JPH11349423A - 抗菌・脱臭材料およびその製造方法 - Google Patents
抗菌・脱臭材料およびその製造方法Info
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- JPH11349423A JPH11349423A JP11025492A JP2549299A JPH11349423A JP H11349423 A JPH11349423 A JP H11349423A JP 11025492 A JP11025492 A JP 11025492A JP 2549299 A JP2549299 A JP 2549299A JP H11349423 A JPH11349423 A JP H11349423A
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Abstract
優れた抗菌・脱臭材料を提供する。 【解決手段】 平均粒径が0.04μm未満のサブミク
ロンサイズの光触媒性を有する酸化チタン粒子に、平均
粒径が4nm未満のナノメートルオーダーの金属銀およ
び金属銅のうちから選ばれる1種または2種の金属粒子
を0.5重量%以上5重量%以下の範囲で分散付着させ
てなる抗菌・脱臭材料。
Description
気清浄機,建材,日用品等々の幅広い分野において用い
られる抗菌・脱臭作用に優れた抗菌・脱臭材料に関し、
かつまた、このような抗菌・脱臭材料を含有した抗菌・
脱臭性製品に関するものである。
のものと無機系のものとがあり、有機系のものにはトリ
クロロカルバニドなどがあるが、他方、無機系のものは
有機系のものに比べて、耐熱性に優れ、プラスチックス
等の製品素材への含有も容易であり、安全性も大である
という特徴を有している。
は、表1に示すように、ゼオライトやシリカその他リン
酸カルシウムなどの無機化合物に銀イオンの状態として
担持させたものが多く見られた。
・脱臭材料のうち、有機系のものでは揮発性を有してい
るものが多く、そのため、製品に含有させる過程で放散
しやすいことから、抗菌・脱臭作用を不安定なものとし
たり、高温下に置かれた場合に変質したりすることもあ
りうるという問題点があった。
物に銀イオンの状態として担持させた抗菌・脱臭材料で
は、例えば、プラスチックス中に銀イオンの状態として
混ぜた場合に、この銀イオンがプラスチックスに含まれ
るイオンなどと反応して変色したり、光を受けることに
より黒化したりすることもありうるという問題点があっ
た。
んがみてなされたものであって、有機系のものに比べて
耐熱性に優れ、製品への加工も容易であり、銀イオンの
状態として担持している場合のように変色したり変質し
たりするおそれが小さい抗菌・脱臭材料を提供すること
を目的としている。
臭材料は、請求項1に記載しているように、分散性の良
いサブミクロンサイズの酸化チタン粒子に、ナノメート
ルオーダーの金属銀および金属銅のうちから選ばれる1
種または2種の金属粒子を分散付着させてなるものとし
たことを特徴としている。
実施態様においては、請求項2に記載しているように、
酸化チタン粒子は、平均粒径が0.04μm未満である
ものとすることができる。
実施態様においては、請求項3に記載しているように、
酸化チタン粒子は光触媒性を有するものとなすことがで
きる。
実施態様においては、請求項4に記載しているように、
金属粒子は、平均粒径が4nm未満であるものとするこ
とができる。
実施態様においては、請求項5に記載しているように、
金属粒子は、酸化チタンの触媒性能を高める白金および
パラジウムのうちから選ばれる1種または2種の金属を
含んでいるものとすることができる。
実施態様においては、請求項6に記載しているように、
酸化チタン粒子に金属粒子を0.5重量%以上5重量%
以下分散付着させてなるものとすることができる。
項7に記載しているように、繊維中に請求項1ないし6
のいずれかに記載の抗菌・脱臭材料を含有しているもの
としたことを特徴としている。
チックスは、請求項8に記載しているように、樹脂中に
請求項1ないし6のいずれかに記載の抗菌・脱臭材料を
含有しているものとしたことを特徴としている。
陶磁器は、請求項9に記載しているように、釉薬中に請
求項1ないし6のいずれかに記載の抗菌・脱臭材料を含
有しているものとしたことを特徴としている。
プレーは、請求項10に記載しているように、溶剤中に
請求項1ないし6のいずれかに記載の抗菌・脱臭材料を
含有しているものとしたことを特徴としている。
ィルタは、請求項11に記載しているように、フィルタ
中に請求項1ないし6のいずれかに記載の抗菌・脱臭材
料を含有しているものとしたことを特徴としている。
は、請求項12に記載しているように、サブミクロンサ
イズの酸化チタン粒子を水溶液中に分散させておき、そ
の溶液中に銀アンモニウムの錯体および/または銅アン
モニウムの錯体を添加し、還元剤を入れて酸化チタン粒
子の表面に金属銀および/または金属銅からなる金属粒
子を還元析出して分散付着させるようにしたことを特徴
としている。
性の優れたサブミクロンサイズの酸化チタン粒子に、ナ
ノメートルオーダーの金属銀および金属銅のうちから選
ばれる1種または2種の金属粒子を分散付着させてなる
ものであるが、この場合に用いられるサブミクロンサイ
ズの酸化チタン粒子としては、望ましくは平均粒径が
0.04μm未満の光触媒性を有するものが用いられ
る。また、アナターゼ型やルチル型の酸化チタン粒子の
ほかに、ジルコニア粒子やリン酸ジルコニウム粒子など
を用いることもできる。
きすぎると脱臭に時間がかかり、脱臭性能が十分でない
ものとなるので、平均粒径は0.04μm未満、さらに
好ましくは0.02μm以下のサブミクロンサイズのも
のとすることが望ましい。
やアナターゼ型のものが使用されるが、光を受けて物質
を酸化分解することによる自己浄化作用(セルフ・クリ
ーニング特性)をもっている光触媒性を有するアナター
ゼ型のものが必要に応じて好ましい。
るナノメートルオーダーの金属銀および金属銅のうちか
ら選ばれる金属粒子は、望ましくは平均粒径が4nm未
満、さらに望ましくは2nm以下のものが用いられる。
ると金属粒子が酸化チタンの表面をより多く覆う状態と
なって脱臭性能が低下する傾向となるので、その平均粒
径は4nm未満のナノメートルオーダーのものとするこ
とが望ましい。
を分散付着させるに際して、その分散付着量は0.5重
量%以上5重量%以下とすることが望ましく、金属粒子
の分散付着量が0.5重量%よりも少ないと抗菌性能が
十分でない傾向となり、また、金属粒子の分散付着量が
5重量%よりも多いと金属粒子が酸化チタンの表面を覆
う割合が増加して脱臭性能が十分でなくなる傾向とな
る。
等に使用される繊維(例えば、アクリル繊維)に含有さ
せた場合には抗菌・脱臭性繊維ないしは抗菌・脱臭性衣
服となり、ポリエチレンなどのプラスチックスに含有さ
せた場合には抗菌・脱臭性プラスチックスとなり、プラ
スチックシートを袋状にすれば抗菌・脱臭性のごみ袋
(ポリ袋)となり、釉薬中に混入して陶磁器素材に塗布
した後焼成すれば抗菌・脱臭性陶磁器となり、溶剤中に
分散すれば抗菌・脱臭スプレーとなる。
しては、サブミクロンサイズの分散性に優れた酸化チタ
ン粒子を水溶液中に分散させておき、その溶液中に銀ア
ンモニウムの錯体および/または銅アンモニウムの錯体
を添加し、銀アンモニウムの錯体の場合には例えばぶど
う糖、銅アンモニウムの錯体の場合には例えばヒドラジ
ンよりなる還元剤を用いて酸化チタン粒子の表面に金属
銀および/または金属銅からなる金属粒子を還元析出し
て分散付着させるようにすることができる。
を比較例と共に説明するが、本発明はこのような実施例
のみに限定されないことはいうまでもない。
として0.76g含有)を10mlの純水に溶解し、こ
の液にアンモニア水4mlを加えることによって、硝酸
銀のアンモニア錯体を得た。
ゼ型酸化チタン(TiO2)粒子を用意し、この酸化チ
タン粒子75gを純水260mlに添加・攪拌し、上記
硝酸銀のアンモニア錯体の溶液を加えた後さらに攪拌・
分散させた。
8gを含むぶどう糖溶液100mlを添加したのち30
〜50℃に加熱して1時間攪拌することによって、酸化
チタン粒子の表面に金属銀を析出させた。
浄および乾燥することによって、平均粒径0.01μm
の酸化チタン粒子の表面に0.76g(1重量%)の金
属銀からなる金属粒子が分散付着した表2の実施例1の
欄に示す抗菌・脱臭材料を約76g得た。
2.37g含有)を40mlの純水に溶解し、この液に
アンモニア水10mlを加えることによって、硝酸銀の
アンモニア錯体を得たのち、実施例1と同様にして、平
均粒径0.01μmの酸化チタン粒子の表面に2.37
g(5重量%)の金属銀からなる金属粒子が分散付着し
た表2の実施例2の欄に示す抗菌・脱臭材料を得た。
02μmであり、金属銀からなる金属粒子の付着量が
0.5重量%であるようにしたほかは、実施例1と同様
にして、表2の実施例3の欄に示す抗菌・脱臭材料を得
た。
02μmであるものとしたほかは、実施例1と同様にし
て、表2の実施例4の欄に示す抗菌・脱臭材料を得た。
02μmであり、金属銀からなる金属粒子の付着量が
0.5重量%であるようにしたほかは、実施例1と同様
にして、表2の実施例5の欄に示す抗菌・脱臭材料を得
た。
4g(Cuとして3.0g含有)を20mlの純水に溶
解し、この液にアンモニア水1mlを加えることによっ
て、硝酸銅のアンモニア錯体を得た。
ゼ型酸化チタン(TiO2)粒子を用意し、この酸化チ
タン粒子97gを純水300mlに添加・攪拌し、上記
硝酸銅のアンモニア錯体の溶液を加えた後さらに攪拌・
分散させた。
ン水溶液20mlを添加したのち30〜50℃に加熱し
て1時間攪拌することによって、酸化チタン粒子の表面
に金属銅を析出させた。
浄および乾燥することによって、平均粒径0.01μm
の酸化チタン粒子の表面に3g(3重量%)の金属銅か
らなる金属粒子が分散付着した表2の実施例6の欄に示
す抗菌・脱臭材料を得た。
着量が1重量%であるようにしたほかは、実施例6と同
様にして、表2の実施例7の欄に示す抗菌・脱臭材料を
得た。
として1.1g含有)と硝酸銅3水和物3.8g(Cu
として1g含有)を20mlの純水に溶解し、これにア
ンモニア水25mlを加えて、硝酸銀と硝酸銅のアンモ
ニア錯体を得た。
ゼ型酸化チタン粒子を用意し、この酸化チタン粒子98
gを純水300mlに添加・攪拌し、上記硝酸銀と硝酸
銅のアンモニア錯体の溶液を加えた後さらに攪拌・分散
させた。
ン水溶液20mlを添加したのち30〜50℃に加熱し
て1時間攪拌し、酸化チタン粒子の表面に金属銀と金属
銅をそれぞれ析出させた。
浄および乾燥することによって、酸化チタン粒子の表面
に1.1g(1重量%)の金属銀と1.0g(1重量
%)の金属銅からなる金属粒子が分散付着した表2の実
施例8の欄に示す抗菌・脱臭材料を得た。
2μmであり、金属銀の付着量が2重量%であるように
したほかは、実施例1と同様にして、表2の比較例1の
欄に示す抗菌・脱臭材料を得た。
02μmであり、金属銀の付着量が0.1重量%である
ようにしたほかは、実施例1と同様にして、表2の比較
例2の欄に示す抗菌・脱臭材料を得た。
あるようにしたほかは、実施例1と同様にして、表2の
比較例3の欄に示す抗菌・脱臭材料を得た。
02μmとし、金属粒子を付着しない表2の比較例4の
欄に示す抗菌・脱臭材料を得た。
スクをMHB培地に入れ、37℃で16〜20時間増菌
し、増菌した培地ごと3000rpmで10分間遠心
し、沈さにMHB培地10mlを加えて原液とした。次
いで、原液をMHB培地で希釈し、1.0〜5.0×1
04個/mlの接種菌液を調整し、初期菌数算定のた
め、接種菌液を30〜300個/mlとなるように希釈
し、標準寒天培地にて混釈培養を行い、37℃で24時
間培養後コロニー数を算定した。
で15分間オートクレーブにかけ、この培地に試料を1
00μg/mlを基準として、2倍量ずつ添加して系列
を調整し、この2倍系列培地に接種用菌液を0.1ml
添加した。
35〜37℃で24時間培養した。
低濃度をもって、試験菌に対する試料の最小発育阻止濃
度(MIC)とした。ここで、一般に、MIC値が60
0μg/l以下であれば抗菌性があるとされている。こ
の結果を同じく表2に示す。
内のシャーレ中に試料を1g入れ、その試料に20cm
の距離から10Wの蛍光灯を照らした。このとき、ガラ
ス製容器内には、濃度が100ppmとなるようにアセ
トアルデヒドを入れ、そのアセトアルデヒドの濃度の変
化を時間と共に測定し、残存率が50%となる時間で脱
臭性能を評価した。この結果を同じく表2に示す。
は、MIC値がすべて600μg/l以下であって、有
効なる抗菌性能を有していることがみとめられた。ま
た、脱臭時間はすべて3時間以内であり、有効な脱臭性
能を有していることがみとめられた。
が0.2μmと大きい比較例1のものでは、脱臭に時間
がかかり、脱臭性能はさほどよくないものであった。
少ない比較例2のものでは、MIC値が高く、抗菌性能
はさほど良くないものであった。
ぎる比較例3のものでは、金属粒子が酸化チタンの表面
を覆う割合が増加するため、脱臭性能はあまり良くない
ものとなっていた。
着させない比較例4のものでは、MIC値が高く、抗菌
性能に劣るものであった。
と、シラン系アルコキシドと、エチルアルコールを表3
に示す割合で配合し、ホモジナイザーを用いて高速混合
・分散することによってスプレー原液を得た。
ての液化石油ガス(LPG)とを50:50の比率でス
プレー缶内に充填して本発明実施例の抗菌・脱臭スプレ
ーを作製した。そして、この抗菌・脱臭スプレーの抗菌
性能を調べるために次のような試験を行った。
に、その上方20cmの位置から1秒間むらなくスプレ
ーをし、室温で24時間乾燥して抗菌処理し、この抗菌
処理されたシャーレと、スプレーを施さなかった滅菌シ
ャーレ(ブランク)とを供試体として用意する。
黄色ぶどう球菌(ATCC25923)を培養し、1/
500に希釈したNB培地(普通ブイヨン培地)中に均
一に分散させて試験菌液とする。
し、5×5cmの滅菌済みポリエチレンフィルムを静か
に被せ、シャーレの蓋をした後、温度:30℃,湿度:
90%以上に保持する。
レおよびポリエチレンフィルムをSCDLP培地10m
lで洗い出して生菌数を測定する。
明による抗菌・脱臭スプレーでは著しく良好なる抗菌性
能を有するものであることが認められた。
いて家庭トイレの便器にスプレーしたところ、数日間匂
いが減少し、著しく良好なる脱臭性能を有するものであ
ることが認められた。
と、実施例2において金属銀粒子を分散付着する前の酸
化チタン粒子とをそれぞれ個別に用いて本発明実施例お
よび比較例のフィルターを作製した。
は金属銀粒子を付着していない酸化チタン粒子と、シラ
ン系アルコキシドと、エチルアルコールを表5に示す割
合で配合し、ホモジナイザーを用いて高速混合・分散す
ることによってスプレー原液を得た。
ル系ウレタンフォーム(セルサイズ:30inch2 ,
厚み:10mm)の1面にエアーガンにて抗菌・脱臭材
料が5g/m2 となるようにスプレーし、自然乾燥した
後、紫外線ランプにより1.0mW/cm2 の紫外線を
数時間照射して活性化した。
す脱臭性能試験装置を用いた。この脱臭性能試験装置1
は、パイレックスガラス製のセパラブルフラスコ(容
器)2をそなえたものであり、その端部には開閉可能な
蓋3を有し、この蓋3を閉じた場合には容器内部を密閉
することができるようにしたものである。
けられていて、アセトアルデヒド,アンモニア等の悪臭
ガスを注入することができるようにしてあり、さらに、
この蓋3には容器内部に空気を取り入れることができる
ようにした空気入口5と、真空ポンプによって容器内の
気体を排出するための脱気口6が設けてある。
ル7をのせるための金網8が設けてあると共に、セパラ
ブルフラスコ2の下方には、フィルターサンプル7に対
して紫外線を照射するための100Wブラックライト9
が設置してあり、フィルターサンプル7からブラックラ
イト9までの距離は、フィルターサンプル7をセットし
たときにサンプル表面の紫外線強度が2.0mW/cm
2 となるように調節されたものとなっている。
ックライト9を10分以上点灯して安定化させたのち、
フィルターサンプル(5cm×10cm)7を金網8に
載せ、測定開始まではフィルターサンプル7に紫外線を
当てないようにステンレス鋼製の筒をかぶせておき、次
に、真空ポンプで容器内部を減圧してから空気を空気入
口5から入れて容器内部の気体を置換し、この置換操作
を3回繰り返したあとガス注入採取口4より悪臭ガスと
してアンモニアを容器内に注入し、この悪臭ガスの初期
濃度を100ppmに調整する。
の照射を行って脱臭性能試験を開始する。
ンモニア濃度との関係を示すものであって、ウレタンフ
ォームのみの場合にはアンモニアの除去性能が全くな
く、金属銀粒子を付着しない酸化チタン粒子のみのフィ
ルターではある程度の脱臭性能を有しているのに対し
て、本発明実施例による抗菌・脱臭フィルターでは金属
銀粒子を付着しない酸化チタン粒子のみのフィルターに
比べてアンモニアの除去性能により一層優れているため
アンモニア濃度がさらに低下し、120分経過後にはア
ンモニア濃度がほとんどなくなるものになっていた。
フィルターでは、酸化チタン粒子よりなる光触媒の活性
点に金属銀粒子が分散付着していて分極が起こりやすく
なるためと考えられる。
1に記載しているように、サブミクロンサイズの酸化チ
タン粒子に、ナノメートルオーダーの金属銀および金属
銅のうちから選ばれる1種または2種の金属粒子を分散
付着させてなるものとしたから、分散性の良いサブミク
ロンサイズの酸化チタン粒子に抗菌性および脱臭性の良
い金属銀や金属銅を分散付着させた抗菌性能および脱臭
性能に優れた抗菌・脱臭材料を提供することが可能であ
るという著大なる効果がもたらされる。
酸化チタン粒子は、平均粒径が0.04μm未満である
ものとすることによって、抗菌性能に優れていると共に
脱臭に要する時間を短くし脱臭性能にも優れた抗菌・脱
臭材料を提供することが可能であるという著大なる効果
がもたらされる。
化チタン粒子は光触媒性を有するものであるようになす
ことによって、酸化チタンに接する物質を光触媒作用に
よって酸化分解することが可能となってセルフ・クリー
ニング特性にも優れた抗菌・脱臭材料を提供することが
可能であるという著大なる効果がもたらされる。
に、金属粒子は、平均粒径が4nm未満であるものとす
ることによって、酸化チタンのもつ抗菌性や光触媒性能
をも十分に活用した抗菌・脱臭材料を提供することが可
能であるという著大なる効果がもたらされる。
に、金属粒子は、酸化チタンの触媒性能を高める白金お
よびパラジウムのうちから選ばれる1種または2種の金
属を含むものとなすことによって、酸化チタンのもつセ
ルフ・クリーニング特性をさらに向上させた抗菌・脱臭
材料を提供することが可能であるという著大なる効果が
もたらされる。
に、酸化チタン粒子に金属粒子を0.5重量%以上5重
量%以下分散付着させてなるものとすることによって、
酸化チタンのもつ抗菌性能および脱臭性能を十分活用し
たうえで金属粒子のもつ抗菌性をさらに活かした抗菌・
脱臭材料を提供することが可能であるという著大なる効
果がもたらされる。
に、繊維中に請求項1ないし6のいずれかに記載の抗菌
・脱臭材料を含有しているものとすることによって、医
療・衛生用作業服や精密電子機器製造用作業服などとし
ても適した抗菌・脱臭性繊維を提供することが可能であ
るという著大なる効果がもたらされる。
に、樹脂中に請求項1ないし6のいずれかに記載の抗菌
・脱臭材料を含有しているものとすることによって、抗
菌・脱臭性能に優れたプラスチックス材料を提供するこ
とが可能であるという著大なる効果がもたらされる。
に、釉薬中に請求項1ないし6のいずれかに記載の抗菌
・脱臭材料を含有しているものとすることによって、抗
菌・脱臭性能に優れた陶磁器を提供することが可能であ
るという著大なる効果がもたらされる。
うに、溶剤中に請求項1ないし6のいずれかに記載の抗
菌・脱臭材料を含有しているものとすることによって、
抗菌・脱臭性能に優れたスプレーを提供することが可能
であるという著大なる効果がもたらされる。
うに、フィルタ中に請求項1ないし6のいずれかに記載
の抗菌・脱臭材料を含有しているものとすることによっ
て、空気清浄機などに適した抗菌・脱臭性フィルタを提
供することが可能であるという著大なる効果がもたらさ
れる。
うに、サブミクロンサイズの酸化チタン粒子を水溶液中
に分散させておき、その溶液中に銀アンモニウムの錯体
および/または銅アンモニウムの錯体を添加し、還元剤
を入れて酸化チタン粒子の表面に金属銀および/または
金属銅からなる金属粒子を還元析出して分散付着させる
ようになすことによって、抗菌性能および脱臭性能に優
れた抗菌・脱臭材料を簡便にそしてまた低コストで製造
することが可能であるという著大なる効果がもたらされ
る。
験装置の概要を示す斜面説明図である。
を示すグラフである。である。
Claims (12)
- 【請求項1】 サブミクロンサイズの酸化チタン粒子
に、ナノメートルオーダーの金属銀および金属銅のうち
から選ばれる1種または2種の金属粒子を分散付着させ
てなることを特徴とする抗菌・脱臭材料。 - 【請求項2】 酸化チタン粒子は、平均粒径が0.04
μm未満である請求項1に記載の抗菌・脱臭材料。 - 【請求項3】 酸化チタン粒子は光触媒性を有するもの
である請求項1または2に記載の抗菌・脱臭材料。 - 【請求項4】 金属粒子は、平均粒径が4nm未満であ
る請求項1ないし3のいずれかに記載の抗菌・脱臭材
料。 - 【請求項5】 金属粒子は、酸化チタンの触媒性能を高
める白金およびパラジウムのうちから選ばれる1種また
は2種の金属を含む請求項1ないし4のいずれかに記載
の抗菌・脱臭材料。 - 【請求項6】 酸化チタン粒子に金属粒子を0.5重量
%以上5重量%以下分散付着させてなる請求項1ないし
5のいずれかに記載の抗菌・脱臭材料。 - 【請求項7】 繊維中に請求項1ないし6のいずれかに
記載の抗菌・脱臭材料を含有していることを特徴とする
抗菌・脱臭性繊維。 - 【請求項8】 樹脂中に請求項1ないし6のいずれかに
記載の抗菌・脱臭材料を含有していることを特徴とする
抗菌・脱臭性プラスチックス。 - 【請求項9】 釉薬中に請求項1ないし6のいずれかに
記載の抗菌・脱臭材料を含有していることを特徴とする
抗菌・脱臭性陶磁器。 - 【請求項10】 溶剤中に請求項1ないし6のいずれか
に記載の抗菌・脱臭材料を含有していることを特徴とす
る抗菌・脱臭スプレー。 - 【請求項11】 フィルタ中に請求項1ないし6のいず
れかに記載の抗菌・脱臭材料を含有していることを特徴
とする抗菌・脱臭フィルタ。 - 【請求項12】 サブミクロンサイズの酸化チタン粒子
を水溶液中に分散させておき、その溶液中に銀アンモニ
ウムの錯体および/または銅アンモニウムの錯体を添加
し、還元剤を入れて酸化チタン粒子の表面に金属銀およ
び/または金属銅からなる金属粒子を還元析出して分散
付着させることを特徴とする抗菌・脱臭材料の製造方
法。
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