JP2010095676A

JP2010095676A - 洗浄剤

Info

Publication number: JP2010095676A
Application number: JP2008269707A
Authority: JP
Inventors: Shoichi Nakamura; 正一中村
Original assignee: ACP Japan Co Ltd
Current assignee: ACP Japan Co Ltd
Priority date: 2008-10-20
Filing date: 2008-10-20
Publication date: 2010-04-30

Abstract

【課題】光触媒及びアパタイト複合体並びにシクロデキストリンの効果により、優れた洗浄効果を発揮するとともに、二酸化ケイ素により水分の吸収による光触媒の効果低減と粉末団結を防ぐことができる洗浄剤を提供する。
【解決手段】洗浄剤を、光触媒及びアパタイト及び二酸化ケイ素、若しくは光触媒とアパタイトの複合体粒子及び二酸化ケイ素、若しくは光触媒と二酸化ケイ素の複合体粒子と、シクロデキストリン粒子と、を含有する粉末とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、光触媒及びアパタイト複合体、二酸化ケイ素、並びにシクロデキストリンを含有する洗浄剤に関する。

洗浄剤の基本的な成分には、洗浄成分のほか殺菌効果を有する成分が含まれていることが多い。しかし、上記の洗浄成分、殺菌成分は人体に対する肌刺激性や毒性を持つ物質や環境への負荷が懸念される物質であることも少なくない。

そこで、本発明者はこれまでに、光触媒とアパタイトにシクロデキストリンを添加した洗浄剤を提案している。

しかしながら、光触媒を粉末の状態で用いた洗浄剤の場合、光触媒が水分を吸収してしまうと、その作用効果が著しく低下してしまうという問題があった。また、水分の吸収により粉末が団結すると、取扱性も悪くなってしまう。

本発明は、上記従来の問題に鑑みて、光触媒及びアパタイト複合体並びにシクロデキストリンの効果により、優れた洗浄効果を発揮するとともに、二酸化ケイ素により水分の吸収による光触媒の効果低減と粉末団結を防ぐことができる洗浄剤を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するために、光触媒及びアパタイト及び二酸化ケイ素、若しくは光触媒とアパタイトの複合体粒子及び二酸化ケイ素、若しくは光触媒と二酸化ケイ素の複合体粒子と、シクロデキストリン粒子と、を含有する粉末であることを特徴とする洗浄剤を提供する。

ここで、本発明の洗浄剤は活性剤をさらに含むのが好ましい。その活性剤は、好適にはセスキ炭酸ナトリウムとする。又は、前記活性剤は、アミノ酸、アミノ酸の酸性塩、アミノ酸のアルカリ塩、過炭酸ナトリウム、過硫酸ナトリウム、水酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム／炭酸マグネシウム／炭酸カルシウム共沈殿物、水酸化アルミニウムマグネシウム、水酸化アルミニウム／水酸化マグネシウム共沈殿物、水酸化アルミニウム／重炭酸ナトリウム共沈殿物、グリシン酸アルミニウム、酢酸カルシウム、重炭酸カルシウム、ホウ酸カルシウム、炭酸カルシウム、クエン酸カルシウム、グルコン酸カルシウム、グリセロリン酸カルシウム、水酸化カルシウム、乳酸カルシウム、フタル酸カルシウム、リン酸カルシウム、コハク酸カルシウム、酒石酸カルシウム、二塩基性リン酸ナトリウム、リン酸水素二カリウム、リン酸二カリウム、リン酸水素二ナトリウム、コハク酸二ナトリウム、乾燥水酸化アルミニウムゲル、Ｌ−アルギニン、酢酸マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、ホウ酸マグネシウム、重炭酸マグネシウム、炭酸マグネシウム、クエン酸マグネシウム、グルコン酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、乳酸マグネシウム、メタケイ酸アルミン酸マグネシウム、酸化マグネシウム、フタル酸マグネシウム、リン酸マグネシウム、ケイ酸マグネシウム、コハク酸マグネシウム、酒石酸マグネシウム、酢酸カリウム、炭酸カリウム、重炭酸カリウム、ホウ酸カリウム、クエン酸カリウム、メタリン酸カリウム、フタル酸カリウム、リン酸カリウム、ポリリン酸カリウム、ピロリン酸カリウム、コハク酸カリウム、酒石酸カリウム、酢酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、ホウ酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、クエン酸ナトリウム、グルコン酸ナトリウム、リン酸水素ナトリウム、水酸化ナトリウム、乳酸ナトリウム、フタル酸ナトリウム、リン酸ナトリウム、ポリリン酸ナトリウム、ピロリン酸ナトリウム、コハク酸ナトリウム、酒石酸ナトリウム、トリポリリン酸ナトリウム、合成ハイドロタルサイト、ピロリン酸四カリウム、ピロリン酸四ナトリウム、リン酸三カリウム、リン酸三ナトリウム、トロメタモル、過ホウ酸塩、炭酸塩、メタケイ酸塩、クエン酸、炭酸水素ナトリウム、ケイ酸カルシウム、の何れか一つ又はこれらの混合物からなる群より選択する。

なお、前記光触媒とアパタイトの複合体粒子は、アパタイトにより光触媒粒子が被覆された複合体粒子、又はアパタイトの結晶構造中に光触媒が置換形成された複合体粒子とする。

前記光触媒は、二酸化チタン、酸化亜鉛、酸化バナジウム、三酸化二ビスマス、三酸化タングステン、酸化鉄、チタン酸ストロンチウムの何れか一つ又は複数を主成分とする。また、前記アパタイトは、フッ化アパタイト又は水酸化アパタイトとする。

前記粉末状の洗浄剤は、洗浄剤基材に混合されて使用されても良い。

なお、前記洗浄剤又は前記洗浄剤基材に混合された状態の洗浄剤は、住宅用洗浄剤、家具用洗浄剤、医療器械器具用洗浄剤、装飾品用洗浄剤、食品用洗浄剤、衣類用洗浄剤、電子部品用洗浄剤、機械部品用洗浄剤、金属材料用洗浄剤、の何れかであるのが好適である。

本発明によれば、二酸化ケイ素を加えることにより、粉末状洗浄剤中の、光触媒の水分吸収による効果の低下と粉末団結による取扱性の低下を防止することができる。また、シクロデキストリンが悪臭物質や有害化学物質、細菌等を包接し、アパタイトがそれらを吸着、さらに光触媒がそれらを分解、除去するという連携した作用により、優れた洗浄、殺菌、消臭効果を有する洗浄剤とすることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の洗浄剤に含有される光触媒及びアパタイト複合体の機能を説明する図である。まず、この図に基づき、光触媒及びアパタイトについて説明する。

アパタイトとは、Ｍ，Ｚ，Ｘを任意の元素として、Ｍ₁₀（ＺＯ₄）₆Ｘ₂の組成を有する鉱物群を指す。上記のＭとＺの主成分はそれぞれカルシウムとリンであるが、Ｍ，Ｚ，Ｘは種々の元素で比較的容易に置換することができる。例えば、Ｍにカルシウム、Ｚにリン、Ｘにフッ素が主成分として入ると、フッ化アパタイト（フルオロアパタイト）となる。また、Ｍにカルシウム、Ｚにリン、Ｘに水酸基が入ると、水酸化アパタイト（ハイドロキシアパタイト）となる。アパタイトの機能として一般によく知られているのは、有害化学物質等を吸着保持する機能である。例えば、窒素酸化物や過酸化脂質、アンモニアやアルデヒド類、大腸菌等の細菌やウィルスを吸着することができる。

一方、光触媒は、光を照射することにより触媒作用を示す物質の総称であり、代表的なものとして二酸化チタンが知られている。そのほかにも、酸化亜鉛、酸化バナジウム、三酸化二ビスマス、三酸化タングステン、酸化鉄、チタン酸ストロンチウム等がある。光触媒は、光を照射された際の酸化還元作用により有機物を分解する作用を有する。

光触媒及びアパタイト複合体は、上記の光触媒とアパタイトを被覆（光触媒をアパタイトで被覆）、置換（アパタイトの結晶構造中に光触媒を置換）等の方法により複合化することによって生成される。そして光触媒とアパタイトの双方の作用を連携させ、効率的に有害な有機物や細菌、悪臭物質等を吸着し、分解することができる。例えば光触媒は、光が照射されると非常に強い酸化力を生じ、接触した有害化学物質や細菌等を分解し、炭酸ガス等に分解することができるが、一方でそれらの物質や細菌等を引き寄せる作用や多量に吸着する作用はなく、光触媒表面に接触した物質しか分解できない。また、光が当たらなければ機能することができない。アパタイトも、物質の吸着能に優れ大量に吸着することができるが、それらの分解能がないため一定の吸着量を超えれば飽和してしまい、それ以上は吸着することができない。

しかし、この光触媒とアパタイトを複合化させると、図１（ａ）に示すように、光が当たらない間に物質を吸着でき、さらに図１（ｂ）に示すように、光があるときにアパタイトが吸着した物質を光触媒が分解するため、吸着機能がその都度再生する。さらに、光触媒は有機物を分解する際に一定の時間を必要とするが、アパタイトが吸着した物質を逃さないため、確実に分解することができる。

本発明はこのような光触媒及びアパタイト複合体を含有させることにより、アパタイトが有害化学物質、悪臭物質、細菌等を吸着し、光触媒がそれらを分解、除去するという連携した作用によって優れた洗浄、殺菌、消臭効果を有する洗浄剤とすることができる。

なお、本発明に用いられる光触媒は、好適には二酸化チタン、あるいは酸化亜鉛、酸化バナジウム、三酸化二ビスマス、三酸化タングステン、酸化鉄、チタン酸ストロンチウムの何れか一つ又は複数を主成分とする。また、アパタイトは、フッ化アパタイト又は水酸化アパタイトを用いる。

本発明では、水分を吸収することにより上記の光触媒の効果が低下するのを防ぐため、吸湿性に富む二酸化ケイ素（シリカ）をさらに添加する。この二酸化ケイ素は、ミクロンサイズの微粒であるのが好適である。特に、粒子内部に細孔を有するものは、水を吸着する力が強いため、本発明に用いるのに適している。

以下では二酸化ケイ素として、本発明に最適な多孔性に富み内部比表面積の大きなミクロンサイズの合成シリカについて述べる。この合成シリカは以下のような特徴を有している。
（１）無味無臭の粉末である。
（２）内部に細孔を有し、極めて大きな吸着容量を有する。
（３）吸湿しても細孔内に吸着した水を容易に放出することがない。
（４）ミクロンサイズの微粒子である。
（５）シリカ純度が高く９９．５％以上である。
（６）混合操作が容易である。
（７）化学的に不活性である（混合物を分解、変性しない）。
（８）製品中での外観的な違和感がない。

また、以下のような効果がある。
（１）粉末の流動性向上及び団結防止効果
従来、流動性改良及び団結防止として使用されていた第三リン酸カルシウムと比較すると、およそ１／３の添加量で流動性向上及び団結防止効果がある。多孔性の微粒子であるため、粉末の水分や油分等を吸着し、防湿効果も有する。また、粒子間に存在することで粒子同士の接触を妨げ、流動性を向上し、潮解性のある成分や油脂の多い成分の団結を長期間防止する。
図２は、二酸化ケイ素（合成シリカ）の団結防止効果を示すグラフである。粉糖に合成シリカをそれぞれ０．５％、１％、２％添加し、相対湿度５０％、７７％、８６％に調整したデシケーターの中に入れ、その経時変化及び団結状態を測定した。また、国内で販売されている粉糖は団結防止剤として０．５〜３％のでん粉が添加されているため、これについても比較テストを行った。この図から分かるように、合成シリカの添加によって明らかに粉糖の団結が防止されている。
（２）微量成分等の担持、分散剤としての効果
希釈した微量成分と混合し吸着させることで、製剤に均一に分散させることができる。
（３）徐放性のコントロール
多孔質シリカの細孔径を選択することにより、担持した成分のリリース時間をコントロールすることができる。
（４）難溶性成分の溶解性向上
結晶化しやすい成分をシリカの細孔内に担持することにより、非晶質の状態で製剤化することが可能となる。分散させやすくなり、溶解性を向上させることができる。

なお、二酸化ケイ素は食品添加物としても使用され、人体に対する安全性は高く評価されている。

本発明ではさらに、上記の光触媒及びアパタイト複合体の作用を最大限に高め、かつ特有の効果を奏するシクロデキストリンを添加する。以下、本発明の洗浄剤に含有されるシクロデキストリンについて説明する。

シクロデキストリンは、ブドウ糖が環状構造に結合した環状オリゴ糖であり、その環状構造の内部には他の分子を包接できる程度の大きさの空孔を有する。この空孔の外側は親水性、内側は疎水性（親油性）という特異的な構造を持ち、様々な分子を空孔内に取り込んで包接複合体を形成することができる。従来から、この包接機能を利用して、ゲスト分子（包接された分子）の安定性の増大や、悪臭・食品の異味の除去等に利用されている。

シクロデキストリンのうち、ブドウ糖が六個のものをα−シクロデキストリン、ブドウ糖が七個のものをβ−シクロデキストリン、ブドウ糖が八個のものをγ−シクロデキストリンという。本発明で言うシクロデキストリンは、これらのα−シクロデキストリン、β−シクロデキストリン、γ−シクロデキストリンのほか、シクロデキストリンの誘導体や類縁化合物も含むものとする。

本発明の洗浄剤は、上記のような光触媒及びアパタイトの複合体粒子と、二酸化ケイ素、及びシクロデキストリン粒子とを含有することを特徴とする。ここで、シクロデキストリンを、光触媒及びアパタイト複合体と共に本発明の洗浄剤に含有させることで得られる効果には、次のようなものがある。まず、シクロデキストリンは、悪臭物質や有害化学物質を包接する。この包接は即効的に行われるため、消臭、洗浄効果はすぐに現れる。さらに、アパタイトがそれらを吸着し、光触媒に接触させる。次いで光触媒がこれらを分解する。このようにして、悪臭物質や有害化学物質のほか、細菌、カビ、皮脂等が取り除かれる。

ちなみに、シクロデキストリンも有機物であるが、光触媒活性物質に一定のレベル以上の強い光を照射しない限りはシクロデキストリンがその光分解作用で分解されることはない。そのため、シクロデキストリンと光触媒を共存させた状態でも、所定の条件下で保管すれば、シクロデキストリンの分解は起こらない。しかも、シクロデキストリン、二酸化チタン等の光触媒物質、及びアパタイトは、生体に対して安全な物質である。

本発明の洗浄剤には、さらに光触媒効果を活性させる活性剤を添加しても良い。例えば、好適にはセスキ炭酸ナトリウム、あるいはアミノ酸、アミノ酸の酸性塩、アミノ酸のアルカリ塩、過炭酸ナトリウム、過硫酸ナトリウム、水酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム／炭酸マグネシウム／炭酸カルシウム共沈殿物、水酸化アルミニウムマグネシウム、水酸化アルミニウム／水酸化マグネシウム共沈殿物、水酸化アルミニウム／重炭酸ナトリウム共沈殿物、グリシン酸アルミニウム、酢酸カルシウム、重炭酸カルシウム、ホウ酸カルシウム、炭酸カルシウム、クエン酸カルシウム、グルコン酸カルシウム、グリセロリン酸カルシウム、水酸化カルシウム、乳酸カルシウム、フタル酸カルシウム、リン酸カルシウム、コハク酸カルシウム、酒石酸カルシウム、二塩基性リン酸ナトリウム、リン酸水素二カリウム、リン酸二カリウム、リン酸水素二ナトリウム、コハク酸二ナトリウム、乾燥水酸化アルミニウムゲル、Ｌ−アルギニン、酢酸マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、ホウ酸マグネシウム、重炭酸マグネシウム、炭酸マグネシウム、クエン酸マグネシウム、グルコン酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、乳酸マグネシウム、メタケイ酸アルミン酸マグネシウム、酸化マグネシウム、フタル酸マグネシウム、リン酸マグネシウム、ケイ酸マグネシウム、コハク酸マグネシウム、酒石酸マグネシウム、酢酸カリウム、炭酸カリウム、重炭酸カリウム、ホウ酸カリウム、クエン酸カリウム、メタリン酸カリウム、フタル酸カリウム、リン酸カリウム、ポリリン酸カリウム、ピロリン酸カリウム、コハク酸カリウム、酒石酸カリウム、酢酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、ホウ酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、クエン酸ナトリウム、グルコン酸ナトリウム、リン酸水素ナトリウム、水酸化ナトリウム、乳酸ナトリウム、フタル酸ナトリウム、リン酸ナトリウム、ポリリン酸ナトリウム、ピロリン酸ナトリウム、コハク酸ナトリウム、酒石酸ナトリウム、トリポリリン酸ナトリウム、合成ハイドロタルサイト、ピロリン酸四カリウム、ピロリン酸四ナトリウム、リン酸三カリウム、リン酸三ナトリウム、トロメタモル、過ホウ酸塩、炭酸塩、メタケイ酸塩、クエン酸、炭酸水素ナトリウム、ケイ酸カルシウム、の何れか一つ又はこれらの混合物からなる群より選択された活性剤を添加する。

本発明の洗浄剤は、粉末状であって、そのまま使われても良いが、これを使用の直前に液状又はゲル状の洗浄剤基材に混合させて使用するものであっても良い。そのように構成すれば、光触媒活性物質が製造後長い時間に亘って水分を含む洗浄剤中に置かれて、その作用が減退することを防ぐことができ、少量の光触媒活性物質で大きな作用効果を発揮し得る。

ここで、本発明で言う洗浄剤又は洗浄剤基材に混合された状態の洗浄剤とは、住宅用洗浄剤、家具用洗浄剤、医療器械器具用洗浄剤、装飾品用洗浄剤、食品用洗浄剤、衣類用洗浄剤、電子部品用洗浄剤、機械部品用洗浄剤、金属材料用洗浄剤が挙げられる。

このように本発明によれば、二酸化ケイ素を加えることにより、粉末状洗浄剤中の、光触媒の水分吸収による効果の低下と粉末団結による取扱性の低下を防止することができる。また、シクロデキストリンが悪臭物質や有害化学物質、細菌等を包接し、アパタイトがそれらを吸着、さらに光触媒がそれらを分解、除去するという連携した作用により、優れた洗浄、殺菌、消臭効果を有する洗浄剤とすることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。

本発明は、光触媒及びアパタイト複合体、二酸化ケイ素、並びにシクロデキストリンを含有する洗浄剤に関し、産業上の利用可能性を有する。

本発明の洗浄剤に含有される光触媒及びアパタイト複合体の機能を説明する図である。本発明の洗浄剤に含有される二酸化ケイ素（合成シリカ）の団結防止効果を示すグラフである。

Claims

光触媒及びアパタイト及び二酸化ケイ素、若しくは光触媒とアパタイトの複合体粒子及び二酸化ケイ素、若しくは光触媒と二酸化ケイ素の複合体粒子と、
シクロデキストリン粒子と、
を含有する粉末であることを特徴とする洗浄剤。
活性剤をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の洗浄剤。
前記活性剤が、セスキ炭酸ナトリウムであることを特徴とする請求項２に記載の洗浄剤。
前記活性剤が、アミノ酸、アミノ酸の酸性塩、アミノ酸のアルカリ塩、過炭酸ナトリウム、過硫酸ナトリウム、水酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム／炭酸マグネシウム／炭酸カルシウム共沈殿物、水酸化アルミニウムマグネシウム、水酸化アルミニウム／水酸化マグネシウム共沈殿物、水酸化アルミニウム／重炭酸ナトリウム共沈殿物、グリシン酸アルミニウム、酢酸カルシウム、重炭酸カルシウム、ホウ酸カルシウム、炭酸カルシウム、クエン酸カルシウム、グルコン酸カルシウム、グリセロリン酸カルシウム、水酸化カルシウム、乳酸カルシウム、フタル酸カルシウム、リン酸カルシウム、コハク酸カルシウム、酒石酸カルシウム、二塩基性リン酸ナトリウム、リン酸水素二カリウム、リン酸二カリウム、リン酸水素二ナトリウム、コハク酸二ナトリウム、乾燥水酸化アルミニウムゲル、Ｌ−アルギニン、酢酸マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、ホウ酸マグネシウム、重炭酸マグネシウム、炭酸マグネシウム、クエン酸マグネシウム、グルコン酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、乳酸マグネシウム、メタケイ酸アルミン酸マグネシウム、酸化マグネシウム、フタル酸マグネシウム、リン酸マグネシウム、ケイ酸マグネシウム、コハク酸マグネシウム、酒石酸マグネシウム、酢酸カリウム、炭酸カリウム、重炭酸カリウム、ホウ酸カリウム、クエン酸カリウム、メタリン酸カリウム、フタル酸カリウム、リン酸カリウム、ポリリン酸カリウム、ピロリン酸カリウム、コハク酸カリウム、酒石酸カリウム、酢酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、ホウ酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、クエン酸ナトリウム、グルコン酸ナトリウム、リン酸水素ナトリウム、水酸化ナトリウム、乳酸ナトリウム、フタル酸ナトリウム、リン酸ナトリウム、ポリリン酸ナトリウム、ピロリン酸ナトリウム、コハク酸ナトリウム、酒石酸ナトリウム、トリポリリン酸ナトリウム、合成ハイドロタルサイト、ピロリン酸四カリウム、ピロリン酸四ナトリウム、リン酸三カリウム、リン酸三ナトリウム、トロメタモル、過ホウ酸塩、炭酸塩、メタケイ酸塩、クエン酸、炭酸水素ナトリウム、ケイ酸カルシウム、の何れか一つ又はこれらの混合物からなる群より選択されることを特徴とする請求項２に記載の洗浄剤。
前記光触媒とアパタイトの複合体粒子は、アパタイトにより光触媒粒子が被覆された複合体粒子であることを特徴とする請求項１に記載の洗浄剤。
前記光触媒とアパタイトの複合体粒子は、アパタイトの結晶構造中に光触媒が置換形成された複合体粒子であることを特徴とする請求項１に記載の洗浄剤。
前記光触媒は、二酸化チタン、酸化亜鉛、酸化バナジウム、三酸化二ビスマス、三酸化タングステン、酸化鉄、チタン酸ストロンチウムの何れか一つ又は複数を主成分とすることを特徴とする請求項５又は６に記載の洗浄剤。
前記アパタイトは、フッ化アパタイト又は水酸化アパタイトであることを特徴とする請求項５又は６に記載の洗浄剤。
前記粉末状の洗浄剤が、洗浄剤基材に混合されて使用されることを特徴とする請求項１に記載の洗浄剤。
前記洗浄剤又は前記洗浄剤基材に混合された状態の洗浄剤が、住宅用洗浄剤、家具用洗浄剤、医療器械器具用洗浄剤、装飾品用洗浄剤、食品用洗浄剤、衣類用洗浄剤、電子部品用洗浄剤、機械部品用洗浄剤、金属材料用洗浄剤、の何れかである請求項１又は９に記載の洗浄剤。