(57)【要約】【課題】水質浄化に用いる場合の取扱性に優れ、水質浄化能力を長期間維持することができ、しかも水質浄化能力が低下する度合いを容易に識別することができる抗菌性浄水剤およびその製造方法を提供する。【解決手段】プラスチックペレット２の表面に抗菌性粉体３を付着する。抗菌性粉体３は、抗菌性を有する金属からなる皮膜４の両面をプラスチックの皮膜５，６で被覆した積層体を微細に裁断したものである。積層体は、プラスチックフィルム５の片面に抗菌性を有する金属からなる皮膜４を形成し、さらにこの金属皮膜４の表面を合成樹脂でコーティングして金属皮膜保護層６を形成して得る。または、プラスチックフィルム５の片面に抗菌性を有する金属からなる皮膜４を形成し、さらにこの金属皮膜４の表面を合成樹脂でコーティングして金属皮膜保護層６を形成して得る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチックペレットの表面に抗菌性粉体を付着した抗菌性浄水剤であって、前記抗菌性粉体は、抗菌性を有する金属からなる皮膜の両面をプラスチックの皮膜で被覆した積層体を微細に裁断したものであることを特徴とする抗菌性浄水剤。
【請求項２】
前記抗菌性を有する金属は、銀、銅および亜鉛のうちのいずれか１種または複数種である請求項１に記載の抗菌性浄水剤。
【請求項３】
プラスチックフィルムの片面に抗菌性を有する金属からなる皮膜を形成し、さらにこの金属皮膜の表面に別のプラスチックフィルムを接着し、こうして得られる積層体を微細に裁断して抗菌性粉体とし、この抗菌性粉体をプラスチックペレットの表面に付着させることを特徴とする抗菌性浄水剤の製造方法。
【請求項４】
プラスチックフィルムの片面に抗菌性を有する金属からなる皮膜を形成し、さらにこの金属皮膜の表面を合成樹脂でコーティングして金属皮膜保護層を形成し、こうして得られる積層体を微細に裁断して抗菌性粉体とし、この抗菌性粉体をプラスチックペレットの表面に付着させることを特徴とする抗菌性浄水剤の製造方法。
【請求項５】
プラスチックフィルムの片面に抗菌性を有する金属からなる皮膜を形成して金属皮膜付きプラスチックフィルムとし、この金属皮膜付きプラスチックフィルム２枚をそれぞれの金属皮膜側が内側になるように接着し、こうして得られる積層体を微細に裁断して抗菌性粉体とし、この抗菌性粉体をプラスチックペレットの表面に付着させることを特徴とする抗菌性浄水剤の製造方法。
【請求項６】
請求項１または２に記載の抗菌性浄水剤を、該抗菌性浄水剤は通過不能かつ水は流通可能な通孔を外壁部に有する容器に入れた浄水器。
【請求項７】
請求項１または２に記載の抗菌性浄水剤からなる層に加え、砂、砂利、土、活性炭のうちいずれか１種または複数種からなる層、及び＼又は、バクテリアのみならず寄生虫や原虫、ウイルスといった微生物を濾過する不織布からなる層に水を流下させる浄水器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、抗菌性金属イオンの作用で水を浄化する抗菌浄水剤およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
銀イオンの抗菌作用を利用した抗菌剤として、セラミックの一種である多孔質のゼオライトに銀イオンを担持させた銀ゼオライト抗菌剤なるものがある。この銀ゼオライト抗菌剤は、数ミクロンサイズの微細な粉状であるため、そのままでは水質浄化に用いるのが難しい。
【０００３】
そこで、銀ゼオライト抗菌剤を水質浄化に使用するのを可能とするために、ポリプロピレン、ポリエチレン等の低温溶融性のポリオレフィン系樹脂からなるボール状の成形プラスチックの表面に、攪拌摩擦熱を利用して上記抗菌剤を接着させることが特許文献１に提案されている。実際に、この提案の手法で得られる浄水剤や、それを用いた浄水器、同浄水剤を用いて作られる消臭用水、その消臭用水を噴霧する噴霧器等が販売されている。
【特許文献１】特許第３０８７８６３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１による浄水剤（当該文献では「抗菌性粒体」）は、銀ゼオライト抗菌剤そのままの状態のものに比べれば、水質浄化に使用する場合の取扱性が格段に向上している。しかし、銀ゼオライト抗菌剤自体が有する問題点を克服するものではない。即ち、銀ゼオライト抗菌剤は、前述のように、無機多孔質物質の孔内に錯体化した銀イオンを担持させたものであるため、時間経過とともに錯体が回復して、銀イオンの溶出が衰えるという特性がある。したがって、この浄水剤の場合も、時間経過とともに水質浄化の効果が低下するという問題を有している。
【０００５】
また、ボール状成形プラスチックの素材であるポリオレフィン系樹脂は異物との接着が脆弱であるため、外部からの刺激により、成形プラスチックの表面から銀ゼオライトが簡単に剥落してしまう。剥落した銀ゼオライトは、微細な粉状であるため、水と混じり合って、水とともに浄水処理用の容器から漏れ出したり、あるいは水の流れをともに散逸したりする。このことによっても、時間経過とともに水質浄化の効果が低下する。
【０００６】
さらに、特許文献１の浄水剤で問題となるのは、水質浄化能力の低下が容易に判らないということである。銀ゼオライトは、その名とは異なり、黒褐色をした物質である。錯体の回復により水質浄化能力が低下するのに伴い多少変色するが、これを視覚的に識別するのは難しい。このため、水質浄化能力の低下に対する浄水剤の補充を、経験や勘で行うこととなるが、その場合、補充が遅れると十分な水質浄化を行うことができず、また補充が早すぎると浄水剤の消費量が多くなりコスト高になる。
【０００７】
本発明は、水質浄化に用いる場合の取扱性に優れ、水質浄化能力を長期間維持することができ、しかも水質浄化能力が低下する度合いを容易に識別することができる抗菌性浄水剤およびその製造方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題に対して、本発明は次のように構成した。即ち、本発明に係る抗菌性浄水剤は、プラスチックペレットの表面に抗菌性粉体を付着した抗菌性浄水剤であって、前記抗菌性粉体は、抗菌性を有する金属からなる皮膜の両面をプラスチックの皮膜で被覆した積層体を微細に裁断したものであることを特徴としている。抗菌性を有する金属は、銀、銅および亜鉛のうちのいずれか１種または複数種とすることができる。
【０００９】
この発明の抗菌性浄水剤は、プラスチックペレットの表面に抗菌性粉体を付着したものであるため、プラスチックペレットの大きさを適度に設定することにより、水質浄化に用いる場合の取扱性に優れたものとすることができる。
【００１０】
また、抗菌性粉体は、抗菌性を有する金属からなる皮膜の両面をプラスチックの皮膜で被覆した積層体を微細に裁断したものであり、水中に投入した場合に、積層体の裁断面から抗菌性金属の金属イオンが水中に徐々に溶出する。このため、適度な水質浄化能力を長期間維持することができる。プラスチック皮膜の種類によっては、この皮膜を通して金属イオンを溶出させることもできる。抗菌性金属そのものを用いるため、多孔質物質に錯体化した抗菌性金属イオンを担持させたものを用いる場合のような、時間経過とともに水質浄化の効果が低下するという現象が生じない。
【００１１】
また、抗菌性粉体は表面がプラスチックの皮膜であるため、プラスチックペレットと抗菌性粉体とがプラスチック同士を介して接着し、その結びつきを強固なものとすることができる。このため、プラスチックペレットの表面から抗菌性粉体が剥落しにくく、このことからも水質浄化能力を長期間維持することが可能となっている。
【００１２】
さらに、抗菌性金属そのものが用いられているため、当該金属が持つ固有の色を視覚的に認識することができる。例えば、抗菌性金属が銀である場合は、銀色に輝いて見える。これにより、抗菌性金属から金属イオンが溶出して抗菌性金属の量が減少した場合、その減少量に応じた色の変化を容易に見分けることができる。
【００１３】
本発明に係る抗菌性浄水剤の製造方法は、プラスチックフィルムの片面に抗菌性を有する金属からなる皮膜を形成し、さらにこの金属皮膜の表面に別のプラスチックフィルムを接着し、こうして得られる積層体を微細に裁断して抗菌性粉体とし、この抗菌性粉体をプラスチックペレットの表面に付着させることを特徴としている。この場合、プラスチックフィルムが、該積層体の最外層を構成する皮膜となる。
【００１４】
本発明に係る異なる抗菌性浄水剤の製造方法は、プラスチックフィルムの片面に抗菌性を有する金属からなる皮膜を形成し、さらにこの金属皮膜の表面を合成樹脂でコーティングして金属皮膜保護層を形成し、こうして得られる積層体を微細に裁断して抗菌性粉体とし、この粉抗菌性体をプラスチックペレットの表面に付着させることを特徴としている。この場合、プラスチックフィルムおよび金属皮膜保護層が該積層体の最外層を構成する皮膜となる。
【００１５】
本発明に係るさらに異なる抗菌性浄水剤の製造方法は、プラスチックフィルムの片面に抗菌性を有する金属からなる皮膜を形成して金属皮膜付きプラスチックフィルムとし、この金属皮膜付きプラスチックフィルム２枚をそれぞれの金属皮膜側が内側になるように接着し、こうして得られる積層体を微細に裁断して抗菌性粉体とし、この抗菌性粉体をプラスチックペレットの表面に付着させることを特徴としている。この場合、プラスチックフィルムが該積層体の最外層を構成する皮膜となる。
【００１６】
いずれの製造方法によっても、抗菌性を有する金属からなる皮膜の両面をプラスチックの皮膜で被覆した積層体を効率良く得ることができ、さらにこの積層体を微細に裁断して抗菌性粉体とし、この抗菌性粉体をプラスチックペレットの表面に付着させることにより、抗菌性浄水剤を効率良く製造することができる。
【００１７】
上記抗菌性浄水剤を、該抗菌性浄水剤は通過不能かつ水は流通可能な通孔を外壁部に有する容器に入れ、これを浄水器とすることができる。また、上記抗菌性浄水剤からなる層に加え、砂、砂利、土、活性炭のうちいずれか１種または複数種からなる層、及び＼又は、バクテリアのみならず寄生虫や原虫、ウイルスといった微生物を濾過する不織布からなる層に水を流下させ、これを浄水器とすることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る抗菌性浄水剤は、抗菌性を有する金属からなる皮膜の両面をプラスチックの皮膜で被覆した積層体を微細に裁断した抗菌性粉体を、プラスチックペレットの表面に付着させたものとすることにより、水質浄化に用いる場合の取扱性に優れ、水質浄化能力を長期間維持することができ、しかも水質浄化能力が低下度合いを容易に識別することができるものとなった。
【００１９】
また、本発明に係る抗菌性浄水剤の製造方法は、抗菌性を有する金属からなる皮膜の両面をプラスチックの皮膜で被覆した積層体を作り、この積層体を微細に裁断して抗菌性粉体とし、この抗菌性粉体をプラスチックペレットの表面に付着させることにより、抗菌性浄水剤を効率良く製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１は本発明に係る抗菌性浄水剤の構造を概略的に表す断面図である。この抗菌性浄水剤１は、母材となるプラスチックペレット２の表面に抗菌性粉体（以下、「グリッター」とする）３を付着させてなる。グリッター３は、図１の一部拡大図に示すように、抗菌性金属皮膜４の両面をプラスチック皮膜５，６で被覆した積層体を微細に裁断したものであり、接着剤７等によりプラスチックペレット２の表面に接着させている。
【００２１】
プラスチックペレット２は、合成樹脂材で球形、直方体、俵形およびその他の立体形状に成形したものである。大きさは、その一辺長が２ｍｍ〜最大２０００ｍｍ、若しくはその周囲の長さが８ｍｍ〜８０００ｍｍの大きさのものが考えられる。
その素材としては、ポリオレフィン系以外のあらゆる合成樹脂材を用いることができるが、化学的特性、汎用性、経済性等の点からポリエチレンテレフタレートが最適である。
【００２２】
グリッター３は、略四角形に裁断する場合、その一辺の長さは０．０５〜０．５mm、望ましくは０．１〜０．３mm、最良は０．１５mmである。
【００２３】
グリッター３の抗菌性金属皮膜４は、銀、銅、亜鉛のうちのいずれかを単独で使用して形成するか、または複数種を組み合わせて形成する。この金属皮膜４の形成は、真空蒸着法、イオン蒸着法、スパッタリング等に公知の技術で行うことができる。
【００２４】
また、プラスチック皮膜５，６としては、ポリエチレンテレフタート、ポリエチレンナフタレート、ポリアミド、ポリ塩化ビニール、ポリ塩化ビフェニ−ル、ポリウレタン、ポリカーボネート等の一般的な合成樹脂フィルムを使用することができるが、強度、熱安定性、材料供給の安定性等の観点からポリエチレンテレフタレートフィルムが最適である。合成樹脂フィルムを用いる代わりに、抗菌性金属皮膜４の表面に合成樹脂をコーティングすることによりプラスチック皮膜を形成してもよい。皮膜５，６の厚みは３〜５０ミクロンとし、望ましくは６〜１２ミクロン、最良は９ミクロンである。
【００２５】
接着剤７としては、プラスチックペレット２とプラスチック皮膜５，６の素材によって異なるが、例えば水溶性ポリウレタン樹脂が使用される。
【００２６】
次に、この抗菌性浄水剤１の製造方法について説明する。まず、グリッター３の製造方法を実施例１〜３により説明する。
【実施例１】
【００２７】
図２はグリッターの製造方法を示す。同図（ａ）に示すように、厚み９ミクロンのポリエチレンテレフタレートフィルムをプラスチック皮膜５とし、そのプラスチック皮膜５にガス遮断、水遮断のためのアンカーコート層８をグラビアコーターを使って塗布した後、真空蒸着法により純銀を０．６ミクロンの厚みで蒸着させて、純銀皮膜（抗菌性金属皮膜）４を形成する。この金属皮膜付きプラスチックフィルムの純銀皮膜４側に、同図（ｂ）に示すように、グラビアコーターでポリエステル系樹脂をコーティングして、プラスチック皮膜（金属皮膜保護層）６を形成する。このようにして得られた積層体を裁断機にかけて、同図（ｃ）に示すような微細なグリッター３とする。
【実施例２】
【００２８】
図３は異なるグリッターの製造方法を示す。この製造方法では、実施例１において金属皮膜付きプラスチックフィルムにポリエステル系樹脂をコーティングしてプラスチック皮膜６を形成するところを、プラスチックフィルムを接着してプラスチック皮膜６を形成する。それ以外は、実施例１と同じである。この方法によっても、同様のグリッター３が得られる。
【実施例３】
【００２９】
図４はさらに異なるグリッターの製造方法を示す。この製造方法では、実施例１の製造過程において作られる金属皮膜付きプラスチックフィルム、即ち、アンカーコート層を有する第一の合成樹脂フィルム上に真空蒸着法により形成した純銀皮膜をもつプラスチックフィルムを２枚用意し、その２枚の金属皮膜付きプラスチックフィルムを、それぞれの金属皮膜４側が内側になるように接着する。これによっても、抗菌性を有する金属からなる皮膜の両面をプラスチックの皮膜で被覆した積層体が得られる。この積層体を微細に裁断してグリッター３とする。
【００３０】
次に、上記方法により製造されたグリッター３を、接着剤７を用いてプラスチックペレット２の表面に付着させる。
【００３１】
接着剤７としては、例えば水分５０％、ポリウレタン固形分５０％の構成の水溶性ポリウレタン樹脂を使用する。この接着剤７の中に、グリッター３を重量比５〜２０％、望ましくは７〜１５％、より望ましくは９〜１２％になるよう混入する。同時に、増粘剤を適量加えるとより好ましい。この混合物をミキサーで攪拌し、体積が当初の２〜５倍、望ましくは２．５〜３倍になるよう発泡させる。このように発泡させたグリッター混合物は、泡状の接着剤中にグリッターが均等分散した状態となる。なお、発泡させることはグリッターの空気中への露出を最大限まで増やすことに繋がり、本発明にとっての重要工程の一つとなる。また、接着剤７としての水溶性ポリウレタン樹脂は、その構成が水分５０％、ポリウレタン固形分５０％に限られるものではなく、両者の比が、４０：６０、４５：５５、５５：４５、６０：４０等であってもよく、市販されている水溶性ポリウレタン樹脂の殆どが本発明の使用に耐えうる。その他、ポリエステル、アクリルエポキシ、メラミンなどの接着性合成樹脂の使用も可能であり、水溶性、溶剤性を問わない。
【００３２】
上記のグリッターを含む水溶性発泡ウレタン樹脂に、体積比で５０〜１００％、好ましくは６０〜９０％、より好ましくは７０〜８０％の割合でポリエチレンテレフタレートのプラスチックペレット２を投入し、これを軽く攪拌して、ペレット２の表面にグリッター３を満遍なく付着させる。これにて、抗菌性浄水剤１が完成する。
【００３３】
なお、攪拌で使用する容器は、プラスチック製、金属製、木製等その材質は問わないが、内面にポリオレフィン系、シリコン系、若しくはフッ素系のコーティングがなされていることが望ましい。その理由は、上記コーティングが施されていると、抗菌性浄水剤１を取り出す際に該抗菌性浄水剤が容器の内壁に付着して残留することがないので、無駄がなく経済的であるとともに、後の清掃作業が容易となるからである。
【００３４】
完成した抗菌性浄水剤１は、複数の抗菌性浄水剤１が互いに不規則に連結した不定形な形態になっている。そのまま使用することも可能であるが、場合によっては、型に嵌めて成形してもよい。成形は、内面をフッ素コートした型に抗菌性浄水剤１を入れ、５０〜８０℃の熱風を約１５分かけて乾燥させて行う。これにより、例えば図５に示すような、所定の大きさおよび形状の塊１０とすることができる。当該塊は、内面をフッ素加工した深さ８ｍｍ、最大一辺長２０ｍｍのハート型の金型に押し込み、形を整えて得たハート型の立体抗菌剤である。立体形状は、ボール型、サイコロ型など適宜デザインした所望の形状としてよい。このように成形すると、取扱が容易であるとともに、見た目の面白さがあり、商品価値を高めることができる。
【００３５】
また、不規則に連結した抗菌性浄水剤１に物理的刺激を与えて、抗菌性浄水剤１が１個ずつばらばらになった状態とし、これを所定量ずつカートリッジに詰めて商品化してもよい。
【００３６】
抗菌性浄水剤１を水中に投入すると、抗菌性金属皮膜４から抗菌性金属イオンが徐々に溶出し、その抗菌性金属イオンの作用により水が殺菌、消毒される。抗菌性金属皮膜４からの抗菌性金属イオンの溶出は、主に裁断面から行われるが、両側のプラスチック皮膜５，６を通しても一部行われる。このため、抗菌性金属イオンの溶出が早く、短時間で浄水効果を発揮することができる。また、抗菌性金属皮膜４が含有する抗菌性金属イオンが全て溶出し終えるまで溶出が止らないので、浄水効果が長期間持続され、しかも無駄がなく経済的である。
【００３７】
抗菌性金属が銀である場合、完成した抗菌性浄水剤１は、そのままの状態のものも、また成形したものも、純銀皮膜４の固有色である銀色に輝いている。純銀皮膜４の銀の量が減少してくると、それに伴い銀色の輝度が低下する。これによって、浄水効果の低下を知ることができる。
【００３８】
〔実験例１〕
本発明によるグリッターの抗菌性金属イオン溶出量を確かめるために、ｐＨ値３．０、６．０、１１．０という異なるｐＨ値を示す上水水を準備して実験を行った。通常の上水道において、ｐＨ値が３．０の強酸性やｐＨ値１１．０の強アルカリ性を示す場合は殆どなく、日本国内の上水道水のｐＨ値は、ほぼ中性の７．０付近の値を示す。本願発明の効果を精査すべく、前記ｐＨ値に基づき実験を行った。実験には、抗菌性金属に銀を用い、一辺が０．１５mmの略四角形に裁断されたグリッターを使用した。このグリッター１ｇを前記各ｐＨ値を示す１００mlの上水道水に入れ、夫々１２０回手で振って振動を与えた。各ｐＨ値下での銀イオンの溶出量を測定した結果を図６に示す。
【００３９】
銀イオンの殺菌力は、５〜１０ｐｐｂの濃度があれば、微生物学上、十分であると言われているところ、図６に示すように、ｐＨ値３．０下では３７．６ｐｐｂの濃度の銀イオンを溶出し、ｐＨ値６．０下では１８．７ｐｐｂ、ｐＨ値１１．０下では１０．２ｐｐｂの濃度の銀イオンを溶出した。かかる実験結果から、いずれの状態においても、十分な殺菌力を示す濃度を得られることが確認できた。
【００４０】
〔実験例２〕
上記条件の下において、各上水道を２５℃に保ち、１分間に１２０回の振動を与えた後、静置させて時間の経過に伴う銀イオンの溶出濃度を測定した。
静置後、暫くは溶出濃度が徐々に上昇するものの、５時間後位からは当該濃度は上がらず、数十ｐｐｂというイオン濃度が指数関数的に飽和状態を迎える結果となった。
【００４１】
これは、本発明が長期間の使用に耐え得ることの裏づけとなり、一方、飲料水では５０〜２００ｐｐｂという銀イオンに対する米国、ドイツ、スイスにおいて定められた濃度限度にも十分合致するという安全性も確認できた。
【００４２】
本発明の抗菌性浄水剤を、該抗菌性浄水剤は通過不能かつ水は流通可能な通孔を外壁部に有する容器に入れることにより、殺菌、消毒に効果がある浄水器とすることができる。また、本発明の抗菌性浄水剤の層に加え、砂、砂利、土、活性炭のうちいずれか１種または複数種からなる層、及び＼又は、バクテリアのみならず寄生虫や原虫、ウイルスなどの微生物を濾過する不織布からなる層に水を流下させることにより、殺菌、消毒に加えて不純物を除去する効果を有する浄水器とすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明の抗菌性浄水剤は、携帯用、家庭用、業務用、工業用等のあらゆる規模の浄水に使用することができる。目的や用途に合った適当な容器やカートリッジに抗菌性浄水剤を入れることにより、種々の商品化が可能である。例えば、水と浄水剤を小型容器に入れて殺菌水、消臭用水とすることができる。また、この殺菌水、消臭用水を噴霧できるようにした殺菌水噴霧器や、消臭用水噴霧器とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】抗菌性浄水剤の一部拡大断面図である。
【図２】抗菌性粉体の製造過程を示す図である。
【図３】抗菌性粉体の製造過程の一部を示す図である。
【図４】抗菌性粉体の製造過程の一部を示す図である。
【図５】抗菌性浄水剤の成形品の斜視図である。
【図６】ｐＨ値と銀イオン濃度との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００４５】
１  抗菌性浄水剤
２  プラスチックペレット
３  抗菌性粉体
４  抗菌性金属皮膜
５，６  プラスチック皮膜
７  接着剤
８  アンカーコート層
１０  立体抗菌剤
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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