JP2015168670A - Room spray antibiotic agent and room spray device using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、空間噴霧抗菌剤及びそれを用いた空間噴霧装置に関する。詳細には本発明は、屋内等を広範囲に抗菌処理することが可能な空間噴霧抗菌剤及びそれを用いた空間噴霧装置に関する。 The present invention relates to a space spray antibacterial agent and a space spray apparatus using the same. More specifically, the present invention relates to a space spray antibacterial agent capable of performing an antibacterial treatment over a wide area, such as indoors, and a space spray device using the same.
屋内等の閉空間は、温度や湿度等の影響により細菌が繁殖しやすいことから、殺菌や抗菌等の処理し、細菌の繁殖を抑制することが求められている。 In a closed space such as indoors, bacteria are likely to propagate due to the influence of temperature, humidity, etc., and therefore, it is required to treat bacteria and sterilize them to prevent bacterial growth.
従来、屋内等を殺菌・抗菌する方法としては、例えば殺菌効果を有する無機物や有機物などの薬剤を気化し、燻煙する方法がある。特許文献1では、遷移金属を含有する無機系薬剤と、有機発泡剤と、カルシウム化合物とを含有する燻煙剤組成物が開示されている。また、特許文献2では、4−ヒドロキシ−6−メチル−3−(4−メチルペンタノイル)−2−ピロンを閉空間内でくん蒸する方法が開示されている。
Conventionally, as a method of sterilizing and antibacterial indoors, for example, there is a method of vaporizing and smoking a chemical such as an inorganic substance or an organic substance having a sterilizing effect.
さらに屋内等を抗菌する方法としては、例えばエアゾールとして抗菌成分を噴霧する方法がある。特許文献3では、常温揮散性ピレスロイド系防虫成分を含むエアゾール内溶液を空間へ噴射する防虫・抗菌エアゾール剤が開示されている。
Further, as a method for antibacterial indoors, there is a method of spraying an antibacterial component as an aerosol, for example.
しかしながら、有機成分からなる抗菌・殺菌成分では、室内に噴霧した場合に経時で揮発し分解してしまうため、抗菌作用が長時間持続し難いという問題があった。さらに、有機成分を噴霧する抗菌材の場合は、壁面などに付いた有機成分にホコリが付着するため、衛生面で環境が悪化する恐れがあった。また、薬剤を加熱して有効成分を気化させる場合、当該薬剤が無機成分のときには気化し難く、効率的に薬剤を散布することが困難となる可能性があった。 However, the antibacterial / bactericidal component comprising an organic component volatilizes and decomposes over time when sprayed indoors, so that there is a problem that the antibacterial action is difficult to last for a long time. Furthermore, in the case of an antibacterial material sprayed with an organic component, dust adheres to the organic component attached to the wall surface or the like, which may deteriorate the environment in terms of hygiene. In addition, when an active ingredient is vaporized by heating the medicine, it is difficult to vaporize when the medicine is an inorganic component, and it may be difficult to spray the medicine efficiently.
本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものである。そして、本発明の目的は、室内の抗菌性を長時間維持しつつも衛生面を向上させ、効率的に散布することが可能な空間噴霧抗菌剤及びそれを用いた空間噴霧装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems of the prior art. An object of the present invention is to provide a space spray antibacterial agent capable of improving hygiene while maintaining indoor antibacterial properties for a long period of time and efficiently spraying it, and a space spray device using the same. It is in.
本発明の第1の態様に係る空間噴霧抗菌剤は、アナターゼ型酸化チタンを50mol%以上含有する酸化チタン粒子に、銅化合物を担持してなる銅化合物担持酸化チタンを含有する。さらに当該抗菌剤は、銅化合物担持酸化チタン100質量部に対して1〜20質量部であるカチオン性界面活性剤と、銅化合物担持酸化チタン及びカチオン性界面活性剤を分散させる溶媒と、液化二酸化炭素とを含有する。そして、酸化チタン粒子の平均一次粒子径は10nm〜50nmであり、銅化合物の平均粒子径は0.5nm〜10nmである。また、酸化チタン粒子100質量部に対して、銅化合物における銅イオンは4〜10質量部である。 The space spray antibacterial agent which concerns on the 1st aspect of this invention contains the copper compound carrying | support titanium oxide formed by carrying | supporting a copper compound in the titanium oxide particle which contains 50 mol% or more of anatase type titanium oxides. Further, the antibacterial agent comprises 1 to 20 parts by mass of a cationic surfactant based on 100 parts by mass of the copper compound-carrying titanium oxide, a solvent in which the copper compound-carrying titanium oxide and the cationic surfactant are dispersed, and liquefied carbon dioxide. Contains carbon. And the average primary particle diameter of a titanium oxide particle is 10 nm-50 nm, and the average particle diameter of a copper compound is 0.5 nm-10 nm. Moreover, the copper ion in a copper compound is 4-10 mass parts with respect to 100 mass parts of titanium oxide particles.
本発明の第2の態様に係る空間噴霧抗菌剤は、第1の態様に係る抗菌剤において、銅化合物担持酸化チタンを0.5〜10質量%、前記溶媒を5〜15質量%、液化二酸化炭素を70〜90質量%含有する。 The space spray antibacterial agent according to the second aspect of the present invention is the antibacterial agent according to the first aspect, wherein 0.5 to 10% by mass of the copper compound-supported titanium oxide, 5 to 15% by mass of the solvent, and liquefied dioxide dioxide. It contains 70 to 90% by mass of carbon.
本発明の第3の態様に係る空間噴霧抗菌剤は、第1又は第2の態様に係る抗菌剤において、カチオン性界面活性剤はアンモニウム塩である。 The space spray antibacterial agent according to the third aspect of the present invention is the antibacterial agent according to the first or second aspect, wherein the cationic surfactant is an ammonium salt.
本発明の第4の態様に係る空間噴霧装置は、第1乃至第3のいずれかの態様に係る空間噴霧抗菌剤と、当該空間噴霧抗菌剤を充填する耐圧容器とを備える。 A space spray device according to a fourth aspect of the present invention includes the space spray antibacterial agent according to any one of the first to third aspects, and a pressure-resistant container filled with the space spray antibacterial agent.
本発明の空間噴霧抗菌剤は、可視光による光触媒活性に優れるため、高い抗菌性を発揮することができる。さらに、その抗菌性を長時間維持することが可能となる。また、噴霧するタイプの抗菌剤であるため、効率的に散布することができる。そして、当該抗菌剤から得られる付着物は、ホコリ等の汚れの付着を抑制し、衛生面を向上させることができる。 Since the space spray antibacterial agent of the present invention is excellent in photocatalytic activity by visible light, it can exhibit high antibacterial properties. Furthermore, the antibacterial property can be maintained for a long time. Moreover, since it is a spraying type antibacterial agent, it can be efficiently sprayed. And the deposit | attachment obtained from the said antibacterial agent can suppress adhesion of dirt, such as dust, and can improve a hygiene surface.
以下、本発明の実施形態に係る空間噴霧抗菌剤及び空間噴霧装置について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の実施形態で引用する図面の寸法比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。 Hereinafter, a space spray antibacterial agent and a space spray device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the dimension ratio of drawing quoted by the following embodiment is exaggerated on account of description, and may differ from an actual ratio.
[空間噴霧抗菌剤]
本発明の実施形態に係る空間噴霧抗菌剤は、アナターゼ型酸化チタンを50mol%以上含有する酸化チタン粒子に銅化合物を担持してなる銅化合物担持酸化チタンと、カチオン性界面活性剤とを含有している。さらに空間噴霧抗菌剤は、銅化合物担持酸化チタン及びカチオン性界面活性剤を分散させる溶媒と、液化二酸化炭素とを含有している。
[Space spray antibacterial agent]
The space spray antibacterial agent according to the embodiment of the present invention contains a copper compound-supported titanium oxide obtained by supporting a copper compound on titanium oxide particles containing 50 mol% or more of anatase-type titanium oxide, and a cationic surfactant. ing. Further, the space spray antibacterial agent contains a solvent for dispersing the copper compound-supported titanium oxide and the cationic surfactant, and liquefied carbon dioxide.
(銅化合物担持酸化チタン)
本実施形態に係る空間噴霧抗菌剤は、抗菌性を発揮する活性粒子として、銅化合物担持酸化チタンを含有している。そして、当該抗菌剤を屋内の床、壁、天井等の抗菌対象物に噴霧することにより、当該対象物の表面に銅化合物担持酸化チタンが付着し、高い抗菌性が発現する。
(Copper compound-supported titanium oxide)
The space spray antibacterial agent which concerns on this embodiment contains the copper compound carrying | support titanium oxide as an active particle which exhibits antibacterial property. And by spraying the said antibacterial agent on antibacterial objects, such as an indoor floor, a wall, and a ceiling, a copper compound carrying | support titanium oxide adheres to the surface of the said object, and high antibacterial property is expressed.
本実施形態における銅化合物担持酸化チタンは、アナターゼ型酸化チタンを50モル%以上含有する酸化チタン粒子と、当該酸化チタン粒子の表面に担持された銅化合物とを有するものである。この銅化合物担持酸化チタンは、酸化チタン粒子の表面に銅化合物が担持されているため、可視光による光触媒活性に優れる。銅化合物担持酸化チタンが光触媒活性に優れる理由は、次のように考えられる。 The copper compound-supported titanium oxide in the present embodiment has titanium oxide particles containing 50 mol% or more of anatase-type titanium oxide and a copper compound supported on the surface of the titanium oxide particles. This copper compound-supported titanium oxide is excellent in photocatalytic activity by visible light because the copper compound is supported on the surface of the titanium oxide particles. The reason why the copper compound-supported titanium oxide is excellent in photocatalytic activity is considered as follows.
銅化合物が担持されていない酸化チタン単体は、図1に示すように、紫外線照射による光励起によって電子及び正孔を生成する。この生成した電子は、酸化チタンの表面に吸着している空気中や水中の酸素を一電子還元し、スーパーオキシドアニオン(・O2 −)を生成する。さらに正孔は、酸化チタンの表面に吸着している水を酸化して、ヒドロキシラジカル(・OH)を生成する。そして、得られたヒドロキシラジカルにより、細菌を変性・分解して不活性化させることができる。 As shown in FIG. 1, the titanium oxide simple substance on which the copper compound is not supported generates electrons and holes by photoexcitation due to ultraviolet irradiation. The generated electrons reduce oxygen in the air or water adsorbed on the surface of titanium oxide by one electron to generate a superoxide anion (.O 2 − ). Further, the holes oxidize water adsorbed on the surface of titanium oxide to generate hydroxy radicals (.OH). The resulting hydroxy radical can inactivate bacteria by denaturing and degrading them.
このように、光励起により生成した正孔と電子とを分離して両者の再結合を防ぎ、正孔の強い酸化力及び高い移動度によって細菌を酸化分解することができる。ただ、このように酸化チタンで電子を生成し、酸素を一電子還元するには、価電子帯の3.04V(pH=0)からその酸化還元電位である−0.046V(pH=0)の高い位置まで電子を光励起する必要がある。 In this way, holes and electrons generated by photoexcitation can be separated to prevent recombination of both, and bacteria can be oxidatively decomposed by the strong oxidizing power and high mobility of the holes. However, in order to generate electrons with titanium oxide and reduce oxygen by one electron in this way, from the valence band of 3.04 V (pH = 0) to its redox potential of -0.046 V (pH = 0). It is necessary to photoexcite electrons to a high position.
これに対し、酸化チタンの表面に銅化合物を担持させた銅化合物担持酸化チタンでは、上記のような高い位置まで酸化チタン中の電子を光励起する必要がない。つまり図1に示すように、可視光によって銅イオンの酸化還元電位である+0.16Vまで光励起させれば、励起電子が二価銅(Cu(II))に移行し一価銅(Cu(I))に還元した後、さらに酸素を二電子又は四電子還元してH2O2又はH2Oを生成する。この際、一価銅自身は二価銅に戻る。一方、生成した正孔は従来の酸化チタンと同じく強い酸化力及び高い移動度を持つため、有機物、つまり細菌を酸化分解することができる。このように、銅化合物担持酸化チタンは、酸化チタン単体と同等の酸化力を有しつつも可視光によって光励起が可能であるため、室内でも好適に用いることができる。 In contrast, with a copper compound-supported titanium oxide in which a copper compound is supported on the surface of titanium oxide, it is not necessary to photoexcite electrons in the titanium oxide up to the high position as described above. That is, as shown in FIG. 1, when photoexcitation is performed with visible light to +0.16 V, which is a redox potential of copper ions, the excited electrons are transferred to divalent copper (Cu (II)) and monovalent copper (Cu (I )), The oxygen is further reduced by two or four electrons to produce H 2 O 2 or H 2 O. At this time, monovalent copper itself returns to divalent copper. On the other hand, the generated holes have the same strong oxidizing power and high mobility as conventional titanium oxide, so that organic substances, that is, bacteria can be oxidatively decomposed. Thus, the copper compound-supported titanium oxide can be suitably used indoors because it can be photoexcited by visible light while having an oxidizing power equivalent to that of a single titanium oxide.
銅化合物を表面に担持する酸化チタン粒子は、アナターゼ型酸化チタンを50mol%以上含有することが好ましい。アナターゼ型酸化チタンは、ルチル型酸化チタンに比べ高バンドギャップであり、伝導帯下端のエネルギー準位が高いため光触媒活性に優れる。そのため、酸化チタン粒子は、アナターゼ型酸化チタンを50mol%以上含有することが好ましく、80mol%以上含有することがより好ましく、90mol%以上含有することが特に好ましい。 It is preferable that the titanium oxide particle which carries a copper compound on the surface contains 50 mol% or more of anatase type titanium oxide. Anatase-type titanium oxide has a higher band gap than rutile-type titanium oxide, and is superior in photocatalytic activity because of the high energy level at the bottom of the conduction band. Therefore, the titanium oxide particles preferably contain 50 mol% or more of anatase type titanium oxide, more preferably 80 mol% or more, and particularly preferably 90 mol% or more.
このように、本実施形態の空間噴霧抗菌剤では、抗菌性を発揮する活性粒子として、銅化合物担持酸化チタンを使用している。そのため、室内の可視光下でも高い抗菌性を発揮することが可能となる。なお、上述のように、可視光によって銅イオンの酸化還元電位である+0.16Vまで光励起させれば、励起電子が二価銅に移行し、電子と正孔の再結合を防ぐことができる。そのため、酸化チタン粒子に担持される銅化合物は、二価の銅化合物であることが好ましい。また、一価の銅化合物は、二価の銅化合物よりも抗菌活性、抗ウイルス活性及び抗アレルゲン活性に優れることから、酸化チタン粒子に担持される銅化合物は、二価の銅化合物と一価の銅化合物の両方であることが好ましい。 Thus, in the space spray antibacterial agent of this embodiment, the copper compound carrying | support titanium oxide is used as active particle which exhibits antibacterial property. Therefore, it becomes possible to exhibit high antibacterial properties even under visible light in the room. As described above, when photoexcitation is performed with visible light up to +0.16 V, which is the oxidation-reduction potential of copper ions, excited electrons move to divalent copper, and recombination of electrons and holes can be prevented. Therefore, the copper compound supported on the titanium oxide particles is preferably a divalent copper compound. In addition, since the monovalent copper compound is superior in antibacterial activity, antiviral activity and antiallergen activity than the divalent copper compound, the copper compound supported on the titanium oxide particles is monovalent and monovalent. Both of the copper compounds are preferred.
このような一価銅化合物としては、酸化銅(I)、硫化銅(I)、ヨウ化銅(I)、塩化銅(I)及び水酸化銅(I)等が挙げられる。また、二価銅化合物としては、水酸化銅(II)、酸化銅(II)、塩化銅(II)、酢酸銅(II)、硫酸銅(II)、硝酸銅(II)、フッ化銅(II)、ヨウ化銅(II)及び臭化銅(II)等が挙げられる。なお、これらの銅化合物は一種を単独で使用してもよく、二種以上を組み合わせて使用してもよい。 Examples of such monovalent copper compounds include copper (I) oxide, copper (I) sulfide, copper (I) iodide, copper (I) chloride, and copper (I) hydroxide. In addition, as the divalent copper compound, copper hydroxide (II), copper oxide (II), copper chloride (II), copper acetate (II), copper sulfate (II), copper nitrate (II), copper fluoride ( II), copper (II) iodide, copper (II) bromide and the like. In addition, these copper compounds may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more types.
銅化合物担持酸化チタンにおける酸化チタン粒子の平均一次粒子径は、10nm〜50nmであることが好ましい。銅化合物担持酸化チタンの平均一次粒子径がこの範囲であることにより、液化二酸化炭素の気化に伴い超微粒子として噴霧されるため、自己拡散により屋内全体の隅々まで行き渡ることが可能となる。なお、酸化チタン粒子の平均一次粒子径は、動的光散乱法により測定することができる。 The average primary particle diameter of the titanium oxide particles in the copper compound-supported titanium oxide is preferably 10 nm to 50 nm. When the average primary particle diameter of the copper compound-supported titanium oxide is within this range, it is sprayed as ultrafine particles as the liquefied carbon dioxide is vaporized, so that it can reach every corner of the entire room by self-diffusion. In addition, the average primary particle diameter of the titanium oxide particles can be measured by a dynamic light scattering method.
また、銅化合物担持酸化チタンにおいて、酸化チタン粒子の表面に担持される銅化合物の平均粒子径は0.5nm〜10nmであることが好ましい。さらに酸化チタン粒子100質量部に対して、銅化合物における銅イオンは4〜10質量部であることが好ましい。銅化合物の平均粒子径及び担持量がこの範囲であることにより、上述のように酸素を二電子又は四電子還元することが容易となる。その結果、光励起により生成した正孔と電子とを容易に分離して両者の再結合を防ぎ、正孔の強い酸化力によって細菌を酸化分解することが可能となる。なお、銅化合物の平均粒子径は、透過型電子顕微鏡等を用いて観察することにより測定することができる。 Moreover, in a copper compound carrying | support titanium oxide, it is preferable that the average particle diameter of the copper compound carry | supported on the surface of a titanium oxide particle is 0.5 nm-10 nm. Furthermore, it is preferable that the copper ion in a copper compound is 4-10 mass parts with respect to 100 mass parts of titanium oxide particles. When the average particle diameter and the supported amount of the copper compound are within this range, it becomes easy to reduce oxygen by two electrons or four electrons as described above. As a result, holes and electrons generated by photoexcitation can be easily separated to prevent recombination of both, and bacteria can be oxidatively decomposed by the strong oxidizing power of the holes. In addition, the average particle diameter of a copper compound can be measured by observing using a transmission electron microscope etc.
銅化合物を表面に担持する酸化チタン粒子は、価電子帯の電位が3V(vs.SHE,pH=0)以上である光半導体性の酸化チタン粒子であることが好ましい。酸化チタン粒子における価電子帯の上端電位が3V以上であることにより、生成した正孔が強い酸化力を示すことが可能となる。 The titanium oxide particles supporting the copper compound on the surface are preferably photo-semiconductor titanium oxide particles having a valence band potential of 3 V (vs. SHE, pH = 0) or more. When the upper end potential of the valence band in the titanium oxide particles is 3 V or more, the generated holes can exhibit a strong oxidizing power.
このように本実施形態に係る銅化合物担持酸化チタンは、アナターゼ型酸化チタンを50mol%以上含有する酸化チタン粒子に銅化合物を担持しているため、可視光照射下においても抗菌活性に優れる。特に銅化合物担持酸化チタンは、可視光による光触媒活性に必要な二価銅化合物を含むため、可視光による光触媒活性に優れる。なお、当該銅化合物担持酸化チタンは、可視光よりもエネルギーが高い紫外光によっても上記光触媒活性を発揮する。 Thus, since the copper compound carrying | support titanium oxide which concerns on this embodiment has carry | supported the copper compound in the titanium oxide particle which contains 50 mol% or more of anatase type titanium oxides, it is excellent in antibacterial activity also under visible light irradiation. In particular, since the copper compound-supported titanium oxide contains a divalent copper compound necessary for the photocatalytic activity by visible light, the photocatalytic activity by visible light is excellent. In addition, the said copper compound carrying | support titanium oxide exhibits the said photocatalytic activity also with the ultraviolet light whose energy is higher than visible light.
本実施形態の空間噴霧抗菌剤は、銅化合物担持酸化チタンを0.5〜10質量%含有することが好ましく、5〜10質量%含有することがより好ましい。銅化合物担持酸化チタンを0.5質量%以上とすることにより、抗菌対象物の表面に十分な抗菌性を付与することが可能となる。また、銅化合物担持酸化チタンを10質量%以下とすることにより、抗菌対象物が着色したり、粉塵が発生したりすることを抑制できる。 It is preferable that the space spray antibacterial agent of this embodiment contains 0.5-10 mass% of copper compound carrying | support titanium oxide, and it is more preferable to contain 5-10 mass%. By setting the copper compound-supported titanium oxide to 0.5% by mass or more, sufficient antibacterial properties can be imparted to the surface of the antibacterial object. Moreover, it can suppress that an antibacterial target object colors or generate | occur | produces dust by making a copper compound carrying | support titanium oxide into 10 mass% or less.
(カチオン性界面活性剤)
上述の銅化合物担持酸化チタンを空間に対して噴霧する際に、微粒化が不十分な場合には抗菌対象物の外観を損ねる恐れがある。そこで本実施形態の空間噴霧抗菌剤は、分散剤としてカチオン性界面活性剤を添加する。カチオン性界面活性剤を添加することにより、銅化合物担持酸化チタンが溶媒内で高分散された状態を維持することが可能となる。さらに、カチオン性界面活性剤を添加することにより、空間噴霧抗菌剤に抗菌対象物に対する展着性を付与することが可能となる。その結果、抗菌対象物に銅化合物担持酸化チタンが強く付着するため、抗菌作用の持続性を高めることができる。
(Cationic surfactant)
When spraying the above-described copper compound-supported titanium oxide into the space, if the atomization is insufficient, the appearance of the antibacterial object may be impaired. Therefore, the space spray antibacterial agent of this embodiment adds a cationic surfactant as a dispersant. By adding a cationic surfactant, it is possible to maintain a state in which the copper compound-supported titanium oxide is highly dispersed in the solvent. Furthermore, by adding a cationic surfactant, it becomes possible to impart spreadability to the antibacterial object to the space spray antibacterial agent. As a result, the copper compound-carrying titanium oxide strongly adheres to the antibacterial object, so that the durability of the antibacterial action can be increased.
また、銅化合物担持酸化チタンと共にカチオン性界面活性剤を含有することにより、酸化チタンの光触媒作用により一価に還元された銅イオンが大気により二価に酸化され、抗菌活性が低下することを防止する作用がある。これに対し、ノニオン性界面活性剤では、銅イオンが二価に安定化されるため、抗菌性の発現が困難となる。 In addition, by containing a cationic surfactant together with copper compound-supported titanium oxide, copper ions that have been reduced to monovalent by the photocatalytic action of titanium oxide are divalently oxidized by the atmosphere, preventing a decrease in antibacterial activity. Has the effect of On the other hand, with a nonionic surfactant, copper ions are stabilized bivalently, so that antibacterial properties are difficult to develop.
本実施形態に係るカチオン性界面活性剤は、分子量Mwが500から100000であることが好ましく、1000から10000であることがより好ましい。カチオン性界面活性剤の添加により、銅化合物担持酸化チタンの表面に当該界面活性剤が吸着し、吸着層を形成する。そして当該吸着層の立体障害効果により、銅化合物担持酸化チタンを溶媒中に高分散させることができる。そのため、カチオン性界面活性剤の分子量が500以上である場合、立体障害効果が十分に発現し、銅化合物担持酸化チタンの分散安定性を向上させることが可能となる。また、カチオン性界面活性剤の分子量が100000以下の場合、銅化合物担持酸化チタンの表面を覆い、触媒活性が低下することを抑制できる。 The cationic surfactant according to this embodiment preferably has a molecular weight Mw of 500 to 100,000, and more preferably 1,000 to 10,000. By addition of the cationic surfactant, the surfactant is adsorbed on the surface of the copper compound-supported titanium oxide to form an adsorption layer. And the copper compound carrying | support titanium oxide can be highly dispersed in a solvent by the steric hindrance effect of the said adsorption layer. Therefore, when the molecular weight of the cationic surfactant is 500 or more, the steric hindrance effect is sufficiently exhibited, and the dispersion stability of the copper compound-supported titanium oxide can be improved. Moreover, when the molecular weight of a cationic surfactant is 100,000 or less, it can cover the surface of a copper compound carrying | support titanium oxide, and can suppress that a catalyst activity falls.
本実施形態の空間噴霧抗菌剤において、カチオン性界面活性剤の含有量は、銅化合物担持酸化チタン100質量部に対して1〜20質量部であることが好ましい。カチオン性界面活性剤の含有量が1質量部未満の場合には、銅化合物担持酸化チタンの十分な分散安定性が保てず、耐圧容器内で凝集や沈降が発生する恐れがある。また、カチオン性界面活性剤の含有量が20質量部を超える場合には、抗菌対象物に対して粘着性が付与され、ホコリなどの付着の原因となる恐れがある。 In the space spray antibacterial agent of this embodiment, the content of the cationic surfactant is preferably 1 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the copper compound-supported titanium oxide. When the content of the cationic surfactant is less than 1 part by mass, sufficient dispersion stability of the copper compound-supported titanium oxide cannot be maintained, and aggregation or sedimentation may occur in the pressure vessel. Moreover, when content of a cationic surfactant exceeds 20 mass parts, adhesiveness is provided with respect to an antibacterial target object and there exists a possibility of becoming the cause of adhesion, such as dust.
カチオン性界面活性剤としては、アルキルトリメチルアンモニウム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、トリエタノールアミン・ジ脂肪酸エステル四級塩等が挙げられる。また、N−ヒドロキシエチル−N−メチル−プロパンジアミンの脂肪酸モノエステルモノアミド塩、アルキルベンジルジメチルアンモニウム塩、アルキルピリジニウム塩、ポリエチレンポリアミン、塩化ベンゼトニウム等も挙げられる。なお、これらのカチオン性界面活性剤は一種を単独で使用してもよく、二種以上を組み合わせて使用してもよい。 Examples of the cationic surfactant include alkyltrimethylammonium salts, dialkyldimethylammonium salts, and triethanolamine / difatty acid ester quaternary salts. Further, fatty acid monoester monoamide salts, alkylbenzyldimethylammonium salts, alkylpyridinium salts, polyethylene polyamines, benzethonium chloride, and the like of N-hydroxyethyl-N-methyl-propanediamine are also included. In addition, these cationic surfactants may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
入手の容易さや安定性の観点から、カチオン性界面活性剤は、アンモニウム塩型の界面活性剤が好ましい。このような界面活性剤としては、例えばアルキル(C12〜18)トリメチルアンモニウムクロライド、メチル・ポリオキシエチレン・アルキル(C12〜18)アンモニウムクロライド、アルキル・N-メチルピリジウムブロマイド(C12〜18)が挙げられる。また、モノまたはジアルキル(C12〜18)メチル化アンモニウムクロライド、アルキル(C12〜18)ペンタメチルプロピレンジアミンジクロライドも挙げられる。 From the viewpoint of availability and stability, the cationic surfactant is preferably an ammonium salt type surfactant. Examples of such surfactants include alkyl (C 12-18 ) trimethylammonium chloride, methyl polyoxyethylene alkyl (C 12-18 ) ammonium chloride, alkyl N-methylpyridium bromide (C 12-18). ). Also, mono or dialkyl (C 12-18 ) methylated ammonium chloride and alkyl (C 12-18 ) pentamethylpropylenediamine dichloride can be mentioned.
(溶媒)
本実施形態の空間噴霧抗菌剤は、銅化合物担持酸化チタン及びカチオン性界面活性剤を分散させる溶媒を含有している。当該溶媒としては特に限定はされないが、噴霧後に容易に揮発するものを適宜選択することができる。
(solvent)
The space spray antibacterial agent of this embodiment contains a solvent for dispersing the copper compound-supported titanium oxide and the cationic surfactant. Although it does not specifically limit as the said solvent, The thing which volatilizes easily after spraying can be selected suitably.
当該溶媒としては、例えば芳香族炭化水素類(トルエン及びキシレン等)、アルコール類(メタノール、エタノール及びイソプロピルアルコール等)、ケトン類(アセトン、メチルエチルケトン及びメチルイソブチルケトン等)等が挙げられる。また、溶媒としては、脂肪族炭化水素類(ヘキサン及びヘプタン等)、エーテル類(テトラヒドロフラン等)、アミド系溶剤(DMF及びDMAc等)等が挙げられる。なお、これらの溶媒は一種を単独で使用してもよく、二種以上を組み合わせて使用してもよい。これらの溶媒は床面、壁面、天井面など、抗菌対象物への銅化合物担持酸化チタンの付着率を高め、抗菌効果を上げるものである。安全性や易入手性、乾燥性の観点から、溶媒としては特にエタノールが最適である。 Examples of the solvent include aromatic hydrocarbons (such as toluene and xylene), alcohols (such as methanol, ethanol, and isopropyl alcohol), ketones (such as acetone, methyl ethyl ketone, and methyl isobutyl ketone). Examples of the solvent include aliphatic hydrocarbons (such as hexane and heptane), ethers (such as tetrahydrofuran), amide solvents (such as DMF and DMAc), and the like. In addition, these solvents may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more types. These solvents increase the adhesion rate of the copper compound-supported titanium oxide to antibacterial objects such as floor surfaces, wall surfaces, and ceiling surfaces, and increase the antibacterial effect. In view of safety, easy availability, and drying properties, ethanol is particularly suitable as the solvent.
本実施形態の空間噴霧抗菌剤は、銅化合物担持酸化チタン及びカチオン性界面活性剤を分散させる溶媒を5〜15質量%含有することが好ましい。溶媒の含有量は特に限定されないが、この範囲であることにより、銅化合物担持酸化チタン及びカチオン性界面活性剤を十分に分散させ、さらに噴霧後の乾燥性も向上させることができる。 The space spray antibacterial agent of this embodiment preferably contains 5 to 15% by mass of a solvent for dispersing the copper compound-supported titanium oxide and the cationic surfactant. Although content of a solvent is not specifically limited, By being this range, a copper compound carrying | support titanium oxide and a cationic surfactant can fully be disperse | distributed, and also the drying property after spraying can be improved.
(液化二酸化炭素)
本実施形態の空間噴霧抗菌剤は、上記銅化合物担持酸化チタン、カチオン性界面活性剤及び溶媒を混合してなる分散液と、液化二酸化炭素とを含有している。そして、この空間噴霧抗菌剤は、後述する耐圧容器内に充填されている。そのため、耐圧容器の内部で液化二酸化炭素が膨張することにより、耐圧容器に設けられているノズルを通じて容器外部へ空間噴霧抗菌剤を噴霧することが可能となる。
(Liquefied carbon dioxide)
The space spray antibacterial agent of this embodiment contains a dispersion obtained by mixing the above-described copper compound-supported titanium oxide, a cationic surfactant and a solvent, and liquefied carbon dioxide. And this space spray antibacterial agent is filled in the pressure vessel mentioned later. Therefore, when the liquefied carbon dioxide expands inside the pressure vessel, the space spray antibacterial agent can be sprayed to the outside of the vessel through the nozzle provided in the pressure vessel.
空間噴霧抗菌剤における液化二酸化炭素の含有量は、耐圧容器の外部へ空間噴霧抗菌剤を噴霧できる膨張圧が得られる限り特に限定されない。ただ、空間噴霧抗菌剤における液化二酸化炭素の含有量は、70〜90質量%であることが好ましい。 The content of liquefied carbon dioxide in the space spray antibacterial agent is not particularly limited as long as an expansion pressure capable of spraying the space spray antibacterial agent to the outside of the pressure resistant container is obtained. However, the content of liquefied carbon dioxide in the space spray antibacterial agent is preferably 70 to 90% by mass.
本実施形態の空間噴霧抗菌剤は、本発明の効果を損なわない限り、上述以外の他の成分を含有してもよい。当該他の成分としては、植物精油、合成香料、及び酸化防止剤を挙げることができる。 The space spray antibacterial agent of this embodiment may contain components other than those described above as long as the effects of the present invention are not impaired. Examples of the other components include plant essential oils, synthetic fragrances, and antioxidants.
植物精油や合成香料としては、例えばペパーミント油、ハッカ油、ヒノキ油、ヒバ油、パイン油、ラベンダー油、ユーカリ油、シトロネラ油、ライム油、ヒソップ油、ローズマリー油、ティーツリー油等の芳香を有する植物精油類が挙げられる。また、ローズ油、イランイラン油、クローブ油、ベイ油、ゼラニウム油、セージ油、パチョウリ油、ウインターグリー油等の植物精油類も挙げられる。さらに、サリチル酸メチル、イオノン、フェノキシエタノール、リナロール、ジヒドロリナロール、シネオール、シトロネオール、オイゲノール、メントール、メントン等も挙げられる。 Examples of plant essential oils and synthetic flavors include fragrances such as peppermint oil, peppermint oil, cypress oil, hiba oil, pine oil, lavender oil, eucalyptus oil, citronella oil, lime oil, hyssop oil, rosemary oil and tea tree oil. The plant essential oil which has is mentioned. In addition, plant essential oils such as rose oil, ylang-ylang oil, clove oil, bay oil, geranium oil, sage oil, patchouli oil, winter grease oil and the like can also be mentioned. Further, methyl salicylate, ionone, phenoxyethanol, linalool, dihydrolinalool, cineol, citronole, eugenol, menthol, menthone, and the like can also be mentioned.
酸化防止剤としては、α、β、γ、δ−トコフェロール等のビタミンE類、γ−オリザノール、ジブチルヒドロキシアニソール(BHA)、ジブチルヒドロキシトルエン(BHT)が挙げられる。 Examples of the antioxidant include vitamin E such as α, β, γ, and δ-tocopherol, γ-oryzanol, dibutylhydroxyanisole (BHA), and dibutylhydroxytoluene (BHT).
本実施形態の空間噴霧抗菌剤が付着する抗菌対象物としては特に限定されないが、天井材、タイル、ガラス、壁紙、壁材、床及び造作材などの建築資材などが好ましい。また、抗菌対象物としては、自動車用内装材(インストルメントパネル、シート、天井材)、冷蔵庫やエアコン等の家電製品、衣類やカーテン等の繊維製品、工業用設備、医療用設備なども好ましい。さらに抗菌対象物としては、ドア、ドアハンドル、引き手、手摺り、内装カウンター、家具、キッチン、トイレ、風呂、照明器具、タッチパネル、スイッチ及びこれらに用途に用いられるシートなども好ましい。本実施形態の空間噴霧抗菌剤からなる付着物は抗菌性及び抗ウイルス性が高いため、このような人体などが頻繁に接触する面に対して特に有効である。 Although it does not specifically limit as an antibacterial target object to which the space spray antibacterial agent of this embodiment adheres, Building materials, such as a ceiling material, tile, glass, wallpaper, a wall material, a floor, and a construction material, etc. are preferable. In addition, as antibacterial objects, automobile interior materials (instrument panels, sheets, ceiling materials), home appliances such as refrigerators and air conditioners, textile products such as clothes and curtains, industrial facilities, and medical facilities are also preferable. Furthermore, as antibacterial objects, doors, door handles, pullers, handrails, interior counters, furniture, kitchens, toilets, baths, lighting fixtures, touch panels, switches, and sheets used for these purposes are also preferable. Since the deposit made of the space spray antibacterial agent of this embodiment has high antibacterial and antiviral properties, it is particularly effective for a surface that is frequently contacted by such a human body.
また、本実施形態に係る空間噴霧抗菌剤は、住宅だけでなく、病院や食品工場、事務所、食堂、家屋、ホテルの宿泊室、博物館等、清潔さを要求する様々の室内において使用することができ、効果的かつ効率的に抗菌することが可能である。 In addition, the space spray antibacterial agent according to the present embodiment is used not only in houses but also in various rooms requiring cleanliness, such as hospitals, food factories, offices, cafeterias, houses, hotel accommodations, museums, etc. It is possible to antibacterial effectively and efficiently.
本実施形態の空間噴霧抗菌剤は、アナターゼ型酸化チタンを50mol%以上含有する酸化チタン粒子に、銅化合物を担持してなる銅化合物担持酸化チタンを含有する。さらに当該抗菌剤は、銅化合物担持酸化チタン100質量部に対して1〜20質量部であるカチオン性界面活性剤と、銅化合物担持酸化チタン及びカチオン性界面活性剤を分散させる溶媒と、液化二酸化炭素とを含有する。そして、酸化チタン粒子の平均一次粒子径は10nm〜50nmであり、銅化合物の平均粒子径は0.5nm〜10nmである。また、酸化チタン粒子100質量部に対して、銅化合物における銅イオンは4〜10質量部である。 The space spray antibacterial agent of this embodiment contains copper compound-supported titanium oxide formed by supporting a copper compound on titanium oxide particles containing 50 mol% or more of anatase-type titanium oxide. Further, the antibacterial agent comprises 1 to 20 parts by mass of a cationic surfactant based on 100 parts by mass of the copper compound-carrying titanium oxide, a solvent in which the copper compound-carrying titanium oxide and the cationic surfactant are dispersed, and liquefied carbon dioxide. Contains carbon. And the average primary particle diameter of a titanium oxide particle is 10 nm-50 nm, and the average particle diameter of a copper compound is 0.5 nm-10 nm. Moreover, the copper ion in a copper compound is 4-10 mass parts with respect to 100 mass parts of titanium oxide particles.
当該空間噴霧抗菌剤は、銅化合物担持酸化チタンを含有しているため、噴霧により得られる付着物は可視光による光触媒活性に優れ、高い抗菌性及び抗ウイルス性を発揮することができる。さらに、その抗菌性及び抗ウイルス性を長時間維持することできる。また、所定量のカチオン性界面活性剤を添加することにより、空間噴霧抗菌剤に抗菌対象物に対する展着性を付与しつつも、ホコリ等の汚れの付着を抑制し、衛生面を向上させることが可能となる。 Since the said space spray antibacterial agent contains the copper compound carrying | support titanium oxide, the deposit | attachment obtained by spraying is excellent in the photocatalytic activity by visible light, and can exhibit high antibacterial property and antiviral property. Furthermore, the antibacterial and antiviral properties can be maintained for a long time. In addition, by adding a predetermined amount of a cationic surfactant, the spatial spray antibacterial agent is imparted with spreading properties to antibacterial objects, while suppressing the adhesion of dirt such as dust and improving hygiene. Is possible.
[空間噴霧抗菌剤の製造方法]
次に、空間噴霧抗菌剤の製造方法について説明する。空間噴霧抗菌剤は、上述の銅化合物担持酸化チタン、カチオン性界面活性剤及び溶媒を混合し、銅化合物担持酸化チタンを溶媒中に高分散させることにより、銅化合物担持酸化チタン分散液を調製する。その後、得られた分散液と液化二酸化炭素とを混合することにより、空間噴霧抗菌剤を得ることができる。
[Method for producing space spray antibacterial agent]
Next, a method for producing the space spray antibacterial agent will be described. The space spray antibacterial agent prepares a copper compound-supported titanium oxide dispersion by mixing the above-described copper compound-supported titanium oxide, a cationic surfactant and a solvent, and highly dispersing the copper compound-supported titanium oxide in the solvent. . Then, the space spray antibacterial agent can be obtained by mixing the obtained dispersion and liquefied carbon dioxide.
銅化合物担持酸化チタン分散液は、上述の銅化合物担持酸化チタンと、カチオン性界面活性剤と、溶媒とを含有する。そして当該分散液は、上述の銅化合物担持酸化チタン、カチオン性界面活性剤及び溶媒を混合し、銅化合物担持酸化チタンを溶媒中に高分散させることにより調製することが可能である。そのため、分散液の製造方法としては、銅化合物担持酸化チタンを高分散させることが可能な方法であれば、如何なるものも使用することができる。 The copper compound-supported titanium oxide dispersion contains the above-described copper compound-supported titanium oxide, a cationic surfactant, and a solvent. And the said dispersion liquid can be prepared by mixing the above-mentioned copper compound carrying | support titanium oxide, a cationic surfactant, and a solvent, and highly dispersing copper compound carrying | support titanium oxide in a solvent. Therefore, as a method for producing the dispersion, any method can be used as long as the method can highly disperse the copper compound-supported titanium oxide.
ただ、銅化合物担持酸化チタンを微粒子化し、分散性を高める観点から、銅化合物担持酸化チタンの分散工程は前分散処理と本分散処理とに分けて行うことが好ましい。これにより銅化合物担持酸化チタンの表面が濡れ、表面の空気層が溶媒と置き換えられるため、その後の本分散処理で速やかに分散が進行する。この前分散処理が不十分だと、分散の進行が遅く、無駄な機械的衝撃が銅化合物担持酸化チタンに与えられる恐れがある。その結果、銅化合物担持酸化チタンの結晶構造そのものが破壊され、安定性が低下した分散液となる恐れがある。 However, from the viewpoint of making the copper compound-supported titanium oxide into fine particles and improving the dispersibility, the copper compound-supported titanium oxide is preferably dispersed in a pre-dispersion process and a main dispersion process. As a result, the surface of the copper compound-carrying titanium oxide is wetted and the air layer on the surface is replaced with the solvent, so that the dispersion proceeds promptly in the subsequent main dispersion treatment. If this pre-dispersion treatment is insufficient, the progress of the dispersion is slow, and there is a possibility that a useless mechanical impact is given to the copper compound-supported titanium oxide. As a result, the crystal structure itself of the copper compound-carrying titanium oxide may be destroyed, resulting in a dispersion with reduced stability.
前分散処理は、一般的なディゾルバーを用いて攪拌することにより行うことができる。ただ、銅化合物担持酸化チタンの表面を濡れやすくさせる観点から、高速攪拌機により攪拌することが好ましい。高速攪拌機としては、例えば、T.K.ホモミクサー、T.K.ロボミックス及びT.K.フィルミックス(商品名、プライミクス株式会社製)を使用することができる。また、クレアミックス(登録商標)(商品名、エム・テクニック株式会社製)及びウルトラディスパー(商品名、浅田鉄工株式会社製)なども使用することができる。 The pre-dispersion treatment can be performed by stirring using a general dissolver. However, it is preferable to stir with a high-speed stirrer from the viewpoint of making the surface of the copper compound-supported titanium oxide easy to wet. As a high-speed stirrer, for example, T.M. K. Homomixer, T.W. K. Robomix and T. K. Fillmix (trade name, manufactured by Primix Co., Ltd.) can be used. In addition, Claremix (registered trademark) (trade name, manufactured by M Technique Co., Ltd.) and Ultra Disper (trade name, manufactured by Asada Tekko Co., Ltd.) can also be used.
本分散処理を行う分散装置としては、例えば、ニーダー、二本ロール、三本ロール、SS5(商品名、エム・テクニック株式会社)、ミラクルKCK(登録商標)(商品名、浅田鉄工株式会社製)といった混練機を使用することができる。また、超音波分散機や、高圧ホモジナイザーであるマイクロフルイダイザー(商品名、みづほ工業株式会社製)、ナノヴェイタ(登録商標)(商品名、吉田機械興業株式会社製)なども挙げられる。さらに、スターバースト(登録商標)(商品名、株式会社スギノマシン)、G−スマッシャー(商品名、リックス株式会社)なども挙げられる。ガラスやジルコンなどのビーズメディアを使用したものでは、ボールミルやビーズミル、サンドミル、横型メディアミル分散機、コロイドミルなどが使用できる。ビーズミルにおいて使用するメディアとしては、直径1mm以下のビーズメディアが好ましく、直径0.5mm以下のビーズメディアがより好ましい。なお、前分散処理及び本分散処理の分散時間は、銅化合物担持酸化チタンがカチオン性界面活性剤と共に溶媒中で高分散されるように、各分散装置やメディアによって適宜調整すればよい。 Examples of a dispersion apparatus that performs this dispersion processing include a kneader, a two-roll, a three-roll, SS5 (trade name, M Technique Co., Ltd.), and Miracle KCK (registered trademark) (trade name, manufactured by Asada Tekko Co., Ltd.). Such a kneader can be used. Moreover, an ultrasonic disperser, a microfluidizer (trade name, manufactured by Mizuho Kogyo Co., Ltd.) that is a high-pressure homogenizer, and NanoVita (registered trademark) (trade name, manufactured by Yoshida Kikai Kogyo Co., Ltd.) are also included. Furthermore, Starburst (registered trademark) (trade name, Sugino Machine Co., Ltd.), G-smasher (trade name, Rix Co., Ltd.) and the like are also included. For those using bead media such as glass and zircon, ball mills, bead mills, sand mills, horizontal media mill dispersers, colloid mills and the like can be used. As a medium used in the bead mill, a bead medium having a diameter of 1 mm or less is preferable, and a bead medium having a diameter of 0.5 mm or less is more preferable. The dispersion time of the pre-dispersion treatment and the main dispersion treatment may be appropriately adjusted depending on each dispersion apparatus and media so that the copper compound-supported titanium oxide is highly dispersed in the solvent together with the cationic surfactant.
また、前分散処理を行った処理液を上記分散装置に供給する際にも、高速攪拌機等を用いて十分な攪拌を実施しながら供給することにより、より短時間で処理することが可能である。 In addition, when supplying the pre-dispersed treatment liquid to the dispersing device, it is possible to process in a shorter time by supplying it with sufficient stirring using a high-speed stirrer or the like. .
このようにして得られた銅化合物担持酸化チタン分散液を、例えば耐圧容器に液化二酸化炭素と共に封入することにより、空間噴霧抗菌剤を得ることができる。 A space spray antibacterial agent can be obtained by encapsulating the thus obtained copper compound-supported titanium oxide dispersion together with liquefied carbon dioxide in a pressure vessel, for example.
[空間噴霧装置]
次に、本実施形態の空間噴霧装置について説明する。本実施形態の空間噴霧装置は、上述の空間噴霧抗菌剤と、空間噴霧抗菌剤を充填する耐圧容器とを備えている。
[Space spraying equipment]
Next, the space spray device of this embodiment will be described. The space spray device of this embodiment includes the above-described space spray antibacterial agent and a pressure-resistant container filled with the space spray antibacterial agent.
耐圧容器としては、空間噴霧抗菌剤を安定して保持できるものであれば特に限定されない。耐圧容器の材質としては、鉄、ステンレス、アルミニウム等を挙げることができる。また、耐圧容器の形状としては、例えば通常の二酸化炭素用高圧ガス容器等において使用されるものを使用できる。 The pressure vessel is not particularly limited as long as it can stably hold the space spray antibacterial agent. Examples of the material of the pressure vessel include iron, stainless steel, and aluminum. Moreover, as a shape of a pressure vessel, what is used in the normal high-pressure gas container for carbon dioxide etc. can be used, for example.
本実施形態の空間噴霧装置の具体例としては、図2に示すものを挙げることができる。空間噴霧装置10において、耐圧容器は耐圧容器本体1とサイホン管2とを備えている。サイホン管の材質としては銅、銅合金、ステンレス等が挙げられ、サイホン管2は耐圧容器本体の底部まで届く一重管である。耐圧容器本体1は、空間噴霧抗菌剤を上方に向けて噴出できるようにノズル3を備えている。そして、耐圧容器の内部には、空間噴霧抗菌剤4が充填されている。
As a specific example of the space spray device of this embodiment, the one shown in FIG. 2 can be exemplified. In the
本実施形態の空間噴霧装置10では、まず上述の銅化合物担持酸化チタン分散液を耐圧容器本体内に入れ、サイホン管付バルブを取り付ける。その後、液化二酸化炭素を所定量加圧充填することにより、空間噴霧装置10を得ることができる。なお、空間噴霧装置10において、空間噴霧抗菌剤はサイホン管付きの耐圧容器中に充填されており、通常は20℃で65〜75kg/cm2程度の加圧状態である。この程度の圧力下において二酸化炭素は液化している。そして、空間噴霧抗菌剤は液化二酸化炭素中に溶解し分散している。
In the
ここで、本実施形態の空間噴霧装置を用いて抗菌処理する方法としては、例えば床面に空間噴霧装置を設置し、抗菌したい空間及び物体に向けて空間噴霧抗菌剤を噴霧することにより、空間全体を抗菌することができる。当該抗菌処理は特に細菌、真菌等に有効である。空間噴霧抗菌剤の噴霧量は抗菌作用が得られる限り特に限定されないが、1〜50g/m3とすることが好ましく、3〜20g/m3とすることが特に好ましい。 Here, as a method of performing antibacterial treatment using the space spray device of the present embodiment, for example, by installing a space spray device on the floor surface and spraying the space spray antibacterial agent toward the space and the object to be antibacterial, The whole can be antibacterial. The antibacterial treatment is particularly effective for bacteria, fungi and the like. Spraying amount of space spraying antimicrobial agent is not particularly limited as long as the antimicrobial action is obtained, preferably in a 1 to 50 g / m 3, and particularly preferably to 3 to 20 g / m 3.
本実施形態の空間噴霧抗菌剤を室内の上方空間へ向けて噴霧した場合、大気中に放出された際に液化二酸化炭素は気化する。そして、銅化合物担持酸化チタン分散液は、気化した二酸化炭素と共に、粒径が数百nm〜数十μmの微粒子状態となって空間中に漂い、室内全体の壁面等へ付着する。そして、カチオン性界面活性剤が展着成分となり、壁面等に銅化合物担持酸化チタンが強く付着するため、抗菌作用の持続性を高めることができる。 When the space spray antibacterial agent of this embodiment is sprayed toward the indoor upper space, the liquefied carbon dioxide is vaporized when released into the atmosphere. The copper compound-carrying titanium oxide dispersion, along with vaporized carbon dioxide, floats in the space in the form of fine particles having a particle size of several hundred nm to several tens of μm, and adheres to the walls of the entire room. And since a cationic surfactant becomes a spreading | diffusion component and a copper compound carrying | support titanium oxide adheres to a wall surface etc. strongly, the sustainability of an antibacterial action can be improved.
本実施形態の空間噴霧装置は、抗菌作用の範囲が広く、多種類の細菌に対して強い抗菌力がある銅イオンを担持した銅化合物担持酸化チタンを噴霧する。そして、当該銅化合物担持酸化チタンは、液化二酸化炭素の圧力により超微粒子として噴霧されるため、自己拡散により空間全体の隅々まで行き渡ることができる。また、机の下、物と壁との隙間など薬剤が入り難い箇所を、例えば耐圧容器に装着した噴霧ガンで処理することにより、特定空間を効率的かつ効果的に処理することもできる。 The space spray device of this embodiment sprays copper compound carrying titanium oxide carrying copper ions having a wide antibacterial action range and strong antibacterial activity against many types of bacteria. And since the said copper compound carrying | support titanium oxide is sprayed as an ultrafine particle with the pressure of liquefied carbon dioxide, it can spread to every corner of the whole space by self-diffusion. Moreover, a specific space can also be processed efficiently and effectively, for example, by processing a part where a medicine is difficult to enter, such as a gap between an object and a wall, under a desk, for example, with a spray gun attached to a pressure vessel.
以下、本発明を実施例及び比較例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example demonstrate this invention further in detail, this invention is not limited to these Examples.
[銅化合物担持酸化チタンの調製]
まず、蒸留水1000mlに50gのアナターゼ型酸化チタン(製品名:FP−6、昭和タイタニウム株式会社製、平均一次粒子径:15nm)を懸濁させた。次に、酸化チタン100質量部に対して銅イオンが1.0質量部となるように、1.5gの塩化銅(II)二水和物(CuCl2・2H2O、関東化学株式会社製)を懸濁液に添加した。そして、懸濁液を90℃に加熱し、攪拌しながら1時間熱処理を行った。
[Preparation of copper compound-supported titanium oxide]
First, 50 g of anatase type titanium oxide (product name: FP-6, manufactured by Showa Titanium Co., Ltd., average primary particle size: 15 nm) was suspended in 1000 ml of distilled water. Next, 1.5 g of copper chloride (II) dihydrate (CuCl 2 .2H 2 O, manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) so that the copper ion is 1.0 part by mass with respect to 100 parts by mass of titanium oxide. ) Was added to the suspension. The suspension was heated to 90 ° C. and heat-treated for 1 hour with stirring.
次に、加熱処理を行った懸濁液に対し、CuCl2・2H2O:C6H12O6:NaOHのモル比が1:4:8になるように、水酸化ナトリウム水溶液とグルコース水溶液を添加した。そして、混合物を70℃で1時間熱処理し、スラリーを濾過した後、得られた粉体を純水で洗浄して80℃で乾燥し、ミキサーで粉砕することにより、銅化合物担持酸化チタンを得た。なお、水酸化ナトリウム水溶液は、濃度が1mol/Lの水溶液を13.75ml添加し、グルコース水溶液は、濃度が1mol/Lの水溶液を7ml添加した。また、水酸化ナトリウム及びグルコースは、関東化学株式会社製のものを使用した。 Next, an aqueous sodium hydroxide solution and an aqueous glucose solution so that the molar ratio of CuCl 2 .2H 2 O: C 6 H 12 O 6 : NaOH is 1: 4: 8 with respect to the heat-treated suspension. Was added. And after heat-processing a mixture for 1 hour at 70 degreeC and filtering a slurry, the obtained powder was wash | cleaned with a pure water, and it dried at 80 degreeC, and obtained a copper compound carrying | support titanium oxide by a mixer. It was. The aqueous sodium hydroxide solution was added with 13.75 ml of an aqueous solution having a concentration of 1 mol / L, and the aqueous glucose solution was added with 7 ml of an aqueous solution having a concentration of 1 mol / L. Sodium hydroxide and glucose manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd. were used.
得られた銅化合物担持酸化チタン1質量部をイオン交換水99質量部に懸濁し、150Wの超音波分散機を用いて5分間分散処理を行った。そして、得られた溶液を2cm角のスライドガラス基材にキャストすることにより、観察用の試験片を得た。得られた試験片を透過型電子顕微鏡で観察した結果、酸化チタン粒子の平均一次粒子径は15nmであり、銅化合物の平均粒子径は4nmであった。 1 part by mass of the obtained copper compound-supported titanium oxide was suspended in 99 parts by mass of ion-exchanged water, and dispersed for 5 minutes using a 150 W ultrasonic disperser. And the test piece for observation was obtained by casting the obtained solution to a 2 cm square slide glass base material. As a result of observing the obtained test piece with a transmission electron microscope, the average primary particle diameter of the titanium oxide particles was 15 nm, and the average particle diameter of the copper compound was 4 nm.
[実施例1]
まず、上述のように調製した銅化合物担持酸化チタン10質量部と、カチオン性界面活性剤1.92質量部と、エタノール80質量部とを混合した。この際、カチオン性界面活性剤としては、BYK−chemie社製DISPERBYK(登録商標)−140を使用した。なお、DISPERBYK−140は、酸性ポリマーのアルキルアンモニウム塩からなるカチオン性界面活性剤である。また、DISPERBYK−140は不揮発分の割合が52.0%であるため、1.92質量部中における界面活性剤自体の含有量(不揮発分)は1.00質量部である。
[Example 1]
First, 10 parts by mass of the copper compound-supported titanium oxide prepared as described above, 1.92 parts by mass of a cationic surfactant, and 80 parts by mass of ethanol were mixed. At this time, DISPERBYK (registered trademark) -140 manufactured by BYK-chemie was used as the cationic surfactant. DISPERBYK-140 is a cationic surfactant made of an alkyl ammonium salt of an acidic polymer. Since DISPERBYK-140 has a non-volatile content of 52.0%, the content of the surfactant itself (non-volatile content) in 1.92 parts by mass is 1.00 parts by mass.
次に、得られた混合物を、ダイノミルを用い、メディアとしてジルコニアビーズφ0.1mmと共に二時間分散処理を行うことにより、銅化合物担持酸化チタン分散液を得た。なお、ダイノミルは、株式会社シンマルエンタープライゼス製のものを使用した。 Next, the obtained mixture was subjected to a dispersion treatment for 2 hours together with zirconia beads φ0.1 mm as a medium using a dyno mill to obtain a copper compound-supported titanium oxide dispersion. In addition, the dyno mill made from Shinmaru Enterprises Co., Ltd. was used.
さらに、得られた銅化合物担持酸化チタン分散液を、内容積1リットルのバルブ付耐圧容器に充填した。この耐圧容器はCr−Mo鋼製で、内部にはバルブに連結し、容器の低部まで届くサイホン管が設けられている。そして、耐圧容器に液化炭酸ガス0.5kgを加圧充填することにより、本例の抗菌剤を調製した。 Further, the obtained copper compound-supported titanium oxide dispersion was filled into a pressure-resistant vessel with a valve having an internal volume of 1 liter. This pressure vessel is made of Cr-Mo steel, and a siphon tube that is connected to a valve and reaches the lower part of the vessel is provided inside. And the antibacterial agent of this example was prepared by pressurizing and filling 0.5 kg of liquefied carbon dioxide gas into a pressure vessel.
[実施例2]
カチオン性界面活性剤の混合量を3.46質量部とした以外は実施例1と同様にして、本例の抗菌剤を調製した。なお、DISPERBYK−140は不揮発分の割合が52.0%であるため、3.46質量部中における界面活性剤自体の含有量(不揮発分)は1.80質量部である。
[Example 2]
The antibacterial agent of this example was prepared in the same manner as in Example 1 except that the amount of the cationic surfactant mixed was 3.46 parts by mass. Since DISPERBYK-140 has a nonvolatile content of 52.0%, the content of the surfactant itself (nonvolatile content) in 3.46 parts by mass is 1.80 parts by mass.
[実施例3]
カチオン性界面活性剤の混合量を0.38質量部とした以外は実施例1と同様にして、本例の抗菌剤を調製した。なお、DISPERBYK−140は不揮発分の割合が52.0%であるため、0.38質量部中における界面活性剤自体の含有量(不揮発分)は0.20質量部である。
[Example 3]
An antibacterial agent of this example was prepared in the same manner as in Example 1 except that the amount of the cationic surfactant mixed was 0.38 parts by mass. Since DISPERBYK-140 has a non-volatile content of 52.0%, the content of the surfactant itself (non-volatile content) in 0.38 parts by mass is 0.20 parts by mass.
[比較例1]
界面活性剤として、BYK−chemie社製DISPERBYK−108を使用し、混合量を1.0質量部とした以外は実施例1と同様にして、本例の抗菌剤を調製した。なお、DISPERBYK−108は、水酸基含有カルボン酸エステルからなるアニオン性界面活性剤であり、不揮発分の割合が100%である。
[Comparative Example 1]
The antibacterial agent of this example was prepared in the same manner as in Example 1 except that DISPERBYK-108 manufactured by BYK-chemie was used as the surfactant and the mixing amount was 1.0 part by mass. DISPERBYK-108 is an anionic surfactant made of a hydroxyl group-containing carboxylic acid ester and has a nonvolatile content of 100%.
[比較例2]
界面活性剤として、BYK−chemie社製BYK−220Sを使用し、混合量を1.9質量部とした以外は実施例1と同様にして、本例の抗菌剤を調製した。なお、BYK−220Sは、不飽和酸性ポリカルボン酸ポリエステルとポリシロキサンからなるアニオン性界面活性剤である。また、BYK−220Sは不揮発分の割合が52.0%であるため、1.9質量部中における界面活性剤自体の含有量(不揮発分)は0.99質量部である。
[Comparative Example 2]
The antibacterial agent of this example was prepared in the same manner as in Example 1 except that BYK-220S manufactured by BYK-chemie was used as the surfactant and the mixing amount was 1.9 parts by mass. BYK-220S is an anionic surfactant made of unsaturated acidic polycarboxylic acid polyester and polysiloxane. Moreover, since BYK-220S has a non-volatile content of 52.0%, the content of the surfactant itself (non-volatile content) in 1.9 parts by mass is 0.99 parts by mass.
[比較例3]
カチオン性界面活性剤の混合量を5.8質量部とした以外は実施例1と同様にして、本例の抗菌剤を調製した。なお、DISPERBYK−140は不揮発分の割合が52.0%であるため、5.8質量部中における界面活性剤自体の含有量(不揮発分)は3.0質量部である。
[Comparative Example 3]
The antibacterial agent of this example was prepared in the same manner as in Example 1 except that the amount of the cationic surfactant mixed was 5.8 parts by mass. Since DISPERBYK-140 has a nonvolatile content of 52.0%, the content of the surfactant itself (nonvolatile content) in 5.8 parts by mass is 3.0 parts by mass.
[比較例4]
カチオン性界面活性剤の混合量を0.02質量部とした以外は実施例1と同様にして、本例の抗菌剤を調製した。なお、DISPERBYK−140は不揮発分の割合が52.0%であるため、0.02質量部中における界面活性剤自体の含有量(不揮発分)は0.01質量部である。
[Comparative Example 4]
The antibacterial agent of this example was prepared in the same manner as in Example 1 except that the mixing amount of the cationic surfactant was 0.02 part by mass. Since DISPERBYK-140 has a nonvolatile content ratio of 52.0%, the content of the surfactant itself (nonvolatile content) in 0.02 parts by mass is 0.01 parts by mass.
[抗菌試験]
1.8m角のピートグラディーチャンバー内に、大腸菌を小型スプレーにて均一に噴霧した。大腸菌は、普通寒天培地にて8時間35℃の条件で平板培養し、菌を50mlの滅菌済み生理食塩水に懸濁することにより菌液としたものを用いた。
[Antimicrobial test]
E. coli was uniformly sprayed with a small spray in a 1.8 m square peat gradient chamber. Escherichia coli was used as a bacterial solution obtained by culturing plates in a normal agar medium at 35 ° C. for 8 hours and suspending the bacteria in 50 ml of sterilized physiological saline.
次に、大腸菌を噴霧したチャンバー内に、各例の抗菌剤を10g/m3の割合で均一に60g噴霧して4時間保った後、生菌数の確認を行った。生菌の採取は、株式会社エルメックス製Pro・media ST−25を用い、チャンバー内の10cm角の任意の壁面及び床面に対して行った。 Next, 60 g of the antibacterial agent of each example was uniformly sprayed at a rate of 10 g / m 3 in the chamber sprayed with E. coli and kept for 4 hours, and then the number of viable bacteria was confirmed. The collection of viable bacteria was performed on an arbitrary 10 cm square wall surface and floor surface in the chamber using Pro Media ST-25 manufactured by Elmex Corporation.
抗菌剤を噴霧しないチャンバーの菌数と抗菌剤を噴霧したチャンバーの菌数より、以下の式から低減率を求めた。そして、低減率が50%以上の場合を合格とした。 The reduction rate was calculated from the following formula from the number of bacteria in the chamber not sprayed with the antibacterial agent and the number of bacteria in the chamber sprayed with the antibacterial agent. And the case where the reduction rate was 50% or more was set as the pass.
さらに、抗菌剤の持続性を評価する為に、24時間後に再度大腸菌をピートグラディーチャンバー内に均一に噴霧して4時間保った後、生菌数の確認を行った。そして、上述と同様に、低減率を求めた。 Further, in order to evaluate the persistence of the antibacterial agent, after 24 hours, E. coli was sprayed uniformly again into the peat gradient chamber and kept for 4 hours, and then the number of viable bacteria was confirmed. And the reduction rate was calculated | required similarly to the above-mentioned.
[ホコリ付着性試験]
まず、10cm角のガラス基材に対して、抗菌剤を所定量噴霧し、各例のサンプルを得た。次に、得られたサンプルに対して、擬似ほこりを2g均一に振りかけ、余剰分をエアスプレーにて除去した。なお、擬似ほこりは、綿製毛糸を1mm長にカットし、十分にほぐしたものを用いた。
[Dust adhesion test]
First, a predetermined amount of antibacterial agent was sprayed on a 10 cm square glass substrate to obtain samples of each example. Next, 2 g of pseudo dust was sprinkled uniformly over the obtained sample, and the excess was removed by air spray. The pseudo dust used was a cotton wool yarn cut to 1 mm length and sufficiently loosened.
次に、色差計を用い、擬似ほこりの付着前後で、各例のサンプルの色差ΔEを測定した。つまり、ホコリの付着量が多いほど、色差ΔEが大きくなる。本試験では、色差ΔEが3以内を合格とした。 Next, using a color difference meter, the color difference ΔE of the sample of each example was measured before and after adhering pseudo dust. That is, as the amount of dust attached increases, the color difference ΔE increases. In this test, a color difference ΔE of 3 or less was accepted.
銅化合物担持酸化チタン、界面活性剤及び溶媒の混合量、並びに生菌の低減率及びホコリ付着性試験の結果を表1に示す。 Table 1 shows the mixed amount of the copper compound-supported titanium oxide, the surfactant and the solvent, the viable cell reduction rate, and the result of the dust adhesion test.
表1に示すように、実施例1乃至3は、生菌の低減率及びホコリ付着性について良好な結果となった。また、28時間後の低減率についても50%以上となり、抗菌性が長時間維持することを確認した。 As shown in Table 1, Examples 1 to 3 gave good results with respect to the reduction rate of viable bacteria and dust adhesion. Further, the reduction rate after 28 hours was 50% or more, and it was confirmed that antibacterial properties were maintained for a long time.
これに対し、界面活性剤がカチオン性界面活性剤ではない比較例1及び2では、生菌の低減率が不合格となった。そして、カチオン性界面活性剤の混合量が過多の比較例3では、ホコリ付着性が悪化する結果となった。また、カチオン性界面活性剤の混合量が過少の比較例4では、銅化合物担持酸化チタンが凝集してしまい、噴霧ができない結果となった。 On the other hand, in Comparative Examples 1 and 2 where the surfactant is not a cationic surfactant, the reduction rate of viable bacteria was rejected. In Comparative Example 3 in which the amount of the cationic surfactant was excessive, dust adhesion was deteriorated. Further, in Comparative Example 4 in which the mixing amount of the cationic surfactant was too small, the copper compound-supported titanium oxide was agglomerated, resulting in a failure to spray.
以上、本発明を実施例及び比較例によって説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。 Although the present invention has been described with reference to the examples and comparative examples, the present invention is not limited to these, and various modifications can be made within the scope of the gist of the present invention.
4 空間噴霧抗菌剤
10 空間噴霧装置
4 Spatial spray
Claims (4)
前記銅化合物担持酸化チタン100質量部に対して1〜20質量部であるカチオン性界面活性剤と、
前記銅化合物担持酸化チタン及びカチオン性界面活性剤を分散させる溶媒と、
液化二酸化炭素と、
を含有し、
前記酸化チタン粒子の平均一次粒子径は10nm〜50nmであり、前記銅化合物の平均粒子径は0.5nm〜10nmであり、
前記酸化チタン粒子100質量部に対して、前記銅化合物における銅イオンは4〜10質量部である空間噴霧抗菌剤。 A copper compound-supported titanium oxide formed by supporting a copper compound on titanium oxide particles containing 50 mol% or more of anatase-type titanium oxide;
A cationic surfactant that is 1 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the copper compound-supported titanium oxide;
A solvent for dispersing the copper compound-supported titanium oxide and the cationic surfactant;
Liquefied carbon dioxide,
Containing
The titanium oxide particles have an average primary particle size of 10 nm to 50 nm, the copper compound has an average particle size of 0.5 nm to 10 nm,
The space spray antibacterial agent whose copper ion in the said copper compound is 4-10 mass parts with respect to 100 mass parts of said titanium oxide particles.
前記空間噴霧抗菌剤を充填する耐圧容器と、
を備える空間噴霧装置。 The space spray antibacterial agent according to any one of claims 1 to 3,
A pressure-resistant container filled with the space spray antibacterial agent;
A space spray device comprising:
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