰り返し最後脱液後衣料洗浄機内へのバイオフィルム生成を目視で観察した。バイオフィルム生成状態は、全く生成しないものを○、バイオフィルムが生成開始して表面がやや色づいたものを△、明らかにバイオフィルムが生成したものを×とした。
結果を表３に示す。

本発明方法によれば、衣料洗浄機内へのバイオフィルム生成は著しく抑制できることが確認された。

Claims

一般式（１）
ＲＯ−（ＥＯ）ｎ−Ｈ（１）
（式中、Ｒは炭素数８〜１４の直鎖又は分岐鎖のアルキル基又はアルケニル基を示し、ＥＯはエチレンオキシ基を示し、ｎは０〜５の整数を示す。）で表される化合物（Ａ）から選ばれる１種以上を含有する組成物を、水系洗浄液で洗浄する洗浄機内に接触させることを特徴とする、該洗浄機内のバイオフィルム生成抑制方法。
前記組成物の使用時の化合物（Ａ）の濃度が１０〜１０，０００ppmである請求項１記載のバイオフィルム生成抑制方法。
前記洗浄機が自動食器洗浄機又は衣料用洗浄機である請求項１又は２記載のバイオフィルム生成抑制方法。
前記組成物が、水溶液又は有機溶剤溶液である請求項１〜３の何れか１項記載のバイオフィルム生成抑制方法。
接触が連続して行なわれる請求項１〜４の何れか１項記載のバイオフィルム生成抑制方法。
接触が前記組成物を洗浄機内に塗布、スプレーもしくは充満し放置するものであるか、又は前記組成物で洗浄機内を濯ぐものである請求項１〜５の何れか１項記載のバイオフィルム生成抑制方法。
一般式（１）
ＲＯ−（ＥＯ）ｎ−Ｈ（１）
（式中、Ｒは炭素数８〜１４の直鎖又は分岐鎖のアルキル基又はアルケニル基を示し、ＥＯはエチレンオキシ基を示し、ｎは０〜５の整数を示す。）で表される化合物（Ａ）から選ばれる１種以上を含有し、水系洗浄液で洗浄する洗浄機内に接触させて使用するための、当該洗浄機内のバイオフィルム生成抑制剤組成物。
前記組成物の使用時の化合物（Ａ）の濃度が１０〜１０，０００ppmである請求項７記載のバイオフィルム生成抑制剤組成物。
前記組成物が、水溶液又は有機溶剤溶液である請求項７又は８記載のバイオフィルム生成抑制剤組成物。