JP2022145100A - Antibacterial/antiviral fine particle, antibacterial/antiviral composition and antibacterial/antiviral article - Google Patents

Antibacterial/antiviral fine particle, antibacterial/antiviral composition and antibacterial/antiviral article Download PDF

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Abstract

To provide a fine particle having antibacterial/antiviral metal ions supported thereon, where the fine particle keeps antibacterial/antiviral properties for a long time and has excellent dispersibility in an organic solvent.SOLUTION: A antibacterial/antiviral fine particle comprises: a fine particle carrier having nonionic functional groups coordinatable to metal ions on its surface and inside it; and metal ions coordinated with the nonionic functional groups existing on the surface of and inside the fine particle carrier, the metal ions having one or both of antibacterial and antiviral properties.SELECTED DRAWING: None

Description

本開示は、抗菌及び/又は抗ウイルス用微粒子(以下「抗菌・抗ウイルス用微粒子」ともいう)、抗菌及び/又は抗ウイルス用組成物(以下「抗菌・抗ウイルス用組成物」ともいう)、並びに抗菌及び/又は抗ウイルス性物品(以下「抗菌・抗ウイルス性物品」ともいう)に関する。 The present disclosure provides antibacterial and/or antiviral microparticles (hereinafter also referred to as “antibacterial/antiviral microparticles”), antibacterial and/or antiviral compositions (hereinafter also referred to as “antibacterial/antiviral compositions”), and antibacterial and/or antiviral articles (hereinafter also referred to as "antibacterial/antiviral articles").

シリコーン粒子等の粒子は、合成樹脂、ワックス、塗料、インキ、接着剤、化粧料、フィルム及びシートなどに対する添加剤として広く使用されている。また、粒子に金属イオンを担持させることにより、粒子に様々な機能を付与することが検討されている。例えば、銀イオンに代表される金属イオンが抗菌性を有することは古くから知られており、銀イオンの抗菌性を利用した抗菌剤及び抗菌加工製品が広く普及している。このような抗菌性を有する金属イオンは、抗ウイルス性を有することも確認されている。 Particles such as silicone particles are widely used as additives for synthetic resins, waxes, paints, inks, adhesives, cosmetics, films and sheets. Moreover, imparting various functions to the particles by supporting metal ions on the particles has been studied. For example, it has long been known that metal ions represented by silver ions have antibacterial properties, and antibacterial agents and antibacterial processed products utilizing the antibacterial properties of silver ions are widely used. It has also been confirmed that metal ions having such antibacterial properties have antiviral properties.

従来、上記機能を付与するための金属イオンを粒子に担持させる方法として、無機粒子担体中のイオン交換可能なイオンの一部又は全部を、イオン交換反応により金属イオンで置換する方法が知られている。通常、無機粒子担体として、ゼオライト及びシリカゲル等のケイ酸塩、又はリン酸カルシウム及びハイドロキシアパタイト等のリン酸塩が用いられている。無機粒子担体に担持された金属イオンは、無機粒子担体の内部から徐々に放出され、金属イオンに基づく抗菌及び/又は抗ウイルス性(以下「抗菌・抗ウイルス性」ともいう)が持続的に発現する。 Conventionally, as a method for supporting particles with metal ions for imparting the above functions, a method is known in which a part or all of the ion-exchangeable ions in an inorganic particle carrier are replaced with metal ions by an ion exchange reaction. there is Generally, silicates such as zeolite and silica gel, or phosphates such as calcium phosphate and hydroxyapatite are used as inorganic particle carriers. The metal ions carried on the inorganic particle carrier are gradually released from the inside of the inorganic particle carrier, and the antibacterial and/or antiviral properties (hereinafter also referred to as "antibacterial/antiviral properties") based on the metal ions are continuously exhibited. do.

例えば、特許文献1には、ゼオライト粒子中のイオン交換可能なイオンの一部又は全部を、銀イオン及び少なくとも1種のアミンのイオンで置換した抗菌性ゼオライト粒子が開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses antibacterial zeolite particles in which some or all of the ion-exchangeable ions in the zeolite particles are replaced with silver ions and at least one kind of amine ions.

抗菌・抗ウイルス性を有する金属イオンを、イオン交換反応ではなく、錯体形成により粒子担体に担持させる方法も提案されている。特許文献2には、特定の配位子が金属イオンに配位してなる金属錯体化合物が、担体粒子上に担持されている抗菌性粒子が開示されている。特許文献3には、シリカゲル粒子を、銀イオンと錯体を形成しているポリマーで被覆してなる粒子が開示されている。 A method has also been proposed in which metal ions having antibacterial and antiviral properties are supported on particle carriers by complex formation instead of ion exchange reaction. Patent Document 2 discloses antibacterial particles in which a metal complex compound in which a specific ligand is coordinated to a metal ion is supported on a carrier particle. Patent Document 3 discloses particles obtained by coating silica gel particles with a polymer that forms a complex with silver ions.

特開平1-286913号公報JP-A-1-286913 特開平6-206803号公報JP-A-6-206803 特開2018-076522号公報JP 2018-076522 A

本開示者らの検討によれば、特許文献1のゼオライト粒子は、有機溶剤に対する分散性が低いことがわかった。また、例えば、1次粒子の粒子径が小さい微粒子は、経時的に凝集して2次粒子を形成する傾向にある。凝集力の高い微粒子を有機溶剤に配合すると、微粒子は1次粒子の状態では有機溶剤中で分散せずに、2次粒子又はさらにその集合体を形成する。したがって、有機溶剤中に微粒子が良好に分散された混合物を調製することが困難となり、添加剤としての微粒子がその機能、例えば抗菌・抗ウイルス性、を良好に発揮できないことがある。 According to the study by the present inventors, it was found that the zeolite particles of Patent Document 1 have low dispersibility in organic solvents. Further, for example, fine particles whose primary particles have a small particle size tend to agglomerate over time to form secondary particles. When fine particles having a high cohesive force are blended in an organic solvent, the fine particles in the state of primary particles do not disperse in the organic solvent, but form secondary particles or aggregates thereof. Therefore, it becomes difficult to prepare a mixture in which the fine particles are well dispersed in the organic solvent, and the fine particles as an additive may not exhibit their functions, such as antibacterial and antiviral properties, well.

また、特許文献2及び3の粒子では、金属イオンが粒子担体の表面にしか担持されていないことから、金属イオンの担持量が充分ではない、或いは、抗菌・抗ウイルス性が充分ではないと考えられる。これは、金属イオンに配位する基が、粒子担体の内部に含まれていないことが原因であると考えられる。 In addition, in the particles of Patent Documents 2 and 3, since metal ions are supported only on the surface of the particle carrier, it is considered that the amount of supported metal ions is not sufficient, or the antibacterial and antiviral properties are not sufficient. be done. This is believed to be due to the absence of groups coordinating with metal ions inside the particle carrier.

本開示の一つの課題は、抗菌・抗ウイルス性を有する金属イオンを担持した微粒子であって、抗菌・抗ウイルス性に優れるとともに、有機溶剤に対する分散性に優れる微粒子を提供することにある。 One object of the present disclosure is to provide fine particles carrying metal ions having antibacterial and antiviral properties, which are excellent in antibacterial and antiviral properties and excellent in dispersibility in organic solvents.

本開示者らは、上記課題を解決すべく、抗菌・抗ウイルス性を有する金属イオンをイオン交換反応ではなく錯体形成により微粒子担体に担持させることに着目した。その結果、本開示者らは、表面だけでなく内部にも金属イオンに配位可能な非イオン性官能基を有する微粒子担体と、微粒子担体の表面及び内部に存在する非イオン性官能基によって配位されている金属イオンとを含む微粒子が、抗菌・抗ウイルス性と、有機溶剤に対する分散性とに優れることを見出した。 In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors focused on supporting metal ions having antibacterial and antiviral properties on fine particle carriers by complex formation instead of ion exchange reaction. As a result, the present inventors have found microparticle carriers having nonionic functional groups capable of coordinating metal ions not only on the surface but also on the interior, and nonionic functional groups present on the surface and in the interior of the microparticle carriers. It has been found that fine particles containing the above-mentioned metal ions are excellent in antibacterial/antiviral properties and dispersibility in organic solvents.

本開示の抗菌・抗ウイルス用微粒子は、表面及び内部に、金属イオンに配位可能な非イオン性官能基を有する微粒子担体と、微粒子担体の表面及び内部に存在する非イオン性官能基によって配位されている、抗菌性及び抗ウイルス性のいずれか一方又は双方を有する金属イオンとを含む。 The antibacterial/antiviral microparticles of the present disclosure are arranged by microparticle carriers having nonionic functional groups capable of coordinating metal ions on the surface and inside, and nonionic functional groups present on the surface and inside of the microparticle carriers. and metal ions that have either or both antibacterial and antiviral properties.

本開示によれば、抗菌・抗ウイルス性を有する金属イオンを担持した微粒子であって、抗菌・抗ウイルス性(また、例えばその持続力)に優れるとともに、有機溶剤に対する分散性に優れる微粒子を提供することができる。 According to the present disclosure, fine particles supporting metal ions having antibacterial and antiviral properties, which are excellent in antibacterial and antiviral properties (and, for example, their persistence), and excellent in dispersibility in organic solvents are provided. can do.

図1は、本開示の微粒子の典型例を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a typical example of microparticles of the present disclosure. 図2は、実施例1の微粒子のSEM画像である。2 is an SEM image of the microparticles of Example 1. FIG. 図3は、実施例1の微粒子のSEM-EDXの結果である。3 is the result of SEM-EDX of the microparticles of Example 1. FIG. 図4は、実施例7の微粒子のSEM-EDXの結果である。4 is the result of SEM-EDX of the microparticles of Example 7. FIG.

本開示において、「抗菌性」とは、細菌及び真菌のいずれか一方又は双方を死滅又は損傷させる性質、或いは細菌及び真菌のいずれか一方又は双方の生育及び増殖を持続的に抑制する性質をいう。細菌としては、例えば、ブドウ球菌、大腸菌、サルモネラ菌、緑膿菌、コレラ菌、赤痢菌、炭疽菌、結核菌、ボツリヌス菌、破傷風菌及びレンサ球菌が挙げられる。真菌(又はカビ)としては、例えば、白癬菌、カンジダ及びアスペルギルスが挙げられる。 In the present disclosure, "antibacterial" refers to the property of killing or damaging one or both of bacteria and fungi, or the property of continuously suppressing the growth and proliferation of one or both of bacteria and fungi. . Bacteria include, for example, Staphylococcus, Escherichia coli, Salmonella, Pseudomonas aeruginosa, Vibrio cholerae, Shigella, Anthrax, Mycobacterium tuberculosis, Clostridium botulinum, Clostridium tetani, and Streptococcus. Fungi (or molds) include, for example, Trichophyton, Candida and Aspergillus.

本開示において、「抗ウイルス性」とは、ウイルスのカプシド又はエンベロープを構成するタンパク質を変性させ、又は該タンパク質に損傷を与えることにより、ウイルスを不活性化させる性質をいう。ウイルスとしては、例えば、ノロウイルス、インフルエンザウイルス、アデノウイルス、コロナウイルス、麻疹ウイルス、風疹ウイルス、肝炎ウイルス、ヘルペスウイルス及びHIVが挙げられる。 In the present disclosure, the term “antiviral property” refers to the property of inactivating a virus by denaturing or damaging a protein that constitutes the capsid or envelope of the virus. Viruses include, for example, norovirus, influenza virus, adenovirus, coronavirus, measles virus, rubella virus, hepatitis virus, herpes virus, and HIV.

[抗菌・抗ウイルス用微粒子]
本開示の抗菌・抗ウイルス用微粒子は、
表面及び内部に、金属イオンに配位可能な非イオン性官能基(以下「官能基(L)」ともいう)を有する微粒子担体と、
上記微粒子担体の表面及び内部に存在する官能基(L)によって配位されている、抗菌・抗ウイルス性を有する金属イオンと
を含む。以下、特に言及しない限り、金属イオンとは、抗菌・抗ウイルス性を有する金属イオンを指す。
[Antibacterial/antiviral microparticles]
The antibacterial/antiviral microparticles of the present disclosure are
a fine particle carrier having a nonionic functional group (hereinafter also referred to as "functional group (L)") capable of coordinating with metal ions on its surface and inside;
and metal ions having antibacterial and antiviral properties coordinated by functional groups (L) existing on the surface and inside of the fine particle carrier. Hereinafter, unless otherwise specified, metal ions refer to metal ions having antibacterial and antiviral properties.

官能基(L)は、金属イオンに対する配位子として機能する。官能基(L)が金属イオンに配位して錯体を形成することで、金属イオンは微粒子担体によって良好に担持される。官能基(L)は微粒子担体の表面だけでなく内部にも含まれることから、金属イオンは微粒子担体の表面だけでなく内部においても良好に担持されている。 Functional groups (L) function as ligands for metal ions. The functional group (L) coordinates to the metal ion to form a complex, so that the metal ion is well supported by the fine particle carrier. Since the functional group (L) is contained not only on the surface of the fine particle carrier but also on the inside, the metal ions are favorably supported not only on the surface of the fine particle carrier but also inside.

上記微粒子は、微粒子担体の表面に露出した官能基として非イオン性官能基を有することから、有機溶剤及び樹脂に対する良好な分散性を示す。上記微粒子は、金属イオンが微粒子担体の表面だけでなく内部にも担持されていることから、金属イオンに基づく抗菌・抗ウイルス性を持続的に発現すると考えられる。 Since the fine particles have a nonionic functional group as a functional group exposed on the surface of the fine particle carrier, they exhibit good dispersibility in organic solvents and resins. Since the fine particles have metal ions supported not only on the surface of the fine particle carrier, but also inside the fine particles, it is believed that they continuously exhibit antibacterial and antiviral properties based on the metal ions.

上記有機溶剤としては、例えば、後述する有機溶剤が挙げられる。上記樹脂(マトリックス樹脂)としては、例えば、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン及び環状ポリオレフィン等のポリオレフィン;ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート及びポリエチレンナフタレート等のポリエステル;アクリロニトリル-スチレン共重合体、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体、ポリスチレン等のスチレン系樹脂;ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、エチレン-ビニルアルコール共重合体、ポリアクリロニトリル、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、(メタ)アクリル樹脂、(メタ)アクリル系光硬化性樹脂、ポリカーボネート、ポリアリールフタレート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリウレタン、アセタール樹脂、セルロース樹脂、フッ素樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂並びにシリコーン樹脂が挙げられる。本明細書において、(メタ)アクリルは、アクリル及びメタクリルを総称する意味で用い、(メタ)アクリロイルは、アクリロイル及びメタクリロイルを総称する意味で用いる。 Examples of the organic solvent include organic solvents described later. Examples of the resin (matrix resin) include polyolefins such as polyethylene, polypropylene and cyclic polyolefins; polyesters such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate and polyethylene naphthalate; Polymers, styrenic resins such as polystyrene; polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyvinyl alcohol, ethylene-vinyl alcohol copolymer, polyacrylonitrile, polyamide, polyimide, polyamideimide, (meth)acrylic resin, (meth)acrylic Photocurable resins, polycarbonates, polyarylphthalates, polysulfones, polyethersulfones, polyphenylene sulfides, polyurethanes, acetal resins, cellulose resins, fluorine resins, phenolic resins, melamine resins, epoxy resins, unsaturated polyester resins and silicone resins. . In the present specification, (meth)acryl is used as a generic term for acryl and methacryl, and (meth)acryloyl is used as a generic term for acryloyl and methacryloyl.

抗菌・抗ウイルス用微粒子の粒子径は、その用途に応じて適宜選択される。
一実施形態において、本開示の抗菌・抗ウイルス用微粒子の平均1次粒子径は、好ましくは10nm以上500nm以下であり、より好ましくは10nm以上400nm以下、さらに好ましくは10nm以上300nm以下である。抗菌・抗ウイルス用微粒子を樹脂中に分散させる場合のように、高い透明性が求められる場合には、抗菌・抗ウイルス用微粒子の平均1次粒子径は、好ましくは10nm以上100nm以下である。微粒子は、粒子径が小さいにもかかわらず、有機溶剤中における凝集が抑制されている。したがって、例えば微粒子及び有機溶剤を含む組成物を用いて、透明性に優れた塗膜を形成することができる。
The particle size of the antibacterial/antiviral microparticles is appropriately selected according to its use.
In one embodiment, the average primary particle size of the antibacterial/antiviral microparticles of the present disclosure is preferably 10 nm or more and 500 nm or less, more preferably 10 nm or more and 400 nm or less, and even more preferably 10 nm or more and 300 nm or less. When high transparency is required as in the case of dispersing the antibacterial/antiviral microparticles in a resin, the average primary particle diameter of the antibacterial/antiviral microparticles is preferably 10 nm or more and 100 nm or less. Aggregation of fine particles in an organic solvent is suppressed in spite of their small particle size. Therefore, for example, a composition containing fine particles and an organic solvent can be used to form a coating film with excellent transparency.

抗菌・抗ウイルス用微粒子の平均1次粒子径は、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて測定する。具体的には、SEM画像中の微粒子100個を無作為に選択し、1次粒子の長径の平均値を求め、長径の数平均値を、抗菌・抗ウイルス用微粒子の平均1次粒子径とする。 The average primary particle size of the antibacterial/antiviral microparticles is measured using a scanning electron microscope (SEM). Specifically, 100 microparticles in the SEM image are randomly selected, the average value of the major diameters of the primary particles is obtained, and the number average value of the major diameters is taken as the average primary particle diameter of the antibacterial/antiviral microparticles. do.

<微粒子担体>
微粒子担体は、その表面及び内部に、官能基(L)を1種又は2種以上有する。微粒子担体は、担体の表面だけでなく、担体の内部にも、官能基(L)を有する。したがって、抗菌・抗ウイルス用微粒子は、その表面だけでなく内部にも、官能基(L)によって配位されている金属イオンを含む。
<Fine particle carrier>
The microparticle carrier has one or more functional groups (L) on its surface and inside. The fine particle carrier has functional groups (L) not only on the surface of the carrier but also inside the carrier. Accordingly, the antibacterial and antiviral microparticles contain metal ions coordinated by functional groups (L) not only on their surface but also on their interior.

官能基(L)としては、金属イオンに配位して錯体を形成できる非イオン性官能基であれば特に限定されず、例えば、エチレン性不飽和結合(C=C);フェニル基(-C66)等のアリール基;ヒドロキシ基(-OH)、カルボニル基(>C(=O))、メルカプト基(-SH)、アミノ基(-NH2)、イソチオシアネート基(-N=C=S)及びニトロ基(-NO2)が挙げられる。これらの中でも、微粒子担体に適度な疎水性を付与し、有機溶剤及び樹脂中における微粒子の分散性をより向上できるという観点から、エチレン性不飽和結合が好ましい。 The functional group (L) is not particularly limited as long as it is a nonionic functional group capable of forming a complex by coordinating with a metal ion. Examples include an ethylenically unsaturated bond (C=C); 6 H 6 ); hydroxy group (--OH), carbonyl group (>C(=O)), mercapto group (--SH), amino group (--NH 2 ), isothiocyanate group (--N=C =S) and nitro groups (--NO 2 ). Among these, an ethylenically unsaturated bond is preferable from the viewpoint of imparting appropriate hydrophobicity to the fine particle carrier and further improving the dispersibility of the fine particles in the organic solvent and the resin.

微粒子担体が、非イオン性官能基ではなく、カルボキシ基、スルホ基及び硫酸基などのアニオン性官能基を有する場合、金属イオンとアニオン性官能基とのイオン間相互作用によって微粒子担体同士が凝集する傾向にある。このため、このような微粒子担体は、有機溶剤等の分散媒に対する良好な分散性を示さない傾向にある。これに対して、微粒子担体が、非イオン性官能基(L)を有する場合、微粒子担体同士の凝集が抑制される。したがって、このような微粒子担体は、有機溶剤等の分散媒に対して良好な分散性を示す。 When the fine particle carrier has an anionic functional group such as a carboxy group, a sulfo group and a sulfate group instead of a nonionic functional group, the fine particle carriers aggregate due to the ionic interaction between the metal ion and the anionic functional group. There is a tendency. Therefore, such fine particle carriers tend not to exhibit good dispersibility in dispersion media such as organic solvents. In contrast, when the fine particle carrier has a nonionic functional group (L), the aggregation of the fine particle carriers is suppressed. Therefore, such a fine particle carrier exhibits good dispersibility in a dispersion medium such as an organic solvent.

一実施形態において、微粒子担体は、官能基(L)を含む基、例えばエチレン性不飽和結合を含む基(以下「エチレン性不飽和基」ともいう)、を有する。エチレン性不飽和基としては、例えば、ビニル基(-CH=CH2)及びアリル基(-CH2-CH=CH2)などのアルケニル基;アクリロイル基(-C(=O)-CH=CH2)、メタクリロイル基(-C(=O)-C(CH3)=CH2)、アクリロイルオキシアルキル基(-R-O-C(=O)-CH=CH2))及びメタクリロイルオキシアルキル基(-R-O-C(=O)-C(CH3)=CH2)が挙げられる。式中、Rはアルカンジイル基である。これらの中でも、抗菌・抗ウイルス性を有する金属イオンに対する配位性、及び微粒子担体の製造容易性という観点から、アルケニル基が好ましく、ビニル基及びアリル基がより好ましい。 In one embodiment, the particulate carrier has groups containing functional groups (L), such as groups containing ethylenically unsaturated bonds (hereinafter also referred to as "ethylenically unsaturated groups"). Examples of ethylenically unsaturated groups include alkenyl groups such as vinyl group (-CH=CH 2 ) and allyl group (-CH 2 -CH=CH 2 ); acryloyl group (-C(=O)-CH=CH 2 ), a methacryloyl group (-C(=O)-C( CH3 )= CH2 ), an acryloyloxyalkyl group (-ROC(=O)-CH= CH2 )) and a methacryloyloxyalkyl group (--R--O--C(=O)--C(CH 3 )=CH 2 ). In the formula, R is an alkanediyl group. Among these, an alkenyl group is preferable, and a vinyl group and an allyl group are more preferable, from the viewpoints of coordinating ability to metal ions having antibacterial and antiviral properties and easiness in producing fine particle carriers.

微粒子担体の材質は、特に限定されないが、有機及び無機ハイブリッドポリマーであることが好ましい。有機及び無機ハイブリッドポリマーの無機成分が、微粒子担体の主骨格を構成する。有機及び無機ハイブリッドポリマーの有機成分が、有機溶剤及び樹脂に対する微粒子担体の分散性を高める。有機成分の少なくとも一部分が、官能基(L)を含む基である。 Although the material of the fine particle carrier is not particularly limited, it is preferably an organic-inorganic hybrid polymer. The inorganic component of the organic and inorganic hybrid polymer constitutes the backbone of the particulate carrier. The organic component of the organic and inorganic hybrid polymer enhances the dispersibility of the particulate carrier in organic solvents and resins. At least a portion of the organic component is a group containing a functional group (L).

有機及び無機ハイブリッドポリマーは、一実施形態において、有機基を有するケイ素原子(Si)がシロキサン結合(≡Si-O-Si≡)により連結されたオルガノポリシロキサンである。すなわち、微粒子担体は、一実施形態において、官能基(L)を含む基を有するオルガノポリシロキサン微粒子である。 The organic-inorganic hybrid polymer is, in one embodiment, an organopolysiloxane in which silicon atoms (Si) having organic groups are linked by siloxane bonds (≡Si—O—Si≡). That is, the particulate carrier, in one embodiment, is an organopolysiloxane particulate having groups containing functional groups (L).

オルガノポリシロキサンとしては、例えば、平均単位式(1):
(R1 3SiO1/2a(R1 2SiO2/2b(R1SiO3/2c(SiO4/2d
を有するポリマーが挙げられる。
Examples of the organopolysiloxane include the average unit formula (1):
(R13SiO1/ 2 ) a (R12SiO2 / 2 ) b ( R1SiO3 / 2 ) c ( SiO4/ 2 ) d
A polymer having

平均単位式(1)中、R1は、それぞれ独立に一価の有機基であり、好ましくは一価のエチレン性不飽和基、一価の炭化水素基(ただし、エチレン性不飽和基を除く)、又は一価の置換炭化水素基(ただし、エチレン性不飽和基を除く)である。R1の炭素数は、好ましくは1以上8以下、より好ましくは1以上6以下である。一価の置換炭化水素基は、炭化水素基を基本骨格とし、例えば、ヒドロキシ基、メルカプト基、アミノ基、イソチオシアネート基、ニトロ基及びカルボニル基からなる群から選択される少なくとも1種の官能基を含む。R1は、好ましくは一価のエチレン性不飽和基又は一価の炭化水素基であり、より好ましくは一価のエチレン性不飽和基である。 In the average unit formula (1), each R 1 is independently a monovalent organic group, preferably a monovalent ethylenically unsaturated group or a monovalent hydrocarbon group (excluding an ethylenically unsaturated group ), or monovalent substituted hydrocarbon groups (excluding ethylenically unsaturated groups). The number of carbon atoms in R 1 is preferably 1 or more and 8 or less, more preferably 1 or more and 6 or less. The monovalent substituted hydrocarbon group has a hydrocarbon group as a basic skeleton, and at least one functional group selected from the group consisting of, for example, a hydroxy group, a mercapto group, an amino group, an isothiocyanate group, a nitro group and a carbonyl group. including. R 1 is preferably a monovalent ethylenically unsaturated group or a monovalent hydrocarbon group, more preferably a monovalent ethylenically unsaturated group.

一価のエチレン性不飽和基としては、例えば、ビニル基、アリル基、ブテニル基、ペンテニル基及びヘキセニル基等のアルケニル基が挙げられる。アルケニル基の炭素数は、好ましくは2以上8以下、より好ましくは2以上6以下、さらに好ましくは2以上3以下である。一価のエチレン性不飽和基としては、(メタ)アクリロイルオキシアルキル基、すなわち式:-R12-OC(=O)-CR11=CH2で表される基も挙げられ、具体的には、アクリロイルオキシプロピル基、メタクリロイルオキシプロピル基が挙げられる。該式中、R11は水素原子又はメチル基であり、R12はアルカンジイル基であり、好ましくは炭素数1以上5以下のアルカンジイル基である。 Monovalent ethylenically unsaturated groups include, for example, alkenyl groups such as vinyl groups, allyl groups, butenyl groups, pentenyl groups and hexenyl groups. The number of carbon atoms in the alkenyl group is preferably 2 or more and 8 or less, more preferably 2 or more and 6 or less, and still more preferably 2 or more and 3 or less. The monovalent ethylenically unsaturated group also includes a (meth)acryloyloxyalkyl group, that is, a group represented by the formula: -R 12 -OC(=O)-CR 11 =CH 2 , specifically , acryloyloxypropyl group and methacryloyloxypropyl group. In the formula, R 11 is a hydrogen atom or a methyl group, R 12 is an alkanediyl group, preferably an alkanediyl group having 1 to 5 carbon atoms.

一価のエチレン性不飽和基の中でも、アルケニル基が好ましく、ビニル基及びアリル基が好ましく、ビニル基がより好ましい。 Among the monovalent ethylenically unsaturated groups, an alkenyl group is preferred, a vinyl group and an allyl group are preferred, and a vinyl group is more preferred.

一価の炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基及びヘプチル基等のアルキル基;フェニル基、トリル基及びキシリル基等のアリール基;並びにベンジル基及びフェネチル基等のアラルキル基が挙げられる。一価の炭化水素基の炭素数は、好ましくは1以上8以下、より好ましくは1以上5以下、さらに好ましくは1以上3以下である。 Examples of monovalent hydrocarbon groups include alkyl groups such as methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group and heptyl group; aryl groups such as phenyl group, tolyl group and xylyl group; Aralkyl groups such as benzyl and phenethyl groups are included. The number of carbon atoms in the monovalent hydrocarbon group is preferably 1 or more and 8 or less, more preferably 1 or more and 5 or less, and still more preferably 1 or more and 3 or less.

一価の置換炭化水素基としては、例えば、3-メルカプトプロピル基(-(CH23-SH)、及び3-アミノプロピル基(-(CH23-NH2)が挙げられる。 Monovalent substituted hydrocarbon groups include, for example, a 3-mercaptopropyl group (--(CH 2 ) 3 --SH) and a 3-aminopropyl group (--(CH 2 ) 3 --NH 2 ).

1は、微粒子化の観点から、好ましくは、それぞれ独立にアルキル基又はアルケニル基であり、より好ましくは、それぞれ独立に炭素数1以上3以下のアルキル基、ビニル基又はアリル基であり、さらに好ましくは、メチル基又はビニル基である。 R 1 is preferably each independently an alkyl group or an alkenyl group, more preferably each independently an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, a vinyl group or an allyl group, from the viewpoint of microparticulation; A methyl group or a vinyl group is preferred.

ただし、平均単位式(1)を有するオルガノポリシロキサン1分子中において、少なくとも一部のR1は、一価のエチレン性不飽和基、アリール基又はアラルキル基等の官能基(L)を含む基であり、好ましくは一価のエチレン性不飽和基であり、より好ましくはアルケニル基である。一価のエチレン性不飽和基、アリール基又はアラルキル基の合計割合は、オルガノポリシロキサン1分子中の全R1を基準として、好ましくは50モル%以上、より好ましくは60モル%以上、さらに好ましくは70モル%以上、よりさらに好ましくは80モル%以上、特に好ましくは90モル%以上である。一価のエチレン性不飽和基、アリール基又はアラルキル基は、金属イオンに配位可能な非イオン性官能基を含む疎水性基である。 However, in one organopolysiloxane molecule having the average unit formula (1), at least a portion of R 1 is a group containing a functional group (L) such as a monovalent ethylenically unsaturated group, an aryl group or an aralkyl group. is preferably a monovalent ethylenically unsaturated group, more preferably an alkenyl group. The total ratio of monovalent ethylenically unsaturated groups, aryl groups, or aralkyl groups is preferably 50 mol% or more, more preferably 60 mol% or more, and even more preferably 60 mol% or more, based on all R 1 in one organopolysiloxane molecule. is 70 mol % or more, more preferably 80 mol % or more, particularly preferably 90 mol % or more. A monovalent ethylenically unsaturated group, an aryl group or an aralkyl group is a hydrophobic group containing a nonionic functional group capable of coordinating to a metal ion.

平均単位式(1)におけるa、b、c及びdは、それぞれ各構成単位(R1 3SiO1/2)、(R1 2SiO2/2)、(R1SiO3/2)及び(SiO4/2)のモル分率の平均値を表す。各構成単位のモル分率の和である、a、b、c及びdの合計は、1である。 a, b, c and d in the average unit formula ( 1 ) are respectively the constituent units (R 13 SiO 1/2 ), (R 12 SiO 2/2 ) , (R 1 SiO 3/2 ) and ( SiO 4/2 ) represents the average molar fraction. The sum of a, b, c and d, which is the sum of the mole fractions of each structural unit, is 1.

aは、R1 3SiO1/2(M単位)で表されるシロキサン単位のモル分率である。aは、0以上0.5以下であり、好ましくは0.4以下、より好ましくは0.3以下、さらに好ましくは0.2以下、特に好ましくは0.1以下である。 a is the mole fraction of siloxane units represented by R 13 SiO 1/2 ( M units). a is 0 or more and 0.5 or less, preferably 0.4 or less, more preferably 0.3 or less, still more preferably 0.2 or less, and particularly preferably 0.1 or less.

bは、R1 2SiO2/2(D単位)で表されるシロキサン単位のモル分率である。bは、0以上0.5以下であり、好ましくは0.4以下、より好ましくは0.3以下、さらに好ましくは0.2以下、特に好ましくは0.1以下である。 b is the mole fraction of siloxane units represented by R 1 2 SiO 2/2 (D units). b is 0 or more and 0.5 or less, preferably 0.4 or less, more preferably 0.3 or less, still more preferably 0.2 or less, and particularly preferably 0.1 or less.

cは、R1SiO3/2(T単位)で表されるシロキサン単位のモル分率である。cは、0.3以上1以下であり、好ましくは0.4以上、0.5以上又は0.6以上、より好ましくは0.7以上、さらに好ましくは0.8以上、特に好ましくは0.9以上である。 c is the mole fraction of siloxane units represented by R 1 SiO 3/2 (T units). c is 0.3 or more and 1 or less, preferably 0.4 or more, 0.5 or more, or 0.6 or more, more preferably 0.7 or more, still more preferably 0.8 or more, and particularly preferably 0.8 or more. 9 or more.

dは、SiO4/2(Q単位)で表されるシロキサン単位のモル分率である。dは、0以上0.7以下であり、好ましくは0.6以下、0.5以下又は0.4以下、より好ましくは0.3以下、さらに好ましくは0.2以下、特に好ましくは0.1以下である。 d is the mole fraction of siloxane units represented by SiO 4/2 (Q units). d is 0 or more and 0.7 or less, preferably 0.6 or less, 0.5 or less, or 0.4 or less, more preferably 0.3 or less, still more preferably 0.2 or less, and particularly preferably 0.2 or less. 1 or less.

分岐した構成単位の総和を示すc及びdの合計は、好ましくは0.6以上、より好ましくは0.7以上、さらに好ましくは0.8以上、特に好ましくは0.9以上である。 The sum of c and d representing the sum of branched structural units is preferably 0.6 or more, more preferably 0.7 or more, even more preferably 0.8 or more, and particularly preferably 0.9 or more.

オルガノポリシロキサンは、平均単位式(1)における構成単位(R1 3SiO1/2)を有する場合、該構成単位を1種のみ有してもよく、2種以上有してもよい。平均単位式(1)における構成単位(R1 2SiO2/2)及び(R1SiO3/2)についても同様である。 When the organopolysiloxane has the structural unit (R 13 SiO 1/2 ) in the average unit formula ( 1 ), it may have only one type of the structural unit, or may have two or more types of the structural unit. The same applies to the structural units (R 1 2 SiO 2/2 ) and (R 1 SiO 3/2 ) in the average unit formula (1).

オルガノポリシロキサンは、上記各構成単位における上記R1の少なくとも一部がR2Oに置き換えられた構成単位を有してもよい。該式中、R2は、水素原子又はアルキル基である。R2Oは、オルガノポリシロキサン骨格中に含まれるケイ素原子に結合したヒドロキシ基又はアルコキシ基を意味する。アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基及びプロピル基が挙げられる。アルキル基の炭素数は、好ましくは1以上3以下である。 The organopolysiloxane may have structural units in which at least part of R 1 in each structural unit is replaced with R 2 O. In said formula, R2 is a hydrogen atom or an alkyl group. R 2 O means a hydroxy group or an alkoxy group bonded to a silicon atom contained in the organopolysiloxane skeleton. Alkyl groups include, for example, methyl, ethyl and propyl groups. The number of carbon atoms in the alkyl group is preferably 1 or more and 3 or less.

上記各構成単位における上記R1の少なくとも一部がR2Oに置き換えられた構成単位の量は、上記構成単位のモル分率の和である、a、b、c及びdの合計1に対して、好ましくは0以上0.10以下であり、より好ましくは0以上0.05以下、さらに好ましくは0以上0.03以下である。本構成単位におけるアルコキシ基は、例えば、後述するアルコキシシランに含まれる加水分解性基であるアルコキシ基であって、加水分解・重縮合せずに分子内に残存したものである。本構成単位におけるヒドロキシ基は、例えば、アルコキシ基が加水分解後、重縮合せずに分子内に残存したヒドロキシ基である。 The amount of the structural unit in which at least part of the R 1 in each structural unit is replaced with R 2 O is the sum of the molar fractions of the structural units, with respect to the sum of 1 of a, b, c and d is preferably 0 or more and 0.10 or less, more preferably 0 or more and 0.05 or less, and still more preferably 0 or more and 0.03 or less. The alkoxy group in this structural unit is, for example, an alkoxy group that is a hydrolyzable group contained in an alkoxysilane described later and remains in the molecule without hydrolysis/polycondensation. The hydroxy group in this structural unit is, for example, a hydroxy group remaining in the molecule without polycondensation after hydrolysis of the alkoxy group.

オルガノポリシロキサンは、好ましくはシルセスキオキサンである。本明細書においてシルセスキオキサンとは、主鎖骨格がSi-O結合からなり、主構成単位として(R1SiO3/2)単位を含み、上記cが0.7以上であるオルガノポリシロキサンである。シルセスキオキサンの構造としては、例えば、ランダム構造、完全カゴ型構造、不完全カゴ型構造及びハシゴ型構造が挙げられるが、これらの中でも、製造容易性という観点から、ランダム構造を有するシルセスキオキサンが好ましい。 Organopolysiloxanes are preferably silsesquioxanes. In the present specification, silsesquioxane is an organopolysiloxane having a main chain skeleton composed of Si—O bonds, containing (R 1 SiO 3/2 ) units as main structural units, and having c of 0.7 or more. is. The structure of silsesquioxane includes, for example, a random structure, a complete cage structure, an incomplete cage structure and a ladder structure. Oxane is preferred.

微粒子担体は、後述する金属イオンの通路となる細孔構造を有することが好ましい。細孔の大きさは、特に限定されないが、例えば0.1nm以上1nm以下である。微粒子担体は、典型的には従来のゼオライト粒子と同程度のミクロポアを有することが好ましい。細孔の大きさ及び細孔分布は、ガス吸着法によって求められる。細孔構造は、後述する微粒子の製造方法により形成できる。 The fine particle carrier preferably has a pore structure that serves as a passage for metal ions, which will be described later. The size of the pores is not particularly limited, but is, for example, 0.1 nm or more and 1 nm or less. It is preferred that the particulate support typically have micropores comparable to conventional zeolite particles. Pore size and pore distribution are determined by gas adsorption methods. The pore structure can be formed by a method for producing fine particles, which will be described later.

微粒子担体の形状は、抗菌・抗ウイルス性にほとんど影響を及ぼさないことから、厳密な球形でなくてもよい。微粒子担体を平面に投影して形成された仮想形状としては、例えば、円形、楕円形、三角形及び四角形などの幾何学的な形状;並びに不規則な形状が挙げられる。 The shape of the fine particle carrier does not have to be strictly spherical because it has little effect on the antibacterial/antiviral properties. Virtual shapes formed by projecting particulate carriers onto a plane include, for example, geometric shapes such as circles, ellipses, triangles and squares; and irregular shapes.

微粒子担体及び本開示の抗菌・抗ウイルス用微粒子は、一実施形態において、水及び有機溶剤に不溶である。「水及び有機溶剤に不溶」とは、微粒子担体及び微粒子を水又は有機溶剤に浸漬した場合において、該微粒子担体及び該微粒子が粒子形状を維持することを意味する。 The microparticle carrier and antimicrobial/antiviral microparticles of the present disclosure, in one embodiment, are insoluble in water and organic solvents. "Insoluble in water and organic solvents" means that the fine particle carriers and the fine particles maintain their particle shape when the fine particle carriers and the fine particles are immersed in water or an organic solvent.

上記有機溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、2-プロパノール及びn-ブタノールなどのアルコール溶剤;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などのケトン溶剤;エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル及びエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートなどのグリコール溶剤;酢酸メチル、酢酸エチル及び酢酸ブチルなどのエステル溶剤;n-ヘキサン、ベンゼン、トルエン及びキシレンなどの炭化水素溶剤;塩化メチレン及びクロロホルムなどのハロゲン化炭化水素溶剤;テトラヒドロフランなどのエーテル溶剤;アセトニトリル及びN,N-ジメチルホルムアミドなどの含窒素溶剤;並びにジメチルスルホキシドなどの含硫黄溶剤が挙げられる。 Examples of the organic solvent include alcohol solvents such as methanol, ethanol, 2-propanol and n-butanol; ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone; ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol mono Glycol solvents such as butyl ether, propylene glycol monomethyl ether and ethylene glycol monoethyl ether acetate; ester solvents such as methyl acetate, ethyl acetate and butyl acetate; hydrocarbon solvents such as n-hexane, benzene, toluene and xylene; methylene chloride and chloroform. ether solvents such as tetrahydrofuran; nitrogen-containing solvents such as acetonitrile and N,N-dimethylformamide; and sulfur-containing solvents such as dimethylsulfoxide.

<金属イオン>
本開示の抗菌・抗ウイルス用微粒子は、上記微粒子担体の表面及び内部に存在する官能基(L)によって配位されて錯体を形成している金属イオンを含む。本開示における金属イオンは、抗菌・抗ウイルス性を有する。微粒子担体に担持された金属イオンは、微粒子担体の内部から徐々に放出され、金属イオンに基づく抗菌・抗ウイルス性が持続的に発現する。
<Metal ion>
The antibacterial/antiviral microparticles of the present disclosure contain metal ions that are coordinated by functional groups (L) present on the surface and inside of the microparticle carrier to form a complex. Metal ions in the present disclosure have antibacterial and antiviral properties. The metal ions carried on the microparticle carriers are gradually released from the inside of the microparticle carriers, and the antibacterial/antiviral properties based on the metal ions are continuously exhibited.

抗菌・抗ウイルス性を有する金属イオンとしては、例えば、銀イオン(Ag+)、銅イオン(Cu+、Cu2+)、金イオン(Au+)、水銀イオン(Hg2+)、亜鉛イオン(Zn2+)、アルミニウムイオン(Al3+)、ニッケルイオン(Ni2+)、鉄イオン(Fe2+)、カドミウムイオン(Cd2+)、コバルトイオン(Co2+)及び鉛イオン(Pb2+)が挙げられる。 Examples of metal ions having antibacterial and antiviral properties include silver ions (Ag + ), copper ions (Cu + , Cu 2+ ), gold ions (Au + ), mercury ions (Hg 2+ ), zinc ions ( Zn 2+ ), aluminum ions (Al 3+ ), nickel ions (Ni 2+ ), iron ions (Fe 2+ ), cadmium ions (Cd 2+ ), cobalt ions (Co 2+ ) and lead ions (Pb 2 + ).

本開示において金属イオンにおける官能基(L)の配位数及び安定度は、微粒子の分散性に影響する。微粒子の分散性をより向上させるという観点から、金属イオンにおける官能基(L)の配位数は、1又は2が好ましい。このような条件を満たす金属イオンとして、又は微粒子の分散性という観点から、1価の陽イオン、又は、銀イオン(Ag+)、銅イオン(Cu+)、金イオン(Au+)及び水銀イオン(Hg2+)が好ましい。金属イオンにおける官能基(L)の配位数が3を超えると、配位結合により複数の微粒子が架橋されて、微粒子の凝集が起こることがある。 In the present disclosure, the coordination number and stability of the functional group (L) in the metal ion affect the dispersibility of fine particles. From the viewpoint of further improving the dispersibility of fine particles, the coordination number of the functional group (L) in the metal ion is preferably 1 or 2. As metal ions satisfying these conditions, or from the viewpoint of fine particle dispersibility, monovalent cations, silver ions (Ag + ), copper ions (Cu + ), gold ions (Au + ) and mercury ions are selected. (Hg 2+ ) is preferred. When the coordination number of the functional group (L) in the metal ion exceeds 3, a plurality of fine particles may be crosslinked by coordinate bonds, resulting in aggregation of the fine particles.

銀イオン(Ag+)及び銅イオン(Cu+)は、σ結合及びπ結合の相乗効果によりエチレン性不飽和結合との間で安定な錯体を形成することから、好ましい。また、銀イオンは、光又は熱による変色が問題となることがあるが、エチレン性不飽和結合との間で錯体を形成することにより、このような変色を抑制できる。 Silver ions (Ag + ) and copper ions (Cu + ) are preferred because they form stable complexes with ethylenically unsaturated bonds due to the synergistic effect of σ-bonds and π-bonds. In addition, although silver ions may cause a problem of discoloration due to light or heat, such discoloration can be suppressed by forming a complex with an ethylenically unsaturated bond.

本開示の抗菌・抗ウイルス用微粒子における金属イオンの担持量は、抗菌・抗ウイルス性の観点から、好ましくは5質量%以上70質量%以下、より好ましくは10質量%以上60質量%以下、さらに好ましくは20質量%以上60質量%以下である。上記担持量は、理論値であり、次の計算式によって算出される百分率である。 The amount of metal ions carried in the antibacterial/antiviral microparticles of the present disclosure is preferably 5% by mass or more and 70% by mass or less, more preferably 10% by mass or more and 60% by mass or less, from the viewpoint of antibacterial/antiviral properties. It is preferably 20% by mass or more and 60% by mass or less. The supported amount is a theoretical value and is a percentage calculated by the following formula.

Figure 2022145100000001
Figure 2022145100000001

ここで、「微粒子担体の質量 g」及び「金属イオンの質量 g」は、各原料から収率100%として計算される理論値であり、実測値ではない。 Here, "mass of microparticle carrier g" and "mass of metal ion g" are theoretical values calculated from each starting material at a yield of 100%, and are not measured values.

図1に本開示の抗菌・抗ウイルス用微粒子の一実施形態を示す。抗菌・抗ウイルス用微粒子10は、表面及び内部に、官能基(L)としてのビニル基12を有する微粒子担体11と、微粒子担体11の表面及び内部に存在するビニル基12によって配位されている金属イオンとしての銀イオン(Ag+)13とを含む。微粒子担体11は、オルガノポリシロキサン14から構成される担体である。 FIG. 1 shows one embodiment of the antibacterial/antiviral microparticles of the present disclosure. The antibacterial/antiviral microparticles 10 are coordinated by microparticle carriers 11 having vinyl groups 12 as functional groups (L) on the surface and inside, and vinyl groups 12 present on the surface and inside of the microparticle carriers 11. and silver ions (Ag + ) 13 as metal ions. The fine particle carrier 11 is a carrier composed of organopolysiloxane 14 .

本開示の抗菌・抗ウイルス用微粒子は、抗菌・抗ウイルス用添加剤として有用である。本開示の抗菌・抗ウイルス用微粒子は、例えば、シート又はフィルムにおいて用いられるアンチブロッキング剤や、樹脂に対する充填剤としての機能に加えて、更に抗菌・抗ウイルス性を併せもつ粒子として有用である。 The antibacterial/antiviral microparticles of the present disclosure are useful as an antibacterial/antiviral additive. The antibacterial/antiviral microparticles of the present disclosure are useful, for example, as particles having antibacterial/antiviral properties in addition to functioning as an antiblocking agent used in sheets or films and as a filler for resins.

[抗菌・抗ウイルス用微粒子の製造方法]
本開示の抗菌・抗ウイルス用微粒子の製造方法は、一実施形態において、官能基(L)を有するアルコキシシランを含むアルコキシシラン及び水を混合して、該アルコキシシランの加水分解物(以下「シラン加水分解物」ともいう)を得る工程(1)と、得られたシラン加水分解物と抗菌・抗ウイルス性を有する金属イオンの供給源となる化合物とを混合して、官能基(L)によって配位された金属イオンを含む錯体モノマーを形成する工程(2)と、得られた錯体モノマーを含むシラン加水分解物と塩基とを混合して該シラン加水分解物を重縮合させる工程(3)とを含む。
[Method for producing antibacterial/antiviral microparticles]
In one embodiment of the method for producing antibacterial/antiviral microparticles of the present disclosure, an alkoxysilane containing an alkoxysilane having a functional group (L) and water are mixed to form a hydrolyzate of the alkoxysilane (hereinafter “silane The step (1) of obtaining the silane hydrolyzate (also referred to as "hydrolyzate") is mixed with the obtained silane hydrolyzate and a compound that is a source of metal ions having antibacterial and antiviral properties, and the functional group (L) Step (2) of forming a complex monomer containing coordinated metal ions, and step (3) of mixing the obtained silane hydrolyzate containing the complex monomer with a base to polycondense the silane hydrolyzate. including.

本開示の抗菌・抗ウイルス用微粒子の製造方法は、他の実施形態において、上記工程(1)と、得られたシラン加水分解物と塩基とを混合して該シラン加水分解物を重縮合させて、微粒子担体を得る工程(2’)と、得られた微粒子担体と抗菌・抗ウイルス性を有する金属イオンの供給源となる化合物とを混合する工程(3’)とを含む。 In another embodiment of the method for producing antibacterial/antiviral microparticles of the present disclosure, the above step (1) is performed by mixing the obtained silane hydrolyzate with a base to polycondense the silane hydrolyzate. and a step (2') of obtaining a microparticle carrier, and a step (3') of mixing the obtained microparticle carrier with a compound serving as a source of metal ions having antibacterial and antiviral properties.

架橋反応は二段階にて進行し、初めにアルコキシシランのアルコキシ基が加水分解してシラノール基となり、次いで、シラノール基同士が縮合して、シロキサン結合が形成される。通常、硬化を促進するために、触媒が使用される。 The cross-linking reaction proceeds in two steps. First, the alkoxy groups of the alkoxysilane are hydrolyzed to form silanol groups, and then the silanol groups are condensed to form siloxane bonds. A catalyst is usually used to accelerate the curing.

なお、本開示の製造方法は、表面及び内部に官能基(L)を有する微粒子担体と、少なくとも一部の官能基(L)によって配位されている金属イオンとを含む微粒子を製造できれば、上記方法に限定されない。 In addition, the production method of the present disclosure can produce fine particles containing a fine particle carrier having a functional group (L) on the surface and inside, and a metal ion coordinated by at least a part of the functional group (L). The method is not limited.

<工程(1)>
工程(1)では、官能基(L)を有するアルコキシシランを含むアルコキシシランと水とを混合する。アルコキシシランは、オルガノポリシロキサン中の各構成単位を与える。アルコキシシランとして、一実施形態において、加水分解及び重縮合反応により、平均単位式(1)中の各構成単位を形成可能なアルコキシシランを用いる。
<Step (1)>
In step (1), an alkoxysilane containing an alkoxysilane having a functional group (L) is mixed with water. Alkoxysilane provides each structural unit in the organopolysiloxane. As the alkoxysilane, in one embodiment, an alkoxysilane capable of forming each structural unit in the average unit formula (1) by hydrolysis and polycondensation reaction is used.

構成単位(R1 3SiO1/2)を形成するアルコキシシランとしては、R1 3Si(OR2)で表される化合物が挙げられ、例えば、メトキシジメチルビニルシラン、エトキシジメチルビニルシラン、メトキシジメチルフェニルシラン及びエトキシジメチルフェニルシラン;並びにメトキシトリメチルシラン及びエトキシトリメチルシランが挙げられる。 Alkoxysilanes forming the structural unit (R 13 SiO 1/2 ) include compounds represented by R 13 Si (OR 2 ) , such as methoxydimethylvinylsilane, ethoxydimethylvinylsilane and methoxydimethylphenylsilane. and ethoxydimethylphenylsilane; and methoxytrimethylsilane and ethoxytrimethylsilane.

構成単位(R1 2SiO2/2)を形成するアルコキシシランとしては、R1 2Si(OR22で表される化合物が挙げられ、例えば、ジメトキシメチルビニルシラン、ジエトキシメチルビニルシラン及びジメトキシベンジルメチルシラン;並びにジメトキシジメチルシラン、ジメトキシジエチルシラン、ジエトキシジメチルシラン、ジエトキシジエチルシラン、ジプロポキシジメチルシラン及びジプロポキシジエチルシランが挙げられる。 Alkoxysilanes forming the structural unit (R 12 SiO 2/2 ) include compounds represented by R 12 Si (OR 2 ) 2 , such as dimethoxymethylvinylsilane, diethoxymethylvinylsilane and dimethoxybenzyl methylsilane; and dimethoxydimethylsilane, dimethoxydiethylsilane, diethoxydimethylsilane, diethoxydiethylsilane, dipropoxydimethylsilane and dipropoxydiethylsilane.

構成単位(R1SiO3/2)を形成するアルコキシシランとしては、R1Si(OR23で表される化合物が挙げられ、例えば、トリメトキシビニルシラン、トリエトキシビニルシラン、トリメトキシアリルシラン、トリエトキシアリルシラン、(3-(メタ)アクリロイルオキシプロピル)トリメトキシシラン及び(3-(メタ)アクリロイルオキシプロピル)トリエトキシシラン;並びにメチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリプロポキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン及びブチルトリメトキシシランが挙げられる。 Examples of alkoxysilanes forming the structural unit (R 1 SiO 3/2 ) include compounds represented by R 1 Si(OR 2 ) 3 such as trimethoxyvinylsilane, triethoxyvinylsilane, trimethoxyallylsilane, Ethoxyallylsilane, (3-(meth)acryloyloxypropyl)trimethoxysilane and (3-(meth)acryloyloxypropyl)triethoxysilane; and methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltripropoxysilane, ethyltrimethoxysilane. Silanes, ethyltriethoxysilane, propyltrimethoxysilane, propyltriethoxysilane and butyltrimethoxysilane.

構成単位(SiO4/2)を形成するアルコキシシランとしては、Si(OR24で表される化合物が挙げられ、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン及びテトラプロポキシシランが挙げられる。 Alkoxysilanes forming the structural unit (SiO 4/2 ) include compounds represented by Si(OR 2 ) 4 such as tetramethoxysilane, tetraethoxysilane and tetrapropoxysilane.

上記アルコキシシランにおいて、R1は、平均単位式(1)中のR1と同義であり、R2は、アルキル基である。アルキル基の炭素数は、好ましくは1以上3以下である。微粒子担体を製造しやすいことから、特に、R1がビニル基又はアリル基であり、R2がメチル基又はエチル基であるアルコキシシランが好ましい。これらの基を有するアルコキシシランは、重縮合により微細な微粒子を形成しやすい。 In the above alkoxysilane, R 1 has the same definition as R 1 in the average unit formula (1), and R 2 is an alkyl group. The number of carbon atoms in the alkyl group is preferably 1 or more and 3 or less. An alkoxysilane in which R 1 is a vinyl group or an allyl group and R 2 is a methyl group or an ethyl group is particularly preferred because it facilitates the production of fine particle carriers. Alkoxysilanes having these groups tend to form fine particles by polycondensation.

アルコキシシランと混合される水の量は、アルコキシシランの加水分解を良好に進めるという観点から、アルコキシシラン1モルに対して、1モル以上10モル以下が好ましく、2モル以上4モル以下がより好ましい。 The amount of water to be mixed with the alkoxysilane is preferably 1 mol or more and 10 mol or less, more preferably 2 mol or more and 4 mol or less, relative to 1 mol of the alkoxysilane, from the viewpoint of favorably advancing the hydrolysis of the alkoxysilane. .

工程(1)は、アルコキシシランの加水分解を促進する観点から、酸触媒の存在下に行うことが好ましい。酸触媒としては、例えば、塩化水素、硫酸及び硝酸などの無機酸;ギ酸、酢酸、シュウ酸、マレイン酸及びフマル酸などの有機酸が挙げられる。酸触媒の量は、アルコキシシラン1モルに対して、0.0001モル以上0.1モル以下が好ましく、0.001モル以上0.05モル以下がより好ましい。酸触媒は、1種又は2種以上用いることができる。 From the viewpoint of promoting hydrolysis of the alkoxysilane, step (1) is preferably carried out in the presence of an acid catalyst. Acid catalysts include, for example, inorganic acids such as hydrogen chloride, sulfuric acid and nitric acid; organic acids such as formic acid, acetic acid, oxalic acid, maleic acid and fumaric acid. The amount of the acid catalyst is preferably 0.0001 mol or more and 0.1 mol or less, more preferably 0.001 mol or more and 0.05 mol or less, relative to 1 mol of alkoxysilane. 1 type(s) or 2 or more types can be used for an acid catalyst.

一実施形態では、工程(1)では、上記アルコキシシランと希塩酸とを混合する。 In one embodiment, in step (1), the alkoxysilane and dilute hydrochloric acid are mixed.

アルコキシシランと水との混合物を撹拌することにより、シラン加水分解物が得られる。シラン加水分解物の少なくとも一部は、官能基(L)を有する。撹拌時間は、好ましくは1分以上60分以下である。撹拌時の温度は、好ましくは5℃以上50℃以下であり、例えば常温である。 A silane hydrolyzate is obtained by stirring a mixture of alkoxysilane and water. At least part of the silane hydrolyzate has a functional group (L). The stirring time is preferably 1 minute or more and 60 minutes or less. The temperature during stirring is preferably 5° C. or higher and 50° C. or lower, for example normal temperature.

一実施形態において、シラン加水分解物を水で希釈して、シラン加水分解物濃度が1質量%以上10質量%以下の水溶液を調製する。水量により、微粒子の粒子径を制御できる。このとき、微粒子の粒子径を制御するために、溶液に界面活性剤を添加してもよい。一般的に、界面活性剤の濃度が高ければ高いほど、微粒子の粒子径は減少する。上記水溶液において、界面活性剤の終濃度は、好ましくは0.001質量%以上10質量%以下、より好ましくは0.01質量%以上3質量%以下である。 In one embodiment, the silane hydrolyzate is diluted with water to prepare an aqueous solution having a silane hydrolyzate concentration of 1% by mass or more and 10% by mass or less. The particle size of fine particles can be controlled by the amount of water. At this time, a surfactant may be added to the solution in order to control the particle size of the fine particles. Generally, the higher the surfactant concentration, the smaller the particle size of the microparticles. In the aqueous solution, the final concentration of the surfactant is preferably 0.001% by mass or more and 10% by mass or less, more preferably 0.01% by mass or more and 3% by mass or less.

界面活性剤としては、例えば、ドデシル硫酸ナトリウム(SDS)、ポリオキシエチレン(10)オクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン(20)ソルビタンモノオレエート、臭化セチルトリメチルアンモニウム(CTAB)が挙げられる。これらの中でも、SDSが好ましい。界面活性剤は、1種又は2種以上用いることができる。 Surfactants include, for example, sodium dodecyl sulfate (SDS), polyoxyethylene (10) octylphenyl ether, polyoxyethylene (20) sorbitan monooleate, and cetyltrimethylammonium bromide (CTAB). Among these, SDS is preferred. 1 type(s) or 2 or more types can be used for surfactant.

<工程(2)>
工程(2)では、工程(1)で得られたシラン加水分解物と抗菌・抗ウイルス性を有する金属イオンの供給源となる化合物とを混合して、錯体モノマーを形成する。一実施形態において、シラン加水分解物の水溶液と、金属イオンの水溶液とを混合する。金属イオンの添加量は、シラン加水分解物1モルに対して、好ましくは0.01モル以上1モル以下、より好ましくは0.1モル以上0.7モル以下である。
<Step (2)>
In step (2), the silane hydrolyzate obtained in step (1) and a compound that serves as a source of metal ions having antibacterial and antiviral properties are mixed to form a complex monomer. In one embodiment, an aqueous solution of silane hydrolyzate and an aqueous solution of metal ions are mixed. The amount of the metal ion added is preferably 0.01 mol or more and 1 mol or less, more preferably 0.1 mol or more and 0.7 mol or less, per 1 mol of the silane hydrolyzate.

シラン加水分解物の水溶液と金属イオンの水溶液との混合物を撹拌することにより、官能基(L)を有するシラン加水分解物における官能基(L)が金属イオンに配位して、錯体モノマーが形成される。撹拌時間は、好ましくは1分以上30分以下である。撹拌時の温度は、好ましくは5℃以上40℃以下であり、例えば常温である。一実施形態において、シラン加水分解物における官能基(L)と金属イオンとの間での錯体形成(工程(2))と、シラン加水分解物の重縮合反応(工程(3))とを同時に進めてもよい。 By stirring the mixture of the aqueous solution of the silane hydrolyzate and the aqueous solution of the metal ion, the functional group (L) in the silane hydrolyzate having the functional group (L) is coordinated to the metal ion to form a complex monomer. be done. The stirring time is preferably 1 minute or more and 30 minutes or less. The temperature during stirring is preferably 5° C. or higher and 40° C. or lower, for example normal temperature. In one embodiment, the complex formation between the functional group (L) in the silane hydrolyzate and the metal ion (step (2)) and the polycondensation reaction of the silane hydrolyzate (step (3)) are performed simultaneously. You may proceed.

金属イオンの水溶液は、例えば、金属イオンの供給源となる化合物である金属塩及び/又は金属ハロゲン化物を水に溶解させることで得られる。金属塩及び金属ハロゲン化物としては、例えば、硝酸銀(I)、硫酸銀(I)、塩化銅(I)、塩化銅(II)二水和物、硫酸銅(II)五水和物、ジシアノ金(I)酸カリウム、チオシアン酸水銀(II)、塩化亜鉛(II)、硫酸亜鉛(II)七水和物、塩化アルミニウム(III)六水和物、塩化ニッケル(II)六水和物、塩化鉄(II)四水和物、塩化カドミウム(II)、塩化コバルト(II)及び塩化鉛(II)が挙げられる。これらの中でも、得られる微粒子の分散性、抗菌・抗ウイルス性及び安全性の観点から、硝酸銀(I)が好ましい。金属塩及び/又は金属ハロゲン化物は、1種又は2種以上用いることができる。 An aqueous solution of metal ions can be obtained, for example, by dissolving in water a metal salt and/or a metal halide, which are compounds that serve as metal ion supply sources. Examples of metal salts and metal halides include silver (I) nitrate, silver (I) sulfate, copper (I) chloride, copper (II) chloride dihydrate, copper (II) sulfate pentahydrate, dicyanogold (I) Potassium Acid, Mercury (II) Thiocyanate, Zinc (II) Chloride, Zinc (II) Sulfate Heptahydrate, Aluminum (III) Chloride Hexahydrate, Nickel (II) Chloride Hexahydrate, Chloride Iron (II) tetrahydrate, cadmium (II) chloride, cobalt (II) chloride and lead (II) chloride. Among these, silver nitrate (I) is preferable from the viewpoint of the dispersibility of the resulting fine particles, antibacterial/antiviral properties, and safety. One or more metal salts and/or metal halides can be used.

<工程(3)>
工程(3)では、シラン加水分解物の重縮合反応を促進する目的で、工程(2)で得られた錯体モノマーを含むシラン加水分解物と塩基とを混合する。一実施形態において、シラン加水分解物の水溶液と、塩基の水溶液とを混合する。
<Step (3)>
In step (3), the silane hydrolyzate containing the complex monomer obtained in step (2) and a base are mixed for the purpose of promoting the polycondensation reaction of the silane hydrolyzate. In one embodiment, an aqueous solution of silane hydrolyzate and an aqueous solution of base are mixed.

塩基としては、例えば、アンモニア、メチルアミン、エチルアミン、トリエチルアミン、エタノールアミン及びトリエタノールアミンなどの含窒素化合物;水酸化ナトリウムなどのアルカリ水酸化物が挙げられる。塩基は、1種又は2種以上用いることができる。上記混合において、塩基の水溶液を用いることが好ましく、例えば、アンモニア水、トリエタノールアミン水溶液及び水酸化ナトリウム水溶液が挙げられ、アンモニア水が好ましい。上記混合後の塩基の終濃度は、0.1M以上10M以下が好ましく、0.5M以上3M以下がより好ましい。塩基量により、微粒子の粒子径を制御できる。 Examples of bases include nitrogen-containing compounds such as ammonia, methylamine, ethylamine, triethylamine, ethanolamine and triethanolamine; alkali hydroxides such as sodium hydroxide. One or more bases can be used. In the above mixing, it is preferable to use an aqueous solution of a base, such as aqueous ammonia, triethanolamine aqueous solution and sodium hydroxide aqueous solution, preferably aqueous ammonia. The final concentration of the base after the mixing is preferably 0.1M or more and 10M or less, more preferably 0.5M or more and 3M or less. The particle size of fine particles can be controlled by the amount of base.

シラン加水分解物の水溶液と塩基の水溶液との混合物を撹拌することにより、シラン加水分解物の重縮合反応が進行して、微粒子が得られる。撹拌時間は、好ましくは1分以上60分以下である。撹拌時の温度は、好ましくは5℃以上50℃以下であり、例えば常温である。 By stirring the mixture of the aqueous solution of the silane hydrolyzate and the aqueous solution of the base, the polycondensation reaction of the silane hydrolyzate proceeds to obtain fine particles. The stirring time is preferably 1 minute or more and 60 minutes or less. The temperature during stirring is preferably 5° C. or higher and 50° C. or lower, for example normal temperature.

<工程(2’)>
工程(2’)では、工程(1)で得られたシラン加水分解物と塩基とを混合して該シラン加水分解物を重縮合させて、微粒子担体を得る。一実施形態において、シラン加水分解物の水溶液と、塩基の水溶液とを混合する。
<Step (2')>
In step (2'), the silane hydrolyzate obtained in step (1) is mixed with a base to polycondense the silane hydrolyzate to obtain a fine particle carrier. In one embodiment, an aqueous solution of silane hydrolyzate and an aqueous solution of base are mixed.

塩基の具体例及び塩基の水溶液の具体例は、上述したとおりである。上記混合後の塩基の終濃度は、0.1M以上10M以下が好ましく、0.5M以上3M以下がより好ましい。 Specific examples of bases and aqueous solutions of bases are as described above. The final concentration of the base after the mixing is preferably 0.1M or more and 10M or less, more preferably 0.5M or more and 3M or less.

シラン加水分解物の水溶液と塩基の水溶液との混合物を撹拌することにより、シラン加水分解物の重縮合反応が進行して、微粒子担体が得られる。撹拌時間は、好ましくは1分以上60分以下である。撹拌時の温度は、好ましくは5℃以上50℃以下であり、例えば常温である。 By stirring the mixture of the aqueous solution of the silane hydrolyzate and the aqueous solution of the base, the polycondensation reaction of the silane hydrolyzate proceeds to obtain fine particle carriers. The stirring time is preferably 1 minute or more and 60 minutes or less. The temperature during stirring is preferably 5° C. or higher and 50° C. or lower, for example normal temperature.

<工程(3’)>
工程(3’)では、工程(2’)で得られた微粒子担体と抗菌・抗ウイルス性を有する金属イオンの供給源となる化合物とを混合して、微粒子を得る。一実施形態において、微粒子担体の水分散体と、金属イオンの水溶液とを混合する。金属イオンの添加量は、上記官能基(L)1モルに対して、好ましくは0.01モル以上1モル以下、より好ましくは0.1モル以上0.7モル以下である。
<Step (3')>
In step (3′), the microparticle carrier obtained in step (2′) is mixed with a compound serving as a source of metal ions having antibacterial and antiviral properties to obtain microparticles. In one embodiment, an aqueous dispersion of particulate carriers and an aqueous solution of metal ions are mixed. The amount of the metal ion added is preferably 0.01 mol or more and 1 mol or less, more preferably 0.1 mol or more and 0.7 mol or less, relative to 1 mol of the functional group (L).

微粒子担体の水分散体と金属イオンの水溶液との混合物を撹拌することにより、微粒子担体における官能基(L)が金属イオンに配位して、本開示の抗菌・抗ウイルス用微粒子が得られる。ここで、金属イオンは微粒子担体の内部に侵入することにより、官能基(L)と錯体を形成すると考えられる。撹拌時間は、好ましくは1分以上30分以下である。撹拌時の温度は、好ましくは5℃以上40℃以下であり、例えば常温である。 By stirring a mixture of an aqueous dispersion of fine particle carriers and an aqueous solution of metal ions, the functional group (L) in the fine particle carriers is coordinated with the metal ions to obtain the antibacterial/antiviral fine particles of the present disclosure. Here, it is believed that the metal ion forms a complex with the functional group (L) by penetrating into the inside of the fine particle carrier. The stirring time is preferably 1 minute or more and 30 minutes or less. The temperature during stirring is preferably 5° C. or higher and 40° C. or lower, for example normal temperature.

金属塩及び金属ハロゲン化物の具体例は、上述したとおりである。 Specific examples of metal salts and metal halides are as described above.

<他の工程>
本開示の抗菌・抗ウイルス用微粒子の製造方法は、上記の通り得られた微粒子担体又は抗菌・抗ウイルス用微粒子を、少なくとも一部のR1が一価のエチレン性不飽和基、アリール基又はアラルキル基等の官能基(L)を含む基である上記アルコキシシランで処理する工程をさらに含んでもよい。特に、上記の通り得られた微粒子担体が官能基(L)を有さない場合は、この工程により官能基(L)を後から導入することができる。
<Other processes>
In the method for producing antibacterial/antiviral microparticles of the present disclosure, the microparticle carriers or antibacterial/antiviral microparticles obtained as described above are treated with at least a portion of R 1 being a monovalent ethylenically unsaturated group, an aryl group, or A step of treating with the alkoxysilane, which is a group containing a functional group (L) such as an aralkyl group, may be further included. In particular, when the microparticle carrier obtained as described above does not have a functional group (L), the functional group (L) can be introduced later by this step.

本開示の抗菌・抗ウイルス用微粒子の製造方法は、精製工程をさらに含んでもよい。精製方法としては、例えば、遠心沈降分離方法、イオン交換樹脂を用いた精製方法、及び透析方法が挙げられ、簡便性の観点から遠心沈降分離方法が好ましい。 The method for producing antibacterial/antiviral microparticles of the present disclosure may further include a purification step. Examples of the purification method include a centrifugal sedimentation method, a purification method using an ion exchange resin, and a dialysis method, and the centrifugal sedimentation method is preferable from the viewpoint of convenience.

[抗菌・抗ウイルス用組成物]
本開示の抗菌・抗ウイルス用組成物は、本開示の抗菌・抗ウイルス用微粒子を1種又は2種以上含む。本開示の上記組成物は、抗菌用及び抗ウイルス用の少なくともいずれか一方の用途に用いられる。
[Antibacterial/antiviral composition]
The antibacterial/antiviral composition of the present disclosure contains one or more of the antibacterial/antiviral microparticles of the present disclosure. The compositions of the present disclosure are used in antibacterial and/or antiviral applications.

本開示の抗菌・抗ウイルス用組成物は、一実施形態において、水及び有機溶剤からなる群から選択される少なくとも1種を含む。例えば、抗菌・抗ウイルス用微粒子は、水及び有機溶剤からなる群から選択される少なくとも1種中に分散されている。有機溶剤としては、例えば、上述した具体例が挙げられる。 The antibacterial/antiviral composition of the present disclosure, in one embodiment, contains at least one selected from the group consisting of water and organic solvents. For example, the antibacterial/antiviral microparticles are dispersed in at least one selected from the group consisting of water and organic solvents. Examples of the organic solvent include the specific examples described above.

抗菌・抗ウイルス用微粒子を水又は有機溶剤中に分散させる方法としては、例えば、マグネチックスターラー、攪拌羽根付きモーター、ホモジナイザー又は超音波洗浄器を用いる方法が挙げられる。 Examples of methods for dispersing the antibacterial/antiviral fine particles in water or an organic solvent include methods using a magnetic stirrer, a motor with stirring blades, a homogenizer, or an ultrasonic cleaner.

本開示の抗菌・抗ウイルス用組成物は、一実施形態において、樹脂を1種又は2種以上含む。例えば、抗菌・抗ウイルス用微粒子は、樹脂(マトリックス樹脂)中に分散されている。抗菌・抗ウイルス用微粒子は、樹脂中での分散性に優れていることから、樹脂の透明性を維持できる。 In one embodiment, the antibacterial/antiviral composition of the present disclosure contains one or more resins. For example, antibacterial/antiviral fine particles are dispersed in a resin (matrix resin). Since the antibacterial/antiviral microparticles are excellent in dispersibility in the resin, the transparency of the resin can be maintained.

樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン及び環状ポリオレフィン等のポリオレフィン;ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート及びポリエチレンナフタレート等のポリエステル;アクリロニトリル-スチレン共重合体、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体、ポリスチレン等のスチレン系樹脂;ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、エチレン-ビニルアルコール共重合体、ポリアクリロニトリル、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、(メタ)アクリル樹脂、(メタ)アクリル系光硬化性樹脂、ポリカーボネート、ポリアリールフタレート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリウレタン、アセタール樹脂、セルロース樹脂、フッ素樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂並びにシリコーン樹脂が挙げられる。 Examples of resins include polyolefins such as polyethylene, polypropylene and cyclic polyolefins; polyesters such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate and polyethylene naphthalate; styrenes such as acrylonitrile-styrene copolymers, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymers and polystyrene; system resin; polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyvinyl alcohol, ethylene-vinyl alcohol copolymer, polyacrylonitrile, polyamide, polyimide, polyamide-imide, (meth)acrylic resin, (meth)acrylic photocurable resin, polycarbonate, Polyarylphthalate, polysulfone, polyethersulfone, polyphenylene sulfide, polyurethane, acetal resin, cellulose resin, fluororesin, phenolic resin, melamine resin, epoxy resin, unsaturated polyester resin and silicone resin.

抗菌・抗ウイルス用微粒子と樹脂とは、例えば、ヘンシェルミキサー、V型ブレンダー、タンブラー、ロール及びニーダ等の公知の混合装置を用いて混合することができる。 The antibacterial/antiviral fine particles and the resin can be mixed using a known mixing device such as a Henschel mixer, a V-type blender, a tumbler, a roll and a kneader.

抗菌・抗ウイルス用組成物中の抗菌・抗ウイルス用微粒子の含有割合は、組成物の用途に応じて任意に選択でき、一実施形態において0.01質量%以上70質量%以下、好ましくは0.1質量%以上50質量%以下、より好ましくは0.1質量%以上5質量%以下である。 The content ratio of the antibacterial/antiviral fine particles in the antibacterial/antiviral composition can be arbitrarily selected according to the use of the composition, and in one embodiment, it is 0.01% by mass or more and 70% by mass or less, preferably 0% by mass. .1 mass % or more and 50 mass % or less, more preferably 0.1 mass % or more and 5 mass % or less.

抗菌・抗ウイルス用組成物中の分散媒の含有割合は、組成物の用途に応じて任意に選択でき、一実施形態において30質量%以上99.5質量%以下、好ましくは50質量%以上99質量%以下、より好ましくは60質量%以上98質量%以下である。分散媒は、例えば、水、有機溶剤である。 The content of the dispersion medium in the antibacterial/antiviral composition can be arbitrarily selected according to the application of the composition. % by mass or less, more preferably 60% by mass or more and 98% by mass or less. The dispersion medium is, for example, water or an organic solvent.

本開示の抗菌・抗ウイルス用微粒子は、樹脂100質量部に対して、一実施形態において0.1質量部以上50質量部以下、好ましくは0.5質量部以上40質量部以下、より好ましくは1質量部以上30質量部以下の量で用いることができる。 In one embodiment, the antibacterial/antiviral fine particles of the present disclosure are 0.1 parts by mass or more and 50 parts by mass or less, preferably 0.5 parts by mass or more and 40 parts by mass or less, more preferably 100 parts by mass of the resin. It can be used in an amount of 1 part by mass or more and 30 parts by mass or less.

本開示の抗菌・抗ウイルス用組成物は、必要に応じて、次亜塩素酸ナトリウム及び第4級アンモニウム塩などの、他の抗菌・抗ウイルス成分を1種又は2種以上含んでもよい。本開示の抗菌・抗ウイルス用組成物は、必要に応じて、重合性モノマー、重合開始剤、分散安定剤、保湿剤、増粘剤、pH調整剤及び界面活性剤からなる群から選択される少なくとも1種を含んでもよい。 The antibacterial/antiviral composition of the present disclosure may optionally contain one or more other antibacterial/antiviral ingredients such as sodium hypochlorite and quaternary ammonium salts. The antibacterial/antiviral composition of the present disclosure is optionally selected from the group consisting of polymerizable monomers, polymerization initiators, dispersion stabilizers, moisturizers, thickeners, pH adjusters and surfactants. At least one may be included.

本開示の抗菌・抗ウイルス用組成物を用いて、ペレット、シート、フィルム、板、容器及びパイプ等の種々の成形体を形成することができる。本開示の抗菌・抗ウイルス用組成物を、塗料及びコーティング剤のように、基材表面に塗布してもよい。 The antibacterial/antiviral composition of the present disclosure can be used to form various shaped bodies such as pellets, sheets, films, plates, containers and pipes. The antibacterial/antiviral compositions of the present disclosure may be applied to substrate surfaces like paints and coatings.

[抗菌・抗ウイルス性物品]
本開示の抗菌・抗ウイルス性物品は、抗菌及び/又は抗ウイルス性を有し、抗菌用及び抗ウイルス用の少なくともいずれか一方の用途に用いられる。
[Antibacterial and antiviral goods]
The antibacterial/antiviral article of the present disclosure has antibacterial and/or antiviral properties and is used for at least one of antibacterial and antiviral applications.

本開示の抗菌・抗ウイルス性物品は、本開示の抗菌・抗ウイルス用組成物を含んでいれば特に限定されない。上記物品は、本開示の抗菌・抗ウイルス用組成物から形成されるか、或いは、本開示の抗菌・抗ウイルス用組成物から形成された構成部分(例えば、表層、部材又は部品)を備える。一実施形態において、本開示の抗菌・抗ウイルス性物品は、本開示の抗菌・抗ウイルス用組成物から形成された層を備え、該層は、本開示の抗菌・抗ウイルス性物品における表層の少なくとも一部を構成している。本開示の抗菌・抗ウイルス性物品は、抗菌及び/又は抗ウイルス性に優れることから、例えば、人が手に触れる物品として幅広く使用することができる。 The antibacterial/antiviral article of the present disclosure is not particularly limited as long as it contains the antibacterial/antiviral composition of the present disclosure. The article is formed from the antimicrobial/antiviral composition of the present disclosure or comprises a component (eg, surface, member or part) formed from the antimicrobial/antiviral composition of the present disclosure. In one embodiment, the antibacterial/antiviral article of the present disclosure comprises a layer formed from the antibacterial/antiviral composition of the present disclosure, and the layer is the surface layer of the antibacterial/antiviral article of the present disclosure. constitutes at least part of Since the antibacterial/antiviral article of the present disclosure is excellent in antibacterial and/or antiviral properties, it can be widely used, for example, as an article that comes into contact with human hands.

本開示の抗菌・抗ウイルス用組成物から形成された層の厚さは、一実施形態において0.05μm以上200μm以下、好ましくは0.1μm以上10μm以下、より好ましくは0.15μm以上5μm以下である。 In one embodiment, the thickness of the layer formed from the antibacterial/antiviral composition of the present disclosure is 0.05 μm or more and 200 μm or less, preferably 0.1 μm or more and 10 μm or less, more preferably 0.15 μm or more and 5 μm or less. be.

本開示において、物品の抗菌性は、ISO 22196(JIS Z 2801)に準拠して評価し、物品の抗ウイルス性は、ISO 21702に準拠して評価する。 In the present disclosure, antibacterial properties of articles are evaluated according to ISO 22196 (JIS Z 2801), and antiviral properties of articles are evaluated according to ISO 21702.

上記物品としては、例えば、タッチパネル、フェイスシールド、手すり、ボタン、スイッチ及び窓などを保護するためのフィルム製品;靴下、肌着、タオル、カーテン及びカーペットなどの繊維製品;床材、壁紙、タイル及び塗装材などの建材;スポンジ、まな板、フィルム包材、ブラシ及び弁当箱などのキッチン用品;バスマット、トイレケース付きブラシ及びボトルなどのバス・トイレ用品;歯ブラシ、靴の中敷き、マスク及び抗菌スプレーなどの生活用品;ぬいぐるみ及び積み木などの玩具;洗濯機、掃除機及び冷蔵庫などの家電製品;ステアリング、シフトノブ、空気清浄機及び内装材などの自動車用部品が挙げられる。 Examples of the above-mentioned articles include film products for protecting touch panels, face shields, handrails, buttons, switches and windows; textile products such as socks, underwear, towels, curtains and carpets; flooring materials, wallpaper, tiles and paint kitchen utensils such as sponges, cutting boards, film packaging materials, brushes and lunch boxes; bath and toilet utensils such as bath mats, brushes with toilet cases and bottles; daily life such as toothbrushes, shoe insoles, masks and antibacterial sprays goods; toys such as stuffed animals and building blocks; household appliances such as washing machines, vacuum cleaners and refrigerators;

本開示は、例えば以下の[1]~[11]に関する。
[1]表面及び内部に、金属イオンに配位可能な非イオン性官能基を有する微粒子担体と、微粒子担体の表面及び内部に存在する非イオン性官能基によって配位されている、抗菌性及び抗ウイルス性のいずれか一方又は双方を有する金属イオンとを含む、抗菌及び/又は抗ウイルス用微粒子。
[2]微粒子担体が、非イオン性官能基を含む基を有するオルガノポリシロキサンから構成される担体である、上記[1]に記載の微粒子。
[3]非イオン性官能基が、エチレン性不飽和結合である、上記[1]又は[2]に記載の微粒子。
[4]非イオン性官能基を含む基が、ビニル基及びアリル基からなる群から選択される少なくとも1種である、上記[2]に記載の微粒子。
[5]金属イオンにおける非イオン性官能基の配位数が、1又は2である、上記[1]~[4]のいずれか一項に記載の微粒子。
[6]金属イオンが、1価の陽イオンである、上記[1]~[5]のいずれか一項に記載の微粒子。
[7]金属イオンが、銀イオン(Ag+)、銅イオン(Cu+)、金イオン(Au+)及び水銀イオン(Hg2+)からなる群から選択される少なくとも1種である、上記[1]~[5]のいずれか一項に記載の微粒子。
[8]微粒子における金属イオンの担持量が、10質量%以上70質量%以下である、上記[1]~[7]のいずれか一項に記載の微粒子。
[9]微粒子の平均1次粒子径が、10nm以上500nm以下である、上記[1]~[8]のいずれか一項に記載の微粒子。
[10]上記[1]~[9]のいずれか一項に記載の微粒子を含む、抗菌及び/又は抗ウイルス用組成物。
[11]上記[10]に記載の組成物を含む、抗菌及び/又は抗ウイルス性物品。
The present disclosure relates to, for example, the following [1] to [11].
[1] Microparticle carriers having nonionic functional groups capable of coordinating metal ions on the surface and inside, and antibacterial and antibacterial and/or antiviral microparticles containing either or both antiviral metal ions.
[2] The microparticles according to [1] above, wherein the microparticle carrier is composed of an organopolysiloxane having a group containing a nonionic functional group.
[3] The microparticles according to [1] or [2] above, wherein the nonionic functional group is an ethylenically unsaturated bond.
[4] The microparticles according to [2] above, wherein the group containing a nonionic functional group is at least one selected from the group consisting of a vinyl group and an allyl group.
[5] The microparticles according to any one of [1] to [4] above, wherein the coordination number of the nonionic functional group in the metal ion is 1 or 2.
[6] The microparticles according to any one of [1] to [5] above, wherein the metal ion is a monovalent cation.
[ 7 ] The above [ 1] The microparticles according to any one of [5].
[8] The microparticles according to any one of [1] to [7] above, wherein the amount of metal ions supported on the microparticles is 10% by mass or more and 70% by mass or less.
[9] The microparticles according to any one of [1] to [8] above, wherein the average primary particle diameter of the microparticles is 10 nm or more and 500 nm or less.
[10] An antibacterial and/or antiviral composition comprising the microparticles according to any one of [1] to [9] above.
[11] An antibacterial and/or antiviral article comprising the composition according to [10] above.

以下、具体的な実施例を用いて本開示の抗菌・抗ウイルス用微粒子を説明するが、本開示の抗菌・抗ウイルス用微粒子は実施例に何ら限定されない。 The antibacterial/antiviral microparticles of the present disclosure will be described below using specific examples, but the antibacterial/antiviral microparticles of the present disclosure are not limited to the examples.

[実施例1]
トリエトキシビニルシラン2gと0.1M希塩酸0.6mLとを混合し、30分間撹拌して、シラン加水分解物を得た。ここに、純水(H2O)24mL、10質量%SDS水溶液(SDSaq)6mL、1M硝酸銀水溶液(AgNO3aq)2mL、及び15Mアンモニア水(NH3aq)2mLを順次添加した。5分後、微粒子を含む水分散体が得られた。微粒子における銀イオンの担持量(理論値)は、20質量%であった。
[Example 1]
2 g of triethoxyvinylsilane and 0.6 mL of 0.1 M diluted hydrochloric acid were mixed and stirred for 30 minutes to obtain a silane hydrolyzate. 24 mL of pure water (H 2 O), 6 mL of 10% by mass SDS aqueous solution (SDSaq), 2 mL of 1M silver nitrate aqueous solution (AgNO 3 aq), and 2 mL of 15 M aqueous ammonia (NH 3 aq) were sequentially added. After 5 minutes, an aqueous dispersion containing microparticles was obtained. The amount (theoretical value) of silver ions supported on the fine particles was 20% by mass.

[分散性評価]
実施例1で得られた微粒子の、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)、メチルイソブチルケトン(MIBK)及びメチルエチルケトン(MEK)それぞれに対する分散性を以下のようにして評価した。
[Dispersibility evaluation]
The dispersibility of the fine particles obtained in Example 1 in propylene glycol monomethyl ether (PGME), methyl isobutyl ketone (MIBK) and methyl ethyl ketone (MEK) was evaluated as follows.

遠心分離機を用いて、実施例1で得られた水分散体中の微粒子を沈降させ、その上澄み液を廃棄した後、微粒子にイソプロピルアルコール(IPA)40mLを加え、超音波処理により微粒子をIPA中に再分散させた。この洗浄操作をもう1回繰り返した。 Using a centrifuge, the microparticles in the aqueous dispersion obtained in Example 1 are allowed to settle, and the supernatant is discarded. redispersed in the This washing operation was repeated one more time.

最後に、微粒子に10mLのPGMEを加え、超音波処理により微粒子を1質量%の量でPGME中に再分散させた。得られた微粒子の走査型電子顕微鏡(SEM;日立ハイテクノロジーズ(株)製「SU-8000」)画像を図2に示す。図2のSEM画像によれば、得られた微粒子の粒子径は、50nm以上90nm以下の範囲にあり、平均1次粒子径は77nmであった。同様の操作をMIBK及びMEKそれぞれを用いて行った。得られた微粒子は、PGMEだけでなく、MIBK及びMEKにも非常によく分散した。 Finally, 10 mL of PGME was added to the microparticles, and the microparticles were redispersed in PGME in an amount of 1% by weight by sonication. A scanning electron microscope (SEM; "SU-8000" manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation) image of the obtained fine particles is shown in FIG. According to the SEM image of FIG. 2, the particle diameter of the fine particles obtained was in the range of 50 nm or more and 90 nm or less, and the average primary particle diameter was 77 nm. Similar operations were performed using MIBK and MEK, respectively. The microparticles obtained dispersed very well not only in PGME, but also in MIBK and MEK.

得られた微粒子のSEM-EDX(元素分析;日立ハイテクノロジーズ((株)製「SU-8000」)を行ったところ、銀(Ag)が検出された(図3)。この結果から、微粒子担体に、銀イオン(Ag+)が担持されていることが確認できた。 When the obtained fine particles were subjected to SEM-EDX (elemental analysis; "SU-8000" manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation), silver (Ag) was detected (Fig. 3). It was confirmed that silver ions (Ag + ) were supported on the substrate.

上記製造工程から明らかなように、シラン加水分解物のビニル基が銀イオンに配位して錯体モノマーを形成し、該錯体モノマーが重縮合して微粒子を形成している。したがって、得られた微粒子は、内部及び表面に官能基(L)としてのビニル基を有する微粒子担体と、該ビニル基により配位された銀イオンとを有するといえる。 As is clear from the above production process, the vinyl group of the silane hydrolyzate is coordinated with silver ions to form a complex monomer, and the complex monomer polycondenses to form fine particles. Therefore, it can be said that the fine particles obtained have fine particle carriers having vinyl groups as functional groups (L) on the inside and on the surface, and silver ions coordinated by the vinyl groups.

[抗菌性試験]
実施例1で得られた微粒子を濃度0.05質量%のポリオキシエチレン(10)オクチルフェニルエーテル水溶液に加え、微粒子濃度0.01質量%の検体10mLを得た。以下の方法に従って抗菌性試験を行ったところ、持続力に優れた抗菌効果が認められた(表1)。
[Antibacterial test]
The microparticles obtained in Example 1 were added to a polyoxyethylene (10) octylphenyl ether aqueous solution having a concentration of 0.05% by mass to obtain 10 mL of a specimen having a concentration of microparticles of 0.01% by mass. When an antibacterial test was conducted according to the following method, a long-lasting antibacterial effect was observed (Table 1).

微粒子(水分散体)の抗菌性は、以下の手順にしたがって評価した。
まず、試験に用いる大腸菌(NBRC 3972)を液体培地にて、35℃で24時間、増菌培養した。培養後、滅菌した普通ブイヨン培地(1/500NB培地)を用いて大腸菌の濃度を108cfu/mLに調整した(cfu:コロニー形成単位)。この菌液0.1mLを、微粒子を含む上記検体10mLに接種し、25℃で1時間又は24時間放置した。その後、滅菌したリン酸緩衝生理食塩水(PBS)を用いて検体の10倍希釈系列を調製した。各希釈系列から1mL採取し、これをSCDLP寒天培地と混釈した。これを30℃で48時間培養した後、生育したコロニーをカウントし、生菌数に換算した。陰性対照として、微粒子を含まないPBS(0.1質量%以下の界面活性剤を含んでもよい)も同様に試験した。最後に、以下の計算式(Logは底が10の常用対数)を用いて抗菌活性値を算出した。抗菌活性値(24時間)が3.0以上の場合を有効と判定した。
The antibacterial properties of microparticles (aqueous dispersion) were evaluated according to the following procedure.
First, Escherichia coli (NBRC 3972) used for the test was enriched and cultured in a liquid medium at 35°C for 24 hours. After culturing, the E. coli concentration was adjusted to 10 8 cfu/mL (cfu: colony forming unit) using sterilized normal broth medium (1/500 NB medium). 0.1 mL of this bacterial solution was inoculated into 10 mL of the specimen containing fine particles, and allowed to stand at 25° C. for 1 hour or 24 hours. Thereafter, 10-fold serial dilutions of the specimen were prepared using sterilized phosphate-buffered saline (PBS). 1 mL was taken from each dilution series and mixed with SCDLP agar medium. After culturing this at 30° C. for 48 hours, grown colonies were counted and converted to the number of viable cells. As a negative control, PBS without microparticles (which may contain less than 0.1% by weight of surfactant) was also tested. Finally, the antibacterial activity value was calculated using the following formula (Log is a common logarithm with a base of 10). Antibacterial activity value (24 hours) of 3.0 or more was determined to be effective.

Figure 2022145100000002
Figure 2022145100000002

[実施例2~6]
各成分の使用量を表1に記載したとおりに変更したこと以外は実施例1と同様にして、微粒子を得た。実施例2~6で得られた微粒子は、いずれもPGME、MIBK及びMEKに対する上記分散性が良好であった。抗菌性試験の評価結果を表1に示す。
[Examples 2 to 6]
Fine particles were obtained in the same manner as in Example 1, except that the amount of each component used was changed as shown in Table 1. All of the fine particles obtained in Examples 2 to 6 had good dispersibility in PGME, MIBK and MEK. Table 1 shows the evaluation results of the antibacterial test.

[実施例7]
トリエトキシビニルシラン2gと0.1M希塩酸0.6mLとを混合し、30分間撹拌して、シラン加水分解物を得た。ここに、純水24mL、10質量%SDS水溶液6mL、及び15Mアンモニア水2mLを順次添加した。5分後、官能基(L)としてビニル基を有する微粒子担体を含む水分散体が得られた。ここに、1M硝酸銀水溶液2mLを添加し、30分間撹拌した。以上のようにして、微粒子担体上に銀イオンが担持された微粒子が得られた。得られた微粒子の粒子径は、50nm以上90nm以下の範囲にあり、平均1次粒子径は71nmであった。微粒子における銀イオンの担持量(理論値)は、20質量%であった。実施例7で得られた微粒子は、PGME、MIBK及びMEKに対する上記分散性が良好であった。実施例1と同様に抗菌性試験を行ったところ、抗菌活性値は24時間で8.2であり、優れた抗菌効果が認められた。
[Example 7]
2 g of triethoxyvinylsilane and 0.6 mL of 0.1 M diluted hydrochloric acid were mixed and stirred for 30 minutes to obtain a silane hydrolyzate. Here, 24 mL of pure water, 6 mL of 10% by mass SDS aqueous solution, and 2 mL of 15 M ammonia water were sequentially added. After 5 minutes, an aqueous dispersion containing fine particle carriers having vinyl groups as functional groups (L) was obtained. 2 mL of 1M silver nitrate aqueous solution was added thereto and stirred for 30 minutes. As described above, fine particles in which silver ions were supported on fine particle carriers were obtained. The particle diameter of the obtained fine particles was in the range of 50 nm or more and 90 nm or less, and the average primary particle diameter was 71 nm. The amount (theoretical value) of silver ions supported on the fine particles was 20% by mass. The fine particles obtained in Example 7 had good dispersibility in PGME, MIBK and MEK. An antibacterial activity test was conducted in the same manner as in Example 1, and the antibacterial activity value was 8.2 after 24 hours, indicating an excellent antibacterial effect.

実施例7で得られた微粒子のSEM-EDX(元素分析)を行ったところ、実施例1と同様に銀(Ag)が検出された(図4)。この結果から、微粒子担体に、銀イオン(Ag+)が担持されていることが確認できた。図4のSEM-EDXスペクトルは、図3のSEM-EDXスペクトルと同様のピークを示している。したがって、実施例7で得られた微粒子も、内部及び表面に官能基(L)としてのビニル基を有する微粒子担体と、該ビニル基により配位された銀イオンとを有するといえる。 When the fine particles obtained in Example 7 were subjected to SEM-EDX (elemental analysis), silver (Ag) was detected as in Example 1 (Fig. 4). From this result, it was confirmed that silver ions (Ag + ) were carried on the fine particle carrier. The SEM-EDX spectrum of FIG. 4 shows similar peaks to the SEM-EDX spectrum of FIG. Therefore, it can be said that the fine particles obtained in Example 7 also have fine particle carriers having vinyl groups as functional groups (L) inside and on the surface, and silver ions coordinated by the vinyl groups.

[比較例1]
市販の銀ゼオライト粒子(シナネンゼオミック社、AJ10N)を入手し、MIBK分散体(粒子濃度1質量%)を調製した。この分散液をスライドガラスに滴下し、光学顕微鏡で観察したところ、粒子径2.5μm前後の粒子が凝集している様子が観察された。
[Comparative Example 1]
Commercially available silver zeolite particles (Sinanen Zeomic Co., Ltd., AJ10N) were obtained, and an MIBK dispersion (particle concentration: 1% by mass) was prepared. When this dispersion liquid was dropped onto a slide glass and observed with an optical microscope, it was observed that particles with a particle diameter of about 2.5 μm were aggregated.

[比較例2]
トリエトキシメチルシラン2gと0.1M希塩酸0.6mLとを混合し、30分間撹拌して、シラン加水分解物を得た。ここに、純水24mL、10質量%SDS水溶液6mL、及び15Mアンモニア水1mLを順次添加した。5分後、粒子径が50nm以上90nm以下の範囲の微粒子を含む水分散体が得られた。ここに、10vol%の3-アミノプロピルトリメトキシシラン水溶液3mLを添加した。5分後、アミノ化された微粒子が得られた。これを遠心分離し、IPAに懸濁した後、再び遠心分離した。これを40mLのメタノールに懸濁し、超音波処理した。ここに無水コハク酸0.2gを添加し、60℃で1時間反応させた。これにより、金属イオンに配位可能なイオン性官能基としてカルボキシ基を有する微粒子担体が得られた。ここに、0.1M硝酸銀水溶液20mLを添加したが、徐々に微粒子担体が凝集した。これは、カルボキシ基を有する微粒子担体が銀イオンによって架橋されたためと考えられる。
[Comparative Example 2]
2 g of triethoxymethylsilane and 0.6 mL of 0.1 M diluted hydrochloric acid were mixed and stirred for 30 minutes to obtain a silane hydrolyzate. Here, 24 mL of pure water, 6 mL of 10% by mass SDS aqueous solution, and 1 mL of 15 M aqueous ammonia were sequentially added. After 5 minutes, an aqueous dispersion containing fine particles having a particle size in the range of 50 nm to 90 nm was obtained. To this, 3 mL of 10 vol % 3-aminopropyltrimethoxysilane aqueous solution was added. After 5 minutes aminated microparticles were obtained. This was centrifuged, suspended in IPA and then centrifuged again. This was suspended in 40 mL of methanol and sonicated. 0.2 g of succinic anhydride was added thereto and reacted at 60° C. for 1 hour. As a result, a fine particle carrier having a carboxyl group as an ionic functional group capable of coordinating with metal ions was obtained. Although 20 mL of 0.1 M silver nitrate aqueous solution was added thereto, the fine particle carriers gradually aggregated. This is probably because the fine particle carriers having carboxyl groups were crosslinked by silver ions.

[比較例3]
純水を38mL、1M硝酸銀水溶液を0mL、15Mアンモニア水を2mLに変更したこと以外は実施例2と同様にして、微粒子を得た。得られた微粒子の粒子径は、35nm以上50nm以下の範囲にあり、平均1次粒子径は41nmであった。得られた微粒子は、PGME、MIBK及びMEKに対する上記分散性が良好であった。実施例1と同様に抗菌性試験を行ったところ、抗菌効果は認められなかった(表1)。これは、微粒子担体に含まれるビニル基と錯体を形成する銀イオンが存在しなかったためと考えられる。
[Comparative Example 3]
Fine particles were obtained in the same manner as in Example 2, except that the amount of pure water was changed to 38 mL, the 1 M silver nitrate aqueous solution was changed to 0 mL, and the 15 M ammonia water was changed to 2 mL. The particle diameter of the obtained fine particles was in the range of 35 nm or more and 50 nm or less, and the average primary particle diameter was 41 nm. The fine particles obtained had good dispersibility in PGME, MIBK and MEK. When an antibacterial test was conducted in the same manner as in Example 1, no antibacterial effect was observed (Table 1). This is probably because there was no silver ion forming a complex with the vinyl group contained in the fine particle carrier.

[比較例4]
トリエトキシビニルシランの代わりにトリエトキシメチルシランを用いたこと以外は実施例4と同様に実施して、微粒子を得た。得られた微粒子の粒子径は、35nm以上50nm以下の範囲にあり、平均1次粒子径は38nmであった。得られた微粒子は、PGME、MIBK及びMEKに対する上記分散性が良好であった。実施例1と同様に抗菌性試験を行ったところ、抗菌効果は認められなかった(表1)。これは、微粒子担体に含まれるメチル基が銀イオンと錯体を形成しなかったためと考えられる。
表1において、抗菌活性値(1時間)の欄に斜線が引かれている例は、抗菌活性値が未測定であることを意味する。
[Comparative Example 4]
Fine particles were obtained in the same manner as in Example 4, except that triethoxymethylsilane was used instead of triethoxyvinylsilane. The particle diameter of the obtained fine particles was in the range of 35 nm or more and 50 nm or less, and the average primary particle diameter was 38 nm. The fine particles obtained had good dispersibility in PGME, MIBK and MEK. When an antibacterial test was conducted in the same manner as in Example 1, no antibacterial effect was observed (Table 1). This is probably because the methyl group contained in the fine particle carrier did not form a complex with the silver ion.
In Table 1, examples in which the antibacterial activity value (1 hour) column is hatched mean that the antibacterial activity value has not been measured.

[実施例8]
実施例1で得られた微粒子(MIBK分散体)を含むインキを、以下の通りポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム上にコーティングした。
[Example 8]
An ink containing the microparticles (MIBK dispersion) obtained in Example 1 was coated onto a polyethylene terephthalate (PET) film as follows.

まず、以下の組成をもつインキを調製した。
溶剤:MIBK 5.046g
抗菌成分:実施例1で得られた微粒子のMIBK分散体(微粒子濃度2質量%)
0.789g
UV硬化性樹脂:KRM8713B(ダイセル・オルネクス) 0.157g
重合開始剤:Omnirad184(BASF) 0.006g
First, an ink having the following composition was prepared.
Solvent: MIBK 5.046g
Antibacterial component: MIBK dispersion of microparticles obtained in Example 1 (concentration of microparticles: 2% by mass)
0.789g
UV curable resin: KRM8713B (Daicel Allnex) 0.157 g
Polymerization initiator: Omnirad 184 (BASF) 0.006 g

上記インキをPETフィルム(コスモシャインA4100、東洋紡)に塗布・乾燥後、紫外線を照射した。これにより、PETフィルム表面に、微粒子を含む硬化膜(膜厚約200nm)を形成した。 The above ink was applied to a PET film (Cosmo Shine A4100, Toyobo), dried, and then irradiated with ultraviolet rays. As a result, a cured film (thickness of about 200 nm) containing fine particles was formed on the surface of the PET film.

上記の通り得られた硬化膜の抗菌性をISO 22196(JIS Z 2801)に従って評価した。その結果、抗菌活性値は6.2であり、大腸菌(NBRC 3972)に対して優れた抗菌効果が認められた。陰性対照は、上記インキによるコーティングがされていない上記PETフィルムとした。 The antibacterial properties of the cured film obtained as described above were evaluated according to ISO 22196 (JIS Z 2801). As a result, the antibacterial activity value was 6.2, indicating an excellent antibacterial effect against Escherichia coli (NBRC 3972). The negative control was the PET film not coated with the ink.

Figure 2022145100000003
Figure 2022145100000003

10…抗菌・抗ウイルス用微粒子
11…微粒子担体
12…官能基(L)
13…抗菌・抗ウイルス性を有する金属イオン
14…オルガノポリシロキサン
10 Antibacterial/antiviral microparticles 11 Microparticle carriers 12 Functional groups (L)
13 ... Metal ion having antibacterial and antiviral properties 14 ... Organopolysiloxane

Claims (11)

表面及び内部に、金属イオンに配位可能な非イオン性官能基を有する微粒子担体と、
前記微粒子担体の表面及び内部に存在する前記非イオン性官能基によって配位されている、抗菌性及び抗ウイルス性のいずれか一方又は双方を有する金属イオンと
を含む、抗菌及び/又は抗ウイルス用微粒子。
a fine particle carrier having, on its surface and inside, nonionic functional groups capable of coordinating with metal ions;
For antibacterial and/or antiviral use, comprising metal ions having either or both antibacterial and antiviral properties coordinated by the nonionic functional groups present on the surface and inside of the microparticle carrier. Fine particles.
前記微粒子担体が、
前記非イオン性官能基を含む基を有するオルガノポリシロキサン
から構成される担体である、請求項1に記載の微粒子。
The fine particle carrier is
2. The microparticles according to claim 1, which are carriers composed of organopolysiloxane having groups containing nonionic functional groups.
前記非イオン性官能基が、エチレン性不飽和結合である、請求項1又は2に記載の微粒子。 3. Microparticles according to claim 1 or 2, wherein the nonionic functional group is an ethylenically unsaturated bond. 前記非イオン性官能基を含む基が、ビニル基及びアリル基からなる群から選択される少なくとも1種である、請求項2に記載の微粒子。 3. The microparticles according to claim 2, wherein the group containing the nonionic functional group is at least one selected from the group consisting of vinyl groups and allyl groups. 前記金属イオンにおける前記非イオン性官能基の配位数が、1又は2である、請求項1~4のいずれか一項に記載の微粒子。 The fine particle according to any one of claims 1 to 4, wherein the coordination number of the nonionic functional group in the metal ion is 1 or 2. 前記金属イオンが、1価の陽イオンである、請求項1~5のいずれか一項に記載の微粒子。 Microparticles according to any one of claims 1 to 5, wherein the metal ions are monovalent cations. 前記金属イオンが、銀イオン(Ag+)、銅イオン(Cu+)、金イオン(Au+)及び水銀イオン(Hg2+)からなる群から選択される少なくとも1種である、請求項1~5のいずれか一項に記載の微粒子。 Claims 1 to 3, wherein the metal ion is at least one selected from the group consisting of silver ions (Ag + ), copper ions (Cu + ), gold ions (Au + ) and mercury ions (Hg 2+ ). 6. Microparticles according to any one of 5. 前記微粒子における前記金属イオンの担持量が、10質量%以上70質量%以下である、請求項1~7のいずれか一項に記載の微粒子。 The microparticles according to any one of claims 1 to 7, wherein the amount of metal ions supported on the microparticles is 10% by mass or more and 70% by mass or less. 前記微粒子の平均1次粒子径が、10nm以上500nm以下である、請求項1~8のいずれか一項に記載の微粒子。 The microparticles according to any one of claims 1 to 8, wherein the microparticles have an average primary particle diameter of 10 nm or more and 500 nm or less. 請求項1~9のいずれか一項に記載の微粒子を含む、抗菌及び/又は抗ウイルス用組成物。 An antibacterial and/or antiviral composition comprising the microparticles according to any one of claims 1-9. 請求項10に記載の組成物を含む、抗菌及び/又は抗ウイルス性物品。 An antimicrobial and/or antiviral article comprising the composition of claim 10.
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