JPH11512719A - チオ尿素化合物を用いる生物汚損を抑制する方法および組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、水中用表面に対して細菌が付着するのを阻止する方法に関する。該方法は、水中用表面と、該水中用表面に対して細菌が付着するのを阻止する有効量の少なくとも１種類のチオ尿素とを接触させる。本発明は、更に、水性系の生物汚損を抑制する方法に関する。この方法は、水性系内の水中表面に対して細菌が付着するのを阻止する有効量の少なくとも１種類のチオ尿素を加える。この方法は、細菌をほとんど死滅させることなく、有効に生物汚損を抑制する。本発明の方法で用いられるチオ尿素は、式（Ｉ）を有する化合物である。本発明はまた、チオ尿素化合物を含有するおよび上の方法で使用可能な組成物に関する。該組成物は、水中用表面または水中表面に対して細菌が付着するのを阻止する有効量の少なくとも１種類のチオ尿素を含む。

Description

【発明の詳細な説明】 チオ尿素化合物を用いる生物汚損を抑制する方法および組成物 発明の背景発明の分野 本発明は、チオ尿素化合物を用いて、水中用（submergible）または水中（sub merged）表面、特に、水性系内の表面に対する細菌付着を阻止する。本発明は、 更に、細菌汚損を抑制する方法および組成物に関する。関連技術の説明 微生物は、種々様々な表面、特に、微生物の成長に適した環境を与える水性流 体と接触している表面に対して付着する。例えば、微生物は、船体、海洋構造物 、歯、医療用インプラント、冷却塔および熱交換器に対して付着することが知ら れている。このような水中または水中用表面に対して付着すると、微生物は、そ の表面を汚損することがあるしまたはその表面を劣化させることがありうる。 哺乳動物（例えば、ヒト、家畜、ペット）の場合、表面に付着した微生物が、 健康上の問題をもたらすことがありうる。例えば、プラークは、歯の表面に付着 した微生物に起因する。望ましくない微生物が表面に付着した医療用インプラン トは、しばしば、表面が硬くなり、そして交換されなければならない。 科学的研究は、水性系における生物汚損の第一段階が、概して、水中または水 中用表面、すなわち、水性系に対して暴露された表面上での薄いバイオフィルム （biofilm）の形成であることを示した。水中表面に対して付着し且つそこで集 落を形成すると、細菌などの微生物は、概して、バイオフィルムを形成し、そし てその表面を更に複雑な微生物群集の発育に有利に変更し、これが水性系および その水中表面の進行した生物汚損を形作ると考えられる。生物汚損の初期段階と してのバイオフィルムの重要性の機序についての概論は、C.A.Kent によって、 “Biological Fouling:Basic Science and Models”(Melo,L.F.，Bott,T.R.，Be rnardo,C.A.（監修），Fouling Science and Technology,NATO ASI Series,Seri es E,Applied Sciences;No.145．Kluwer Acad.Publishers．ドルドレヒト，オラ ンダ，1988年）で与えられている。他の参考文献には、M.Fletcher および G.I. Loeb.Appl.Environ.Microbi.1.37(1979)67-72;M,Humphries ら,FEMS Microbiolo gy Ecology 38(1986)299-308;および M.Humphries ら，FEMS Microbiology Lett ers 42(1987)91-101 が含まれる。 生物汚損すなわち生物学的汚損は、種々様々な水性系において永続的な厄介物 すなわち難問である。微生物による汚損も大形生物による汚損も、そのバイオマ ス中に閉じ込められた状態になった微生物、大形微生物、細胞外物質並びに*** 物および破片の蓄積によって引き起こされる。関与する生物としては、細菌、真 菌、酵母、藻類、珪藻類、原生動物などの微生物および大形藻類、フジツボなど の大形生物、並びにアジア二枚貝またはゼブラ・マスル（Zebra Mussels）のよ うな小軟体動物が含まれる。 水性系、特に、工業プロセス用水性液中で引き起こされるもう一つの好ましく ない生物汚損現象は、スライム形成である。スライム形成は、淡水、汽水または 塩水系中で起こりうる。スライムは、微生物、繊維および破片の絡み合った沈着 物から成る。それは、糸状、糊状、ゴム状、タピオカ様または硬質であることが あり、しかもそれが形成された水性系の臭いとは異なる特徴的な不快臭を有する 。スライム形成に関与する微生物は、主として、胞子形成性および胞子非形成性 細菌、特に、細胞を包むまたは入れるゼラチン状物質を分泌するカプセルに包ま れた形の細菌の様々な種である。スライム微生物には、更に、糸状細菌、カビの 種類の糸状菌、酵母および酵母様微生物が含まれる。 生物汚損は、しばしば、水性系を分解し、粘度の減少、ガス生成、不快臭、低 下ｐＨ、変色およびゲル化などの様々な問題として現れることがある。更に、水 性系の分解は、関連した水利用システムの汚損を引き起こすことがあり、それに は、例えば、冷却塔、ポンプ、熱交換器、並びにパイプライン、加熱システム、 スクラビングシステムおよび他の同様のシステムが含まれうる。 生物汚損は、それが工業プロセス用水中で、例えば、冷却水、金属工作液、ま たは製紙若しくは繊維製造で用いられるものなどの他の再循環水系中で引き起こ される場合に、直接の経済的悪影響をもたらすことがある。抑制されなければ、 工業プロセス用水の生物汚損は、加工作業の妨げとなり、作業効率を低下させ、 エネルギーを浪費し、水利用システムを詰まらせ、そして製品品質を低下させる ことさえある。 例えば、発電所、製油所、化学プラント、空気調和装置および他の工業的作業 で用いられる冷却水系は、しばしば、生物汚損問題に遭遇する。冷却塔から運ば れる空気媒介微生物も、システムの水供給からの水媒介微生物も、一般的に、こ れら水性系を汚染する。このような系中の水は、概して、これら微生物にとって すぐれた成長培地を与える。好気性および向日性の微生物は塔内で繁殖する。他 の微生物は、塔サンプ、パイプライン、熱交換器等のような区域中で成長し且つ そこに集落を形成する。結果として生じた生物汚損は、抑制されなければ、塔を 詰まらせ、パイプラインを遮断し、そして伝熱面をスライムの層および他の生物 のマットで覆うことがある。これは、適切な作業を妨げ、冷却効率を低下させ、 そしておそらく最も重要なことに、プロセス全体の費用を増加させる。 生物汚損を受ける工業プロセスには、更に、パルプ、紙、板紙等の製造である 製紙および繊維製造、特に、水撚り不織布製造が含まれる。これら工業プロセス は、概して、生物汚損微生物の成長に有利な条件下で大量の水を再循環させる。 抄紙機は、例えば、「白水系」と称される系を再循環させる場合に極めて大量 の水を用いる。抄紙機への原料は、典型的に、僅か約０．５％の繊維状および非 繊維状製紙用ンリッドを含有し、これは、紙１トンにつき約２００トンの水がヘ ッドボックスを通過することを意味する。この水の大部分は、白水系中で再循環 する。白水系は、生物汚損微生物にとってすぐれた成長培地を提供する。その成 長は、ヘッドボックス、送水管および製紙装置においてスライムおよび他の沈着 物の形成を引き起こすことがある。このような生物汚損は、水および原液流の妨 げになることがあるのみならず、放出された場合、その紙に汚点、孔および悪臭 を生じることがあるし、更には、抄紙機作業中のウェブ破損、すなわち、費用の かかる破壊を引き起こすことがある。 プール若しくは温泉などのレクリエーション用水または池若しくは噴水などの 装飾用水の生物汚損は、それらからの人々の楽しみを激減させることがある。生 物学的汚損は、しばしば、悪臭を生じる。更に重要なことに、レクリエーション 用水においては特に、生物汚損は、その水が使用不適当になり且つ衛生上危険に なることさえある程にその水質を低下させることがある。 衛生事業用水もまた、工業プロセス用水およびレクリエーション用水と同様、 生物汚損およびそれに関係した問題にさらされている。衛生事業用水には、トイ レット用水、シスターン用水、浄化槽水および汚水処理水が含まれる。衛生事業 用水中に含まれる汚水の性状のために、これらの水系は、特に、生物汚損を受け やすい。 生物汚損を抑制するために、当該技術は、伝統的に、生物汚損微生物を死滅さ せるまたはそれらの成長を大きく阻止するのに充分な濃度の化学薬品（殺生物剤 ）を用いてその汚染された水系を処理してきた。例えば、米国特許第4,293,559 号および同第4,295,932号を参照されたい。例えば、塩素ガスおよび塩素ガスで 製造された次亜塩素酸塩溶液は、長い間、細菌、真菌、藻類および他の厄介な微 生物を死滅させるまたはそれらの成長を阻止するために、水系に対して加えられ てきた。しかしながら、塩素化合物は、水性系の構成に用いられた材料に損害を 与えることがあるのみならず、それらが有機材料と反応して、排水流中において 発癌性クロロメタンおよび塩素化ジオキシンなどの望ましくない物質を形成する こともありうる。メチレンビスチオシアネート、ジチオカルバメート、ハロ有機 顔料および第四アンモニウム界面活性剤などのいくつかの有機化合物もまた、用 いられてきた。これらの多くは、微生物を死滅させるまたはそれらの成長を阻止 する場合に極めて有効であるが、それらはまた、ヒト、動物または他の非標的生 物に対しても毒性または有害でありうる。 関係した水中表面を含めた水性系の生物汚損を抑制する一つ可能な方法は、そ の水性系内の水中表面に対する細菌付着を防止するまたは阻止することであろう 。これは、当然ながら、殺微生物剤を用いて行うことができるが、しかしながら 、それらには、概して、上述の欠点がいくつかある。代わるものとして、本発明 は、水中または水中用表面に対する細菌付着を実質的に阻止するためのおよび水 性系の生物汚損を抑制する場合に有用な方法および組成物を提供する。本発明は 、先行技術方法の欠点をなくする。本発明の他の利点は、本明細書および請求の 範囲を読むことによって明らかになるであろう。 発明の概要 本発明は、水中用表面に対して細菌が付着するのを阻止する方法に関する。該 方法は、水中用表面と、該水中用表面に対して細菌が付着するのを阻止する有効 量の少なくとも１種類のチオ尿素とを接触させる。本方法で用いられるチオ尿素 は、次の式を有する。 置換基Ｒ¹およびＲ²は、それぞれ独立して、Ｃ₁−Ｃ₁₄アルキル基であってよい しまたはＲ¹およびＲ²は、それらを有する窒素原子と一緒になって、式 を有する５〜８員の複素環式環を形成する。該複素環式環において、Ｘは、Ｏ、 ＮＨまたはＣＨ₂であってよく；Ｒ⁵は、メチル、ヒドロキシメチル、ヒドロキシ エチルまたはハロであってよく；そしてｎは０〜３である。置換基Ｒ³は、Ｃ₁− Ｃ₇アルキル基であり、そしてＲ⁴は水素である。 本発明は、更に、水性系の生物汚損を抑制する方法に関する。この方法は、水 性系に対して、該水性系内の水中表面に細菌が付着するのを阻止する有効量の上 記の少なくとも１種類のチオ尿素を加える。この方法は、細菌をほとんど死滅さ せることなく有効に生物汚損を抑制する。本発明はまた、水性系の生物汚損を抑 制する組成物に関する。該組成物は、水性系内の水中用表面または水中表面に対 して細菌が付着するのを阻止する有効量の少なくとも１種類のチオ尿素を含む。 発明の詳細な説明 一つの実施態様において、本発明は、水中用表面に対して細菌が付着するのを 阻止する方法に関する。水中用表面は、水などの液体または別の水性流体若しく は液体で少なくとも部分的に覆われる、浸されるまたは湿潤することができるも のである。その表面は、その液体と断続的にまたは連続的に接触していてよい。 上で論評されたように、水中用表面の例には、制限されるわけではないが、船体 または艇体、海洋構造物、歯、医療用インプラント、ポンプ、パイプ、冷却塔ま たは熱交換器の内部などの水性系内の表面が含まれる。水中用表面は、疎水性、 親水性または金属の材料から構成されうる。好都合に、本発明によるチオ尿索化 合物を用いることは、疎水性、親水性または金属の水中用または水中表面に対し て細菌が付着するのを有効に阻止しうる。 水中用表面に対する細菌の付着を阻止するために、本方法は、水中用表面をチ オ尿素と接触させる。該表面は、該表面に対する微生物付着を阻止する有効量の チオ尿素またはチオ尿素化合物の混合物と接触する。チオ尿素は、当該技術分野 において知られている手段を用いて水中用表面に対して適用できる。例えば、下 記で論評されるように、チオ尿素は、チオ尿素を含有する液体製剤を表面に噴霧 する、コーティングするまたは浸漬することによって適用できる。或いは、チオ 尿素を製剤化してベーストにすることができ、次に、それを水中用表面上に塗布 するかまたははけ塗りする。好都合には、チオ尿素は、特定の水中用表面で一般 的に用いられる組成物または製剤の成分でありうる。 水中用表面に対して「細菌が付着するのを阻止すること」は、所望の期間に僅 かすなわち有意でない量しか細菌付着を許さないことを意味する。好ましくは、 細菌付着はほとんど起こらないし、そして更に好ましくは、それが防止される。 用いられるチオ尿素の量は、僅かすなわち有意でない細菌付着しか許さないはず であり、しかも日常的試験によって測定されうる。好ましくは、用いられるチオ 尿素の量は、水中用表面に対して少なくとも単分子膜のチオ尿素を適用するのに 充分である。好ましくは、このような薄膜が水中用表面全体を覆っている。 この方法によって水中用表面とチオ尿素とを接触させることは、細菌付着に対 して該表面を予備処理することを可能にする。したがって、その表面をチオ尿素 と接触させた後、水性系中に入れることができる。 本発明はまた、水性系の生物汚損を抑制する方法に関する。水性系は、その系 によって流動する水性流体または液体のみならず、その系に関係した水中表面を も含む。水中表面は、水性流体または液体と接触している表面である。上で論評 された水中用表面と同様、水中表面には、制限されるわけではないが、パイプま たはポンプの内部表面、冷却塔またはヘッドボックスの壁、熱交換器、スクリー ン等が含まれる。要するに、水性流体または液体と接触している表面は、水中表 面であり且つ水性系の一部分とみなされる。 本発明の方法は、水性系に対して少なくとも１種類のチオ尿素を、該水性系内 の水中表面に対して細菌が付着するのを有効に阻止する量で加える。用いられた 濃度において、この方法は、細菌をほとんど死滅させることなく、水性系の生物 汚損を有効に抑制する。 水性系の「生物汚損を抑制すること」は、特定の系について生物汚損の量また は程度を所望の水準またはそれ未満におよび所望の期間抑制することである。こ れは、水性系から生物汚損をなくすことができるし、生物汚損を所望の水準まで 減少させことができるし、または生物汚損を完全に若しくは所望の水準を越えて 防止することができる。 本発明により、水性系内の水中表面に対して「細菌が付着するのを阻止するこ と」は、特定の系について所望の期間に僅かすなわち有意でない量しか細菌付着 を許さないことを意味する。好ましくは、細菌付着はほとんど起こらないし、そ して更に好ましくは、細菌付着が防止される。本発明によってチオ尿素を用いる ことは、多くの場合、他の既存の付着微生物を検出不能限界まで分解するかまた は減少させ且つその水準を有意の期間維持することができる。 若干のチオ尿素化合物は、ある限界濃度を越える濃度で生物学的活性を示すこ とができるが、チオ尿素化合物は、概して、このような限界濃度より充分に低い 濃度で細菌付着を有効に阻止する。本発明により、チオ尿素は、細菌をほとんど 死滅させることなく細菌付着を阻止する。したがって、本発明によって用いられ るチオ尿素の有効量は、そのチオ尿素が殺生物性をも有するとしても、充分にそ の毒性限界未満である。例えば、チオ尿素の濃度は、その毒性限界より１０倍ま たはそれ以上低くありうる。好ましくは、チオ尿素は、水性系中に存在しうる非 標的微生物にも害を与えるべきではない。 チオ尿素またはチオ尿素化合物の混合物は、上で論及されたような種々様々な 水性系での生物汚損を抑制するのに用いることができる。これら水性系には、制 限されるわけではないが、工業用水性系、衛生事業用水性系およびレクリエーシ ョン用水性系が含まれる。上で論及されたように、工業用水性系の例は、金属工 作液、冷却水（例えば、取水冷却水、排水冷却水および再循環冷却水）、および 製紙または繊維製造で用いられる様な他の再循環水系である。衛生事業用水性系 には、廃水系（例えば、工場、民間および地方自治体の廃水系）、トイレットお よび水処理系（例えば、汚水処理系）が含まれる。水泳用プール、噴水、装飾用 または観賞用のプール、池または小川等は、レクリエーション用水系の例を与え る。 特定の系における水中表面に対して細菌が付着するのを阻止するチオ尿素の有 効量は、保護される水性系、微生物成長の条件、何等かの既存の生物汚損の程度 、および望まれる生物汚損抑制の程度に応じて幾分変化するであろう。具体的な 用途に好ましい量は、影響を受ける系全体の処理の前に、種々の量を日常的に試 験することによって決定できる。概して、水性系で用いられる有効量は、水性系 の約１〜約５００ｐｐｍ、そして更に好ましくは、約２０〜約１００ｐｐｍであ ってよい。 本方法で用いられるチオ尿素化合物は、次の一般式を有する。 置換基Ｒ¹およびＲ²は、それぞれ独立して、Ｃ₁−Ｃ₁₄アルキル基、好ましくは 、Ｃ₃−Ｃ₁₀アルキル基であってよい。そのアルキル基は、分岐状であってよい しまたは非分岐状であってよい。最も好ましくは、Ｒ¹およびＲ²は、直鎖のプロ ピル基またはオクチル基である。 或いは、Ｒ¹およびＲ²は、それらを有する窒素原子と一緒になって、式 を有する５〜８員の複素環式環を形成する。基Ｘは、Ｏ、ＮＨまたはＣＨ₂であ ってよい。置換基Ｒ⁵は、メチル、ヒドロキシメチル、ヒドロキシエチル、また はクロロ基などのハロ基であってよい。整数ｎは０〜３であってよく、好ましく は、０または１である。好ましくは、複素環式環は、５員または６員環である。 具体的に好ましい環には、ピペリジニル、メチルピペリジニル、ジメチルピペリ ジニル、ヒドロキシメチルピペリジニル、ジクロロピペリジニル、ヘキサメチレ ンイミニルおよびモルホリニルが含まれる。 基Ｒ³は、分岐状または非分岐状のＣ₁−Ｃ₇アルキル基であってよい。Ｒ³は、 好ましくは、Ｃ₃−Ｃ₅アルキル基であり、そして更に好ましくは、ｎ−ブチル基 である。 置換基Ｒ⁴は水素である。 上の式を有する具体的に好ましいチオ尿素化合物には、 ｎ−ブチル−Ｎ′，Ｎ′−ジシクロヘキシルチオ尿素、化合物（ａ）； ｎ−ブチル−Ｎ′，Ｎ′−ジオクチルチオ尿素、化合物（ｂ）； ｎ−ブチル−Ｎ′−ヘキサメチレンイミノチオ尿素、化合物（ｃ）； ｎ−ブチル−Ｎ′−３−メチルピペリジノチオ尿素、化合物（ｄ）； ｎ−ブチル−Ｎ′−２−メチルピペリジノチオ尿素、化合物（ｅ）； ｎ−ブチル−Ｎ′−モルホリノチオ尿素、化合物（ｆ）； ｎ−ブチル−Ｎ′−３，５−ジメチルピペリジノチオ尿素、化合物（ｇ）；お よび ｎ−ブチル−Ｎ′，Ｎ′−ジプロピルチオ尿素、化合物（ｈ） が含まれる。 チオ尿素化合物は、当該技術分野において知られている技法を用いて第二アミ ンと適当なイソチオシアネートとを反応させることによって製造できる。 本発明による方法は、水処理方式全体の一部分でありうる。チオ尿素は、他の 水処理化学薬品、特に、殺生物剤（例えば、殺藻剤、殺真菌剤、殺細菌剤、殺軟 体動物剤、酸化剤等）、染み抜き剤、清澄剤、凝集剤、凝固剤、または水処理で 一般的に用いられる他の化学薬品と一緒に用いることができる。例えば、水中用 表面を、細菌付着を阻止する前処理としてチオ尿素と接触させ、そして水性系中 に入れて殺微生物剤を用いて、微生物の成長を抑制することができる。または、 重度の生物学的汚損を経験した水性系を、最初に適当な殺生物剤で処理して、既 存の汚損を克服することができる。次に、チオ尿素を用いて、その水性系を維持 することができる。或いは、チオ尿素を殺生物剤と組合せて用いて、水性系内の 水中表面に対して細菌が付着するのを阻止することができるが、殺生物剤は、そ の水性系中の微生物の成長を抑制するように作用する。このような組合せは、概 して、用いられる殺微生物剤をより少なくさせる。 水性系中の「微生物の成長を抑制すること」は、特定の系についての所望の水 準までの、その水準でのまたはその水準未満のおよび所望の期間の抑制を意味す る。これは、水性系中の微生物を排除するかまたはそこでのそれらの成長を防止 することができる。 チオ尿素は、本発明の方法において固体または液体製剤として用いることがで きる。したがって、本発明はまた、チオ尿素を含有する組成物に関する。該組成 物は、少なくとも１種類のチオ尿素を、水性系内の水中用表面または水中表面に 対して細菌が付着するのを阻止するのに有効な量で含む。殺生物剤などの別の水 処理化学薬品と組合せて用いる場合、該組成物は、その化学薬品をも含有するこ とができる。一緒に製剤化された場合、そのチオ尿素および水処理化学薬品は、 水性系中でそれらの効力を低下させるまたはなくさせる不利な相互作用をしては ならない。不利な相互作用が起こりうる場合、単独の製剤が好ましい。 その使用に応じて、本発明による組成物は、当該技術分野において知られてい る様々な形で製造することができる。例えば、組成物は、溶液、分散液、エマル ジョン、懸濁液またはペースト；非溶媒中の分散、懸濁またはペーストとして； または溶媒若しくは溶媒組合せ中にチオ尿素を溶解させることによる溶液として 液体の形で製造することができる。適当な溶媒には、制限されるわけではないが 、アセトン、グリコール、アルコール、エーテルまたは他の水分散性溶媒が含ま れ る。水性製剤が好ましい。 組成物は、その予定された使用の前に希釈するための液体濃厚物として製造す ることができる。界面活性剤、乳化剤、分散剤等のような通常の添加剤を、当該 技術分野において知られているように用いて、水性組成物または系などの液体組 成物または系中のチオ尿素または他の成分の溶解度を増加させることができる。 多くの場合、本発明の組成物は、単純な撹拌によって可溶化させることができる 。染料または芳香もまた、トイレット用水などの適切な用途のために加えること ができる。 本発明の組成物はまた、固体の形で製造することができる。例えば、チオ尿素 は、当該枝術分野において知られている手段を用いて粉末または錠剤として製剤 化することができる。錠剤は、錠剤成形技術分野において知られている染料また は他の着色剤および香料または芳香などの種々の賦形剤を含有してよい。当該技 術分野において知られている充填剤、結合剤、滑剤、滑沢剤または付着防止剤な どの他の成分もまた包含されうる。これら後者の成分は、錠剤の性質および／ま たは錠剤成形工程を改善するために包含されうる。 次の典型的な実施例は、本発明の特質をより明確に開示するために与えられる 。しかしながら、本発明が、それら実施例で示された具体的な条件または詳細に 制限されないことは理解されるべきである。実施例： 実施例１：チオ尿素化合物の組合せ製造 １００ｍｌ一口丸底フラスコに、次のアミンを入れた。ジシクロヘキシルアミ ン０．６２ｇ、ジオクチルアミン０．７８ｇ、ヘキサメチルイミン０．３４ｇ、 ３−メチルピペリジン０．３４ｇ、２−メチルピペリジン０．３４ｇ、モルホリ ン０．３０ｇ、３，５−ジメチルピペリジン０．４３ｇおよびジプロピルアミン ０．３５ｇ。この混合物に対して、混合物を４０ｍｌまで希釈するのに充分なメ タノールを加えた。４−ニトロフェニルイソチオシアネート５ｇをメタノール１ ０ｍｌ中に溶解させた後、一度に加えた。次に、還流冷却器をフラスコに取付け 、そしてその混合物を４時間還流した。その時間後、フラスコを室温まで冷却し 、過剰の溶媒を真空中で除去して鮮赤色液体を与え、それをゲル化させて暗赤色 半 固体にした。 実施例２：細菌付着試験試験法 ：次の方法は、様々な種類の表面上において、細菌付着を阻止するまたは 既存の付着微生物の形成を攻撃する薬品化合物の能力を有効に決定する。大要と して、バイオリアクターは、約１インチｘ３インチのスライドガラスをバイオリ アクターの縁に固定して構成された。スライドの下端（約２インチ）を、既知の 濃度の試験薬品が入ったバイオリアクター中の細菌成長培地（ｐＨ７）中に浸漬 した。既知の細菌種を接種後、その試験溶液を絶え間なく３日間撹拌した。下記 の結果において、特に断らない限り、バイオリアクター中の培地は、３日間の最 後まで濁っていた。この濁度は、試験された薬品の存在にもかかわらず、その培 地中で細菌が増殖したことを示した。これはまた、その薬品が、試験された濃度 において殺生物（殺細菌）活性をほとんど示さなかったことを示している。次に 、スライドの表面に対して付着した細菌の量を測定するために、スライド上で染 色法を用いた。バイオリアクターの構成 ：バイオリアクターは、蓋（標準的な９ｃｍ直径ガラス ペトリ皿のカバー）をかぶせた４００ｍｌガラスビーカーから成った。蓋を取り 除き、好ましい材料のスライドの一端をマスキングテープでに止め、そしてビー カーの上端からバイオリアクター内側で懸濁させた。これは、スライドを試験培 地中に浸漬させる。典型的に、４枚のスライド（反復試験片）をバイオリアクタ ーの周りに均一間隔で置く。下記で示された評点は、４枚の反復試験片の平均で ある。電磁撹拌棒を装置の底に入れ、蓋を置き、そしてバイオリアクターをオー トクレーブ処理した。親水性表面の例であるスライドガラスを用いた。細菌成長培地 ：バイオリアクター中で用いられた液体培地は、Delaquis ら，“D etachment Of Pseudomonas fluorescens From Biofilms On Glass Surfaces In Response To Nutrient Stress”，Microbial Ecology 18:199-210,1989によって 前に記載された。培地の組成は、次の通りであった。 グルコース １．０ｇ Ｋ₂ＨＰＯ₄ ５．２ｇ ＫＨ₂ＰＯ₄ ２．７ｇ ＮａＣｌ ２．０ｇ ＮＨ₄Ｃｌ １．０ｇ ＭｇＳＯ₄．７Ｈ₂Ｏ ０．１２ｇ 微量元素 １．０ｍｌ 脱イオンＨ₂Ｏ １．０Ｌ 微量元素溶液： ＣａＣｌ₂ １．５ｇ ＦｅＳＯ₄．７Ｈ₂Ｏ １．０ｇ ＭｎＳＯ₄．２Ｈ₂Ｏ ０．３５ｇ ＮａＭｏＯ₄ ０．５ｇ 脱イオンＨ₂Ｏ １．０Ｌ 培地をオートクレーブ処理した後、冷却した。オートクレーブ処理された培地中 で沈殿物が形成された場合、その培地を使用前に振とうすることによって再懸濁 させた。細菌接種材料の製造 ：バチルス属（Bacillus）、フラボバクテリウム属（Flavob acterium）およびシュードモナス属（Pseudomonas）の細菌を、製紙工場スライ ム沈着物から単離し、そして連続培養で維持した。試験微生物を、平板菌数計数 用寒天上に別々に画線接種し、そして３０℃で２４時間インキュベートした。滅 菌綿棒を用いて集落の一部分を取出し、そして滅菌水中に懸濁させた。その懸濁 液を充分に混合し、そして６８６ｎｍで０．８５８（バチルス属）、０．６２５ （フラボバクテリウム属）および０．７７５（シュードモナス属）の光学濃度に 調整した。バイオフィルム製造／薬品試験 ：４個の別々のバイオリアクターに対して、上で 製造された滅菌培地２００ｍｌを加えた。評価される化学薬品は、最初に、水か また９：１のアセトン：メタノール混合物（ａｃ／ＭｅＯＨ）を溶媒として用い た原液（４０ｍｇ／２ｍｌ）として調製された。その原液のアリコート１．０ｍ ｌを、穏やかな連続電磁撹拌を用いてバイオリアクターに加えた。これは、試験 化合物を１００ｐｐｍの初期濃度にした。一つのバイオリアクター（対照）は、 試験化合物を含まない。次に、３種類の細菌懸濁液それぞれからのアリコート （０．５ｍｌ）をそれぞれのバイオリアクター中に入れた。次に、バイオリアク ターを３日間連続撹拌して細菌集団を増加させ、そしてスライド表面上に細胞を 付着させた。結果の評価 ：好ましいチオ尿素化合物ａ〜ｈを、上の手順を用いて評価した。試 験後、スライドをバイオリアクターから取出し、そして垂直に置いて自然乾燥さ せた。次に、試験表面に対する細菌の付着の程度を、染色法を用いて算定した。 スライドを、その表面に細胞を固定するために簡単に火炎処理した後、グラムク リスタルバイオレット（Gram Crystal Violet）（DIFCO Laboratories，デトロ イト，ＭＩ）の容器に２分間入れた。そのスライドを流動水道水下で静かにすす ぎ洗浄した後、慎重にブロッティングした。次に、微生物付着（細菌付着）の程 度を、それぞれのスライドの目視検査および主観的評価によって決定した。染色 強度は、細菌付着の量に正比例する。次のバイオフィルム評点を与える。 ０＝全くなし ３＝中度 １＝僅か ４＝重度 ２＝軽度 化学薬品処理は、４種類のバイオリアクタースライドについて、典型的に３〜 ４の範囲の平均評点が与えられる対照に相対して評価された。０〜２の範囲の平 均評点が与えられる化合物は、水中スライドに対する細菌の付着を防止するのに 有効であるとみなされた。結果を次の表で示す。 ¹１８時間基礎塩類試験を用いてｐＨ６およびｐＨ８両方で測定された細菌E. アエロゲネス（Aerogenes）に対する最小生育阻止濃度（ＭＩＣ）。 ²化合物（ａ）〜（ｈ）全部の組合せ実験。 本発明の具体的な実施態様を記載したきたが、当然ながら、本発明がそれら実 施態様に制限されないことは理解されるであろう。他の変更を行うことができる 。請求の範囲は、本発明の真の精神および範囲の範囲内にあるようないずれの変 更も包含するためのものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ａ０１Ｎ 47/38 Ａ０１Ｎ 47/38 Ｚ Ｃ０２Ｆ 1/00 Ｃ０２Ｆ 1/00 Ｕ 1/50 ５１０ 1/50 ５１０Ｃ ５２０ ５２０Ｊ ５２０Ｐ ５３２ ５３２Ｄ ５３２Ｊ ５４０ ５４０Ｂ Ｃ０９Ｄ 5/14 Ｃ０９Ｄ 5/14 (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ， ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，Ｇ Ｅ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ， ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，Ｐ Ｌ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 水中用表面に対して細菌が付着するのを阻止する方法であって、該水中 用表面と、該水中用表面に対して細菌が付着するのを阻止する有効量のチオ尿素 とを接触させる工程を含み、ここにおいて、該チオ尿素が、式 ［式中、Ｒ¹およびＲ²は、それぞれ独立して、Ｃ₁−Ｃ₁₄アルキル基であるかま たはＲ¹およびＲ²は、それらを有する窒素原子と一緒になって、式 （式中、Ｘは、Ｏ、ＮＨまたはＣＨ₂であり； Ｒ⁵は、メチル、ヒドロキシメチル、ヒドロキシエチルまたはハロであり； ｎは０〜３である） を有する５〜８員の複素環式環を形成し； Ｒ³は、Ｃ₁−Ｃ₇アルキル基であり；そして Ｒ⁴は水素である］ を有する化合物である上記方法。 ２． Ｒ¹およびＲ²が、Ｃ₃−Ｃ₁₀アルキル基であるかまたは、それらを有す る窒素原子と一緒になって、ピペリジニル、メチルピペリジニル、ジメチルピペ リジニル、ヒドロキシメチルピペリジニル、ジクロロピペリジニル、ヘキサメチ レンイミニルおよびモルホリニルから選択される複素環式環であり；Ｒ³がＣ₃− Ｃ₅アルキル基であり；そしてＲ⁵が水素である請求項１に記載の方法。 ３． チオ尿素が、 ｎ−ブチル−Ｎ′，Ｎ′−ジシクロヘキシルチオ尿素、 ｎ−ブチル−Ｎ′，Ｎ′−ジオクチルチオ尿素、 ｎ−ブチル−Ｎ′−ヘキサメチレンイミノチオ尿素、 ｎ−ブチル−Ｎ′−３−メチルピペリジノチオ尿素、 ｎ−ブチル−Ｎ′−２−メチルピペリジノチオ尿素、 ｎ−ブチル−Ｎ′−モルホリノチオ尿素、 ｎ−ブチル−Ｎ′−３，５−ジメチルピペリジノチオ尿素、 ｎ−ブチル−Ｎ′，Ｎ′−ジプロピルチオ尿素、および それらの混合物から選択され：そして水中用表面が、船体、艇体、海洋構造物、 歯表面、医療用インプラント表面または水性系の表面である請求項１に記載の方 法。 ４． 水性系の生物汚損を抑制する方法であって、該水性系に対して、該水性 系内の水中表面に対して細菌が付着するのを阻止する有効量のチオ尿素を加える 工程を含み、ここにおいて、該チオ尿素が、式 ［式中、Ｒ¹およびＲ²は、それぞれ独立して、Ｃ₁−Ｃ₁₄アルキル基であるかま たはＲ¹およびＲ²は、それらを有する窒素原子と一緒になって、式 （式中、Ｘは、Ｏ、ＮＨまたはＣＨ₂であり； Ｒ⁵は、メチル、ヒドロキシメチル、ヒドロキシエチルまたはハロであり； ｎは０〜３である） を有する５〜８員の複素環式環を形成し； Ｒ³は、Ｃ₁−Ｃ₇アルキル基であり；そして Ｒ⁴は水索である］ を有する化合物である上記方法。 ５． チオ尿素が、 ｎ−ブチル-Ｎ′，Ｎ′−ジシクロヘキシルチオ尿素、 ｎ−ブチル−Ｎ′，Ｎ′−ジオクチルチオ尿素、 ｎ−ブチル−Ｎ′−ヘキサメチレンイミノチオ尿素、 ｎ−ブチル-Ｎ′−３−メチルピペリジノチオ尿素、 ｎ−ブチル−Ｎ′−２−メチルピペリジノチオ尿素、 ｎ−ブチル−Ｎ′−モルホリノチオ尿素、 ｎ−ブチル−Ｎ′−３，５−ジメチルピペリジノチオ尿素、 ｎ−ブチル−Ｎ′，Ｎ′−ジプロピルチオ尿索、および それらの混合物から選択され；そして該チオ尿素の有効量が１０ｐｐｍ〜５００ ｐｐｍである請求項４に記載の方法。 ６． 添加工程が、水性系におけるいずれの既存の生物汚損も減少させるのに 充分なチオ尿素を該水性系に対して加えることを含む請求項４に記載の方法。 ７． 水性系が、冷却水系、金属工作液系、製紙用水系および繊維製造水系か ら選択される工業用水系である請求項４に記載の方法。 ８． 水性系が、水泳用プール、噴水、観賞用池、観賞用プールおよぴ観賞用 小川から選択されるレクリエーション用水系である請求項４に記載の方法。 ９． 水性系が、トイレット水系、水処理系および汚水処理系から選択される 衛生事業用水系である請求項４に記載の方法。 １０．水性系中の微生物の成長を抑制する有効量の殺生物剤を水性系に対して 加える工程を更に含む請求項４に記載の方法。 １１．前記水性系が、工業用水系、レクリエーション用水系および衛生事業用 水系から選択される請求項１０に記載の方法。 １２．水性系の生物汚損を抑制する組成物であって、該水性系内の水中用表面 または水中表面に対して細菌が付着するのを阻止する有効量の少なくとも１種類 のチオ尿素を含み、ここにおいて、該チオ尿素が、式 ［式中、Ｒ¹およびＲ²は、それぞれ独立して、Ｃ₁−Ｃ₁₄アルキル基であるかま たはＲ¹およびＲ²は、それらを有する窒素原子と一緒になって、式 （式中、Ｘは、Ｏ、ＮＨまたはＣＨ₂であり； Ｒ⁵は、メチル、ヒドロキシメチル、ヒドロキシエチルまたはハロであり； ｎは０〜３である） を有する５〜８員の複素環式環を形成し； Ｒ³は、Ｃ₁−Ｃ₇アルキル基であり；そして Ｒ⁴は水索である］ を有する化合物である上記組成物。 １３．チオ尿素が、 ｎ−ブチル−Ｎ′，Ｎ′−ジシクロヘキシルチオ尿素、 ｎ−ブチル−Ｎ′，Ｎ′−ジオクチルチオ尿素、 ｎ−ブチル−Ｎ′−ヘキサメチレンイミノチオ尿素、 ｎ−ブチル−Ｎ′−３−メチルピペリジノチオ尿素、 ｎ−ブチル−Ｎ′−２−メチルピペリジノチオ尿素、 ｎ−ブチル−Ｎ′−モルホリノチオ尿素、 ｎ−ブチル−Ｎ′−３，５−ジメチルピペリジノチオ尿素、 ｎ−ブチル−Ｎ′，Ｎ′−ジプロピルチオ尿索、および それらの混合物から選択される請求項１２に記載の組成物。 １４．水性系中の微生物の成長を抑制する有効量の殺生物剤を更に含む請求項 １２に記載の組成物。