JP2005132724A - 抗菌性無機酸化物微粒子およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 平均粒径が0.01〜10μm範囲の酸化チタン、シリカまたはアルミナ等の無機酸化物微粒子の表面に、抗菌性金属成分を含有するシリカ−アルミナ層が被覆されてなり、抗菌性金属成分を含有するシリカ−アルミナ層の割合は、前記無機酸化物微粒子100重量部に対して0.1〜100重量部である。
Description
即ち、本発明の第1は、無機酸化物微粒子の表面に抗菌性金属成分を含有する無機化合物層が被覆されてなる抗菌性無機酸化物微粒子に関する。
本発明の第2は、前記抗菌性金属成分を含有する無機化合物層がシリカ−アルミナ層である請求項1記載の抗菌性無機酸化物微粒子に関する。
本発明の第3は、前記無機酸化物微粒子が酸化チタン、シリカまたはアルミナである請求項1、2記載の抗菌性無機酸化物微粒子に関する。
本発明の第4は、前記無機酸化物微粒子は平均粒径が0.01〜10μm範囲の微粒子である請求項1〜3記載の抗菌性無機酸化物微粒子に関する。
本発明の第5は、前記抗菌性金属成分を含有する無機化合物層が前記無機酸化物微粒子100重量部に対して、酸化物として0.1〜100重量部である請求項1〜4記載の抗菌性無機酸化物微粒子に関する。
本発明の第7は、前記請求項6に於いて、抗菌性金属成分を担持した後、更に水硝子、ケイ酸またはシランカップリング剤から選ばれた少なくとも1種で処理することを特徴とする請求項6記載の抗菌性無機酸化物微粒子の製造方法に関する。
前記シリカ−アルミナは、更に好ましくは、SiO2/Al2O3の重量比が1/1〜5/1の範囲にあることが望ましい。該SiO2/Al2O3重量比が1/1より小さい場合には、抗菌性金属成分の含有量が少なくなることがあり、また、該SiO2/Al2O3重量比が5/1より大きい場合にも菌性金属成分の含有量が少なくなることがある。
本発明方法では、まず、前述のTiO2、SiO2、Al2O3などの無機酸化物微粒子を水に懸濁する。懸濁液の酸化物濃度は特に制限されるものではないが、1〜20重量%の範囲が望ましい。次に、該懸濁液に苛性ソーダなどのアルカリ水溶液を加えて、懸濁液のpHを10〜11の範囲に調整する。懸濁液のpHを10〜11の範囲に調整することにより、無機酸化物微粒子の表面の一部が蕩けて反応し易くなる。pH調整した懸濁液を60〜98℃の温度に加熱することが好ましい。
前記無機酸化物微粒子の表面にシリカ−アルミナ水和物を沈着させた微粒子に抗菌性金属成分を担持せしめる方法としては、特開平6−80527号に記載の方法など、通常の方法が採用可能である。
上記水ガラス、ケイ酸またはシランカップリング剤で処理した抗菌性無機酸化物微粒子は、抗菌性が抑制されることがなく、一層優れた変色抑制効果を示す。
次いで、95℃に加温した酸化チタン懸濁液に、希釈水硝子水溶液と希釈アルミン酸ソーダ水溶液をそれぞれ6.7g/分の添加速度で95℃の温度を保持しながら添加した。添加終了後、更に95℃で1時間熟成した後、50℃まで冷却し、次いで陽イオン交換樹脂を懸濁液のpHが4.5になるまで添加した後、陽イオン交換樹脂を分離して脱アルカリ処理した懸濁液を得た。
次いで、水懸濁液(A)を130℃で乾燥して水分を飛ばした後、500℃で2時間焼成して抗菌性無機酸化物微粒子から構成される粒子状物(抗菌剤(A))を得た。なお、抗菌剤(A)の銀含有量は0.30wt%であった。抗菌剤(A)の組成を、次述する抗菌剤の組成と共に表1に示す
実施例1 実施例2 実施例3 比較例1 比較例2
[抗菌剤] A B C D E
[TiO2粉末の粒径](μm) 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3
[SiO2-Al2O3の割合](*1) 5 5 5 なし なし
[SiO2/Al2O3](重量比) 75/25 75/25 75/25 − −
[銀担持量](wt%) 0.30 0.29 0.29 0.30 3.01
[表面処理剤の種類] なし ケイ酸 SC(*2) なし なし
[同上使用量](wt%) − 1.0 1.0 − −
(*1) 割合:SiO2-Al2O3重量部/ TiO2 100重量部
(*2) SC:シランカップリング剤
試験菌には、大腸菌(Escherichia coli IFO 3972)と、黄色ぶどう球菌(Staphylococcus aureuse IFO 12732)とを用い、50mLのリン酸緩衝液に試験菌を懸濁させ、実施例や比較例で得られた抗菌剤を0.1g添加して、室温で1時間、330rpmで攪拌した後、生菌数を測定した。空試験の1時間後の生菌数(A)と、抗菌剤添加試験の1時間後の生菌数(B)とを測定し、増減値差(Log.A−Log.B)により評価を行った。評価結果を表2に示す。なお、前記リン酸緩衝液とは、リン酸2水素カリウム34gを1000mLの精製水に溶解し、水酸化ナトリウムでpHを7.2に調整した後、0.85%塩化ナトリウム溶液で800倍に希釈したものである。
増 減 値 差
大腸菌 黄色ぶどう球菌
実施例1(抗菌剤A) >5.0 >5.0
実施例2(抗菌剤B) >5.0 >5.0
実施例3(抗菌剤C) >5.0 >5.0
比較例1(抗菌剤D) 0.1 0.5
比較例2(抗菌剤E) 3.0 3.5
即ち、抗菌性試験(フイルム密着法)“樹脂等の抗菌試験方法、銀等無機抗菌剤を添加した樹脂等の抗菌試験方法”のうち、フイルム密着法に従い、検体試料(50x50mm)、培地(1/500倍栄養)を準備し、試験菌に大腸菌(Escherichia coli IFO 3972)と黄色ぶどう球菌(Staphylococcus aureuse IFO 12732)とを用いた。試験は検体試料上に菌懸濁液、0.4mLを接種し、その上に被覆フイルムを被せて蓋をした後、35±1℃、相対湿度90%以上で24時間放置後、生菌数を測定した。
無加工品の24時間後の生菌数(A)と、加工品の24時間後の生菌数(B)とを測定し、増減値差(Log.A−Log.B)により評価を行った。評価結果を表3に示す。なお、前記1/500倍栄養とは、肉エキス10mg/L+ペプトン20mg/L+塩化ナトリウム10mg/Lを含む培地をいう。
増 減 値 差
大腸菌 黄色ぶどう球菌
実施例1(抗菌剤A) >5.0 >5.0
実施例2(抗菌剤B) >5.0 >5.0
実施例3(抗菌剤C) >5.0 >5.0
比較例1(抗菌剤D) 0.0 0.3
比較例2(抗菌剤E) 1.5 2.0
実施例1(抗菌剤A) 変色なし
実施例2(抗菌剤B) 変色なし
実施例3(抗菌剤C) 変色なし
比較例1(抗菌剤D) 変色あり
比較例2(抗菌剤E) 著しい変色あり
(1)繊維への適用
各種の繊維に対して抗菌性の他にも防臭・防黴・防藻性を付与することができ、繊維としては、天然繊維(綿、羊毛、絹、麻、パルプなど)、半合成繊維(レーヨン、キュプラ、アセテートなど)、合成繊維(ポリエステル、ポリウレタン、ポリビニルアセタール、ポリアミド、ポリアミド、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアクリルニトリル、ポリフッ素など)、または、無機繊維(ガラス、セラミックスなど)を挙げることができる。これらの繊維に抗菌・防臭・防黴・防藻性を付与するには、繊維と本発明の抗菌性無機酸化物微粒子を接触させた後、水洗、乾燥する方法、あるいは、繊維に本発明の抗菌性無機酸化物微粒子をスプレーする方法など、公知の方法を採用する。
本発明の抗菌性無機酸化物微粒子は、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂、ゴムに抗菌性の他にも防臭・防黴・防藻性を付与することができる。
樹脂の種類としては、例えば、フェノール系樹脂、ユリア系樹脂、メラミン系樹脂、アルキッド系樹脂、ジアリルフタレート系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ケイ素系樹脂等の熱硬化性樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ塩化ビニリデン系樹脂、フッ素系樹脂、ポリフッ化ビニル系樹脂、ポリフッ化ビニリデン系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリビニルホルマール系樹脂、飽和ポリエステル系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂,ABS系樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアセタール系樹脂、塩化ポリエーテル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアリレート系樹脂、エチルセルロース、酢酸セルロース、硝酸セルロース等の樹脂が挙げられる。また、ゴムの種類としては天然ゴム、イソプレン系ゴム、アクリロニトリル系ゴム、アクリル系ゴム、ブタジエン系ゴム、ブチル系ゴム、スチレン系ゴム、クロロプレン系ゴム、クロルヒドリン系ゴム、ポリオレフィン系ゴム、ウレタン系ゴム、多硫化ゴム、シリコーン系ゴム、フッ素系ゴム、フロロシリコーン系ゴム等のエラストマーやゴムが挙げられる。
本発明の抗菌性無機酸化物微粒子は、浄水器、プールの水などの水処理剤、漁網、架橋などのセマント建造物、鉄骨建材、家屋の建築材料、建具材(壁紙、襖、障子、畳等)、セラミックス類(タイル、陶器、磁器等)、革類製品(鞄、靴、毛皮、サイフ、定期入れ等)、木製品(机、戸棚、タンス、床板、天井板、内装材等)、紙製品(ティッシュペーパー、ダンボール紙、紙コップ、紙皿等)、ガラス製品(花瓶、水槽等)、金属製品(サッシ、ケトル、カーエアコン等)、化粧品材料、猫砂などに抗菌・防臭・防黴・防藻性を付与することができる。
Claims (7)
- 無機酸化物微粒子の表面に抗菌性金属成分を含有する無機化合物層が被覆されてなる抗菌性無機酸化物微粒子。
- 前記抗菌性金属成分を含有する無機化合物層がシリカ−アルミナ層である請求項1記載の抗菌性無機酸化物微粒子。
- 前記無機酸化物微粒子が酸化チタン、シリカまたはアルミナである請求項1または2記載の抗菌性無機酸化物微粒子。
- 前記無機酸化物微粒子は平均粒径が0.01〜10μm範囲の微粒子である請求項1、2または3記載の抗菌性無機酸化物微粒子。
- 前記抗菌性金属成分を含有する無機化合物層が前記無機酸化物微粒子100重量部に対して、酸化物として0.1〜100重量部である請求項1、2、3または4記載の抗菌性無機酸化物微粒子。
- 無機酸化物微粒子を水に懸濁し、これにアルカリを加えて該懸濁液のpHを10〜11の範囲に調整した後、該懸濁液にアルミン酸ソーダ水溶液と水硝子水溶液を同時に撹拌しながら添加して無機酸化物微粒子の表面にシリカ−アルミナ水和物を沈着させ、次いで、脱アルカリ処理した後、抗菌性金属成分を担持することを特徴とする請求項2〜5記載の抗菌性無機酸化物微粒子の製造方法。
- 前記請求項6に於いて、抗菌性金属成分を担持した後、更に水ガラス、ケイ酸またはシランカップリング剤から選ばれた少なくとも1種で処理することを特徴とする請求項6記載の抗菌性無機酸化物微粒子の製造方法。
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