JP5541356B2 - 溶解性ガラス質抗菌剤および水処理剤 - Google Patents
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Description
<溶解性ガラス質抗菌剤>
本発明の溶解性ガラス質抗菌剤は、SiO2および/またはP2O5が0〜5%、K2Oおよび/またはNa2Oが5〜10%、Ag2Oが0.1〜5%、B2O3が60〜75%、Al2O3が10〜20%、MgO、BaO、ZnOからなる群から選ばれる少なくとも1種以上が0〜10%を含有するガラスからなる。従来公知の溶解性ガラス質抗菌剤と本発明のガラス質抗菌剤との大きな違いは、一般的に安定したガラス骨格を保持するために必要とされるガラス網目形成成分であるSiO2またはP2O5を、本発明のガラス質抗菌剤では、5%以下の低濃度しか含有しないか、または全く含有しないことであり、それ以外の成分の比率を最適となるように選択することにより、優れた溶解性を有するガラスを実現した。
この他に含まれても良い成分としてCaO、CoOなどは多少混在しても差し支えない。含まれる場合、好ましくは0〜5%である。
従来の溶解性ガラス粒子として一般的な、カレット状、フレーク状、角型ブロック状などのガラス質抗菌剤では、ガラスの微小破片が生じ易い。例えば、カレット状では、表面に残留応力があるため微細クラックが発生しやすく、浸水使用時にクラック部分から破砕が進行していくので乾燥すると破片や細粉が発生する。また、フレーク状やブロック状では、鋭利部分や角またはバリ部分が存在するため、浸水して使用することにより部分的に膨潤したり、ガラス強度が低くなると、乾燥した際に鋭利部分や角等からひびが入ったりバリができたりして微小破片が生じ、容器から漏出するという問題が生じる。そこで、本発明の水処理剤として好ましい形状は半球状の成型タイプである。破砕したものではないため、クラックはなく、また、鋭利部分も存在しないため、浸水使用後に乾燥してもガラス破片が漏出することはなく、安全に使用することができる。
形状の一部が半球状、略半球状または円錐状、円錐台状の膨らみを有する粒子の、膨らみの反対面の形状に制限はないが、反対面にも膨らんでいるか、または平面であることが好ましく、さらに好ましくは製造し易い点で平面である。また、平面である場合は、製造し易いという点から平面の形状が円形であることが好ましい。すなわち、最も好ましい形状は底面を円形の平面とする半球状または円錐状の形状である。
本発明の水処理剤の使用形態は特に制限はなく、粒状のまま使用することも可能であるが、水処理用に使用する際には数十gを水透過性の容器に収納して設置する方法が好ましい。具体的には、水処理剤を不織布袋に充填して梱包する、メッシュ袋に充填して梱包する、穴の開いた樹脂性容器に充填して使用する、水可溶性の容器に充填して使用する等の方法が挙げられるが、当該ガラス質抗菌剤の全部または一部が水と接触する使用形態であればいずれの方法でも構わない。使用中の漏出を防ぐために、不織布や目の細かいネット等に充填、梱包して使用することが好ましいが、当該水処理剤は崩壊性が極めて低く、微小破片が発生しにくいため、メッシュ付の樹脂製容器等でも微小破片等の流出がなく使用することが可能である。容器樹脂の材質としては例えばナイロンやポリエステル等が挙げられるが、当該ガラス質抗菌剤の全部または一部が水と接触することができるような形態であれば特に材質の制限はない。
本発明の水処理剤は、防カビ、防藻及び抗菌性を必要とされる種々の分野、即ち電化製品、トイレタリー製品、台所用品、玩具、などの水処理用、特にドレン水の微生物汚染対策に有効に利用することができる。さらに具体的用途を例示すると、電化製品としては食器洗浄機、冷蔵庫、洗濯機、ポット、炊飯器、エアコン、空気清浄機、除湿機、加湿器等があり、トイレタリー製品としては、トイレ用水、浴槽、浴室、おまる、汚物いれ、風呂蓋等があり、台所用品としては生ゴミ容器、排水栓等があり、玩具としては、水鉄砲、お風呂用玩具、調理用玩具等がある。その他の使用方法としてプールやため池、水槽、抗菌スプレ−等がある。
ガラスの骨格構造を形成するSiO2およびB2O3は、ガラスの溶解性に大きく影響し、一般的にSiO2の割合が増えると溶解性が低下し、B2O3の割合が増えると溶解性が向上することが知られているが、一方でB2O3の多いガラスはもろくて割れやすいことが知られている。また、溶解性を向上させるためにはアルカリ金属酸化物の割合を高めることは良く知られた技術である。
水処理剤粒子の平均質量は、任意の10粒を採取し、10粒まとめての質量を電子天秤で0.01mgまで測量し、一粒当たりの平均質量を算出して表示した。銀の溶出量は、40℃の1リットルの脱イオン水に水処理剤を約5g添加し、250rpmで6時間撹拌したのちの水中の銀イオンの濃度をICP(誘導結合プラズマ発光分析装置)にて測定し、水処理剤1g、溶出水1リットルおよび溶出時間1時間あたりの濃度に規格化して溶出量(μg/L・g・時間)として表示した。より具体的には、水1リットルへの水処理剤の添加量が5.0gで、撹拌時間が6.0時間であれば、検出された銀イオン濃度を5.0および6.0で除した数値が規格化した溶出量(μg/L・g・時間)となる。
充填性は、自動充填機を用いて袋に充填した際に1時間連続運転可能であった場合を良好とし、微粉の詰まりなどにより充填機が1時間内に緊急停止した場合を不良とした。
表1に示した実施例1〜7,10、および参考例の組成からなるガラス原料調合物を1200℃で加熱溶融した。溶融後、直径5mmの半球状の窪みを片面に配した金属製の冷却成形ローラーを用いて、冷却、成形し、得られたガラスを叩いて破砕したものを、さらにボ−ルミルにて1時間乾式破砕した後、目開き2.8mmの金網で微粉をふるい落として水処理剤の実施例1〜7,10、および参考例を得た。得られた水処理剤の任意の10粒の平均質量、寸法、銀溶出濃度、自動充填機を用いての充填性を評価し、表2に示した。
比較例1〜6および8ならびに9は、表1に示したガラス組成からなるガラス原料調合物を用いた以外は、実施例1と同様の製造方法により得た。測定方法も同様である。
実施例1〜8、10、参考例および比較例1〜9の水処理剤を各々縦横5cmのメッシュ袋に10g梱包し、約1×106CFU/mLに調整した大腸菌分散液とともに1L容器に入れ、20℃で24時間静置した後の大腸菌数を普通寒天培地を用いた平板塗抹法で測定した。水処理剤を入れない場合と比較し、水処理剤を入れた場合の抗菌率(抗菌率=((水処理剤を入れない場合の菌数−水処理剤を入れた場合の菌数)/水処理剤を入れない場合の菌数)×100(単位%))を表3に示した。
実施例1〜8、10、参考例および比較例1〜9の水処理剤を各々40℃の脱イオン水に48時間浸水させた後に室温で乾燥させ、目開き1.0mmの篩でふるったときの篩下重量を測定し、仕込み水処理剤の質量に対する質量百分率を算出して崩壊性(単位wt%)として表3に示した。
容量100mLのFRPポリエステル容器に実施例1〜8、10、参考例および比較例1〜9の水処理剤を各々縦横5cmのメッシュ袋に20g梱包した検体を入れ、水道水で100mLにメスアップし、10日間静置した後のFRPポリエステル容器の色彩(デルタL)を測定し、さらに溶液の着色度合いを目視で確認した。FRPポリエステル容器の色彩L値は日本電子工業(株)製測色色差計シグマ80型によって測定し、JISZ8730−1980に規定するハンターLab表色系により表示し、また、目視による溶液の変色度合いを表3に示した。デルタL値が大きいほど、変色度が大きく、性能が劣ることを示す。
d:実施例の水処理剤の底部の直径を表す。
R:実施例の水処理剤の頂部の曲率半径を表す。
A:ガラスの冷却成形ローラー(平滑面)
B:ガラスの冷却成形ローラー(窪みのあるもの)
C:熔融したガラス
S:スクレーパー
G:成形されたガラス
Claims (6)
- 酸化物換算の質量比でSiO2が0〜5%;K2Oおよび/またはNa2Oが5〜10%;Ag2Oが0.1〜5%;B2O3が60〜75%;Al2O3が10〜20%;MgO、BaO、ZnOからなる群から選ばれる少なくとも1種以上が0〜10%を含有し、
P 2 O 5 を含有しない、溶解性ガラス質抗菌剤からなり、
質量が0.02〜0.5g、最大直径が3mm〜20mmの成型粒状体である水処理剤。 - 酸化物換算の質量比でSiO2が0〜5%;K2Oが5〜10%;Ag2Oが0.1〜5%;B2O3が60〜75%;Al2O3が10〜20%;MgO、BaO、ZnOからなる群から選ばれる少なくとも1種以上が0〜10%を含有し、
P 2 O 5 を含有しない、溶解性ガラス質抗菌剤からなる請求項1に記載の水処理剤。 - 成形粒状体が、底部が平面で上方に膨らみを有する形状であり、底部平面に対する垂直高さが1〜5mmである、請求項1または2に記載の水処理剤。
- 成形粒状体が、底部平面が円形であり、上方の膨らみの頂点の曲率半径Rが、最大直径Dに対して1/8D〜5/8Dの範囲内である、請求項3に記載の水処理剤。
- 40℃の脱イオン水に48時間浸水後乾燥させ、目開き1mmの篩で篩ったときの篩い下重量が0.05質量%以下である請求項1〜4のいずれかに記載の水処理剤。
- 請求項1〜5のいずれかの水処理剤を用いた水処理方法。
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