JP2006028156A - 抗菌組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】 親水性と抗菌性を有し、かつこれらの特性に耐久性が向上し、悪臭を発生しない自動車空調設備の蒸発器用抗菌組成物を提供する。
【解決手段】 （Ａ）親水性有機成分として分子量が４０００〜８０００のポリビニルアルコール１０〜１５重量％、ジエチレングリコール５〜８重量％、ポリエチレングリコール３〜５重量％と、（Ｂ）平滑剤としてジエチルオクタンジオール１〜３重量％と、（Ｃ）抗菌剤としてアセトアルデヒド１〜２重量％と粒子径が２×１０^−１２〜９×１０^−１２ｍのＴｉ（ＯＨ）_Ｘ（ＰＯ_４）_Ｙ−ＺｎＯ化合物（ここで、Ｘは、２〜４の整数であり、Ｙは、１〜４の整数である）７〜１０重量％とを含み、水を加えて１００重量％とした構成でなっている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、抗菌組成物、特に自動車の空調設備における蒸発器に用いる抗菌組成物に関するものである。

自動車には、車内の居住性を高めるために空調設備が取り付けられ、温度、風速、湿度などが制御され、最適化されている。

空調設備は、ブロワーユニット、蒸発器ユニット、ヒーターユニットと称される三つのタイプのユニットで構成される。ブロワーユニットは、モーターにより外部空気が自動車室内に、通常空気速度を３段階あるいは４段階など複数段階に調節して取り入れている。蒸発器ユニットは、エンジンの駆動によるベルトにより冷媒を循環させて、コンプレッサーを通じて圧縮過程、膨張過程を経て冷却させ、ブロワーにより送風された空気と接触させて冷たい空気を室内に送る構造である。ヒーターユニットは、エンジンの熱で温度が上昇した冷却水を空気で冷却し、暖められた空気を室内に送る構造である。

以上のユニット構造による自動車において、ブロワーから送風された空気が蒸発器を通過するとき、冷媒チューブや冷却フィンに接触して温度が急激に降下し、冷媒チューブや冷却フィン表面は水分の凝縮により湿潤状態となるため、カビ類や細菌類など微生物の成長に好適な場所となり、またこれにより悪臭の原因となる。最近では、蒸発器の機能が向上し、小型化が進むに伴い、放熱フィンが密に設置され、かつ風量が多くなって、凝縮された水滴が飛散することがあり、冷媒チューブや冷却フィン上の微生物、さらに微生物により生成したスライムも車内に持ち込まれ、自動車の搭乗者に呼吸器疾患や不快感を与えることがある。

このような問題を解消するために、エアロゾル型殺菌剤を使用したり、蒸発器に親水性の抗菌コーティング処理を施して微生物の成長を抑えたりしていた。例えば、蒸発器の表面をクロメート化処理し、その上にシリカ、樹脂成分および有機抗菌剤を配合した樹脂系処理剤を使用して、フィン表面に発生する微生物による熱交換器運転開始時の不快臭、微生物の散乱などの防止する方法〔特許文献１参照〕、酸化チタンと、シリカおよびアルミナのうち少なくとも一方を必須成分として含む微粒子を、有機系抗菌成分を含有する抗菌性樹脂を配合した抗菌性組成物を自動車空調熱交換器フィン表面に塗布する方法〔特許文献２参照〕などの提案がある。

しかしながら、エアロゾル殺菌剤の場合、外部流入口から噴射してもブロワーを通過して蒸発器まで充分に、かつ均一に散布できないため、その効果は期待する程大きくない。また、香料によるマスキングも一時的な悪臭は和らげるが、根本的な解決とはならない。蒸発器に親水性の抗菌剤をコーティングする方法では、コーティング層にクラックを発生してコーティング層が剥離し、微生物の棲息できる場所を提供してしまい、またシリカ自体にセメント様の臭いがあるため不快感を与えることがある。即ち、コーティング層の耐久性能が充分でなく、１〜２年経つと実質無くなってしまうのが現実である。このような親水性の抗菌剤をコーティングする方法ではその特性を接触角で評価でき、例えば初期で接触角が１〜８°であったものが、経時的に接触角が４０°以上となり、これにより親水性がなくなっていることがわかる。

特開平４−３６６３９６号公報 特開２０００−３２９４９７号公報

上記のような問題点を解決するために、本発明は、親水性と抗菌性を有し、これらの特性が耐久性を有し、さらに悪臭を発生しない自動車空調設備の蒸発器用抗菌組成物を提供することにその目的がある。

本発明者は、抗菌性及び耐久性を同時に満たし、悪臭のない抗菌組成物を開発すべく鋭意研究した結果、特定の親水性有機成分、平滑剤、抗菌剤を組み合わせた抗菌組成物がこの目的に叶うことを見出し本発明をなすに至った。すなわち、請求項１の発明は自動車の空調設備における蒸発器に用いる抗菌組成物であって、（Ａ）親水性有機成分として分子量が４０００〜８０００のポリビニルアルコール１０〜１５重量％、ジエチレングリコール５〜８重量％、ポリエチレングリコール３〜５重量％と、（Ｂ）平滑剤としてジエチルオクタンジオール１〜３重量％と、（Ｃ）抗菌剤としてアセトアルデヒド１〜２重量％と粒子径が２×１０^−１２〜９×１０^−１２ｍのＴｉ（ＯＨ）_Ｘ（ＰＯ_４）_Ｙ−ＺｎＯ化合物（ここで、Ｘは、２〜４の整数であり、Ｙは、１〜４の整数である）７〜１０重量％とを含み、水を加えて１００重量％とした構成でなっている。

請求項２の発明は、請求項１の抗菌組成物において、ポリビニルアルコールの粒子径が５×１０^−９〜９×１０^−９ｍであるものである。

本発明の抗菌組成物は、従来の抗菌組成物における耐久性低下、それ自体の悪臭による不快感が改善され、自動車の空調設備における蒸発器に使用したとき長期間にわたり抗菌性が発揮される。

以下、本発明による抗菌組成物について詳細を説明する。
本発明は、抗菌組成物におけるコーティングの耐久性を向上させ、かつそれ自身の臭いがないように親水性有機高分子としてポリビニルアルコールを用い、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコールとともに使用する。ポリビニルアルコールは、分子量４０００〜８０００であり、少なくとも水に完全に溶解しない程度に架橋化されて、粒子径が５×１０^−９〜９×１０^−９ｍのナノサイズに極微細粒子化されたものを用いる。水に完全に溶解しないナノサイズ極微細粒子の使用により、対象面に多くの粒子数が付着して後述する抗菌剤を安定に固着させることができるようになる。ポリビニルアルコールは全抗菌組成物中１０〜１５重量％、好ましくは１２〜１３重量％である。１０重量％未満であると親水性が劣り、１５重量％を超えると抗菌剤の効果が充分発揮できなくなることがあり、またコーティングにおける均一性に劣ることがある。ジエチレングリコールとポリエチレングリコールの量は、ポリビニルアルコールの量との関係で決められるべきものであるが、通常ジエチレングリコールは全抗菌組成物中５〜８重量％、好ましくは６〜７重量％であり、ポリエチレングリコールは全抗菌組成物中３〜５重量％、好ましくは３．５〜４．５重量％である。ジエチレングリコールが５重量％未満であるとポリビニルアルコールの親水補助材としての性能が弱くなり、８重量％を超えるとコーティング性能が劣ることがある。ポリエチレングリコールが３重量％未満であるとポリビニルアルコールの親水補助材としての性能が弱くなり、５重量％を超えるとコーティング性能が劣ることがある。

本発明は、抗菌組成物のコーティング平滑性を向上する目的でジエチルオクタンジオールを配合する。ジエチルオクタンジオールは、全抗菌組成物中１〜３重量％、好ましくは１．５〜２。５重量％である。１重量％未満であるとその効果が弱く、３重量％を超えるとコーティング時に泡が生じて好ましくないことがある。

本発明の抗菌組成物は、抗菌性を付与する目的でＴｉ（ＯＨ）_Ｘ（ＰＯ_４）_Ｙ−ＺｎＯ化合物（ここで、Ｘは２〜４の整数であり、Ｙは１〜４の整数である）とアセトアルデヒドを組み合わせて使用する。

Ｔｉ（ＯＨ）_Ｘ（ＰＯ_４）_Ｙ−ＺｎＯ化合物は、２×１０^−１２〜９×１０^−１２ｍのピコ粒子サイズの極微細粒子を使用する。Ｔｉ（ＯＨ）_Ｘ（ＰＯ_４）_Ｙ−ＺｎＯ化合物は、空気中の酸素（Ｏ_２）や水（Ｈ_２Ｏ）と接触すると、２価の活性酸素を発生させ、活性酸素から過酸化水素を生じる。過酸化水素は、強力な酸化力を有する水酸化ラジカル（ＯＨ⁻）となり、有機物を分解し、微生物を死滅させる作用をする。Ｔｉ（ＯＨ）_Ｘ（ＰＯ_４）_Ｙ−ＺｎＯ化合物は、全抗菌組成物中７〜１０重量％、好ましくは８〜９重量％である。７重量％未満であると、抗菌作用が弱くなり、１０重量％を超えるとコーティング剤の平滑性と界面活性特性によくない影響を及ぼすことがある。

アセトアルデヒドは、全抗菌組成物中１〜２重量％である。１重量％未満であると抗菌作用が弱くなり、２重量％を超えると人体に対する毒性が大きくなり好ましくない。

以上の各成分は、水、好ましくは脱イオン水に溶解あるいは分散させて抗菌組成物とする。水の量は、前記各成分の必要量を配合させた後の残り分であり、全抗菌組成物中５７〜７３重量％となるが、好ましくは６０〜７０重量％となるようにする。

本発明の抗菌組成物は、親水性であり、抗菌特性と共に耐久性が著しく向上して、自動車の空調設備にコーティングして抗菌性を付与するに効果的である。また、これ自体悪臭とはならない。以下、実施例を通じて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。

〔抗菌組成物〕
表１に示した組成で抗菌組成物を製造した。ここで、ポリビニルアルコールは、平均分子量が６０００、平均粒子径が７×１０^−９ｍを、Ｔｉ（ＯＨ）_Ｘ（ＰＯ_４）_Ｙ−ＺｎＯ化合物は、平均粒子径が６×１０^−１２ｍのＴｉ（ＯＨ）_２（ＰＯ_４）−ＺｎＯを用いた。

［試験方法］
１．抗菌特性
１）カビによる試験
アルミニウム板上に、表面を確実に覆うように上記抗菌組成物をコーティングし、乾燥させて試片とした。ガラス容器に試験するカビを一定な厚さに敷いた後、その上に試片を載せて、湿度６０〜１００％、温度２５℃の雰囲気で３週間放置し、試片上にカビが成長するかを観察した。カビの成長を次の基準で評価した。結果を表１に示す。
＜評価基準＞
０等級：カビが成長していない。
１等級：カビの成長が試片表面の１０％以下である。
２等級：カビの成長が試片表面の１０〜３０％である。
３等級：カビの成長が試片表面の３０〜６０％である。
４等級：カビの成長が試片表面の６０％以上である。

２）細菌による試験
上記と同じ方法で試片を準備した。また、細菌は、−５０℃温度で冷凍保管しているものを、５℃程度の冷蔵室に１２時間保管した後細菌試験に供した。細菌と培養液とを混ぜて細菌培養液とし、この細菌培養液を試片の上に載せて湿度９５％、温度３７℃で２４時間保持した。試片のない細菌培養液を同様湿度９５％、温度３７℃で２４時間保持したときの細菌数を基準にして、試片のある場合の細菌数から細菌減少率（％）を求めた。

２．親水性試験
上記抗菌特性の評価におけると同様の試片を用いた。
１）初期接触角：試片上に０．０５ｍＬの水を滴下した後、８〜１０秒の間に図４のように接触角測定器で接触角（ｑ）を測定し、２ｑ値を親水接触角とした。この際の水を滴下する高さは、略０ｍｍに近い。
２）耐久接触角：試片を温度４０℃、相対湿度９０％以上で６分間維持した後、１０℃／分の速度で冷却して温度０℃とし、すぐに０℃から１０℃／分の速度で加熱して４０℃とし、この工程を１サイクル工程とした。この保持（温度４０℃、湿度９０％で６分間）、冷却、加熱を５００サイクル繰り返した後、同様な方法で親水接触角を測定した。

３．臭気試験
自動車空調設備の蒸発器全面に抗菌組成物をコーティングし、温度４０℃、相対湿度９０％以上の雰囲気で７２時間放置した。次いで、送風機により風速を１ｍ／秒で蒸発器に空気を送り、蒸発器を通過した後の空気について臭いを感性評価した。評価は、評価要員１０名で、次の基準で評価した。結果を表１に示す。
＜評価基準＞
０等級：無臭である。
１等級：僅か臭いがするような気がする。
２等級：微弱な臭いがする。
３等級：確実に臭いがする。
４等級：激しく臭いがする。

この結果から、本発明による抗菌組成物（実施例）は、これまでのもの（比較例２）に比べ、殺菌力、臭いの面で向上し、親水接触の結果から耐久性において改善されていることが確認された。また、本発明の配合比率を外れた抗菌組成物（比較例１）の場合では、本発明抗菌組成物（実施例）と比べて目的とする効果が充分に発現されていないといえる。

本発明抗菌組成物により、自動車空調設備蒸発器での微生物成長が抑えられ、自動車室内に悪臭を持ち込むことがなくなり、搭乗者に呼吸器疾患や不快感を与えることがなく、居住性が格段に向上した。特に、耐久性があるので、実用上の利益が大きい。

本発明に係る抗菌組成物成分の作用模式図である。 従来の自動車空調設備における蒸発器用抗菌組成物の粒子の大きさによる模式図である。 本発明に係る抗菌組成物の粒子の大きさによる模式図である。 抗菌組成物の親水性試験における親水接触角の測定方法の模式図である。 本発明の実施例における親水接触角の測定サイクルの模式図である。

Claims (2)

1. 自動車の空調設備における蒸発器に用いる抗菌組成物であって、（Ａ）親水性有機成分として分子量が４０００〜８０００のポリビニルアルコール１０〜１５重量％、ジエチレングリコール５〜８重量％、ポリエチレングリコール３〜５重量％と、（Ｂ）平滑剤としてジエチルオクタンジオール１〜３重量％と、（Ｃ）抗菌剤としてアセトアルデヒド１〜２重量％と粒子径が２×１０^−１２〜９×１０^−１２ｍのＴｉ（ＯＨ）_Ｘ（ＰＯ_４）_Ｙ−ＺｎＯ化合物（ここで、Ｘは、２〜４の整数であり、Ｙは、１〜４の整数である）７〜１０重量％とを含み、水を加えて１００重量％とした構成でなることを特徴とする抗菌組成物。
2. 前記ポリビニルアルコールが、粒子径が５×１０^−９〜９×１０^−９ｍであることを特徴とする請求項１に記載の抗菌組成物。

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