JPH05345703A

JPH05345703A - 抗菌性活性炭

Info

Publication number: JPH05345703A
Application number: JP4195798A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Kani; 良弘可児; Hisaaki Kanai; 久明金井; Satomi Manabe; 里美真鍋; Zenichi Yamada; 善市山田; Satoshi Takeuchi; 聡竹内; Susumu Minowa; 晋蓑輪
Original assignee: Sintokogio Ltd; Taihei Chemical Industrial Co Ltd
Current assignee: Sintokogio Ltd; Taihei Chemical Industrial Co Ltd
Priority date: 1992-06-12
Filing date: 1992-06-12
Publication date: 1993-12-27

Abstract

(57)【要約】〔目的〕成型の際の焼成、活性炭の賦活等の工程を経
ても、長期にわたり強い抗菌性を維持し、かつ、米国公
衆衛生局の基準を充分にクリアする銀イオン濃度を維持
する抗菌性活性炭を提供する。〔構成〕難溶性リン酸塩、又は、難溶性リン酸複塩
に、銀又は銅の何れか一方又はその両方を、全体で０．
１〜５．０重量％の範囲で担持させた結晶粉体５〜８０
重量％と、微粉末状活性炭２０〜９５重量％とを混合し
て、これに有機系粘結剤を加えて成型し固化させ、賦活
処理して得られた抗菌性活性炭

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、優れた安全性、耐熱
性、機械的強度を有し、かつ、持続的に優れた抗菌性を
有する抗菌性活性炭に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、微量の銀イオンが抗菌性を有
していることはよく知られていた。しかし、溶解性又は
難溶性の銀塩を直接飲料水に使用することは、緊急の際
を除いて、健康上好ましくなかった。このため、米国に
おいては、公衆衛生局により、飲料水中の銀イオン濃度
は、５０ｐｐｂ以下に規制されている。

【０００３】銀イオンの溶出量を制御して、安全な殺菌
剤として使用するため、例えば、特開昭６２−２１００
９８号公報には、酸化銀を添加溶融した溶解性ガラスを
製作し、その表面から微量に溶解する銀イオンによって
貯水槽やプール等の水の殺菌を行う方法が開示されてお
り、特公昭６３−２８４０８号公報には、アルカリ土類
金属の炭酸塩と銀イオン等をイオン交換吸着させたゼオ
ライトとの混和物を成形して、水処理する方法が開示さ
れている。

【０００４】一方、活性炭の多孔質性及び浄水化作用に
着目して、活性炭を利用した方法も開発されている。例
えば、特公昭５２−３８６６５号公報には、硝酸銀溶液
を添加して銀を担持させた活性炭を浄水器に使用して、
水中に微量に溶解する銀イオンにより抗菌性を持たせる
方法が開示されており、特開平２−１６０７０７号公報
には、活性炭に銀をスパッタリング処理により付着させ
て、水中に微量に溶解する銀イオンにより抗菌性を持た
せる方法が開示されている。また、特開平１−２７８４
０８号公報には、活性炭と、銅、銀等の殺菌性を有する
金属イオンを保持したゼオライトとの混合物が開示され
ており、特開平４−１２０１２号公報には、真球状ポリ
エチレン等の芯物質の表面に、殺菌性金属を機械的に固
着させ、更に、その表面に活性炭を機械的に固着する方
法が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前述の特開昭６２−２
１００９８号公報に開示された酸化銀を添加溶融した溶
解性ガラスは、使用過程で割れて、銀の溶出量が変化
し、微細片が配管を詰まらせるおそれがあり、特公昭６
３−２８４０８号公報に開示されたアルカリ土類金属の
炭酸塩と銀イオン等をイオン交換吸着させたゼオライト
との混和物の成形物は、水道水の陽イオン濃度によっ
て、溶出銀イオン濃度が左右されるおそれがあった。

【０００６】一方、特公昭５２−３８６６５号公報に開
示された硝酸銀溶液を添加して銀を担持させた活性炭、
特開平２−１６０７０７号公報に開示された銀をスパッ
タリング処理により付着させた活性炭、及び、特開平４
−１２０１２号公報に開示された芯物質の表面に殺菌性
金属及び活性炭を機械的に固着させたものは、水道水中
の塩素が活性炭表面で活性化され、金属銀と反応して塩
化銀が生成して溶出銀量が増加するという問題があり、
特開平１−２７８４０８号公報に開示された活性炭と、
殺菌性金属イオンを保持したゼオライトとの混合物は、
水道水の陽イオン濃度によって、溶出銀イオン濃度が左
右されるおそれがあった。

【０００７】特に、これまでに、活性炭と複合化でき、
更に活性炭の賦活温度である８００℃以上で処理しても
抗菌性を維持できる素材はなかったし、また、水道水の
陽イオン濃度に影響さることなく、安定して銀イオンを
溶出する素材もなかった。本発明が解決しようとする課
題は、前述の諸問題を解決して、８００℃以上で賦活で
き、かつ、安定して微量の銀イオンを溶出できる抗菌性
活性炭を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前述の課
題を解決するため、難溶性リン酸塩、又は、難溶性リン
酸複塩に、銀及び銅の何れか一方、又は、その両方を、
全体で０．１〜５．０重量％の範囲で担持させた結晶粉
体５〜８０重量％と、微粉末状活性炭２０〜９５重量％
とを混合して、これに有機系粘結剤を加えて成形し固化
させ、賦活処理して得られた抗菌性活性炭を提供する。

【０００９】本発明者らは、特願平３−３６１３３２号
出願において、マグネシウム、カルシウム、ストロンチ
ウム等のアルカリ土類金属、亜鉛、および、アルミニウ
ムからなる群の中から選ばれた１種以上の金属の難溶性
オルトリン酸塩、又は、難溶性オルトリン酸複塩に、銀
及び銅の何れか一方、又はその両方を、全体で０．１〜
５．０重量％の範囲で担持させた結晶粉体を、単独で、
又は、他のセラミックス材料と混合して、焼成したこと
を特徴とする抗菌・抗カビ性セラミックスに係わる発明
を開示し、特願平４−９５００３号出願において、この
結晶粉体１０〜９５重量％と、この結晶粉体より高い焼
結温度を有する平均粒径０．１〜５０μｍの１種以上の
セラミックス材料５〜９０重量％とを混合して、焼成し
たことを特徴とする多孔質抗菌・抗カビ性セラミックス
に係わる発明を開示した。本発明は、これらの発明を更
に発展させ、脱臭、脱色等の吸着機能を持つ活性炭と混
合し成形して、活性炭に抗菌性を付与して、浄水器等の
飲料水等の用途に、更に効果的に使用できるものとし
た。

【００１０】本発明における難溶性リン酸塩、又は、難
溶性リン酸複塩としては、マグネシウム、カルシウム、
ストロンチウム等のアルカリ土類金属、亜鉛、アルミニ
ウムからなる群の中から選ばれた１種以上の金属のオル
トリン酸塩、又は、オルトリン酸複塩が好ましいが、リ
チウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属、シリ
カ、チタン、ジルコニウム等を含む金属の難溶性オルト
リン酸塩、又は、難溶性オルトリン酸複塩であっても、
８００℃以上の耐熱性を有し、銀等を担持させると焼成
後も抗菌性を有するものであればよい。

【００１１】このような難溶性リン酸塩、又は、難溶性
リン酸複塩に担持させる銀及び銅の量は、全体で０．１
〜５．０重量％の範囲であることが必要である。０．１
重量％未満では抗菌性が低く、５．０重量％を超える
と、担持量を増加した割合には抗菌性が強化されず、ま
た、単に沈着した銀や銅が生じ、必要以上に銀イオンや
銅イオンの濃度を上げるおそれがある。なお、マグネシ
ウム、カルシウム、ストロンチウム等のアルカリ土類金
属、亜鉛、アルミニウムからなる群の中から選ばれた１
種以上の金属のオルトリン酸塩、又は、オルトリン酸複
塩の場合は、メカノケミカル的に、銀や銅を担持させる
のが好ましい。

【００１２】本発明に使用される微粉末状活性炭は、の
こくず、ヤシガラ等から製造される植物系活性炭、石
炭、石油コークス等から製造される鉱物系活性炭、及
び、フェノール樹脂、ポリ塩化ビニール樹脂等を炭化、
賦活して製造される樹脂系活性炭等を２００メッシュ以
下に粉砕したものであって、２０〜９５重量％の割合で
結晶粉体と混合される。

【００１３】本発明において使用される有機系粘結剤と
しては、焼成によって炭素骨格を残し易いものが好まし
く、タール、ピッチ、リグニン、糖蜜、パルプ廃液、合
成樹脂等が使用できる。成形、固化、賦活は通常の方法
でも行われる。賦活は水蒸気賦活が好ましい。

【００１４】本発明に係わる抗菌性活性炭は、飲料水中
のイオンの種類や濃度にほとんど影響されることなく、
安定して微量の銀イオンや銅イオンを遊離するため、長
期間安定した抗菌性を示し、活性炭の銀イオン等の緩衝
作用のみならず、脱臭、脱色効果とも複合して、単に、
浄水器等による飲料水の精製殺菌だけでなく、クーリン
グタワー、貯水槽、加湿器、エアコンのフィルター等に
も使用でき、また、通常水処理に使用される活性炭、ゼ
オライト、活性アルミナ、シリカゲル等とも併用するこ
とができる。

【００１５】

【作用】本発明に係わる抗菌性活性炭が、どのような作
用によって長期間安定して抗菌性を示すのか、詳細は不
明であるが、一応、本発明における結晶粉体は、単に、
表層の金属をイオン交換により銀や銅に置換したり、又
は、化学的、もしくは、物理的に金属銀又は金属銅とし
て添着したりした場合と異なり、特にアルカリ土類金属
オルトリン酸塩等の場合はメカノケミカル反応により、
また、アルカリ金属ジルコニウム複塩では銀がアルカリ
金属に代わって強固に結合されるように、その他の難溶
性リン酸塩においても、銀や銅が表層内部に強固に結合
しているためと考えられる。また、活性炭の溶出銀イオ
ンや銅イオン濃度に対する緩衝作用も寄与しているもの
と考えられる。

【００１６】

【実施例】

１．結晶粉体の製造〔実施例１〕４０℃に加温した４０％リン酸水溶液１０
００ｇに水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）_２）５３．３
ｇ、及び、水酸化アルミニウム（ギブサイトＡｌ_２Ｏ_３
３Ｈ_２Ｏ）２８０．９ｇを徐々に添加して反応させ、６
０℃で５時間保持した後、３０℃に冷却して、得られた
スラリーを２ｌボールミルに移し、硝酸銀（ＡｇＮ
Ｏ_３）１２ｇを添加して、１２時間練和して反応を終了
させた。反応スラリーを濾過し、得られたフィルターケ
ーキを２５０℃で１２時間乾燥して粉体（以下「粉体
１」という）を得た。この粉体に担持された銀の含有量
は１．４％であった。

【００１７】〔実施例２〕室温の７５％リン酸６００ｇ
に酸化マグネシウム（ＭｇＯ）９２．５ｇと酸化亜鉛
（ＺｎＯ）３７３．８ｇを加えて反応させ、反応生成物
を２ｌボールミルに移し、水１０００ｇを加えて８時間
練和した後、硝酸銅（Ｃｕ（ＮＯ_３）_２３Ｈ_２Ｏ）６
０．２ｇを添加して、さらに１２時間練和して反応を終
了させた。得られた反応スラリーを実施例１と同様に処
理して粉体（下「粉体２」という）を得た。この粉体に
担持された銅の含有量は２．０％であった。

【００１８】〔実施例３〕７０℃に加温した４０％リン
酸水溶液６００ｇに酸化亜鉛（ＺｎＯ）１６６．１ｇと
炭酸カルシウム（ＣａＣＯ_３）８１．６ｇ、及び、水酸
化アルミニウム（ギブサイトＡｌ_２Ｏ_３３Ｈ_２Ｏ）６
３．７ｇを徐々に添加して反応させ、８０℃で３時間保
持した後、４０℃になった時点でライカイ機に移し、硝
酸銀（ＡｇＮＯ_３）６．９ｇ、及び、硝酸銅（Ｃｕ（Ｎ
Ｏ_３）_２３Ｈ_２Ｏ）４６．３ｇを添加して更に１５時間
練和して反応を終了させた。得られた反応スラリーを実
施例１と同様に処理して粉体（以下「粉体３」という）
を得た。この粉体に担持された銀の含有量は１．０％で
あり、銅の含有量は２．８％であった。

【００１９】〔実施例４〕リン酸水素カルシウム（Ｃａ
ＨＰＯ_４２Ｈ_２Ｏ）５１６ｇと炭酸カルシウム（ＣａＣ
Ｏ_３）２００ｇの混合粉末を２ｌボールミルに移し水１
０００ｇを加えて１６時間練和した後、硝酸銀（ＡｇＮ
Ｏ_３）２４ｇを添加して、さらに４時間練和して反応を
終了させた。得られた反応スラリーを実施例１と同様に
処理して粉体（以下「粉体４」という）を得た。この粉
体に担持された銀の含有量は３．１％であった。

【００２０】〔実施例５〕リン酸ジルコニウム化合物
（Ｌｉ_ｘＨ_１−ｘＺｒ_２（ＰＯ_４）_３）２００ｇに１／
５０Ｎ硝酸銀水溶液５００ｍｌを加え、室温で３時間攪
拌してイオン交換を行った。その後濾過し、十分水洗し
た後、１１０℃で乾燥して粉体（以下「粉体５」とい
う）を得た。この粉体に担持された銀の含有量は２．６
％であった。

【００２１】〔比較例１〕Ａ型ゼオライトの乾燥微粒子
２０００ｇに１／２０Ｍ硝酸銀水溶液５００ｍｌを加
え、室温で３時間攪拌してイオン交換を行った。その後
濾過し、十分水洗した後、１５０℃で乾燥して粉体（以
下「粉体６」という）を得た。この粉体に担持された銀
の含有量は１．３％であった。

【００２２】〔比較例２〕０．０５Ｎアンミン銀錯塩水
溶液４０ｍｌ中に、Ｎａ型モンモリロナイト２ｇを、ス
ターラーで攪拌しながら徐々に加え、１時間攪拌してイ
オン交換を行った。その後、濾過し、エタノールで十分
洗浄した後、１００℃で乾燥して粉体（以下「粉体７」
という）を得た。この粉体に担持された銀の含有量は
４．３％であった。

【００２３】２．成形品の製造実施例１〜５、比較例１、２で得られた結晶粉体１〜
７、及び、銀含有ガラス粉末（銀含有量３．２％）各２
０ｇに、それぞれ２００メッシュ以下に粉砕したヤシガ
ラ活性炭４０ｇとフェノール樹脂粉末４０ｇを混合した
もの、並びに、ブランクとして、２００メッシュ以下に
粉砕したヤシガラ活性炭６０ｇとフェノール樹脂粉末４
０ｇを混合したものを、５％カルボキシルメチルセルロ
ース水溶液で混和し、押し出し成形により２×３ｍｍの
柱状成形体をを製造し、それぞれ、炭化処理した後、８
００℃で水蒸気賦活して成形品（以下それぞれ「成形品
１」〜「成形品９」という）を得た。

【００２４】３．銀イオン溶出試験成形品１〜９各１ｇを、それぞれ２００ｍｌフラスコに
入れ、水１００ｍｌを加えて、２５℃の恒温器内で２４
時間静置した後、濾過し、濾液中の銀イオン濃度を原子
吸光光度計で測定した。その結果は表１の通りであっ
た。

【００２５】４．抗菌性試験成形品１〜９各１ｇを、それぞれ、大腸菌（ＩＦＯ３
３１０）が約１０^４個／ｍｌとなるように調整した試験
液７０ｍｌの入った２００ｍｌフラスコに入れ、２５℃
の恒温器内で２４時間静置した後、上澄液の２ｍｌを取
り出し、ＳＣＤ寒天培地を用いた混釈平板培養法により
生菌数を測定した。その結果は表１の通りであった。

【表１】

【００２６】表１に示されるように、比較例の含銀ゼオ
ライトや含銀粘度鉱物では、８００℃の焼成・水蒸気賦
活により抗菌性が損なわれ、また、含銀ガラスでは、溶
出銀イオン濃度が米国公衆衛生局の基準５０ｐｐｂを大
きく超えているのに対し、本発明に係わる抗菌性活性炭
は、強い抗菌性を示すと同時に、溶出銀イオン濃度も５
０ｐｐｂ以下という米国公衆衛生局の基準を満たしてい
る。

【００２７】

【発明の効果】本発明に係わる抗菌性活性炭は、前述の
ような構成と作用を有するので、成形の際の焼成、活性
炭の賦活等を工程を経ても、長期にわたり強い抗菌性と
適性な溶出銀イオン濃度を有するので、浄水器、クーリ
ングタワー、貯水槽、加湿器、エアコンのフィルター等
に使用でき、人類の生活環境に多大の貢献をするものと
考えられる。

フロントページの続き (72)発明者真鍋里美大阪府堺市深井中町866−25 (72)発明者山田善市愛知県岡崎市緑丘３丁目21−４ (72)発明者竹内聡愛知県豊川市諏訪３丁目123 (72)発明者蓑輪晋愛知県名古屋市緑区鳴海町字薬師山151

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】難溶性リン酸塩、又は、難溶性リン酸複
塩に、銀及び銅の何れか一方、又は、その両方を、全体
で０．１〜５．０重量％の範囲で担持させた結晶粉体５
〜８０重量％と、微粉末状活性炭２０〜９５重量％とを
混合して、これに有機系粘結剤を加えて成形し固化さ
せ、賦活処理して得られた抗菌性活性炭