JP2016520513A - 化学的除染性能および殺生物性を有する反応性表面コーティング - Google Patents

Abstract

【解決手段】殺生物性および化学的な除染性能／中和特性を有し、吸湿性のポリマーおよび活性剤を含み、様々な商用、ヘルスケア、軍事的用途、および化学的生物学的兵器を含むこれらに限定されない様々な汚染物質に対し有用である、反応性組成物が提供される。反応性組成物は、追加適用される活性剤の曝露により、使用後に再生可能または再活性化可能であり、元の適用塗布組成物の除去、処理または交換を必要としない。反応性組成物を準備し、適用する方法が開示される。【選択図】なし

Description

米国政府は、本発明について、米国陸軍ナティックソリダーシステムズセンター（Ｕ．Ｓ．Ａｒｍｙ Ｎａｔｉｃｋ Ｓｏｌｉｄｅｒ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｃｅｎｔｅｒ）の契約Ｗ９１１ＳＲ−０７−Ｃ−００６７およびＷ９１１ＳＲ−０９−Ｃ−００３に基づき、確かな権利を享有し得る。本発明は、表面および物品用の反応性コーティング組成物に関するものであって、微生物汚染を低減または除去する能力及び／又は化学物質を中和する能力をするものに関する。この反応性コーティングは、ポリマーおよび活性化剤を含む。独創的に、反応性組成物は、活性化剤の再適用によって再生されてもよいし再活性化されてもよい。本発明は同様に、表面または物品に反応性コーティングを提供するための方法にも関する。

米国の軍隊は、化学的および生物学的に危険な環境で、作戦を安全に遂行し、切り抜け、かつ維持する必要がある。化学的および生学物的兵器の継続的な増殖は、米国軍隊が、化学的および生物学的因子で汚染される可能性がある環境で、作戦を成功裡に完了することを保証する必要性を創出する。衝突や汚染物質の暴露の可能性がある領域を兵士が横断するのを支援するための技術が必要とされている。さらに、他の環境、特に健康管理設備においては、一日単位で化学的および生物学的汚染の挑戦に晒される領域で、手術を行い、手術を継続する必要性を有する。

生物学的および化学的汚染物質用の現在の汚染除去／洗浄方法は、労力を要するとともに、清掃作業員の細部への注意および配慮に非常に依存する。従来、これらの方法は、危険な化学物質の使用を要求し、一般的には、永続的または継続的な保護を与えない。一旦表面が人手によって清浄化されたのち、表面上の新しい汚染物質は、次の人手による清浄化作業まで、それに接触する人の健康および安全性に対する脅威を示す可能性がある。

特に軍事的適用においては、運用上の汚染除去は、対象物または装置を、できるだけ速やかに、使用可能に戻せることを必要とする；完全な汚染除去は、対象物または装置を、任意の使用者が、個人用防護装備なしで取り扱うことを可能にする。操作可能で完全な汚染除去は、本発明の反応性コーティング組成物を用いることで得られ得る利点である。

反応性コーティングは、いくらかの限定的な成功とともに、長年にわたり開発されてきた。小さい領域又は物品、及び／又は、少量の化学的および生物学的因子を除染する能力を有する反応性コーティングは提示されている。伝統的には、表面への適用または物品への組み込みが可能な「反応性」の量に対する制限により、反応性コーティング単独では、化学的方は生物学的因子で高度に汚染された広範な表面領域を、操作可能で完全な除染の効果を孤独、恐らくより大きな表面積の運用上か完全な汚染除去を極度に達成するキャパシティーを持たない、化学の代理人または生物戦因子で汚染された。

洗浄作業の間隔内で汚染を低減し、除去し、または中和する能力を有する反応性コーティングは著しい利点をもたらす。最新の利用可能な反応性コーティング技術は、織物または基材物質に組み込まれるか、または表面に適用されたときに、汚染物質によって汚されるまで、それらが継続的に反応性を維持するという意味で「永続的」と考えられる。
その点で、材質または表面は通常、徹底的に清浄化および除染され、除去され、処理され、または交換されなくてはならない。

対照的に、再生可能なコーティングは、基材へ組み込まれるか、または表面コーティングとして適用され得る第１の非反応性の下地層と、この下地層を表面上の汚染物質に対し「反応性」にする、第２の活性化化学物質（液体または気体）あるいは「活性化剤」とを含む、２部分の構成を有する。再生可能なコーティングの反応性は、化学的および生物学的汚染物質への曝露後に、活性化剤の再適用によって、「再活性化」または回復されてもよい。理想的には、再生可能コーティングの下地層を、完全に浄化または除染し、除去し、処理し、および交換する必要性がないものとする。

再生可能コーティングは、特に、従来の反応性表面技術が典型的に遭遇する問題に対する、可能性のある解決手段を提供する。それらは以下を含む：環境上の汚染物質からの汚染、表面における限定された反応性能、および、環境条件または持続的な汚染物質への曝露による表面の急速な不良化。

一般に、生物学的品種および化学的汚染物質に対して使用される化学薬品は、「活性化剤」として分類され、制限ハロゲン化物、酸化剤、フェノール、第四級アンモニウム塩、重金属およびアルデヒドを含まない。より高いレベルの活性化剤が表面で存在し利用可能な場合、除染性能は向上するであろう。商業的には、活性化剤は、反応性および徐放性がある物質の生成を試みるために、表面に加えられた。現在利用可能な２つの例は、抗菌性織物を作成するための遅延放散性の塩素系システムであるＨＡＬＯＳＨＩＥＬＤと、第四級アンモニウム三ヨウ化物であるＴＲＩＯＳＹＮである。ＨＡＬＯＳＨＩＥＬＤ処理される織物は、洗濯時に、漂白剤からの塩素の置換に依存する。

表面および物体に抗菌性コーティングを作成する試みは、文献に記載されており、ある限定的な成功を収めている。米国特許７，３０６，７７７号は、様々な基材に適用するためのポリマー内に金属系抗菌性組成物を含むポリエチレン／ポリビニルアルコール共重合体に関しっている。この共重合体は、再生可能とは述べられていない。米国特許７，４４９，１９４号は、抗菌性材料から作られる「身体を被覆する」物品（たとえばエプロン、ガウンあるいは手袋など）に関している。抗菌性材料は、ポリオレフィン、ＰＶＣ、ラテックス、ニトリル、マイラ（ｍｙｌａｒ）、ポリウレタンおよびネオプレンのようなポリマー、可塑剤、および、光及び／又は湿気に晒されると少なくとも１種のガスを生成して放出する機能を有する活性化剤、とを含む。ガスは抗菌性であり、物品と接触した皮膚その他の表面の微生物的な汚染を、遅延させ、制御し、殺菌し、または防御するであろう。
「ガス生成」組成物は、過酸化水素（０．５−２０重量％）、二酸化塩素、二酸化硫黄、二酸化炭素および亜酸化窒素を含む。物品は、活性化剤によって、再生可能でも再活性化可能でもない。

米国特許出版２００８／０１３８３７３番は、少なくとも安定化された過酸化物合成物の部分的なコーティングまたは層の外表面を有する、ティッシュや手袋などのような、防御用または清浄用の物品、および、防御用物品および清浄用性物品の処理に関する。
過酸化水素および他の過酸化物塩類は、殺菌力と同様に殺ウイルス性を有すると考えられる酸化性能を有する抗菌剤としてリストに挙げられる。ビニール・ピロリドン共重合体は、過酸化水素安定化剤として言及される；しかしながら、ビニール・ピロリドン・ホモポリマーは、それらが堅いフィルムを形成するので、許容できない。望ましいビニール・ピロリドン共重合体は、フィルムを形成しないものか、柔軟なフィルムだけを形成するものである。処理は、再生可能なものとは記載されていない。

米国特許公開Ｎｏ．ＵＳ２００８／００２６００２６は、水可溶性ポリマー（乾燥してフィルムを形成するもの）および少なくとも１種の抗菌剤を含む「除去可能」なコーティングを開示する。この組成物は、生物致死性及び／又は生物静止性であると記載されている。ポリビニルアルコール単独、または、オレフィンとの共重合体が記載されている。他の多くの記載された活性化剤の中で、過酸化物およびペルオキソ酸が活性化剤として記載される。このコーティングは、再生可能とは述べられず、生物致死性であるとは限らない。

米国特許出版２００９／０１５５４５１号は、フィルム状に成形された組成物および抗菌剤を含む、抗菌性コーティング構成を開示する。フィルム状に形成された組成物はポリマーを含み、ポリマー内に分散した有効な量の抗生物質を含んでいる。ポリマーは、アクリル樹脂、ウレタンあるいはＰＶＡポリマーであればよい。活性化剤は、脂肪酸モノエステル、脂肪酸単エーテル、遷移金属イオン含有合成物、第四級アンモニウム化合物、ビグアニド、または それらの組み合わせから選ばれる。過酸化物は、抗生物質と比較すると、長期間にわたる活性を示さない即効性の選択的な成分としてのみ見なされる。コーティングは再生可能ではない。

米国特許公開２００９／０２７５９０６号は、活性因子を含む薄膜層を備えた吸収性の物品を開示する。過酸化物は、開示された「活性化剤」の１つである。薄膜は重合体であり、ＬＢＬ堆積方を使用して、物品上に積層する。ＰＶＰは、複数の「層」のうちの１つ、つまり水素結合受容体である第２の「中性」層を含む。「第１」層は、水素結合供与体である他のポリマーを含んでいる。請求項は、フィルムではなく、吸収性物品に関する。
吸収性の物品が活性化材によって回復可能であること、または再活性化されることの言及はない。

米国特許公開２０１０／０００９０１１号は、複素環式Ｎ−ビニール・モノマーの架橋ポリマーを含むポリウレタン系組成物（ＰＶＰを０．１−１００重量％含む）に関する。
組成物は、消毒剤を時間をかけて放散するスポンジあるいは他の物体を作成するために使用される。過酸化水素（３−７０重量％）は、選択可能な消毒剤のうちの１つである。
この公開は、コーティングではなく、発泡系物品に関連する。消毒剤の活性は、再生可能ではない。

ＷＯ ２００６／１３５６２０は、空気及び表面を脱臭するために使用されるゲルを形成するために使用されるＰＶＰ／過酸化水素複合体に関する。活性剤は、ペルオキソハイドレード化合物でもあり得る。複合体は、空気と表面を脱臭するガスの放出に依拠する。
それは溶液、固体あるいはゲルとして使用されてもよく、または、装置の内部に収容されてよい。文献によれば、抗菌性織物、吸収性のスポンジ、ティッシュおよび他の物品を開発する際に、多数の活性が存在したが、標準的または大規模の、内部または外部における、化学的または生物学的な汚染、特に、化学的および生物学的戦争用の化学物質に直面したものを充分に除染する性能を示す現在の反応性表面技術は開発されていない。現在の技術は、反応性コーティングとして野外軍事的使用に利用可能ではない。大部分の活動は、汚染後に徹底的に清浄化および除染され、または、除去され処理され交換されねばならない、使い捨ての反応性表面および物品の開発を取り巻いている。現在の技術は、活性剤の単なる再適用で再生可能なことを実証していない。

多大な努力が、より大規模な商業的および軍事的用途のために、限定的な進歩とともに、反応性表面の生成へ投下された。開発中のほとんどの技術は、様々な実施上の困難に直面するが、しかし最も顕著なのは、下記である：
限定的なキャパシティー
多くの技術は、理想的な条件下で、生物静止性（単に成長を止める）ことが示される。多数の現行システムは、現実的なレベルの汚染に充分に対処することができるまでに、長時間の延長された時間（日）を必要とする。理想的には、反応性表面は、胞子の殺菌は困難であるとしても、バクテリア、ウィルスおよび菌類に対して、非常に高レベルの活性を示すことである。さらに、理想的なシステムは同様に、化学兵器物質あるいは他の有毒化学物質からの脅威を縮小し得る。
交差汚染
生物静止性技術は、それらが適用された表面を保護する。このアプローチは、汚染物質が、接触した任意の表面あるいは物体へ移動する可能性を残す。理想的なシステムは、生物学的または化学的汚染物質を不活性化して、清掃作業間の安全な表面を保証する。
汚染
反応性コーティングのよく知られた課題は、環境条件または中和された汚染物質の残留物のいずれかによって、表面が汚染されることである。清浄表面で利用可能な活性剤は、単なる汚れ／埃の層によって容易に覆われる可能性があり、または、それらが、浄化された生物製剤あるいは化学薬品からの残留物によって覆われる可能性がある。理想的なシステムは、これらの有機的な負荷に起因する性能の低下に対し耐性を有するであろう。
実用的および複数の用途
現在の技術の多くは、理想的な条件下で特定の適用のために設計されており、したがって、それらの実施可能性内で制限されている。

したがって、有機的な負荷増大に直面したとしても、種々様々の汚染物質に対して有効であり、および、従来の内部および外部の環境において種々様々の表面に適用できる、殺生物活性および化学的除染性を提供する反応性表面の技術が必要である。現在、反応性表面コーティングの性能に対する要件に関し、用空似対する用要求性能に関して合意はない。
理想的なシステムは、商業的（医療を含む）および軍事的の市場に適用可能であり、使用およ日取り扱いが安全であり、種々様々の汚染物質に対して有効であり、種々様々の多孔性・非多孔性の表面に対し、適用可能、または容易に組み込み可能であり、有機的な負荷増大の下で有効であり、そして活性剤の再適用によって再生可能または再活性化可能である。さらに、有用なシステムは安定的である、長い使用寿命を有し、その適用に融通性を持たせ、ユーザに、異なる形態の活性化剤を使用する多くの方法によってフィルムを活性化するための選択の余地を与えることである。

より大きな効果を達成するため、あるいは化学物質の残存物あるいは低レベルを提示する独立の産物として、現在の汚染除去システムおよびプロセスと共に、働くように設計された反応性表面を含む新しい技術が開発されてきた。この技術は、装置、乗り物、建物およびシェルター内装、および、たとえば、化学的・生物学的汚染に晒された野外ベースの軍事施設、病院、生産設備、および他の設備のような、必須のサポート機能の迅速な復旧に対する必要性に驚くほど合致する。

この技術の重要な利点は、次の点で、戦闘を保持するためのある種の軍事的要求に適合する。
１）軍隊を、迅速に、完全な作戦実行可能な状態に復帰させる能力；
２）装置および乗り物を使用可能な状態に迅速に復旧すること；
および３）汚染除去操作の後方支援的な負担を減らすこと。
本発明は、製造工程の一部として表面または物体に組み込まれてもよい、あるいは、既存の物体に対し、その寿命の間のどの時点でも適用されてもよい、反応性表面コーティング組成物に関する。本発明の適用可能な表面は限定されない。
本発明は、硬質の非多孔性の表面および多孔性の表面の両方に適用されたときに、有効なことが実証された。
発明性のある反応性表面の組成物は主として吸湿性のポリマーまたはポリマーの混合物（以下、ポリマーと呼ぶ）および活性化剤を含む。発明性のある反応性表面の組成物の物理的性質を改変して様々な目的にそれらを合わせる能力は、本発明の予測できない明瞭な利点である。発明性のある組成物において使用が洗濯されるポリマーは、たとえば、限定はされないが、過酸化水素、塩素、過酢酸などのような活性化剤との相乗効果を持ち得るか、持つことが望ましい。この相乗効果は、それはポリマーのみまたは活性化剤のみを単独で使用したときに得られる効果と比べて、殺菌性または化学的除染性能の増加として実証される。活性化剤との混合または接触において重要なのは、選択されたポリマーが、その適用に利用可能な活性化剤の量およびその効能を、低減させたり制限したりしないことである。好ましいポリマーはポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）であり、好ましい活性化剤は過酸化水素である。本発明は、液体、ガスあるいは蒸気の形態で、表面へ活性化剤を追加する任意の方法を通じて、再活性化または活性化される反応性表面を提供する。適用される活性化剤の量は、所望の用途に機能性を合わせるために、異なるレベルの表面活性が得られように変更されてもよい。

本発明の目的は、吸湿性のポリマーおよび活性化剤を含み、物体中への組み込み、あるいは硬い表面へ適用するための、短期間での種々様々な生物学的・化学的の汚染物質に対する、殺菌性および化学的除染／中和活性を与える生物学的および化学的兵器を限定的ではなく含む、反応性組成物を提供することである。

本発明の他の目的は、有機的な負荷および稀釈の下で、残存活性を持ち、その殺菌性・化学の除染／中和活性を維持する反応性組成物を提供することである。

本発明のさらに別の目的は、活性化剤を使用している間、除去、処理、および反応性組成物の交換の必要なしに、再活性化あるいは再生可能である反応性組成物を提供することである。

さらに本発明の別の目的は、取り扱いが安全で、環境上安全であり、また、多孔性・非多孔性の表面に同様に適用可能な反応性組成物を提供することである。

有機的な負荷の下でさえ維持される殺菌性および化学的中和／除染性能を有する、新しい反応性コーティングが開発されている。発明性のあるコーティングは、使用後にあるいは生物学的および化学兵器を含む環境上の汚染物質への長期被曝後、コーティングに追加の量の活性化成分を加えることにより再生可能かあるいは再活性化可能である。

１つの実施例では、本発明は、吸湿性のポリマーと、このポリマーと混合され、あるいは組み込まれた活性化剤とを含む、反応性組成物に関する。活性化剤は溶液としてポリマーと混合され、フィルムに乾燥されてもよく、あるいは、ポリマーがフィルムとして適用され、その後、活性化剤が付与されてもよい。反応性組成物は表面に適用されるか、あるいは製造中に物品に組み込まれてもよい。

別の実施例では、本発明は、発明性のある組成物を含む物品に関する。

さらに他の実施例では、本発明は、物体の表面に吸湿性のポリマーを適用し、フィルムを形成するためにポリマーを乾燥し、および、その後、液体あるいは蒸気の活性化剤の付与にフィルムを晒す工程を含む、表面に反応性コーティングを提供する方法に関する。
まだ別の実施例では、本発明は、活性化剤が溶液中でポリマーと結合し、ポリマー／活性化剤混合物が表面に適用され、続いて反応性フィルムを乾燥させる、表面に反応性コーティングを提供する方法に関する。

本発明の反応性コーティングの殺菌性および除染特性は、表面または物体を、追加の量の活性化剤に晒すことにより再生可能または再活性化可能である。元の反応性コーティング表面を除去または廃棄する必要はない。

１０％の過酸化水素溶液を、様々な分子量（１０−１３００ Ｋ）の１％または１０％のＰＶＰと混合したときに得られる、溶液における酸化体のパーセントを示す。

黄色ブドウ球菌ＡＴＣＣ ６５３８を使用して、図１の過酸化水素／ＰＶＰの組み合わせの時間を変えた殺菌試験の平均対数減少を表わす。

１０％および２０％の過酸化水素を１０％のＰＶＰ（１０Ｋ、５８Ｋ、３６０Ｋおよび１３００Ｋ）と混合して、風乾してフィルムにしたときの、フィルム中の得られた酸化体パーセントを表わす。

黄色ブドウ球菌ＡＴＣＣ ６５３８を接種した本発明の反応性コーティングの平均対数減少を表わす。

架橋されたＰＶＰフィルム（様々な分子量）中の過酸化水素濃度（酸化体％として）を表わし、フィルムを気体の過酸化水素（ＶＨＰ）を使用し、２５０ｐｐｍＶＨＰで９０分間活性化したものと、ＶＨＰと接触させないＰＶＰフィルムとを比較した、

ＶＨＰ処理されたＰＶＰフィルム、ＰＶＰ−ＨＰ乾燥フィルム（溶液から）およびＰＶＰフィルム（活性化なし）に接触させたときの、黄色ブドウ球菌ＡＴＣＣ ６５３８細胞の時間による不活性化（対数減少）を表わす。

ＶＨＰに晒された５８ＫのＰＶＰフィルムの黄色ブドウ球菌ＡＴＣＣ ６５３８の対数減少を表わす。

ＶＨＰに晒された５８ＫのＰＶＰフィルムの枯草菌ＡＴＣＣ １９６５９胞子の対数減少を表わす。

４００ｐｐｍのＶＨＰサイクルを３０分間接触させた場合、または接触させない場合の架橋および非架橋ＰＶＰフィルムの過酸化水素濃度（ｍｇ／ｃｍ２）を表わす。

ＶＨＰに晒した１３００ＫＰＶＰの架橋フィルムの黄色ブドウ球菌ＡＴＣＣ ６５３８の対数減少を表す。

ＶＨＰに晒されたまたは晒されなかった１３００ＫＰＶＰ架橋フィルムと接触させた枯草菌ＡＴＣＣ １９６５９胞子の様々な負荷の不活性化（対数減少）を表わす。

架橋されＶＨＰに晒された１３００ＫＰＶＰと接触させたＢ．ａｎｔｈｒａｃｉｓ（エームズ株）胞子の不活性化（対数減少）を表わし、対照として晒さなかったＰＶＰフィルムを使用する。

架橋されたＰＶＰ表面（３つの異なる物質）の、ＶＨＰ接触の後に測定した酸化体レベル（ｍｇ過酸化水素／ｃｍ２）を表わす。

架橋の際にＣＡＲＣ塗布されたアルミニウムパネル上に組込まれ、続けて０．５３ｍｇ／ｃｍ２の過酸化物を産生するＶＨＰ接触させたＰＶＰとの接触による黄色ブドウ球菌ＡＴＣＣ ６５３８の不活性化（対数減少）を表わす。

架橋の際にＣＡＲＣ塗布されたアルミニウムパネル上に組込まれ、続けて０．５３ｍｇ／ｃｍ２の過酸化物を産生するＶＨＰ接触させたＰＶＰとの接触による枯草菌ＡＴＣＣ １９６５９胞子の不活性化（対数減少）を表わす。

ＶＨＰに晒された織物ワイプおよびＣＡＲＣ物質上で架橋されたＰＶＰによるＢ．ａｎｔｈｒａｃｉｓ（エームズ株）胞子の不活性化（対数減少）を表わす。

いくつかの１３００ＫＰＶＰフィルム：ＶＨＰへの接触後に、架橋しなかったもの、架橋したもの、およびＤＰＥの様々なレベルで混合したものの、過酸化物濃度を表わす。

グラム菌に汚染されまたは汚染されなかったＬＤＰＥ／ＰＶＰ ８０／２０ ｍａｓｔｅｒｂｌｅｎｄフィルムの合成画像を表わす。

ＶＨＰ接触後の様々な表面上の１３００Ｋの架橋ＰＶＰにおける過酸化水素レベル（ｍｇ／ｃｍ２）を表わす。

ＶＨＰへの接触後１、４および７日の架橋されたＰＶＰフィルムによる、枯草菌ＡＴＣＣ １９６５９胞子および黄色ブドウ球菌ＡＴＣＣ ６５３８の両方の不活性化（対数減少）を表わす、

４００ｐｐｍ、３０分のＶＨＰ除染サイクルの接触後、時間０および再生時間０における１３００Ｋ架橋ＰＶＰフィルムにおける過酸化水素の安定性および再生成を表わす。

黄色ブドウ球菌ＡＴＣＣ ６５３８を使用し、ＶＨＰ処理後の第１、２、４、７および１４日目の、１３００ＫＰＶＰ架橋フィルムの反応性（対数減少）を表わす。

黄色ブドウ球菌ＡＴＣＣ１９６５９胞子を使用し、ＶＨＰ処理後の第１、２、４、７および１４日目の、１３００ＫＰＶＰ架橋フィルムの反応性（対数減少）を表わす。

より長時間、高濃度のＶＨＰ接触した後の１３００ＫＰＶＰの架橋されていないフィルムの過酸化水素濃度レベル（ｍｇ／ｃｍ２）を表わす。

ＶＨＰ接触後あるいは７％の液体水素過酸化物に浸漬後の、６０／４０のＬＰＰＥ／ＰＶＰフィルムの過酸化水素濃度レベル（ｍｇ／ｃｍ２）を表わす。

黄色ブドウ球菌ＡＴＣＣ ６５３８に対する発明性のある表面の反応性に、有機的な負荷が影響を及ぼさないことを表わす。

４０％、５８ＫのＰＶＰフィルムにおいて、フィルム活性化剤としてマグネシウムおよび過酸化カルシウムを使用したときの、利用可能な酸化体（過酸化水素水の重量パーセントとして表す）を表わす。

５８ＫのＰＶＰ対照、およびマグネシウムと過酸化カルシウムの活性剤を有するフィルムと接触させたときの、黄色ブドウ球菌ＡＴＣＣ ６５３８の平均対数減少を表わす。

本発明は、殺菌性（胞子を殺す特性を含む）、化学的中和あるいは除染特性を有する、再生可能または再活性化可能な反応性表面コーティング、そのようなコーティングを調製し施す方法、および同様のものの適用に関する。

本発明の目的のため、次の用語が定義される：
「活性剤」は、生体を破壊する能力あるいは化学的または生物的汚染物質を中和または妨害する能力を持っている化学物質あるいは他の物質を意味する。
「殺生物性」は、生体を破壊できる能力を意味する。
「殺細菌性」は、生きているバクテリアを破壊できる能力を意味する。
「化学的中和」あるいは「化学的除染」は、化学的汚染物質を人間または動物の被検体に対し、中和し、無害にすることを意味する。
「殺菌剤」は、細菌、特に病原性微生物を殺す薬剤を意味する。
「吸湿性ポリマー」は、環境から水分子あるいは湿気を吸収することができるポリマーを意味する。
「微生物体」は、バクテリア、原虫類、菌類あるいはウィルスなどの、生きている微生物を意味する。
「殺菌性」あるいは「殺微生物性」は、生きている微生物を破壊することができる能力を意味する。
「戦争薬剤」は、武器として使用される化学的または生物学的な、有毒性あるいは疾病導引性の物質を意味する。
本発明の目的において、「殺生物性」、「殺菌性」、「殺微生物性」、「殺病原菌性」、「殺細菌性」は、相互交換的に使用される。
本発明の目的において、化学的「除染」と中和とは相互交換的に使用される。
本発明の目的において、「再生可能」または「再活性化可能」は、相互交換的に使用される。
本発明の目的において、大きな分子量は重量キロドルトン（ＫＤａ）の略語で表現され、適用可能なところで「Ｋ」として指定される。

本発明の反応性組成物は、活性剤と結合した吸湿性のポリマーを含む。

ポリマー

本発明に有用な吸湿性のポリマーは、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、ポリビニルアルコールおよびその混合を含むが、例示するものに限定されない、追加の有用な吸湿性ポリマーは、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）およびポリエチレングリコール（ＰＥＧ）を含む。所要の殺生物性・化学的除染特性を達成する他のポリマーは同様に、本発明の範囲内にあり、当業者にとって公知であろう。

本発明は主としてＰＶＰの点から記述される。その理由は、それが、たとえば歯の美白用ストリップのような商業ベースに乗った製品を生産するために、液体水素過酸化物と既に成功裡に組み合わされているからである。過去において、それは、血漿希釈剤としても使用され安全性が実証されている。ＰＶＰは、それが様々な適用選択によって、どのように処理されるかにより、液体および固体の両方の形態で存在することができる。このような利湯により、これが好ましいポリマーである。

ＰＶＰは、種々様々の分子量において存在し、かつ利用可能である。有用なＰＶＰポリマーの分子量の範囲は、約１０Ｋから約１３００Ｋである。

低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）はさらに本発明に役立つ吸湿性のポリマーである。有用なＬＤＰＥポリマーの分子量（チェーン長さ）の範囲は、約１０００〜約１３０，０００である。

本発明に有用な吸湿性のポリマーは、個別に、または他のポリマーと混合して使用してもよい。例えば、ＰＶＰとＬＤＰＥのブレンドは有用でり、本発明の範囲内である。典型的には、吸湿性のポリマーは、活性剤と組み合わされ、もし、それらが活性剤の殺生物性または化学除染特性を制限しなければ、他のポリマー、たとえ非吸湿性ポリマーでさえも、様々な特性を得るためにブレンドして利用されていてもよい。

理論に拘束されることは望まないが、本発明の組み合わせによって得られる予測できない結果は、活性剤を備えたポリマーの相乗効果によるものであることが提示される。その効果は、ポリマーの重量及び／又は濃度、または、活性剤の濃度、あるいは両方に依存する。

活性剤

本発明に有用な活性剤は制限されないが、たとえば過酸化水素溶液、過酸化水素蒸気（ＶＨＰ）、または、ペルオクソ炭酸塩や過ホウ酸塩のような固体過酸化物源などの過酸化物；
塩素ガス；
過酢酸；
ヨウ素；
あるいはこれらの混合物を含む。
他の有用な活性剤は、クロラミンＴ（トシルクロルアミドまたはＮ−クロロトシラミド、ナトリウム塩、Ｎ−クロリネートスルホンアミド、Ｎ−デプロトネートスルホンアミドが、殺生物性および緩やかな消毒剤として使用される）；およびＤＣＩＣＡ（ジクロロイソシアヌル酸）およびその塩類を含む。
これらの活性剤のうちの一部は、過酸化物ベースの反応性組成物への追加的な薬剤として使用されてもよい。

反応性表面のための活性化剤としての過酸化物は実際的な利点を持つ。過酸化物は世界的な商品であり、ほとんどの地域において、その地での入手可能性が保証される。８％未満の濃度の過酸化物は、陸路、海路及び空路によって、制限なく輸送できる。過酸化物は、現在の国防総省により考慮されている多くの除染用物質中の普通の成分である。過酸化物を気体および液体の形態で送達するための技術が現在存在する。そのため、本発明の焦点は、過酸化物の活性化剤としての使用にあるが、本発明は、そのようなものに限定されない。

過酸化水素は、様々なポリマーと容易に結合できるので、特に好ましい活性化剤である。
さらに、それは抗菌剤および除染剤として知られている。さらに、過酸化水素の不活性な分解生成物は水と酸素であり、したがってどんな長期毒性危険も排除できる。カルシウムと過酸化マグネシウムは、酸化体全体の期間の点で、かなり長期間の安定性を持っているので、同様に有用な過酸化物源であり得るが、大きな体積が必要とされることによりフィルム品質が問題となる場合は、あまり好まれない。さらに、それらは殺生物性または除染の効果を、過酸化水素水より長期間与え得る。

本発明の組成物中に存在するポリマー（単一の吸湿性のポリマー、吸湿性のポリマーの混合物、あるいは非吸湿性ポリマー（ｓ）との組み合わされる吸湿性のポリマー）の総量は、反応性組成物の全重量に基づき約１から約９９重量％までの範囲で、変更してもよい。

本発明の組成物中に存在する過酸化水素あるいは他の活性剤の量は、約１から約１０重量％までの範囲で変更できるが、使用される過酸化物の形態によっては、つまり、溶液としてか、または、固体の形態ならば、乾燥表面中において、９０重量％に及ぶ。

本発明の組成物は、過酸化物活性剤の使用が非常に有用であるが、選択的に、組成物の全重量に基づいて少なくとも約１重量％の他の活性剤添加物を、本発明の組成物に含めてもよい。有用な活性剤添加物は、クロラミンＴ、ＤＣＩＣＡ、過酢酸（ＰＡＡ）、塩素、炭酸ナトリウムおよび、カルシウム、過酸化マグネシウムおよびナトリウムの過炭酸塩または過ホウ酸塩のような固体の過酸化物を含む、

本発明の組成物は、組成物または得られるフィルムの処理及び／又は性能、あるいは物理的性質に影響を与えるために、他の添加剤を含んでもよい。例示によれば、組込み可能な添加物は、表面をよりもっと柔軟にするためのグリコールあるいはＰＥＧ（ポリエチレングリコール）に限定されず、可溶性を減少させ、かつ強度を高めるための酢酸ビニルを含む。他の有用な添加剤は、当業者には自明であろう。

本発明の反応性組成物は、２つの方法のうちの１つで調製され及び／又は「活性化」することができる。１つの方法は、溶液に活性剤および吸湿性ポリマーの両方を単に混合し、そして、この混合物を、物質、対象物又は表面に適用することで組み入れることである。別のアプローチは二段構えの方法であり、吸湿性のポリマーを物質内または表面上に組み込み、その後、活性剤を液体または気体で適用することである。活性化剤を表面に効果的に集結させるとともに、汚染物質とのより優れた相互作用が可能になるので、若干良い結果が後者の方法によって得られた。さらにそれは、ユーザが、特定用途のために、表面で利用可能な活性剤の量を調整することを可能にする。

本発明の組成物は表面に適用されるか、あるいは多くの方法で物質に組み入れられてもよい。適用は、例示するが限定されるものではなく、本発明の組成物を、物質または対象物の製造に先立って、ポリマー混合物と混合すること、ブラシ、ローラー、スプレーあるいはコーティング材が塗布される任意の方法を使用して表面へ適用すること、織物物質およびその他同種のものの表面／内部への注入あるいは吸収が可能であった。

本発明の組成物には、従来の抗菌性コーティングに対する著しい利点をもたらす。特に、本発明の組成物は、単独成分で利用可能なものよりも優れた効果を提供するために、成分を相乗的に組み合わせることによって、従来の技術に向上された性能を提供する。本発明は、殺細菌性、殺ウイルス性、殺胞子性を含む、これらに限定されない、広範囲の殺生物活性を提供する。本発明の組成物は、追加の危険を生み出すことなく、さらに化学物質または毒素の中和のための可能性を提供する。本発明の組成物は特に、化学生物兵器物質に直面する場合に適用するためのものである。

重要なことには、本発明の反応性組成物は、有機的な負荷の下で良好に機能する。
試験は、表面の性能が、ある程度の有機的な負荷に影響されないことを示す。

本発明の組成物は、一度活性化され、使用され、その後、それらの耐用年数の後に処分されてもよい。しかしながら、重要で独特の利点は、最初に適用されたコーティングが、除去され、処分され、または、耐用年数の後で交換される必要がないことである。本発明の組成物は、必要時または定期的に、それらの性能および継続的な使用を保証するために、再生されるか再活性化することができる。さらに、活性剤の表面上での濃度は、再生過程中に制御することができ、それによって、異なる汚染に対応するように表面を調整する機会、活性化剤を再生又は再付与する期間を修正する機会を提供する。

本発明の組成物によって形成された表面は吸湿性なので、本発明の組成物によって形成された反応性表面は、有機体を表面内部に引き込んでより強く接触させ、従ってより優れた効果をもたらす。しかしながら、吸湿性のポリマーが好まれるものの、選択されたポリマーの用途によっては、表面が必ずしも吸湿性である必要はない。

本発明の組成物は、実証された除染工程を増強するために機能するとともに、例えば以下のように、現行の除染手順における多くの欠点に対応する：
清浄作業員の変わりやすさ
すべての到達困難な表面上の性能
長期持続する性能：保護が清浄化／除染工程の後に適所に止まること。
化学物質が、使用上安全で環境に対しやさしいこと。

物理的性能修正
本発明の反応性表面のコーティングの様々な物理的性質は、多数の異なる適用において、使用のために最適化されてもよい。可溶性、品質、柔軟性および物質に対する接着性などの特性は、任意の特定用途における、本発明の組成物の有用性を決定する。滑らかな表面、および表面にわたる構成成分の均一な分布は、考慮されるべき重要なフィルム品質特性である。

表面の特性は、射出、塗布、押出を含むが、これらに限定されない、表面を調製する方法によって影響され得る。さらに、当業者が理解し得るように、異なるポリマータイプの複数層を使用する積層化あるいは狭持化技術が、所要の特性を達成するために、使用されてもよい。

表面品質に影響を与えるために使用される他の方法は、表面を湿らせる特性を改善するため、メタノールのような溶解力のある溶液中で構成成分を調製することを含む。
表面を覆うために必要とされる各ポリマーの濃度の変更はまた、使用可能なフィルムまたはコーティングが得られることを保証するのに重要である。例えば、ごく少量のＰＶＰが使用されたとき、粉状の残留物が表面を被覆するが、フィルムは形成されないであろう。同様に、ＰＶＰ／ＬＤＰＥのようなポリマー・ブレンドを用いたときの、ＰＶＰ濃度に対する制限は、処理中に発生した孔または亀裂の量に基づいて設定される。

ＰＶＰ／ＬＤＰＥの混合は、形成されたフィルムの質に影響を与えるために調節することができる。混合物の各成分のレベルの変更は、フィルムの表面組織、厚みおよび他のフィルムの質を規定する特性に影響する可能性がある。

可溶性は、最終的使用の適用に依存する２つの態様において、ある役割を果たし得る。
ＰＶＰは、水への高い親和性を有しており、ほとんどの溶剤に対し高度な可溶性を示す。
この高い可溶性は、反応性コーティングが除去可能な適用、たとえば除染特性を有する透明な除去可能なコーティングが必要であるような適用において使用される場合に理想的である。そのような適用における制限のない例は、フロントガラス、照明、あるいは頻繁に洗われる内部表面を含んでいる。可溶性は、短期使用される反応性組成物を調整する際に、重要な役割を果たす。

ＰＶＰも、ＵＶ処理や化学的処理により、架橋されて、非可溶性フィルムとしてもよい。
架橋されたＰＶＰは、可溶性のない、ＰＶＰの特性をすべて保持する。本発明の組成物の非水溶性のバージョンは、多くの適用への使用が可能である。架橋されたＰＶＰは、水との接触で膨潤する。これは、液体との接触にかかわらず、それらの特性を保持する他のポリマー複合体と比較した時、ある触覚的および視覚的な不一致を示してもよい。しかし、この吸収性の特性は、化学兵器を捕らえて、かつ接触が生じた領域を示すために利用することができる。表面の特性の変化は、除染用エリアを強調するためにも使用することができ、そして、除染手順を、全表面から指定の領域に減じることができる。

他のポリマー物質中へのＰＶＰの組み込みは、その所要の特性をまだ保持する一方で、ＰＶＰの可溶性を制限する方法である。ＰＶＰとＬＤＰＥとの共存は、そのような方法の一例である。別の単純な方法は、他の市販のコーティングにＰＶＰを加えることである。
ＰＶＰが、液体または気体の活性剤による活性化に到達できる限り、この方法は実現可能である。非水溶性バージョンの適用は、限定はされないが、自己除染が不可欠であるテント・ライナーおよび高所タッチ・エリアを含む。

柔軟性は、コーティングの有用性に重要な役割を果たす１つの特性である。本発明の反応性組成物は、織物のような柔軟な表面、および硬い表面上で使用されてもよい。フィルムが脆い場合、それらは割れる可能性がある、それは凹凸のある表面あるいは使用に不適当な表面を作る。フィルム柔軟性は、脆性を縮小するためにグリセリンのような既知の添加剤を使用することにより最適化されてもよい。

物質への付着および組み込みは重要な特性である。本発明の組成物は、既存の被覆表面に、下地塗料を剥がしたり破壊したりせずに、適用されてもよい。多くの応用において、こすることによっては容易に除去されないフィルムを有することが望ましい。本発明の組成物は、多種多様な物質および表面に適用された時に有効であることが示された。

使用／適用。

本発明は、永久的な再生可能／再活性化可能な長期コーティングとしての表面上への組み込み、あるいは、たとえば、ユニフォーム、ガウン、シート、他の織物、高所の危険表面に適用するための付箋などのような、短期保護用の使い捨て用器具への組み込み、に向いている。多孔性・非多孔性の表面に適用された時、本発明は効果的である。従って、本発明の組成物は、永続的な反応性素材を作成するために、種々様々の物質に組み入れることができ、あるいは、種々様々の既存の表面に適用することができる。

広範囲の用途が、本明細書で議論された軍事的適用に加えて、本発明の組成物のために実証される。これらの範囲には、反応性組成物を、既存の被覆された物質、織物、物体、硬い表面に適用することから、反応性表面として使用されるプラスチックフィルムおよびシートの形成までを含む。安全かつ効果的な反応性表面は、例えば、ヘルスケア、永続性の表面、壁、床、ハードウェア、取っ手およびハンドル、プッシュバー、ベッド・レール、高所表面用のカバー、および使い捨てのアイテムなどの、製品／市場に適用対象を見つけるだろう。本発明の反応性コーティングは、気流から化学的または生物学的汚染物質を取り除き中和するための、ろ過システムの一部として使用されてもよい。例えば、個人用ケア製品、玩具、キッチン表面、公的ハイタッチ領域、取っ手、押し板、ハンドル、包装材料などの消費者製品も、実施可能な適用対象である。

他の適用は、本発明組成物の評価において注目され達成されたフィルム品質の可溶性、柔軟性および多様な物質に対する接着性などに基づき、当業者にとって明らかである。

本発明は、ここに述べられた例によってさらに記述される。
実施例で用いられる方法論

反応性表面の評価は、開発途上であり、標準的な検査方法はまだ利用可能ではないので、現在使用中の試験方法を同定および評価すること、および、必要に応じて、適用特定方法を開発することが必要であった。
利用された方法は概して下に記述される。どの特定の例が異なる方法論を使用した限りには、それは実施例の中で記述される。

有効成分
ポリマーと結合する有効成分の量は、任意の効能試験に先立って評価された。酸化の化学が技術の開発に選ばれたので、大多数の評価は、好ましい方法としてヨウ素酸カリウムと組み合わせて、チオ硫酸ナトリウム滴定を使用して行なわれた。この技術は、表面上の活性剤の濃度を評価すると同時に、候補技術を評価するときに、溶液中の活性剤の量を測定するために使用された。修正は固体試料のテストに適用した。

物理的性質評価
物理的性質は適切に質的観察および計量的手法の両方を使用して評価された。ある場合には、可能性のある成分を区別するために、表面の仕上げ、柔軟性および孔隙率の領域について、単なる観察が適切であると見なされた。顕微鏡検査は、微粒子が物質中のどこに存在するか、また、それがどれくらい均等に分散されているかを評価するために使用された。ＩＲ分光学は、過酸化水素が、本発明のコーティングの表面に存在する酸化体であることを確認するために使用された。試験は、近赤外をかすめる角度に用いて、コーティング中への過酸化水素浸透のレベルを解明しようと努めるために、行われた、窒素試験は、フィルム・ブレンド中のＰＶＰの組成物を確認するために使用された。サンプルは所定のフィルム・サンプル中の様々な場所から切り取られ、そして、一定量の意図したＰＶＰ濃度があったかどうかを決定するためにテストされた。

化学性能テスト方法

化学の効能試験は、化学物質類似体を使用して行った。

類似体として有用な化学物質は次のものを含む：

ＨＤ（ナイトロジェンマスタード）の代替としての、ＣＥＰＳ（２−クロロエチルフェニルサルフィド）、ＤＢＳ（ジブチルサルフィド）およびチオアニゾール

ＶＸ（神経ガスとして知られている人造の化学物質、最も毒性が高い化学兵器戦のうちの１つとして考えられている）の代替としてのＤＥＭＰＴ（ジエチル・メチル・ホスホノチオアート）

実際の薬剤テスト用の結果を予測するための類似体の使用は公知であり、また、実際の薬剤試験の結果の予測を補助するいくつかの相関性モデルが開発されている。類似体は、実際の薬剤試験の結果を１００％予測するものではないが、この結果は、有望な技術と価値をもたらさない技術とを区別するために役立つ。

一般的な３つのタイプのテストが、化学の効能を評価するために使用される：類似体を用いた溶液試験、類似体を用いた表面試験、および、実際の薬剤を用いた、高解像度マジック角度回転核磁気共鳴（ＨＲＭＡＳ ＮＭＲ）。

固体どうしの反応は遅いので、ポリマーと活性剤は低濃度の溶液中でテストされた。この液体モデルは、相当な時間とプロセス開発が関連する表面テストに費やされる前に、有望な除染候補を分離することを可能にする。化学の類似体試験はおよそ１ｃｍ^２の表面積がある反応性表面上で行なわれた。反応性表面は、１０ｍＬのガラス製バイアルに置かれ、前記リストの化学兵器の１μＬを点滴した。特別の類似体のために割り当てられた時間でシステムを反応させた。反応時間は以前に確立している類似体と実際の薬剤との間の相関性に基づき、かつ、目的薬剤に依存する。反応期間の後、表面はイソ・オクタン中で抽出された。その後、所定量のイソ・オクタンが、相互作用をすべて止めるｔめに、冷却溶液を含むバイアルへ移送される。分析は、質量分析計（ＧＣＭＳ）を備えたガスクロマトグラフによって、反応性表面から抽出された兵器類似体の濃度を評価するために行なわれた。外部標準は、１００％、５０％および２５％の反応性濃度で調製された。結果はすべてオリジナルの薬剤／類似体の減少パーセントとして報告された。

ＨＲＭＡ ＮＭＲ
実際の薬剤試験は、本発明のポリマーが適用された布物質上で行なわれた。その後、布サンプルはＶＨＰチェンバーに置かれ、活性化のために３０分間４００ｐｐｍのＶＨＰに晒された。もし実施例中で他の方法が注記されない限り、すべてのＶＨＰ活性化は、３０分間４００ｐｐｍで生じさせた。

処理されたフィルム・サンプルは、適切な活性化が達成されたことを保証するために、テストされた。１ｇ／ｍ２あるいは０．１ｍｇ／ｃｍ^２の曝露のために、正方形の１ｃｍ^２領域が、ＶＨＰ活性化の６時間以内に物質から切り出された。未処理（非ＶＨＰ）のサンプルも、テスト対照とするために、分析された。その後、正方形はシリンダ内へ巻き込まれ、ＨＲＭＡＳ回転子（サンプル容器）に入れられた。薬剤の１重量％の希釈溶液は、イソ・オクタン（２、２、５、トリメチルペンタン）の中で調整された。重量を体積濃度に使用して、０．１ｍｇの薬剤と等価の体積が、フィルム・サンプル上にピペットで移された。フィルムの表面上に溶剤をできるだけ均一に分配する努力がなされた。５分間溶剤を蒸発させた。しかし、一部はＮＭＲスペクトルでさらに観察された。サンプルは、急変後２４時間までＮＭＲによって周期的に分析された。ＨＤの代替として、１３Ｃが観察され、ＶＸおよびＧＤ（ソマン、神経ガス）の代替として、３１Ｐが観察された。

微生物学の効能テスト方法。

微生物学的テストは、容認された炭疽菌（Ｂ．ａｎｔｈｒａｃｉｓ ｓｕｒｒｏｇａｔｅｓ）を使用して行った。微生物学の効能試験は、ＡＳＴＭ標準指示Ｅ２１９７−０２に由来したプロトコルを使用して行なわれた：液体化学殺菌剤の殺菌性、殺ウイルス性、殺菌糸性、殺微生物性、殺胞子性の活性を決定するための標準量的ディスク・キャリアー・テスト方法。

枯草菌胞子は炭疽菌胞子より不活性化するのがより難しいことを実証した従前の相関性研究および文献に支持されるように、枯草菌ＡＴＣＣ１９６５９株胞子は、炭疽菌胞子の代替物として選択され、我々の効能試験では、１０５ＣＦＵの汚染が目標とされ、および、テスト基材上の直径のおよそ３分の１センチメートルまたは０．０８５ｃｍ^２の円形の領域に提供された。これは１０１０のＣＦＵｍ^２の超過と等価であり、ＪＳＳＥＤ／ＪＰＩＤ（Ｊｏｉｎｔ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｄｅｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎ／Ｊｏｉｎｔ Ｐｌａｔｆｏｒｍ Ｉｎｔｅｒｉｏｒ Ｄｅｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎ）システムのために設定された１０８ＣＦＵ／ｍ^２の対象物レベルの開始時汚染を超過している。
他の汚染も利用された。

可能性のある反応性コーティングを汚染するために、候補材料の一部が、枯草菌ＡＴＣＣ１９６５９株の胞子の懸濁液が接種された。接種の後、液体の接種原および材料が恒温培養され、コーティングが胞子汚染を不活性化できるようにした。一旦、所定の培養時間が経過したならば、中和用の増殖培養液でクーポン・サンプルおよび反応性コーティング材料を溢れさせる化学的および物理的作用によって、反応が止められた。

一旦、止められたならば、反応性コーティング、胞子汚染源および中和用増殖培養液から成る反応混合物は、超音波洗浄水槽中で、反応性コーティング材料から中和用増殖溶液中への胞子汚染源の放出を促進するための処理が施された。増殖溶液は、標準の微生物学的手順、すなわち、増殖培養液の希釈およびコロニー形成単位（ＣＦＵ）の計数によって、残存胞子が評価された。

結果として生じたＣＦＵ希釈データは、反応が止められたときの物質における常用対数胞子濃度を推定するために使用された。単一の物質を評価する際には、時間の関数として、常用対数胞子濃度の分析を可能にするため、いくつかの連続する培養時間がテストされた。常用対数胞子濃度の低下から推論された、候補コーティングが胞子汚染源を不活性化した割合が、様々な候補材料の性能を比較するために、使用された。

反応性コーティング材は、炭疽菌（スターン）および炭疽菌（エームズ）胞子の汚染源の不活性化能力が、汚染源代替物である枯草菌ＡＴＣＣ１９６５９株胞子の不活性化を評価するために上に記述された方法と同様の方法で、評価された。実際の生物兵器に要求される安全性手順に適合させるのに必要な程度の軽微な修正がプロトコルになされた。

活性化方法／活性化剤の組み込み
コーティング材は３つの方法のうちの１つを使用して活性化された：
ポリマー表面のＶＨＰ活性化／曝露、
乾燥前での活性化剤のポリマー内への直接的組み込み、
または、乾燥ポリマー表面への活性化剤溶液の適用。
サンプルに対する典型的な曝露サイクルは、気化過酸化水素（ＶＨＰ）チャンバ内で、４００ｐｐｍ過酸化水素、３０分間であった。液体形態の過酸化水素適用が、プレキャストフィルムでもテストされた。プレキャストフィルムのサンプルが調製され、所要のサイズにカットされ、その後、１−７％の濃度の過酸化水素溶液に様々な時間間隔でさらされた。サンプルは風乾され、そして、酸化体、つまり過酸化水素のパーセントがテストされた。他のサンプルは成形の後に続けて、過酸化水素液または他の活性化剤を、ＰＶＰに最初に加えることにより調製された。

試料調製

ＰＶＰは、その性能を調整するための種々様々の方法によって、フィルムへ組み込むことができる。この柔軟性は、適用の範囲を探求することを可能にした。様々な添加剤および製造方法の使用を通じて、種々様々のフィルムがテスト用に製造された。

様々なフィルム生産方式が、ある種の所要の特性を達成するために利用された。各技術は、本発明技術の特定の用途に対応しており、反応性表面の作成の際に、特定の利点を提供した。

成形
フィルム作成の最も単純な形態は鋳込み形である。フィルムを作成するこの基本的な方法は、既知のエリアを備えた表面に、所定量の高分子溶液を加えることである。小重量ボート、ＧＣバイアルキャップ、ガラス製バイアルおよびＣＡＲＣパネルはすべて、表面の型板として使用された。作成されるフィルムは、非常に均一となるように意図され、試験のための優れた表面を形成する。キャスティング法は、非常に速く多数のサンプルを調製することを可能にした。同様の技術が、ガラスとヴァイトン（商標）の大きなシート上に作成されたフィルムの厚さを制御するためのメイヤーバー（Ｍｅｙｅｒ ｂａｒ）を使用した。

水中でのＰＶＰ−ＨＰ調整技術は、高い表面張力を持つ傾向があり、それによって、フィルムを作成しようとするときに、表面が広がるよりもむしろ丸まることを引き起こす。
フィルム作成のため、メタノールが表面張力を縮小するために溶液に加えられ、これは、フィルムの均一厚みを作成し、乾燥時間の短縮縮小の鍵であった。

固体−個体間の相互作用は、液体−液体間の反応よりはるかに遅いので、反応性を増加させるために、「活性化剤」組み込み用の最大面積の表面を形成する努力がなされた。高表面積ポリマーの作成に利用可能な１つの方法は電解紡糸である。ナノ紡績されたＰＶＰのサンプルが、ナイロン布基材上で作成され収集され、これによって、構造を破壊することなく、ファイバーが操作されることを可能にした。ＰＶＰの高水溶性により、この形態において、湿気に対し非常に敏感になり、したがって、活性化剤適用テストの間、特性を保持することができないという問題が生じた。たとえそうであっても、この技術は、活性化剤組み込みに望ましいポリマーの構造および特性を提供するために、他のポリマー、添加剤、あるいは架橋剤と組み合わせて使用された時、実施可能であると考えられる。

表面への架橋
ＰＶＰは、水だけでなく種々様々の溶媒に対し、非常に溶けやすいポリマーである。
すべての適用が、可溶性システムから利益を得るとは限らない。２つの方法がＰＶＰの溶解度の低減のために研究された。１つの技術は、ポリマーを架橋して、所定の表面上で不溶性の形態を作成することである。架橋結合は、それによってポリマー鎖が化学結合してポリマー網目構造を形成する手法である。ＰＶＰは、特定波長の紫外線への露光、あるいは化学的架橋剤つまり開始剤の使用を含む、これらに限定されない当業者に既知の様々な方法によって、非可溶性表面を作るために架橋することができる。化学的架橋剤の使用は、多数の化学物質の評価を必要とするとともに、テストに別の変数を加えた。かくして、紫外線トンネルがＰＶＰ架橋のために使用され、容易に生産拡大を可能にした。

紫外線チャンバは、４個の２４ワットの長さ３０ｃｍの紫外線電球が備えられた。この照明は、サンプルの表面上５ｃｍの高さに位置させた。これらの照明は、２５０−２６０ｎｍ（ＵＶＣ）の架橋結合に関係する特定範囲を備えた、ＵＶ Ａ、Ｂ、ＣおよびＶ線を放射した。光の強さ測定は、各群曝露の前に、１１４−１９０ｍＪ／分の範囲で行われた。最適なポリマーの架橋条件は、３６０ＫＰＶＰの１０％ｗ／ｗに対し、上記所定の紫外線条件で２時間の紫外線照射であると決定された。触媒用量の過酸化水素（２０ｍＭ）が、反応開始のために添加された。この方法は、架橋された表面を９５％を超えて備えるフィルムを、再現可能に生成した。

サンプルの架橋パーセントは、重量ベースで測定された。架橋結合パーセント（あるいはゲルパーセント）は、表面に加えられたＰＶＰの重量に対する、不溶性（架橋された）ＰＶＰ量の比較である。紫外線曝露の後に、一部のサンプルは、１００ｍＬの脱イオン水（ＤＩ）水を入れたビーカーに入れられ、２４−７２時間浸漬させた。これは、未架橋のＰＶＰを溶液中へ移動させる一方、架橋部分が接触して残存することを可能にした。その後、残存ずる架橋ポリマーは、濾過によって捕捉され、５０℃一晩乾燥された。非水溶性ポリマーの重量が測定された。架橋ポリマーパーセント（ゲル％）＝不溶ポリマー重量／適用ポリマー重量ｘ１００％

物質統合
ＰＶＰの溶解度を低減する別の方法は、過酸化物を吸収して表面効能を提供することを利用可能にする一方で同時に、これを表面の水から保護する物質へ組み入れることだった。
ＰＶＰと低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）とを組み合わせ、押出し成形によって物質を作成することが、テストされた。目的は、使用性と耐久性とのバランスを提供でき、過酸化物の吸収することを可能する一方で同時に、水を提供し、および、表面効能を提供する２つの材料から成るマトリックスを作成することであった。

押出し成形
押出し成形は、プラスチックを有用な素材に変換する確立した工程である。いくつかの異なる押出成形法がテストされた。ＰＶＰは、その融点より低い、劣化温度を有している。
これは、ＰＶＰが単独での押出成形に適しておらず、所望の特性を提供するポリマーと組み合わせなくてはならないことを意味する。ＬＤＰＥは、その利用可能性、ＰＶＰの劣化温度以下の温度での優れた押出成形性、および、その非常に明確なポリマー特性の理由によって、ＰＶＰと組み合わせるために選択された。

サンプルの押出成形は、ベンチ・トップ押出式で行われ、材料がすべてともに混合され、その後、一対のスクリュー押出式形機に入れられた。その後、材料は一定時間再循環され、その後、幅１インチのフィルムに押し出された。より大きなサンプルは、４インチ幅のフィルムを作成できるパイロット研究所スケール機を使用して作成された。ＰＶＰとＬＤＰＥは、２つの方法で機械へ導入された。１つの方法は、乾燥成分をあらかじめ混合し、混合物を押出機に供給することである。これは、供給ホッパー内でのＬＤＰＥとＰＶＰとのサイズ選別により、様々な結果を生じさせた。別の方法は、押出機へ供給する前に、「マスターブレンド」を作成することであった。マスターブレンドは、混合を促進した個別の押出機中でＰＶＰとＬＤＰＥを混合することにより作成された。これは、一定の成分を有するペレット状材料の生成を強いた。押出成形に先立つマスター・ブレンド・ペレットのテストは、マスター・ブレンド・プロセスは、ＰＶＰをＬＤＰＥ中へ均一に分散させる点で効果的であることを確認した。

ＰＶＰの３つの分子量、つまり５８Ｋ、３６０Ｋおよび１３００Ｋの評価は、１３００Ｋが物質へのもっとも均一な分散することを示した。（これらの例の目的のために、大きな分子量は、重量キロドルトンの略語（ＫＤａ）として表現され、「Ｋ」として示される。）さらに、組み込むことができたＰＶＰの量も１０、２０、３０および４０％で評価された。４０％の組み込みがマスターブレンドの作成に使用されたが、単独での押出成形は、著しく裂けるので、適していなかった。３０％のＰＶＰブレンドは、理想的な表面状態を提供できなかった。

一部の例において、物理的性質、特に柔軟性を改善するために、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）がＬＤＰＥ／ＰＶＰブレンドに添加された。ＰＥＧは、ＰＶＰと同様の、無毒で水溶性のポリマーである。さらに、ＬＤＰＥと同様に、低融点であり、そしてＰＶＰで経験された劣化は有しない。ＰＥＧの組み込みは、ＰＶＰの劣化を最小にするためのシステムの融点を低下させる一方で、フィルムの平滑性および伸縮性を改善することが意図された。ＰＥＧおよびＰＶＰの水に対する溶解性により、ＰＥＧの濃度は約２％に制限された。

ポリマー重量の影響

最後に、この技術のある種の物理的性質は、ポリマー分子量の選択によって、修飾することができる。本発明のこの目的のため、ＰＶＰの４種の平均分子量が評価された。選別した平均分子量は、１０Ｋ、５８Ｋ、３６０Ｋおよび１３００Ｋであった。単一の平均分子量が、常に最良の性能を発揮するとは限らなかった。異なる分子量は、様々な適用に対する適性を示した。低い分子量ポリマーを使用したフィルムは、容易可溶性のつや消し面を形成した。高い分子量は、紫外線による架橋結合に、より適していた。

比較例Ａ。

表面上に過酸化水素を生成すると主張された民生品（ＣＯＴＳ）が効能に関してテストされ、本発明の組成物と比較する。

水および紫外線との存在下で、表面に過酸化物を作成すると主張した３つの異なる民生塗料が同定された。テストされた生成物は、ｅ−Ｐａｉｎｔ（登録商標）からで、ｅ−ＰａｉｎｔＳＮ−１、ｅ−ＰａｉｎｔＺＯ（これら両方は溶剤ベースである）およびｅ−Ｐａｉｎｔ−２０００（水性）を含む。これらの生成物は、適用が生物学の有機体によって汚れることを防ぐボトムを送ることを目指した。

生成物は、製造者によって指定されるような試験片に適用され、推奨される条件下でテストした。３つの塗料で被覆された表面が、特定時間における生成された過酸化水素濃度の評価をされた。これに続けて、生物兵器代替物および化学兵器類似体に対する性能テストを行った。テストは、過酸化水素の用量を最大限にすることを試みて、表面湿度および紫外線曝露の異なるレベルを使用して行った。

生成物がそれらの意図した目的に対し機能的であるとしても、これらの特定の生成物が、化学的または生物学的兵器の表面除染剤としての使用に必要とされる反応性レベルを提供することを実証する条件または方法は同定されなかった。測定結果は、これら民生品によって生成された表面酸化体のレベルは、反応性表面として何らかの価値を持つには低すぎることを、一貫して示した。批判的に考察すると、これらの生成物は、使用の長期間にわたり、非常にゆっくりかつ定常的に機能するように意図されている。従って、それらが長期的にはある効能を示す可能性があるとしても、それらは、即効性の要求に対する所要の反応時間を満足しなかった。

製造者の推奨された厚さを達成するために２つの被膜を使用する試験片に適用し、１０ｍＬのＤＩ（脱イオン化）水中に置き、紫外線が照射されるように配置し、または紫外線照射せずに７２時間おいたときにおける、水溶性部分の量が、過酸化水素のレベルを測定するために滴定された。結果は単に最小の過酸化水素産量（０．００１３未満）を示し、紫外線を使用したときにわずかに高い結果を示した。

ＨＤ類似体ジブチル・スルフィド（ＤＢＳ）が、低レベルの過酸化物の評価にもかかわらず、除染性能をテストするために使用された。塗料の２つの被膜が、製造者の推奨された厚さに適合するように、アクチノミセス症抑制薬に適用された。その後、各塗料の試験片に、５０％ＤＢＳと５％ドデカンとのイソプロピルアルコールおよび水（０％および２．５％）溶液の１．５μＬを滴下した。サンプルは、紫外線を使用して、または紫外線を使用せずにテストされた。溶液は、ＤＢＳおよび関連化合物の抽出のために、サンプルが、イソプロピルアルコール１０ｍＬを含む試験管に移される前に、１０分間表面で反応させた。１５分（５分間の抽出）で、抽出溶液のサンプルはバイアルに移され、そして、適切な方法を使用して、ＧＣＭＳによって分析された。

２つの溶剤をベースにした塗料は、除染量パーセントの点から、水性塗料よりも良い効能を提供するように思われた。；しかしながら、表面内へのＤＢＳの吸収と反応とを区別する方法はなかった。この結果は、類似体が塗装表面に吸収され保持されたことの示唆であるよう思われた。理論上、水の存在のないシステムでは、過酸化水素を生成することはできない。しかし、水の有無によるサンプルの効能間に差異はなく、したがって、仮に過酸化水素の生成からの数値があったとしても、ほとんどがなかったと結論付けられた。

ＤＢＳ類似体とＨＤと従前の相関は、ＤＢＳの１００％の除染が達成されないとしても、この例の場合のように、５０％以下のＨＤが除染され得ることを示した。従って、このテストの結果は、水と紫外線とを用いたとしても、このシステムは、効能に必要な表面の過酸化物のレベル、および、ＨＤ類似ＤＢＳの有意の中和をどちらも提供しないことを示した。

微生物学的研究が、完璧を期すため、および生成物がこのエリアで機能するかどうか判断するために、２種の材料（２０００およびＳＮ−１）に対して行われた。一連の時間的殺菌効果の研究が、黄色ブドウ球菌ＡＴＣＣ６５３８株を汚染源に使用して行われた。

塗料のどちらも、懸濁液中、使用された時間枠（３０、６０および９０分）内において、セルのどんな識別可能な対数減少も実証しなかった。両塗料は、それらが生成した過酸化物を隔離するものとして観察された。殺菌力は、塗装表面と黄色ブドウ球菌セルの間の相互作用の反応速度論に大いに依存し、従って、評価は、活性がほとんど無いまたは皆無であるほうに偏向される可能性がある、という点に留意すべきである。たとえそうでも、この結果は、塗料が、本発明の組成物と相関する性能、すなわち、高力価の生物学的汚染源の適度に迅速な不活性化性能を持っていないことを明らかにした。

比較例Ｂ。

ペルオキシダン（Ｐｅｒｏｘｙｄｏｎｅ）として一般に名高い過酸化物とＰＶＰの乾燥混合物も評価された。この材料は、最も一般に、歯漂白剤のような生成物で使用されるゲルで見つかる。

テストは、ペルオキシダンが本発明の組成物と比較して、どのようなものかを決定するために行なわれた。分子量が異なるペルオキシダンの２種類、ペルオキシダン３０およびペルオキシダン９０について評価された。溶液として、および本発明のＰＶＰ−ＨＰ溶液との比較としてテストした時に、これらの商用材料は本発明の組成物のサンプルよりはるかに低いレベルの過酸化水素を示した。このより低い過酸化物濃度は、恐らく商用ペルオキシダン溶液の著しく低い殺菌力が理由であるように思われる。

ペルオキシダン３０およびペルオキシダン９０は、５％および１０％（重量／重量）の溶液として調製され、滴定によって、過酸化水素量が評価された。濃度が２％以内の過酸化水素（重量による）が得られた。過酸化水素溶液を用いるＨＤの実際の化学物質テストは、この活性化剤が単独で効果的であるためには５％が必要であることを示した。粘性の関係により、ペルオキシダン濃度は、増大させることができす、したがって、この材料を使用して達成することができる活性濃度を制限する。

ペルオキシダン３０およびペルオキシダン９０は、液状殺菌剤（蒸留水中１．０％、５．０％および１０．０％の重量／ｖｏｌの濃度の１０ｍＬ）として、一定期間この液体にさらされた液状のバクテリア培養物（黄色ブドウ状球菌ＡＴＣＣ６５３８株）の生存部分と、この液体に晒されていないバクテリアの一部との比較による殺ブドウ状球菌性能（ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｉｃｉｄａｌ）が評価された。２つのサンプル間の対数差が、比較量として使用された。

微生物学的評価は、化学的分析を補強した。水性のペルオキシダン溶液は、テストされた時間枠（１５、３０および６０分）内で、殺菌性が認められなかった。

市販の生成物のこれらの比較分析は、過酸化水素を生成する能力にもかかわらず、過酸化水素の濃度は、化学的な除染効能あるいは殺生物性効能を達成するのには、本発明の組成物の迅速さおよび完全性と比べて、不十分だった。

溶液中でのＰＶＰ／過酸化水素の酸化体含量および効能

溶液に混合された時、多くの物質は、著しく過酸化水素（ＨＰ）量を下げる。したがって、最初の工程は、ＰＶＰがＨＰと共に使用できるかどうかの判断において、異なる濃度と分子量の成分の混合物を作成すること、および、過酸化物濃度への影響を測定することである。

ＰＶＰの４種の分子量が、２種の濃度、１％および１０％でテストされた。ＰＶＰの分子量は、１０Ｋ、５８Ｋ、３６０Ｋおよび１３００Ｋだった。使用される過酸化水素の濃度は１％、５％および１０％だった。溶液は、オキシダント総量が測定され、その結果は、ＰＶＰポリマーで複合体を形成するのではなく、過酸化水素が劣化したことを示すという方向に分析された。結果的な過酸化水素濃度は、図１、および下記表１に示される。

データは、分子量の異なる液状のＰＶＰが、濃度の異な液状のＨＰに混合されたときの、利用可能な酸化体への影響は無視できたことを示す。全オキシダントを測定する能力は、ＰＶＰ、つまり１０％のＰＶＰの存在が、測定した酸化体濃度の１０％の減少をもたらすので、その量によって低減される−これは、活性化剤の劣化がわずかまたは全く生じないことを示している（図１）。これはテストされたＰＶＰの４種の分子量すべてについて、１−１０％の過酸化水素濃度に該当する。（表１参照）。

生物学的影響評価方法。
この例では、経時的殺菌研究（ｔｉｍｅ ｋｉｌｌ ｓｔｕｄｙ）は、様々な化学式の微生物学的効能を評価するために行なわれた。溶液の実施例として、微生物学的汚染試験が、黄色ブドウ球菌ＡＴＣＣ６５３８株を使用して行なわれた。有機体懸濁液は、バターフィールドのバッファ中で、１×１０８濃度に一度希釈された。１００μＬの懸濁液が、各テスト製剤の９．９ｍＬへ、ピペットで移され混合された。１００μＬのサンプルが、規定時間でこの溶液から取り除かれ、１％のカタラーゼを含むＬＡＴブイヨンの９．９ｍＬを加えることにより中和された。その後、中和された有機体のチューブは、連続的に希釈され、プレートへ散布された。プレートは３７℃で恒温培養されるが、あるいは、テストされる有機体の要求にしたがう。１〜２日間の培養の後、プレートが取り出され、内部好気性の平板菌数法（ＭＣＭ２００．０５）により記録された結果を計数する。

４種の分子量のＰＶＰ（前術した）が、２種の濃度、１％および１０％についてテストされた。
過酸化水素濃度は４つの溶液すべてで１０％であり、また、１０％の過酸化水素が対照として使用された。
図２に示される各溶液の１０ｍＬが、固形培地から移された黄色ブドウ球菌ＡＴＣＣ６５３８株のバッファ浮遊培養液でそれらを汚染することによって、殺生物性活性が評価された。反応はＬＡＴブイヨン（アソレクチン（ａｓｏｌｅｃｔｉｎ）およびトゥイーン（ｔｗｅｅｎ）（１％ｖ／ｖカタラーゼ）で補われたレシーン（ｌｅｔｈｅｅｎ）ブイヨン）で１５、３０および６０秒で止められた。そして、引き続き、ＣＦＵで分析された。各溶液／時間点はそれぞれ３回テストされた。各溶液／時間の組み合わせの結果的対数減少の平均は、図２に示される。

第１に、図２データは、ＰＶＰ−ＨＰの溶液が、黄色ブドウ球菌ＡＴＣＣ６５３８セルのバッファ懸濁液を不活性化する際に、効果的なことを示した。データは、さらにＰＶＰ−ＨＰ溶液の効能と、溶液中のＰＶＰ分子量との関係を示した。５８Ｋおよび３６０ＫのＰＶＰ溶液において、効能が示されるように、効能と溶液中のＰＶＰ含有パーセントと間にも関係があった。ＰＶＰ濃度の増加は、溶液の効能を高めた。また、より低い分子量ＰＶＰはより高い分子量ＰＶＰより効果的である。データは、黄色ブドウ球菌に対するタイミ・キル・スタディのテストにおいて、１０％の過酸化水素を備えた低分子量ＰＶＰ（１０Ｋあるいは５８Ｋ）が、１０％の過酸化水素あるいはＰＶＰ溶液単独よりも、で性能が優れることを実証した。さらに、効果は溶液中に存在するＰＶＰ量に比例した。これは、黄色ブドウ球菌に１０％の過酸化水素を備えた１％のＰＶＰが１０％の過酸化水素単独より大きな効果を示すが、１０％の過酸化水素を備えた１０％のＰＶＰは、両方の溶液よりも性能が優れることを意味する、

殺菌性の効能へのＰＶＰ−ＨＰ複合体の影響を理解すると、フィルムの形成および反応性表面の生産に対する、溶液中での除染テストの変化を認めることができる。

例２：ＰＶＰと過酸化水素の成形フィルム

フィルムは、過酸化水素（１０％および２０％）およびＰＶＰの溶液から、４ドラムのガラス製バイアルの底に、溶液の各々の２ｍＬを乾燥させることによって調製（成形）された。ＰＶＰの様々な分子量は、１０Ｋ、５８Ｋ、３６０Ｋおよび１３００Ｋを含めて使用された。過酸化水素の各濃度はそれぞれＰＶＰの各分子量と共に使用された。バイアルの最初および最終重量は、各サンプルの酸化体濃度を計量するために使用された。

結果は図３に示される。フィルム中の過酸化水素濃度は、それらが乾燥するにしたがい、増加した。過酸化水素濃度は、溶液中の濃度の２倍まで増加させた。この例は、非常に高レベルの固有酸化電位を用いてＰＶＰフィルムを作成できることを示す。測定された酸化体レベルは、最初の濃度のおよそ２倍であった。ＰＶＰの分子量に基づいた酸化体電位に違いは認められなかった。

微生物学的テスト。
使用された表面に対する微生物学的試験手順は修正ＱＣＴ２である。
テストされる有機体はバターフィールドのバッファで１ｘ１０７濃度に希釈された。
その後、２０μＬの接種材料（黄色ブドウ状球菌ＡＴＣＣ６５３８株）が、時間０（ｔ０）で、各テスト表面に適用された。表面は、反転したＧＣバイアル・キャップ、ガラス製バイアル、布、一般に軍備上で用いられる耐化学物質性のコーティング（ＣＡＲＣ）を使用する塗面、あるいは、本発明を適用する任意の他の表面を含んでもよい。この例に使用された表面は４ドラムのバイアルの底に作成されたフィルムであった。適切な接触時間の後、表面は、１％のカタラーゼを含むＬＡＴブイヨン１０ｍＬを加えることにより、またはテスト表面を覆うのに適切な容量により中和された。中和剤を備えた表面は、短時間攪拌され、５分間超音波で処理され、再び短時間攪拌され、サンプリングされた。
連続希釈は、適切な有機寒天培地を用いて混釈平板法で行った。プレートは３７℃、あるいは、テストされる有機体によって要求されるように、恒温培養された。要求された培養期間（有機体による）の後、プレートは内部好気性の平板菌数方法（ＭＣＭ２００．０５）により計数され記録された。

結果は、１０％および２０％の過酸化水素溶液を用いて作成された、１０Ｋおよび５８ＫのＰＶＰフィルムに対し、５、３０および１２０分における平均対数減少を、図４に示す。例２フィルムに関する微生物学の研究は、過酸化水素濃度と同様にＰＶＰの分子量も、微生物学のテストに影響を及ぼしたことを示した。これらのサンプルでは、黄色ブドウ球菌の６乗減少（完全な殺菌）が、１００−１２０分で生じた。

例３：気化過酸化水素（ＶＨＰ）

フィルムに過酸化水素を適用する代替方法は、気体の過酸化水素（ＶＨＰ）の接触によるものである。例２のデータを収集したところ、ＰＶＰ−ＨＰ溶液を乾燥してフィルムにすることは、過酸化物と抗菌力の濃縮をもたらすことを示した。次の実験の目的は、ＶＨＰサイクルへ接触後の成形フィルム中のＰＶＰの酸化体ポテンシャルを測定することであった。ＰＶＰ溶液（過酸化物溶液を含まない）が、ＶＨＰの使用により過酸化水素との複合体を効率的に形成され得ることが確かめられた。この方法の使用すると、過酸化水素は、表面上で容易に利用可能だった。濃度は、接触時間および／または過酸化水素蒸気濃度によって変化し得る。

フィルムはメタノール中で調製され、様々な分子量の１０％ＰＶＰから成形された。１．２ｍＬの固定量は、重量ボートに置かれ、乾燥された。直前−サンプルおよび直後サンプル重量は、計算で使用するために集計された。フィルムはアルミニウム・テストチャンバーに置かれ、９０分間２５０ｐｐｍのＶＨＰに晒された。フィルムは全オキシダント濃度を測定するように直ちに滴定された。

結果は図５に示され、酸化体の同様の濃度がＶＨＰサイクルへの接触後の全サンプルについて測定されたことを示した。ＶＨＰ曝露のない対照試料は、酸化体ポテンシャルを示さなかった。

次に、フィルム中の測定された酸化体ポテンシャル（過酸化物）がバクテリアに対する殺生物性活性に変換したかどうかが確かめられた。

ＰＶＰフィルム試験片は、水またはメタノール中で５８のＰＶＰの１０％溶液を乾燥し、３０分間４００ｐｐｍのＶＨＰに晒すことにより調製された。ＰＶＰ−ＨＰフィルムはＰＶＰ−ＨＰと水との溶液を硬化させることにより調製された。また、過酸化物を含まない（対照）ＰＶＰフィルムが調製された。フィルムは、黄色ブドウ球菌ＡＴＣＣ６５３８株の培養物原液のバッファを用いた懸濁液、培養物の１０倍稀釈液、あるいは培養物の１００倍稀釈液の２０μＬで汚染された。接種材料は時間０で加えられた。また接触時間は、１、２、３、４および５時間（培養物原液）であり、あるいは希釈培養物に対しては６、１２、１８、２４および３０分であった。すべての試験片は、サンプリング間に乾燥してしまうのから保護するため、カバーされた。中和するために、試験片は、１０ｍｌのＬＡＴブイヨン（１％ｖ／ｖカタラーゼ）を収容しているグラスに移され、短時間攪拌され、５分間超音波処理され、３０秒間再び攪拌され、サンプリングされた。希釈は、ＬＡＴ寒天培地を用いて混釈平板法で行い、３７℃で３日間恒温培養された。

結果は図６に示され、２つの異なる方法によって過酸化水素で処理された成形ＰＶＰ−ＨＰフィルムは、殺生物性活性を提示したが、過酸化水素で処理されなかったＰＶＰフィルムは微生物活性を呈さなかったことが示された。

ＶＨＰサンプルに晒された５８ＫのＰＶＰの微生物学的表面テスト（ｍＱＣＴ２）は、８０分で黄色ブドウ球菌に対して４乗の対数減少（完全な殺菌）を示した。図７参照。

乾燥した１０％の５８ＫＰＶＰフィルムの円盤が、ＶＨＰに晒され、次に、２０μＬのバッファ懸濁液として提供された、１０４ＣＦＵの枯草菌１９６５９胞子で汚染された。接種材料は時間０で加えられた。そして、サンプリング時間は、２０、４０、９０、１５０および３００分であった。中和するために、円盤はガラス培養試験管に移され、ＬＡＴブイヨン（１％ｖ／ｖカタラーゼ）１０ ｍＬで洗浄され、短時間攪拌され、５分間超音波処理され、再び短時間攪拌され、次に、サンプリングされた。希釈は、ＬＡＴ寒天培地を用いて混釈平板法で行い、３７℃で２日間恒温培養された。

結果は図８に示される。４乗の枯草菌の死滅（完全な殺菌）が、およそ５時間あるいは３００分に生じた。

予想外に、これらの結果は、上記の黄色ブドウ球菌のために達成された滅菌時間が、他の既知の反応性表面／コーティングのいずれよりもはるかに短いことを確証した。さらに、達成された本発明の胞子を殺す効能は全く重要で、反応性表面に関するどの報告書にもほとんど挙げられない。

上記の例２および３両方は、ＰＶＰフィルム中の過酸化水素が抗菌力を提示し、過酸化水素で処理されないＰＶＰフィルムが抗菌力を示さなかったことを確認した。

例４−架橋の効果

不溶性の表面を提供するために、ＰＶＣは架橋された。上に議論されるように、これは、開始剤と紫外線の使用を含む完成した多数の方法でありえる。この例では、使用される方法は紫外線であった；特に、２５０−２６０ｎｍの範囲のＵＶＣが、関連性がある。高い分子量（３６０Ｋ−１３００Ｋ）を備えたＰＶＰは、文献中で、最も優れた架橋特性を有することが示された。
テストはこれを確認した。

１０％（ｗ／ｗ）の１，３００，０００Ｋ（１３００Ｋ）ミリワットのＰＶＰ溶液が、過酸化水素の２０−５０ ｍＭが架橋反応を触媒するために添加されて、調製された。この溶液は、容量単位で、架橋するために表面に適用された。表面例は次のとおり：
ＧＣバイアルキャップ、布および織物、軍事用ＣＡＲＣを含む塗面、およびガラスからのテフロン被覆隔膜
紫外線装置は４つの２４Ｗの紫外線照明を平行に取り付けた。照明からサンプルが設置される土台までの距離は、５ｃｍだった。ＵＶＣ範囲内でのエネルギー密度は１００ｍＪ／ｍｉｎより大であった。また、露光時間は２時間だった。

サンプルの架橋パーセントは、重量ベースで測定された。架橋されたＰＶＰは、水に晒されたとき膨潤するが、溶解はしないであろう。したがって、架橋が生じた後、サンプルは２４−７２時間水中に置かれた。これは、架橋された部分が無傷で残る一方で、架橋されていないＰＶＰを溶液中へ移動させることを可能にした。その後、サンプルは架橋された部分だけを捕捉するためにろ過され、湿気をすべて除去するために２４時間５０℃で乾燥させられた。サンプルの作成に使用されたＰＶＰの重量と、架橋されたＰＶＰの重量との差異は、架橋されたＰＶＰパーセントの測定手段を提供した。これは文献中で、ゲルパーセントまたは架橋パーセントと名付けられる。

蒸気曝露による過酸化水素の取込み（表面の活性化、ｍｇ／ｃｍ^２として表現）は、架橋されたサンプルまたは架橋されなかったサンプルに対して同じだった。図９参照

フィルムは反転ヴィトンＧＣバイアルキャップの１．３ｃｍ^２の領域で成形された。
サンプルは次の組成物を用いて調製された：
ＶＨＰ４００ｐｐｍ３０分間晒された、１３００Ｋの架橋ＰＶＰ；
１３００Ｋの架橋ＰＶＰ；
ＶＨＰ４００ｐｐｍ３０分間晒された、１３００Ｋの架橋されていないＰＶＰ；
および３００Ｋの架橋されていないＰＶＰ。
サンプルは、バッファー懸濁液として提供された１０５ＣＦＵの黄色ブドウ球菌ＡＴＣＣ６５３８株で汚染された。

活性は２つの方法で評価された：
１）接種材料液が時間０で加えられ、接触時間は１０、２０、４０、８０および１６０分であった、および
２）接種材料液が時間０で加えられ、接触時間は４０から８７．５分まで、２．５分ごとであった。
中和するために、サンプルは、ＬＡＴブイヨン（１％のｖ／ｖカタラーゼ）の１０ｍＬで満たされたガラス培養試験管に移され、短時間攪拌され、５分間超音波で処理され、再び短時間攪拌され、そしてサンプリングされた。希釈は、ＬＡＴ寒天培地を用いて混釈平板法で行い、３７℃で１日間および３０℃で１日間、恒温培養した。

結果は図１０に示される。架橋されたフィルムは、架橋されていない対照と等価（この時間スケールにおいて）の性能に対し効果的であると分かった。ＶＨＰに晒された１３００Ｋの架橋された不溶性のＰＶＰフィルムは、８０．３４分で汚染源を不活性化すると予想された。ＶＨＰに晒された架橋されていないＰＶＰフィルムは、７７．１２分で完全な滅菌達成すると予想された。実際に、このテストは、２つのタイプの表面（架橋されたもの架橋されなかったも）および、黄色ブドウ球菌ＡＴＣＣ６５３８株と反応して不活性化する能力の違いを示さなかった。黄色ブドウ球菌に対し得られた滅菌時間は、他のどの既知の反応性表面／コーティングよりはるかに短い。

例５−胞子に対する架橋されたＰＶＰ−ＨＰフィルムの活性

ＰＶＰ−ＨＰフィルムがそれらの時間にわたる殺生物性特性を保持するかどうか判断するために、１３００Ｋの架橋されたＰＶＰフィルムが、ＶＨＰに晒され、次いで、それらの殺胞子活性が評価された。

修正済のＱＣＴ２が実施され、ＶＨＰに晒された１３００Ｋの架橋されたＰＶＰを、バッファ懸濁液の２０μＬとして提供された１０６．０、１０５．５、１０５．０、１０４．５および１０４．０ ＣＦＵの枯草菌１９６５９胞子によって、汚染した。フィルムは反転ヴァイトンＧＣバイアルキャップ中で調製され、面積〜１．３ ｃｍ２で測定した。活性は２つの方法で評価された：
１） 接種材料は時間０で加えられ、接触時間は２０、４０、９０、１５０および３００分だった。および
２）接種材料は時間０で加えられ、接触時間は１５、３０および４５分、ならびに１から１２時間までの毎時間であった。
中和するために、キャップは、注射器からＬＡＴブイヨン（１％のｖ／ｖカタラーゼ）１０ ｍＬで満たされたガラス培養試験管に移され、短時間攪拌され、５分間超音波処理され、再び短時間攪拌され、その後、サンプリングされた。希釈は、ＬＡＴ寒天培地を用いて混釈平板法によって行われ、３０℃で２日間恒温培養された。

結果（図１１）は、２つの異なる機会にテストされた、５つのすべての胞子の汚染レベルが、６〜７時間の間で不活性化され、活性時間の平均が６時間４０分と見積もられる（非対数線形の微生物の残存曲線を評価するのに有用なフリーウェア・ツールであるＧＩｎａＦｉＴによる評価として）ことを示した。このデータは、ＶＨＰで処理された、架橋されたＰＶＰが殺胞子剤として非常に有効であることを示した。

例６−胞子および非胞子産生性の軍用ヘルスケア用の関連種に対する架橋されたＰＶＰ−ＨＰの活性

黄色ブドウ球菌と枯草菌で達成された成功により、様々な微生物学的有機体が、４００ｐｐｍのＶＨＰへの曝露時間が３０分である、紫外線で架橋された１３００ ＫのＰＶＰフィルムに対し、テストされた。

ＶＨＰに晒された１３００Ｋの架橋されたＰＶＰが、１０５のＣＦＵを目標値とする様々な接種物の２０μＬで汚された。胞子産生種は、バッファ中で再懸濁され希釈された。休止期の有機体は０．１％のペプトン・バッファ中で再懸濁され希釈された。フィルムは反転ヴァイトンＧＣバイアルキャップの中で調製され、面積〜１．３ｃｍ２で測定された。接種材料は時間０で加えられた。接触時間は、休止期の有機体に対しては３０、６０および９０分であり、胞子産生性有機体に対しては、３、６および９時間であった。中和するために、キャップが、ＬＡＴブイヨン（１％のｖ／ｖカタラーゼ）の１０ｍＬで満たされたガラス培養試験管に移され、短時間攪拌され、５分間超音波で処理され、再び短時間攪拌され、その後、サンプリングされた。希釈はＬＡＴ、ＳＤＡまたはＲＣＭの寒天培を用いて適切に混釈平板法で行われ、３７℃または３０℃で適切に２日間恒温培養された。

表２に提示されるデータは、テストされた有機体と得られた結果とを示している。データは、１３００Ｋの架橋されたＰＶＰが、休止期（非胞子産生性）および胞子産生性の種両者に対し、優れた広範囲にわたる能力を提供することを実証した。いくつかの有機体は実験の間に生命力を失ったので、最も高いログ減少が必ずしも最長の接触時間でおこるとは限らず、これは、表中で、経時的に減少する対数減還元値として現われる。

例７−実際の生物戦作用薬に対する効能。

抗菌力を備えた永続性のＰＶＰ−ＨＰ表面は、様々な非胞子産生性および胞子産生性の菌に対して効果的であると分かった。この例において、ＰＶＰ−ＨＰフィルムは実際の生物兵器用炭疽菌（エームズ株）で汚染された。

ＶＨＰに晒されたまたは晒さなかったフィルムは、バッファ懸濁液の２０μＬとして１０５ＣＦＵの炭疽菌（エームズ株）で汚染された。フィルムは反転ヴァイトンＧＣバイアル・キャップの中で調製され、面積〜１．３ｃｍ^２が測定された。接種材料は時間０で加えられた。接触時間は１５、３０、４５、６０、９０、１２０、１５０、１８０、２１０、２４０、２７０、３００、３３０、４２０分であった．中和するために、試験片は、１０ｍＬのＬＡＴブイヨン（１％のｖ／ｖカタラーゼ）で満たされたガラス培養試験管に移され、短時間攪拌され、５分間超音波で処理され、再び短時間攪拌され、次いでサンプリングされた。

図１２に表わされる結果は、実際の生物戦作用薬炭疽菌（エームズ株）の胞子が、代替物枯草菌ＡＴＣＣ１９５８９株の胞子より、逼迫した汚染源ではなかったことを示した。１３００ＫのＰＶＰは、２と３／４時間で完全に１０５の炭疽菌（エームズ）胞子を不活性化した。

例８−ＶＨＰ曝露後に軍事用表面上で架橋されたＰＶＰの酸化体ポテンシャル。

方法論は、関連する軍事用表面上にＰＶＰを直接架橋するための方法論が開発された。
研究に基づいたフィルム（例４）で以前に観察された値と一致する酸化電位によって、軍事用表面上の不溶性の架橋されたＰＶＰフィルムは、生物学的に活性を有することが示された。

様々な表面上の酸化体ポテンシャルの継続性を評価するために、様々な表面上の１３００Ｋの架橋されたＰＶＰに関する研究がなされた。フィルムは、１３００ＫのＰＶＰおよび前述の紫外線架橋法を使用して作成された（例４）。サンプルは３０分間４００ｐｐｍのＶＨＰに晒された。ＧＣキャップおよびＣＡＲＣパネルが、片側面上で晒された。ポリエステル製ワイプが、串刺にされ、両側でＶＨＰに晒された。酸化体レベルはチオ硫酸塩滴定を使用して測定された。ワイプは、ＶＨＰに晒された２倍の表面積を有し、これは表面積計算法で計算された。

図１３に示される結果は、ＶＨＰサイクルに曝露後の酸化体ポテンシャルは、試験された軍関連表面にわたり一貫していることを表している。ＶＨＰに対するＰＶＰの曝露の大部分は、０．４−０．６ｍｇ／ｃｍ^２の過酸化水素という結果になった。

例９−架橋結合により軍事用表面上に組み込まれたＰＶＰ／ＨＰフィルムの効能

架橋されたＰＶＰ−ＨＰフィルムは、実際の生物戦作用薬炭疽菌（エームズ株）を含む、様々な胞子産生性および非胞子産生性の微生物の汚染に対する高い除染効能を供給する不溶性のコーティングであることが示された（例７）。表面上にＰＶＰを直接架橋するための方法論が開発された。この例では、ＣＡＲＣ（chemical agent resistant coating 耐化学物質性コーティング）が塗布されたアルミニウムパネルの表面上に架橋されたＰＶＰの、黄色ブドウ球菌ＡＴＣＣ６５３８を不活性化する能力が評価された。

１３００Ｋの架橋されたＰＶＰが、ＣＡＲＣが塗布されたアルミニウムパネル上で調製され、ＶＨＰに晒された。その後、パネルは、懸濁液の２０μＬとして提供された、１０５ＣＦＵの黄色ブドウ球菌ＡＴＣＣ６５３８株で汚染された。フィルムは、面積〜１９．６ｃｍ^２を測定した。各試験片が、無菌の２５０ｍｌのカップ内に置かれ、接種材料が時間０で加えられた。接触時間は、７、１５、２４、３４、４５、５７、８４分であった。
中和するために、各試験片はそれぞれ、ＬＡＴブイヨン（１％のｖ／ｖカタラーゼ）の２０ｍＬを用いて、カップ内で洗われた。その後、試験片と中和剤を収容するカップは短時間旋回され、パラフィルムで被覆された。被覆されたカップは、５分間超音波処理され、短時間攪拌され、次いでサンプリングされた。直ちに超音波で処理できなかったカップは４℃に維持された。希釈は、ＬＡＴ寒天培地を用いて混釈平板法によって行われ、３７℃で２日間恒温培養された。

図１４は、得られたデータを表わす。ＣＡＲＣ塗布パネル上で組み込まれたＰＶＰフィルムとの接触が６０分間になる前に、１０５の黄色ブドウ球菌ＡＴＣＣ６５３８の完全な不活性化が見られた。これは、ＧＣバイアルキャップ上のコーティングで達成された不活性化よりも２０分短い。このデータは、架橋結合によって軍事関連表面上へのＰＶＰの直接的組み込みの堅固さを立証する強力な証拠を提供する。

例１０−ＣＡＲＣ表面上に架橋したＰＶＰの枯草菌胞子に対する効能

この例では、ＣＡＲＣ塗布アルミニウム・パネルの表面上に架橋されたＰＶＰの、枯草菌ＡＴＣＣ１９６５９胞子を不活性化する能力が評価された。１３００Ｋの架橋されたＰＶＰが、ＣＡＲＣ塗布アルミニウム・パネル上で調製され、ＶＨＰに晒された。その後、パネルは、懸濁液の２０μＬとして提供された１０５ＣＦＵの枯草菌ＡＴＣＣ１９６５９胞子で汚染された。フィルムは面積〜１９．６ｃｍ^２を測定した。各試験片は、無菌の２５０個のｍＬカップに置かれ、接種材料が時間０で加えられた。接触時間は、２０、４０、６０、１２０、１８０、２４０、３６０分だった。中和するために、試験片はそれぞれＬＡＴブイヨン（１％のカタラーゼ）の２０ｍＬでカップ内で洗われた。その後、試験片と中和剤を収容しているカップは短時間旋回され、パラフィルムで覆われていた。覆われたカップは、５分間超音波で処理され、短時間攪拌され、次いで、サンプリングされた。直ちに超音波で処理できなかったカップは４℃に維持された。希釈は、ＬＡＴ寒天培地を用いて、混釈平板法で希釈され、３７℃で２日間恒温培養されている。

達成された結果は、図１５に表される。データに基づくと、１０５の枯草菌ＡＴＣＣ１９６５９胞子の不活性化は７と１／２時間ごろに生じると予想され、これは、〜１．３ｃｍ^２のＧＣキャップ内で調製された同じコーティングに対する予測より１と１／２時間長い。このデータはしかし、架橋結合による軍事関連表面上へのＰＶＰの直接的な組み込みが、殺微生物活性を提供し得ることの、追加的な証拠を提供する。

例１１−ＣＡＲＣ表面上に架橋したＰＶＰの炭疽菌（エームズ）に対する効能

上記の例７に続いて、この例は、２つのフィルム／物質の組み合わせが、実際の生物兵器用薬炭疽菌（エームズ）の胞子を不活性化する能力を評価した。ＣＡＲＣ塗布されたアルミニウム・パネルの表面上に架橋されたＰＶＰ、およびワイプ物質の表面上に架橋されたＰＶＰが評価された。

ＣＡＲＣパネルかワイプ物質上に架橋され、ＶＨＰに晒されまたは晒されなかった１３００ＫのＰＶＰが、バッファ懸濁液の２０μＬとしての１０５ＣＦＵの炭疽菌（エームズ株）で汚染された。
接種材料は時間０で加えられた。接触時間は１５、３０、４５、６０、９０、１２０、１５０、１８０、２１０、２４０、２７０、３００、３３０、４２０分であった．中和するために、試験片は、ＬＡＴブイヨン（１％のｖ／ｖカタラーゼ）の１０ｍＬで満たされたガラス培養試験管に移され、短時間攪拌され、６分間超音波処理され、再び短時間攪拌され、次いでサンプリングされた。

結果は図１６に示される。データは、１０５ＣＦＵの炭疽菌（エームズ株）胞子の完全な不活性化が９０分未満しか要求されないことを示す。ＧＣバイアル・キャップ上の架橋されたＰＶＰの評価で見られたように（例７）。Ｂ．ａｎｔｈｒａｃｉｓ（エームズ株）胞子は、枯草菌ＡＴＣＣ １９６５９胞子より非常に逼迫性のある汚染源ではないことが分かった。架橋結合による軍事表面上へのＰＶＰの直接的組み込みの堅固さを再び立証するための、強力な証拠を提供する。

例１２−１３−ＬＤＰＥ／ＰＶＰ押出フィルム

下記の例１２−１３の目的は、ＬＤＰＥ／ＰＶＰ押出フィルムの使用性および耐久性を評価すること、および過酸化物を吸収する能力に関してテストすることである。架橋されたＰＶＰに対する、選択した押出成形フィルムの過酸化物吸収の比較が述べられる。

例１２−異なる押出フィルムの比較

押出成形によるＬＤＰＥ／ＰＶＰフィルム形成のための３つの異なる生産方式を比較した。１インチのフィルムが、実験規模のシステムで調製された。幅４インチの一片はパイロット規模の設備で調製された。１つのサンプル一式は、両成分の乾燥混合によって調製された。マスターバッチ・サンプルは、球状にされた６０／４０のＬＤＰＥ／ＰＶＰの事前ブレンドから調製された。

他の非可溶性システムで達成された酸化レベルとの比較が行なわれた。この例において、架橋システムが、比較に使用された。追加の研究は、押出成形に使用されたＰＶＰの分子量が、吸収特性を変化させないことを示した。

前述したようにＰＶＰフィルムが調製され、ＶＨＰ除染サイクルに、４００ｐｐｍ、３０分間晒された。架橋されおよび架橋されなかったＰＶＰフィルムの片面が晒された。ＬＤＰＥ／ＰＶＰフィルムは２つの側が、ＶＨＰに晒された。全オキシダントは滴定によって測定された。すべての濃度値は、すべて表面積方式で報告される。

結果は図１７に表され、ＬＤＰＥ／ＰＶＰシステムが、ＰＶＰのみのシステムより、はるかに低い総オキシダントポテンシャルしか持たないことを示す。評価が、指定された形態の非可溶システム向けだったので、値はＰＶＰ濃度の差を説明するためには標準化されなかった。同様に、フィルムが調製されたプロセスは、このプロセスを通じて、過酸化水素吸収量に対する影響がほとんどなかったことが、見られた。全オキシダントに対する値は低かったが、例１３において述べたように、サンプルが抗菌力に関してテストされた。

例１３−グラム染色およびＰＶＰ／ＬＤＰＥフィルムのグラム染色および顕微鏡検査

優れた殺菌性の活性がこれらのサンプルで達成されなかった理由を引き出そうと努めるために、ＬＤＰＥフィルム中のＰＶＰの分散が探求された。

ＬＤＰＥ／ＰＶＰ ８０／２０マスター・ブレンドフィルムの切片が、１分間クリスタルバイオレット染料に浸すことにより染色され、続いて、ＤＩ水で温和に水洗し、１分間、グラムヨウ素に浸し、続いて、ＤＩ水で温和に水洗し、洗浄剤を追加して滴下し、続いて、ＤＩ水で温和に水洗し、クリスタルバイオレットに浸し、続いて、ＤＩ水で温和に水洗し、最後に、ビリアス紙（bilious paper）の上にブロッティングする。染色されたフィルムおよび未染色の対照は、明るいフィールド照明およびＴＥＸＡＳ ＲＥＤとＦＩＴＣ放射／励起フィルタセットとを備える広域螢光照明を使用する、ＮＩＫＯＮ Ｔｉ−エクリプス倒立顕微鏡を使用して観察された。画像はニコン製部品を使用して撮影された。
明るいフィールド画像は２ｍｓの曝露で撮影した。蛍光画像は８０ｍｓの曝露で撮影した。低倍率画像は、立体顕微鏡を通して、ドロイド２フォーンカメラを使用して撮影された。

得られた結果は、図１８に示される。ＰＶＰとヨウ素の複合体は、抗菌性物質製剤としてしばしば使用される。グラム・ヨウ素での原型フィルムの染色は、フィルム中のＰＶＰの分散と、従って、大多数のＰＶＰがフィルムに埋没し、染色には利用不可能なことを明らかにした。さらに、ＰＶＰがＶＨＰ取込みおよび胞子とバクテリアとの接触には利用できないと考えられた。

グラムヨウ素はさらに、ＦＩＴＣｅｘ／ｅｍの下でではなく、ＴＥＸＡＳ ＲＥＤｅｘ／ｅｍの下で強く蛍光を発する。ＰＶＰはそれ自身ＦＩＴＣの中で自動蛍光を発する。その結果、サンプル内でＰＶＰをすべて見ることができるかもしれない。これらの２つのシグナルを組み合わせると、フィルムの総ＰＶＰ含量およびフィルムの表面に利用可能な一部の含量が測定され、フィルム最適化に価値のあるツールを提供できる可能性がある。

例１４−表面形の評価
反応性表面は２つの方法で活性化可能である。１つの方法は表面へ活性化剤とレセプタの両方を同時に組み込むことである。他方はレセプタを表面へ組み込み、次に、活性化剤を適用する二段構えの方法である。これらの方法が両方とも評価された。活性化剤が第２のステップとして加えられた場合、これが表面に有効に活性剤を集結させたとともに、汚染物質とのより優れた相互作用をもたらすので、よりよい結果が、第２の方法を使用して達成された。

１３００Ｋの架橋ＰＶＰフィルム（ＧＣのキャップおよびＣＡＲＣパネル）が、４００ｐｐｍ、３０分のＶＨＰ除染サイクルに晒され、総オキシダント（過酸化物）濃度のが滴定された。ポリエステル・ワイプ（１３００Ｋの架橋ＰＶＰを備える）は串刺にされ、同じ方法でＶＨＰへ両側が晒された。露光面積の差を説明するために、濃度の計算はｍｇ／ｃｍ^２で報告される。図１９は、表面タイプにかかわらず、架橋されたＰＶＰによる過酸化水素の吸収はかなり均一だったことを示す。平均では、ＶＨＰへのＰＶＰの曝露は、０．４−０．６ｍｇ／ｃｍ^２の過酸化水素の濃度に帰着した。

例１５−使用寿命
架橋されたＰＶＰ−ＨＰフィルムの使用寿命を測定するために、汚染前一日から一週間ＶＨＰに晒された１３００Ｋの架橋ＰＶＰフィルムの殺胞子性および殺微生物活性が評価された。ＶＨＰに晒された、１３００Ｋの架橋されたＰＶＰが、両方ともバッファ懸濁液の２０μＬとして提供された、１０５ＣＦＵの黄色ブドウ球菌ＡＴＣＣ ６５３８および枯草菌ＡＴＣＣ １９６５９胞子よって、汚染された。フィルムは反転ヴィトンＧＣバイアル・キャップの中で調製され、面積〜１．３ｃｍ２を測定した。テストを３回反復して実行するために、十分量のキャップが調製された。キャップは最初のテストの１日前にＶＨＰに晒され、ＶＨＰ曝露後、１、４および７日にテストが開始された。すべての場合において、接種材料は時間０で加えられ、接触時間は２０、４０、９０、１８０および３６０分だった。中和するために、キャップは、ＬＡＴブイヨン（１％のｖ／ｖカタラーゼ）の１０ｍＬで満たされたガラス培養試験管に移され、短時間攪拌され、５分間超音波処理され、再び短時間攪拌され、次いでサンプリングされた。希釈はＬＡＴ寒天培地を用いて混釈平板法で行い、３７℃で２日間恒温培養された。図２０の結果は、１週以内に、それらの過酸化物含有量の半分以上を失うにもかかわらず、全てのフィルムの殺胞子活性はわずかにしか低下しなかったことを示した。これは、かなりの量の過酸化物はＰＶＰコーティングの表面から失われるが、微生物に対しする効果は維持されることを示す。

例１６−再生能力および効能
研究が、活性剤、この場合、過酸化水素と組み合わせた再生成能力および微生物に対する効果を見るために行なわれた。テフロン被覆されたＧＣバイアルキャップ中で架橋された１３００ＫのＰＶＰのサンプルが、３０分間４００ｐｐｍのＶＨＰにさらされた。３０分の４００ｐｐｍのサイクルへの接触の後の過酸化水素の典型的な値は、０．４−０．６ｍｇ／ｃｍ^２である。図２１は、最初の７日間における過酸化水素の崩壊速度を示す。７日後に、フィルムは、０．３ｍｇ／ｃｍ２に対し、〜０．５ ｍｇ／ｃｍ２の過酸化物を追加的に加え、３０分間４００ｐｐｍのＶＨＰに再び晒され、７日後までまだ残した。サンプルはさらに２．５週を通じて観察され続けた。サンプルは試験用引き出しの中で、空気に晒されて、格納された。全オキシダントの量は、図２１に表示する時間において、チオ硫酸塩滴定によって測定された。報告された値はそれぞれ５つのキャップの平均だった。結果は、過酸化水素の崩壊速度が、第２のＶＨＰ曝露後と、最初の曝露後とで同じであることを示す。これは、ＶＨＰへ再曝露すると、活性の側面に影響を与えずに、表面が再生能力を示している。微生物学的テストも活性剤の崩壊速度と共に行なわれた。テストは黄色ブドウ球菌（図２２を参照）および枯草菌の両方で行なわれた（図２３を参照）。活性剤濃度はモニターされた週間減少したが、これは、テストされた有機体の、完全な死滅（つまり５乗または６乗のログ減少）を達成する時間には、効果をほとんど与えない。０．０３ｍｇ／ｃｍ^２の過酸化水素濃度でさえ、枯草菌胞子を殺すのに必要な時間は１３時間だった。これは、他の反応性表面に必要な時期より著しく小さな反応時間である。

例１７−ＶＨＰ飽和の増加
一貫した結果は４００ｐｐｍ、３０分のＶＨＰ除染サイクルで達成された。それでも、表面上の酸化体の最初の濃度を増加させる余地があったと考えられた。２つのテストがコーティングが保持することができる最大の水素濃度を測定しようと努めるために使用された。１つのテストは、より長い露光時間を備えた４００ｐｐｍのサイクルの使用について見た；別のテストはＶＨＰ曝露濃度を１０００ｐｐｍに増加させることについて見た。架橋されていないフィルムはＧＣバイアルキャップの中で１３００ＫのＰＶＰを使用して調製された。その後、フィルムは、２、４または６時間、４００ｐｐｍまたは１０００ｐｐｍのどちらかのＶＨＰ除染サイクルに晒された。フィルムはすべてコンディショニング期に晒され、次に、除染の適切な時間の後に回復された。フィルムはチオ硫酸塩滴定を使用して、全オキシダントが測定された。値はすべて曝露の表面積当たりについて報告された。図２４は、より長時間より高濃度のＶＨＰ曝露の後の１３００のＰＶＰフィルムの過酸化物量レベルを示す。過酸化水素レベルは、全６時間の間、４００ｐｐｍおよび１０００ｐｐｍの両方のレベルが安定した割合で増加し続けた。１０００ｐｐｍの６時間の除染期でさえ、ＰＶＰフィルムがより多くの過酸化物をまだ吸収することができたと思われる。この結果は、著しくシステムにロードされる過酸化物の高位レベルのポテンシャルを示し、テクノロジーの異なる適用用過酸化物のレベルを修正するために使用することができた。
ロードするレベルは、るための表面の賦活水準のために可能性を提示する。化学的な効能が０．５ｍｇ／ｃｍ２レベルでＮＭＲ作品で検知されなかった一方、より高い過酸化物濃度はよりよい結果を提示するかもしれない。

例１８−液体水素過酸化物による活性化

テストは気体の過酸化物か液体水素過酸化物への接触によってフィルムを活性化する影響トを評価するために行なわれた。液状の適用はスポット除染あるいはＶＨＰ曝露用の全エリアから密閉することではなくスプレーすることによる活性化する溶液を供給し、より速くより高位レベルの活性に帰着するかもしれない。適用、安全性および表面すべてに届く能力に必要な労働のようなトレード・オフがあるかもしれない。それでも、どちらかまたは両方の活性化法を使用する能力は、最も良くそれらの当面のニーズを満たすためにユーザーに柔軟性を供給するだろう。ＬＤＰＥ／ＰＶＰフィルムは２つの賦活法を比較するために選択された。それらは、ＶＨＰサイクルの最低の過酸化水素取込みがあったとともに、液体が架橋されたＰＶＰフィルムまたは架橋されなかったＰＶＰフィルムに塗られた時。同じ膨張または溶解性の問題を示さなかった。

ＬＤＰＥ／ＰＶＰフィルム・サンプルは４００ｐｐｍの３０分のＶＨＰ除染サイクルに晒され、または１、５または１０分間７％の過酸化水素水に沈められ、その後、ミリ−Ｑ水ですすがた、テストの前に乾燥された。過酸化水素濃度は１つの単位面積当たり計算され、全オキシダントチオ硫酸塩滴定方法を使用してテストした。

図２５は、得られた測定結果を示す。結果は、６０ＬＤＰＥ／４０ＰＶＰフィルムの１分の浸透が、ＶＨＰに晒されたサンプルのそれに近い過酸化水素レベルを提供したことを示す。さらに、５および１０分の余分な時間は、典型的なＶＨＰサイクルへの接触の後に架橋されたＰＶＰで見られたレベルと等価な１０分のサンプルと共に、過酸化水素の増加するレベルを与える。ＬＤＰＥへ組み込まれたＰＶＰの下位濃度がより低い過酸化物吸収値（データは示さず）を与えたことに注意する。

この例は、液状の過酸化物およびＶＨＰの両方が本発明のテクノロジー用の実現可能な活性化テクニックであることを示す。液状の適用はコーティング上の活性剤の高位レベルを提供するように当初は見えたが、同様の結果もＶＨＰサイクル露光時間および濃度の変更により達成することができる。ＰＶＰに基づいたコーティングへの液体の適用は、架橋されないか、溶解度を制限するためにそうでなければ公式化され、結果的にコーティングの除去をもたらし、したがって不利かもしれない。さらに、架橋されたＰＶＰ表面への大量の液体の適用は膨潤（別の不適当な結果）を引き起こす。それでも、両方のテクニックはユーザーに対する活性化選択の余地のために柔軟性を提示する。

例１９−安全評価

本発明の組成物の化学は、優れた安全性の側面を持つ。ＰＶＰと過酸化水素は、人間に適用する使用が一般に知られており、非常に長い使用歴史が特徴である。過酸化水素は、３％の溶液で傷の消毒に一般に使用されるが、〉１０％で使用された時負傷を招く可能性がある。ＯＳＨＡは、さらに過酸化水素蒸気への接触用ガイドラインを持っている。それは、１ｐｐｍ（８時間にわたる時間加重平均）のＶＨＰのための許容暴露限界を含んでいる。この理由で、安全評価は、もし本発明のコーティングが壁とシーリングに塗られ、次に活性化されたならば、典型的な部屋に見つけることができるＶＨＰの量を予測するために行なわれた。

８インチのｘ ８はスライド・ガラスが、メタノールの中で１０％の１３００ ＫのＰＶＰ溶液を使用して被覆され、乾燥された。その後、コーティングは４００ｐｐｍの３０分のＶＨＰサイクルへの接触によって活性化され、〜２０リットルの容積を備えたチャンバに置かれた。頭隙サイズ中の過酸化水素の濃度は所定間隔でＤｒａｅｇｅｒモニターを使用して測定された。その後、これらの濃度は、４つの壁およびシーリングがすべて覆われ活性化される１８．８フィートのｘ １４．８フィートのｘ ９フィートの室のための仮の濃度に変換された。その計算は「部屋換気はないこと」に基づき、したがって保守的な場合を示す。

結果は表３に示される。結果は、ＰＶＰから構成されたシステムが部屋の壁に適用されることになっていたならば、および過酸化水素を備えた賦活水準が０．４−０．６ｍｇ／ｃｍ２であったならば、換気のない部屋の過酸化水素のオフガス補給が、理由無く高くならないだろうという初期の適応を提供した。この例は近似的であるが、部屋の軽微な換気の追加は、合理的に任意の危険な蒸気の増大を防ぐだろう。

表３：オフガスからの環境ＶＨＰ濃度の経時変化

従って、本発明の活性化された反応性表面、標準部屋の壁に適用された、部屋のＶＨＰのレベルはＯＳＨＡ限度を越えなかったと結論された。

例２０−架橋ＰＶＰを備えたフィルムの気体過酸化水素曝露との生物相互作用

本発明のフィルムの表面は高度に吸湿性である。有機体が表面に接した時、有機体を包む湿気が、表面と接触して引っ張られることが、２つの著しい結果を提供する。１番目は、有機体が活性剤との近接した接触に引っ張られるということで、それによって、表面の効能を増強した。第２に、表面は、フィルム内への水の移動によって本質的に撹拌され、そのために処理中の表面の汚染物質湿気のインパクトが最小化することである。

比較はＴＲＩＯＳＹＮ織物を使用して行なわれた。ＴＲＩＯＳＹＮコーテッド・ファブリックでは、活性剤は、物質の離散性の粒子状物質が疎水性の物質織物のファイバーに緩く付いていたと観察された。接種材料が適用された時、黄色ブドウ球菌セルははっきり目に見えて、一箇所で普通の振動動作をしており、活性成分に向かう一般的な動作をしなかった。

著しい２つの観察が明白だった。最初に、フィルムの表面は高度に均一だった。観察によって、ポリマーは、非常に平等に分散された。また、活性剤は、可視でない一方、フィルムの表面を横切って平等に微視的に分散されたことがわかった。次に、フィルムの表面上に黄色ブドウ球菌セルの非常に大量の移動があった。接種材料は、表面が湿気を吸収したとともに、かなり高い割合で、セルと一緒に流れるように見えた。

接種の後に、驚嘆すべきパターンで、セルを運ぶ川のように、表面が流れているように見えた。理論によって拘束されないが、この驚嘆すべき運動は、表面上の活性剤の均一性に加えて、システムの効能を著しく増強し、有機的負荷による汚れに抵抗するのと同時に。効能の相乗効果の増加を達成するのを支援したと仮定される。

例２１−有機的負荷の影響
表面の汚損の関連性は、表面の反応性に対する有機的な負荷の影響への注目をもたらす。
０．５ｇ／ｍＬのＢＳＡ（ウシ血清アルブミン）は選ばれたレベルだった。２０μＬの溶液が活性化されたフィルム表面に適用され、表面上の有機物に構造を時間的にシミュレートするために乾かされた。その後、表面は他のすべての表面と同じ方法でテストされた。
図２６の中のデータは、有機的な負荷なしで同じ活性化された表面と比較して、黄色ブドウ球菌に対する表面の反応性に有機的な負荷のこのレベルが影響を及ぼさなかったことを示す。

例２２−関連する表面テスト

先の例で、ＰＶＰ／ＨＰ反応性溶液は例示によって、多くの表面に適用されたが、軍およびヘルスケア、テント材料、均一の織物および塗面のような関連する表面 （軍事の関連するＣＡＲＣ（耐化学物質性のコーティング）塗料を含む）に限定されない。全てのテスト表面は、過酸化水素活性化剤の受容性および微生物学的効能において同様の振る舞いを示した。

例２３−固体の過酸化物を含むポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）

固体の添加剤、例えば過酸化カルシウム、過酸化マグネシウムは、５８ＫのＰＶＰ溶液と結合し、フィルムを作るために使用された。これらのフィルムは重量でおよそ３％の過酸化物を含んでいた。図２７参照。表面に適用された黄色ブドウ球菌を備えた微生物学的テストは過酸化マグネシウムで３００分で４乗のログ減少を達成した。過酸化カルシウムは、同じ時間枠の２つの対数減少を達成した。図２８参照。これらのサンプルのための微生物学の検査法は以前に記述された表面テストと同一だった。

特許規則に従って、最良のモードおよび好ましい実施例は述べられた；本発明の範囲はそれによって限定されず、むしろ添付の請求範囲によって限定される。

Claims (15)

1. 物品の表面へ、殺生物性および化学的除染特性を有する反応性コーティングを提供する方法であって、下記工程を含むことを特徴とする方法。
   ａ．物品の表面に吸湿性のポリマーを適用する工程；
   ｂ．フィルムを形成するために前記ポリマーを処理する工程；および
   ｃ．前記フィルムを、過酸化水素、塩素、過酢酸、ヨウ素あるいはこれらの混合物を含む、液体または気体の酸化体と接触させ、この酸化体が前記フィルムと反応するかまたは吸収されるのに十分な時間、晒す工程
2. 前記液体または気体の酸化体は過酸化水素であり、前記フィルムは、約３０分間、少なくとも約４００ｐｐｍの気体の過酸化水素に晒されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記ポリマーは、ポリビニルピロリドン、低密度ポリエチレン、またはこれらの混合物を含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
4. 前記フィルムは、６，０００−１２，０００ ｍＪ／ｃｍ^２ のエネルギー密度の紫外線を使用して架橋されることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
5. 前記ポリビニルピロリドンは、分子量が１０Ｋ、５８Ｋ、３６０Ｋ、１３００Ｋであるか、またはこれらの混合物であることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
6. 物品の表面へ、殺生物性および化学的失活特性がある反応性コーティングを提供する方法であって、下記工程を含むことを特徴とする方法。
   ａ． 反応性組成物の総重量に基づいて１−９９重量％の範囲の量で存在するポリマーを提供する工程；
   ｂ． 前記ポリマーに、反応性組成物の総重量に基づいて１−１０重量％の範囲の量で存在する過酸化水素の水溶液を混合する工程；
   ｃ．物品の表面に、前記ポリマー／過酸化水素混合物を適用する工程；および
   ｄ．前記混合物を乾燥する工程
7. 前記ポリマーは、ポリビニルピロリドン、低密度ポリエチレン、またはこれらの混合物を含むことを特徴とする、請求項６に記載の方法。
8. 殺生物性および化学的除染特性を有する再活性化可能な反応性組成物であって、
   ａ．ポリビニルピロリドン、低密度ポリエチレン、またはこれらの混合物であり、反応性表面組成物の総重量に基づいて、約１から約９９重量％までの量で存在するポリマー、および；
   ｂ．過酸化マグネシウム、過酸化カルシウム、過酸化水素、塩素、過酢酸、ヨウ素あるいはこれらの混合物を含み、反応性表面組成物の総重量に基づいて約１から約１０重量％までの量で存在する活性物質であって、活性剤が汚損、枯渇または腐食されたときに、前記ポリマーを追加の活性剤に晒すことによって、表面特性を再生可能または再活性化可能である活性物質
   を含むことを特徴とする反応性組成物。
9. 殺生物性および化学的除染特性を有する反応性組成物であって：
   ａ．ポリビニルピロリドン、低密度ポリエチレンまたはこれらの混合物を含む吸湿性ポリマー；および
   ｂ．液体または気体の過酸化物、塩素、過酢酸、ヨウ素またはこれらの混合物を含む前記ポリマーへ組み込まれた活性物質
   を含むことを特徴とする反応性組成物。
10. 反応性組成物の総重量に基づいて、前記ポリマーは約９０から約９９重量％までの範囲の量で存在し、前記活性剤は約１から約１０重量％までの範囲の量で存在する、ことを特徴とする、請求項９に記載の反応性組成物。
11. 前記活性剤は、ポリマーフィルムに液体または気体の形態の活性剤を、活性剤が前記ポリマー内へ分散するのに十分な時間晒すことによって、ポリマーによって形成されたフィルム内へ組み込まれることを特徴とする、請求項９に記載の反応性組成物。
12. 請求項９の反応性組成物を含む表面コーティング。
13. 請求項９の反応性組成物を含む物品。
14. 物品の製造中に反応性組成物を組み込む工程を含む、物品に殺生物性および化学的除染特性を提供するための方法であって、前記反応性組成物は、吸湿性のポリマーおよび活性剤を含むことを特徴とする方法。
15. 殺生物性および化学的除染特性を有する反応性組成物であって、
    ａ．１０Ｋ、５８Ｋ、３６０Ｋまたは１３００Ｋの分子量であるポリビニルピロリドンであり、反応性組成物の総重量に基づいて、約１から約９９重量％までの量で存在する吸湿性のポリマー、；および
    ｂ．過酸化水素であり、反応性組成物の総重量に基づいて、約１から約１０重量％までの量で存在する活性剤
    を本質的に含むことを特徴とする反応性組成物。

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