JPH0557002A - 抗菌性不織布 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】化学的及び物理的に安定な抗菌剤を保持する不
織布からなり、変色を起こさず、長期にわたって永続的
に抗菌、防かび及び防藻効果を有する抗菌性不織布を提
供する。 【構成】下記一般式〔１〕で示される抗菌剤を保持する
抗菌性不織布。 Ｍ¹ _aＡ_bＭ² _c（ＰＯ₄）_d・ｎＨ₂Ｏ 〔１〕 （Ｍ¹は抗菌性金属イオンであり、Ａはアルカリ金属イ
オン、アルカリ土類金属イオン、アンモニウムイオン又
は水素イオンから選ばれる少なくとも１種のイオンであ
り、Ｍ²は４価金属であり、ｎは０≦ｎ≦６を満たす数
であり、ａ及びｂはいずれも正数であり、ｃ及びｄは l
ａ＋ mｂ＝１の時、ｃ＝２、ｄ＝３、 lａ＋ mｂ＝２の
時、ｃ＝１、ｄ＝２である。但し、 lはＭ¹の価数であ
り、 mはＡの価数である。）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は抗菌性を有する特定のリ
ン酸塩系化合物と不織布とからなる抗菌性不織布に関す
る。更に詳しくは、長期にわたり安定して抗菌効果を発
揮させることができる抗菌性不織布に関するものであ
り、高い衛生管理が要求される医療用品や食品製品等の
包材やエアフィルター或いは水の濾過等の各種フィルタ
ーとして用いることにより、空気の殺菌処理又は水の殺
菌処理を行う等、様々な用途に利用できる抗菌性不織布
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】不織布は安価であり、強度が強く、しか
も濾過性が高いため、様々な包材やフィルタ−として用
いられている。近年、フィルターとして用いる不織布に
かびや細菌類が繁殖するのを防止するため、ＴＢＺやコ
ルガサンなどの有機系殺菌剤や銀イオン等の抗菌性金属
イオンを担持させたゼオライト等の無機系抗菌剤を保持
させた不織布が提案されている（特開平２−２１９１
６）。無機系抗菌剤は有機系殺菌剤と比べて安全性が高
いうえ、揮発及び分解等を起こしにくいため、抗菌効果
の持続性に優れ、しかも耐熱性にも優れる特徴を有して
いる。このため、フィルター等、抗菌効果の持続性及び
耐熱性が要求される場合、無機系抗菌剤を不織布に保持
させることは有効である。しかし、ゼオライト系抗菌剤
は抗菌性成分として含有される金属の反応性が高く、不
織布を構成する繊維を変色させるという問題がある他、
ゼオライトの骨格構造が弱いため抗菌性金属イオンを安
定に担持できず、例えば、弱酸性の溶液と接触した場合
容易に抗菌性金属イオンを溶出してしまい、永続的に抗
菌効果を発揮させることができないという問題がある。
また、該ゼオライト系抗菌剤は粒径が平均で数μｍ、最
大では数十から百μｍを越えるものもあるため、繊維中
に抗菌剤を練り込むと繊維の強度が小さくなり、不織布
を構成する繊維を紡糸する際に、細い繊維において特に
顕著に現れる糸切れや抗菌剤の脱落という問題がある。

【０００３】

【発明が解決使用しようとする課題】本発明は化学的及
び物理的に安定な抗菌剤を保持する不織布からなり、変
色を起こさず、少量の抗菌剤を使用して効果的に抗菌性
を発揮し、しかも厳しい条件下においても長期にわたっ
て永続的に抗菌、防かび及び防藻効果を有する抗菌性不
織布を提供することを課題とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決するために鋭意検討した結果、銀イオン等の抗
菌性を有する金属イオンを担持させた特定のリン酸塩を
保持した不織布が経時的に変色等を起こさず、かつ少量
の抗菌剤で厳しい環境下において永続的に抗菌、防かび
及び防藻効果を有することを見出し、本発明を完成する
に至った。即ち、本発明は下記一般式〔１〕で示される
化合物を保持することを特徴とする抗菌性不織布であ
る。 Ｍ¹ _aＡ_bＭ² _c（ＰＯ₄）_d・ｎＨ₂Ｏ 〔１〕 （Ｍ¹は銀、銅、亜鉛、錫、水銀、鉛、鉄、コバルト、
ニッケル、マンガン、砒素、アンチモン、ビスマス、バ
リウム、カドミウム又はクロムから選ばれる少なくとも
１種の金属イオンであり、Ａはアルカリ金属イオン、ア
ルカリ土類金属イオン、アンモニウムイオン又は水素イ
オンから選ばれる少なくとも１種のイオンであり、Ｍ²
は４価金属であり、ｎは０≦ｎ≦６を満たす数であり、
ａ及びｂはいずれも正数であり、ｃ及びｄは lａ＋ mｂ
＝１の時、ｃ＝２、ｄ＝３、 lａ＋mｂ＝２の時、ｃ＝
１、ｄ＝２である。但し、 lはＭ¹の価数であり、 mは
Ａの価数である。）

【０００５】以下、本発明について詳細に説明する。 ○リン酸塩系化合物 本発明において抗菌剤として用いる化合物は、下記一般
式〔１〕で示されるリン酸塩系化合物である。 Ｍ¹ _aＡ_bＭ² _c（ＰＯ₄）_d・ｎＨ₂Ｏ 〔１〕 （Ｍ¹は銀、銅、亜鉛、錫、水銀、鉛、鉄、コバルト、
ニッケル、マンガン、砒素、アンチモン、ビスマス、バ
リウム、カドミウム又はクロムから選ばれる少なくとも
１種の金属イオンであり、Ａはアルカリ金属イオン、ア
ルカリ土類金属イオン、アンモニウムイオン又は水素イ
オンから選ばれる少なくとも１種のイオンであり、Ｍ²
は４価金属であり、ｎは０≦ｎ≦６を満たす数であり、
ａ及びｂはいずれも正数であり、ｃ及びｄは lａ＋ mｂ
＝１の時、ｃ＝２、ｄ＝３、 lａ＋ mｂ＝２の時、ｃ＝
１、ｄ＝２である。但し、 lはＭ¹の価数であり、 mは
Ａの価数である。）

【０００６】上記一般式〔１〕で示される化合物は、 l
ａ＋ mｂ＝１の時、ｃ＝２、ｄ＝３の各係数を有する、
アモルファス又は空間群Ｒ3cに属する結晶性化合物であ
り、各構成イオンが３次元網目状構造を作る化合物であ
り、 lａ＋ mｂ＝２の時、ｃ＝１、ｄ＝２の各係数を有
する、アモルファス又は各構成イオンが層状構造を作る
化合物である。本発明に用いるリン酸塩系化合物として
は、容易に微粒子状として得ることができる点及び日光
に暴露したときの変色が少なく耐候性に優れることか
ら、 lａ＋ mｂ＝１及びｃ＝２、ｄ＝３の各係数を有す
る、３次元網目状構造を有する結晶性化合物が好まし
い。

【０００７】上記一般式〔１〕におけるＭ¹は、いずれ
も防かび、抗菌性及び防藻性を示す金属として知られた
ものであり、これらの中で銀は、安全性の他、防かび、
抗菌性及び防藻性を顕著に高めることができる金属とし
て特に有効である。

【０００８】上記一般式〔１〕におけるＡは、アルカリ
金属イオン、アルカリ土類金属イオン、アンモニウムイ
オン又は水素イオンから選ばれる少なくとも１種のイオ
ンであり、好ましい具体例には、リチウム、ナトリウム
及びカリウム等のアルカリ金属イオン、マグネシウム又
はカルシウム等のアルカリ土類金属イオン、アンモニウ
ムイオン又は水素イオンがあり、これらの中では、化合
物の安定性及び安価に入手できる点から、リチウム、ナ
トリウム、アンモニウムイオン及び水素イオンが好まし
いイオンである。

【０００９】上記一般式〔１〕におけるＭ²は、４価金
属であり、好ましい具体例には、ジルコニウム、チタン
又は錫があり、化合物の安全性を考慮すると、ジルコニ
ウムは特に好ましい４価金属である。

【００１０】上記一般式〔１〕のリン酸塩系化合物の具
体例として、以下のものがある。 Ａｇ_0.005Ｌｉ_0.995Ｚｒ₂（ＰＯ₄）₃ Ａｇ_0.01（ＮＨ₄）_0.99Ｚｒ₂（ＰＯ₄）₃ Ａｇ_0.05Ｎａ_0.95Ｚｒ₂（ＰＯ₄）₃ Ａｇ_0.2Ｋ_0.8Ｔｉ₂（ＰＯ₄）₃ Ａｇ_0.1Ｈ_0.9Ｚｒ₂（ＰＯ₄）₃ 及び化合物１モル当たりの銀イオンの電荷量と同じ電荷
量になるようにしながら、上記各式におけるＡｇの一部
又は全部をＺｎ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｐｂ、Ｈｇ、Ｓｎ、又は
Ｃｕと置換した化合物、 Ａｇ_0.001Ｌｉ_1.999Ｚｒ（ＰＯ₄）₂ Ａｇ_0.01Ｎａ_1.99Ｚｒ（ＰＯ₄）₂ Ａｇ_0.01Ｋ_1.99Ｓｎ（ＰＯ₄）₂・１.２Ｈ₂Ｏ Ａｇ_0.1（ＮＨ₄）_1.9Ｔｉ（ＰＯ₄）₂・４Ｈ₂Ｏ Ａｇ_0.02Ｈ_1.98Ｚｒ（ＰＯ₄）₂・１.７Ｈ₂Ｏ 及び化合物１モル当たりの銀イオンの電荷量と同じ電荷
量になるようにしながら、上記各式におけるＡｇの一部
又は全部をＺｎ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｐｂ、Ｈｇ、Ｓｎ、又は
Ｃｕと置換した化合物。

【００１１】本発明に用いるリン酸塩系化合物の平均粒
径は、不織布中に均一に分散させるため、１μｍ以下が
好ましい。

【００１２】本発明に用いるリン酸塩系化合物を合成す
る方法として、焼成法、湿式法及び水熱法等、公知の方
法はいずれも採用できるが、経済性がよく高純度で結晶
性のよい微粒子状のリン酸ジルコニウムを合成するには
水熱法が最も適している。具体的合成法として水熱法に
よる方法を以下に例示する。硫酸ジルコニウムの水溶液
に、攪拌しながら燐酸二水素アンモニウムを徐々に加
え、沈澱物を生成する。その後、苛性ソーダ水溶液にて
反応液のｐＨ値を２に調整し、１３０℃に保持した密閉
容器中、飽和蒸気圧下で３２時間沈澱物を加熱した後、
沈澱物を濾過、水洗、乾燥、粉砕し、結晶質リン酸ジル
コニウムＮＨ 4Ｚｒ 2（ＰＯ 4） 3を得る。さらに、この結
晶質リン酸ジルコニウムを適当な濃度の硝酸銀水溶液中
に加え、攪拌することにより、平均粒径が１μｍ以下の
抗菌性リン酸塩Ａｇ_X（ＮＨ 4） 1_-XＺｒ 2（ＰＯ 4） 3を得
る（ｘは１未満の正数である。）。

【００１３】なお、一般式〔１〕におけるａの値は、抗
菌性金属イオンを担持させるための水溶液における抗菌
性金属イオンの濃度、及び抗菌性金属イオンを担持させ
る化合物をその水溶液に浸漬する時間又は温度等を調整
することにより、必要とする特性及び使用条件等に応じ
て、適宜調整することができる。

【００１４】一般式〔１〕におけるａの値は、極めて小
さい場合でも防かび及び抗菌性を発揮させることができ
るが、０．００１未満であると長時間防かび及び抗菌性
を発揮させることが困難となる恐れがあることと、経済
性をも考慮すると、０．０１以上かつ０．５以下の値と
することが好ましい。

【００１５】本発明で用いるリン酸塩系化合物は熱及び
光の暴露に対して安定であり、５００℃以上、場合によ
っては８００℃での加熱後であっても構造及び組成が全
く変化せず、紫外線の照射によっても何等変色を起こさ
ない。又、液体状態にある水と接触したり、酸性溶液中
でも骨格構造の変化がみられない。このように本発明で
用いるリン酸塩系化合物は化学的及び物理的に安定であ
るため、食品工業や医療の分野で使用しても安全性は非
常に高い。又、本発明の抗菌性不織布は、その製造工程
や保存、さらには使用時において、従来の抗菌性不織布
のように加熱温度或いは遮光等の制約をうけることがな
い。

【００１６】また、本発明で用いるリン酸塩系化合物
は、平均粒径１μｍ以下で、狭い粒度分布を有する微粒
子状として容易に得ることができるため、リン酸塩系化
合物を繊維中に含有させても、紡糸による糸切れの問題
や繊維を形成する樹脂に混合する際の分散性の問題が生
じない。又、バインダーを用いて不織布の繊維表面にリ
ン酸塩系化合物を付着させる場合にも、樹脂中に均一に
かつ強固に保持されるので、摩擦等の物理的要因による
リン酸塩系化合物粒子の脱落は極めて少ない。不織布は
強度が強いことが通常特徴となっているため、その使用
状況は厳しいものがある。そのため、摩擦等による粒子
の脱落に留意することはもちろん、例えば、水フィルタ
ーへの利用を考えると、溶出性についても問題となる。
無機系抗菌剤は有機溶剤には溶けにくいが、酸性水溶液
には若干溶解することがある。成分である抗菌性金属が
溶出する場合には抗菌効果の減少や寿命が問題となる
が、本発明で用いる抗菌剤は耐酸性が強く酸性溶液にも
溶解しない特徴を有しているため抗菌効果の持続性が高
い。

【００１７】○不織布 本発明に用いられる不織布の原料繊維の材質には特に制
限はなく、具体的には例えばナイロン、アクリル、レー
ヨン、ポリエステル、セルロースエステル、ビニロン、
ポリプロピレン等の合成繊維、天然繊維の他、無機繊維
であるガラス繊維、炭素繊維、アルミナ繊維等を用いる
ことができる。これらの材質は特に限定されず、不織布
の使用状況により適宜選択することができる。例えば、
抗菌効果を高度に発揮させようとする場合、親水性の高
いレーヨン、ビニロン等は好ましく、吸水性の高い樹脂
であるレーヨンは、特に好ましい。また、透湿性や耐薬
品性等が要求される場合には、ポリプロピレン不織布が
好ましい。

【００１８】○不織布の調製方法 不織布の製法は限定されず、乾式法又は湿式法等の公知
の方法はいずれも採用でき、具体的には、例えばニード
ルパンチ機を用いて繊維同士を絡ませたり、糸を用いて
縫い止める等の機械的接結方法、熱、圧力又はバインダ
ーを用いる接着方法等が挙げられる。

【００１９】抗菌剤を不織布に保持させる方法には特に
制限はなく、例えば不織布の原料繊維を紡糸する段階で
常法により予め練りこんだり、抗菌剤を配合したバイン
ダーを用いて原料繊維を接着することにより不織布に加
工したり、またできあがった不織布の繊維の表面に、バ
インダーを用いて抗菌剤を付着させる後加工による方法
がある。これらの方法の中では、保持のしやすさ及び少
量の抗菌剤で効果を発揮させることができること等によ
り後加工が最も好ましい加工方法である。好ましいバイ
ンダーとして、水溶性接着剤、溶剤可溶性接着剤、ビス
コース液、水性エマルジョン及び合成樹脂粉末等がある
が、これらの中で特に好ましいバインダーは水性エマル
ジョンであり、抗菌性を効果的に発揮させるため親水性
の高い成分よりなるものを用いることが望ましい。

【００２０】不織布に対する抗菌剤の添加量は、不織布
の材質、多孔率、繊度等の種類や加工法、使用条件等に
より適宜調整すればよく、例えば、原料繊維の紡糸段階
で添加する場合は繊維に対して０．１〜１０ｗｔ％の配
合が適当であり、後加工によりバインダー等を用いて抗
菌剤を付着させる場合にはバインダーの固形分に対して
１０〜６０ｗｔ％を混合し、布状の比較的薄い不織布に
対しては０．１ｇ／ｍ 2程度、厚めの不織布に対しては
１ｇ／ｍ 2程度を付着させれば十分な抗菌効果が得られ
る。但し、抗菌効果の持続性、速効性又はより強力な効
果が得たいときは適宜添加量を増やすこともできる。

【００２１】本発明の抗菌性不織布はフィルムや紙等と
ラミネートして用いることもできる。また、抗菌剤に加
えて活性炭等の吸着剤を併用することにより脱臭効果を
高めることもできる。

【００２２】本発明の抗菌性不織布は防かび、防藻及び
抗菌性を必要とする種々の分野で利用することができる
他、脱臭用途にも用いることができる。具体的な応用用
途としては、各種フィルター、カーペット、ワイピング
クロス、食品又は医療品等の各種包材、寝具、衣類、紙
おむつや生理用品等の吸収性衛生製品、タオル、マス
ク、靴の中敷、スポーツウエア、各種スポーツ用品、各
種詰め物、果物等の輸送の際のクッション、包帯等が挙
げられる。

【００２３】以下、本発明を実施例により具体的に説明
する。

【実施例】

参考例「抗菌剤の調製」 硫酸ジルコニウムの水溶液及びリン酸２水素アンモニウ
ムの水溶液をジルコニウムとリンの比が２：３になるよ
うに混合することにより沈澱物を生成させ、水酸化ナト
リウムの水溶液を用いてｐＨを２に調整した後、密封容
器に移して水熱状態下で１５０℃、２４時間加熱するこ
とにより、結晶質リン酸ジルコニウムを得た。上記よう
にして得た結晶質リン酸ジルコニウムを硝酸銀の水溶液
に添加し、室温で４時間攪拌した後、十分に水洗し、乾
燥、粉砕することにより、抗菌剤を得た。得られた抗菌
剤は平均粒径が０．４７μｍの白色粉末であり、組成は
Ａｇ_0.013 （ＮＨ 4）_0.987 Ｚｒ₂ （ＰＯ₄ ）₃ であっ
た。

【００２４】実施例１ 「抗菌性不織布の調製」 参考例にて調製した抗菌剤をウレタンエマルジョン系バ
インダーにその固形分１００部当たり３０部の割合で配
合し、これをレーヨン繊維不織布及びポリプロピレン繊
維不織布に塗布することにより、抗菌剤を不織布に付着
した抗菌性不織布を得た。上記のようにして得た抗菌性
不織布を表１に示す。

【００２５】

【表１】

【００２６】実施例２「抗菌力試験」 実施例１にて得た不織布の抗菌力試験を以下のように行
った。１枚当りの菌数が１０ 4〜１０ 5個となるように、
不織布（５ｃｍ×５ｃｍ）に大腸菌の菌液を表面に一様
に接種し、接種直後と３７℃で６時間保存した後に菌数
測定用培地（ＳＣＤＬＰ液体培地）にて生残菌を洗いだ
し、この洗液を試験液とした。試験液について菌数測定
用培地による混釈平板培養法（３７℃、２４時間）によ
り生菌数を測定して、供試品１枚当りの生菌数に換算し
た。得られた結果を表２に示す。

【００２７】

【表２】

【００２８】実施例３「水処理試験」 実施例１にて得た不織布を用いて以下のように水処理試
験を行った。ビーカーに入れて一週間放置した後、大腸
菌を２×１０ 2個添加した水道水（１００ｃｃ）中に不
織布（５ｃｍ×５ｃｍ）を沈めた。２５℃で１週間保存
し、大腸菌接種２時間後、１日後及び７日後の生菌数を
菌数測定用培地による混釈平板培養法により測定した。
得られた結果を表３に示す。

【００２９】

【表３】

【００３０】

【発明の効果】本発明の抗菌性不織布は、化学的及び物
理的に安定な均一微粒子の抗菌剤を保持する不織布から
なり、変色を起こさず、少量の抗菌剤使用量で効果的に
抗菌性を発揮し、しかも厳しい条件下においても長期に
渡って永続的に抗菌、防かび及び防藻効果を有する材料
として極めて有用である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】下記一般式〔１〕で示される抗菌剤を保持
   することを特徴とする抗菌性不織布。 Ｍ¹ _aＡ_bＭ² _c（ＰＯ₄）_d・ｎＨ₂Ｏ 〔１〕 （Ｍ¹は銀、銅、亜鉛、錫、水銀、鉛、鉄、コバルト、
   ニッケル、マンガン、砒素、アンチモン、ビスマス、バ
   リウム、カドミウム又はクロムから選ばれる少なくとも
   １種の金属イオンであり、Ａはアルカリ金属イオン、ア
   ルカリ土類金属イオン、アンモニウムイオン又は水素イ
   オンから選ばれる少なくとも１種のイオンであり、Ｍ²
   は４価金属であり、ｎは０≦ｎ≦６を満たす数であり、
   ａ及びｂはいずれも正数であり、ｃ及びｄは lａ＋ mｂ
   ＝１の時、ｃ＝２、ｄ＝３、 lａ＋mｂ＝２の時、ｃ＝
   １、ｄ＝２である。但し、 lはＭ¹の価数であり、 mは
   Ａの価数である。）