JP2002308712A - 抗菌剤、消臭剤および防カビ剤ならびに抗菌、消臭または防カビ方法 - Google Patents

抗菌剤、消臭剤および防カビ剤ならびに抗菌、消臭または防カビ方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 環境にやさしく人体に影響を与えない抗菌
剤、消臭剤および防カビ剤、ならびに抗菌、消臭または
防カビ方法を提供する。 【解決手段】 式:Ti(OH)x(PO4y(HP
4z(H2PO4l(OR)m(Rは炭素数1〜4のア
ルキル基、x、y、z、lおよびmは、それぞれ0以上
の数値であり、x+3y+2z+l+m=4を満た
す。)で表わされるリン酸チタニウム系化合物を有効成
分とする抗菌剤、消臭剤ならびに防カビ剤、および、こ
れらを噴霧または塗布する方法。リン酸チタニウム系化
合物は、四塩化チタンと水もしくは炭素数1〜4のアル
コール、または、それらの混合溶液と反応させたのち、
さらにリン酸と反応させることにより得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、抗菌剤、消臭剤お
よび防カビ剤ならびに抗菌、消臭または防カビ方法に関
し、とりわけ、環境や人体に影響のない抗菌剤、消臭剤
および防カビ剤ならびに抗菌、消臭または防カビ方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】生活用品などに用いられる従来の抗菌
剤、消臭剤、防カビ剤などでは、酸化チタンが一般的に
用いられていた。
【0003】しかしながら、一般に、酸化チタンを基材
の上に担持させるために、シリコン系バインダー、有機
質バインダーなどのバインダーが必要とされ、膜表面に
均一に酸化チタンを担持しなければ活性が低く、かつ、
活酸化チタンの触媒効果によるバインダーの損傷が生じ
る。また、洗濯によって容易に脱落しやすいという問題
がある。
【0004】また、酸化チタンは、光(紫外線)の照射
なしでは活性効果を発揮せず、したがって、暗室では効
果を発揮しない。これを解決する手段として、酸化チタ
ンに、暗室でも効果を示す銀や金を併用するという方法
があるが、環境問題や人体への影響が懸念されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、環境にやさ
しく人体に影響を与えない抗菌剤、消臭剤および防カビ
剤、ならびに抗菌、消臭または防カビ方法を提供するこ
とを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、
式: Ti(OH)x(PO4y(HPO4z(H2PO4
l(OR)m (Rは炭素数1〜4のアルキル基、x、y、z、lおよ
びmは、それぞれ0以上の数値であり、x+3y+2z
+l+m=4を満たす。)で表わされるリン酸チタニウ
ム系化合物またはその縮合体を有効成分とする抗菌剤、
消臭剤および防カビ剤に関する。
【0007】また、四塩化チタンを水もしくは炭素数1
〜4のアルコール、または、それらの混合溶液と反応さ
せたのち、さらにリン酸と反応させて得られる化合物を
有効成分とする抗菌剤、消臭剤および防カビ剤に関す
る。
【0008】前記各抗菌剤、消臭剤および防カビ剤は、
バインダーを必要としないことが好ましい。
【0009】また、光照射なしで活性効果を有すること
が好ましい。
【0010】さらに本発明は、前記各抗菌剤、消臭剤ま
たは防カビ剤を、塗布または噴霧(スプレー)する抗菌
方法、消臭方法および防カビ方法に関する。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明においては、抗菌剤、消臭
剤または防カビ剤の有効成分として、以下の式で表わさ
れるリン酸チタニウム系化合物またはその縮合物を用い
る。 Ti(OH)x(PO4y(HPO4z(H2PO4
l(OR)m Rは炭素数1〜4のアルキル基、x、y、z、lおよび
mは、それぞれ0以上の数値であり、x+3y+2z+
l+m=4を満たす。
【0012】Rは炭素数1〜4のアルキル基である。炭
素数が少なすぎると、溶液の粘度が低く、製膜したとき
の膜厚が薄くなり、抗菌、消臭または防カビ効果が低い
傾向があり、炭素数が多すぎると、溶液の粘度が高く、
膜厚が大きくなり、製膜したときの皮膜が剥離しやすく
なる傾向がある。Rはとくにはエチル基またはイソプロ
ピル基であることが好ましい。
【0013】前記リン酸チタニウム系化合物としては、
たとえば、Ti(OH)(H2PO42(OR)、Ti
(OH)(PO4)、Ti(OH)2(H2PO4)(O
R)、Ti(OH)(HPO4)(OR)、Ti(O
H)(HPO4)(H2PO4)、Ti(OH)2(H2
42、Ti(OH)3(H2PO4)、Ti(OH)
3(OR)などがある。
【0014】前記リン酸チタニウム系化合物またはその
縮合物は、たとえば以下の製造方法によって得られる。
最初に、四塩化チタンを水もしくはアルコール、また
は、それらの混合溶液と反応させる。
【0015】
【化1】
【0016】混合溶液とする場合、その組成は、とくに
制限はないが、体積比で、水が30〜70%であること
が好ましく、より好ましくは上限で60%、下限で40
%である。また、アルコールが30〜70%であること
が好ましく、より好ましくは上限で60%、下限で40
%である。
【0017】四塩化チタンの添加量は、体積比で前記水
もしくはアルコール、または、それらの混合溶液100
部に対して、0.01〜30部であることが好ましく、
上限で20%、とくには15%、下限で5%であること
がより好ましい。
【0018】四塩化チタンと水およびアルコールとの反
応温度は、とくに制限はなく、常温、たとえば5〜35
℃であればよい。
【0019】水もしくはアルコール、または、それらの
混合溶液と四塩化チタンを混合する際の相対湿度は、1
0〜80%、とくには20〜60%であることが好まし
い。相対湿度が80%をこえると、四塩化チタンの黄色
粉末が多く生じ、その粒径が大きくなり、活性が低下す
る傾向がある。10%未満では白色粉末が生じ、膜硬
度、持続性に問題が生じる傾向がある。
【0020】通常、反応終了時の反応溶液のpHは、約
1となる。
【0021】つぎに、得られた反応溶液をリン酸と反応
させて、前記リン酸チタニウム系化合物を得る。このと
き、溶媒として、水またはエタノールなどの炭素数1〜
4のアルコールを用いることができる。また、水とアル
コールの混合溶媒としてもよい。
【0022】
【化2】
【0023】前記反応溶液は、水またはアルコールなど
の溶媒で10倍〜500倍の範囲で希釈することが好ま
しい。10倍未満では、リン酸を少量加えただけでも白
濁する傾向がある。白濁液は、抗菌などの活性効果は高
いが、使用対象製品が変色したり、表面に白色粉末が現
出したり、膜硬度が下がり剥離、脱落が生じ持続性に難
点があるので、ろ過するか沈殿させて上水を使用する必
要があり、製造工程が増える。上限で200倍、下限で
20倍に希釈することがより好ましく、とくには100
倍程度が好ましい。
【0024】リン酸の添加量は、体積比で、前記反応溶
液100部に対して、8〜500部であることが好まし
い。500部をこえると溶液が白濁する傾向がある。4
50部以下、とくには400部以下であることが好まし
い。
【0025】反応終了時の反応溶液のpHは、3〜4で
あるが、ナトリウムなどを加えて、たとえばpH6〜7
に調節しても、抗菌活性は変わらず、使用対象製品によ
って酸性または中性で使用することができる。
【0026】反応生成物は、そのまま、または、水で希
釈して溶液状態または分散液状態で、抗菌剤、消臭剤ま
たは防カビ剤として使用することができる。
【0027】溶液状態または分散液状態で使用する場合
は、対象製品に噴霧または塗布する方法、対象製品を浸
漬する方法などが適用できる。このとき、乾燥したとき
の厚さが0.05〜0.5μmとなるように噴霧または
塗布することが好ましい。膜厚が0.05μm未満では
効果が小さく、0.5μmをこえると剥離が生じやす
い。
【0028】本発明の抗菌剤、消臭剤および防カビ剤
は、インテリア用品、衣料類、寝装品、身の回り品、日
用品およびレジャー用品などに適用することができる。
【0029】インテリア用品としては、カーテン、ブラ
インド、カーペット類、およびこれらの生地、いす張り
地、テーブルクロス、マット類、トイレタリー用品(便
座カバーなど)、カーシートカバーなどがあげられる。
【0030】衣料類としては、ブラウス類、スカート、
ワイシャツ、ズボン、ドレス、コート、セーター、カー
ディガン、下着類(シャツ、ブラジャー、ボディスー
ツ、スリップなど)、寝室着(寝巻き、パジャマ、ネグ
リジェなど)、ワーキング、エプロン、ソックス、スト
ッキング、タイツ、パンティストッキング、足袋、和装
品、芯地、帯芯地、マスク、サポーター、成人用おむ
つ、成人用おむつカバーなどがあげられる。
【0031】寝装品としては、毛布、ベッドスプレッ
ド、敷布、タオルケット、寝装カバー、布団側地、中綿
およびこれらの生地などがあげられる。
【0032】身の回り用品としては、ハンカチ、スカー
フ、帽子、手袋、時計バンド、カバン、袋、ランドセ
ル、靴、履物、インソールおよびこれらの生地があげら
れる。
【0033】日用品、レジャー用品としては、タオル、
ふきん、たわし、モップ類、テント、寝袋、ほろ、ぬい
ぐるみ、フィルター、糸、生地、綿などがあげられる。
【0034】本発明の抗菌剤、消臭剤および防カビ剤
は、そのほかにも、水質浄化、金属、ガラス、プラスチ
ックなどに用いることもできる。
【0035】本発明の抗菌剤、消臭剤および防カビ剤
は、従来の銀や金を使用した抗菌剤とは異なり、環境に
やさしく、また人体に影響を及ぼさずに、生活環境に生
存する有害菌の増殖をコーキングし、激減させることが
できる。たとえば、大腸菌、黄色ブドウ球菌、大腸菌O
157、メチシジン耐性黄色ブドウ球菌(MRSA)、
サルモネラ菌などに有効である。さらに、本発明の抗菌
剤、消臭剤および防カビ剤は、洗濯などによって効果が
薄れることが少ない。
【0036】
【実施例】以下に実施例に基づいて本発明を具体的に説
明するが、本発明はこれらのみに制限されるものではな
い。
【0037】リン酸チタニウム系化合物の製造 イソプロピルアルコール25mlと精製水25mlの混
合液に、攪拌しながら四塩化チタン5mlを混合したの
ち、精製水で100倍に希釈した。これに85%のリン
酸水溶液5mlを加えた。得られたリン酸チタニウム系
化合物は、Ti(OH)x(PO4y(HPO4z(H2
PO4l(OCH(CH32mまたはこれが縮合した
組成であると推定される。
【0038】リン酸チタニウム系化合物のX線回折試験 製造したリン酸チタニウム系化合物を15時間自然乾燥
させたもの、さらに700℃で1時間焼成したものにつ
いて、X線回折試験を行なった。マックスサイエンス社
製超強力X線回折試験装置 MXP18を用いて、測定条
件は、回転対陰極:銅、電圧:40kV、電流:200
mA、スリット:発散スリット1° 散乱スリット1°
受光スリット0.3mm、走査範囲:2θ(回折角)
=5〜70°、走査速度:4°/分とした。
【0039】焼成前後のX線回折図を、図1および図2
に示す。また、図1および図2中のピークナンバーに対
応する2θ(回折角)、d(面間隔)、I(回折強
度)、I/Io(最強回折線の強度を1000としたと
きの回折線の強度)、FWHM(半値幅)を、表1およ
び表2に示す。図1に示す焼成前の化合物の回折図には
強いピークは認められず、この化合物は非結晶体である
ことがわかる。焼成することによって、図2のように多
くのピークが現れ、焼成後の化合物は結晶化しているこ
とがわかる。これらのピークの位置と強度比は、Ti4
623の化合物のデータ(JCPDSカード39−
4)とよく一致した。したがって、焼成した化合物はT
4623と考えられる。このことから、リン酸チタニ
ウム系化合物のTiとPの比率は約2:3と考えられ
る。
【0040】
【表1】
【0041】
【表2】
【0042】リン酸チタニウム系化合物のエネルギー分
散型X線分析 Ti(OH)x(PO4y(HPO4z(H2PO4
l(OCH(CH32m またはこれが縮合したリン酸チタニウム系化合物の組成
を推定することを目的として、焼成したリン酸チタニウ
ム系化合物について、エネルギー分散型X線分析を行な
った。日本電子株式会社製の走査型電子顕微鏡JSM−
5800LVCを用い、測定条件は、加速電圧:25.
0kV、取り出し角度:35.00°、経過時間:18
6.46秒、有効時間:180.00秒とした。その結
果、Ti、P、Oのピークが検出され、TiとPの比率
は、X線回折測定の結果を支持する値となった。また、
Clは検出感度以下であり、焼成によりほとんどが揮散
したものと考えられる。
【0043】実施例1〜6および比較例1(抗菌試験1
−スポンジ) 長方体(40mm×30mm×5mm)、重量0.4g
のスポンジに、約30cm離れたところから、前記試料
溶液を水で5倍に希釈したものを表3に示す回数スプレ
ーした。スプレー前後のスポンジの重量を測定し、その
差を塗布量とした。室温で乾燥させたのち、以下の微生
物試験に供した。
【0044】肉エキス・ペプトン培地(0.5%の肉エ
キス、1%のペプトンを含む)を0.4%の食塩を含む
殺菌水で500倍に希釈した。そこへ普通ブイヨンで培
養した大腸菌(Escherichia coli IFO3301)を
懸濁した。得られた菌懸濁液0.2mlを容量50ml
のガラス容器に入れたスポンジに接種した。容器を30
℃の暗所に保ち、摂取直後および24時間後に容器に1
0mlの生理食塩水を加えてよく攪拌し、生理食塩水中
の生菌数を測定し、これをスポンジに接種した菌懸濁液
1mlあたりの生菌数に換算した。生菌数の測定は、
「衛生試験法・注解(1990)」の148頁記載の微
生物試験法(3)菌数測定 1)混釈平板培養法にした
がって行なった。ただし、微生物の培養には、普通寒天
培地を用いた。結果を表3に示す。
【0045】
【表3】
【0046】実施例7〜8および比較例2(抗菌試験2
−スポンジ) 長方体(75mm×75mm×30mm)、重量9gの
スポンジの表面に、約30cm離れたところから、前記
試料溶液を水で5倍に希釈したものを表4に示す回数ス
プレーした。スプレー前後のスポンジの重量を測定し、
その差を塗布量とした。室温で乾燥させたのち、スポン
ジの表面および裏面を5mmの厚さに切り取り、それら
の中心部(0.4g)を抗菌試験1と同様の微生物試験
に供した。ただし、肉エキス・ペプトン培地は、50倍
希釈とした。結果を表4に示す。
【0047】
【表4】
【0048】実施例9〜13および比較例3〜7(抗菌
試験3−スポンジ) 抗菌試験1と同様にしてスポンジに試料溶液をスプレー
し、乾燥させた。スプレー回数は、表5に示す。つぎ
に、抗菌試験1と同様の微生物試験に供した。ただし、
肉エキス・ペプトン培地は、50倍希釈とし、普通ブイ
ヨンで培養した大腸菌のほかに、黄色ブドウ菌(Staphy
lococcus aureus FDA209P IFO12732)、大腸菌
O157(Escherichia coli STEROTYPE O157: H7 ATCC
43888)、メチシジン耐性黄色ブドウ球菌(methicillin
resistance Staphylococcus aureus(MRSA)IDD167
7)、またはサルモネラ菌(Salmonella enteritidis I
FO3313)を用いた。結果を表5に示す。
【0049】
【表5】
【0050】実施例14〜15および比較例8〜9(抗
菌試験4−枕用ウレタン) 枕用のウレタン生地0.4gに抗菌試験1と同様の方法
で試料溶液を塗布し、同様の微生物試験を行なった。た
だし、比較例8〜9では、枕用のウレタン生地0.4g
をそのまま試験に用いた。結果を表6に示す
【0051】
【表6】
【0052】実施例14〜15および比較例10〜11
(抗菌試験5−枕用ウレタン) 抗菌処理した枕用のウレタン生地を、中性洗剤で洗浄し
たのち、微生物試験に供したほかは、抗菌試験4と同様
にした。ただし、比較例10〜11では、枕用のウレタ
ン生地0.4gをそのまま試験に用いた。結果を表7に
示す。
【0053】
【表7】
【0054】実施例16および比較例12(消臭試験1
−枕用ウレタン) 枕用のウレタン生地50mm×50mmに、抗菌試験1
と同様の方法で試料溶液を塗布し、20℃、相対湿度6
5%の恒温恒湿室内にて以下の消臭試験に供した。ただ
し、比較例12では、枕用のウレタン生地50mm×5
0mmをそのまま試験に用いた。
【0055】5リットルのテドラーバッグに空気4リッ
トルおよびホルムアルデヒド水溶液1ミリリットルを注
入したのち密封し、24時間以上静置して、ホルムアル
デヒドガスを調製した。別に用意した5リットルのテド
ラーバッグに空気4リットルおよび枕用のウレタン生地
を入れ、調製したホルムアルデヒドガス250ミリリッ
トルを注入したのち、密閉した。2時間後、テドラーバ
ッグ内の空気100ミリリットルを純水に吸収させたの
ち、MBTH試薬(セントラル科学社製)を加えて反応
させ、反応溶液の630nmにおける吸光度から検量線
によりホルムアルデヒドの濃度を求めた。ホルムアルデ
ヒドの濃度は、消臭処理を行なわなかった比較例12で
は113ppm、消臭処理を行なった実施例16では2
9ppmであった。
【0056】
【発明の効果】本発明の抗菌剤、消臭剤および防カビ剤
は、従来のように銀や金を使用していないので、環境に
やさしく、人体に影響がない。さらに、これらをスプレ
ーで吹き付けるなどの簡単な作業で、長年にわたり抗
菌、消臭および防カビの効果を得ることができる。バイ
ンダーを必要としないで強固に基材に固定されているた
め、洗濯などによっても剥がれることもなく、効果が維
持される。光の照射を必要とせず、暗室でも効果を発揮
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例で用いたリン酸チタニウム系化合物のX
線回折図である。
【図2】実施例で用いたリン酸チタニウム系化合物の焼
成後のX線回折図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 雅也 大阪府大阪狭山市池尻自由丘1丁目13番17 号 (72)発明者 大原 武 大阪市港区弁天4丁目12−8 Fターム(参考) 4C080 AA03 BB02 BB05 BB08 CC01 HH03 JJ01 KK06 KK08 MM19 4H011 AA02 AA03 BA01 BB16 BB18 BC03 DA12 DD06 DE14

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 式: Ti(OH)x(PO4y(HPO4z(H2PO4
    l(OR)m (Rは炭素数1〜4のアルキル基、x、y、z、lおよ
    びmは、それぞれ0以上の数値であり、x+3y+2z
    +l+m=4を満たす。)で表わされるリン酸チタニウ
    ム系化合物またはその縮合体を有効成分とする抗菌剤。
  2. 【請求項2】 式: Ti(OH)x(PO4y(HPO4z(H2PO4
    l(OR)m (Rは炭素数1〜4のアルキル基、x、y、z、lおよ
    びmは、それぞれ0以上の数値であり、x+3y+2z
    +l+m=4を満たす。)で表わされるリン酸チタニウ
    ム系化合物またはその縮合体を有効成分とする消臭剤。
  3. 【請求項3】 式: Ti(OH)x(PO4y(HPO4z(H2PO4
    l(OR)m (Rは炭素数1〜4のアルキル基、x、y、z、lおよ
    びmは、それぞれ0以上の数値であり、x+3y+2z
    +l+m=4を満たす。)で表わされるリン酸チタニウ
    ム系化合物またはその縮合体を有効成分とする防カビ
    剤。
  4. 【請求項4】 四塩化チタンを水もしくは炭素数1〜4
    のアルコール、または、それらの混合溶液と反応させた
    のち、さらにリン酸と反応させて得られる化合物を有効
    成分とする抗菌剤。
  5. 【請求項5】 四塩化チタンを水もしくは炭素数1〜4
    のアルコール、または、それらの混合溶液と反応させた
    のち、さらにリン酸と反応させて得られる化合物を有効
    成分とする消臭剤。
  6. 【請求項6】 四塩化チタンを水もしくは炭素数1〜4
    のアルコール、または、それらの混合溶液と反応させた
    のち、さらにリン酸と反応させて得られる化合物を有効
    成分とする防カビ剤。
  7. 【請求項7】 バインダーを必要としない請求項1また
    は4記載の抗菌剤。
  8. 【請求項8】 バインダーを必要としない請求項2また
    は5記載の消臭剤。
  9. 【請求項9】 バインダーを必要としない請求項3また
    は6記載の防カビ剤。
  10. 【請求項10】 光照射なしで活性効果を有する請求項
    1、4または7記載の抗菌剤。
  11. 【請求項11】 光照射なしで活性効果を有する請求項
    2、5または8記載の消臭剤。
  12. 【請求項12】 光照射なしで活性効果を有する請求項
    3、6または9記載の防カビ剤。
  13. 【請求項13】 請求項1、4、7または10記載の抗
    菌剤を噴霧または塗布する抗菌方法。
  14. 【請求項14】 請求項2、5、8または11記載の消
    臭剤を噴霧または塗布する消臭方法。
  15. 【請求項15】 請求項3、6、9または12記載の防
    カビ剤を噴霧または塗布する防カビ方法。
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