(57)【要約】【課題】  殺菌効果が得られるまでの時間を短縮できる殺菌剤等を提供する。【解決手段】  殺菌剤１０は、ヨウ化カリウム（ＫＩ）及び二酸化マンガン（ＭｎＯ2）の混合物からなる。この殺菌過程で消費されるのは、空気２２中の酸素のみとなる。ここで、殺菌剤１０によれば、二酸化マンガンがヨウ素イオンの酸化を促進することにより、殺菌効果が得られるまでの時間を大幅に短縮できる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水分によってヨウ素イオンを生じるヨウ化物と、
前記ヨウ素イオンの酸化を促進する触媒と、
を備えたことを特徴とする殺菌剤。
【請求項２】
前記ヨウ化物がヨウ化カリウムであり、
前記触媒が二酸化マンガンであり、
請求項１記載の殺菌剤。
【請求項３】
請求項１又は２記載の殺菌剤と、
この殺菌剤を担持する部材と、
を備えたことを特徴とする殺菌用部材。
【請求項４】
前記触媒が投入された前記ヨウ化物の水溶液と、
この水溶液に吹き込まれた、酸素を含む気体と、
を更に備えた請求項１記載の殺菌剤。
【請求項５】
前記ヨウ化物がヨウ化カリウムであり、
前記触媒が二酸化マンガンである、
前記気体が空気である、
請求項４記載の殺菌剤。
【請求項６】
水分によってヨウ素イオンを生じるヨウ化物の水溶液中に、前記ヨウ素イオンの酸化を促進する触媒を投入し、
前記水溶液中に酸素を含む気体を吹き込み続ける、
ことを特徴とする殺菌方法。
【請求項７】
前記ヨウ化物がヨウ化カリウムであり、
前記触媒が二酸化マンガンであり、
前記気体が空気である、
請求項６記載の殺菌方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、菌、黴、ウイルスなどに有効な殺菌剤、殺菌部材及び殺菌方法に関する。本明細書において、「菌」とは菌以外の黴、ウイルスなども含む広い意味として用い、「殺菌」とは抗菌や防菌などの概念も含むものとする。
【背景技術】
【０００２】
本発明者らは、空気中の酸素を原料とした永続的な殺菌技術について、鉄(III)及びヨウ素イオン系を用いて実験をし、その結果を学会で発表している（非特許文献１）。その要旨は次のとおりである。
【０００３】
ヨウ素イオンは鉄(III)イオンにより殺菌力を有するヨウ素Ｉ2に酸化され、そのヨウ素は殺菌過程でヨウ素イオンに戻る。一方、前述の鉄(III)イオンは、ヨウ素イオンを酸化するときに鉄(II)イオンに還元される。この鉄(II)イオンを空気中の酸素で鉄(III)イオンに酸化すれば、この殺菌過程で消費されるのは、空気中の酸素のみとなる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】大河内正一、他４名、「空気による新たな永続的殺菌システムの可能性」、防菌防黴学会第３７回大会講演要旨集、平成２２年９月２８〜２９日、ｐ．１５８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、非特許文献１の技術では、殺菌効果が得られるまでに時間がかかる、という課題があった。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、殺菌効果が得られるまでの時間を短縮できる殺菌剤等を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る殺菌剤は、
水分によってヨウ素イオンを生じるヨウ化物と、
前記ヨウ素イオンの酸化を促進する触媒と、
を備えたことを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る殺菌用部材は、
本発明に係る殺菌剤と、
この殺菌剤を担持する部材と、
を備えたことを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る殺菌方法は、
水分によってヨウ素イオンを生じるヨウ化物の水溶液中に、前記ヨウ素イオンの酸化を促進する触媒を投入し、
前記水溶液中に酸素を含む気体を吹き込み続ける、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、触媒がヨウ素イオンの酸化を促進することにより、殺菌効果が得られるまでの時間を大幅に短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態１に係る殺菌剤及び殺菌用部材を示し、図１［１］は殺菌用部材の第一例を示す平面図、図１［２］は殺菌用部材の第二例を示す断面図、図１［３］は殺菌用部材の第三例を示す断面図である。
【図２】実施形態１、２に係る殺菌剤の作用及び効果を説明するための流れ図である。
【図３】実施形態２に係る殺菌剤及び殺菌方法を示す断面図である。
【図４】実施形態２に係る実施例の効果、すなわちコロニーカウント法を用いた大腸菌（DH5α）に対する殺菌力試験結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照しながら、本発明を実施するための形態（以下「実施形態」という。）について説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成要素については同一の符号を用いる。図面に描かれた形状は、当業者が理解しやすいように描かれているため、実際の寸法及び比率とは必ずしも一致していない。
【００１３】
以下の実施形態では、特許請求の範囲における「水分によってヨウ素イオンを生じるヨウ化物」、「ヨウ素イオンの酸化を促進する触媒」及び「酸素を含む気体」の一例として、それぞれ「ヨウ化カリウム」、「二酸化マンガン」及び「空気」を採り上げて説明する。
【００１４】
図１は実施形態１に係る殺菌剤及び殺菌用部材を示し、図１［１］は殺菌用部材の第一例を示す平面図、図１［２］は殺菌用部材の第二例を示す断面図、図１［３］は殺菌用部材の第三例を示す断面図である。図２は、実施形態１に係る殺菌剤の作用及び効果を説明するための流れ図である。以下、この図面に基づき説明する。
【００１５】
本実施形態１の殺菌剤１０は、例えばヨウ化カリウム（ＫＩ）などのヨウ化物と、例えば二酸化マンガン（ＭｎＯ2）などの触媒との、混合物からなる。ヨウ化カリウムは、ヨウ素とカリウムとからなる無機化合物であり、潮解性を持つ無色の固体である。二酸化マンガンは、マンガンの酸化物であり、一般には酸化剤や無機触媒として利用されている。図１では、殺菌剤１０の存在をわかりやすくするために殺菌剤１０を「●」で示しているが、実際にそのように見えるわけではない。
【００１６】
ここで、殺菌剤１０を空気中で使用する場合の、作用及び効果について説明する。ヨウ化カリウムは、空気中の水分によってヨウ素イオンを生じる。このヨウ素イオンは、空気中の酸素及び触媒の二酸化マンガンによって酸化されることにより、殺菌力を有するヨウ素になる（図２ステップ１０１）。そのヨウ素は殺菌過程で活性酸素を生成すると同時にヨウ素イオンに戻る（図２ステップ１０２）。そのヨウ素イオンは、空気中の酸素及び二酸化マンガンによって再びヨウ素になる（図２ステップ１０１）。この殺菌過程で消費されるのは、空気中の酸素のみとなる。殺菌剤１０によれば、二酸化マンガンがヨウ素イオンの酸化を促進することにより、殺菌効果が得られるまでの時間を大幅に短縮できる。
【００１７】
なお、殺菌剤１０は水中で使用することもでき、その場合も殺菌剤１０を空気中で使用する場合と同様の作用及び効果が得られる。この場合、水中に空気などを吹き込むことにより、水中に酸素を十分に供給することが望ましい。
【００１８】
図１［１］に示す殺菌用部材２０は、殺菌剤１０を担持する部材としてゼオライトや活性炭などの多孔質材料２１を用いている。ゼオライトは、アルミノケイ酸塩のなかでも結晶構造中に比較的大きな空隙をもつものの総称であり、分子ふるい、イオン交換材料、吸着材料などに利用されている。多孔質材料２１は、その表面及び内部に殺菌剤１０を吸着することにより殺菌剤１０を担持している。
【００１９】
殺菌用部材２０の製造方法の第一例を説明する。まず、塩化マンガンや硝酸マンガンなどの水溶液を用意し、この水溶液に多孔質材料２１を漬け込む。そして、この水溶液から取り出した多孔質材料２１を、例えば大気中で２００〜３００℃に加熱することにより、多孔質材料２１の細孔に二酸化マンガンを形成する。続いて、二酸化マンガンが形成された多孔質材料２１を例えばヨウ化カリウムやポビドンヨードの水溶液に漬け込み、その多孔質材料２１をそれらの水溶液から取り出して乾燥させる。これにより、殺菌剤１０を多孔質材料２１に吸着させることができる。
【００２０】
殺菌用部材２０の製造方法の第二例を説明する。例えば、ヨウ化カリウムの粉末、二酸化マンガンの粉末及び多孔質材料２１を混合及び撹拌することにより、殺菌剤１０を多孔質材料２１に吸着させることができる。又は、ヨウ化カリウム水溶液中に二酸化マンガンの粉末を投入し、これを撹拌しつつ、ヨウ化カリウム水溶液中に多孔質材料２１を浸漬することにより、殺菌剤１０を多孔質材料２１に吸着させることができる。
【００２１】
殺菌用部材２０の製造方法の第三例を説明する。ヨウ化物と２価のマンガン化合物（例えば塩化マンガンＭｎＣｌ2）とを水に溶解し、これにゼオライトなどの不溶解性の多孔質粉体からなる多孔質材料２１を混合し、そこにオゾンや次亜塩素酸ナトリウムなどの酸化剤を通気又は添加する。これにより、酸化したヨウ素及び二酸化マンガンからなる殺菌剤１０を多孔質材料２１に吸着させた多孔質体ができる。それらを、洗浄及び乾燥することでヨウ素及び二酸化マンガンを担持した殺菌用部材２０が得られる。
【００２２】
殺菌剤１０は、図１［１］では多孔質材料２１の表面に分散的に吸着されているが、多孔質材料２１の表面に隙間なく吸着させてもよく、当然のことながら多孔質材料２１の内部にも吸着されている。
【００２３】
多数の殺菌用部材２０を空気２２中に放置すると、殺菌用部材２０が空気２２中の水分及び酸素を吸収して空気２２を殺菌することにより、空気２２が清浄化される。殺菌用部材２０を水中に放置しても同様の効果が得られる。
【００２４】
図１［２］に示す殺菌用部材３０は、殺菌剤１０を担持する部材として繊維材料３１を用いている。繊維材料３１は布や紙などの繊維からなるものであり、殺菌用部材３０はフィルタ、マスク、ふきん、足拭きマット、衣料として用いられる。繊維材料３１は、その繊維間に殺菌剤１０を吸着することにより殺菌剤１０を担持している。
【００２５】
殺菌用部材３０の製造方法を幾つか例示する。<1>.図１［１］に示す殺菌用部材２０を細かく砕き、この粉末を繊維材料３１に絡ませることにより、殺菌剤１０を繊維材料３１に吸着させることができる。<2>.ヨウ化カリウムの粉末と二酸化マンガンの粉末とを繊維材料３１に吹き付けることにより、殺菌剤１０を繊維材料３１に吸着させることができる。<3>.ヨウ化カリウム水溶液中に二酸化マンガンの粉末を投入し、これを撹拌しつつ、ヨウ化カリウム水溶液中に繊維材料３１を浸漬することにより、殺菌剤１０を繊維材料３１に吸着させることができる。
【００２６】
殺菌剤１０は、図１［２］では繊維材料３１の内部にまばらに吸着されているが、繊維材料３１の内部又は表面に隙間なく吸着させてもよい。殺菌用部材３０は、殺菌剤１０を吸着した繊維材料３１を、複数枚重ねて用いることもできる。
【００２７】
図１［２］では、殺菌用部材３０をフィルタとして用いる例を示している。殺菌用部材３０をフィルタとして空気３２の流れの中に設置すると、殺菌用部材３０が空気３２中の水分及び酸素を吸収して空気３２を殺菌する。したがって、殺菌用部材３０に入る空気３２は、殺菌用部材３０内で殺菌されることにより、殺菌用部材３０から清浄な空気３３となって出てくる。殺菌用部材３０を水の流れの中に設置しても同様の効果が得られる。
【００２８】
また、台所、風呂場、洗い場、水泳プール、温泉地などの湿った環境の中で、殺菌用部材３０をふきん、足拭きマット、タオルなどとして使用すると、より効果を発揮する。空気中の水分だけでなく、使用環境から供給される水分を利用できるためである。
【００２９】
図１［３］に示す殺菌用部材４０は、殺菌剤１０を担持する部材として壁用材料４１を用いている。壁用材料４１は、布や紙などの繊維からなるものや、セメントや樹脂を主成分とするものなどがあり、壁や天井の内装仕上材として用いられる。壁用材料４１は、その繊維間又は粒子間に殺菌剤１０を吸着することにより殺菌剤１０を担持している。
【００３０】
殺菌用部材４０の製造方法を幾つか例示する。<1>.図１［１］に示す殺菌用部材２０を細かく砕き、この粉末を壁用材料４１の繊維間や粒子間に混入させることにより、殺菌剤１０を壁用材料４１に吸着させることができる。<2>.ヨウ化カリウムの粉末と二酸化マンガンの粉末とを壁用材料４１に吹き付けることにより、殺菌剤１０を壁用材料４１に吸着させることができる。<3>.ヨウ化カリウム水溶液中に二酸化マンガンの粉末を投入し、これを撹拌しつつ、ヨウ化カリウム水溶液中に壁用材料４１を浸漬することにより、殺菌剤１０を壁用材料４１に吸着させることができる。
【００３１】
殺菌剤１０は、図１［３］では壁用材料４１の内部に分散的に吸着されているが、壁用材料４１の内部又は表面に隙間なく吸着させてもよい。殺菌用部材４０は、殺菌剤１０を吸着した壁用材料４１を、複数枚重ねて用いることもできる。
【００３２】
図１［３］では、殺菌用部材４０を壁紙として用いる例を示している。殺菌用部材４０を壁や天井に貼り付けると、殺菌用部材４０が空気４２中の水分及び酸素を吸収して空気４２を殺菌する。これにより、室内の空気４２が清浄化される
【００３３】
また、台所、風呂場、洗い場、水泳プール、温泉地などの湿った環境の中で、殺菌用部材４０を壁や天井の内装仕上材などとして使用すると、より効果を発揮する。空気中の水分だけでなく、使用環境から供給される水分を利用できるためである。
【００３４】
図３は、実施形態２に係る殺菌剤及び殺菌方法を示す断面図である。以下、この図面に基づき説明する。
【００３５】
本実施形態２の殺菌剤５０は、二酸化マンガン５１と、二酸化マンガン５１が投入されたヨウ化カリウム水溶液５２と、ヨウ化カリウム水溶液５２に吹き込まれた空気５３と、を備えたものである。水槽５４はヨウ化カリウム水溶液５２を収容し、ポンプ５５はヨウ化カリウム水溶液５２に空気５３を吹き込んでいる。すなわち、本実施形態２の殺菌方法は、ヨウ化カリウム水溶液５２中に二酸化マンガン５１を投入し、ヨウ化カリウム水溶液５２中に空気５３を吹き込み続ける、というものである。図１では、二酸化マンガン５１の存在をわかりやすくするために二酸化マンガン５１を「●」で示しているが、その大きさ及び形状によっては必ずしもそのように見えるわけではない。
【００３６】
本実施形態２の殺菌剤５０及び殺菌方法の作用及び効果について、図２及び図３に基づき説明する。ヨウ化カリウム水溶液５２ではヨウ素イオンが生じている。このヨウ素イオンは、空気５３中の酸素及び二酸化マンガン５１によって酸化されることにより、殺菌力を有するヨウ素になる（図２ステップ１０１）。そのヨウ素は殺菌過程でヨウ素イオンに戻る（図２ステップ１０２）。そのヨウ素イオンは、空気５３中の酸素及び二酸化マンガン５１によって再びヨウ素になる（図２ステップ１０１）。この殺菌過程で消費されるのは、空気５３中の酸素のみとなる。ここで、殺菌剤５０によれば、二酸化マンガン５１がヨウ素イオンの酸化を促進することにより、殺菌効果が得られるまでの時間を大幅に短縮できる。殺菌剤５０は、例えば洗浄液や消毒液として利用することができる。
【００３７】
二酸化マンガン５１は、ヨウ素イオンの酸化をより促進する観点から、水槽５４の底に沈殿することなく、ヨウ化カリウム水溶液５２内を流動することが望ましい。このような二酸化マンガン５１の流動は、二酸化マンガン５１を微細化しかつヨウ化カリウム水溶液５２に空気５３を吹き込むことによって実現できる。二酸化マンガン５１の流動を更に活発にするには、二酸化マンガン５１をできるだけ小さな粉末とするとともに、例えばマグネチックスターラなどでヨウ化カリウム水溶液５２を撹拌するようにしてもよい。
【００３８】
図４は、実施形態２に係る実施例の効果を示すグラフである。以下、図３及び図４に基づき、実施形態２の殺菌剤及び殺菌方法の具体的な実施例について説明する。
【００３９】
本発明者らは、鉄を使用することなくヨウ素イオンのみで空気酸化による永続的かつ循環的な殺菌システムを実現した。具体的には、以下の式に示すように、ヨウ素イオンＩ-を鉄を介することなく直接空気中の酸素で酸化することにより、ヨウ素Ｉ2を生成する。
Ｏ2＋４Ｈ+＋４Ｉ- → ２Ｉ2＋２Ｈ2Ｏ  ・・・（ｉ）
生成されたヨウ素Ｉ2は、殺菌力を発揮する過程で、再びヨウ素イオン４Ｉ-に戻る。この戻ったヨウ素イオンＩ-は、再び空気で酸化されることにより、ヨウ素Ｉ2となる。この一連の空気酸化によるヨウ素イオンＩ-とヨウ素Ｉ2との循環殺菌システムでは、殺菌のために消費されるのは空気中の酸素のみとなる。それゆえ、空気を原料とした永続的殺菌が可能となる。以下、この殺菌システムについて詳細に説明する。
【００４０】
まず、実験方法について説明する。ヨウ化カリウム試薬を精製水で濃度調整したヨウ化カリウム水溶液５２に空気５３を吹き込み、ヨウ素の生成を四塩化炭素による抽出法で確認した。また、そのヨウ化カリウム水溶液５２について、コロニーカウント法を用いて殺菌効果を確認した。なお、使用菌種として、大腸菌（DH5α,JIM109,JIM109DE）の３種及び真菌（A.niger）を用いた。使用培地として、大腸菌にＬＢ培地、真菌にＰＤＡ培地を用いた。培養温度は２５℃であり、培養期間は大腸菌で２日、真菌で４日とした。
【００４１】
次に、実験結果及び考察について説明する。濃度調整したヨウ化カリウム水溶液５２に空気５３を吹き込むことで、ヨウ素の生成が確認できた。しかしながら、それだけのシステムでは、ヨウ素イオンの空気酸化に、長時間の空気吹き込みが必要になる。そこで、ヨウ素イオンの空気酸化を促進するための触媒を検討した。その結果、ヨウ化カリウム水溶液５２に触媒として二酸化マンガン５１を加えることにより、短時間でヨウ素を生成できることを確認した。このことから、二酸化マンガン５１がヨウ素イオンの酸化を促進させる、という結果を得た。
【００４２】
図４に、大腸菌（DH5α）を１０5cfu/mlの濃度に調整したヨウ化カリウム水溶液５２（ヨウ素イオン濃度：100ppm）に、二酸化マンガン５１を加えて、空気５３を吹き込んだ際のコロニー数の経時変化を示す。この殺菌力試験において、ヨウ化カリウム水溶液５２のみ（▲印）では殺菌力がない一方、二酸化マンガン５１を加えたヨウ化カリウム水溶液５２（◆印）では殺菌力があることを確認した。他の２種の大腸菌（JIM109,JIM109DE）や、真菌（A.niger）についても、同様の殺菌効果を得ることができた。
【００４３】
このように、二酸化マンガン５１の存在下において、ヨウ素イオンＩ-からヨウ素Ｉ2へ短時間で空気酸化し、これによる殺菌効果が確認できた。このこと及び標準自由エネルギーの計算から、以下の式に示すように二酸化マンガン５１が触媒として作用することになる。
Ｏ2＋ＭｎＯ2 → ＭｎＯ4-
＋）ＭｎＯ4-＋４Ｈ+＋４Ｉ- → ＭｎＯ2＋２Ｉ2＋２Ｈ2Ｏ
――――――――――――――――――――――――――
Ｏ2＋４Ｈ+＋４Ｉ- →（ＭｎＯ2：触媒）→２Ｉ2＋２Ｈ2Ｏ  ・・・（ii）
【００４４】
さらに、殺菌プロセスでは、次式が成り立つ。
２Ｉ2＋２Ｈ2Ｏ → ４Ｈ+＋４Ｉ-＋２Ｏ（活性酸素）  ・・・（iii）
それゆえ、二酸化マンガン５１をヨウ素イオンＩ-の空気酸化触媒として用いることにより、（ii）及び（iii）式に基づき（iv）式が導かれ、ヨウ素イオンＩ-水溶液の空気による永続的殺菌システムが実現された。
Ｏ2 →（ＭｎＯ2：触媒）→２Ｏ（活性酸素）  ・・・（iv）
【００４５】
以上、上記各実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記各実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細については、当業者が理解し得るさまざまな変更を加えることができる。また、本発明には、上記各実施形態の構成の一部又は全部を相互に適宜組み合わせたものも含まれる。
【００４６】
例えば、「ヨウ化物」は、水分によってヨウ素イオンを生じる物であれば何でもよく、ヨウ化カリウムに限らずヨウ化ナトリウムなどでもよい。「触媒」は、ヨウ素イオンの酸化を促進する物であれば何でもよく、二酸化マンガンに限らず例えば過マンガン酸カリウムや銀などでもよい。「気体」は、酸素を含む気体であれば何でもよく、空気に限らず酸素そのものでもよい。「殺菌用部材」は、多孔質材料、繊維材料及び壁用材料に限らず、本発明に係る殺菌剤を担持し得るものであれば何でもよい。
【００４７】
次に、上記各実施形態の基本的原理すなわち「ヨウ素を用いた空気による永続的殺菌システムの基本的原理」について説明する。
【００４８】
ヨウ素は広い抗菌スペクトルを有し、更に真菌やウイルスにも有効であることが知られている。その抗菌力は、同じハロゲン族の塩素（Ｃｌ2）と同様に、（１）式に示す次ヨウ素酸（ＨＯＩ）を経て生成される活性酸素（Ｏ）によるとされている。
Ｉ2＋Ｈ2Ｏ→ＨＯＩ＋ＨＩ→２ＨＩ＋Ｏ・・・（１）
【００４９】
ここで、殺菌過程で生成されたヨウ化水素（ＨＩ）のヨウ素イオン（Ｉ-）を酸化できれば、再びヨウ素（Ｉ2）が生成されるので、殺菌効果が持続する。その酸化を空気中の酸素で行うことができれば、ヨウ素を用いた空気による永続的殺菌システムが実現可能となる。
【００５０】
そこで、ヨウ素イオンの酸素との酸化反応を検討する。（２）式及び（３）式は、それらの電極反応と標準電極電位（Ｅ0）を示す。
Ｏ2＋４Ｈ+＋４ｅ＝２Ｈ2Ｏ      Ｅ0＝１．２３［Ｖ］・・・（２）
−２×）    Ｉ2＋２ｅ＝２Ｉ-        Ｅ0＝０．５３６［Ｖ］・・・（３）
――――――――――――――――――――――――――――
Ｏ2＋４Ｈ+＋４Ｉ-→２Ｉ2＋２Ｈ2Ｏ  ΔＥ0＝０．６９４［Ｖ］・・・（４）
【００５１】
（２）式及び（３）式より、（４）式が成立する。（４）式の反応で、（２）式及び（３）式の標準電極電位の差（ΔＥ0）が０．６９４［Ｖ］となり、正の値を示す。このことから、標準自由エネルギ変化により、反応は左側から右側に進行し、（４）式の反応式は成立する。したがって、（１）式の反応系に空気を吹き込むことにより、永続的殺菌が可能となる。
【００５２】
実際に（４）式に基づき酸性下でヨウ化カリウム（ＫＩ）水溶液に、空気を吹き込んだところヨウ素（Ｉ2）の生成が四塩化炭素の抽出実験で確認できた。しかし、そのようなヨウ素の生成に、ただ空気を吹き込むだけでは、長時間を要することがわかった。そのため、（４）式の反応促進に触媒（二酸化マンガン）を検討したところ、図４に示すように、大腸菌３種及び真菌１種がいずれも５分以内に殺菌されることを確認できた。
【００５３】
二酸化マンガンが触媒として機能するメカニズムは以下の通りと推測した。すなわち、（５）式と（３）式の電極反応により、ΔＥ0（＝０．０６４［Ｖ］）が正の値になることから、（６）式の反応が成立する。
ＭｎＯ42-＋２Ｈ2Ｏ＋２ｅ＝ＭｎＯ2＋４ＯＨ-  Ｅ0＝０．６０［Ｖ］・・・（５）
−）        Ｉ2＋２ｅ＝２Ｉ-                Ｅ0＝０．５３６［Ｖ］
―――――――――――――――――――――――――――――――――
ＭｎＯ42-＋２Ｈ2Ｏ＋２Ｉ-→ＭｎＯ2＋Ｉ2＋４ＯＨ-  ΔＥ0＝０．０６４［Ｖ］・・・（６）
【００５４】
また、（３）式と（５）式の電極反応により、ΔＥ0（＝０．６３［Ｖ］）が正の値であることから、（７）式が成立する。
Ｏ2＋４Ｈ+＋４ｅ＝２Ｈ2Ｏ          Ｅ0＝１．２３［Ｖ］
−２×）ＭｎＯ42-＋２Ｈ2Ｏ＋２ｅ＝ＭｎＯ2＋４ＯＨ-  Ｅ0＝０．６０［Ｖ］
――――――――――――――――――――――――――――――――――
Ｏ2＋２ＭｎＯ2＋４ＯＨ-→２ＭｎＯ42-＋２Ｈ2Ｏ  ΔＥ0＝０．６３［Ｖ］・・・（７）
【００５５】
そこで、（６）式及び（７）式より、（８）式が成立する。
Ｏ2＋２ＭｎＯ2＋４ＯＨ-→２ＭｎＯ42-＋２Ｈ2Ｏ
＋）２ＭｎＯ42-＋４Ｈ2Ｏ＋４Ｉ-→２ＭｎＯ2＋２Ｉ2＋８ＯＨ-
―――――――――――――――――――――――――――――
Ｏ2＋４Ｉ-＋２Ｈ2Ｏ→２Ｉ2＋４ＯＨ-・・・（８）
【００５６】
（８）式についてイオンバランスを考慮すると、（４）式が成立し、それらの式ではマンガンが消去されて、すなわち触媒としての機能を果たすことが理解できる。これにより次式の循環システムが成り立つ。
Ｏ2＋＜４ＨＩ＞→（ＭｎＯ2：触媒）→＜２Ｉ2＋２Ｈ2Ｏ＞
↑                              ↓              ・・・（９）
↑←←←←←←←←←←←←←＜４ＨＩ＞＋２Ｏ（活性酸素：殺菌）
（循環）
【００５７】
（９）式の循環システムの実験について説明する。以下、ヨウ化カリウム（ＫＩ）水溶液に、触媒として二酸化マンガン（ＭｎＯ2）粉末を加え、その一部を試験管に採ったものを「試料」という。
【００５８】
試料に空気を送り込むことで、直ちにヨウ素（Ｉ2）が生成した。これは、空気を吹き込んだ試料に四塩化炭素を加えると、ヨウ素（Ｉ2）の存在によって試料がピンクになることにより、確認した。
【００５９】
生成したヨウ素（Ｉ2）による殺菌過程については、菌の代わりにビタミンＣ（アスコルビン酸）を用いた。つまり、試料にビタミンＣを加えることにより、ヨウ素（Ｉ2）をヨウ素イオン（Ｉ-）に変えた。このとき、試料に四塩化炭素を加えても、試料は着色されなかった。
【００６０】
このヨウ素イオン（Ｉ-）水溶液からなる試料に空気を吹き込むことにより、再び四塩化炭素によるヨウ素（Ｉ2）の着色を確認できた。それゆえ、（９）式の循環殺菌の可能性が確認できた。（９）式の本質は、（１０）式で示すように空気中の酸素のみが消費される、空気による永続的殺菌システムが成立することを意味する。
Ｏ2→２Ｏ（活性酸素：殺菌）・・・（１０）
【００６１】
二酸化マンガン（ＭｎＯ2）以外の触媒としては、以下に示すように（２）式と（３）式の標準電極電位の範囲にある物質又はイオンが有効となる。しかしながら、実際的な殺菌では速度論的に速いことが条件となる。
０．５３６Ｖ＜触媒＜１．２３Ｖ
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明に係る殺菌剤、殺菌部材及び殺菌方法は、例えば空気や水のフィルタ、空気清浄機能を有する壁紙、ふきんや足拭きマットなどに利用可能である。
【符号の説明】
【００６３】
１０  殺菌剤
２０  殺菌用部材
２１  多孔質材料
２２  空気
３０  殺菌用部材
３１  繊維材料
３２  空気
３３  空気
４０  殺菌用部材
４１  壁用材料
４２  空気
５０  殺菌剤
５１  二酸化マンガン
５２  ヨウ化カリウム水溶液
５３  空気
５４  水槽
５５  ポンプ
【図１】
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【図２】
2013173692.tif 000004
【図３】
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【図４】
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