JPH02237902A - 微生物吸着剤 - 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、水、空気、固体表面等の除菌に際し優れた微
生物吸着性を示し、しかも除菌対象に悪影響を及ぼさな
い微生物吸着剤に関する。

〔従来の技術〕

各種用水、廃水中や建造物の表面、さらには空気中に浮
遊または付着・繁殖している微生物を除去することは環
境衛生上および建造物の耐久性を高める上できわめて重
要である。

従来この目的のためには、塩素などの殺微生物剤を用い
る方法または加熱による殺微生物方法、膜・フィルター
を用いる濾過方法が主に用いられてきた。しかしながら
殺微生物剤を用いる方法では一般に有害な物質が残留す
るために食料品の製造・貯蔵・運搬装置や飲料水には適
用できず、加熱や膜・フィルターによる方法では装置が
大がかりとなり、経済的にも不便であった。

最近、簡単に環境中の微生物を除去し得るものとして次
の式 （式中Ｒはベンジル基、Ｃ４〜ＣＩ６一了ルキル基又は
ペンタフル才口フエニルメチル基、Ｘは塩素原子又は臭
素原子を示す） で表わされる化合物とジビニルベンゼンなトノジビニル
化合物とを、ビニル基のところで重合させたピリジニウ
ム基を有する不溶性高分子化合物を有効成分とする微生
物防除剤が提供されている（特公昭６２−４１６４１号
）。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、特公昭６２−４１６４１号に記戟の微生物防除
剤を使用するに際して１０７〜１０’個体数／ｍｌの細
菌懸濁液にこの微生物防除剤を十分に接触させても、す
べての細菌が液中から除去されるのに６時間以上の時間
を要し、同じ条件において１０３〜１０４個体数／ｍ１
の細菌懸濁液に接触させた場合には、液中の除菌に一層
長時間を要するという欠点がある。

さらに、特公昭６２−４１６４１号では、Ｎ位にベンジ
ル基、ブチル基、ヘキサデシル基、ドデシル基、ペンタ
フル才口フエニルメチル基などの置換基を有するボリマ
ーが用いられている。しかしながら、これらのボリマー
は疎水性の高い置換基を有しているため、微生物によっ
ては吸着能が低下するという問題が生じる。

〔課題を解決するための手段〕

斯かる実状において、本発明者らは、上記の欠点を解消
した微生物吸着剤を得べく種々研究をおこなった結果、
ビニルピリジン類、親木性エチレン性不飽和単量体及び
架橋性単量体を共重合し、更にこれを４級化して得られ
る高分子化合物が親水性が高く、特にアミノ基を側鎖に
もつ親水性単量体を共重合させて得られた樹脂は優れた
細菌吸着性を有し、また水・空気・固体表面の除菌に際
し、当該除菌対象に悪影響を及ぼさないことを見出し、
本発明を完成した。

すなわち、本発明はビニルピリジン類、親水性エチレン
性不飽和単量体及び架橋性単量体を共重合させて共重合
体となし、更に当該ピリジン基を４級化して得られる高
分子化合物を有効成分とする微生物吸着剤を提供するも
のである。

本発明の微生物吸着剤に用いられる高分子化合物は、ビ
ニルピリジン類、親水性エチレン性不飽和単量体及び架
橋性単量体を共重合させて共重合体となし、更にこれを
４級化することにより製造される。

ここで用いられるビニルピリジン類としては、２−ビニ
ルピリジン、３−ビニルピリジン、４ービニルピリジン
が好適に用いられるが、他の置換基を有するビニルピリ
ジン誘導体であってもよい。

架橋性単微体としては、例えばジビニルベンゼン；エチ
レングリコールジ（メタ）アクリレート、ブタンジオー
ルジ（メタ）アクリレート、トリメチロールブロバント
リ　（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールジ（
メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ　（
メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ
）アクリレート等の多官能（メタ）アクリレート類；メ
チレンビス〈メタ）アクリルアミド、ブロビレンビス（
メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ’　−　（１．２−ジヒ
ドロキシエチレン）ビス（メタ）アクリルアミド、Ｎ．
Ｎ’　−（カルボキシメチレン）ビス（メタ）アクリル
アミド等の多官能（メタ）アクリルアミド類が挙げられ
る。

親水性エチレン性不飽和単量体としては例えば、アクリ
ル酸メチル、ジメチルアミノエチルアクリレート、ジエ
チルアミノエチルアクリレート、２一ヒドロキシエチル
アクリレート等のアクリル酸エステル系モノマー；メタ
クリル酸メチル、ジメチルアミノエチルメタクリレート
、ジエチルアミノエチルメタクリレート、２−ヒドロキ
シエチルメタクリレート等のメタクリル酸エステル系千
ノマー；ポリエチレングリコールモノ　（メタ）アクリ
レート；メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル
等のアルキルビニルエーテル；酢酸ビニル、醋酸ビニル
等のビニルエステル系千ノマー；（メタ）アクリルアミ
ド；Ｎ−メチルアクリルアミド、Ｎ一エチルアクリルア
ミド、Ｎ−メチルメタクリルアミド、Ｎ一エチルメタア
クリルアミド等のＮ−アルキル置換（メタ）アクリルア
ミド；アクリ口ニトリル、メタクリ口ニトリル等のニト
リル系モノマー等が挙げられるが、本質的に親水性であ
れば前記モノマーに限定されるものではない。これらの
単量体は、単独で又は２種以上混合して用いることが可
能である。

ビニルピリジン類、親水性エチレン性不飽和単量体及び
架橋性単量体の共重合に当っての配合モル比は、５０〜
９０：５〜３０：５〜３０程度が好ましい。

共重合の方法としては従来公知の塊状重合、溶液重合、
懸濁重合等を用いることができる。

斯くして得られた共重合体の４級化には、例えばＣ，〜
Ｃ　Ｉｌ１のクロル、ブロム又はヨウ素等のハロゲン化
アルキル、ハロゲン化アラルキル、ハロゲン化フル才ロ
アルキル等のアルキル化剤が使用される。これらは１種
又は２種以上を使用することができる。

共重合体とアルキル化剤との反応は、共重合体中のピリ
ジン基に対して１〜５モル当量、特に１．５〜４．０モ
ル当量のアルキル化剤を、メタノール、エタノール等の
溶媒の存在下、常圧、５０〜７０℃の条件で混合するこ
とによりおこなわれる。

更に、得られた架橋性高分子化合物は公知の手法に従っ
て、イオン交換を行い、ピリジニウム基対アニオンをハ
ロゲンイオン、亜ハロゲンイオン、次亜ハロゲン酸イオ
ン、硝酸イオン、亜硝酸イオン、二亜硫酸イオン、チ才
亜硫酸イオン、リン酸イオンなどの１価のア二オン等に
変換することができる。

本発明の微生物吸着剤は、上記高分子化合物の製法に応
じて、粉末、粒状、繊維状、フィルム状等の形態をとる
ことができる。

本発明の微生物吸着剤は、例えば次の如くして使用する
ことができる。すなわち、飲料水や各種用水中等の液体
中の微生物を除去する場合は、それら水中に本発明の微
生物吸着剤を直接投入するか、粉末ないしは粒状の微生
物吸着剤を充填した装置もしくは繊維状、シート状の微
生物吸着剤を設置した装置に処理すべき水を通せばよい
。また、空気等の気体中に浮遊している微生物を除去す
る場合は、同様に上記微生物吸着剤を備えた装置に当該
気体を通気させればよい。更に固体表面上に付着してい
る微生物を除去する場合は、例えば、繊維状の微生物吸
着剤で表面を軽くぬぐうことにより達成される。

そして、本発明の微生物吸着剤は、更に必要に応じて公
知の抗菌剤、殺微生物剤等の任意成分を配合することが
できる。

〔発明の効果〕

本発明の微生物吸着剤は特公昭６２−４１６４１号に記
載の条件で１０１〜１０’個体数／ｍｌｌの細菌懸濁液
あるいは１０３〜１０４個体数／ｍｌの細菌懸濁液のい
ずれかに接触させた場合でも、２〜３時間で当該懸濁液
中の細菌をすべて吸着するという上記公報記載の微生物
防除剤中の有効成分よりもすぐれた微生物吸着性能を示
した。

したがって、本発明の微生物吸着剤は飲料水や各種用水
のほか、空気や固体表面に接触させることにより、水中
・空気中・固体表面の細菌を容易に吸着除去することが
できるので環境衛生・建造物の耐久性向上等の目的に有
用である。さらに本発明の微生物吸着剤は微生物吸着能
が大きいことを利用して、バイオリアクターあるいはバ
イオセンサー用の微生物固定化担体としても使用できる
。

〔実施例〕

次に実施例を挙げ、本発明を更に詳しく説明するが、本
発明はこれらに限定されるものではない。

合成例１ １−フエネチル−４−ビニルピリジニウムブロミド／ジ
メチルアミノエチルアクリレート／ジビニルベンゼン共
重合体の合成： （ｉ）　　撹拌装置、コンデンサー、温度計、窒素導入
管を備えた１１セバラブルフラスコに水５００ｇをいれ
、炭酸カルシウム粉末１０ｇを加えて１　５　０　ｒｐ
ｍの速度で撹拌し、均一に分散させた。この状態で更に
４−ビニルピリジン１０５ｇ，ジメチルアミノエチルア
クリレート１０ｇ１ジビニルベンゼン１３ｇ１丁ゾイソ
ブチ口ニトリル１ｇ１および安息香酸メチル１００ｇか
らなる溶液を加えた後、１　５　０　ｒｐｍの速度で撹
拌を続けながら８０℃で３時間加熱した。得られたボリ
マービーズを濾別し、１％酢酸ですすいで炭酸カルシウ
ムを溶解除去したのち、水洗と１％重ソウ洗浄を繰返し
、最後にエタノール洗浄、次いで真空乾燥を行うことに
よって４−ビニルピリジン／ジメチルアミノエチルアク
リレート／ジビニルベンゼン共重合体の球状粒子を｛｝
だ。

収ｆｆｌ１２３ｇ、共重合体粒子の平均乾煙粒径２５０
μｍ、窒素含有率１２％。この共重合体粒子をビニルピ
リジンボリマー（１）とする。

（ｉｉ）　　次に上述のビニルピリジンポリマー（１）
２１ｇをメタノール１００ｇに懸濁させ、これに臭化フ
ェネチル１２０ｇを加え、６０℃で５時間加熱した。ボ
リマービーズ濾別により単離したのちエタノール洗浄、
次いで真空乾燥することにより、ピリジン基をＮ−フェ
ネチルビリジニウム基（対イ才ン：臭化物イオン）に代
えた表題ボリマー粒子を得た。収量４３ｇ、臭素含有率
２８％。

合成例２〜９ 下記、第１表に示す種々のビニルピリジン類、親水性エ
チレン性不飽和単量体、架橋性単量体及び了ルキル化剤
を用いて合成例１と同様な操作により、ビニルビリジウ
ム／親水性エチレン性単量体／架橋性単量体共重合体の
球状粒子（平均粒径１０〜８００μｍ）を得た。

実施例ｌ 大腸菌を６．　５　Ｘ　１　０　’個体数／ｍＡの濃度
になる様０．１５モル濃度の生理食塩水に懸鶏させ、こ
の懸濁液２０ｍＡに予め３７℃にて生理食塩水で膨潤さ
せた５ｇ（乾燥重量で２ｇ）の１−フェネチル−４−ビ
ニルビリジニウムブロミド／ジメチルアミノエチルアク
リレート／ジビニルベンゼン共重合体（合成例１で得ら
れたボリマー粒子）を加え、３５〜３７℃，１００〜１
　２　Ｏ　ｒｐｍの速度で撹拌をつづけた。その結果、
１．２および３時間後には、懸濁液中の大腸菌がそれぞ
れ２．５×１０３．１．５Ｘ１０’，０個体数／ｍＩｌ
と著しく減少した。大腸菌の初期個体数のうち９９、９
％が吸着剤に吸収されるのに要する時間（これを仮に菌
体吸着能とする）は１８分であった。

実施例２〜９ 実施例ｌと同様な方法により合成例２〜１２で得られた
ビニルビリジニウム／親水性エチレン性単量体／架橋性
単量体共重合体の菌体吸着能を評価した。その結果を第
２表に示す。尚、第２表中においては、合成例２〜９で
得られた各ボリマー粒子をそれぞれ吸着剤２〜９として
表している。

以下余白 比較例１ 大腸菌を６．　５　Ｘ　１　０　７の個体数／ｍｆ！．
の濃度になる様生理食塩水に懸濁させ、この懸濁液２０
ｍｌに予め３７℃にて生理食塩水で膨潤させた５ｇ（乾
燥重量で２ｇ）の１−ベンジル−４−ビニルピリジニウ
ムブロミド／ジビニルベンゼン共重合体を加え、３５〜
３７℃．１００〜１　２　Ｏ　ｒｐｍの速度で撹拌をつ
づけた。その結果、１，３．５および１０時間後には懸
濁液中の大腸閑がそれぞれ８．２Ｘ１０８，２．ＯＸ１
０’　　１．ＩＸ１０’Ｌ　Ｏ　ｘ　１　０　２と減少
した。

また、菌体の吸着能は２．５時間となり、本発明の吸着
剤に比べ、著しく吸着能は低いものであった。

以　　上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、ビニルピリジン類、親水性エチレン性不飽和単量体
   及び架橋性単量体を共重合させて共重合体となし、更に
   当該ピリジン基を４級化して得られる高分子化合物を有
   効成分とする微生物吸着剤。