(57)【要約】  本発明は、遷移金属有機構造体に関し、抗菌又は抗カビ特性を有する遷移金属酸化物と、少なくとも１つの親水性官能基を有する有機化合物とを含み、前記有機化合物は、前記遷移金属酸化物に結合されて前記遷移金属酸化物を囲むように形成され、前記親水性官能基は、前記遷移金属有機構造体の外側に配置されることを特徴とする。
2021521259.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
遷移金属有機構造体であって、
抗菌又は抗カビ特性を有する遷移金属酸化物と、
前記遷移金属酸化物に結合される有機化合物とを含んでなり、
前記有機化合物は、前記遷移金属酸化物に配位結合されることにより、前記遷移金属酸化物を囲むように形成され、
前記有機化合物は、
前記遷移金属酸化物と配位結合を形成するリガンド部と、
前記リガンド部の末端に備えられる有機ブラシとを含み、
前記有機ブラシは、親水性官能基を含み、
前記親水性官能基は、前記遷移金属有機構造体の外側に配置されることを特徴とする、遷移金属有機構造体。
【請求項２】
前記遷移金属酸化物の金属は、Ｗ、Ｍｏ、Ｌａ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｚｒ、Ｒｅ、Ｈｆ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｎｂ、Ａｌ及びＶａからなる群から選択される少なくとも１つを含むことを特徴とする、請求項１に記載の遷移金属有機構造体。
【請求項３】
前記有機ブラシの親水性官能基は、カルボキシ基（Ｒ−ＣＯＯＨ）、ケトン基（Ｒ−ＣＯ−Ｒ）及びアミノ基（Ｒ−ＮＨ2、Ｒ2−ＮＨ、Ｒ3−Ｎ、Ｒ−Ｎ＝Ｒ）の少なくとも１つを含むことを特徴とする、請求項１に記載の遷移金属有機構造体。
【請求項４】
前記有機ブラシは、環状炭化水素を含むことを特徴とする、請求項３に記載の遷移金属有機構造体。
【請求項５】
前記有機ブラシは、下記構造からなる群から選択される少なくとも１つを含むことを特徴とする、請求項４に記載の遷移金属有機構造体。
【化１】
2021521259.tif 000005
【請求項６】
前記遷移金属酸化物の含有量は、前記遷移金属有機構造体の０．１〜５ｗｔ％であることを特徴とする、請求項１に記載の遷移金属有機構造体。
【請求項７】
前記遷移金属有機構造体の平均サイズは、２０〜７００ｎｍであることを特徴とする、請求項１に記載の遷移金属有機構造体。
【請求項８】
請求項１〜７の何れか一項に記載の遷移金属有機構造体を含んでなる、親水性コーティング層。
【請求項９】
前記親水性コーティング層は、ポリビニルアルコール、ポリオキシエチレングリコール、ポリスルホン酸、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸及びポリプロピレングリコールからなる群から選択される少なくとも１つを含むことを特徴とする、請求項８に記載の親水性コーティング層。
【請求項１０】
前記親水性コーティング層の平均厚さは、７００〜２０００ｎｍであることを特徴とする、請求項８に記載の親水性コーティング層。
【請求項１１】
前記遷移金属有機構造体の含有量は、前記親水性コーティング層の１〜５ｗｔ％であることを特徴とする、請求項８に記載の親水性コーティング層。
【請求項１２】
請求項１〜７の何れか一項に記載の遷移金属有機構造体を備えてなる、繊維。
【請求項１３】
前記遷移金属有機構造体の含有量は、前記繊維の０．５〜５ｗｔ％であることを特徴とする、請求項１２に記載の繊維。
【請求項１４】
前記遷移金属有機構造体の平均サイズは、２０〜１５０ｎｍであることを特徴とする、請求項１２に記載の繊維。
【請求項１５】
前記繊維は、ポリビニルアルコール、ポリオキシエチレングリコール、ポリスルホン酸、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸及びポリプロピレングリコールからなる群から選択される少なくとも１つを含むことを特徴とする、請求項１２に記載の繊維。
【請求項１６】
請求項１〜７の何れか一項に記載の遷移金属有機構造体を備えてなる、射出物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、抗菌性を有する遷移金属有機構造体（transition metal organic frameworks, t-MOFs）に関し、特に、臭気誘発物質の生成を防止するように形成される遷移金属有機構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
細菌やカビなどの微生物は生活全般にわたって存在する。特に、水分の多い環境にさらされた表面では細菌やカビの繁殖が活発になる。よって、当該表面では細菌やカビが繁殖することにより不快な臭気誘発物質が生成される。
【０００３】
上記問題を解決するためには、水分を直ちに除去することにより、細菌やカビの繁殖を防止しなければならない。しかし、水分を除去した環境にするには多くの困難が伴う。例えば、空気調和機、冷蔵庫、洗濯乾燥機の中核部品である熱交換器の作動により生成されて熱交換器の表面に付着する凝縮水などの水分の除去に困難が伴う。それに加えて、水分にさらされ続けて水分環境を避けることが困難な洗濯機などの表面も存在する。
【０００４】
よって、細菌やカビから発生する不快な臭いを除去するために、芳香物質を混合して不快な臭いを隠すマスキング技法が用いられている。しかし、他の香りを混ぜることは、芳香物質の投入を続けなければならず、芳香物質に対する個人の感情は主観的であるので、マスキング技法により得られる効果は限定的である。また、マスキング技法は、根本的に不快な臭いを除去できないという欠点がある。
【０００５】
そこで、母材に遷移金属酸化物を含ませることにより、母材に抗菌及び触媒特性を付与している。遷移金属酸化物は、大気中の水分にさらされると急速に母材の表面を酸性に変えるので、菌の成長を抑制して菌を破壊する抗菌特性を有する。また、遷移金属酸化物は、一部の悪臭物質を吸着及び酸化させて無臭化合物に変化させる触媒特性も有する。
【０００６】
遷移金属酸化物を用いて母材に抗菌及び触媒特性を付与する際に、コーティング層を形成する高分子などの物質特性を失わないようにするためには、遷移金属酸化物が相対的に広い表面積を有する粒子状でなければならない。数マイクロメートル〜数百ナノメートルサイズの微粒子がその例である。
【０００７】
特許文献１（２０１６年１０月２６日公開）においては、遷移金属酸化物として、モリブデン含有無機化合物からなる複合材料を製品の表面に塗布することにより、細菌やカビの繁殖を阻害している。すなわち、モリブデン含有無機化合物からなる複合材料の抗菌効果により、細菌やカビが不快な臭いを生成することを防止している。
【０００８】
しかし、特許文献１に開示されているように、モリブデン含有無機化合物の水溶性は非常に低いので、当該無機化合物を含む母材の形成に限界があった。すなわち、従来の抗菌性を有するモリブデン含有無機化合物は、水溶性コーティング材に分散している形態である、懸濁液又は分散液の形態で存在する。よって、当該無機化合物を含むコーティング材は、時間が経過するにつれて沈殿が生じるという問題や、母材上に絡みが発生して均一に塗布されないという問題があった。そこで、本発明においては、前記無機化合物を含有しながらも母材に均一に分布するように形成される遷移金属有機構造体を提示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】欧州特許出願公開第３０８２４１５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、抗菌又は抗カビ特性が要求される母材の表面で均一な分布を有する遷移金属有機構造体を提案することにある。
【００１１】
本発明の他の目的は、前記遷移金属有機構造体が均一に分布して抗菌又は抗カビ特性を有する様々な素材を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、抗菌又は抗カビ特性を有する遷移金属有機構造体を提供する。遷移金属有機構造体は、遷移金属酸化物と、遷移金属酸化物に結合される有機化合物とを含むものであってもよい。親水性官能基を含む有機化合物が遷移金属酸化物に結合されることにより、遷移金属有機構造体が親水性高分子を含むベース材に均一に分布することになる。従って、遷移金属有機構造体に水分が供給されて酸性物質又は活性酸素を形成する。よって、悪臭を低減し、抗菌又は抗カビ特性を母材に付与することができる。
【００１３】
また、本発明による遷移金属有機構造体は、抗菌又は抗カビ特性が要求される製品のコーティング層、抗菌又は抗カビ特性が要求されるフィルターの繊維、抗菌又は抗カビ特性が要求される製品を構成する射出物などに含まれ、抗菌又は抗カビ特性が向上した様々な素材を提供することができる。
【００１４】
詳細には、本発明による遷移金属有機構造体は、抗菌又は抗カビ特性を有する遷移金属酸化物と、前記遷移金属酸化物に結合される有機化合物とを含み、前記有機化合物は、前記遷移金属酸化物に配位結合されることにより、前記遷移金属酸化物を囲むように形成されるようにしてもよい。前記有機化合物は、前記遷移金属酸化物と配位結合を形成するリガンド部と、前記リガンド部の末端に備えられる有機ブラシとを含み、前記有機ブラシは、親水性官能基を含み、前記親水性官能基は、前記遷移金属有機構造体の外側に配置されることを特徴とする。
【００１５】
一実施形態において、前記遷移金属酸化物の金属は、Ｗ、Ｍｏ、Ｌａ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｚｒ、Ｒｅ、Ｈｆ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｎｂ、Ａｌ及びＶａからなる群から選択される少なくとも１つを含むことを特徴とする。
【００１６】
一実施形態において、前記有機ブラシの親水性官能基は、カルボキシ基（Ｒ−ＣＯＯＨ）、ケトン基（Ｒ−ＣＯ−Ｒ）及びアミノ基（Ｒ−ＮＨ2、Ｒ2−ＮＨ、Ｒ3−Ｎ、Ｒ−Ｎ＝Ｒ）の少なくとも１つを含むことを特徴とする。
【００１７】
一実施形態において、前記有機ブラシは、環状炭化水素を含むことを特徴とする。
【００１８】
一実施形態において、前記有機ブラシは、下記構造からなる群から選択される少なくとも１つを含むことを特徴とする。
【００１９】
【化１】
2021521259.tif 000003
【００２０】
一実施形態において、前記遷移金属酸化物の含有量は、前記遷移金属有機構造体の０．１〜５ｗｔ％であることを特徴とする。
【００２１】
一実施形態において、前記遷移金属有機構造体の平均サイズは、２０〜７００ｎｍであることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明は、前述した遷移金属有機構造体を含む親水性コーティング層を提供する。
【００２３】
一実施形態において、前記親水性コーティング層は、ポリビニルアルコール（polyvinyl alcohol）、ポリオキシエチレングリコール（polyoxyethylene glycol）、ポリスルホン酸（polysulfonic acid）、ポリアクリル酸（polyacrylic acid）、ポリメタクリル酸（polymethacrylic acid）及びポリプロピレングリコール（polypropylene glycol）からなる群から選択される少なくとも１つを含むことを特徴とする。
【００２４】
一実施形態において、前記親水性コーティング層の平均厚さは、７００〜２０００ｎｍであることを特徴とする。
【００２５】
一実施形態において、前記遷移金属有機構造体の含有量は、前記親水性コーティング層の１〜５ｗｔ％であることを特徴とする。
【００２６】
さらに、本発明は、前述した遷移金属有機構造体を含む繊維を提供する。
【００２７】
さらに、本発明は、前述した遷移金属有機構造体を含む射出物を提供する。
【発明の効果】
【００２８】
本発明による遷移金属有機構造体によれば、母材のコーティング層の形成に用いられる水溶性の親水高分子との親和性を有する親水性官能基を含む有機化合物が遷移金属酸化物に結合されることにより、遷移金属有機構造体が母材のコーティング層に均一に分布することになる。従って、遷移金属有機構造体に水分が供給されて酸性物質又は活性酸素を形成する。よって、本発明による遷移金属有機構造体においては、悪臭を低減し、抗菌又は抗カビ特性を母材に付与することができるという効果がある。
【００２９】
また、本発明による遷移金属有機構造体においては、抗菌又は抗カビ特性が要求される製品のコーティング層、抗菌又は抗カビ特性が要求されるフィルターの繊維、抗菌又は抗カビ特性が要求される製品を構成する射出物などに含まれ、抗菌又は抗カビ特性が向上した様々な素材を提供することができるという利点がある。
【００３０】
詳細には、本発明による遷移金属有機構造体においては、有機化合物が遷移金属酸化物に結合されることにより、母材のコーティング層を形成する水溶性の親水高分子と強い結合を形成し、前記コーティング層から溶出しなくなるので、前記母材が抗菌又は抗カビ特性を維持し続けることができるという効果がある。
【００３１】
さらに、本発明による遷移金属有機構造体においては、遷移金属酸化物に有機化合物の結合が形成されるので、前記遷移金属有機構造体の分散性が向上し、前記遷移金属有機構造体を凝集することなく母材に均一に分布させることができるという効果がある。
【００３２】
さらに、本発明による遷移金属有機構造体においては、サイズ調整が容易であり、用途に応じて様々な平均サイズの遷移金属有機構造体にすることができるので、抗菌又は抗カビ特性を最大化することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明による遷移金属有機構造体の概念図である。
【図２】本発明による遷移金属有機構造体を含む親水性コーティング層の概念図である。
【図３】比較例の親水性コーティング層及び本発明の一実施形態の遷移金属有機構造体を含む親水性コーティング層の電子顕微鏡画像である。
【図４】本発明の他の実施形態の遷移金属有機構造体を含む繊維の概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明するが、図面番号に関係なく同一又は類似の構成要素には同一の符号を付し、それについての重複する説明は省略する。また、本発明の実施形態について説明するにあたり、関連する公知技術についての具体的な説明が本発明の実施形態の要旨を不明にすると判断される場合は、その詳細な説明を省略する。さらに、添付図面は本発明の実施形態の理解を助けるためのものにすぎず、添付図面により本発明の技術的思想が限定されるものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれるあらゆる変更、均等物乃至代替物を含むものと理解すべきである。
【００３５】
「第１」、「第２」などのように序数を含む用語は様々な構成要素を説明するために用いられるが、上記構成要素は上記用語により限定されるものではない。上記用語は１つの構成要素を他の構成要素と区別する目的でのみ用いられる。
【００３６】
単数の表現には、特に断らない限り複数の表現が含まれる。
【００３７】
本明細書において、「含む」や「有する」などの用語は、本明細書に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品又はそれらの組み合わせが存在することを指定しようとするもので、１つ又はそれ以上の他の特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品又はそれらの組み合わせの存在や付加可能性を予め排除するものではないと理解すべきである。
【００３８】
図１は本発明による遷移金属有機構造体１００の概念図である。
【００３９】
本発明は、抗菌又は抗カビ特性を有する遷移金属有機構造体１００に関する。
【００４０】
本発明の一実施形態において、遷移金属有機構造体１００は、遷移金属酸化物１１０及び有機化合物１２０を含んでもよい。遷移金属酸化物１１０は、抗菌又は抗カビ特性を有する。詳細には、遷移金属酸化物１１０は、Ｗ、Ｍｏ、Ｌａ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｚｒ、Ｒｅ、Ｈｆ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｎｂ、Ａｌ及びＶａからなる群から選択される少なくとも１つを含むものであってもよい。
【００４１】
また、遷移金属酸化物１１０は、水分と反応して活性酸素を形成して、悪臭を低減し、抗菌又は抗カビ特性を示す物質である。よって、遷移金属酸化物１１０は、水分が豊富な環境で細菌やカビの発生を阻害し、細菌やカビの代謝による窒素化合物などの臭気誘発物質の生成を抑制することができる。さらに、遷移金属酸化物１１０は、大気中の水分にさらされると母材の表面を酸性に変え、細菌やカビの成長を抑制したり破壊することができる。
【００４２】
一実施形態において、モリブデン（Ｍｏ）を含む遷移金属酸化物の一種であるモリブデン酸亜鉛（ＺｎＭｏＯ4）は、抗菌作用を有し、特に大腸菌の抗菌に効果的である。また、タングステン（Ｗ）を含む遷移金属酸化物は、ブドウ球菌に対して優れた抗菌効果を発揮し、抗カビ性も優れている。
【００４３】
よって、本発明による遷移金属有機構造体１００は、前述したＷ、Ｍｏ、Ｌａ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｚｒ、Ｒｅ、Ｈｆ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｎｂ、Ａｌ及びＶａからなる群から選択される少なくとも１つの遷移金属酸化物１１０を含み、様々な細菌やカビの発生を阻害する。すなわち、本発明による遷移金属有機構造体１００により細菌やカビの発生が阻害されるので、細菌やカビの代謝過程での臭気誘発物質の生成が根本的に抑制される。
【００４４】
有機化合物１２０は、少なくとも１つの親水性官能基を有するものであり、遷移金属酸化物１１０に結合されるようにしてもよい。すなわち、有機化合物１２０は、遷移金属酸化物１１０を囲むようにしてもよい。有機化合物１２０が遷移金属酸化物１１０を囲む形態で遷移金属有機構造体１００を形成することにより、遷移金属有機構造体１００は、抗菌又は抗カビ特性が付与される素材の表面又は内部で安定して存在することができる。
【００４５】
有機化合物１２０と遷移金属酸化物１１０の結合は、配位結合（coordinate covalent bond）であってもよい。すなわち、有機化合物１２０は、遷移金属酸化物１１０と結合を形成するリガンド部を含んでもよい。ここで、リガンド部は、遷移金属酸化物１１０と配位結合を形成できる孤立電子対を有する分子団又はイオンであれば、その種類は限定されない。
【００４６】
それに加えて、遷移金属酸化物１１０と結合を形成するリガンド部の末端には、前述した親水性官能基が含まれてもよい。具体的には、前記親水性官能基は、前記リガンド部の末端に配置される化合物であり、本発明においてはこれを有機ブラシという。
【００４７】
一実施形態において、有機化合物１２０は、遷移金属酸化物１１０と配位結合を容易に形成できるリガンド部に有機ブラシが形成された形態であってもよい。すなわち、遷移金属有機構造体１００は、有機化合物１２０が遷移金属酸化物１１０を囲む形態で形成され、有機化合物１２０のリガンド部が遷移金属酸化物１１０と結合を形成する。一方、有機化合物１２０は、共有結合で親水性官能基を含む有機ブラシがリガンド部の末端に備えられた形態であってもよい。
【００４８】
すなわち、有機化合物１２０は、遷移金属酸化物１１０と配位結合を形成するリガンド部と、前記リガンド部の末端に備えられる有機ブラシとを含んでもよい。また、前記有機ブラシは、親水性官能基を含み、前記親水性官能基は、遷移金属有機構造体１００の外側に配置されるようにしてもよい。
【００４９】
さらに、有機化合物１２０の前記有機ブラシ自体がリガンド部の役割を果たして遷移金属酸化物１１０と配位結合を形成する形態の遷移金属有機構造体１００も可能である。
【００５０】
有機化合物１２０に含まれる前記有機ブラシにより、親水性を有する抗菌又は抗カビ特性が付与される素材の表面又は内部で遷移金属酸化物１１０が安定して存在することができる。
【００５１】
さらに、有機化合物１２０の前記有機ブラシの親水性官能基は、カルボキシ基（Ｒ−ＣＯＯＨ）、ケトン基（Ｒ−ＣＯ−Ｒ）、アミノ基（Ｒ−ＮＨ2、Ｒ2−ＮＨ、Ｒ3−Ｎ、Ｒ−Ｎ＝Ｒ）などの官能基を有するようにしてもよい。よって、親水性を有する抗菌又は抗カビ特性が付与される素材の表面又は内部の親水性官能基と、有機化合物１２０の親水性官能基とは、水素結合を形成することができる。よって、遷移金属有機構造体１００は、前記素材の表面又は内部で強い結合を形成し、安定して存在することができる。
【００５２】
それに加えて、有機化合物１２０の前記有機ブラシの親水性官能基は、本発明による遷移金属有機構造体１００の外側に配置されるようにしてもよい。よって、遷移金属有機構造体１００は、親水性を有する抗菌又は抗カビ特性が付与される素材の表面又は内部の親水性官能基とより容易に水素結合を形成することができる。よって、遷移金属有機構造体１００は、前記素材の表面又は内部で水素結合を形成し、安定して存在することができる。
【００５３】
また、有機化合物１２０の前記有機ブラシは、環状炭化水素を含んでもよい。よって、有機化合物１２０が遷移金属酸化物１１０と結合を形成する際に、有機化合物１２０自体の立体性により、遷移金属酸化物１１０を均一に囲む構造が形成される。
【００５４】
一実施形態において、有機化合物１２０の前記有機ブラシは、下記構造からなる群から選択される少なくとも１つを含むものであってもよい。
【００５５】
【化２】
2021521259.tif 000004
【００５６】
遷移金属酸化物１１０の含有量は、遷移金属有機構造体１００に対して０．１〜５ｗｔ％であってもよい。遷移金属酸化物１１０の含有量が遷移金属有機構造体１００全体の０．１ｗｔ％未満の場合は、遷移金属酸化物１１０の不足により、遷移金属有機構造体１００が抗菌又は抗カビ特性を十分に発揮できないという問題がある。すなわち、遷移金属酸化物１１０の含有量が遷移金属有機構造体１００全体の０．１ｗｔ％未満の場合は、遷移金属酸化物１１０の含有量が十分でないことから、活性酸素を十分に形成できないので、細菌やカビの発生を阻害する特性が低下するという問題がある。
【００５７】
一方、遷移金属酸化物１１０の含有量が遷移金属有機構造体１００全体の５ｗｔ％を超える場合は、遷移金属酸化物１１０と有機化合物１２０が均等に存在しないという問題がある。具体的には、遷移金属酸化物１１０の総含有量が遷移金属有機構造体１００の５ｗｔ％を超える場合、遷移金属酸化物１１０が凝集して分離するという問題がある。
【００５８】
遷移金属有機構造体１００の平均サイズは、２０〜７００ｎｍであってもよい。遷移金属有機構造体１００の平均サイズが２０ｎｍ未満の場合は、遷移金属有機構造体１００に水分が過剰に付着してしまい、自然排水が困難になることがある。自然排水が行われない場合は、自然排水が行われる場合より細菌やカビが繁殖しやすく、臭気誘発物質が多量に形成されるという問題がある。
【００５９】
一方、遷移金属有機構造体１００の平均サイズが７００ｎｍを超える場合は、遷移金属有機構造体１００の表面積の減少により抗菌又は抗カビ特性が低下するという問題がある。
【００６０】
図２は本発明による遷移金属有機構造体１００を含む親水性コーティング層３０の概念図である。
【００６１】
遷移金属有機構造体１００を含む親水性コーティング層３０は、母材１０の表面に積層された形態であってもよい。また、親水性コーティング層３０は、遷移金属有機構造体１００を含み、水分と反応する。よって、遷移金属有機構造体１００により発生する活性酸素により、悪臭が低減され、母材１０に抗菌又は抗カビ特性が付与される。
【００６２】
母材１０は、射出物からなる様々な製品であり得る。一実施形態において、母材１０には、空気調和機、冷蔵庫、洗濯乾燥機の中核部品である熱交換器のように、水分が豊富な環境にさらされると臭気誘発物質が生成又は存在し得る製品が含まれる。
【００６３】
親水性コーティング層３０を母材１０の表面に安定して形成するために、母材１０と親水性コーティング層３０間に中間層２０をさらに配置してもよい。中間層２０は、母材１０と親水性コーティング層３０の接着力を向上させるためのものであり、親水性コーティング層３０と水素結合を形成できる有機物からなるようにしてもよい。また、他の例として、母材がアルミニウムからなる場合、中間層２０は、母材の表面を酸化処理してヒドロキシ基（−ＯＨ）を豊富にした層であってもよい。
【００６４】
親水性コーティング層３０は、細菌やカビの成長を阻害して臭気誘発物質の発生を防止することができる。また、水分と遷移金属有機構造体１００の反応で発生する活性酸素により、臭気誘発物質を除去することができる。特に、水分が豊富な環境で作動する製品に適用され、活性酸素の発生により臭気誘発物質を分解して臭いを除去することができる。
【００６５】
詳細には、熱交換器では、熱交換器が作動することによって熱交換器の表面に生成される凝縮水により細菌やカビなどの微生物が繁殖しやすく、細菌やカビの代謝により窒素化合物などの臭気誘発物質が生成されることがある。よって、親水性コーティング層３０を配置することにより、臭気誘発物質を除去することができる。
【００６６】
また、水分にさらされ続けて水分環境を避けることが困難な洗濯機などの表面にも、親水性コーティング層３０を配置することにより、臭気誘発物質を除去することができる。
【００６７】
親水性コーティング層３０は、ポリビニルアルコール、ポリオキシエチレングリコール、ポリスルホン酸、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸及びポリプロピレングリコールからなる群から選択される少なくとも１つを含むものであってもよい。
【００６８】
親水性コーティング層３０がポリビニルアルコールを含む場合は、硫黄を加える加硫工程を行うことにより、強固な被膜を形成するようにしてもよい。
【００６９】
さらに、親水性コーティング層３０の平均厚さは、７００〜２０００ｎｍであってもよい。親水性コーティング層３０の平均厚さが７００ｎｍ未満の場合は、遷移金属有機構造体１００を十分に含まないので、臭気誘発物質を十分に除去することができない。それに対して、親水性コーティング層３０の平均厚さが２０００ｎｍを超える場合は、製品の表面に塗布されたときに製品の性能を低下させることがある。例えば、熱交換器の表面に形成された場合、親水性コーティング層３０の平均厚さが２０００ｎｍを超えると熱交換性能が低下する。
【００７０】
また、親水性コーティング層３０において、遷移金属有機構造体１００の総含有量は、親水性コーティング層３０の１〜５ｗｔ％であってもよい。遷移金属有機構造体１００の総含有量が親水性コーティング層３０の１ｗｔ％未満の場合は、親水性コーティング層３０に含まれる遷移金属有機構造体１００の濃度が低くなるので、臭気誘発物質の除去が効果的に行われない。それに対して、遷移金属有機構造体１００の総含有量が親水性コーティング層３０の５ｗｔ％を超える場合は、親水性コーティング層３０の剥離を誘発することがあり、親水性コーティング層３０の硬度が低くなるので耐摩耗性と耐スクラッチ性が低下する。
【００７１】
図３は比較例の親水性コーティング層及び本発明の一実施形態の遷移金属有機構造体を含む親水性コーティング層の電子顕微鏡画像である。
【００７２】
図３の（ａ）は比較例であり、前述した遷移金属酸化物のみ存在する親水性コーティング層を示す。すなわち、図３の（ａ）の親水性コーティング層中には、遷移金属酸化物に結合される有機化合物が排除されている。よって、親水性コーティング層中に存在する遷移金属酸化物の分布が低い。
【００７３】
一方、図３の（ｂ）及び（ｃ）は前述した遷移金属有機構造体が含まれる親水性コーティング層を示す。すなわち、図３の（ｂ）及び（ｃ）の親水性コーティング層中には、遷移金属酸化物と、前記遷移金属酸化物に結合される有機化合物とが含まれる。また、前記有機化合物は、前記遷移金属酸化物に配位結合されることにより、前記遷移金属酸化物を囲むように形成される。
【００７４】
前記遷移金属有機構造体について前述したように、前記有機化合物のリガンド部は、前記遷移金属酸化物に配位結合され、前記リガンド部の末端に備えられた親水性官能基を有する有機ブラシは、前記遷移金属有機構造体の外側に配置され、前記親水性コーティング層の表面又は内部で水素結合を形成して安定して存在する。つまり、図３の（ｂ）及び（ｃ）の親水性コーティング層中の遷移金属有機構造体は、図３の（ａ）の親水性コーティング層中の遷移金属酸化物より均一に分散する。よって、親水性コーティング層に本発明による遷移金属有機構造体を含めることにより、臭気誘発物質の生成を防止する効果が向上する。
【００７５】
図４は本発明の他の実施形態の遷移金属有機構造体を含む繊維１０００の概念図である。
【００７６】
図４に示すように、繊維を押し出す際に前述した遷移金属有機構造体をパウダー状に混合して遷移金属有機構造体を含む繊維１０００を製造する例も可能である。繊維１０００は、第１繊維１１００及び第２繊維１２００を含んでもよい。
【００７７】
第１繊維１１００は、パウダー状の第１遷移金属有機構造体を含み、第２繊維１２００は、パウダー状の第２遷移金属有機構造体を含むようにしてもよい。つまり、第１繊維１１００及び第２繊維１２００が異なる組成の遷移金属有機構造体を含むので、様々な細菌やカビに対して抗菌効果及び抗カビ性を有する。ここで、第１遷移金属有機構造体及び第２遷移金属有機構造体は、異なる組成を有し、前述した遷移金属有機構造体のいずれか一種であってもよい。
【００７８】
また、繊維１０００に含まれる遷移金属有機構造体の含有量は、０．５〜５ｗｔ％の範囲であってもよい。前記遷移金属有機構造体が０．５ｗｔ％未満の含有量で含まれる繊維１０００は、前記遷移金属有機構造体の濃度が低いことから、抗菌又は抗カビ特性を十分に発揮できない。それに対して、前記遷移金属有機構造体の含有量が５ｗｔ％を超える場合は、繊維１０００の主成分である高分子と前記遷移金属有機構造体の混和性が劣る。よって、当該遷移金属有機構造体は、不完全に混和するので、時間が経過すると繊維１０００から分離することがあるという問題がある。
【００７９】
また、繊維１０００に混合される前記遷移金属有機構造体の平均サイズは、２０〜１５０ｎｍの範囲であってもよい。前記遷移金属有機構造体の平均サイズの範囲では、抗菌又は抗カビ特性を十分に発揮することができる。また、前記遷移金属有機構造体の平均サイズの範囲では、繊維を押し出す際に、繊維が切れることなく繊維が成形される。
【００８０】
一方、第１繊維１１００及び第２繊維１２００の主成分である高分子は、パウダー状の第１遷移金属有機構造体及び第２遷移金属有機構造体の親水性官能基と水素結合を形成できるポリビニルアルコール、ポリオキシエチレングリコール、ポリスルホン酸、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸及びポリプロピレングリコールからなる群から選択される少なくとも１つを含むものであってもよい。
【００８１】
また、遷移金属有機構造体を含む繊維１０００は、空気調和機及び衣類処理装置を構成する部品の１つであるフィルターに適用され、抗菌又は抗カビ特性を有するようにし、臭気誘発物質の生成を防止することができる。
【００８２】
前述したように、本発明による遷移金属有機構造体は、親水性コーティング層及び繊維中に粒子の形態で存在し、抗菌又は抗カビ特性を有する。また、上記他の実施形態の遷移金属有機構造体は、射出物自体に含まれて抗菌又は抗カビ特性を有するようにしてもよい。
【実施例１】
【００８３】
＜遷移金属有機構造体の製造＞
【００８４】
上記説明に従って、詳細には、α−ＭｏＯ3をｐＨ１４の水溶液に溶解し、カルボキシ基（−ＣＯＯＨ）を有するテレフタル酸を２０ｗｔ％含む７０ｗｔ％の硝酸溶液を徐々に添加して粒子状に析出させることにより、遷移金属有機構造体を製造した。
【実施例２】
【００８５】
＜遷移金属有機構造体の製造＞
【００８６】
２ｗｔ％のアクリル系水溶性高分子（Ｓｙｎｔｈｒｏ Ｗ５７８）が溶解している水溶液にＺｎＭｏＯ4パウダーを１０ｗｔ％の濃度で入れて攪拌して完全に溶解し、リガンドを混合し、その後乾燥することにより、ＺｎＭｏＯ4を遷移金属酸化物とする遷移金属有機構造体を製造した。
【００８７】
以上説明した遷移金属有機構造体は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、本発明の必須の特徴を逸脱しない範囲で他の特定の形態に具体化できることは当業者にとって自明である。
【００８８】
また、本発明の詳細な説明は例示的なものであり、あらゆる面で制限的に解釈されてはならない。本発明の範囲は添付の請求の範囲の合理的解釈により定められるべきであり、本発明の等価的範囲内でのあらゆる変更が本発明の範囲に含まれる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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