JP2642961B2 - 殺菌性組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、チタン酸銀塩を含有した殺菌性組成物に関
するものである。

（従来技術とその問題点） 銀、銅、水銀などの金属イオンが微生物などに対して
強い殺菌作用を有することは公知である。特に二次公害
などの理由から銀の利用が有効であるとされている。

該作用を応用した例として、硝酸銀水溶液などの携帯
で利用されている消毒薬や殺菌剤などがあり、近年では
活性炭、アルミナまたはシリカゲル系の吸着物質やイオ
ン交換樹脂、ゼオライトなどに銀または銀化合物などを
吸着させた銀担持体や、難溶性銀塩などによる浄水剤や
浄水器などが開発提案されてきている。

こうした殺菌性組成物の使用の一例として、水処理に
応用した例を説明する。

溶液状で使用するのは、取り扱いが不便であり用途も
限定されてしまい、簡便さに決ける欠点がある。

活性炭等に銀化合物を担持させたものでは、活性炭と
銀化合物との分配比が小さく、銀の溶出ををおこしやす
く長期間の使用に問題がある。長期間の使用を可能とす
るために、担持させる銀化合物の量を増やすと、銀の吸
着等温線からみても明らかなように溶出する銀化合物の
量が多くなるので余分に銀化合物を担持させる効果はあ
まりなく、かえって溶出する銀化合物が多くなり、銀の
許容濃度を超えてしまい二次公害をひきおこす恐れもあ
る。

イオン交換樹脂やゼオライトなどのイオン交換体に銀
化合物を吸着させたものでは、分配比を大きくとること
ができ前者に比べ長期的な使用が可能である。しかしこ
れらのイオン交換体は、銀に対してばかりでなくその他
のイオンに対する選択性も有するものが多く、銀よりも
高い分配比を有するイオン物質が存在すると、イオン交
換作用により原水中の他のイオンの影響をうけ、予想さ
れうる濃度以上に銀の溶出がおこる恐れがある。特にイ
オン交換樹脂では、金属イオンの影響を受けやすく、ま
たゼオライトではアンモニウムイオンの影響が顕著であ
るなどの問題点があった。

こうした意味で、銀の溶出を極力抑えつつ、殺菌効果
を長期にわたって持続させる殺菌性組成物の開発は急務
であった。

（発明の目的） 本発明は、こうした従来の問題点に鑑みてなされたも
ので、長期間の使用に耐える安定性の高い銀の殺菌性組
成物を提供することを目的としてなされたものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、四チタン酸塩を銀イオンでイオン交換させ
たチタン酸銀塩を含むようにすることで殺菌性組成物と
して使用した場合、長期の使用に耐えかつ安定した銀の
溶出を可能ならしめるようにしたところにある。

（作用） 本発明をより明瞭ならしめるために、以下本発明の作
用について説明する。

本発明に用いる四チタン酸塩は、X₂O・4TiO₂・nH₂Oで
あらわされるものである。但しＸはアルカリ金属に代表
される一価の金属や水素、アンモニアを表し、さらにｎ
は０以上の整数を表している。

四チタン酸塩のＸを銀で置換すると四チタン酸銀塩を
得ることができる。

四チタン酸塩、四チタン酸銀塩とも難溶性塩であり、
前記記号ＸとＯ・4TiO₂・nH₂Oとは、イオン結合により
結合しており、Ｏ・4TiO₂・nH₂Oは、イオン交換性を有
する。

四チタン酸銀塩においては、銀と四チタン酸化物（Ｏ
・4TiO₂・nH₂O）との結合力が極めて強く、分配比から
導かれる極微量の銀イオンが少しずつ処理水や周りの水
分に放出されて殺菌作用を示すことになる。

なお、チタン酸塩への銀のイオン交換は一原子であっ
ても二原子でもよい。

また四チタン酸化物の、イオン交換能力は非常に大き
く、実用ではｎ＝０の時に四チタン酸化物1kgあたり約4
00gの銀を吸着することができ、活性炭に比べて約20
倍、イオン交換樹脂やゼオライトに比べ数倍の能力を有
する。

さらに四チタン酸銀塩は、極めて銀に対する選択性が
高いので、処理水中に含まれる銀以外のイオンの影響を
通常の使用条件ではほとんどうけない。これは四チタン
酸塩が銀以外の金属イオンやアンモニウムイオンに対し
てイオン交換特性を有しなかったり、銀よりも分配比が
低いことによる。

該四チタン酸銀塩の殺菌性組成物を浄水器に使用した
場合には、四チタン酸銀塩の分配比が極めて大きいの
で、吸着している銀に対して溶出する銀の割合が小さ
く、溶出する銀イオンは極微量であり、また吸着してい
る銀イオンの消耗が少なく、処理量、処理時間が飛躍的
に向上する。

これにたいして、従来の活性炭などの吸着物質は、分
配比が小さいので、吸着している銀に対して溶出する銀
の割合が大きく、溶出する銀イオンの量が多くなる。

また、四チタン酸塩の銀イオンに対する、分配比が、
他の金属イオンやアンモニウムイオンに比べて大きく、
ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、ア
ンモニウムなどのイオンや、微量の重金属イオンなどが
処理水中に含まれていても銀の溶出の程度はほとんど変
わらないので、一定量の銀イオンを処理水中に溶出させ
ることができる。

本発明による殺菌性組成物は、前述の水処理における
殺菌性素材としての用途のほかに、土壌処理や園芸用と
して土壌消毒や活着率の向上、建築用資材として浴室や
手術室などの壁材やセメント材に混入させて、防かびや
殺菌などの効果をだすことが可能で殺菌性組成物として
各種の用途に使うことができる。

四チタン酸塩は、繊維状の粉末であり、銀イオンを交
換させた後も同様の形状であるが、殺菌性組成物として
使用するさいには、これをそのまま使用してもよく、微
粉末に粉砕し使用しても良い。またバインダー等を介し
て加工成型して使用してもよい。

またこれらの加工に際しては、チタン酸銀塩の熱分解
を避けるために、500℃以下の温度で処理することが望
ましい。

以下本発明の実施例についてのべる。

実施例１ 四チタン酸カリウム100gに希硝酸（１＋３）100mlを
作用させ、カリウムを水素でイオン交換して四チタン酸
とし、次いで純水で洗浄液の水素イオン濃度が４になる
までよく洗浄した。かかる状態にしたものをさらに硝酸
銀溶液（Ag:10g/）500ml中に３時間浸漬して、イオン
交換反応により前記四チタン酸に銀をイオン交換させて
四チタン酸銀塩の形成をおこなわせた。次いで得られた
四チタン酸銀塩を過剰の銀イオン（塩化銀）形成反応で
確認する）が認められなくなるまで洗浄し、乾燥のの
ち、本発明の殺菌性組成物である四チタン酸塩に銀イオ
ンをイオン交換させた物質（以下チタン酸銀塩とす
る。）を得た。

チタン酸銀塩中の銀の保持量は約５％で、理論量の約
８分の１を保持させたものである。

実施例２ 四チタン酸カリウム100gに希硝酸（１＋３）100mlを
作用させ、カリウムを水素でイオン交換して四チタン酸
とし、次いで純水で洗浄液の水素イオン濃度が４になる
までよく洗浄した。かかる状態にしたものをさらに硝酸
銀溶液（Ag:50g/）500ml中に３時間浸漬して、イオン
交換反応により前記四チタン酸に銀イオン交換させて四
チタン酸銀塩の形成をおこなわせた。次いで得られた四
チタン酸銀塩を過剰の銀イオン（塩化銀形成反応で確認
する）が認められなくなるまで洗浄し、乾燥ののち、本
発明の殺菌性組成物である四チタン酸塩に銀イオンをイ
オン交換させた物質を得た。

チタン酸銀塩中の銀の保持量は約25％で、理論量の約
３分の２を保持させたものである。

実施例３ 本実施例は、前記実施例１で製造したチタン酸銀塩を
水処理に応用した例として、銀の溶出特性の試験に関す
るものである。

実施例１により得られた本発明の殺菌性組成物20gを1
0の市水に入れてスラリー状にし、カプセル型のカー
トリッジフィルター（有効濾過面積1000cm²、孔径２μ
ｍ）上に均一に保持させた。これに水道水を0.5／分
の速さで通液して通液量と溶出銀濃度との関係を求め
た。

表−１に示すように銀の溶出は僅かであるとともに、
銀の溶出は一定量であり安定した特性を示しており、20
m³処理したにもかかわらず保持している銀量の1.9％を
溶出させたのみで、まだ十分に処理能力を有している。

実施例４ 本実施例は、前記実施例２で製造したチタン酸銀塩を
水処理に応用した例として、銀の溶出特性の試験に関す
るものである。

実施例２により得られた本発明による殺菌性組成物20
gを10の市水に入れてスラリー状にし、カプセル型の
カートリッジフィルター（有効濾過面積1000cm²、孔径
２μｍ）上に均一に保持させた。

これに水道水を0.5／分の速さで通液して通液量と
溶出銀濃度との関係を求めた。

表−２に示すように銀の溶出は僅かであるとともに、
銀の溶出は一定量であり安定した特性を示しており、20
m³処理したにもかかわらず保持している銀量の1.6％を
溶出させたのみで、まだ十分に処理能力を有している。

実施例５ 本実施例は、前記実施例１で製造したチタン酸銀塩を
水処理に応用した例として、銀の溶出特性の試験に関す
るものである。

実施例１により得られた本発明による殺菌性組成物20
gを10の市水に入れてスラリー状にし、カプセル型の
カートリッジフィルター（有効濾過）面積1000cm²、孔
径２μｍ）上に均一に保持させた。

これに処理水中にナトリウム、カリウム、カルシウ
ム、マグネシウム、アンモニウムの各イオンを各20ppm
（計100ppm）をふくむよう調製したものを0.5／分の
速さで通液して通液量と溶出銀濃度との関係を求めた。

表−３に示すように銀の溶出は僅かであるとともに、
銀の溶出は一定量であり安定した特性を示しており、20
m³処理したにもかかわらず保持している銀量の2.1％を
溶出させたのみで、まだ十分に処理能力を有している。

従来例１ 本従来例は、従来の活性炭に銀イオンを担持させたも
のの例として、銀の溶出特性の試験に関するものであ
る。

銀を0.5％担持させた活性炭200gを10の市水に入れ
てスラリー状にし、カプセル型のカートリッジフィルタ
ー（有効濾過面積1000cm²、孔径２μｍ）上に均一に保
持させた。これに処理水中にナトリウム、カリウム、カ
ルシウム、マグネシウム、アンモニウムの各イオンを各
20ppm（計100ppm）をふくむよう調製したものを0.5／
分の速さで通液して通液量と溶出銀濃度との関係を求め
た。

表−４に示すように銀の溶出は、始めに大きく処理量
が増えるとともに減少していくことがわかる。20m³処理
した結果、保持している銀量の54％を溶出させてしまっ
た。

従来例２ 本従来例では、従来のゼオライトに銀イオンを担持さ
せたものの例として、銀の溶出特性の試験に関するもの
である。

銀を2.0％担持させたゼオライト50gを10の市水に入
れてスラリー状にし、カプセル型のカートリッジフィル
ター（有効濾過面積1000cm²、孔径２μｍ）上に均一に
保持させた。これに処理水中にナトリウム、カリウム、
カルシウム、マグネシウム、アンモニウムの各イオンを
各20ppm（計100ppm）をふくむよう調製したものを0.5
／分の速さで通液して通液量と溶出銀濃度との関係を求
めた。

表−５に示すように銀の溶出は、始めに少なかった
が、アンモニウムイオンの影響をうけて増大し、溶出す
る銀がなくなったところで減少する傾向をみせた。20m³
処理した結果、保持している銀量の67％を溶出させてし
まった。

実施例 ６ 本実施例は、前記実施例２で製造したチタン酸銀塩の
殺菌効果について試験したものである。

河川水（神奈川県平塚市の相模川にて採水）20にチ
タン酸銀塩10gを入れ常時ゆるやかに攪拌しつつ常温で
放置し、藻の発生状況、細菌の発生量を調査した。ブラ
ンクテストとしてチタン酸銀塩を添加しないものについ
ても同様のテストをした。結果を表−６に示す。

表からも明らかなように、チタン酸銀塩を添加した側
は、藻類の発生や細菌の発生に明らかに抑止効果がみら
れる。

実施例 ７ 本実施例は、前記実施例１で製造したチタン酸銀塩の
殺菌効果について試験したものである。

市販のホワイトセメント100gにチタン酸銀塩1gを添加
して混練りし、10cm角の石膏ボードに塗り、浴室を想定
した培地とした。

乾燥後、一旦よく水洗いし、水切りののち、５％の澱
粉溶液を20ml噴霧して吸収させた。ついで表面に浴室に
ある黒色のカビをのせて、50mlの水を張った直径20cmの
ガラスシャーレにいれ35℃の恒温恒湿器内でカビの発生
テストを行った。またブランクとしてチタン酸銀塩の添
加をしないものについても同様のテストをした。

７日後に、取り出して確認したところチタン酸銀塩を
添加したものは、変化が無くカビの発生はみられなかっ
たが、ブランクであるチタン酸銀塩無添加のものは、全
面に黒色のカビが発生していた。

実施例 ８ 本実施例は、前記実施例１で製造したチタン酸銀塩を
園芸用培地に適用したものである。

松の小枝（長さ10cm）25本の根元側3cmの葉を取り、
根元側先端部を斜めに切ったものの根元側3cmを水に浸
けたのち、該根元側先端部をチタン酸銀塩３％を含む乾
燥させた赤玉土でまぶし、さらに粘土状にした赤玉土で
くるみ、直径5cm程度とし鹿沼土培地上に挿し木した。

ブランクとして、前記チタン酸銀塩３％を含む乾燥さ
せた赤玉土をチタン酸銀塩を含まない赤玉土に変えたも
のについても同様のテストを行った。

１ヶ月後に、活着率を調査したところ、チタン酸銀塩
を添加した赤玉土を使用した群の活着率は88％であっ
た。一方チタン酸銀塩を含まない赤玉土を使用した群の
活着率は、64％であった。

これは、チタン酸銀塩が、松の小枝の根元側先端部を
保護し、活着に有害なバクテリアなどの繁殖を抑制する
からにほかならない。

（発明の効果） 以上のように、本発明による殺菌性組成物は、水処理
をはじめとする、各種殺菌性素材の要求に十分こたえる
ことができ、殺菌効果が長期間にわたって持続し、妨害
物質の影響が小さいなどのすぐれた特徴を有する。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】四チタン酸塩に銀イオンをイオン交換吸着
   させたチタン酸銀塩を含むことを特徴とする殺菌性組成
   物。