化学指示组合物、蒸汽灭菌指示物及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本公开涉及蒸汽灭菌指示物，更具体地，涉及用于蒸汽灭菌指示物的化学指示组 合物、使用该化学指示组合物的蒸汽灭菌指示物及其制造方法。
【背景技术】
[0002] 压力蒸汽灭菌法是通过高温湿热过程杀灭所有存活的微生物，包括病毒和孢子。 不当的灭菌过程（没有达到灭菌条件）可能会带来感染风险，因此监控灭菌效果就显得非 常重要。标准的做法是将待灭菌物品及指示物一同灭菌，利用指示物的变化（受一个或多 个灭菌条件影响）评估灭菌效果。目前主要有两类蒸汽灭菌指示物，即生物指示物和化学 指示物。由于生物指示物在灭菌后需要相对较长的时间来读取结果，而化学指示物在灭菌 结束后即可判读，因此化学指示物在医院、诊所的日常工作中被大量使用。对于化学指示物 系统的研究也越来越多。
[0003] 在某些现有的化学指示体系中，引入了一种如US288979和GB872136公开的硝化 纤维素树脂体系的指示组合物，该指示组合物基于一种热致变色的有机染料或者染料的 衍生物或者一种金属盐化合物，其可以涂布在纸质基材上制成蒸汽灭菌指示胶带。此外， US3360338公开了一种指示组合物，该指示组合物包含二甲基二硫代氨基甲酸硒、三氧化二 铋（和/或枸橼酸铋和/或碱式没食子酸铋和/或次硝酸铋和/或氯氧化铋和/或碱式碳 酸铋和/或次水杨酸铋和/或铬酸铅）、成膜载体（如聚氯乙烯）和溶剂（如丁酮）。
[0004] US3471422公开了一种热致变色组合物，该热致变色组合物是将热敏成分多价金 属化合物和硫或具有反应性的硫化合物分散在醇酸树脂内制得。
[0005] US4179397公开了一种指示组合物，主要由树脂或多种树脂的混合物，醇溶剂和具 有在湿热条件下变色的染料组成。JP61287972公开了一种由碱式碳酸铜、硫、碳酸镁和氯化 树脂组成的指示组合物。JP2211162公开了一种指示组合物，其成分包含合成橡胶树脂溶 液、不溶性铋化合物（如三氧化二铋，碱式碳酸铋，水氧化铋）以及硫脲化合物（如甲基硫 脈，乙基硫脈）。
[0006] US5087659公开了一种基于青色素盐染料和酚树脂的指示组合物成分。
[0007] JP2010071883公开了一种水性指示组合物，其热致变色成分为电子给体和电子受 体化合物，并通过微胶囊技术将其分散在水性环氧树脂内并用胺进行固化。US5990199和 TO9633242公开了一种基于酚醛树脂水性分散液和胺封端催化剂的指示组合物，通过改变 组成中胺封端催化剂的用量，实现变色的调节。JP2002080756公开了一种指示组合物，包括 着色剂（乙基黄或结晶紫内酯）、含有酚羟基的成色助剂（三苯甲烷磺内酯类化合物）以及 树脂（环氧树脂、丙烯酸树脂、氯乙烯树脂、聚酯、聚酰胺或松香改性树脂）。
[0008] JP2009031273、JP2008132311和EP2153853公开了基于糖类和单偶氮染料的指示 物。JP2180973、US5057433、US5064576、CA1336225、TO98/13431 和 US5916816 公开了一种 基于铋化合物和硫化合物的指示物，并使用树脂（如丙烯酸类树脂、硝化纤维素、乙基纤维 素或者紫外、电子束可固化树脂）作为粘结料。
[0009] 总的来说，大部分的现有的指示物均是基于有机溶剂的体系，如酮类、碳氢类溶 剂、醇或酯类溶剂，可能会在生产操作中会造成环境污染和安全隐患。
【发明内容】
[0010] 本公开提供一种基于水性树脂，在暴露于蒸汽灭菌过程条件时具有光密度变化 的，具有耐水性和低转移性的化学指示组合物。
[0011] 本公开的某些方面提供一种化学指示组合物，其包含：以聚合物乳液或聚合物分 散液形式存在的水性树脂，所述水性树脂的分子量大于或等于20, 000,所述水性树脂的酸 值小于或等于60,所述水性树脂包含第一水性树脂成分和第二水性树脂成分，所述第一水 性树脂成分的最低成膜温度大于或等于30°C，所述第二水性树脂成分的最低成膜温度小于 30°C ;成膜剂；热致变色成分；作为溶剂水；其中，基于整个化学指示组合物的总重量，所述 第一水性树脂成分的固体重量百分含量为10-30% ;所述第二水性树脂成分的固体重量百 分含量为0-35% ;所述成膜剂的重量百分含量为1-10% ;所述热致变色成分的重量百分含 量为15-40% ;所述水性树脂成分中所含的水和作为溶剂的水的重量之和的重量百分含量 为20-70%;所述水性树脂的固体重量和所述热致变色成分的重量之比大于或等于1 : 3。
[0012] 本公开的某些方面提供一种蒸汽灭菌指示物，其包括基材和涂布在所述基材上的 本公开提供的化学指示组合物。
[0013] 本公开的某些方面提供一种制备蒸汽灭菌指示物的方法，所述方法包括：将本公 开提供的化学指示组合物涂布在基材的表面上，以形成蒸汽灭菌指示物。
[0014] 本公开提供的化学指示组合物可以用于蒸汽灭菌指示物。此外，本公开提供的化 学指示组合物在基材上具有良好的附着力，因此该化学指示组合物可以涂布在基材上制成 蒸汽灭菌指示物。根据某些【具体实施方式】，该化学指示组合物还具有良好的耐水性。根据 某些【具体实施方式】，该化学指示组合物向蒸汽灭菌指示胶带中的胶转移的能力较低，不易 造成化学指示组合物对胶的污染。根据某些【具体实施方式】，该化学指示组合物向包装材料 转移的能力也较低，不易造成化学指示组合物对包装材料的污染。并且，根据某些具体实施 方式，，该化学指示组合物是一种低粘度、高固含量的水性体系，因此具有优异的环境友好 性和安全性。
【具体实施方式】
[0015] 应当理解，在不脱离本公开的范围或精神的情况下，本领域技术人员能够根据本 说明书的教导设想其他各种实施方案并能够对其进行修改。因此，以下的【具体实施方式】不 具有限制性意义。
[0016] 除非另外指明，否则本说明书和权利要求中使用的表示特征尺寸、数量和物化特 性的所有数字均应该理解为在所有情况下均是由术语"约"来修饰的。因此，除非有相反的 说明，否则上述说明书和所附权利要求书中列出的数值参数均是近似值，本领域的技术人 员能够利用本文所公开的教导内容寻求获得的所需特性，适当改变这些近似值。用端点表 示的数值范围的使用包括该范围内的所有数字以及该范围内的任何范围，例如，1至5包括 1、1· 1、1· 3、1· 5、2、2· 75、3、3· 80、4 和 5 等等。
[0017] 化学指示纟目合物
[0018] 根据某些【具体实施方式】，本公开提供的化学指示组合物包含：
[0019] 以聚合物乳液或聚合物分散液形式存在的水性树脂，所述水性树脂的分子量大于 或等于20, 000,所述水性树脂的酸值小于或等于60,所述水性树脂包含第一水性树脂成分 和第二水性树脂成分，所述第一水性树脂成分的最低成膜温度大于或等于30°C，所述第二 水性树脂成分的最低成膜温度小于30°C ;
[0020] 成膜剂；
[0021] 热致变色成分；和
[0022] 作为溶剂的水；
[0023] 其中，基于整个化学指示组合物的总重量，
[0024] 所述第一水性树脂成分的固体重量百分含量为10-30% ;
[0025] 所述第二水性树脂成分的固体重量百分含量为0-35% ;
[0026] 所述成膜剂的重量百分含量为卜1〇% ;
[0027] 所述热致变色成分的重量百分含量为15-40% ;
[0028] 所述水性树脂中所含的水和作为溶剂的水的重量之和的重量百分含量为 20-70% ;和
[0029] 所述水性树脂的固体重量和所述热致变色成分的重量之比大于或等于1 : 3。
[0030] 水性树脂
[0031] 本公开采用以聚合物乳液或聚合物分散液形式存在的水性树脂。在本公开中，"聚 合物乳液"和"聚合物分散液"可互换使用。
[0032] 所述水性树脂的分子量应大于或等于20, 000,根据某些【具体实施方式】所述水性树 脂的分子量大于或等于1〇〇, 〇〇〇,并且根据某些【具体实施方式】所述水性树脂的分子量大于 或等于200, 000,以使化学指示组合物对基材具有良好的附着力。
[0033] 所述水性树脂的酸值应小于或等于60,根据某些【具体实施方式】，所述水性树脂的 酸值小于或等于50,以使化学指示组合物具有良好的耐水性。
[0034] 所述水性树脂应包含第一水性树脂成分。所述第一水性树脂成分可以选自下列组 中的一种或多种：丙烯酸类聚合物乳液或聚合物分散液、聚氨酯类聚合物乳液或聚合物分 散液、和它们的组合。所述丙烯酸类聚合物乳液或聚合物分散液可以选自下列组中的一种 或多种：阴离子丙烯酸类聚合物乳液或聚合物分散液、苯乙烯丙烯酸类聚合物乳液或聚合 物分散液、有机硅改性丙烯酸类聚合物乳液或聚合物分散液、和它们的组合。所述聚氨酯类 聚合物乳液或聚合物分散液可以选自下列组中的一种或多种：丙烯酸改性聚氨酯类聚合物 乳液或聚合物分散液、有机硅改性聚氨酯类聚合物乳液或聚合物分散液、聚碳酸酯改性聚 氨酯类聚合物乳液或聚合物分散液、和它们的组合。所述第一水性树脂成分的最低成膜温 度（MFT)应大于或等于30°C，根据某些【具体实施方式】，大于或等于60°C。所述第一水性树 脂成分的非限定性的例子包括：DSM公司生产的NeoCryl A-1131 (阴离子丙烯酸聚合物乳 液）、NeoCryl XK-52 (阴离子甲基丙烯酸聚合物乳液）、和NeoCryl A-1091 (阴离子苯乙烯 丙烯酸聚合物乳液），BASF公司生产的Joncryl HPE 2157(苯乙烯丙烯酸聚合物乳液）和 SILIKOPUR 8080(有机硅改性聚氨酯聚合物乳液）。根据某些【具体实施方式】，所述第一水性 树脂成分的分子量大于或等于20, 000 ;根据某些【具体实施方式】，所述第一水性树脂成分的 分子量大于或等于100, 〇〇〇 ;根据某些【具体实施方式】，所述第一水性树脂成分的分子量大 于或等于200, 000。根据某些【具体实施方式】，所述第一水性树脂成分的酸值小于或等于60 ; 根据某些【具体实施方式】，所述第一水性树脂成分的酸值小