現在、環境条件の変化とさまざまな公衆衛生危機の出現の中で、消費者は家庭の衛生と健康をより重視しています。同時に、家庭用洗剤分野では機能化が主要な開発トレンドとして浮上しています。消費者はもはや、標準的な洗浄機能を提供するだけの洗剤では満足せず、殺菌や芳香などの追加特性も求めています。さらに、全自動洗濯機の普及により、消費者はさまざまな種類の衣類をまとめて洗濯することをますます好むようになりました。これらの要因により、消毒および消毒特性を備えた家庭用洗剤製品に対する消費者の需要が急速に高まっています。
近年、消毒および消毒製品の種類も大幅に拡大し、単一目的の消毒剤から、洗浄機能と殺菌機能の両方を兼ね備えた多機能複合製品へと進化しています。{0}{1}さらに、適用範囲は繊維製品のみから広がり、食器用洗剤、床や表面のクリーナー、便器クリーナーなど、幅広い家庭用クリーニング製品を網羅しています。-
標準 QB/T 2850-2007、*抗菌および静菌洗剤*の関連規定によると、この業界内で「抗菌および静菌洗剤」と呼ばれる製品は、界面活性剤と特定の殺菌剤または静菌剤を組み合わせて配合されています。これらは、抗菌/静菌特性と洗浄/汚れ除去機能の両方を備えた日常使用の化学洗浄製品です。-このような消毒および消毒用洗剤の配合には、いくつかの技術的な課題があります。まず、適切な殺菌剤を選択することです。第二に、選択した殺菌剤を他の洗剤成分と組み合わせたときの適合性と相乗効果を評価します。第三に、殺菌剤を製剤に組み込む最適な方法を決定します。この論文は、これら 3 つの側面に焦点を当て、家庭用洗剤の殺菌効果と静菌効果をもたらす成分を体系的にレビューし、特にそれらの適合性特性と配合方法を調べます。
1. 家庭用洗剤に含まれる殺菌剤の種類
殺菌剤はその起源に基づいて、合成殺菌剤と天然殺菌剤に大別できます。化学組成に基づいて、ハロゲン{{1}}ベース、酸素-ベース、アルデヒド-ベース、フェノール-ベース、第四級アンモニウム塩、グアニジン-ベースの化合物、伝統的なハーブ抽出物などの種類に分類できます。毎日使用される化学洗剤の場合、これらの殺菌剤の主な標的微生物は、*黄色ブドウ球菌*、*大腸菌* (大腸菌)、および*カンジダ・アルビカンス*です。家庭用洗剤に使用される殺菌剤は、次の基準を満たす必要があります。① 安全性が高く、人体に対して無毒であり、刺激性が低い。 ② 少量添加でも効果が高い効果-。 ③ 界面活性剤や他の洗剤助剤との相溶性が良い。 ④ 製品の基本性能や香りを損なうことなく、溶解性、分散性が良好です。{13}}
ハロゲン{{0}}ベースの薬剤
ハロゲン{{0}}ベースの殺菌剤には、塩素-含有、臭素-含有、ヨウ素-含有の薬剤が含まれます。ハロゲン元素は本質的に強力な酸化特性を持っているため、これらの元素を含む化合物は通常、強力な殺菌力と漂白力を示します。
① 塩素-を含む殺菌剤
塩素-を含む殺菌剤には強力な殺菌力があり、細菌胞子を含むさまざまな微生物を除去できます。-さらに、幅広い可用性や低コストなどの利点もあります。ただし、強い刺激性と pH に対する感受性により、適用範囲が制限されます。家庭用洗剤に使用される一般的な塩素-含有殺菌剤には、主に次亜塩素酸ナトリウムとジクロロイソシアヌル酸ナトリウムが含まれます。工業的に製造された次亜塩素酸ナトリウムには、通常、約 10% ～ 20% の活性塩素が含まれています。強力な殺菌効果と漂白効果を持つ強力な酸化剤として作用しますが、金属を腐食し、分解しやすい性質があります。適合性の点では、次亜塩素酸ナトリウムは特定の染料を損傷し、香料、酵素、蛍光増白剤と悪反応する可能性があります。そのため、消毒液や漂白製品に単独で使用されることがよくあります。ジクロロイソシアヌル酸ナトリウム-ジクロルとしても知られています-は、広域スペクトルの殺菌剤です。-乾燥粉末の形態は保存中に安定ですが、水溶液は安定性が劣ります。ジクロロイソシアヌル酸ナトリウムは、累積的な毒性や変異原性の影響を示さず、高い安全性プロファイルを提供するため、家庭用洗剤での使用に適しています。相溶性の点では、脂肪酸ジエタノールアミド、アルキルフェノールポリオキシエチレンエーテル、ホウ砂、ソーダ灰などの物質はジクロロイソシアヌル酸ナトリウムに対して分解作用を及ぼします。逆に、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、脂肪アルコールエーテル硫酸ナトリウム、脂肪アルコールポリオキシエチレンエーテル、硫酸ナトリウム、塩化ナトリウムなどの物質は、ジクロロイソシアヌル酸ナトリウムの安定性を高めます。
② 臭素-ベースの殺菌剤
臭素-ベースの殺菌剤の一般的な種類には、主にブロモクロロジメチルヒダントインとジブロモジメチルヒダントインが含まれます。これらの薬剤は使用後は環境に優しいものになります。塩素-ベースの殺菌剤と比較して、臭素-ベースの薬剤はアルカリ環境下で優れた微生物殺傷効果を示し、より急速に分解します。しかし、臭素系殺菌剤はコストが高いため、主に病院や伝染病の流行地域での消毒に使用されています。{6}}家庭用洗剤への用途は依然として比較的限られています。
③ ヨウ素-ベースの殺菌剤
元素状ヨウ素やヨードフォアなどのヨウ素-ベースの殺菌剤-は、医学や公衆衛生の分野で広く使用されています。近年では洗剤業界にも応用されています。ヨウ素元素は優れた透過性を備えており、細胞壁に急速に浸透してタンパク質の変性と不活性化を誘導します。研究では、0.5% ヨウ素と脂肪族アルコール ポリオキシエチレン エーテル硫酸ナトリウム (AES) を含む 12 種類の界面活性剤のブレンドを配合することによって-、得られるヨウ素ベースの抗菌洗剤-は、洗浄力と殺菌効果の両方で非常に満足のいくレベルを達成できることが実証されています。
過酸化物
過酸化物ベースの殺菌剤は水に溶解すると解離して、高い酸化還元電位を持つフリーラジカルを生成します。{0}これらのラジカルはその後微生物の透過性障壁を破壊し、-または微生物のタンパク質、DNA、その他の細胞成分を攻撃し、-最終的に微生物の死をもたらします。
①液体過酸化物
この文脈で使用される主な液体過酸化物は、過酸化水素と過酢酸です。これらの物質は本質的に腐食性が高く、布地に漂白効果を及ぼします。現在、過酸化水素は主にカラーセーフな漂白剤の配合に利用されています。-一部の研究では食器用洗剤への応用が検討されていますが、その分解は重金属、アルカリ環境、光への曝露などの要因によって引き起こされる可能性があるため、そのような配合物に配合すると多くの適合性の問題が生じます。
②固体過酸化物
固体過酸化物-特に過ホウ酸ナトリウムと過炭酸ナトリウム-は、主に粉末洗剤配合物に使用されます。特に、過ホウ酸ナトリウムと過炭酸ナトリウムは酸素を放出するために高温を必要とします。したがって、温度が40度を超えるまでは殺菌効果を発揮しません。さらに、過炭酸ナトリウムなどの化合物の安定性は比較的劣ります。これらの特性に基づいて、このクラスの殺生物剤は主に洗濯機の槽クリーナー、排水オープナー、および同様の製品の配合に利用されます。
③安定化二酸化塩素
二酸化塩素は、世界保健機関によってクラス A1 の非常に効果的で安全な殺生物剤として分類されています。室温では、高い化学反応性を特徴とする黄緑色のガスとして存在し、その消毒効果は塩素元素の 5 倍です。
グアニジン誘導体
グアニジン-ベースの殺生物剤は、ビグアニドとモノグアニドに大別されます。ビグアナイドのカテゴリーには、クロルヘキシジンとその誘導体、ポリヘキサメチレン ビグアナイド塩、ポリアミノプロピル ビグアナイドなどが含まれます。モノグアニドのカテゴリーは主にポリヘキサメチレン モノグアニドで構成されており、塩酸塩、ステアリン酸塩、プロピオン酸塩などのさまざまな塩の形で入手できます。研究により、塩酸塩の形は他の塩の形と比べて強い殺菌効果を示すことが示されています。
クロルヘキシジン (ヒビタンとしても知られる) は、主に酢酸塩とグルコン酸塩の 2 つの形態で入手できます。これは広範囲の静菌特性を持っています。-高濃度では、殺菌効果と静菌効果の両方を示しますが、低濃度では、その作用は主に静菌効果です。ただし、クロルヘキシジンは細菌の胞子や真菌に対しては効果がありません。日用化学製品の分野では、手指消毒剤、歯磨き粉、スキンケア製品の防腐剤として一般的に使用されています。
ポリヘキサメチレングアニジン塩酸塩は低毒性物質として分類されています。-金属に対して非腐食性であり、布地に漂白効果を与えません。-このクラスの殺生物剤は、優れた水溶性と熱安定性を示します。泡立ちが最小限で、洗い流しが簡単で、pH の変動に影響されません。塩素-ベースまたは過酸化物-ベースの殺生物剤と比較して、ポリヘキサメチレン グアニジン (PHMG) 殺生物剤は毒性と刺激性が低いため、より安全に使用できます。そのため、家庭用洗剤に広く配合されています。研究によると、わずか 5 ～ 10 分の接触時間で PHMG 殺生物剤を塗布するだけで、食器表面の総細菌数と大腸菌群のレベルを、関連する国家衛生基準に準拠するレベルまで減少させるのに十分であることが実証されています。その後、大手洗剤メーカーは、殺生物剤有効成分として PHMG を特徴とするさまざまな家庭用洗剤を発売しました。適合性に関しては、グアニジン-ベースの殺生物剤はカチオン性薬剤であるため、石鹸、アニオン性界面活性剤、および同様の物質との併用は避けてください。さらに、特定の非イオン性界面活性剤も、その殺生物効果を損なう可能性があります。-さらに、製剤中の独立した成分として使用される PHMG は、効率の低い殺生物剤として分類されます。-したがって、強力な消毒効果や長時間の消毒効果が必要な用途では、他の殺生剤と相乗的に使用する必要があります。{15}}
第四級アンモニウム塩
第四級アンモニウム塩は、カチオン性界面活性剤の一種です。中でも、アルキル-ベースの第 4 級アンモニウム塩-は、特に単{3}}鎖と二-鎖の変異体-に分類され、殺生物剤として最も広く使用されています。現在まで、このクラスは 7 世代の製品を通じて進化してきました。第 1 世代と第 2 世代は、塩化ベンザルコニウムと臭化ベンザルコニウムに代表されますが、第 7 世代は、高分子第 4 級アンモニウム塩と塩化アルキルジメチルベンジルアンモニウムおよび塩化アルキルジメチルエチルベンジルアンモニウムを組み合わせた混合物で構成されています。第四級アンモニウム塩は、真菌、結核菌*、および細菌の胞子に対しては効果がありませんが、強力な静菌特性を備えており、極度に低濃度でも細菌の増殖と繁殖を阻害できます。
適合性の観点からは、すべての第 4 級アンモニウム殺生物剤はカチオン性界面活性剤として機能します。二重鎖第 4 級アンモニウム塩は、陰イオン界面活性剤や硬水の悪影響に対してある程度の耐性を示しますが、それでも陰イオン界面活性剤との共配合または同時使用は避けるべきです。-さらに、ヨウ素、ヨウ化カリウム、サリチル酸、過酸化物などの物質は、第四級アンモニウム消毒剤と組み合わせると拮抗作用を示します。したがって、塗布中にこれらの物質の混合を避ける必要があります。近年、家庭用洗剤への第四級アンモニウム消毒剤の使用がますます普及しています。
その他の合成消毒剤
合成消毒剤には、アルデヒドやフェノールなどのカテゴリーも含まれます。アルデヒド-ベースの消毒剤の中でも、ホルムアルデヒドは刺激性が高く、作用が遅く、潜在的な発がんリスクをもたらします。フェノール-ベースの消毒剤に関しては、トリクロサンやトリクロカルバンなどの一般的に使用される薬剤-に関連する潜在的な危険性が継続的に暴露されています。-これらの安全性に関する懸念を考慮すると、製品配合にそれらを含めるには慎重かつ賢明な検討が必要です。
天然消毒剤
天然の消毒剤は、その起源に基づいて、植物{0}}由来、動物-由来、微生物-由来のカテゴリーに大別できます。天然消毒剤は毒性が低く、刺激性が最小限であるため、消費者により容易に受け入れられる傾向があり、この分野における研究への関心が継続的に高まっています。現在の研究活動は主に植物由来の消毒剤に焦点を当てています。ただし、限られた数の研究では、家庭用洗剤配合物への動物-または微生物-由来の消毒剤の組み込みも検討されています。
① 植物-由来の消毒剤
植物由来の消毒剤は、病原性微生物に対して使用するために、根、茎、葉、花などの植物のさまざまな部分から-殺菌作用または静菌作用を持つ成分-を抽出することによって製造される抗菌製剤として定義されます。{0}}植物由来の消毒剤に含まれる主な有効成分には、アルカロイド、フラボノイド、ステロイド、テルペン、タンニン、エッセンシャル オイル、テルペノイド、サポニン、クマリン、リグナン、スチルベン、多糖類、フェノール、キノン、エステル、有機酸などがあります。-植物由来の消毒剤を洗剤配合物に組み込む場合、主に 2 つの課題が生じます。1 つは、最適な投与量を決定することです。次に、洗剤システムの結果として生じる色の管理です。植物由来の消毒剤は一般に抗菌力が限られており、製造コストが高くなりますが、刺激性が低いため、家庭用洗剤製品での使用がますます広がっています。
② 動物由来の殺生物剤-
リゾチーム、抗菌ペプチド、抗菌タンパク質など、動物から抽出された物質-はすべて、さまざまな程度の抗菌効果を持っています。-現在、キトサンは洗剤分野で最も広く利用されている動物由来の薬剤です。-しかし、洗剤への応用は、水やほとんどの有機溶媒への溶解度が低いことと、本質的に穏やかな抗菌力があるため、大幅に制限されています。これらの限界に対処するため、一連のキトサン誘導体を開発するための化学修飾を通じて、または非常に強力な抗菌因子をキトサンマトリックスに組み込むことによって、キトサンの抗菌能力を強化することに研究努力が焦点を当ててきた。
③ 微生物-由来の殺生物剤
微生物由来の殺生物剤は、大きく 2 つのタイプに分類できます。1 つは、バクテリオファージ、ウイルス、細菌、真菌などの微生物を直接適用して抗菌効果を達成するものです。{{1} 2 つ目は、抗菌目的で微生物の代謝副産物を利用します。現在まで、この特定のクラスの殺生物剤を洗剤配合物に適用することに関する研究は比較的限られたままです。
家庭用洗剤への殺生剤の選択と配合
抗菌洗剤の配合設計では、洗浄する表面または物体の特定の特性を注意深く考慮する必要があります。これには、適切な殺生物剤と界面活性剤を選択すること、およびブレンド内のさまざまな成分の相乗的な適合性を評価することが必要になります。床や家具の洗剤を例に挙げると、塩素-ベースの殺生物剤は木材を変色させるため一般に避けられます。カチオン性第四級アンモニウム塩は比較的穏やかで毒性は低いですが、抗菌効果は比較的弱いです。逆に、ポリヘキサメチレン ビグアナイド (PHMB) は、グラム陽性菌とグラム陰性菌の両方に対して効果的です。-さらに、-毒性や刺激性はなく、-*カンジダ アルビカンス* などの真菌やカビに対して効果的です。- PHMB はそのポリマー分子構造により、繰り返し使用すると床や家具の表面に吸着し、持続的な抗菌効果をもたらします。これらの包括的な考慮事項に基づいて、選択された配合物は、床および家具の洗浄製品に使用するために、20％のポリヘキサメチレンビグアニド第四級アンモニウム塩、45％のドデシルジメチルベンジル塩化アンモニウム、およびジアルキル第四級アンモニウム塩を含む混合殺生物系を採用しています。カチオン性殺生物剤を選択する場合、相溶性と最適な性能を確保するために、それらとブレンドする界面活性剤を選択する際には特に注意する必要があります。最終的に、この配合物は、脂肪アルコール ポリオキシエチレン エーテル、ドデシル ジメチル ベタイン、分岐-鎖脂肪アルコール ポリオキシエチレン エーテル、アルキル グルコシド、およびアミン オキシドを主な界面活性剤成分として利用します。具体的には、脂肪族アルコール ポリオキシエチレン エーテルは表面張力を大幅に低下させるため、殺菌剤の細菌細胞表面への移行とその後の細胞内部への浸透を促進し、殺菌効果を高めます。ドデシル ジメチル ベタインとアミン オキシドは固有の殺菌特性を有し、洗浄力に関して相乗効果を示します。アルキルグルコシドは穏やかな性質を持ち、優れた展着力を備えており、床や家具の表面に残るベタつき感を効果的に軽減します。
殺生剤の組み込み方法に関しては、ほとんどの殺生剤は配合プロセス中に原材料として洗剤配合物に直接添加されます。このアプローチはシンプルで実行が簡単ですが、洗浄された対象物に抗菌または静菌効果をもたらすのは実際の洗浄サイクル中にのみです。洗浄プロセスが完了すると、これらの利点の保持には限界があります。この制限は、洗濯サイクルの最終段階で大量の水で広範囲にすすぐ必要がある洗濯洗剤などの製品で特に顕著であり、抗菌または静菌効果を持続的に維持することがさらに困難になります。そのため、一部の研究活動は、これらの有益な薬剤の持続放出特性を達成するために、-マイクロカプセル化の使用など-別の組み込み方法の開発に焦点を当てています。-
