JPH07257938A - 抗菌性を有する溶解性ガラス組成物 - Google Patents
抗菌性を有する溶解性ガラス組成物Info
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- JPH07257938A JPH07257938A JP4837794A JP4837794A JPH07257938A JP H07257938 A JPH07257938 A JP H07257938A JP 4837794 A JP4837794 A JP 4837794A JP 4837794 A JP4837794 A JP 4837794A JP H07257938 A JPH07257938 A JP H07257938A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
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- C03C3/14—Silica-free oxide glass compositions containing boron
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- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
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- C03C2204/02—Antibacterial glass, glaze or enamel
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 樹脂、繊維、紙等に含浸あるいは添着させて
抗菌作用を発揮する亜鉛を含有した硼酸系ガラスからな
る抗菌性を有する溶解性ガラス組成物を提供すること。 【構成】 モル％でZnO ：１５〜５０％、B2O3：４０〜
８０％、Na2O：５〜３０％からなる硼酸系の溶解性ガラ
ス組成物。
抗菌作用を発揮する亜鉛を含有した硼酸系ガラスからな
る抗菌性を有する溶解性ガラス組成物を提供すること。 【構成】 モル％でZnO ：１５〜５０％、B2O3：４０〜
８０％、Na2O：５〜３０％からなる硼酸系の溶解性ガラ
ス組成物。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は樹脂、繊維、紙等の素材
に含浸あるいは添着されて優れた抗菌作用を発揮する亜
鉛を含有した硼酸系ガラスからなる抗菌性を有する溶解
性ガラス組成物に関するものである。
に含浸あるいは添着されて優れた抗菌作用を発揮する亜
鉛を含有した硼酸系ガラスからなる抗菌性を有する溶解
性ガラス組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】素材に抗菌、抗黴、消臭等の機能（本明
細書では単に抗菌性と呼ぶ）を付与する試みは従来から
なされており、例えば樹脂、繊維、紙等の素材に無機系
抗菌剤を練り込んだものが既に知られている。そして、
この種の無機系抗菌剤としては、銅イオンや銀イオンを
イオン交換したゼオライトが知られているが、このゼオ
ライト粒子を練り込んだ樹脂等の素材は抗菌機能が小さ
いこと、溶出速度をコントロールし難いこと、ゼオライ
ト粒子自体の吸湿性が大きく加工性や保管性が悪いこと
等の欠点があった。
細書では単に抗菌性と呼ぶ）を付与する試みは従来から
なされており、例えば樹脂、繊維、紙等の素材に無機系
抗菌剤を練り込んだものが既に知られている。そして、
この種の無機系抗菌剤としては、銅イオンや銀イオンを
イオン交換したゼオライトが知られているが、このゼオ
ライト粒子を練り込んだ樹脂等の素材は抗菌機能が小さ
いこと、溶出速度をコントロールし難いこと、ゼオライ
ト粒子自体の吸湿性が大きく加工性や保管性が悪いこと
等の欠点があった。
【０００３】そこで、本件出願人は上記のような欠点を
解消する新規な溶解性ガラス組成物として銀イオンを含
有する溶解性ガラスを開発し、先に特願平１−２６３４
５３号（特公平４−７４４５３号）として提案した。と
ころが、銀イオンを含有する溶解性ガラスを練り込んだ
樹脂等の素材は優れた抗菌機能を発揮するものの、樹脂
への練り込み時における熱の影響や、水あるいは紫外線
の影響により銀イオンが還元されて黒く着色されてしま
うという現象を生じた。この結果、白い衣料品や衛生用
品等には外観の点で適さないものとなり、素材の用途が
大幅に限定されるという問題点があった。
解消する新規な溶解性ガラス組成物として銀イオンを含
有する溶解性ガラスを開発し、先に特願平１−２６３４
５３号（特公平４−７４４５３号）として提案した。と
ころが、銀イオンを含有する溶解性ガラスを練り込んだ
樹脂等の素材は優れた抗菌機能を発揮するものの、樹脂
への練り込み時における熱の影響や、水あるいは紫外線
の影響により銀イオンが還元されて黒く着色されてしま
うという現象を生じた。この結果、白い衣料品や衛生用
品等には外観の点で適さないものとなり、素材の用途が
大幅に限定されるという問題点があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記のような
従来の問題点を解決して、優れた抗菌機能を長期間にわ
たって安定して発揮することができ、しかも加工性や保
管性にも優れているとともに、いかなる製造条件や使用
条件下においても着色変化することがなくあらゆる用途
の素材にもに適用可能な抗菌性を有する溶解性ガラス組
成物を提供することを目的として完成されたものであ
る。
従来の問題点を解決して、優れた抗菌機能を長期間にわ
たって安定して発揮することができ、しかも加工性や保
管性にも優れているとともに、いかなる製造条件や使用
条件下においても着色変化することがなくあらゆる用途
の素材にもに適用可能な抗菌性を有する溶解性ガラス組
成物を提供することを目的として完成されたものであ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めになされた本発明の抗菌性を有する溶解性ガラス組成
物は、モル％でZnO ：１５〜５０％、B2O3：４０〜８０
％、Na2O：５〜３０％からなることを特徴とするもので
ある。
めになされた本発明の抗菌性を有する溶解性ガラス組成
物は、モル％でZnO ：１５〜５０％、B2O3：４０〜８０
％、Na2O：５〜３０％からなることを特徴とするもので
ある。
【０００６】本発明において使用される溶解性ガラスと
は、制御された溶解速度を持つようにガラスの物理的、
化学的特性を考慮して組成を調節したガラスの総称であ
り、亜鉛イオンを含有させた溶解性ガラスは数時間から
数年間の任意の期間にわたって定められた速度で亜鉛イ
オンを溶出させることができる。そして溶出した亜鉛イ
オンは細菌や微生物の細胞壁に吸着したり細胞膜内に凝
縮していわゆるオリゴジナミー作用により細菌や微生物
の成育を阻害し、抗菌機能を発揮することができる。
は、制御された溶解速度を持つようにガラスの物理的、
化学的特性を考慮して組成を調節したガラスの総称であ
り、亜鉛イオンを含有させた溶解性ガラスは数時間から
数年間の任意の期間にわたって定められた速度で亜鉛イ
オンを溶出させることができる。そして溶出した亜鉛イ
オンは細菌や微生物の細胞壁に吸着したり細胞膜内に凝
縮していわゆるオリゴジナミー作用により細菌や微生物
の成育を阻害し、抗菌機能を発揮することができる。
【０００７】なお、上記のように亜鉛イオンを所定の速
度で溶出させるためには、溶解性ガラスがモル％でZnO
：１５〜５０％、B2O3：４０〜８０％、Na2O：５〜３
０％からなるものとしておく必要がある。ここで、ZnO
を１５〜５０モル％の範囲としたのは、１５モル％未満
では亜鉛の場合、１価の銀イオンと異なりガラス中にお
ける網目形成イオンとなる中間酸化物でその溶出速度が
極めて遅いため、十分な抗菌機能を発揮させるためZnO
として１５モル％以上添加する必要があるからであり、
一方、５０モル％より多い場合には溶解性が悪くなり均
質なガラスを得ることが困難となるからである。また、
B2O3を４０〜８０モル％の範囲としたのは、４０モル％
未満では十分な融剤としての作用を発揮することが困難
となるとともに十分なガラス骨格の形成が困難となり、
一方、８０モル％より多い場合には相対的にZnO の含有
量が１５モル％未満と少なくなり十分な抗菌性を発揮す
ることができなくなるからである。また、Na2Oを５〜３
０％の範囲としたのは、５モル％未満ではクリアなガラ
スが得られず乳白ガラスとなり、この乳白化現象によっ
てガラスが不均質となって安定した抗菌性を発揮するこ
とができなくなり、一方、３０モル％より多い場合には
ガラス成形時に失透を生じ得られたガラスの特性が不安
定となるからである。
度で溶出させるためには、溶解性ガラスがモル％でZnO
：１５〜５０％、B2O3：４０〜８０％、Na2O：５〜３
０％からなるものとしておく必要がある。ここで、ZnO
を１５〜５０モル％の範囲としたのは、１５モル％未満
では亜鉛の場合、１価の銀イオンと異なりガラス中にお
ける網目形成イオンとなる中間酸化物でその溶出速度が
極めて遅いため、十分な抗菌機能を発揮させるためZnO
として１５モル％以上添加する必要があるからであり、
一方、５０モル％より多い場合には溶解性が悪くなり均
質なガラスを得ることが困難となるからである。また、
B2O3を４０〜８０モル％の範囲としたのは、４０モル％
未満では十分な融剤としての作用を発揮することが困難
となるとともに十分なガラス骨格の形成が困難となり、
一方、８０モル％より多い場合には相対的にZnO の含有
量が１５モル％未満と少なくなり十分な抗菌性を発揮す
ることができなくなるからである。また、Na2Oを５〜３
０％の範囲としたのは、５モル％未満ではクリアなガラ
スが得られず乳白ガラスとなり、この乳白化現象によっ
てガラスが不均質となって安定した抗菌性を発揮するこ
とができなくなり、一方、３０モル％より多い場合には
ガラス成形時に失透を生じ得られたガラスの特性が不安
定となるからである。
【０００８】更に、前記溶解性ガラスはモル％でNa2O＋
K2O を５〜３０％（K2O は２０％以下）、CaO およびMg
O の少なくとも１種以上を２０％以下、SiO2を２０％以
下、Al2O3 を２０％以下含有することが好ましく、この
ような組成とすることによってより安定、かつ長期間に
わたって優れた抗菌性を発揮することができる。
K2O を５〜３０％（K2O は２０％以下）、CaO およびMg
O の少なくとも１種以上を２０％以下、SiO2を２０％以
下、Al2O3 を２０％以下含有することが好ましく、この
ような組成とすることによってより安定、かつ長期間に
わたって優れた抗菌性を発揮することができる。
【０００９】このような溶解性ガラスは好ましくは粒径
を10μm 以下の粉末とし、例えば樹脂繊維素材中に練り
込んだり添着したりして抗菌性を有する素材を成形する
のに供される。ここで、溶解性ガラスの粒径を10μm 以
下とするのは、前述のように亜鉛イオンの溶出速度が遅
いため比表面積を大きくして十分な抗菌機能を発揮させ
るためであり、また溶解性ガラスの添加量としては素材
の10〜30重量％程度が好ましい。この結果、亜鉛イオン
の初期溶出速度は２μg/g/day 以上に制御され、この素
材で成形された製品は十分な抗菌機能を発揮することと
なる。
を10μm 以下の粉末とし、例えば樹脂繊維素材中に練り
込んだり添着したりして抗菌性を有する素材を成形する
のに供される。ここで、溶解性ガラスの粒径を10μm 以
下とするのは、前述のように亜鉛イオンの溶出速度が遅
いため比表面積を大きくして十分な抗菌機能を発揮させ
るためであり、また溶解性ガラスの添加量としては素材
の10〜30重量％程度が好ましい。この結果、亜鉛イオン
の初期溶出速度は２μg/g/day 以上に制御され、この素
材で成形された製品は十分な抗菌機能を発揮することと
なる。
【００１０】以上に説明したような本発明の溶解性ガラ
スは、例えば樹脂繊維等の素材に練り込まれて衣料、タ
オル、スポーツ用品、エアコン用フィルター、日用雑貨
ブラシ、歯ブラシ等に広く使用されるが、いずれの場合
にも水分に接すると繊維内部に練り込まれた溶解性ガラ
スの粉末から徐々に亜鉛イオンが一定速度で溶出し、優
れた抗菌機能を発揮する。しかも、従来の銀イオンと異
なり熱や紫外線等によって還元・着色することもない。
このため、本発明の溶解性ガラスを適用した素材からな
る製品は抗菌、抗黴、消臭効果を生じて衛生的であるの
みならず、清潔感を重視する現代の風俗によくマッチし
たものであるとともに、着色変化がなくあらゆる製品に
使用することが可能となる。
スは、例えば樹脂繊維等の素材に練り込まれて衣料、タ
オル、スポーツ用品、エアコン用フィルター、日用雑貨
ブラシ、歯ブラシ等に広く使用されるが、いずれの場合
にも水分に接すると繊維内部に練り込まれた溶解性ガラ
スの粉末から徐々に亜鉛イオンが一定速度で溶出し、優
れた抗菌機能を発揮する。しかも、従来の銀イオンと異
なり熱や紫外線等によって還元・着色することもない。
このため、本発明の溶解性ガラスを適用した素材からな
る製品は抗菌、抗黴、消臭効果を生じて衛生的であるの
みならず、清潔感を重視する現代の風俗によくマッチし
たものであるとともに、着色変化がなくあらゆる製品に
使用することが可能となる。
【００１１】
【実施例】表１に示されるような組成の原料調合物を１
０００〜１３００℃で溶解してガラスを成形後、得られ
たガラスを５００±９０μｍに粉砕し、２０℃の水中に
６時間浸漬して１時間当たりの重量減少率により水に対
する溶解度を測定した。
０００〜１３００℃で溶解してガラスを成形後、得られ
たガラスを５００±９０μｍに粉砕し、２０℃の水中に
６時間浸漬して１時間当たりの重量減少率により水に対
する溶解度を測定した。
【００１２】
【表１】
【００１３】上記実施例１のガラスをボールミルにより
湿式粉砕して粒径１０μm 以下の検体とし、下記の試験
方法に基づいて各種菌に対する最小発育阻止濃度を判定
した。 Ａ．増菌用培地 Mueller-Hinton液体培地 Ｂ．感受性測定用培地 Mueller-Hinton寒天培地 感受性測定用培地の作製は、滅菌精製水を用いて検体の
64,000μg 懸濁液を調整し、更に順次２倍希釈を行い２
倍希釈系列懸濁液を調整・懸濁後、５０〜６０℃となっ
た感受性測定用培地に各希釈系列懸濁液を培地の１／９
量加え、十分に混合してシャーレに分注・固化させ感受
性測定用平板とした。 Ｃ．接種用菌液の調整 増菌用培地で３５℃で一夜培養した試験菌株の菌液を同
培地で希釈し、１ml当たりの菌数が１０6 になるよう調
整した。 Ｄ．培養 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、３５℃で１８〜２０
時間培養した。 Ｅ．判定 所定の時間経過後、発育が阻止された最低濃度をもって
各種菌に対する検体の最小発育阻止濃度とし、得られた
結果を表２に示す。
湿式粉砕して粒径１０μm 以下の検体とし、下記の試験
方法に基づいて各種菌に対する最小発育阻止濃度を判定
した。 Ａ．増菌用培地 Mueller-Hinton液体培地 Ｂ．感受性測定用培地 Mueller-Hinton寒天培地 感受性測定用培地の作製は、滅菌精製水を用いて検体の
64,000μg 懸濁液を調整し、更に順次２倍希釈を行い２
倍希釈系列懸濁液を調整・懸濁後、５０〜６０℃となっ
た感受性測定用培地に各希釈系列懸濁液を培地の１／９
量加え、十分に混合してシャーレに分注・固化させ感受
性測定用平板とした。 Ｃ．接種用菌液の調整 増菌用培地で３５℃で一夜培養した試験菌株の菌液を同
培地で希釈し、１ml当たりの菌数が１０6 になるよう調
整した。 Ｄ．培養 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、３５℃で１８〜２０
時間培養した。 Ｅ．判定 所定の時間経過後、発育が阻止された最低濃度をもって
各種菌に対する検体の最小発育阻止濃度とし、得られた
結果を表２に示す。
【００１４】
【表２】 （単位はμg/ml）
【００１５】また上記と同様にして、実施例２、６〜９
のガラスについて黄色ブドウ球菌に対する最小発育阻止
濃度を調べた結果は表３のとおりであった。
のガラスについて黄色ブドウ球菌に対する最小発育阻止
濃度を調べた結果は表３のとおりであった。
【００１６】
【表３】
【００１７】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明の亜鉛イオンを含有する溶解性ガラスは、いかなる製
造条件や使用条件下においても着色変化することがなく
あらゆる用途に適用可能であり、また長時間にわたって
安定した抗菌機能を発揮することができるものである。
よって本発明は従来の問題点を一掃した抗菌性を有する
溶解性ガラス組成物として、産業の発展に寄与するとこ
ろは極めて大である。
明の亜鉛イオンを含有する溶解性ガラスは、いかなる製
造条件や使用条件下においても着色変化することがなく
あらゆる用途に適用可能であり、また長時間にわたって
安定した抗菌機能を発揮することができるものである。
よって本発明は従来の問題点を一掃した抗菌性を有する
溶解性ガラス組成物として、産業の発展に寄与するとこ
ろは極めて大である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０３Ｃ 3/145
Claims (2)
- 【請求項１】 モル％でZnO ：１５〜５０％、B2O3：４
０〜８０％、Na2O：５〜３０％からなることを特徴とす
る抗菌性を有する溶解性ガラス組成物。 - 【請求項２】 請求項１の溶解性ガラスが、モル％でNa
2O＋K2O を５〜３０％（K2O は２０％以下）、CaO およ
びMgO の少なくとも１種以上を２０％以下、SiO2を２０
％以下、Al2O3 を２０％以下含有することを特徴とする
請求項１に記載の抗菌性を有する溶解性ガラス組成物。
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