JPH0684247B2 - 抗菌性無定形アルミノケイ酸塩 - Google Patents

抗菌性無定形アルミノケイ酸塩

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JPH0684247B2
JPH0684247B2 JP62323514A JP32351487A JPH0684247B2 JP H0684247 B2 JPH0684247 B2 JP H0684247B2 JP 62323514 A JP62323514 A JP 62323514A JP 32351487 A JP32351487 A JP 32351487A JP H0684247 B2 JPH0684247 B2 JP H0684247B2
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    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、種々の細菌及びカビ類に対して抗菌効果を有
する無定形アルミノケイ酸塩(以下AASという)及びそ
の製造法に関する。
〔従来の技術〕
従来から無機系の抗菌剤として例えば活性炭に銀を担持
したもの(特開昭49−61950号)、有機系の抗菌防黴剤
として例えばN−(フルオロジクロロメチルチオ)−フ
タルイミドが知られている。しかし、前者(無機系のも
の)は、銀イオンの溶液への溶出が早く、抗菌効果を永
続的に得られないという問題点が有った。一方、後者
(有機系のもの)は、菌の種類によっては抗菌作用を示
さない(菌の種類による汎用性を欠く)ものがあり、ま
た耐熱性を付与したタイプのものでも、150〜300℃で樹
脂に練り込む際に分解しあるいは蒸発し、効果の減少す
るものであった。
このような従来の抗菌剤の持つ問題点を解消するものと
して、ゼオライトやAASに抗菌性成分を担持したいわゆ
る抗菌性ゼオライトや抗菌性AASが開発されている(特
公昭61−22977号、特開昭60−181002号)。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記の抗菌性AASは、確かに水中あるいは空気中に放置
した際の抗菌力の永続性に優れ、かつ、樹脂への練り込
みの際に変質等することがない優れた抗菌剤である。
しかるに該抗菌性AASを練り込んだ樹脂が、経時的に徐
々に変色するという問題点があった。変色によりAASの
抗菌性に変化はない。しかし該抗菌性AASを含有する樹
脂成形品の変色は、それを利用した商品の価値を著しく
低下せしめることがある。
そこで本発明の目的は、樹脂に添加しても、該樹脂を経
時的に変色させることがなく、かつ従来の抗菌性AASと
同等の優れた抗菌性を有する抗菌性AASを提供すること
にある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、M2O(Mはアルカリ金属である)含有率10%
以下の無定形アルミノケイ酸塩中のイオン交換可能なイ
オンの一部または全部を抗菌性金属イオンで置換した抗
菌性無定形アルミノケイ酸塩に関する。
以下本発明について詳細する。
本発明において、原料として用いるAAS(無定形アルミ
ノケイ酸塩)は、特に制限なく、従来から知られている
ものをそのまま用いることができる。AASは一般に組成
式xM2O・Al2O3・ySiO2・zH2Oで表示され、ここでMは一
般にはアルカリ金属元素(例えばナトリウム、カリウム
等)である。またx、y、zはそれぞれ金属酸化物、シ
リカ、結晶水のモル比率を示している。AASはゼオライ
トと称されている結晶性アルミノ珪酸塩と異なり、X線
回折分析でも回折パターンが現れない非晶質の物質であ
り、その合成工程にて数10Aの極く微細なゼオライト結
晶が生成し、その表面にSiO2、Al2O3、M2Oなどが複雑に
組合された非晶質物質が付着した構造と考えられてい
る。AASの製造は一般にはアルミニウム塩溶液、ケイ素
化合物溶液およびアルカリ金属塩溶液を所定の濃度で60
℃以下の低温度域で反応させ、結晶化が進行する前に水
洗して製造される。製造法としては例えば特公昭52−58
099号、特開昭55−162418号などに記載された方法があ
る。ただし、いずれの方法により得られたAASもアルカ
リ金属酸化物が10%以上含まれている。
本発明の抗菌性AASにおいては、M2O含有率が10%以下好
ましくは8%以下である。M2O含有率をこの範囲に制御
することによって、樹脂に添加した際の樹脂の経時的変
色を有効に防止することができる。
さらに本発明の抗菌性AASは、抗菌性金属イオンでイオ
ン交換されている。抗菌性金属イオンの例としては、
銀、銅、亜鉛、水銀、錫、鉛、ビスマス、カドミウム、
クロム又はタリウムのイオン、好ましくは銀、銅又は亜
鉛のイオンが挙げることができる。
抗菌性金属のうち銀の添加量は0.1〜50%、好ましくは
0.5〜5%とすることが優れた抗菌力を示すという観点
から適当である。またさらに銅、亜鉛、水銀、錫、鉛、
ビスマス、カドミウム、クロム及びタリウムのいずれか
1つあるいは2つ以上の金属を0.1〜10%含有すること
が好ましい。
さらに本発明の抗菌性AASは、上記抗菌性金属に加えて
アンモニウムイオンをイオン交換により含有させること
もできる。アンモニウムイオンは、AAS中に15%まで含
有させることができるが、AAS中のアンモニウムイオン
の含有量は0.5〜5%と、好ましくは0.5〜2%とするこ
とが、該AASの変色を有効に防止するという観点から適
当である。尚、本明細書において、%とは110℃乾燥基
準の重量%をいう。
以下本発明の抗菌性AASの製造方法について説明する。
本発明の抗菌性ゼオライトは、例えば以下の(1)及び
(2)の方法により製造することができる。
(1) M2O(Mはアルカリ金属である)含有率10%以
下の無定形アルミノケイ酸塩と抗菌性金属イオンとを接
触させて、無定形アルミノケイ酸塩中のイオン交換可能
なイオンと抗菌性金属イオンとを交換することにより抗
菌性アルミノケイ酸塩を製造することができる。
(2) 無定形アルミノケイ酸塩スラリーのpHを6以下
に調整し、次いで該スラリー中の無定形アルミノケイ酸
塩と抗菌性金属イオンとを接触させて、無定形アルミノ
ケイ酸塩中のイオン交換可能なイオンと抗菌性イオンと
を交換することにより抗菌性アルミノケイ酸塩を製造す
ることができる。
(1)の方法において無定形アルミノケイ酸塩(AAS)
としてM2O含有率が10%以下のものを用いる。通常の方
法で得られるAASは10%を超えるM2Oを含有する。そこで
前記方法により得られたAASを例えば水に懸濁させ、次
いで得られたスラリーを攪拌しながら酸水溶液を滴下す
ることによりAAS中のアルカリ金属及び/又はアルカリ
土類金属の中和することによりM2O含有率を10%以下に
調整することができる。酸水溶液として0.1N以下の濃度
の希酸水溶液を用い、攪拌条件及び反応規模によっても
異なるが滴下速度100ml/30分以下で行うことが好まし
い。さらに中和は、スラリーのpHが3〜6、好ましくは
4〜5の範囲にすることが好ましい。又、中和に使用で
きる酸としては硝酸、硫酸、過塩素酸、リン酸、塩酸な
どの無機酸及びギ酸、酢酸、シュウ酸、クエン酸などの
有機酸等を挙げることができる。
中和して得られたM2O含有率10%以下のAASは濾過し、水
洗し、スラリーとしてそのまま(1)の方法に用いるこ
ともできるし、あるいは乾燥してM2O含有率10%以下のA
ASとしてもよい。
(1)の方法においてM2O含有率10%以下のAASのスラリ
ーと抗菌性金属イオン含有水溶液とを混合して銀イオ
ン、銅イオン、亜鉛イオン等の抗菌性金属イオンを含有
する混合水溶液にAASを接触させて、AAS中のイオン交換
可能なイオンと上記イオンとを置換させる。接触は、5
〜70℃、好ましくは40〜60℃で1〜24時間、好ましくは
10〜24時間バッチ式又は連続式(例えばカラム法)によ
って行うことができる。混合水溶液中の各イオンは、通
常いずれも塩として供給される。例えば銀イオンは、硝
酸銀、硫酸銀、過塩素酸銀、酢酸銀、ジアンミン銀硝酸
塩、ジアンミン銀硫酸塩等、銅イオンは硝酸銅(II)、
過塩素酸銅、酢酸銅、テトラシアノ銅酸カリウム、硫酸
銅等、亜鉛イオンは硝酸亜鉛(II)、硫酸亜鉛、過塩素
酸亜鉛、チオシアン酸亜鉛、酢酸亜鉛等、水銀イオン
は、過塩素酸水銀、硝酸水銀、酢酸水銀等、錫イオン
は、硫酸錫等、鉛イオンは、硫酸鉛、硝酸鉛等、ビスマ
スイオンは、塩化ビスマス、ヨウ化ビスマス等、カドミ
ウムイオンは、過塩素酸カドミウム、硫酸カドミウム、
硝酸カドミウム、酢酸カドミウム等、クロムイオンは、
過塩素酸クロム、硫酸クロム、硫酸アンモニウムクロ
ム、硝酸クロム等、タリウムイオンは、過塩素酸タリウ
ム、硫酸タリウム、硝酸タリウム、酢酸タリウム等を用
いることができる。
アンモニウムイオンを含有させる場合には、例えば硝酸
アンモニウム、硫酸アンモニウム、酢酸アンモニウム、
過塩素酸アンモニウム、チオ硫酸アンモニウム、リン酸
アンモニウム等を用いることができる。
AAS中のアンモニウムイオン等の含有量は前記混合水溶
液中の各イオン(塩)濃度を調節することによって、適
宜制御することができる。例えば抗菌性AASが銀イオン
を含有する場合、前記混合水溶液中の銀イオン濃度を0.
01M/〜0.30M/とすることによって、適宜銀イオン含
有量0.5〜6%の抗菌性AASを得ることができる。又、抗
菌性AASがさらに銅イオン、亜鉛イオンを含有する場
合、前記混合水溶液中の銅イオン濃度は0.05M/〜0.4M
/、亜鉛イオン濃度は0.05M/〜0.4M/とすることに
よって、適宜銅イオン含有量1〜8%、亜鉛イオン含有
量1〜8%の抗菌性AASを得ることができる。
本発明においては、前記の如き混合水溶液以外に各イオ
ンを単独で含有する水溶液を用い、各水溶液とAASとを
逐次接触させることによって、イオン交換することもで
きる。各水溶液中の各イオンの濃度は、前記混合水溶液
中の各イオン濃度に準じて定めることができる。
イオン交換が終了したAASは、充分に水洗した後、乾燥
する。乾燥は、常圧で105℃〜115℃、又は減圧(1〜30
torr)下70℃〜90℃で行うことが好ましい。
尚、錫、ビスマスなど適当な水溶性塩類のないイオンや
有機イオンのイオン交換は、アルコールやアセトンなど
の有機溶媒溶液を用いて難溶性の塩基性塩が析出しない
ように反応させることができる。
一方(2)の方法は、常法により得られたAASのスラリ
ーのpHを6以下、好ましくは3〜6、より好ましくは4
〜5に調整して、AAS中のM2O含有率を10%以下とする。
該pHの調整は前記(1)の方法において例示した方法を
同様に用いることができる。
次いでpHを調整したスラリーと抗菌性金属イオン含有溶
液とを混合して、該スラリー中のAASをイオン交換する
ことができる。イオン交換法等は(1)の方法と同様の
方法をそのまま採用することかできる。
この様にして得られた本発明の抗菌性AASの抗菌性は、
種々の一般細菌、真菌、酵母菌に対する最少発育阻止濃
度(MIC)を測定することにより評価することができ
る。
テストには以下に示す菌を用いることができる。バシラ
ス・セレウス・バー・マイコイデス 〔Bacillus cereus var mycoides,ATCC 11778(麦
胞)〕 エシェリチア・コリー 〔Esherichia coli,IFO 3301〕 シュードモナス・エルギノーザ 〔Pseudomonas aeruginosa,IIDP−1〕 スタフィロコッカス・オーレアス 〔Staphylococcus aureus,ATCC 6538P〕 ストレプトコッカス・ファエカリス 〔Strepto coccus faecalis,RATCC 8043〕 アスペルギラス・ニガー 〔Aspergillus niger IFO 4407〕 オーレオバシディウム・ブルランス 〔Aureobasidium pullulans IFO 6353〕 ケトミウム・グロボーサム 〔Chaetomium globosum ATTCC 6205〕 グリオクラディウム・ビレンス 〔Gliocladium virens IFO 6355〕 ペニシリウム・フニクロスム 〔Penicillum funiculosum IFO 6345〕 カンディダ・アルビカンス 〔Candida albicans IFO 1594〕 サッカロマイセス・セレビシェ 〔Saccharomyces cerevisiae IFO 1950〕 最小発育阻止濃度の試験は抗菌性AASのテストサンプル
を任意濃度に添加した平板培地に接種用菌液を塗抹培養
後、発育が阻止される最低濃度をもって最小発育阻止濃
度とする。
本発明の抗菌性AAS及び樹脂を含有する抗菌性樹脂組成
物を提供することもできる。樹脂としては、例えばポリ
エチレン、ポリプロピレン、塩化ビニル、ABS樹脂、ナ
イロン、ポリエステル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアミ
ド、ポリスチレン、ポリアセタール、ポリビニルアルコ
ール、ポリカーボネイト、アクリル樹脂、ふっ素樹脂、
ポリウレタンエラストマー、ポリエステルエラストマ
ー、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽
和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、レ
ーヨン、キュプラ、アセテート、トリアセテート、ビニ
リデン、天然及び合成ゴムなどの熱可塑性又は熱硬化性
樹脂を挙げることができる。本発明の抗菌性樹脂組成物
は、前記抗菌性AASを上記樹脂に直接練込み又は表面に
コーティングすることにより得ることができる。上記樹
脂に抗菌・防黴・防藻機能を付加するという観点から0.
05〜80%、好ましくは0.1〜80%の抗菌性AASを含有させ
ることが適当である。尚、抗菌性樹脂組成物のMICは前
記と同様に行うことができる。さらに、樹脂の変色を実
質的に防止するという観点からは抗菌性AASの含有率を
0.1〜3%とすることが好ましい。
本発明の前記抗菌性AASは、さらに種々の分野で利用す
ることができる。
水系分野では浄水器、クーリングタワー水、各種冷却水
の抗菌防藻剤として利用可能であり又、切花延命剤とし
ても利用可能である。
塗料分野では油性塗料、ラッカー、ワニス、アルキル樹
脂系、アミノアルキド樹脂系、ビニール樹脂系、アクリ
ル樹脂系、エポキシ樹脂系、ウレタン樹脂系、水系、粉
体系、塩化ゴム系、フェノール系、などの各種塗料に直
接混合し又は塗膜表面にコーティングして、塗膜に抗菌
・防黴・防藻機能を付加する事が可能である。建築分野
では目地材、壁材、タイルなどに混合し、又はそれらの
表面にコーティングして抗菌・防黴・防藻機能を付加す
る事が可能である。
製紙分野ではぬれティッシュ、紙包材、ダンボール、敷
紙、鮮度保持紙に抄き込み、又はコーティングすること
によってこれらの紙に抗菌・防黴機能を付加する事が可
能であり、又、特に製紙分野ではスライムコントロール
剤としても利用可能である。
本発明の抗菌性AASは、上記の諸分野に限らず、一般細
菌・真菌、藻、など微生物の発生、増殖の防止を必要と
するあらゆる分野で利用可能である。
以下本発明を実施例によりさらに詳しく説明する。
参考例1 水酸化アルミニウム19.4kgを水酸化ナトリウム49%溶液
22.3kgに加え、加熱溶解した後、水34.7を加えて30℃
に保持した(I液)。一方、ケイ酸ナトリウム42.0kgに
水25.5を加えて、30℃に保持した(II液)。I液及び
II液を水酸化ナトリウム49%溶液4.1kgに水21.3を加
えた液(III液)を入れた反応槽に注入した。上述の操
作後、攪拌しながら、温度を50±2℃に保持し30分間反
応させた。生成物を濾過し、固相成分に温水にて洗浄し
過剰のアルカリを除去した。さらに100℃にて乾燥し、
サンプルを得た。このサンプルは化学組成比でNa2O:Al2
O3:SiO2=0.93:1:2.55であり、X線回折分析では回折ピ
ークがまったく認められない無定形アルミノケイ酸塩で
あった。
参考例2 水酸化カリウム10.6kgを水32.1に加え溶解した。この
液に水酸化アルミニウム3.9kgを加え加熱溶解した後、3
0℃に保持した(I液)。一方コロイダルシリカ(スノ
ーテックス30)19.8kgに水40.1を加えて、30℃に保持
した(II液)。I液及びII液を水酸化カリウム11.6kgを
水12.6に溶かした液(III液)を入れた反応槽に注入
した。以下参考例1と同様に操作した。得られたサンプ
ルは化学組成比でK2O:Al2O3:SiO2=0.97:1:2.06であ
り、X線回折分析では回折ピークがまったく認められな
い無定形アルミノケイ酸塩であった。
実施例1(抗菌性AASの調製) 参考例1で得たxNa2O:Al2O3:ySiO2の組成比でxが0.5−
1.3、yが1.3−10のAASを使用した。これらAASを1kg分
取し、1の水に懸濁させ、これに0.05Nの硝酸水溶液
を100ml/30分の滴下速度で滴下し、所定のpH値(5〜
7)に調整した。次いで該スラリーにイオン交換の為、
所定濃度の抗菌性金属塩の混合水溶液3を加えた。こ
の反応は室温から60℃にて10〜24時間攪拌し平衡状態に
到達させた。イオン交換終了後AAS相をロ過し室温の水
又は温水でAAS相中の過剰の銀イオンがなくなる迄水洗
した。次にサンプルを110℃で加熱乾燥し、19種類のサ
ンプルを得た。使用したAAS及び得られたA−1〜19の
抗菌性AASサンプルに関するデータを表1に示す。
さらに参考例2で得たAASを用いて上記とサンプルA−
1〜19と同様にしてC−1及び2の抗菌性AASサンプル
を得た。これらサンプルに関するデータを表1に示す。
硝酸でpHを5〜7に調整したAASスラリーを濾過、水
洗、乾燥し、得られたAAS1kgを2の水に懸濁し、pHを
調節して得られたスラリーを抗菌性金属によるイオン交
換に供した他は、前記サンプルA−1〜19を得る方法と
同様にしてサンプルB−1〜5を得た。これらサンプル
に関するデータを表1に示す。
実施例2(変色試験) 加熱乾燥した抗菌性AASサンプルを練込量1wt%で樹脂に
練込んだ後に射出成型(滞留時間2分)してサンプルを
得た(ピースの寸法:7.3cm×4.4cm×2mm)。射出成型直
後のサンプルの色、及び該サンプルを屋外にて10、20及
び30日間日光照射した後のサンプルの色を、各サンプル
を白ケント紙(L*a*b*93.1、−0.7、−0.5)上に
置いてミノルタ色彩色差計CR−100型(D65光線使用)を
用いて測定した。結果を表2及び第1図〜第3図に示
す。尚、ΔEはL*、a*、b*から求められた。
(樹脂) ポリプロピレン(PP):宇部興産製J−109G 低密度ポリエチレン(LDPE):旭化成製サンテック F
−1920 高密度ポリエチレン(HDPE):旭化成製サンテック HD
S−360 直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE):三菱化成製FU−2
0G 第1図によれば、M2O含有率が10%以下の抗菌性AASは樹
脂に添加した場合、該樹脂は実用上許容し得るΔEを有
すること、及びM2O含有率が8%以下になるとΔEは最
小となり、さらに好ましいことがわかる。
実施例3(抗菌力試験) 抗菌力の評価は下記の方法により実施した。
試験菌株としてはアスペルギラス・ニガー(Aspergillu
s niger)IFO 4407(カビ)、カンディダ・アルビカン
ス(Candida albicans)IFO 1594(酵母)、シュードモ
ナス・エルギノーザ(Pseudomonas aeruginosa)IID P
−1(グラム陰性一般細菌)及びスタフィロコッカス・
オーレアス(Staphylococcus aureus)ATCC 6538P(グ
ラム陽性一般菌)の4種類を使用した。
増菌用培地は細菌用:Mueller−Hinton Broth(Difc
o)、カビ用:ポテトデキストロース寒天培地(栄
研)、酵母用:Yeast Morphology Agar(Difco)を使用
した。感受性測定用培地は細菌用:Mueller−Hinton Med
ium(Difco)、カビ・酵母用:サブロー寒天培地(栄
研)を使用した。
感受性測定用平板の作成は以下の如く実施した。
滅菌精製水で各サンプルの希釈段階懸濁液を調製し、こ
れを溶解後50〜60℃となった感受性測定用培地に、培地
の1/9量加えて、充分に混合後シャーレに分注、固化さ
せて、感受性測定用平板とした。
接種用菌液の調製は細菌用:増菌用培地に継代培養した
試験菌株を接種し、培養後菌数が106/mlになるように増
菌培地で希釈して接種用菌液とした。
カビ用:増菌用培地に継代培養した試験菌株を接種、培
養後形成した分生子を約106/mlになるように滅菌0.05%
ポリソルベート80溶液に浮遊させ、接種用菌液とした。
酵母用:増菌用培地に継代培養した試験菌株を接種、培
養後形成した菌体を約106/mlになるように滅菌生理食塩
水に浮遊させ、接種菌液とした。
培養は以下の如く実施した。
接種用菌液を感受性測定用平板にニクロム線ループ(内
径約1mm)で2cm程度画線塗抹し、細菌は37℃、18〜20時
間、カビは25℃、7日間培養した。判定は所定の時間培
養後、発育が阻止された濃度を持って最小発育阻止濃度
とした。
得られた結果を表3に示す。
〔発明の効果〕 本発明によれば樹脂に添加しても、該樹脂を経時的に変
色させることがなく、かつ従来の抗菌性AASと同等の優
れた抗菌性を有する抗菌性AASが提供される。
【図面の簡単な説明】
第1図は、ΔEと抗菌性AAS中のM2Oの含有量との関係を
示す。第2図及び第3図は、抗菌性AASを練り込んだ樹
脂の色の経時的変化を示すためのL*サンプル/L*ブラ
ンクと経過日数との関係を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 A01N 61/00 B 9159−4H (56)参考文献 特開 昭62−70221(JP,A) 特開 昭62−7747(JP,A) 特開 昭63−265809(JP,A) 特開 昭63−260810(JP,A)

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】M2O(Mはアルカリ金属である)含有率10
    %以下の無定形アルミノケイ酸塩中のイオン交換可能な
    イオンの一部又は全部を抗菌性金属イオンで置換した抗
    菌性無定形アルミノケイ酸塩。
  2. 【請求項2】無定形アルミノケイ酸塩のM2O含有率が8
    %以下である特許請求の範囲第(1)項記載の抗菌性無
    定形アルミノケイ酸塩。
  3. 【請求項3】抗菌性金属イオンが銀、銅、亜鉛、水銀、
    錫、鉛、ビスマス、カドミウム、クロム及びタリウムか
    らなる群から選ばれる少なくとも1種の金属のイオンで
    ある特許請求の範囲第(1)項記載の抗菌性無定形アル
    ミノケイ酸塩。
  4. 【請求項4】抗菌性金属イオンが銀、銅、又は亜鉛のイ
    オンである特許請求の範囲第(3)項記載の抗菌性無定
    形アルミノケイ酸塩。
  5. 【請求項5】M2O(Mはアルカリ金属である)含有率10
    %以下の無定形アルミノケイ酸塩と抗菌性金属イオンと
    を接触させて、無定形アルミノケイ酸塩中のイオン交換
    可能なイオンと抗菌性金属イオンとを交換することを特
    徴とする抗菌性無定形アルミノケイ酸塩の製造法。
  6. 【請求項6】無定形アルミノケイ酸塩スラリーのpHを6
    以下に調整し、次いで該スラリー中の無定形アルミノケ
    イ酸塩と抗菌性金属イオンとを接触させて、無定形アル
    ミノケイ酸塩中のイオン交換可能なイオンと抗菌性イオ
    ンとを交換することを特徴とする抗菌性無定形アルミノ
    ケイ酸塩の製造法。
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