JPS63250309A - 抗菌剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は各種微生物に対する抗菌剤に関する。

更に詳しくは、特定の金属イオン又は金属化合物を層間
に有する粘土鉱物からなる抗菌剤で、各種微生物に対し
優れた抗菌能を有し、安全性及び安定性の高い全く新し
い抗菌剤を提供するものである。

［従来の技術］ 微生物による環境汚染や食品の腐敗を防ぐため、様々な
種類の抗菌剤（消毒剤や防腐剤）が使用されている。こ
れら消毒剤や防腐剤は各種の微生物に対し優れた抗菌効
果を有することはもとより、安全性が高く、他の成分と
の相互作用が無く、微量で効果を発揮することが望まれ
る。

しかしながら、これらすべての条件を満足する抗菌剤は
、現在のところ開発されていない。例えば、消毒剤とし
て最も汎用きれている四級アンモニウム塩のカチオン界
面活性剤は、消毒効果は優れているものの他の成分との
反応性が高く、本来の効果が充分に発揮されないことが
多い。また、防腐剤として最も汎用されているパラベン
はノニオン界面活性剤に不活性化されやすい。またソル
ビタン酸塩や安息香酸塩類はｐＨの影響を受けやす＜、
微量では本来の効果が発揮されないことが良く知られて
いる。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明者らは、このような事情に鑑み、■広範な微生物
に対して優れた抗菌活性を有し、■他の配合成分の影響
を受けにくい等取り扱いが容易で ■色調等の外観にも優れ ■安全な 抗菌剤を得るべく鋭意研究を重ねた結果、特定の金属イ
オン又は金属化合物を層間に有する粘土鉱物が、緑膿菌
（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ　ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ）、
大腸菌（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ　ｃｏｌｉ）、黄色ブ
ドウ球菌（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ　ａｕｒｅｕ
ｓ）及びアクネ＠　（Ｐｒｏｐｉｏｎｉｂａｃｔｅｒｉ
ｕｍ　ａｃｎｅｓ）等の各種微生物に対し、粉末そのも
のでも、又水などに濡れた状態でも極めて優れた抗菌活
性を有する等、上記目的を達成できることを見出し、こ
の知見に基づいて本発明を完成するに到った。

［問題点を解決するための手段］ すなわち本発明は、ナトリウム、カリウム、リチウム、
及びカルシウムを除く金属イオン又は金属化合物を層間
に有することを特徴とする粘土鉱物からなる抗菌剤であ
る。

以下、本発明の構成について詳述する。

本発明に係る抗菌剤は、上述のようにナトリウム、カリ
ウム、リチウム、及びカルシウムを除く金属イオン又は
金属化合物を層間に有する粘土鉱物からなる。

ナトリウム、カリウム、リチウム、及びカルシウムを除
く金属としては、具体的には、マグネシウム、アルミニ
ウム、マンガン、銀、ニッケル、鉄、亜鉛、コバルト、
カドミウム、銅等があげられる。これらの中で、銀、亜
鉛、コバルト、カドミウム、銅が好ましい。

ナトリウム、カリウム、リチウム、及びカルシウムを除
く金属化合物としては、上記した金属の水酸化物、及び
酸化物があげられる。本発明においては粘土鉱物の層間
に、これ等の金属化合物が単独で存在しても、又二種以
上混在してもよい。

本発明の抗菌剤は、層間に上記した金属のイオン、又は
金属化合物を有するものなら良く、従って更に粘土鉱物
の表面にも、上記金属イオン、又は金属化合物を有する
ものを否定するものではない。

本発明に係る抗菌剤を得るためには水膨潤性粘土鉱物を
原料として用いる。

水膨潤性粘土鉱物は、スメクタイト属に属す°る層状ケ
イ酸塩鉱物であり、一般にモンモリロナイト、バイデラ
イト、ノントロナイト、サボナイト及びヘクトライト等
と称される。天然又は合成品のいずれでもよい。市販品
では、クニビア、スメクトン（クニミネ工業）、ビーガ
ム（パンダービルト社）、ラポナイト（ラボルテ社）、
フッ素四ケイ素雲母（トビ−工業）等が利用できる。本
発明の実施にあたっては、これらの水膨潤性粘土鉱物の
うちから、一種または二種以上が任意に選択される。

これらの水膨潤性粘土鉱物の層間には、通常ナトリウム
イオンやリチウムイオンなどのカチオンが存在し、水膨
潤性粘土鉱物全体を電気的に中和しているが、これらの
カチオンは交換性であり、容易に他のカチオンと置き変
わることができる。このカチオン交換容量は水膨潤性粘
土鉱物の種類によっても異なるが、粘土鉱物１００ｇ当
り大兄６０から１５０ミリ当量である。

本発明に係る抗菌剤の一つの態様であるナトリウム、カ
リウム、リチウム、及びカルシウムを除く金属イオンの
一種または二種以上を層間に有する粘土鉱物は、上記水
膨潤性粘土鉱物の層間金属イオン（交換性カチオン）の
一部乃至全部を、ナトリウム、カリウム、リチウム、及
びカルシウムを除く金属イオンの一種または二種以上で
置換することにより得られる。

置換率は上記水膨潤性粘土鉱物のカチオン交換容量と同
量（すなわち実質的に１００％）であることが望ましい
が、概ねその５０％程度でも優れた抗菌効果を示す。

具体的な製造方法としては、アルミニウム、マンガン、
銀、ニッケル、鉄、亜鉛、コバルト、カドミウム、銅等
の塩化物、硝酸塩、硫酸塩、酢酸塩等の水可溶性金属塩
を、水及び／又は有機溶媒に溶解し、これに水膨潤性粘
土鉱物を分散させ、沈澱してきた粘土鉱物を分離し、必
要に応じて洗浄、乾燥して本発明の抗菌剤を得るもので
ある。

有機溶媒としては、エタノール、メタノール及びアセト
ンなど一般的なものが用いられる。

製造時の水膨潤性粘土鉱物の濃度は、特に制限はないが
２０重重量以上になると、撹拌が困難となり、イオン交
換が行なわれ難くなる。分散液中の金属イオンの量は、
水膨潤性粘土鉱物のカチオン交換容量以上であることが
望ましい。カチオン交換容量の５０％以下であると、生
成した粘土鉱物は抗菌効果の劣ったものとなる。イオン
交換反応を行なう際の分散液の温度は、何度でもよく、
通常室温で充分である。本発明の抗菌剤は沈澱物として
生成した粘土鉱物を分離採取したそのものでも良いが、
必要に応じて洗浄、乾燥しても良い。乾燥温度は、粘土
鉱物の分解温度以下であれば何度でもよい。

本発明の抗菌剤のもう一つの態様であるナトリウム、カ
リウム、リチウム、及びカルシウムを除く金属化合物の
一種または二種以上を層間に有する粘土鉱物は、上記し
た水膨潤性粘土鉱物の層間金属イオンが、ナトリウム、
カリウム、リチウム、及びカルシウムを除く金属化合物
に置き変わったものである。

製造方法を具体的に述べると、水可溶性金属塩を水及び
／又は有機溶媒に溶解し、これに水膨潤性粘土鉱物を分
散させ、層間金属イオンをナトリウム、カリウム、リチ
ウム、及びカルシウムを除く金属イオンに置換する。こ
の分散液に撹拌しながらアルカリ性溶液を滴下し、生成
した沈殿物を分離採取して、層間に金属水酸化物を有す
る粘土鉱物を得る。次いで加熱条件をコントロールしな
がら乾燥することにより、層間に金属水酸化物及び／又
は金属酸化物を有する粘土鉱物を得ることができる。

この時用いられる水可溶性金属塩としては、アルミニウ
ム、マンガン、銀、ニッケル、鉄、亜鉛、コバルト、カ
ドミウム、銅等の塩化物、硝酸塩、硫酸塩、酢酸塩等を
使用することができる。

アルカリ性溶液としては、水酸化ナトリウム、水酸化カ
リウムなどのアルカリ金属水酸化物を水及び／又は有機
溶媒に溶解した溶液が用いられる。

有機溶媒としては、エタノール、メタノール及びアセト
ンなど一般的なものが用いられる。

製造時の水膨潤性粘土鉱物の濃度は、特に制限はないが
２０重量％以上になると、撹拌が困難となり、金属イオ
ンとの交換が行なわれ難くなる。分散液中の金属イオン
の濃度は、水ｗ潤性粘土鉱物のカチオン交換容量の２倍
以上であることが望ましい。それ以下であると、水膨潤
性粘土鉱物に対して生成する金属水酸化物および／また
は金属酸化物の生成量が少なくなり、抗菌効果の劣った
ものとなる。滴下するアルカリ性溶液の量は、最初に仕
込んだ金属イオンに対する水酸化イオンの割合（金属イ
オン／水酸化イオン）が０．２乃至用いた金属の価数、
好ましくは０．５乃至用いた金属の価数の２７３となる
ように調製するのがよい。それ以下では生成する金属水
酸化物および／または金属酸化物の生成量が少なくなり
、抗菌効果が悪くなる。またそれ以上では粘土鉱物の層
間以外に生成する金属水酸化物および／または金属酸化
物が多くなりすぎ、抗菌効果が劣ってくるので好ましく
ない。

製造に際しての分散液の温度は、何度でもよく、通常室
温で充分である。乾燥温度は、粘土鉱物の分解温度以下
であれば何度でもよいが、乾燥温度によって得られる金
属化合物は異なる。亜鉛を用いた場合を例にとれば、約
１００℃以下では水酸化亜鉛が、約１５０℃以上では酸
化亜鉛、その間では両方が共存して生成していると考え
られる。

上記のごとくして得た本発明に係る抗菌剤は、製造工程
終盤に得られるスラリー状沈殿物をそのまま月いること
もできるし、その後、洗浄、乾燥し粉砕して粉末状抗菌
剤として、またこれを水及び／又は有機溶媒に分散し抗
菌剤とすることもできる。更に、これにシリカ処理等に
よる親水化処理、及び脂肪酸石鹸やシリコーン化合物等
による親油化処理等を施した抗菌剤として用いることも
可能である。また、これらの抗菌剤粉末と、ナイロン、
ポリエチレン、アクリル樹脂、ポリエステル等の有機粉
末及び各種の無機粉末との複合粉末の形でも利用が可能
である。

［実施例］ 以下に実施例をあげて更に詳細に説明するが、本発明は
これによって限定されるものではない。

なお、試験法は以下の通りである。

（抗菌試験法） 本発明の抗菌剤の抗菌効果は次の方法で行なった。すな
わち、好気性菌株としてシュードモナスアエルギノサ（
Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ　ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ　　Ｉ
　Ａ　Ｍ１００７）、エシェリヒア　コリ（Ｅｓｃｈｅ
ｒｉｃｈｉａｃｏｌｉ　ＡＴＣＣ８７３９）　、スタフ
ィロコッカスアウレウス（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕ
ｓ　ａｕｒｅｕｓ　　Ｆ　Ｄ　Ａ　２０９Ｐ）の３株、
嫌気性菌としてブａビオニバクテリウム　アクネス（Ｐ
ｒｏｐｉｏｎｉｂａｃｔｅｒｉｕｍ　ａｃｎｅｓＡＴＣ
Ｃ１１８２７）を用い液体培地系で最少殺菌濃度（旧ｎ
ｉｍｕｍ　ｃｉｄａｌ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　
：　Ｍ　ＣＣ）を求めた。

すなわち、好気性菌にはブイヨン培地（栄研）を、嫌気
性菌にはＣＡＭ培地（日永）を用い、それぞれの培地１
０ｍ１にあらかじめ常法通り前培養した各画を１０５／
ｍＬになるように接種し、この中に本発明の抗菌剤を０
．０５％〜１０％添加し、３日間３７℃で培養後、また
嫌気性醪はＧＡＳ−ＰＡＫで嫌気培養後、菌の死滅した
最小濃度（ＭＣＣ）を求めた。

実施例１ イオン交換水３ｅ、に硝酸銅（３水和物）２４．１６ｇ
ｔｅ溶解させ、そこにラポナイトＸＬＧ１００ｇをよく
分散させる。その後沈澱物を濾過・洗浄し８０℃で乾燥
し粉砕することによって淡青色の抗菌剤を得た。

実施例２ イオン交換水２１に硫酸コバルト（７水和物）２１．０
８ｇを溶解させ、そこにクニビアーＦ　１００　ｇをよ
く分散きせる。その後沈澱物を濾過・洗浄し２００℃で
乾燥し粉砕することによって淡赤色の抗菌剤を得た。

実施例３ エタノール３Ｌに硝酸亜鉛（６水和物）　２９．７５ｇ
を溶解させ、そこにスメクトンＳＡ１００ｇをよく分散
きせる。その後沈澱物を濾過・洗浄し８０℃で乾燥し粉
砕することによって白色の抗菌剤を得た。

実施例４ イオン交換水５Ｌに塩化カドミウム（２，５水和物）２
２．８３ｇを溶解きせ、そこにビーガムＳ−６１９４の
１００　ｇをよく分散させる。その後沈澱物を濾過・洗
浄し８０℃で乾燥し粉砕することによって淡褐色の抗菌
剤を得た。

実施例５ イオン交換水３Ｌに硝酸Ｉｔ！　　３３．９７ｇを溶解
きせ、そこにラポナイトＸＬＧ１００ｇをよく分散させ
る。その後沈澱物を濾過・洗浄し１５０℃で乾燥し粉砕
することによって淡褐色の抗菌剤を得た。

実施例１乃至５の抗菌剤について、前述の試験方法にも
とづいて抗菌効果を調べた。結果を表−１に示す。なお
、比較例として、ラポナイトＸＬＧ（比較例１）を用い
た。

表−１から明らかなように、比較例に比べて本発明の抗
菌剤は、好気性菌及び嫌気性菌の双方共ＭＣＣが低く、
優れた抗菌剤であることがわかる。

実施例６ イオン交換水３Ｌに硝酸亜鉛（６水和物）　４４．６ｇ
を溶解させ、そこにラポナイトＸＬＧ１００ｇをよく分
散させる。この分散液を攪拌しながら、ＩＮの水酸化ナ
トリウム１５０ｍＬを滴下する。その後沈澱物を濾過・
洗浄し、８０℃で乾燥し粉砕することによって白色の抗
菌剤を得た。

実施例フ イオン交換水２１に塩化亜鉛６８．１ｇを溶解させ、そ
こにクニビアーＦ　１００　ｇをよく分散させる。この
分散液を攪拌しながら、ＩＮの水酸化カリウム５００１
ａｔを滴下する。その後沈澱物を濾過・洗浄し、２００
℃で乾燥し粉砕することによって淡褐色の抗菌剤を得た
。このものをＸ線回折測定したところ、層間距離が約３
人拡がっており、層間で酸化亜鉛が生成していることが
判った。

実施例８ イオン交換水３区に硫酸銅（５水和物）６２．４ｇを溶
解させ、そこにスメクトンＳ　Ａ　１００　ｇをよく分
散させる。この分散液を攪拌しながら、ＩＮの水酸化ナ
トリウム５００ｄを滴下する。その後沈澱物を濾過・洗
浄し４００℃で乾燥し粉砕することによって淡褐色の抗
菌剤を得た。

実施例９ イオン交換水５ｔＬに硝酸コバルト（６水和物）４３．
６　ｇを溶解させ、そこにビーガムＳ−６１９４の１０
０ｇをよく分散きせる。この分散液を攪拌しながら、Ｉ
Ｎの水酸化ナトリウム１００１ｎＬを滴下する。その後
沈澱物を濾過・洗浄し、２００℃で乾燥し粉砕すること
によって淡褐色の抗菌剤を得た。

実施例６乃至９の抗菌剤について、前述の試験方法にも
とづいて抗菌効果を調べた。なお、比較例として、ラポ
ナイトＸＬＧ　（比較例２）を用いた。

結果を表−２に示す。

表−２から明らかなように、比較例に比べて本発明の抗
菌剤は、好気性菌及び嫌気性菌の双方共ＭＣＣが低く、
優れた抗菌剤であることがわかる。

［発明の効果コ 本発明に係る抗菌剤は粘土鉱物から成るため安全性が高
く、緑膿菌、大１１１菌、黄色ブドウ球菌及びアクネ菌
等の各種微生物に対し極めて優れた抗菌能を有する。ま
た本発明の抗菌剤は層間金属イオンが銅では淡い青色、
コバルトでは淡い赤色の美しい色調であり、亜鉛やカド
ミウムでは白色であり、金属化合物では淡褐色か白色で
ある等、外観色も好ましいものであり、医薬品、皮膚外
用剤、化粧料等のはば広い分野に利用でさ・る。また、
微粉末であるため紙やシート等に容易に担持できるため
、スポンジ等の化粧用具、生理用品や紙おむつ等への利
用も可能である。ざらに熱的にも５００℃程度まで安定
なため、プラスチックへの練込も可能であるなど加工性
にも優れており抗菌剤として一般的な容器や建築材料等
への利用が考えられる等、産業利用性の高いものである
。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）ナトリウム、カリウム、リチウム、及びカルシウ
   ムを除く金属イオンの一種または二種以上、又は金属化
   合物の一種または二種以上を層間に有することを特徴と
   する粘土鉱物からなる抗菌剤。
2. （２）ナトリウム、カリウム、リチウム、及びカルシウ
   ムを除く金属イオンが、銅イオン、コバルトイオン、カ
   ドミウムイオン、銀イオン、又は亜鉛イオンである特許
   請求の範囲第一項記載の抗菌剤。
3. （３）ナトリウム、カリウム、リチウム、及びカルシウ
   ムを除く金属化合物が金属水酸化物又は金属酸化物であ
   る特許請求の範囲第一項記載の抗菌剤。
4. （４）金属水酸化物又は金属酸化物が、銅、コバルト、
   カドミウム、銀、又は亜鉛の水酸化物又は酸化物である
   特許請求の範囲第三項記載の抗菌剤。