JP3652925B2 - 抗菌材及びその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、担体として珪藻土を用いる抗菌材及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
銀、銅、亜鉛等の金属や金属イオンが強い抗菌、防カビ性を有することは、古くから知られており、それらを利用する方法が種々検討されている。ただ、上記の金属や金属イオンをそのままで合成樹脂、繊維、塗料等の基材に混合使用する場合、基材に対する分散性、金属イオンの基材からの溶出等の問題を生じ、使用が限定される問題点を有している。
【０００３】
これに対し、特開昭６３−２６０１０号公報や特開昭６３−２７０７６４号公報、フランス国特許出願第１０６１１５８号公報等に、上記の金属や金属イオンをゼオライト等に担持させることが開示されている。これらは、ポリマーや繊維、船舶用塗料に添加して使用される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ゼオライトに銀イオン等の抗菌金属イオンを担持させた場合、この抗菌金属イオンは、ゼオライトのÅ単位（１×１０^-10 ｍ単位）の小さな孔内に吸着されるものが多く、ゼオライトの外周部に吸着される量が少なくなる。これに対し、微生物はμｍ単位（１×１０^-6ｍ単位）の大きさなので、孔内部に吸着した抗菌金属イオンは抗菌性にほとんど寄与しない。このため、所定の抗菌効果を発揮させるためには、より多くの抗菌金属イオンが必要となる。さらに、抗菌金属イオンを多く吸着した担体を水中に入れた場合、担体と水との抗菌金属イオンの濃度差が大きいため、抗菌金属イオンが水中に多量溶出する危険性を有する。
【０００５】
また、上記ゼオライトに担持させた抗菌材以外にも、リン酸アパタイト等のゼオライトに類似した結晶構造をもつものに抗菌金属イオンを吸着させて担持させたもの、溶解性ガラス、活性炭、シリカゲル等に吸着担持させたもの等が知られている。これらの抗菌金属イオンは、微小細孔に封じ込められてカプセル状となっており、水中において溶解して細孔から外に出てくることで抗菌効果を発揮する。しかし、抗菌金属イオンが溶出するための水が存在しない場合は、溶出がおこらず、これらの担体は、たとえ抗菌金属イオンを担持させていても、抗菌作用を発揮し難い。
【０００６】
そこで、この発明の課題は、抗菌金属イオン等の抗菌効果を効率よく利用すると共に、水中で、抗菌金属イオン等が大量に溶出するのを抑制することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、この発明は、アルミン酸ナトリウム水溶液を含浸させて水蒸気雰囲気下で加熱した珪藻土に、抗菌金属イオンを担持させたことを特徴とする。
【０００８】
珪藻土の主成分である二酸化ケイ素の一部のケイ素とアルミニウムとを置換させたり、アルミン酸基を珪藻土に定着させたりしたので、この部分にイオン吸着能が生じる。このため、抗菌金属イオンを珪藻土に担持させることができる。このイオン吸着能は、珪藻土の外表面に生じやすいので、珪藻土の表面に抗菌金属イオンを担持させることができ、ほとんどの抗菌金属イオンを抗菌効果の発現に寄与させることができる。さらに、所定の抗菌効果を発現させるために担体に吸着させる抗菌金属イオンの量は少なくさせることができ、溶出する抗菌金属イオン量を減少させることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態を説明する。
【００１０】
この発明にかかる抗菌材は、イオン吸着能を付加させた珪藻土に、抗菌金属イオンを担持させたものである。
【００１１】
上記珪藻土は、海水や淡水に繁殖するケイソウの遺骸であり、主としてケイソウの殻からなる軟質の岩石又は土壌であり、二酸化ケイ素を主成分とする。
【００１２】
上記イオン吸着能とは、後述する抗菌金属イオンを吸着する能力を有することをいい、例えば、珪藻土をアルミン酸ナトリウム水溶液を含浸させて水蒸気雰囲気下で加熱することにより得られる。アルミン酸ナトリウム水溶液を含浸させることにより、アルミン酸基を珪藻土に付着させる。そして、水蒸気雰囲気下で加熱することにより、珪藻土の主成分である二酸化ケイ素の一部のケイ素とアルミニウムとを置換させたり、アルミン酸基を珪藻土に定着させる。これにより、このアルミニウム部分にイオン吸着能を生じさせ、この部分に上記抗菌金属イオンを担持させることが可能となる。
【００１３】
上記珪藻土にイオン吸着能を付加させる方法は、上記のアルミン酸ナトリウムを用いる方法以外に、アルミン酸カリウム等のアルミン酸金属塩を使用する方法、上記珪藻土上で水酸化アルミニウム、硫酸アルミニウム、硝酸アルミニウム等のアルミニウム化合物と、水酸化ナトリウムや水酸化カリウム等のアルカリを反応させる方法、上記アルミニウム化合物を酸溶解させた後、これを珪藻土に付着させる方法等があげられる。
【００１４】
上記抗菌金属イオンは、抗菌性を発現する金属イオンをいい、銀イオン、銅イオン、亜鉛イオン等があげられる。
【００１５】
次に、アルミン酸ナトリウムを用いてイオン吸着能を付与し、これを用いて抗菌材を製造する方法について説明する。まず、原鉱の珪藻土を粉砕せずに塊のまま、もしくは、造粒して粒子状として乾燥し、水分を除去する。この水分の除去量は、珪藻土中の水分量を０％とする必要はなく、珪藻土が後述するアルミン酸ナトリウム水溶液を粒子内部まで吸収することができる程度に水分を除去すればよい。
【００１６】
そして、上記の乾燥した珪藻土粒子等塊又は珪藻土粒子（以下、「珪藻土粒子等」と称する。）にアルミン酸ナトリウム水溶液を含浸させる。上記アルミン酸ナトリウム水溶液の濃度は、５〜２５重量％が好ましい。５重量％未満だと、上記のように、後述する水蒸気雰囲気下での加熱処理の後、珪藻土粒子等に生じるイオン吸着能が十分でなく、上記抗菌金属イオンを十分に担持できない場合がある。また、２５重量％より多くてもよいが、それ以上でも後述する水蒸気雰囲気下での加熱処理の後、イオン吸着能があまり増加しない。
【００１７】
次いで、容器内に８０〜９５℃に加熱した水を入れて水蒸気雰囲気をつくり、この水蒸気中に、上記の含浸させた珪藻土粒子等を入れる。これにより、上記珪藻土粒子等は、水蒸気雰囲気下で加熱される。この加熱時間は、５時間程度で十分であるが、必ずしもこの時間に限定されるものではなく、上記珪藻土粒子等に含まれるアルミン酸の濃度や温度によって適宜検討すればよい。上記の加熱を水蒸気雰囲気下で行うのは、上記珪藻土粒子等が乾燥することなく、水分を保持したまま加熱することができるからである。好ましい上記珪藻土粒子等中の水分含有割合は、珪藻土粒子等から遊離した水が生じない程度にすることが好ましい。すなわち、飽和吸水量以下が好ましい。このようにすると、珪藻土粒子等の崩壊を防止でき、珪藻土粒子等の結晶性に変化を与えずにイオン吸着能を付加することができる。
【００１８】
そして、抗菌金属イオンを上記イオン吸着能を有する部分に担持させる。上記の各処理により、イオン吸着能は、珪藻土粒子等の表面部、特に外表面部に形成されるため、上記抗菌金属イオンは、珪藻土粒子等の外表面に担持されることとなる。このため、担持されたほとんど全ての抗菌金属イオンを抗菌作用に供与することができる。
【００１９】
このようにして得られた抗菌材は、各種の分野で利用することができる。例えば、医療用衣服、マスク、エプロン、タオル、ふきん、雑巾、シーツ、モップ、ピローケース、ガウン、スリッパ、浴室カーテン、靴下、パンスト、インソール、カーペット等の繊維製品、三角コーナー、まな板、タワシ等の台所用品、風呂マット等の風呂用品、冷蔵庫、食器乾燥器、加湿器、浄水器、電話、ＦＡＸ等の家電品、トイレ便座、内装パネル、空調機用フィルタ等の住設機器、ガラス、塗料等の建材、その他抗菌性土壌改良剤、園芸土・芝土改良剤、食品包装用フィルム等があげられる。
【００２０】
また、珪藻土は一般に、微細な孔を多く有しており、軽量であることや吸湿性の特徴を利用して室内の湿度を調整する建材として多く使用されている。すなわち、珪藻土は湿度が高いと空気中の水分を吸収して湿度を下げ、逆に乾燥した空気中では吸着している水分を放出して湿度を上げ、空気中の乾湿を一定にしようとする働きを有するので、調湿材としての役割を果たすことができるのである。この場合、珪藻土は一定の水分量を保有しているため、カビや微生物が繁殖し易くなっている。この発明にかかる処理を施し、珪藻土を抗菌材とすれば、この珪藻土粒子等を抗菌材としてだけでなく、上記の各種建材の一部に使用した場合であっても、その建材に抗菌性を与えることができる。そのような例として、モルタル、コンクリート等の土や珪藻土を使用する建材があげられる。
【００２１】
【実施例】
この発明を実施例を用いて詳しく説明する。
【００２２】
〔イオン吸着能の形成〕
まず、珪藻土粒子等を７日間自然放置して乾燥させた。次いで、乾燥した珪藻土粒子等に表１に記載の濃度のアルミン酸ナトリウム水溶液を含浸させた。そして、９５℃に加熱された水を入れた容器の中に、上記アルミン酸ナトリウム水溶液を含浸させた珪藻土粒子等を上記の水に触れないように入れ、上記容器の水が９５℃を保つように３〜５時間加熱した。
【００２３】
反応終了後、珪藻土粒子等を水洗し、陽イオン交換容量を測定した。その結果を表１に示す。
【００２４】
【表１】

【００２５】
〔抗菌材の作製〕
上記の試料５に１％硝酸銀水溶液を含浸させて銀イオンを担持させ、抗菌材を作製した。
【００２６】
この抗菌材を用い、抗菌性試験行った。その結果を表２に示す。
【００２７】
抗菌性試験
試験菌として、大腸菌を用い、上記抗菌材（以下、「検体１」と称する。）と、上記銀イオンを担持させない珪藻土粒子等の試料５（以下、「検体２」と称する。）を用い、大腸菌の増殖の様子を調べた。
【００２８】
なお、表２において、区分Ａとは、検体１（又は検体２）２．５ｇを精製水５０ｍｌに添加したものに上記大腸菌を植菌したものをいう。また、区分Ｂとは、検体１（又は検体２）１０ｇを精製水５０ｍｌに添加したものに上記大腸菌を植菌したものをいう。さらに、対照とは、検体１及び検体２を加えずに上記大腸菌を植菌したものをいう。
【００２９】
【表２】

【００３０】
〔防カビ性の試験〕
上記の方法で作製した抗菌材に石膏を混合し、石膏板を作製して乾燥した。また、カビの生えたパンを水に入れて攪拌し、ここから水を取り出す。この水を上記石膏板に含浸させ、蓋付き容器に入れる。この容器内で、上記石膏板を乾燥させないようにして２５℃のイキュベータ内に放置する。
【００３１】
その結果、石膏板には、カビの繁殖する養分を多く含むのにもかかわらず、カビの生育が抑制された。
【００３２】
【発明の効果】
この発明によれば、抗菌金属イオンを珪藻土粒子等の外表面に担持させることができるので、ほとんどの抗菌金属イオンの抗菌作用を利用することができる。
【００３３】
また、抗菌金属イオンを珪藻土粒子等の外表面に担持させるので、所定の抗菌作用を発揮させるために必要な抗菌金属イオン量を低減させることができる。このため、この抗菌材を水に漬けても、抗菌金属イオン等が大量に溶出するのが抑制されると共に、コスト面でも好ましくなる。

Claims (1)

1. 珪藻土の乾燥体に、この珪藻土乾燥体の飽和吸水量以下の量のアルミン酸ナトリウム水溶液を含浸させ、次に、このアルミン酸ナトリウム水溶液を含浸させた珪藻土を、水蒸気雰囲気下で加熱することによってイオン吸着能を発現させ、次いで、抗菌金属イオンを担持させる抗菌材の製造方法。