JPH11335206A - 耐熱性に優れる樹脂用抗菌剤および抗菌性樹脂組成物 - Google Patents

耐熱性に優れる樹脂用抗菌剤および抗菌性樹脂組成物

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JPH11335206A
JPH11335206A JP15857898A JP15857898A JPH11335206A JP H11335206 A JPH11335206 A JP H11335206A JP 15857898 A JP15857898 A JP 15857898A JP 15857898 A JP15857898 A JP 15857898A JP H11335206 A JPH11335206 A JP H11335206A
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JP
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resin
group
acid
antimicrobial agent
groups
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JP15857898A
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English (en)
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Eiji Ichihara
栄次 市原
Takao Mukai
孝夫 向井
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Sanyo Chemical Industries Ltd
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Sanyo Chemical Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 カチオン型抗菌剤の耐熱性を向上させること
により、加熱混練時や樹脂成形時に熱分解を起こさない
樹脂用抗菌剤を提供する。 【解決手段】 対アニオンおよび分子内に1個のカチオ
ン性基を有する化合物からなり、該対アニオンが超強酸
であり、かつ該カチオン性基が非イオン性分子鎖と結合
していることを特徴とする樹脂用抗菌剤。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は耐熱性に優れる樹脂
用抗菌剤に関する。さらに詳しくは、加熱混練時や樹脂
成形時の熱履歴によっても抗菌効果が低下しない耐熱性
に優れた樹脂用抗菌剤;およびこれを含有する耐熱性に
優れた抗菌性樹脂組成物に関するものであり、上水、冷
却水、水中構造物、建材、農業資材、家庭用雑貨類等の
広範囲にわたって利用することができる。
【0002】
【従来の技術】カチオン基を有する有機化合物は、抗菌
性を示すことが知られている。また、銀イオンなども抗
菌性を発現することが知られており、これらの化合物
は、高分子材料表面に塗布されたり、練り込まれたりし
て使用されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の化合物は抗菌性を発現する化合物が有機化合物の場合
には、高分子材料に他の添加剤と共に加熱混練する際や
樹脂成形する際に熱分解を起こし、そのために効果が低
下したり、着色や不透明化などの外観不良の問題が生じ
ている。また、銀イオンなどの無機化合物を使用した場
合は、抗カビ性の効果が有機化合物に比べ劣り、高価で
あるといった問題がある。本発明が解決しようとする課
題は、カチオン型抗菌剤の耐熱性を向上させることによ
り、加熱混練時や樹脂成形時に熱分解を起こさない樹脂
用抗菌剤を提供することにある。
【0004】
【課題を解決しようとする手段】本発明者らは高温条件
下でも熱分解を起こさないカチオン性化合物について鋭
意検討した結果、耐熱性に優れるカチオン型樹脂用抗菌
剤を見いだし、本発明に到達した。
【0005】すなわち本発明は、対アニオン(a)およ
び分子内に1個のカチオン性基(b)を有する化合物
(A)からなり、該対アニオン(a)が超強酸であり、
かつ該カチオン性基(b)が非イオン性分子鎖(c)と
結合していることを特徴とする樹脂用抗菌剤である。
【0006】
【発明実施の形態】本発明の樹脂用抗菌剤は、対アニオ
ン(a)および分子内に1個のカチオン性基(b)を有
する下記一般式で示される化合物(A)からなる。式
中、Qは窒素原子またはリン原子であり、置換基R1
4はその基中に非イオン性分子鎖(c)を含有してい
る。置換基R1〜R4のうちの2個が互いに結合して環を
形成していてもよい。また、X-は超強酸のアニオンで
ある。
【0007】本発明における対アニオン(a)は、超強
酸であり、好ましくはHammettの酸度関数(−H
0)が12以上の超強酸である。Hammettの酸度
関数(−H0)が12未満の場合、耐熱性が不十分とな
る。具体的な例として、プロトン酸(d)とルイス酸
(e)との組み合わせから誘導される超強酸(四フッ化
硼素酸、六フッ化リン酸など)、トリフロオロメタン
スルホン酸などの超強酸が挙げられる。
【0008】本発明におけるプロトン酸(d)の具体的
な例としては、フッ化水素、塩化水素、臭化水素、ヨウ
化水素などが挙げられる。また、本発明におけるルイス
酸(e)の具体的な例としては、三フッ化ホウ素、五フ
ッ化リン、五フッ化アンチモン、五フッ化ヒ素、五フッ
化タリウムなどが挙げられる。
【0009】プロトン酸類(d)とルイス酸類(e)の
組み合わせは任意であるが、例えば四フッ化硼素酸、六
フッ化リン酸、塩化三フッ化硼素酸などが挙げられる。
さらにこれらの組み合わせ同士の混合物でもよい。
【0010】本発明のカチオン性基(b)は、窒素原子
またはリン原子が、炭化水素基、または非イオン性分子
鎖(c)で分断された炭化水素基と結合したものであ
る。カチオン性基(b)が含有する非イオン性分子鎖
(c)の具体的な構造としては、炭化水素基、エーテル
基、チオエーテル基、カルボニル基、エステル基、イミ
ノ基、アミド基、ウレタン基、ウレア基、カーボネート
基、シロキシ基、窒素原子もしくは酸素原子を含む複素
環構造の基などの2価の有機基である。これらの1種だ
け含有してもよいし2種以上含有してもよい。
【0011】本発明のカチオン型樹脂用抗菌剤の製造方
法を以下に示す。
【0012】本発明のカチオン型樹脂用抗菌剤は、通
常、例えば第3級アミンを塩化メチルなどのアルキル化
剤との反応により塩化4級アンモニウム塩とし、次に本
発明の対アニオン(a)のアルカリ金属塩(例えば四フ
ッ化硼素酸ナトリウムなど)により塩交換反応を行うこ
とにより得られる。この塩交換反応は室温で起こり、ま
た必要により生成した塩化ナトリウムなどの塩は除去す
る。メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノー
ルなどの低級アルコール等の有機溶剤や水などの溶剤中
で行うことが望ましい。さらに第3級アミンとジメチル
炭酸により得られる4級アンモニウム塩に四フッ化硼素
酸水溶液を加えて塩交換反応を行う方法がある。
【0013】また、本発明のカチオン性基(b)の分子
量は特に低分子量のものには限定されず、出発物質とし
て1個のアミノ基を末端または分子鎖中に有するオリゴ
マー(例えば、分子量1000の末端アミノ基含有ポリ
プロピレングリコール変性物など)を同様にアルキル化
剤で4級化塩とし、次に目的の対アニオンのアルカリ金
属塩(例えば四フッ化硼素酸ナトリウムなど)により塩
交換反応を行うことによっても得られる。このようにし
て得られた本発明の抗菌剤は通常固状のものである。水
または温湯には不溶ないし難溶のものがほとんどであ
る。
【0014】本発明の使用対象の樹脂としては、アクリ
ル系樹脂(ポリメタクリル酸、ポリメタクリル酸エステ
ル、ポリアクリル酸など)、ポリオレフィン系樹脂(ポ
リエチレン、ポリプロピレンなど)、ポリスチレン系樹
脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポ
リアミド系樹脂、ABS系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂
などの樹脂が挙げられる。
【0015】本発明の樹脂用抗菌剤の添加量は樹脂の重
量に基づいて、通常0.1〜20重量%、好ましくは
0.2〜10重量%である。
【0016】本発明の抗菌剤の添加方法は、抗菌剤と
ペレットまたは粉末状の樹脂とを混合機で所定濃度にな
るように配合し均一に混合後、押出機で加熱溶融混練し
て樹脂組成物を得、次に加熱成形機または射出成形機等
を用いて常法に従って成形加工する方法や、あらかじ
め高濃度の抗菌剤を配合したいわゆるマスターバッチを
作成しておき、次いで抗菌剤を含まない樹脂でこれを所
定の濃度まで希釈してから成形加工する方法等が挙げら
れ、好ましくは後者のマスターバッチ法である。また、
本発明の抗菌剤は必要により、他の添加剤、例えば安定
剤(例えば酸化防止剤、紫外線吸収剤、老化防止剤)、
滑剤(例えばシリカ、ワックス、脂肪酸エステル)、無
機充填剤(例えば酸化チタン、炭化カルシウム)、難燃
剤(例えばヘキサブロモベンゼン、水酸化アルミニウ
ム、水酸化マグネシウム)、顔料などを一緒に添加して
もよい。本発明の抗菌剤を添加した樹脂の形態として
は、注型物、射出成形物、シート、フィルムや不織布な
どの成形品があげられる。
【0017】
【実施例】以下、実施例により本発明をさらに説明する
が、本発明はこれに限定されるものではない。実施例中
の部は重量部を示す。
【0018】製造例1 撹拌機及び温度計を取り付けた1Lのオートクレーブに
ジラウリルメチルアミン367gとイソプロパノール3
00gを加えて撹拌しながら反応容器中の温度を80℃
に保ち、メチルクロライド60gを1時間かけて徐々に
滴下後、同温度で4時間熟成した。イソプロパノールを
留去後、水300gと四フッ化硼素酸ナトリウム110
gを加え、室温で1時間撹拌した。析出した塩を濾過し
た後、水洗を行い、減圧乾燥後、本発明の抗菌剤(A−
1)を得た。
【0019】製造例2 撹拌機及び温度計を取り付けた1Lのオートクレーブに
ステアリルジメチルアミン297gとイソプロパノール
300gを加えて撹拌しながら反応容器中の温度を80
℃に保ち、メチルクロライド60gを1時間かけて徐々
に滴下後、同温度で4時間熟成した。イソプロパノール
を留去後、水300gとトリフルオロメタンスルホン酸
ナトリウム150gを加え、室温で1時間撹拌した。析
出した塩を濾過した後、水洗を行い、減圧乾燥後、本発
明の抗菌剤(A−2)を得た。
【0020】製造例3 撹拌機及び温度計を取り付けた1Lのオートクレーブに
ステアラミドエチルジエチルアミン382gとイソプロ
パノール300gを加えて撹拌しながら反応容器中の温
度を80℃に保ち、メチルクロライド60gを1時間か
けて徐々に滴下後、同温度で4時間熟成した。イソプロ
パノールを留去後、水300gと四フッ化硼素酸ナトリ
ウム110gを加え、室温で1時間撹拌した。析出した
塩を濾過した後、水洗を行い、減圧乾燥後、本発明の抗
菌剤(A−3)を得た。
【0021】比較製造例1 撹拌機及び温度計を取り付けた1Lのオートクレーブに
ジラウリルメチルアミン367gとメタノール300g
を加えて撹拌しながら反応容器中の温度を50℃に保
ち、ジメチル硫酸126gを2時間かけて徐々に滴下
後、同温度で2時間熟成した。メタノールを留去し、比
較の抗菌剤(C−1)を得た。
【0022】比較製造例2 撹拌機及び温度計を取り付けた1Lのオートクレーブに
ステアリルジメチルアミン297gとメタノール300
gを加えて撹拌しながら反応容器中の温度を50℃に保
ち、ジメチル硫酸126gを2時間かけて徐々に滴下
後、同温度で2時間熟成した。メタノール留去し、比較
の抗菌剤(C−2)を得た。
【0023】比較製造例3 撹拌機及び温度計を取り付けた1Lのオートクレーブに
ステアラミドエチルジエチルアミン382gとメタノー
ル300gを加えて撹拌しながら反応容器中の温度を5
0℃に保ち、ジメチル硫酸126gを2時間かけて徐々
に滴下後、同温度で2時間熟成した。メタノールを留去
し、比較の抗菌剤(C−3)を得た。
【0024】実施例1〜6 まず、抗菌剤(A−1)〜(A−3)と熱可塑性樹脂と
してポリプロピレン樹脂(B−1)<商品名「J609
H」、グランドポリマー(株)製>、ABS樹脂(B−
2)<商品名「ABS10」、テクノポリマー(株)製
>、ポリメタクリル酸メチル樹脂(B−3)<商品名
「アクリペットVH」三菱レイヨン(株)製>、ポリカ
ーボネート樹脂(B−4)<商品名「パンライトL−1
225W」、帝人化成(株)製>を重量比で20/80
となる比率でヘンシェルミキサーにて3分間ブレンドし
た後、ベント付き二軸押出機にて230℃[(B−
1)、(B−2)、(B−3)使用の場合]、または2
80℃[(B−4)使用の場合]、100rpm、滞留
時間5分の条件で溶融混練し、それぞれのマスターバッ
チを得た。次に得られたマスターバッチをそれぞれ同じ
(B−1)〜(B−4)で、表1に示す各成分の最終含
有量になるように希釈し、本発明の樹脂組成物を得た。
【0025】
【表1】
【0026】比較例1〜5 比較の抗菌剤として(C−1)〜(C−3)を用いる以
外は実施例1〜6と同様にして比較のための樹脂組成物
を得た。
【0027】<試料の評価> (1)抗菌剤の耐熱性 本発明の抗菌剤および比較の抗菌剤の空気中での熱減量
開始温度を理学電機社製の熱分析装置を用いて測定し
た。その結果を表2に示す。
【0028】
【表2】
【0029】(2)樹脂組成物の耐熱黄変性 本発明の樹脂組成物および比較の樹脂組成物について、
射出成形機を用い、シリンダー温度230℃[(B−
1)〜(B−3)使用の場合]あるいは、270℃
[(B−4)使用の場合]の条件で100mm×100
mm×2mmの成形片を作成し、成形直後とさらに
120℃で24時間加熱した後の成形片の試料の色相変
化を日本電色工業製の測色色差計を用いて測定した。そ
の結果を表3に示す。なお、ブランクとして、抗菌剤を
添加しない熱可塑性樹脂(B−1)〜(B−4)で評価
した。
【0030】
【表3】
【0031】(3)樹脂組成物の抗菌性、抗カビ性 本発明の樹脂組成物および比較の樹脂組成物について、
射出成形機を用い、シリンダー温度230℃[(B−
1)〜(B−3)使用の場合]あるいは、270℃
[(B−4)使用の場合]の条件で100mm×100
mm×2mmの成形片を作成し、抗菌性、抗カビ性を評
価した。結果を表4に示す。なお、抗菌性、抗カビ性の
評価方法は下記の方法により行った。
【0032】<抗菌性試験方法>実施例1〜6および比
較例1〜5から作成した成形片を切断し、40mm×4
0mm×2mmの試験片を作成し、エタノールで表面洗
浄した後、滅菌処理した試験片に試験片1枚当たりの菌
数が104〜105個となるように、菌液0.1mlを表
面に接種し、その上から滅菌済みポリエチレンフィルム
で被覆した状態で27℃で保存した。保存開始から6時
間後および24時間後にSCDLP液体培地で洗い出
し、普通寒天培地に移し、37℃、2日間培養した後の
生菌数を測定し、試験片当たりの生菌数に換算した。
【0033】<抗カビ性試験方法>JIS Z2911
のカビ抵抗性試験に準じた。用いたカビは、黒カビ、青
カビ、クモノスカビである。評価は、試験片に胞子懸濁
液を接種し、14日後に行った。評価は下記の3段階で
判定した。その結果を表4に示す。
【0034】・カビ抵抗性試験の表示 3:試験片の接種した部分に菌糸の発育が認められな
い。 2:試験片の接種した部分に認められる菌糸の発育部分
の面積が全面積の1/3を越えない。 1:試験片の接種した部分に認められる菌糸の発育部分
の面積が全面積の1/3を越える。
【0035】
【表4】
【0036】特定の対アニオン性基を導入した本発明の
カチオン型抗菌剤は、耐熱性に非常に優れ、過酷な加熱
条件下で放置しても樹脂の変色を起こさず、また、樹脂
との混練時や成形時の熱履歴により抗菌性を失うことな
く耐熱性に優れることが認められる。
【0037】
【発明の効果】本発明の抗菌剤及び樹脂組成物は、従来
のものより熱安定性が非常に優れ、成形温度の高い樹脂
に添加し加熱混練しても抗菌性の低下や外観変色を起こ
さない。従って、ポリカーボネート樹脂、ABS樹脂、
ポリプロピレン樹脂、アクリル樹脂等の広範囲の熱可塑
性樹脂に使用することができ、従来の抗菌剤のように対
象樹脂の制限を受けることなく、例えば家庭用雑貨、シ
ート、フィルム、不織布等の種々の用途に適用しても良
好な結果をもたらす。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI A01N 59/14 A01N 59/14 59/16 59/16 Z 59/22 59/22 59/26 59/26 C08K 5/16 C08K 5/16 5/49 5/49

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 対アニオン(a)および分子内に1個の
    カチオン性基(b)を有する化合物(A)からなり、該
    対アニオン(a)が超強酸であり、かつ該カチオン性基
    (b)が非イオン性分子鎖(c)と結合していることを
    特徴とする樹脂用抗菌剤。
  2. 【請求項2】 該カチオン性基(b)が、4級アンモニ
    ウム塩基またはホスホニウム塩基である請求項1記載の
    樹脂用抗菌剤。
  3. 【請求項3】 該対アニオン(a)が、そのHamme
    ttの酸度関数(−H0)が12以上の超強酸である請
    求項1または2記載の樹脂用抗菌剤。
  4. 【請求項4】 該対アニオン(a)がプロトン酸(d)
    とルイス酸(e)との組み合わせの超強酸である請求項
    1〜3のいずれか記載の樹脂用抗菌剤。
  5. 【請求項5】 該プロトン酸(d)がフッ化水素、塩化
    水素、臭化水素またはヨウ化水素であり、該ルイス酸
    (e)が三フッ化ホウ素、五フッ化リン、五フッ化アン
    チモン、五フッ化ヒ素または五フッ化タリウムである請
    求項4記載の樹脂用抗菌剤。
  6. 【請求項6】 該非イオン性分子鎖(c)が2価の炭化
    水素基、エーテル基、チオエーテル基、カルボニル基、
    エステル基、イミノ基、アミド基、イミド基、ウレタン
    基、ウレア基、カーボネート基、シロキシ基および窒素
    原子もしくは酸素原子を含む複素環構造からなる群から
    選ばれる1種以上の基を含有する2価の有機基である請
    求項1〜5のいずれか記載の樹脂用抗菌剤。
  7. 【請求項7】 請求項1〜6いずれか記載の樹脂用抗菌
    剤(I)を熱可塑性樹脂(II)に含有させてなる抗菌
    性樹脂組成物。
  8. 【請求項8】 該樹脂用抗菌剤(I)/熱可塑性樹脂
    (II)が重量比で0.1/99.9〜20.0/8
    0.0である請求項7記載の抗菌性樹脂組成物。
JP15857898A 1998-05-22 1998-05-22 耐熱性に優れる樹脂用抗菌剤および抗菌性樹脂組成物 Pending JPH11335206A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001172106A (ja) * 1999-12-20 2001-06-26 Ciba Specialty Chem Holding Inc 殺生物剤−ポリエステル濃縮物およびそれらから製造された殺生物組成物
CN104684992A (zh) * 2012-07-05 2015-06-03 3M创新有限公司 可硬化的抗微生物组合物

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