JPH05154A - 抗菌性セラミツクス材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 水に接しても担持した微量殺菌作用を有する
金属又は金属イオンを水に溶出することがなく、変色す
ることがなく、熱に対しても安定で、有機物への分散性
も良好であるので、抗菌性を有する樹脂成型品、化粧
料、顔料、生体材料などへの添加材料として有効な抗菌
性セラミックス材料を提供する。 【構成】 微量殺菌作用を有する金属の水溶性の塩又は
錯体をセラミックスに重量で0.０００１〜２０％担持さ
せた後、使用した金属の融点以上の温度でそのセラミッ
クスを焼成した抗菌性セラミックス材料。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、微量殺菌作用を有する
金属の金属塩又は錯体の溶液を吸着及び／又はイオン交
換により担持させたセラミックスを、担持金属の融点以
上の温度で焼成することによって得られる抗菌性セラミ
ックス材料に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】微量殺菌作用を有する金属はオリゴダイ
ナミックスリアクション(oligodynamic reaction) とし
て古くから知られていたが、それら金属及びその塩は取
扱い上の問題があり、限定された用途にしか使用されて
いなかった。

【０００３】然しながら、近年これら金属及び塩の強い
抗菌性、耐熱性が着目され、合成樹脂などに混合し成型
して安全に長時間抗菌性を有する成型物をえるため、合
成樹脂に分散させて使用できる抗菌性組成物として、こ
れらの金属又は金属イオンを、無機担体に吸着又はイオ
ン交換により担持させた組成物、例えば生理的に不活性
な無機担体に抗菌性銀化合物を吸着担持させた抗菌性組
成物、ゼオライトにイオン交換により抗菌性金属イオン
を担持させた抗菌性ゼオライト組成物などが提案されて
いる。

【０００４】これらの組成物を使用することにより、殺
菌性金属又は塩をそのまま使用する場合に生じる問題
点、例えば合成樹脂への分散性の悪さ、水への溶出性な
ど、が改善され、合成樹脂などに均一に分散でき、それ
を成型してえられる成型品に均一に抗菌性を付与するこ
とが容易になった。

【０００５】然しながら、これらの組成物は無機担体に
吸着又はイオン交換により殺菌性金属イオン又は塩を担
持させただけのものであるため、長時間水に接すると殺
菌性金属イオン又は塩が徐々に少量ずつ水中に溶出し、
それにより思わぬ薬害を発生したり、殺菌力が低下した
りする欠点があるとともに、担持された金属によって
は、例えば銀の場合、長期の間に変色して使用に耐えな
くなるなどの欠点が完全に解決されているとは云えなか
った。

【０００６】従って水に接しても殺菌性金属イオン又は
塩を溶出することがなく、長期間使用しても変色するこ
とがなく、熱に対しても安定であり、合成樹脂への分散
性もよいので抗菌性成型品材料として安全安定に長期間
使用できる無機抗菌性組成物の開発は望ましいものと云
える。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】殺菌性金属又は塩を担
持させた無機抗菌性組成物であって、水と接しても担持
された殺菌性金属イオン又は塩を水中に溶出することが
なく、長期間使用しても変色せず、熱に対して安定であ
り、有機物への分散も良好であるので、合成樹脂に分散
成型しても、成型品より殺菌性金属イオン又は塩が水中
に溶出することがないので薬害や抗菌力の低下を示さず
長期間安全安定に使用できる成型材料に分散使用可能な
無機抗菌性組成物を提供することを課題としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】微量殺菌作用を有する金
属又は塩の微粉を乾式又は湿式で無機担体に添加混合さ
せても、それらの物性の異いにより均質な分散物が得が
たく、抗菌性にむらを生じ、かつ水と接触すると塩が水
中に溶出してくることを妨げえない。従って前記課題を
解決するため種々検討した結果、殺菌性を有する金属の
水や有機溶媒に可溶な塩又は錯体をセラミックスに吸着
又はイオン交換により担持させた後、そのセラミックス
を高温で焼成してえられるセラミックスを使用すること
により課題を解決できることを認めた。

【０００９】本発明にいう微量殺菌作用を有する金属の
水及び有機溶媒に可溶な塩又は錯体とは、金、銀、プラ
チナ、銅、亜鉛、鉛、錫、鉄、コバルトなど微量殺菌作
用を有すると認められている金属の水及び有機溶媒に可
溶な塩又は錯体を意味し、特に銀、亜鉛、銅などの水溶
性の塩又は錯体が好ましいと云える。

【００１０】又本発明にいうセラミックスとは、リン酸
カルシウム類、ハイドロキシアパタイトなどのリン酸カ
ルシウム系化合物；シリカ、アルミナ、マグネシア、酸
化チタン、酸化ジルコニウムなどの酸化物；窒化珪素、
窒化チタン、窒化アルミ、窒化ジルコニウムなどの窒化
物、及び炭化珪素などの非酸化物セラミックス、又これ
らの複合物；珪酸カルシウム、珪酸アルミニウム、珪酸
マグネシウム、珪藻土などの珪酸塩；カオリナイト、ベ
ントナイト、軽石、長石、石英などのアルミナ−シリカ
系化合物など、多孔質で一般に触媒の担体、陶磁器材
料、ガラス、耐火物などの原料として使用されている無
機材料を意味している。

【００１１】本発明の抗菌性セラミックスの製造は、微
量殺菌性を有する金属の水及び有機溶媒に可溶な塩又は
錯体のセラミックスへの吸着又はイオン交換処理（以下
吸着処理と記す）及び吸着処理されたセラミックスの焼
成処理工程よりなっている。吸着処理は常法により実施
される。即ち担持させる微量殺菌作用を有する金属の水
及び有機溶媒に可溶な塩又は錯体の量は、使用するセラ
ミックスの種類及び金属塩又は錯体の濃度、処理時間に
よって任意に選択されえることは常法通りであるが、え
られたセラミックスの抗菌性を保持させるためには微量
殺菌作用を有する金属として少くとも重量で0.０００１
％以上を担持させる必要があり、通常0.００１〜２０％
程度を担持させれば充分な抗菌力がえられる。

【００１２】本発明の重要な工程は、吸着処理してえら
れたセラミックスを焼成する工程である。一般にセラミ
ックスは焼成により焼結し、固体粒子間の結合が進行す
る。焼成温度をあげ、粒体の一部が液相を生じる温度に
達すると、焼結の進行とともに、粒体間の結合が強化さ
れ、粉体集合体の全面積が減少し、気孔率、吸水率が減
少することが認められている。このため焼成操作は、強
固な金属又は固体製品を作るため使用されている。この
焼成操作を吸着処理させたセラミックスに適応し、えら
れた焼成物を微粉砕すると、その粉末は未焼成のものと
同等に強い抗菌性を保持しているにかかわらず、焼成温
度の上昇にともなって担持された金属又は金属イオンの
水中への溶出量が減じ、焼成温度を、担持させた微量殺
菌作用を有する金属の融点以上の温度にすると担持され
た微量殺菌作用を有する金属又は金属イオンの水中への
溶出がなくなり、加えて焼成されたセラミックスは安定
で変色しないことを認めた。従って本発明において吸着
処理セラミックスの焼成は担持させた微量殺菌作用を有
する金属の融点以上の温度で実施される。

【００１３】微量殺菌作用を有する金属は夫々別々の融
点を有するので、その融点に応じて使用するセラミック
スを選択するが、鉛、錫などは比較的低融点であるの
で、これらの塩又は錯体を使用する場合は、担体として
セラミックス以外に、水に不溶で、それら金属の融点付
近で安定で、吸着性を有する無機物、例えば炭酸カルシ
ウム、炭酸バリウム、炭酸マグネシウム、炭酸マグネシ
ウムカルシウムなどの炭酸塩、であれば担体として使用
可能である。

【００１４】微量殺菌作用を有する金属の水溶性塩とし
てAgNO₃ 、セラミックスとしてアルミナを使用する場合
を例にとって詳しく本発明を説明するが、それ以外の金
属塩又は錯体、セラミックスについても全く同様にして
実施できる。アルミナは蒸留水で充分洗浄後乾燥しでき
るだけ微粉砕したものを使用する。AgNO₃ 水溶液に微粉
砕したアルミナを添加し、所定時間、常温で充分攪拌
し、乾燥後銀の溶融温度以上、例えば１１００℃で所定
の時間焼成し、室温に冷却後えられた焼成物を微粉砕し
て抗菌性アルミナをえる。銀の担持量は、えられた微粉
末を酸処理し、Ag塩を遊離させた後、常法により銀を定
量してえられる。このようにしてえられた銀担持抗菌性
アルミナは水と接しても銀を水中に溶出することがな
く、変色も生じない。

【００１５】

【実施例１】硝酸銀1.６mgを蒸留水５００mlに溶解した
溶液中にアルミナの微粉末を１kg入れて良く混合し、１
００℃で乾燥する。その後1,１００℃で焼成して銀を約
0.０００１重量％含有した抗菌性セラミックスを得た。

【００１６】

【実施例２】硝酸鉛８０mgを蒸留水５００mlに溶解した
溶液中に窒化珪素の微粉末１kg入れて良く混合し、１０
０℃で乾燥する。その後４００℃で焼成して鉛を約0.０
０５重量％含有した抗菌性セラミックス粉末を得た。

【００１７】

【実施例３】塩化錫１６mgを蒸留水２０mlに溶解した溶
液中に炭化珪素の微粉末１０ｇ入れて良く混合し、１０
０℃で乾燥する。その後３００℃で焼成して錫を約0.１
重量％含有した抗菌性セラミックス粉末を得た。

【００１８】

【実施例４】塩化白金酸0.２ｇをアセトン２０mlに溶解
した溶液中に酸化マグネシウムの微粉末１０ｇ入れて良
く混合し、７０℃で乾燥する。その後1,８００℃で焼成
して白金を約１重量％含有した抗菌性セラミックスを得
た。

【００１９】

【実施例５】塩化コバルト0.４５ｇをエタノール２０ml
に溶解した溶液中に珪酸カルシウムの微粉末１０ｇを入
れて良く攪拌し、１００℃で乾燥する。その後1,６００
℃で焼成してコバルトを約２重量％含有した抗菌性セラ
ミックス粉末を得た。

【００２０】

【実施例６】塩化金酸0.６ｇをエタノール２０mlに溶解
した溶液中に珪酸アルミニウムの微粉末１０ｇ入れて良
く混合し、１００℃で乾燥する。その後1,１００℃で焼
成して金を約３重量％含有した抗菌性セラミックスを得
た。

【００２１】

【実施例７】硫酸銅1.３ｇを蒸留水５０mlに溶解した溶
液中に酸化ジルコニウムの微粉末１０ｇ入れて良く混合
し、１００℃で乾燥する。その後1,１００℃で焼成して
銅を約５重量％含有した抗菌性セラミックスを得た。

【００２２】

【実施例８】硝酸亜鉛５ｇを蒸留水５０mlに溶解した溶
液中にカオリンの微粉末１０ｇ入れて良く混合し、１０
０℃で乾燥する。その後1,０００℃で焼成して亜鉛を約
１０重量％含有した抗菌性セラミックスを得た。

【００２３】

【実施例９】塩化鉄５ｇを蒸留水５０mlに溶解した溶液
中に窒化チタンの微粉末１０ｇ入れて良く混合し、１０
０℃で乾燥する。その後1,６００℃で焼成して鉄を約２
０％含有した抗菌性セラミックスを得た。

【００２４】上記の９例で得た粉末それぞれ0.１ｇを5.
３×１０⁵ 個の大腸菌の菌液１０ml中に添加し、シェイ
クフラスコ法により抗菌力を測定した結果、２４時間後
には全ての菌数が１０以下となり、抗菌力が認められ
た。また、上記の９例で得たそれぞれの粉末１ｇを蒸留
水１００ml中に加えて攪拌し、抗菌性金属の溶出量を原
子吸光法で測定した結果、いずれも溶出が認められなか
った。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によりえら
れた抗菌性セラミックス材料は、水に接しても担持され
た微量殺菌作用を有する金属又はそのイオンを水中に溶
出することがなく、熱に対して安定で又変色することも
ない。加えてセラミックスは目的に応じて適宜選択でき
るので、合成樹脂などに分散させて抗菌性成型物を容易
にえることができ、又化粧料、顔料、生体材料などへの
使用も可能となる。

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【手続補正書】

【提出日】平成３年１０月２５日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００７

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】殺菌性金属を担持させ
た無機抗菌性組成物であって、水と接しても担持された
殺菌性金属イオン又は塩を水中に溶出することがなく、
長期間使用しても変色せず、熱に対して安定であり、有
機物への分散も良好であるので、合成樹脂に分散成型し
ても、成型品より殺菌性金属イオン又は塩が水中に溶出
することがないので薬害や抗菌力の低下を示さず長期間
安全安定に使用できる成型材料に分散使用可能な無機抗
菌性組成物を提供することを課題としている。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石崎勉 東京都中央区築地２丁目11番10号（築地中 央ビル）株式会社サンギ内 (72)発明者 光山秀男 東京都中央区築地２丁目11番10号（築地中 央ビル）株式会社サンギ内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 微量殺菌作用を有する金属の融点以上の
   温度での焼成に対して安定であるセラミックスに、該金
   属塩又は錯体の溶液を吸着及び／又はイオン交換により
   担持させた後、該金属の融点以上の温度で該セラミック
   スを焼成することを特徴とする抗菌性セラミックス材
   料。
2. 【請求項２】 該金属の担持量が重量で0.０００１〜２
   ０％である請求項１の抗菌性セラミックス材料。