JPH09301802A - 抗菌性多孔質ガラス繊維 - Google Patents

抗菌性多孔質ガラス繊維

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JPH09301802A
JPH09301802A JP8137765A JP13776596A JPH09301802A JP H09301802 A JPH09301802 A JP H09301802A JP 8137765 A JP8137765 A JP 8137765A JP 13776596 A JP13776596 A JP 13776596A JP H09301802 A JPH09301802 A JP H09301802A
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JP
Japan
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glass fiber
antibacterial
porous glass
antibacterial agent
pores
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JP8137765A
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Shinichi Tamura
進一 田邨
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Nitto Boseki Co Ltd
Original Assignee
Nitto Boseki Co Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL 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
    • C03C13/00Fibre or filament compositions
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL 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
    • C03C3/00Glass compositions
    • C03C3/04Glass compositions containing silica
    • C03C3/076Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/089Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron
    • C03C3/091Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron containing aluminium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL 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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Abstract

(57)【要約】 【課題】従来、抗菌性ガラスクロスは、ガラス繊維中に
抗菌成分を溶かし込んだり、抗菌剤を直接塗布したり、
あるいは抗菌剤を含む粉体をバインダ−で固着させてい
る。そのため価格が高い、抗菌剤の量を増やせないため
効果が長続きしない、汚れても洗えないなどの問題があ
った。 【解決手段】酸に可溶な成分を含むガラス繊維を塩酸な
どで処理した多孔質ガラス繊維の細孔中に硝酸銀などの
抗菌剤をいれることにより、抗菌剤が徐々に放出され、
効果が長時間持続し、水に浸漬しても抗菌剤がほとんど
流出しなくなった。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は抗菌性を有する多孔
質ガラス繊維の製造に関する。
【0002】
【従来の技術】抗菌性を有するガラス繊維は、空調用フ
ィルタや、超音波加湿器、台所、浴室などの日用雑貨等
に用いることができ、その製造方法は特開平05−92
113号公報、特開平06−80527号公報などに開
示されているように、抗菌性ゼオライト、抗菌性塗料な
どをフィルタ−表面に付着、塗布することにより微生物
の繁殖を防ぐ方法がである。この方法は使用条件によっ
てはガラス繊維表面に付着したゼオライト、塗料が振動
や衝撃により剥がれ落ちることがあり、抗菌効果を上げ
るため付着量を増加するとフィルタ−等に使用する場合
は濾過抵抗が大きくなり、圧力損失が大きくなり、濾
過、通気速度が低下する。
【0003】またシリカゲルの多孔性を利用して担体と
し、抗菌剤として錯体化銀を含ませたものや、特開平0
4−40469号公報に開示された銀イオンを含有する
ガラスを微粉末にし、あるいは特開平07−25272
0号公報に開示された亜鉛成分を含む溶解性ガラスを粉
砕したものを樹脂に混入し繊維化したり、繊維に添着す
る例もある。しかし、繊維化する上で十分な量の粉末を
混入出来ないとか、繊維表面への抗菌成分の溶出速度が
遅いなどの課題があり、また繊維に付着させて使用する
には前述した様な問題のほかに、粉末状の抗菌剤の表面
がガラス繊維に付着させるために使用する接着剤などに
より覆われて効果が減少することがある。この状態を防
止するため特開平06−285314号公報に開示され
ているようにガラス繊維自体に抗菌作用を持つ銀成分を
溶かしこんだ繊維を使用することも考えられている。し
かしながら、銀イオンがガラス繊維全体に一成分として
溶け込んでいるのでガラス繊維表面の銀イオンが消費さ
れてしまうと内部から銀イオンが移動してくるまでに時
間がかかり抗菌作用が弱くなる、また銀イオン放出する
成分を含む組成の溶融ガラスは高度のガラス繊維紡糸技
術を必要とするため生産上の問題がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、抗菌効果が
良く、しかもその効果が永く続くガラス繊維自体が抗菌
作用を持つ製品を提供するものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者は、多孔質ガラ
ス繊維の細孔中に抗菌性を有する化学薬品を担持させる
ことにより防かび効果、殺菌効果、防臭効果を発揮さ
せ、これらの課題を解決した。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明の抗菌性ガラス繊維は、抗
菌剤を多孔質ガラス繊維の細孔中に担持させたものであ
り、ガラス繊維加工品とは、ヤーン、クロス、ロ−ビン
グ、ロ−ビングクロス、チョップドストランド、チョッ
プドストランドマット、不織布、パウダ−など通常のガ
ラス繊維から製造される製品の形態と同じような外観を
有している物を言う。
【0007】抗菌剤を担持させる多孔質ガラス繊維は、
公知の多孔質ガラス繊維の製造に適した組成を持つガラ
ス繊維、あるいはEガラス繊維などを酸処理することに
よって得られる。その比表面積が大きいほど、多孔性ガ
ラス繊維中に含ませることの出来る抗菌剤が増しその効
果の持続性も長くなるが、繊維強度などの問題もあり1
00−500m2 /grであることが望ましい。また抗
菌剤を担持するガラス繊維中の細孔は、直径3−5nm
の範囲に分布して、直径が約4nm以下のものが多数存
在することが望ましい。4nm程度の細孔の直径であれ
ば、マイクロカプセルと同様の徐放性を持ち、長時間に
わたる抗菌効果を持続することが出来る。
【0008】本発明の実施に特に好適なガラス繊維の組
成はSiO2 50−60wt%、Al2 3 10−
20wt%、B2 3 20−30wt%、 CaO
0.5−5wt%、MgO 0−4wt%、Li2 O+
Na2 O+K2 O 0−0.5%、TiO2 0.5−
5wt%である。Li2 Oは 0−0.3wt%の量が
添加される。TiO2 は溶融温度の低下、多孔質ガラス
繊維の強度向上のため、またLi2 Oは分相状態の均質
化、多孔質ガラス繊維の細孔径を小さくし、ばらつきを
少なくするために添加される。Na2 O+K2 Oは原料
に含まれる不可避的な成分である。上記成分の他にもガ
ラスの特性を損なわない程度にZrO2、F2 、SO3
などの成分を3wt%まで含有することが可能である。
この組成のガラス繊維は非常に細かくSiO2 の多い部
分とSiO2 の少ない部分に分相しているため酸処理に
より出来る細孔の直径が3−5nmと非常に小さいの
で、吸着作用に優れ、抗菌剤を少しづつ、長期間放出す
ることが出来る。
【0009】また、この酸処理したガラス繊維は、強度
の低下が少ないので、クロスとしてし使用可能なため、
病院、医療関連の繊維製品としてカ−テン、壁布、ベッ
ド芯材やエアコンフィルタ−、掃除機の排気フィルタ
−、などのほか、クロス、チョップドストランド、粉末
状の製品をFRP、FRTP、塗料などに添加すること
も可能である。酸処理に必要な酸の種類としては、抗張
力低下が小さい硝酸が適しており次いで硫酸、塩酸など
が適する。好適な処理時間はガラス繊維の組成、酸の種
類、濃度、処理温度、などで変わるがたとえば濃度10
wt%の硝酸を使用し温度70℃で、前記のガラス繊維
を処理する場合は、約10−20分で本発明の90wt
%以上のSiO2 を含む多孔質ガラス繊維が得られる。
しかし多孔質ガラス繊維の使用目的がガスの吸着であれ
ば細孔の直径を小さく、比表面積を大きくするため酸の
濃度は薄いほうが望ましいが、上記濃度に限定されるも
のではなく用途に応じて試験を繰り返し決定される。ま
た使用する酸の種類も1種類の酸に限られず2種類以上
の酸を混合したものでもよく、本発明のガラスから可溶
性成分を効率良く溶出させるものから適宜選択すること
ができる
【0010】本発明に使用する、溶剤あるいは水に可溶
な公知の抗菌剤、例えば、銀系化合物、硼酸、ヒノキチ
オ−ル、安息香酸、塩化ベンザルコニウム、ジフェニ
ル、ソルビン酸カリウム、など公知の抗菌剤のなかから
使用目的に合わせて選択される。 なかでも銀系抗菌剤
は安全性が最も優れていて大腸菌、ブドウ球菌、緑膿
菌、などの細菌及び黒コウジカビなどのかび類など広範
囲の微生物に対して抗菌性をしめす。銀は金属の状態で
は抗菌効果が小さく、銀がイオン化することによって優
れた抗菌性を発揮する。しかし、人間の生活圏では塩素
イオンが至る所に存在し、塩素イオンにより銀塩は容易
に塩化銀に変化し光によりイオン化しない銀の状態に還
元され、抗菌性が低下する。本発明では、以下の方法に
より銀のイオン化を持続させることに成功した。多孔質
ガラス繊維を製造するに適したガラス繊維を10wt%
の塩酸により処理し、ガラス繊維表面を水洗し細孔内に
塩酸を残した状態で乾燥後、硝酸銀水溶液に浸漬し細孔
内に塩化銀を生成させる。細孔内には高濃度の塩酸が存
在しており錯イオン[Agcl2 - となっている。こ
のままでも銀はイオン化した状態であるが、より安定な
錯イオンを生成せるためアンモニア水、チオ硫酸塩水溶
液に浸漬することにより錯イオン[Ag(NH3 2
+ 、[Ag(S2 3 2 3-とすることが出来る。
【0011】さらに、抗菌剤の効果をより安定に、長期
間放出するため抗菌剤を担持させた繊維の細孔をシリカ
の被膜で覆うことも可能で、テトラエトキシシラン(以
下TEOSという。)の0.05−0.3wt%の濃度
の液に浸漬し乾燥する。0.3wt%以上の溶液に浸漬
すると繊維が脆化し、0.05wt%以下では効果が小
さい。
【0012】
【実施例】
<実施例1>SiO2 51.8wt%、Al2 3
13.8wt%、B2 3 26wt%、 CaO
3.6wt%、MgO 2.4wt%、Li2 O 0.
15wt%、Na2 O 0.15wt%、K2 O 0.
1wt%、 TiO2 2.0wt%の組成を有する平
均繊維径7μmのガラス繊維200本からなるガラス繊
維−ヤ−ンを使用し、経糸60本/25mm、緯糸58
本/25mmのクロスを製織し、10cm角に切断した
ものを、温度70℃の10wt%の塩酸50gr中に1
5分間浸漬たのち、常温で一分間水洗し、80℃で30
分間乾燥し、比表面積350m2 /gr,平均細孔径4
nmの多孔質ガラス繊維クロスを得た。ついでこれを硝
酸銀水溶液(50wt%)に浸漬し細孔内部に3.6w
t%の塩化銀を生成した。その後常温で1分間水洗後8
0℃で30分間乾燥させることにより細孔内に残ってい
る塩酸を濃塩酸にすることにより塩化銀を溶解し抗菌性
ガラス繊維布を得た。このクロスを水中に3時間浸漬し
て、乾燥した後、重量減少を測定し残存量を計算したと
ころ、3.4重量%であった。
【0013】<実施例2>実施例1で使用したガラスク
ロスを塩酸で処理し、硝酸銀水溶液に浸漬し水洗すると
ころまでは実施例1と同様の操作をした後、ガラスクロ
スを乾燥することなくアンモニア水(10wt%)に1
5分間浸漬し、ガラス繊維細孔内の塩化銀を可溶性の錯
イオン[Ag(NH3 2 + にした後、80℃で30
分間乾燥し、抗菌性ガラスクロスを得た。
【0013】<実施例3>実施例1のガラスクロスをT
EOSの0.3wt%の溶液中に浸漬し、乾燥した。こ
のガラスクロスを水中に3時間浸漬した後、乾燥し溶出
量を測定したが、ガラスクロス全体の重量減少は0.0
6重量%であった。
【0014】<実施例4>経糸にEガラス繊維で平均繊
維径7μmのガラス繊維200本からなるガラス繊維ヤ
−ンを使用し、緯糸に実施例2で使用した平均繊維径7
μmのガラス繊維200本からなるガラス繊維ヤ−ンを
使用し、経糸60本/25mm、緯糸58本/25mm
のクロスを製織し、10cm角に切断したものを、温度
70℃の10wt%の硝酸50gr中に15分間浸漬た
のち、常温で硝酸の放出がほとんどなくなるまで十分水
洗し、80℃で30分間乾燥した。経糸のEガラス繊維
ヤ−ンは酸処理の時間が短いため引っ張り強度の低下が
10%程度で、強度の必要なエアフィルタ−などに好適
なクロスになった。
【0015】<比較例1>実施例1で使用したものと同
じ規格のEガラス繊維クロスを使用し、酸処理をしない
以外は実施例1と同様にして、硝酸銀水溶液(50wt
%)に浸漬した。その後常温で1分間水洗後80℃で3
0分間乾燥させることにより、硝酸銀が0.56重量%
付着した抗菌性ガラス繊維布を得た。
【0016】抗菌性の試験方法 直径100mmの平板シャ−レに、供試菌液を接種した
寒天培地を作る。この寒天培地に、実施例1、2及び比
較例1のガラス繊維を直径28.6mmに切断したもの
を軽く乗せ、密着させた。次いで37℃で24時間培養
した。その後、周囲の阻止帯の生菌数を測定した。
【0017】
【表1】
【0018】
【発明の効果】本発明によれば多孔性ガラス繊維の細孔
の中に抗菌剤を担持させるので粉体に担持させた物のよ
うに糊剤で繊維に付着させなくて良いため糊剤の劣化、
振動、衝撃などで剥落することがない。またクロスでは
塗布による目詰まりがないためエアフィルタ−などに使
用するとき流体の圧力損失が少ない。また多孔性ガラス
繊維の細孔の中に塩化銀の沈殿を作る方法では、その後
の水洗処理による細孔から流出、拡散による塩化銀の損
失が少ない。そのため塩化銀の歩留まりがよく、後の錯
イオン化の処理により安定な状態の銀イオンになる量も
増え、したがってその効果も長時間持続する。また通常
の抗菌剤を細孔中に担持させたものも、比表面積が大き
いので抗菌剤を大量にガラス繊維中に蓄える事ができ、
細孔の直径の平均が4nm以下のものでは徐放性で、そ
の効果が長時間持続する。更に抗菌剤を担持させた多孔
性のガラス繊維の表面をTEOSにより被覆することに
より、更に安定で長時間の抗菌効果を発揮させることが
出来る。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ガラス繊維中の酸に易溶な成分を溶出して
    製造する多孔質ガラス繊維の細孔中に抗菌剤を担持させ
    た抗菌性多孔質ガラス繊維加工品
  2. 【請求項2】抗菌剤が、錯体化銀もしくは銀イオンを発
    生することの出来る銀化合物である請求項1記載の抗菌
    性多孔質ガラス繊維加工品
  3. 【請求項3】塩酸溶液を細孔中に含有する多孔質ガラス
    繊維を乾燥後、あるいは乾燥しないで硝酸銀溶液に浸漬
    し多孔質ガラス繊維細孔中に塩化銀を析出させ水洗後乾
    燥することを特徴とする抗菌性多孔質ガラス繊維の製造
    方法
  4. 【請求項4】請求項5記載の抗菌性多孔質ガラス繊維を
    アンモニア水、チオ硫酸塩水溶液に浸漬し、細孔中に錯
    イオンを形成させたのち水洗し、乾燥する抗菌性多孔質
    ガラス繊維の製造方法
JP8137765A 1996-05-09 1996-05-09 抗菌性多孔質ガラス繊維 Pending JPH09301802A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004002176A (ja) * 2002-04-16 2004-01-08 Nippon Sheet Glass Co Ltd 光触媒担持ガラス繊維布、その製造方法およびそれを用いたエアフィルター装置
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