JP2006026156A - 抗菌性消臭剤 - Google Patents
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- Disinfection, Sterilisation Or Deodorisation Of Air (AREA)
Abstract
【解決手段】 本発明の抗菌性消臭剤は、炭酸亜鉛及び/又は酸化亜鉛と、グリシン、アラニン、フェニルアラニン、グルタミン酸塩及びサルコシンの群から選ばれる少なくとも1種のアミノ酸とを有効成分とする。炭酸亜鉛及び/又は酸化亜鉛とアミノ酸との併用割合は重量比で1:2〜1:50の範囲にある。抗菌性消臭剤は、通常、水性溶液、噴霧状又はエアゾール状の形態で使用される。更に、消臭剤中の有効成分の濃度を0.1〜10重量%に調整した水溶液の形態で使用することが好ましい。
【選択図】 なし
Description
悪臭物質は可能な限り同時に除去することが望ましく、一方で安全性の高い消臭剤の開発が要望されている。悪臭物質を除去する消臭剤に関しては従来から数多く提案されている。安全性の高い従来の消臭剤の1つに亜鉛化合物がある。亜鉛化合物の中でも炭酸亜鉛及び酸化亜鉛は、化粧品原料に用いられており、皮膚に接触しても無害であって安全性に問題のない化学物質である。
特許文献1には、炭酸亜鉛を脱臭活性物質として、粒状脱臭活性物質の水性懸濁液からなり、例えば粒状脱臭活性物質及びスプレー用噴射剤を含有するエアゾールの形態で使用される、液窩の身体臭を減少させる脱臭剤組成物が開示されている。特許文献1の脱臭剤組成物は、脱臭活性物質の炭酸亜鉛が液状媒体に溶解していないため、使用形態に制限を受ける。
特許文献2には、炭酸亜鉛及び酸化亜鉛を含む各種亜鉛化合物とフマル酸やクエン酸等の脂肪族ポリカルボン酸又はその塩とを脱臭剤成分として、脱臭剤成分、バインダー樹脂及び水性媒体からなる脱臭剤水分散体が開示されている。この水分散体は、塗料,合成樹脂,合成繊維,紙等の基材に脱臭性を付与するために用いられ、家庭用というよりはむしろ工業用に適している。上記水分散体はアンモニア等の窒素系化合物や硫化水素の消臭に有効であるが、特許文献2にはアルデヒド類や酢酸等の低級脂肪酸についての消臭作用が開示されていない。また、特許文献2の脱臭剤水分散体は、脱臭剤成分の炭酸亜鉛及び酸化亜鉛が水に不溶であるため、かかる亜鉛化合物が沈殿したり、トリガー付きスプレー容器でスプレーするとノズル部分を詰まらせたりする欠点がある。
特許文献4には、平均粒子径1μm以下の炭酸亜鉛微粒子及び水溶性カルボキシル基含有ポリマーを水に分散した消臭剤が開示されていて、消臭剤は主として繊維製品及び人体臭の消臭に用いられる。特許文献4の消臭剤は、炭酸亜鉛の微粒子を使用することにより水中での分散安定性を改善したものであるが、スプレータイプとして使用する場合に、炭酸亜鉛濃度が0.5%程度の低濃度領域に制限される。また、消臭剤が水分散型であるため、やはり分散安定性の問題が依然として残る。
上述のように、炭酸亜鉛及び/又は酸化亜鉛が水等の溶媒に均一に溶解し、安価でかつ安全性の高い消臭剤原料から多種類の悪臭ガスを同時に効率良く除去できる消臭剤は、未だ開発されていないのが現状である。
そこで、本発明の目的は、上述の従来技術の問題点を解消することにあり、消臭剤成分の炭酸亜鉛及び/又は酸化亜鉛が溶媒に均一に溶解し、多種類の悪臭物質に除去効果があり、低価格でかつ人体に安全な抗菌性消臭剤を提供することにある。更に、本発明の別の目的は、除去対象の悪臭ガスを化学的に結合することが可能であって、除去された悪臭ガスの再放出の懸念がなく、保存安定性の良好な抗菌性消臭剤を提供することにある。
本発明においては、抗菌性消臭剤が水性溶液の形態にあることが好ましい。
更に、本発明の抗菌性消臭剤は、詳細なメカニズムは不明であるものの、除去対象物質と化学結合して一旦除去された対象物質が周囲の環境に再放出される恐れがない。また、保存安定性が良好であり、消臭剤の各構成成分が安価であって、有効成分として化粧品グレード及び食品添加物グレードのものが使用可能であるので人体に対して安全である。
本発明の抗菌性消臭剤は、炭酸亜鉛及び酸化亜鉛の少なくとも1種(以下、亜鉛化合物ということがある)とアミノ酸とを有効成分とする。抗菌性消臭剤は、主として、アンモニア,アミン類等の窒素系化合物、硫化水素,メチルメルカプタン等の硫黄系化合物、酢酸,イソ吉草酸,カプロン酸等の低級脂肪酸、ホルムアルデヒド,アセトアルデヒド等のアルデヒド類の悪臭ガスの同時除去に適用される。勿論、これらの悪臭ガスと一緒に捕捉される他の気相状有害物質の除去を排除するものではない。
アミノ酸は、アンモニア,酢酸,ホルムアルデヒドの悪臭ガスに対して有効な消臭剤成分である。炭酸亜鉛及び/又は酸化亜鉛は、酢酸,イソ吉草酸,カプロン酸等の低級脂肪酸に対して有効な消臭剤成分である。そして、アミノ酸と亜鉛化合物とを併用することにより、特に硫化水素を有効に除去することができる。
他方の消臭剤成分のアミノ酸は、D−体,L−体又はラセミ体のいずれの異性体でも使用可能であり、グリシン,アラニン,フェニルアラニン,グルタミン酸塩及びサルコシンの1種又は2種以上が用いられる。中でも、グリシン,アラニン,サルコシンが好ましい。グルタミン酸塩としては、入手の容易さからL−グルタミン酸モノナトリウム塩が好適である。L−アミノ酸は、食品添加剤,化粧品原料,医薬品原料等に使用されており、安価でかつ人体に無害である。
炭酸亜鉛及び/又は酸化亜鉛とアミノ酸の併用割合は、50倍を上限とすることができる。アミノ酸の併用割合が50倍より高くなると、特に硫化水素の捕捉効率が低下し、アミノ酸の使用量が相対的に増加するので経済的でない。上記併用割合は、重量比で1:3〜1:40の範囲にあることが好ましい。この範囲内では、除去対象悪臭ガスがバランス良く捕捉される。
炭酸亜鉛及び/又は酸化亜鉛とアミノ酸の併用割合は、一般に除去対象悪臭ガスの種類やその濃度に応じて適宜調整される。具体的に述べると、除去対象物質中のアンモニア,ホルムアルデヒド濃度が相対的に高い場合は、アミノ酸の割合が高いほど除去対象ガス全体の除去効率が高く、上記割合は1:6〜1:20の範囲にあることが好ましい。また、硫化水素濃度が高い場合は、上記亜鉛化合物の割合を高くすることが好ましく、アミノ酸との割合は1:3〜1:9の範囲で充分な除去効果を発揮する。
アルコールとしては、エタノール,イソプロパノール,ブタノール等が用いられる。また、グリコールとしては、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール等が用いられる。グリコールモノエーテルとしては、これらグリコールの低級アルキルエーテルが用いられる。混合溶媒における有機溶媒の混合割合は、1〜50重量%、好ましくは5〜20重量%、更に好ましくは5〜10重量%である。水性溶媒を使用する場合は、必要に応じて、アニオン,カチオン,両性,ノニオンの各種界面活性剤を添加することができる。
溶媒に対する炭酸亜鉛及び/又は酸化亜鉛とアミノ酸の和に相当する消臭剤の濃度は、0.01〜20重量%、好ましくは0.1〜10重量%、更に好ましくは0.1〜5重量%の範囲である。消臭剤の濃度が0.01重量%未満では消臭効果が貧弱である。一方、濃度が20重量%を超えると、アミノ酸の種類によっては、上記亜鉛化合物が水性溶媒から沈殿するようになる。
本発明の抗菌性消臭剤は、一般に、酸性側でアンモニア等の窒素系化合物の除去効率が向上し、塩基性側で硫化水素等の硫黄系化合物や酢酸等の低級脂肪酸の除去効率が向上する傾向にある。従って、必要に応じて、pH調整剤を添加して消臭剤水性溶液のpHを4〜9の範囲内で調整することが好ましい。消臭剤水性溶液は、より中性領域にあることが好ましく、除去対象ガス全体の除去効率を考慮に入れると、pHが6.0〜8.5の範囲にあることがより好ましい。
中でも、亜硫酸又は酸性亜硫酸のナトリウム塩,カリウム塩,アンモニウム塩を選択することが好ましい。即ち、これらの塩は、アセトアルデヒドの消臭効果が高いので、消臭剤水性溶液のpH調整を離れて使用することができる。しかも、亜硫酸又は酸性亜硫酸の塩は、アミノ酸と併用すると、アセトアルデヒド以外の悪臭ガスも同時に除去する作用がある。亜硫酸及び/又は酸性亜硫酸の塩を消臭剤成分として使用する場合、これらの塩とアミノ酸の併用割合が重量比で1:20〜10:1の範囲にあれば、悪臭ガスの消臭効果を充分に発揮することができる。
i)所定濃度の炭酸亜鉛及び/又は酸化亜鉛(亜鉛化合物)の懸濁液と所定濃度のアミノ酸水性溶液を予め調製し、両者を所定の併用割合となるように混合して所定濃度の消臭剤水性溶液を調整する。ii)亜鉛化合物の微粒子とアミノ酸とを所定の割合で混合した後、混合物を水性媒体に溶解して所定の濃度に調整する。iii)所定濃度のアミノ酸水性溶液に亜鉛化合物の微粒子をアミノ酸に対して所定の割合で添加・混合し、所定の濃度の消臭剤水性溶液を調製する。しかし、消臭剤水性溶液の調製法は、上記方法に限定されるものではない。
噴霧状消臭剤の使用形態は、トリガー方式により、自圧による水性溶液を噴霧化するものである。消臭剤を粉状,粒状等の固形状の形態で使用する場合は、水性溶液を多孔質アルミナ,シリカ等に含浸させて、乾燥させることにより調製される。ゲル状消臭剤は、寒天,ゼラチン,カラギーナン,トラガントガム等のゲル基材を用いて、公知の方法で調製することができる。エアゾール状消臭剤は、水−グリコール系溶媒,水−グリコールモノエーテル系溶媒等の水性媒体に溶解させた薬液と、噴射剤とから構成される。噴射剤としては、プロパン,n−ブタン,ジメチルエーテル等の液化石油ガスが挙げられる。噴射剤を加圧する圧縮ガスとしては、窒素,炭酸ガス,加圧空気等が用いられる。
アンモニアの消臭効果については、単にアンモニアの水への吸収によるものだけでないことは次の各実施例と参考例との比較から明らかであり、アンモニアがアミノ酸のカルボキシル基とイオン性のアンモニウム塩を形成するものと推測される。
硫化水素については、亜鉛化合物とアミノ酸が反応してアミノ酸の亜鉛錯体が一部生成し、亜鉛イオンと硫化水素が反応するものと推測される。酢酸については、アミノ酸のアミノ基との反応により消臭されるものと推測される。また、ホルムアルデヒド及びアセトアルデヒドについては、これらアルデヒドがアミノ酸のアミノ基に付加し、N−メチロール基(-NH-CH(R)OH, R:H,CH3)に変換されて除去されるものと推測される。
このように、本発明においては、単なる水による吸収と異なり、除去対象ガスが消臭剤成分との反応により除去されるため、一旦除去されたガスの再放出の可能性は殆どないと考えられる。
(抗菌性消臭剤水溶液の調製)
下記の実施例及び比較例において使用する酸化亜鉛及び塩基性炭酸亜鉛はいずれも化粧品グレードであり、アミノ酸はいずれも食品添加物グレードである。
実施例1
酸化亜鉛1.0gとグリシン6.1gを200ccビーカーに入れ、イオン交換水93gを添加した。水性混合物を室温で15分間攪拌して、無色透明の水溶液を調製した。この調製液(水溶液)のpHは6.6であった。
実施例2
酸化亜鉛1.2gとグリシン9.3gを200ccビーカーに入れ、イオン交換水90gを添加した。水性混合物を室温で15分間攪拌して、無色透明の水溶液を調製した。水溶液のpHは6.4であった。
塩基性炭酸亜鉛5.1gとグリシン15.1gを300cc三口フラスコに入れ、イオン交換水200mlを添加した。この水性混合物を攪拌下に70℃の温浴で30分間加温して、無色透明な水溶液を調製した。水溶液のpHは6.7であった。
実施例4
酸化亜鉛を塩基性炭酸亜鉛に代えた以外は、実施例1と同様にして消臭剤水溶液を調製した。水溶液のpHは6.4であった。
実施例5
グリシンの使用量を9.1gとした以外は、実施例4と同様にして消臭剤水溶液を調製した。水溶液のpHは6.2であった。
実施例5において調製した消臭剤水溶液25gを50ccビーカーに採取し、10%水酸化ナトリウム水溶液1.3gを添加して攪拌した。得られた水溶液のpHは8.1であった。
実施例7
酸化亜鉛1.1gとL−アラニン6.2gを200ccビーカーに入れ、イオン交換水93gを添加した。水性混合物を室温で15分間攪拌して、無色透明の水溶液を調製した。水溶液のpHは6.8であった。
実施例8
酸化亜鉛0.25gとサルコシン10.0gを200ccビーカーに入れ、イオン交換水90gを添加した。水性混合物を室温で15分間攪拌して、無色透明の水溶液を調製した。水溶液のpHは6.6であった。
酸化亜鉛0.5g、グリシン6.0g 及びL−グルタミン酸ソーダ2.0gを混合して、イオン交換水91gに溶解させた。得られた水溶液のpHは6.9であった。
実施例10
酸化亜鉛2.0gとL−フェニルアラニン8.0gを200ccビーカーに入れ、イオン交換水90gを添加した。水性混合物を室温で15分間攪拌して、無色透明の水溶液を調製した。水溶液のpHは6.7であった。
塩基性炭酸亜鉛1.0g、グリシン9.0g、亜硫酸ソーダ1.0g 及びイオン交換水89gを200ccビーカーに入れ、室温下に攪拌して固形分を溶解させた。この水溶液のpHは6.9であった。得られた水溶液を消臭試験に供するためにイオン交換水で5倍に希釈した。希釈後のpHは7.0である。
実施例12
実施例2において調製した消臭剤水溶液25gを50ccビーカーに採取し、10%水酸化ナトリウム水溶液0.5gを添加してpHを7.1とした。このpH調整された消臭剤水溶液を消臭試験に供するためにイオン交換水で5倍に希釈した。
除去対象ガス注入口、圧力調整口、検知管測定口及び予備口を備えた容量3リッターのガラス製セパラブルフラスコを5個用意し、それぞれのガス注入口から注射器を用いてアンモニア,硫化水素,酢酸,ホルムアルデヒド及びアセトアルデヒドの5種のガスを所定の初期濃度になるように個別に注入して、30秒間攪拌した。その後、10分間静置して各ガスの初期濃度をガステック検知管から測定した。
各ガスの初期濃度
アンモニア 80 ppm
硫化水素 60 ppm
酢酸 50 ppm
ホルムアルデヒド 70 ppm
アセトアルデヒド 120 ppm
次いで、予備口から注射器を用いて各実施例で調製した消臭剤水溶液3mlを各フラスコ内に注入した。そして、5種の除去対象ガスについて、静置後から所定時間経過した時のそれぞれのフラスコ内に残存するガス濃度をガステック検知管から測定して、所定時間経過後の消臭率を算出した。これらの消臭率を表2にまとめて示す。
本発明の消臭剤の有効成分を含有しないイオン交換水のみで、消臭試験−1における5種のガスを吸収させた。
即ち、前記セパラブルフラスコ内の各初期ガス濃度を前記消臭試験と同じ濃度に調整した後に、イオン交換水3mlをフラスコ内に注入して悪臭ガスを吸収させた。ガスの静置後から所定時間経過した時のフラスコ内に残存するガス濃度を各実施例と同様にして測定した。
比較例1
酸化亜鉛1.0gをイオン交換水99gに添加して攪拌したが、懸濁状態のままであった。この懸濁液を用いて、各実施例と同様にして所定時間経過した後の残存ガス濃度を測定した。
比較例2
グリシン1.0gをイオン交換水99gに溶解させて、濃度1%のグリシン水溶液を調製した。この水溶液を用いて、各実施例と同様にして所定時間経過した後の残存ガス濃度を測定した。
以上の対照例と比較例1,2の組成等及び5種の悪臭ガスの消臭率を表1,2に示す。
酸化亜鉛又は炭酸亜鉛の亜鉛化合物とアミノ酸とを併用した消臭剤は、硫化水素に対して単独系からでは得られない消臭効果が達成される。即ち、本発明の消臭剤は、上記消臭剤成分を併用したことによる相乗効果が得られる。
本発明の消臭剤によれば、消臭試験−1の条件下に、アセトアルデヒド以外の4種の除去対象ガスを1時間以内に除去することが可能である。更に、本発明の消臭剤に亜硫酸ナトリウムを共存させることにより、アセトアルデヒドの消臭効果を著しく向上させることができる。
上記消臭試験−1の終了後にセパラブルフラスコを60℃の恒温槽に5時間静置した。その後、官能検査により悪臭ガスの臭いを検査してみた。
各実施例の消臭剤水溶液からは、アンモニア、酢酸及びホルムアルデヒドの再放出による臭いは認められなかった。硫化水素に関しても、実施例8の消臭剤では残存するガスの臭いが認められ、実施例9の消臭剤では僅かに臭いは認められたが、他の消臭剤水溶液からは臭いは認められなかった。一方、アセトアルデヒドに関しては、各実施例の消臭剤は完全に消臭することができなかったため、アセトアルデヒド臭が認められた。しかし、亜硫酸ソーダを併用した実施例11の消臭剤においては、アセトアルデヒドの再放出による臭いは認められなかった。
対照例の水は、消臭試験においてアンモニア、酢酸及びホルムアルデヒドの吸収が認められた。しかし、上記官能検査において、アンモニアと酢酸についてははっきりとした臭気が認められた。これは、単なる吸収であるためにガスが再放出したことによる。
また、各実施例で調製した消臭剤水溶液を1ヶ月間室温で静置した時の水溶液の状態は無色透明であり、カビの発生はみられなかった。
直径9cmのガラス製シャーレ上に 直径9cmの濾紙(No.2)を敷き、5ccシリンジを用いて採取した0.02%イソ吉草酸水溶液2mlを濾紙上に散布した。次に、実施例1において調製した消臭剤原液1mlを濾紙上にほぼ均等に散布した。
コントロールとして、上記イソ吉草酸水溶液を散布した後に、イオン交換水1mlを濾紙上にほぼ均等に散布した。
15分経過後にシャーレ内の濾紙の臭気を10人のパネラーに下記の評価基準に従って判定してもらった。
評価基準(6段階評価法)
0:無臭
1:やっと感知できる臭い
2:何の臭いか判断できる程度の臭い
3:何の臭いか楽に判断できる臭い
4:強い臭い
5:強烈な臭い
実施例1の消臭剤を散布した濾紙の臭気は、10人中9人が無臭(評価基準:0)と回答し、残り1人がやっと感知できる臭い(評価基準:1)と回答した。対照試験としてイオン交換水を散布した濾紙の臭気は、強い臭い(評価基準:4)と感じた人が10人全員であった。
即ち、本発明の抗菌性消臭剤は、一般住宅やオフィスビルの居住空間,台所,トイレ,浴室,冷蔵庫,下駄箱,靴等において使用される。更に、水性塗料中に混入させてもよく、消臭剤成分の安全性が高いので、足臭やその他の人体臭の除去にも有効である。
更に、紙や木質又は樹脂を基材とする繊維又は繊維製品に、本発明の消臭剤を例えば含浸又は噴霧して均一に付着させることができ、充分な消臭機能を持たせることが可能である。かかる繊維製品としては、紙おむつ,生理用品,防臭シーツ,カーペット,空調用フィルタ等を挙げることができる。
Claims (4)
- 炭酸亜鉛及び酸化亜鉛から選ばれる少なくとも1種の亜鉛化合物と、グリシン、アラニン、フェニルアラニン、グルタミン酸塩及びサルコシンの群から選ばれる少なくとも1種のアミノ酸とを有効成分とし、上記亜鉛化合物とアミノ酸の併用割合が重量比で1:2〜1:50の範囲にあることを特徴とする抗菌性消臭剤。
- 前記有効成分の媒体として水性溶媒を用いることを特徴とする請求項1に記載の抗菌性消臭剤。
- 前記亜鉛化合物とアミノ酸の割合が重量比で1:3〜1:50の範囲にあると共に、前記水性溶媒が水であり、前記有効成分が水溶液の形態にあることを特徴とする請求項2に記載の抗菌性消臭剤。
- 前記有効成分と共に、亜硫酸塩及び亜硫酸水素塩から選ばれる少なくとも1種を含有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の抗菌性消臭剤。
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