(57)【要約】【課題】暗所においても優れた抗菌性能を有するＺｎＯ系抗菌剤の製造方法を提供する。【解決手段】この発明のＺｎＯ系抗菌剤の製造方法は、ＺｎＯ及び亜鉛イオンを含有した水溶液をオートクレーブ中で水熱処理する工程を含むことを特徴とする。また、この発明の別のＺｎＯ系抗菌剤の製造方法は、ＺｎＯ粉末を所定形状に成形して成形体を得る工程と、前記成形体を、亜鉛イオンを含有した水溶液に浸漬した状態でオートクレーブ中において水熱処理する工程と、前記水熱処理を経た成形体を焼結処理することによってＺｎＯ系多孔質焼結体を得る工程と、を含むことを特徴とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＺｎＯ及び亜鉛イオンを含有した水溶液をオートクレーブ中で水熱処理する工程を含むことを特徴とするＺｎＯ系抗菌剤の製造方法。
【請求項２】
ＺｎＯ粉末及び亜鉛イオンを含有した水溶液をオートクレーブ中で水熱処理する工程と、
前記水熱処理を経たＺｎＯ粉末を所定形状に成形して成形体を得る工程と、
前記成形体を焼結処理することによってＺｎＯ系多孔質焼結体を得る工程と、を含むことを特徴とするＺｎＯ系抗菌剤の製造方法。
【請求項３】
ＺｎＯ粉末を所定形状に成形して成形体を得る工程と、
前記成形体を、亜鉛イオンを含有した水溶液に浸漬した状態でオートクレーブ中において水熱処理する工程と、
前記水熱処理を経た成形体を焼結処理することによってＺｎＯ系多孔質焼結体を得る工程と、を含むことを特徴とするＺｎＯ系抗菌剤の製造方法。
【請求項４】
前記焼結処理を４００〜６００℃で１〜１０時間行うことを特徴とする請求項２または３に記載のＺｎＯ系抗菌剤の製造方法。
【請求項５】
前記オートクレーブ中での水熱処理を１．２〜１０気圧、１１０〜１８０℃の処理条件で行う請求項１〜４のいずれか１項に記載のＺｎＯ系抗菌剤の製造方法。
【請求項６】
前記亜鉛イオンを含有した水溶液として、硝酸亜鉛を含有した水溶液を用いる請求項１〜５のいずれか１項に記載のＺｎＯ系抗菌剤の製造方法。
【請求項７】
前記水溶液中における硝酸亜鉛の濃度が０．５〜５モル／Ｌである請求項６に記載のＺｎＯ系抗菌剤の製造方法。
【請求項８】
前記ＺｎＯ粉末として粒径が０．０１〜０．３０μｍであるものを用いる請求項２〜７のいずれか１項に記載のＺｎＯ系抗菌剤の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、暗所においても優れた抗菌性能を有するＺｎＯ系抗菌剤の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＺｎＯは、光触媒作用によって抗菌性を示すことが知られており、例えばこのＺｎＯの粉末を含有した分散液を、金属物品、ガラス物品等の物品の表面に塗布して表面コート層を形成することによって、物品に抗菌性能を付与できることが知られている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−３７４４６号公報（請求項１〜３、段落００４６、００４７、００４８）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来技術では、抗菌性能を発揮させるためにはＺｎＯに光が照射されていることが必要であり、暗所においては抗菌性能が殆ど得られないか又は全く得られないという問題があった。例えば、水の浄化装置内にこのようなＺｎＯを配置せしめることで微生物の繁殖を抑制又は防止しようとしても、浄化装置内には光が入ってこないためにこのＺｎＯにより抗菌を行うことはできなかった。
【０００４】
この発明は、かかる技術的背景に鑑みてなされたものであって、暗所においても優れた抗菌性能を有するＺｎＯ系抗菌剤の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
【０００６】
［１］ＺｎＯ及び亜鉛イオンを含有した水溶液をオートクレーブ中で水熱処理する工程を含むことを特徴とするＺｎＯ系抗菌剤の製造方法。
【０００７】
［２］ＺｎＯ粉末及び亜鉛イオンを含有した水溶液をオートクレーブ中で水熱処理する工程と、
前記水熱処理を経たＺｎＯ粉末を所定形状に成形して成形体を得る工程と、
前記成形体を焼結処理することによってＺｎＯ系多孔質焼結体を得る工程と、を含むことを特徴とするＺｎＯ系抗菌剤の製造方法。
【０００８】
［３］ＺｎＯ粉末を所定形状に成形して成形体を得る工程と、
前記成形体を、亜鉛イオンを含有した水溶液に浸漬した状態でオートクレーブ中において水熱処理する工程と、
前記水熱処理を経た成形体を焼結処理することによってＺｎＯ系多孔質焼結体を得る工程と、を含むことを特徴とするＺｎＯ系抗菌剤の製造方法。
【０００９】
［４］前記焼結処理を４００〜６００℃で１〜１０時間行うことを特徴とする前項２または３に記載のＺｎＯ系抗菌剤の製造方法。
【００１０】
［５］前記オートクレーブ中での水熱処理を１．２〜１０気圧、１１０〜１８０℃の処理条件で行う前項１〜４のいずれか１項に記載のＺｎＯ系抗菌剤の製造方法。
【００１１】
［６］前記亜鉛イオンを含有した水溶液として、硝酸亜鉛を含有した水溶液を用いる前項１〜５のいずれか１項に記載のＺｎＯ系抗菌剤の製造方法。
【００１２】
［７］前記水溶液中における硝酸亜鉛の濃度が０．５〜５モル／Ｌである前項６に記載のＺｎＯ系抗菌剤の製造方法。
【００１３】
［８］前記ＺｎＯ粉末として粒径が０．０１〜０．３０μｍであるものを用いる前項１〜７のいずれか１項に記載のＺｎＯ系抗菌剤の製造方法。
【発明の効果】
【００１４】
［１］の発明では、ＺｎＯ及び亜鉛イオンを含有した水溶液をオートクレーブ中で水熱処理するので、得られたＺｎＯ系抗菌剤は、暗所においても優れた抗菌性能を有したものとなる。なお、得られたＺｎＯ系抗菌剤では、光が当たる条件下ではさらに優れた抗菌性能が発揮され得る。
【００１５】
［２］の発明では、ＺｎＯ粉末及び亜鉛イオンを含有した水溶液をオートクレーブ中で水熱処理した後、ＺｎＯ粉末を所定形状に成形して得た成形体を焼結処理するので、暗所においても優れた抗菌性能を有したＺｎＯ系多孔質焼結体を製造することができる。なお、得られたＺｎＯ系多孔質焼結体は、光が当たる条件下ではより優れた抗菌性能を発揮する。
【００１６】
［３］の発明では、ＺｎＯ成形体を、亜鉛イオンを含有した水溶液に浸漬した状態でオートクレーブ中において水熱処理した後、焼結処理を行うので、暗所においても優れた抗菌性能を有したＺｎＯ系多孔質焼結体を製造することができる。本製造方法では、ＺｎＯをオートクレーブ中で水熱処理する際にはＺｎＯは既に所定形状に成形されており、水熱処理時のハンドリング性に優れていると共に、ＺｎＯ粉末を所定形状に成形することで水熱処理時のＺｎＯの処理量を増大でき処理効率を向上させることができるから、生産効率を顕著に向上できる利点がある。この点において、この［３］の発明の製造方法は、前記［２］の発明の製造方法よりも好適である。なお、得られたＺｎＯ系多孔質焼結体は、光が当たる条件下ではより優れた抗菌性能を発揮する。
【００１７】
［４］の発明では、焼結処理を４００〜６００℃で１〜１０時間行うから、より優れた抗菌性能を確保しつつ、多孔質焼結体として十分な強度を確保できる。
【００１８】
［５］の発明では、オートクレーブ中での水熱処理を１．２〜１０気圧、１１０〜１８０℃の処理条件で行うので、変質を生じさせることなく、十分な水熱処理を行うことができる。
【００１９】
［６］の発明では、亜鉛イオンを含有した水溶液として、硝酸亜鉛を含有した水溶液を用いるので、暗所における抗菌性能をさらに向上させたものを製造できると共に、水中等で繰り返し使用しても抗菌性能が低下しない耐久性に優れた抗菌剤を製造できる。
【００２０】
［７］の発明では、水溶液中における硝酸亜鉛の濃度が０．５〜５モル／Ｌであるから、より一層暗所での抗菌性能に優れたＺｎＯ系抗菌剤を製造できる。
【００２１】
［８］の発明では、原料として用いるＺｎＯ粉末の粒径が０．０１〜０．３０μｍであるから、暗所における抗菌性能を十分に有したＺｎＯ系抗菌剤を製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
この発明に係るＺｎＯ系抗菌剤の製造方法は、ＺｎＯ（粉末、成形体等）及び亜鉛イオンを含有した水溶液をオートクレーブ中で水熱処理する工程を含むことを特徴とする。このように、ＺｎＯ（粉末、成形体等）を、亜鉛イオンを含有した水溶液中でオートクレーブにより水熱処理することによって得られたＺｎＯ系抗菌剤は、暗所においても優れた抗菌性能を有している。勿論、このＺｎＯ系抗菌剤は、光が当たる条件下では、より優れた抗菌性能が発揮されるものとなる。
【００２３】
ＺｎＯ系抗菌剤として所定形状に成形されたものを製造する場合には、次の第１製造方法または第２製造方法を採用するのが好ましい。
【００２４】
［第１製造方法］
ＺｎＯ粉末及び亜鉛イオンを含有した水溶液をオートクレーブ中で水熱処理する工程と、前記水熱処理を経たＺｎＯ粉末を所定形状に成形して成形体を得る工程と、前記成形体を焼結処理することによってＺｎＯ系多孔質焼結体を得る工程と、を含むことを特徴とする。
【００２５】
［第２製造方法］
ＺｎＯ粉末を所定形状に成形して成形体を得る工程と、前記成形体を、亜鉛イオンを含有した水溶液に浸漬した状態でオートクレーブ中において水熱処理する工程と、前記水熱処理を経た成形体を焼結処理することによってＺｎＯ系多孔質焼結体を得る工程と、を含むことを特徴とする。
【００２６】
この発明において、前記ＺｎＯ粉末の粒径は０．０１〜０．３０μｍであるのが好ましい。０．３０μｍを超えると、得られるＺｎＯ系抗菌剤の抗菌性能が十分に得られ難くなるので、好ましくない。
【００２７】
前記オートクレーブ中で水熱処理する時の圧力は１．２〜１０気圧に設定するのが好ましい。１．２気圧以上に設定することで水熱処理を十分に行うことができると共に、１０気圧以下に設定することで変質を防止することができる。
【００２８】
また、前記オートクレーブ中で水熱処理する時の温度は１１０〜１８０℃に設定するのが好ましい。１１０℃以上であることで水熱処理を十分に行うことができると共に、１８０℃以下に設定することで変質を防止することができる。中でも、前記オートクレーブ中で水熱処理する時の温度は１１５〜１２５℃に設定するのが特に好ましい。
【００２９】
また、前記オートクレーブ中での水熱処理の処理時間は３〜１０時間に設定するのが好ましい。３時間以上であることで水熱処理を十分に行うことができると共に、１０時間以下であることで暗所における抗菌性能をさらに向上させることができる。中でも、前記オートクレーブ中での水熱処理の処理時間は６〜８時間に設定するのが特に好ましい。
【００３０】
前記亜鉛イオンを含有した水溶液としては、特に限定されるものではないが、例えば硝酸亜鉛を含有した水溶液、塩化亜鉛を含有した水溶液、酢酸亜鉛を含有した水溶液等が挙げられる。これらの中でも、硝酸亜鉛を含有した水溶液を用いるのが好ましく、この場合には暗所における抗菌性能がさらに向上したＺｎＯ系抗菌剤を製造できる。
【００３１】
前記水溶液中における硝酸亜鉛の濃度は０．５〜５モル／Ｌに設定するのが好ましい。０．５モル／Ｌ以上であることで十分に優れた暗所での抗菌性能を付与できると共に、５モル／Ｌ以下であることでＺｎＯ表面の過度の変質を防止できる。中でも、前記水溶液中における硝酸亜鉛の濃度は２〜４モル／Ｌに設定するのが特に好ましい。
【００３２】
前記焼結処理に供する成形体としては、ハンドリングを行い得る程度の強度を少なくとも備えていれば良い。
【００３３】
前記焼結処理の処理温度は４００〜６００℃に設定するのが好ましい。４００℃以上であることで成形体として十分な強度を確保できると共に、６００℃以下であることで暗所における抗菌性能をさらに向上させることができる。中でも、前記焼結処理の処理温度は４５０〜５５０℃に設定するのが特に好ましい。
【００３４】
また、前記焼結処理の処理時間は１〜１０時間に設定するのが好ましい。１時間以上であることで成形体として十分な強度を確保できると共に、１０時間以下であることで暗所における抗菌性能をさらに向上させることができる。中でも、前記焼結処理の処理時間は３〜７時間に設定するのが特に好ましい。
【００３５】
前記焼結処理は、１段階で行っても良いし、或いは２段階以上の複数段階で行っても良い。例えば、４５０℃×１時間、４７０℃×１時間、４８５℃×１時間、５００℃×２時間の順で４段階（計５時間）で行っても良い。
【実施例】
【００３６】
次に、この発明の具体的実施例について説明するが、本発明はこれら実施例のものに特に限定されるものではない。
【００３７】
＜実施例１＞
粒径０．０２μｍのＺｎＯ粉末（堺化学工業株式会社製、「ＮＡＮＯＦＩＮＥ  Ｐ−２」、純度９８．５％、比表面積５２．０ｇ／ｍ2）を９８ＭＰａで一軸加圧金型成形することによって円盤状の成形体（１６ｍｍφ×厚さ１０ｍｍ）を得た。この成形体を、３モル／Ｌの硝酸亜鉛水溶液に浸漬し、この浸漬状態でオートクレーブ中において水熱処理した。前記オートクレーブでの水熱処理は、２気圧、１２０℃の処理条件で７時間行った。次いで、前記水熱処理を経た成形体を空気雰囲気下５００℃で５時間焼結処理することによって、ＺｎＯ系多孔質焼結体を得た。
【００３８】
＜実施例２＞
水熱処理時間を１０時間にした以外は、実施例１と同様にして、ＺｎＯ系多孔質焼結体を得た。
【００３９】
＜実施例３＞
硝酸亜鉛水溶液として、濃度が１モル／Ｌのものを用いた以外は、実施例１と同様にして、ＺｎＯ系多孔質焼結体を得た。
【００４０】
＜実施例４＞
３モル／Ｌの硝酸亜鉛水溶液に代えて１モル／Ｌの酢酸亜鉛水溶液を用い、水熱処理時間を１０時間にした以外は、実施例１と同様にして、ＺｎＯ系多孔質焼結体を得た。
【００４１】
＜実施例５＞
粒径０．０２μｍのＺｎＯ粉末に代えて、粒径０．１０μｍのＺｎＯ粉末を用いた以外は、実施例１と同様にして、ＺｎＯ系多孔質焼結体を得た。
【００４２】
＜比較例１＞
３モル／Ｌの硝酸亜鉛水溶液に代えて、イオン交換水を用いて水熱処理を行った以外は、実施例１と同様にして、ＺｎＯ系多孔質焼結体を得た。
【００４３】
上記のようにして得られたＺｎＯ系多孔質焼結体について下記評価法に基づいて抗菌性の評価を行った。評価結果を表１に示す。
【００４４】
【表１】
2008174498.tif 000002
【００４５】
＜抗菌性評価法＞
Ｎａ−Ｐバッファー液（組成：ＫＨ2ＰＯ4１．３６ｇ、１Ｎ−ＮａＯＨ７．９ｍＬ、Ｈ2Ｏ４９２ｍＬ）に、大腸菌が入った水溶液を添加して、菌数をコロニーカウント法により測定した後、ここに滅菌処理が施されたＺｎＯ系多孔質焼結体を入れ、暗室において３６℃で２４時間静置し、この２４時間経過後の菌数（個／ｍＬ）をコロニーカウント法により測定した。
【００４６】
表１から明らかなように、この発明の製造方法で製造された実施例１〜５のＺｎＯ系多孔質焼結体（ＺｎＯ系抗菌剤）では、暗所において３６℃で２４時間静置後、菌が確認されず、これら焼結体は、暗所においても抗菌性能に優れていた。
【００４７】
これに対し、イオン交換水中で水熱処理した比較例１のＺｎＯ系多孔質焼結体では、暗所において３６℃で２４時間静置後、菌が非常に多く存在しており、暗所における抗菌性能は殆ど認められなかった。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
この発明の製造方法で得られたＺｎＯ系抗菌剤は、例えば水の浄化装置内に配置される抗菌剤や抗菌フィルター等として好適に用いられるが、特にこのような用途に限定されるものではない。