JP2008127425A

JP2008127425A - 界面活性剤

Info

Publication number: JP2008127425A
Application number: JP2006311461A
Authority: JP
Inventors: Fumio Takizawa; 文男滝沢
Original assignee: KIMURA KOGYO KK
Current assignee: KIMURA KOGYO KK
Priority date: 2006-11-17
Filing date: 2006-11-17
Publication date: 2008-06-05

Abstract

【課題】優れた洗浄効果と抗菌効果が得られ、安全性の高い界面活性剤を実現する。
【解決手段】粒状の母材２の表面に、平均粒径が約２μｍ、比重が２．１〜２．２であり、イオン交換率が４．５％のＡｇ‐Ａ型ゼオライト（銀イオン交換Ａ型ゼオライト）の無機抗菌性粉末３を付着させて得られた抗菌性粒体１を含んで、界面活性剤を構成する。なお、前記母材は、熱可塑性樹脂からなり、前記無機質抗菌性粉末は、前記母材の表面の溶融時に直接的に付着される。
【選択図】図１

Description

本発明は、無機質抗菌性粉末（ゼオライト銀）を含む界面活性剤に関する。

界面活性剤とは、一つの分子内に、水になじむ親水基と油になじむ親油基（或いは疎水基）とをもち、水と油のように混じりあわない物質の界面に並び、その界面の性質を大きく変化させる物質のことをいう。この界面活性剤は、物質への浸透作用、乳化作用、分散作用を有し、従来、工業的に大量に合成され、洗剤や食品、薬品、化粧品、繊維製品等、様々な工業製品に使用されている。

例えば、市販されている洗剤の多くは、上記した合成の界面活性剤が主成分となっている。これらの洗剤は、界面活性剤の働きにより、衣類や食器等に付着した汚れを落とす洗浄効果が得られる。例えば、食器用洗剤は、界面活性剤の浸透作用により食器の表面になじんだ後、乳化作用により油性の汚れともなじんで、油分を取り囲む。そして、この油分を食器から分離した後、分散作用により水中に分散させて、汚れを落とすこととなる。

しかしながら、上記した合成の界面活性剤は、人体のタンパク質に対する変性作用を有するため、皮膚障害が引き起こされるという問題があった。また、界面活性剤は、上記した浸透作用により体内にも浸透可能なので、構成材料によっては人体に深刻な悪影響を及ぼす虞があった。

したがって、安全性の高い界面活性剤が望まれていた。

本発明は、以上の点を解決するために、次の構成を採用する。

〈構成〉
本発明に係る界面活性剤は、粒状の母材と、該母材の表面に付着されている無機質抗菌性粉末とからなる抗菌性粒体を含むことを特徴とする。

本発明によれば、母材の表面に無機質抗菌性粉末を担持させて構成される抗菌性粒体を、水に投入して使用することにより、優れた抗菌効果や洗浄効果が得られるので、人体への影響が無く安全性の高い界面活性剤が実現される。また、布製の袋やメッシュ状の容器等の収納手段を利用することにより、繰り返し使用可能となるので、コストが抑制される。更に、イオン交換水との組み合わせにより、油分解効果が得られると共に、幅広い用途への適用が可能となる。

以下、本発明の実施形態を、図を用いて詳細に説明する。

まず、本発明の界面活性剤に使用される無機質抗菌性粉末について、詳しく説明する。
無機質抗菌性粉末は、本実施例では、平均粒径が約２μｍ、比重が２．１〜２．２であり、イオン交換率が４．５％のＡｇ‐Ａ型ゼオライト（銀イオン交換Ａ型ゼオライト；以下、ゼオライト銀と記す）の固体粉末からなる。
このゼオライト銀は、本実施例では、以下のように生成される。即ち、市販のＮａ‐Ａ型ゼオライト（Ｎａイオン交換Ａ型ゼオライト；以下、ゼオライトナトリウムと記す）を、１ｇあたり２５ｍｌのイオン交換蒸留水に攪拌しながら分散させて、アルカリ性の水溶液を得る。このアルカリ性水溶液に、１Ｎの硝酸を加えてｐＨ７程度まで中和した後、更に所定量の１Ｎ硝酸銀水溶液を添加し、室温で１８時間攪拌すると、Ｎａイオンが銀イオンにイオン交換される。その後、該水溶液からゼオライト銀を濾別した後、１２０℃において２時間乾燥させることにより、ゼオライト銀の固体粉末、即ち本実施例の無機質抗菌性粉末が得られる。

なお、本実施例では、無機質抗菌性粉末としてゼオライト銀を適用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ゼオライトやシリカ、アパタイト等の人工鉱物に、銀をイオン交換させて得られる各種の抗菌性粉末を適用可能である。

上記のように生成された無機質抗菌性粉末を水中に投入すると、銀イオンが溶出してくる。銀イオンは、人が経口摂取した場合、主に腸管から糞便中に排泄される。また、人体内においても、銀イオンは、全血液中に２４±３ｐｐｍ、血清中に４〜１３ｐｐｍ、毛髪に０．０４〜０．８ｐｐｍの濃度で分布しており、水道法にも規制のない比較的安全な金属である。なお、銀イオン濃度１ｐｐｍは、９．２μＭに相当する。

一方、銀イオンは反応性に富み、抗菌性を有することも知られている。そこで、本実施例に使用される無機質抗菌性粉末の抗菌性を示すべく、以下のような抗菌性試験を行った。
図２は、抗菌性試験の結果を示す説明図である。

まず、無機質抗菌性粉末７．２ｇを、イオン交換水２００ｍｌに投入して攪拌し、水中に溶出する銀イオンの濃度の時間変化を測定した。この測定結果を、図２に△で示す。図２において、横軸は、無機質抗菌性粉末を投入後の経過時間を溶出時間として示しており、縦軸の左側目盛は、水中の溶出銀イオン濃度を示している。

図２に示されるように、水中の溶出銀イオン濃度は、５分で１．６ｐｐｂ、１０分で２．４ｐｐｂ、２０分で４．６ｐｐｂと、溶出時間の経過に伴いほぼ対数曲線的に増加した。なお、銀イオン濃度１ｐｐｂは、０．００１ｐｐｍ、即ち９．２ｎＭに相当する。

続いて、無機質抗菌性粉末の投入から２０分経過した上記水溶液に、大腸菌懸濁液を添加した後、水中の生存大腸菌数及び溶出銀イオン濃度の時間変化を、それぞれ測定した。図２において、縦軸の右側目盛は、１ｍｌあたりの生存大腸菌数Ｎ_Ａ（ｃｅｌｌｓ／ｍｌ）の対数ｌｏｇＮ_Ａに対応しており、この測定結果を、図中□で示す。また、図中○で示されるのは、水中の溶出銀イオン濃度に大腸菌中の銀イオン濃度を加えた全溶出銀イオン濃度である。
なお、大腸菌懸濁液は、予め２５℃のポリペプトン液体培地において１２時間培養した後、洗浄して、水中の初期大腸菌数Ｎ_０が６．２×１０^５ｃｅｌｌｓ／ｍｌとなるように、上記水溶液に添加された。

図２に示されるように、溶出時間３０分、即ち大腸菌添加後１０分間で、生存大腸菌数Ｎ_Ａは５．３×１０^４ｃｅｌｌｓ／ｍｌへと、初期大腸菌数Ｎ_０の１０％以下に減少する。そして、溶出時間４０分、即ち大腸菌添加後２０分間で、生存大腸菌数Ｎ_Ａは７．０×１０^２ｃｅｌｌｓ／ｍｌへと、初期大腸菌数Ｎ_０の約０．１％に減少した。生存大腸菌数Ｎ_Ａが０．１％に減少した時の全溶出銀イオン濃度は７．９ｐｐｂであり、ｐｐｂにおいて一桁オーダーの低濃度でも、銀イオンの抗菌性が充分に発揮されることがわかる。

この間、全溶出銀イオン濃度は、大腸菌の添加や生存大腸菌数の減少にかかわりなく、溶出時間の経過に伴い対数曲線的に増加し続ける。一方、溶出時間３０分における水中の溶出銀イオン濃度（図中△）は２．８ｐｐｂであり、大腸菌添加時における溶出濃度４．６ｐｐｂと比較して、むしろ減少している。これらのことから、水中に溶出した銀イオンが、大腸菌の表面に吸着した後、内部に浸透して抗菌作用を及ぼすと考えられる。

また、この溶出銀イオン濃度（図中△）は、比較的早く平衡値に達することが、図２からわかる。一方、全溶出銀イオン濃度は、溶出時間の経過に伴い増加し続けることから、水中に溶出した銀イオンは、そのほとんどが大腸菌内部に浸透することがわかる。

なお、比較例として、銀イオンを含まないゼオライトナトリウムを用いて、同様の抗菌性試験を実施した。この場合の１ｍｌあたりの生存大腸菌数Ｎ_Ｂ（ｃｅｌｌｓ／ｍｌ）の時間変化を、図２に■で示す。ゼオライトナトリウムの水溶液では、生存大腸菌数Ｎ_Ｂにほとんど変化はみられない。このことから、ゼオライトそのものの大腸菌への影響は無視できることがわかる。

上記の抗菌性試験の結果から、本実施例の無機質抗菌性粉末の水溶液における銀イオンの抗菌性が示された。また、この水溶液中において、銀イオンは溶出されつづけるが、水中に残存する銀イオン濃度は比較的早く平衡値に達し、大腸菌が全て死亡した後も、該平衡値に保持されることがわかった。

上記のように優れた抗菌性を有する銀イオンは、ゼオライト銀以外にも、例えば、硝酸銀水溶液において容易に溶出される。硝酸銀０．０２５％水溶液は、チフス菌を２時間で殺菌し、また、硝酸銀０．０１〜０．５％水溶液は、殺菌消毒薬として用いられる。このような硝酸銀の強い殺菌作用は、溶出した銀イオンがバクテリア内部に浸透した後、バクテリアの酵素と結合して、酵素タンパクを沈殿させ、失活させることによる。しかしながら、硝酸銀水溶液は、人体のタンパク質に対しても凝固作用を及ぼし、皮膚や組織を腐食する劇薬としても知られている。

これに対して、本実施例で使用される無機質抗菌性粉末、即ちゼオライト銀は、細菌には有害であるが、人体には無害である。また、上記抗菌性試験においても示されたように、ゼオライト銀の水溶液中では、溶出銀イオン濃度は常に低く保たれるため、安全に銀イオンが供給される。

以上のように、抗菌性及び安全性を有するゼオライト銀、即ち本実施例の無機質抗菌性粉末は、一方、微小な粉末であるため、扱いが難しいという問題がある。
例えば、水に直接的に投入して使用した場合、水の入れ替えに伴いその使用量が多くなるため、非常に不経済である。
また、合成樹脂に無機質抗菌性粉末を練り込み、得られた成型品を水中に配置することも考えられる。この場合には、しかし、抗菌性粉末は原料全体に混合されるため、作成された成型品の表面に現れるのは、練り込まれた粒子の１％以下である。一方、外部に対して作用しうるのは、表面に現れた粒子のみである。そのため、充分な効果を得るためには、やはり多量の抗菌性粉末が必要となってしまう。

このような問題を解消するために、本実施例では、以下のように界面活性剤を構成する。
図１は、本発明の実施例に係る界面活性剤に含まれる抗菌性粒体を示す拡大図である。

本実施例の界面活性剤は、図１に示される抗菌性粒体１を含んで構成される。
抗菌性粒体１は、球状の母材２と、この母材２の表面の全体に付着されている無機質抗菌性粉末３とからなる。

母材２は、透明なプラスチック（合成樹脂）から構成され、約３〜５ｍｍの直径を有している。
本実施例の抗菌性粒体１において、無機質抗菌性粉末３は、１００ｇの母材２に対し約３ｇの割合で付着されている。

この抗菌性粒体１は、次のように製造される。即ち、多数の母材２をミキサーに投入し、ミキサーを高速回転させる。これにより、母材２が相互に当接し、その表面が発熱して溶融する。母材２の表面が溶融した時点で、溶融促進剤としての有機溶剤、例えばトルエンをミキサーに投入する。しかる後、ミキサーに所定量の無機質抗菌性粉末３を入れ、再びミキサーを高速回転させる。これにより、各母材２の表面が溶融し、かつ無機質抗菌性粉末３が母材２に高速で衝突することから、母材２の表面に無機質抗菌性粉末３がほぼ均一に付着する。

続いて、本実施例の抗菌性粒体１の界面活性効果を評価すべく、以下に示す攪拌実験を行った。

１００ｍｌのイオン交換水を収容したビーカーＡ及びＢと、１００ｍｌの水道水を収容したビーカーＣとを用意する。ビーカーＡとビーカーＣとには、それぞれ、本実施例の抗菌性粒体１を１．０ｇ投入する。その後、各ビーカーＡ、Ｂ及びＣを、マグネチックスターラーで３０分間攪拌した後、それぞれのビーカーにゴマ油を１ｍｌ添加し、そのまま攪拌を継続しながら、随時観察を行った。

図３は、攪拌実験の結果を示す説明図である。
図３には、ゴマ油を添加後の経過時間に対応して、各ビーカーＡ、Ｂ及びＣ内の水の色が、それぞれ示されている。

ゴマ油を添加した直後、即ち経過時間が０時間の場合、添加されたゴマ油は各ビーカー内の水とは混じり合わず、分離した状態で油滴を形成している。そのため、各ビーカー内の水の色は、ゴマ油の影響を受けることなく、何れも透明となっている。
ゴマ油を添加後、攪拌を１時間継続した後も、各ビーカー内の水の色は透明のままであり、水とゴマ油とは混じり合わず、２相に分離している。

ゴマ油の添加から２４時間が経過すると、各ビーカー内の水の色は変化する。
ビーカーＡ内の水には、白濁がみられる。これは、ゴマ油とイオン交換水とが混じり合って、乳化したためと考えられる。一方、抗菌性粒体１を投入していないビーカーＢ内の水は、やはり白濁するものの、ゴマ油とイオン交換水とは混じり合わず、２相に分離したままとなっている。また、ビーカーＣ内の水は、一様に薄黄色となり、ゴマ油が水道水に分散して均一に混ざっている。
これらのことから、抗菌性粒体１の作用により、ゴマ油がイオン交換水及び水と混じり合うものと考えられる。即ち、抗菌性粒体１は、油と水とをなじませる界面活性作用を有することがわかる。

更に各ビーカー内の攪拌を継続すると、ビーカーＡ内の水は、ゴマ油の添加から４８時間経過後には濃白濁、９２時間経過後には濁褐色となる。これは、乳化が進んだ結果、ゴマ油が何らかの形に分解されたためと考えられる。一方、ビーカーＢ及びビーカーＣ内の水の色には、変化は見られなかった。
これらのことから、抗菌性粒体１は、イオン交換水との組み合わせにおいて、油分解能力を発揮することがわかる。

上記のように、攪拌実験の結果、抗菌性粒体１の界面活性剤としての有効性が示された。

続いて、本実施例において実施された防汚性試験の結果について説明する。
図４は、防汚性試験の結果を示す説明図である。

本実施例では、抗菌性粒体１を含む界面活性剤の洗浄効果を評価すべく、以下に示す防汚性試験を実施した。なお、この防汚性試験において、試料となる布として、綿及びポリエステルの２種類が使用された。また、汚れ成分として、ゴマ油、ケチャップ、マヨネーズ、醤油及びコーヒーの５種類の食品を使用した。

まず、１０ｃｍ×１０ｃｍの白色の布からなる試料４枚を、平らな面に置いて、それぞれの中央部に、上記した５種類の汚れ成分の何れかを同量ずつスポット状に付着させる。そして、２４時間放置後、３枚の試料をそれぞれ、ＪＩＳＬ０２１７−１０４に規定される洗濯試験法に基づいて、１０分間洗濯する。ただし、各試料の洗濯は、１枚は市販の洗剤を通常量使用して、１枚は市販の洗剤を通常量の１／３と本実施例の抗菌性粒体１とを併用して、そして１枚は本実施例の抗菌性粒体１のみを使用して、それぞれ個別に行う。次に、洗濯した各試料をそれぞれ自然乾燥させた後、洗濯していない試料と並べて置き、各試料における汚れの脱落度を、１〜５の数値を用いて５段階に評価した。なお、汚れの脱落度を示す数値は、大きいほど汚れの脱落効果が認められたことを示し、それぞれ、「１：汚れがとれない」、「２：わずかにとれる」、「３：とれる」、「４：かなり汚れがとれる」、「５：完全に汚れがとれる」に対応している。

図４に示されるように、綿布からなる試料の場合、本実施例の抗菌性粒体１は、ゴマ油、ケチャップ、醤油の３種類の汚れ成分に対して、通常量の洗剤と同等の洗浄効果を発揮することがわかる。他の汚れ成分、即ちマヨネーズ及びコーヒーに対しても、抗菌性粒体１により得られる洗浄効果は、通常量の洗剤により得られる洗浄効果に準じる。更に、抗菌性粒体１に通常の１／３量の洗剤を加えると、全ての汚れ成分に対して、通常量の洗剤とほぼ同等の洗浄効果が得られた。
また、ポリエステル布からなる試料の場合、本実施例の抗菌性粒体１は、上記した全ての汚れ成分を完全に落とすことができた。

上記のように、本実施例の抗菌性粒体１を含む界面活性剤が、優れた洗浄効果を有することが示された。これは、銀イオンが有する界面活性作用に加えて、水に含まれるミネラルイオンがゼオライトにより取り除かれ、洗濯に適した軟水へと水質が変化するため、
更なる界面活性効果が得られることによると考えられる。

以上のように、本発明によれば、母材の表面にゼオライト銀からなる無機質抗菌性粉末を直接付着させて抗菌性粒体が構成され、この抗菌性粒体を水に投入することにより、溶出した銀イオンが優れた抗菌効果や洗浄効果をもたらすので、人体への毒性の影響が無い安全性の高い界面活性剤が実現される。この界面活性剤は、布製の袋やメッシュ状の容器等に収納することにより、繰り返し使用可能となるので、コストの抑制が可能となる。また、イオン交換水との組み合わせにより、油分解効果が得られるので、洗剤としての使用において、脱落させた油性汚れの再付着が防止されるほか、食品や化粧品等、幅広い用途への適用が可能となる。

本発明の実施例に係る界面活性剤に含まれる抗菌性粒体を示す拡大図である。抗菌性試験の結果を示す説明図である。攪拌実験の結果を示す説明図である。防汚性試験の結果を示す説明図である。

符号の説明

１抗菌性粒体
２母材
３無機質抗菌性粉末

Claims

粒状の母材と、該母材の表面に付着されている無機質抗菌性粉末とからなる抗菌性粒体を含むことを特徴とする界面活性剤。
前記母材は、熱可塑性樹脂からなり、前記無機質抗菌性粉末は、前記母材の表面の溶融時に直接的に付着されることを特徴とする請求項１記載の界面活性剤。