JP3548728B2

JP3548728B2 - Silver antibacterial agent and method for producing the same

Info

Publication number: JP3548728B2
Application number: JP2001097408A
Authority: JP
Inventors: 幸道中尾; 三男鈴木; 力室
Original assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Current assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 2001-03-29
Filing date: 2001-03-29
Publication date: 2004-07-28
Anticipated expiration: 2021-03-29
Also published as: JP2002293705A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、新規な銀系抗菌剤及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
銀が殺菌力を有し、飲料水や食品の腐敗防止に有効であることは、以前から知られている。
また、コロイド状銀についても、これが強力な殺菌作用を有し、人体に対する毒性が低いことから、治療薬、予防薬として用いられている。
【０００３】
ところで、このコロイド状銀の製造方法としては、これまで銀塩水溶液に還元炎を吹き付ける方法、硝酸銀の希薄溶液を還元炎で還元する方法、酸化銀をタンニンの希薄溶液で処理する方法、酸化銀を水素ガスで還元する方法などが知られている。
【０００４】
しかしながら、これらの方法で得られるコロイド状銀は、いずれも粒径５０ｎｍ以上の比較的大きいコロイド粒子を形成するため、有効表面積が小さく、長時間にわたって使用している間に殺菌力が低下するのを免れない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような事情のもとで、粒径が小さく、長期間にわたって使用しても抗菌力の低下が認められない銀コロイド粒子を有効成分とした銀系抗菌剤を提供することを目的としてなされたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、微細な銀コロイド粒子の生成方法について種々研究を重ねた結果、銀の水溶性塩の水溶液にカチオン性界面活性剤と複合金属水素化物を加えて反応させると、微細な銀コロイド微粒子が安定した状態で得られること、及びこれをカチオン性界面活性剤とともに無機質吸着剤に担持させたものは、殺菌力が相乗的に増大し、しかも長期間にわたって安定した抗菌性を示すことを見出し、この知見に基づいて本発明をなすに至った。
【０００７】
すなわち、本発明は、銀コロイド粒子及びカチオン性界面活性剤を担持した無機質吸着剤からなる銀系抗菌剤、及び銀の水溶性塩を溶かした水溶液に、カチオン性界面活性剤及び複合金属水素化物を加えて反応させることにより銀ヒドロゾルを形成させたのち、この中に無機質吸着剤粉末を加え、これに銀コロイド粒子及びカチオン性界面活性剤を吸着させることを特徴とする銀系抗菌剤の製造方法を提供するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の抗菌剤は、銀コロイド粒子とカチオン性界面活性剤とを無機質吸着剤粉末に担持させたものである。
上記の銀コロイド粒子としては、粒径２０ｎｍ以下の微粒状のものが好ましい。
【０００９】
また、銀コロイド粒子と併用されるカチオン性界面活性剤としては、長鎖アルキルアンモニウム塩、例えばステアリルアンモニウムクロリド、オレイルアンモニウムクロリド、長鎖カルボン酸とアミンとの縮合物、例えばヤシ油脂肪酸とジエタノールアミンとの縮合物、長鎖アルキル第四級アンモニウム塩、例えばセチルトリメチルアンモニウムクロリド、ステアリルトリメチルアンモニウムブロミド、ステアリルトリメチルアンモニウムクロリドなどがある。この場合、長鎖アルキル第四級アンモニウム塩を用いると殺菌力が向上するので有利である。
このカチオン性界面活性剤は、銀１００質量部当り、１０〜２０００質量部、好ましくは５０〜５００質量部の範囲で用いられる。
【００１０】
これらを担持させる無機質吸着剤としては、天然又は合成ゼオライト、ケイソウ土、タルク、シリカゲル、活性アルミナ、アロフェン又は粒状炭が好適である。これらは単独で用いてもよいし、また２種以上混合して用いてもよい。
この無機質吸着剤の使用量は、得られる銀系抗菌剤の使用目的に応じて、銀コロイド粒子の担持量が０．１〜１００ｍｇ／ｇ、好ましくは１〜５０ｍｇ／ｇの範囲になるように適宜選択される。
【００１１】
次に、本発明方法によると、この銀系抗菌剤は、銀の水溶性塩を溶かした水溶液に、カチオン性界面活性剤及び複合金属水素化物を加えて反応させることにより銀ヒドロゾルを形成させたのち、この中に無機質吸着剤粉末を加え、これに銀コロイド粒子を吸着させることによって製造される。
【００１２】
この際の銀コロイド粒子を生成させる原料としては、銀の水溶性塩が用いられるが、このような銀の水溶性塩としては、例えば硝酸銀ＡｇＮＯ_３、亜硝酸銀ＡｇＮＯ_２、塩素酸銀ＡｇＣｌＯ_３、過塩素酸銀ＡｇＣｌＯ_４、酢酸銀Ａｇ（ＣＨ_３ＣＯ_２）、硫酸銀Ａｇ_２ＳＯ_４などを挙げることができる。そのほか［Ａｇ（ＮＨ_３）_２］Ｃｌのような錯銀も用いることができる。
これらの銀の水溶性塩は、０．０５〜５ｍＭ、好ましくは０．１〜２ｍＭの範囲の濃度で水に溶かし、水溶液として用いられる。
【００１３】
次に、この銀の水溶性塩の水溶液に添加される複合金属水素化物としては、例えば水素化ホウ素ナトリウムＮａＢＨ_４、水素化ホウ素カリウムＫＢＨ_４、水素化アルミニウムリチウムＬｉＡｌＨ_４など、各種反応において還元剤として慣用されているものを用いることができる。
これらは、銀の水溶性塩に基づき、２〜５０倍モル量の範囲で用いられる。これよりも少ない量では、銀の還元が不十分になるし、またこれよりも多い量では後処理が厄介である。
【００１４】
本発明方法においては、前記の銀の水溶性塩の水溶液にカチオン性界面活性剤及び複合金属水素化物を加えて反応させることにより、銀ヒドロゾルを生成させる。この反応は室温下、例えば２０℃で十分に進行するが、所望ならば３０〜６０℃に加熱して反応を促進することもできる。反応時間は、使用する各成分の種類や反応条件により変わるが、通常は５〜３０分の範囲である。反応が完了すると粒径１０ｎｍ以下の銀コロイド粒子を含む淡黄色ないし暗褐色の銀ヒドロゾルが得られる。
【００１５】
次に、この銀ヒドロゾルに無機質吸着剤粉末を加え、５〜３０分間かきまぜると、銀コロイド粒子がこれに吸着され、液は無色になる。
【００１６】
このようにして得られた銀系抗菌剤は所望により球状、顆粒状、板状、ロッド状などに成形することもできる。
【００１７】
【実施例】
次に実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらによってなんら限定されるものではない。
【００１８】
実施例１
０．０５ｍＭ−硝酸銀水溶液９４ｍｌに、ステアリルトリメチルアンモニウムクロリド１０ｍｇを水１ｍｌに溶かした水溶液と、０．２ｍＭ−水素化ホウ素ナトリウム水溶液５ｍｌとを、かきまぜながら順々に添加して反応させることにより、黄色透明な銀ヒドロゾル１００ｍｌを得た。電子顕微鏡観察により、このヒドロゾル中の銀コロイド粒子の平均粒径を測定したところ、約１０ｎｍであった。
次に、このようにして得た銀ヒドロゾルに、ゼオライト（日東粉化工業社製、製品名「ＳＰ＃６００」）５．４ｇを加え、１０分間かきまぜたところ、ヒドロゾル中の銀コロイド粒子はすべてゼオライトに吸着され、無色透明の液となった。このゼオライトをろ別し、減圧乾燥することにより、銀含有量０．１質量％の銀系抗菌剤が淡黄色ゼオライト粉末として得られた。
【００１９】
実施例２
１ｍＭ−硝酸銀水溶液２８０ｍｌに、ステアリルトリメチルアンモニウムクロリド２００ｍｇを水２０ｍｌに溶かした水溶液と、４ｍＭ−水素化ホウ素ナトリウム水溶液１００ｍｌとを、かきまぜながら順々に添加して反応させることにより、暗褐色透明な銀ヒドロゾル４００ｍｌを得た。電子顕微鏡観察により、このヒドロゾル中の銀コロイド粒子の平均粒径を測定したところ、約８ｎｍであった。
次に、このようにして得た銀ヒドロゾルに、ケイソウ土（関東化学社製）５．４ｇを加え、１０分間かきまぜたところ、ヒドロゾル中の銀コロイド粒子はすべてケイソウ土に吸着され、無色透明の液となった。このケイソウ土をろ別し、減圧乾燥することにより、銀含有量２質量％の銀系抗菌剤が黄褐色粉末として得られた。
【００２０】
実施例３
０．１ｍＭ−硝酸銀水溶液２８ｍｌに、ステアリルトリメチルアンモニウムクロリド２０ｍｇを水２ｍｌに溶かした水溶液と、０．４ｍＭ−水素化ホウ素ナトリウム水溶液１０ｍｌとを、かきまぜながら順々に添加して反応させることにより、暗褐色透明な銀ヒドロゾル４０ｍｌを得た。電子顕微鏡観察により、このヒドロゾル中の銀コロイド粒子の平均粒径を測定したところ、約１５ｎｍであった。
次に、このようにして得た銀ヒドロゾルに、タルク（関東化学社製）５．４ｇを加え、１０分間かきまぜたところ、ヒドロゾル中の銀コロイド粒子はすべてタルクに吸着され、無色透明の液となった。このタルクをろ別し、減圧乾燥することにより、銀含有量０．２質量％の銀系抗菌剤が淡黄色タルク粉末として得られた。
【００２１】
比較例１
０．１ｍＭ−硝酸銀水溶液２８ｍｌに、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム２０ｍｇを水２ｍｌに溶かした水溶液と０．４ｍＭ−水素化ホウ素ナトリウム水溶液１０ｍｌとを、かきまぜながら順々に添加して反応させることにより、暗褐色透明な銀ヒドロゾル４０ｍｌを得た。
次に、このようにして得た銀ヒドロゾルに硫酸バリウム粉末（和光純薬社製）５．４ｇを加え、１０分間かきまぜたところ、ヒドロゾル中の銀コロイド粒子はすべて硫酸バリウム粉末に吸着され、無色透明の液となった。この硫酸バリウム粉末をろ別し、減圧乾燥することにより、銀含有量０．２質量％の銀系抗菌剤が淡黄色粉末として得られた。
【００２２】
試験例１
市販カゼイン・ソイ混合ペプトンブイヨン培地に、大腸菌ＮＩＨＪ株及び黄色ブドウ球菌２０９Ｐ株を、２ｃｍ画線塗抹し、３７℃において２０時間培養することにより、大腸菌ＮＩＨＪ株約１０^９／ｍｌ及び黄色ブドウ球菌２０９Ｐ株約１０^８／ｍｌを含む測定用培地を調製する。
次に、前記実施例１ないし３及び比較例１で得られた銀系抗菌剤及び比較のためのステアリルトリメチルアンモニウムクロリド２００ｍｇを、ケイソウ土（関東化学社製）５．４ｇに担持させた試料（比較例２）及び市販の銀コロイド製剤（比較例３）について最小発育阻止濃度を測定した。その結果を表１に示す。
この表から分るように、カチオン性界面活性剤単独又は銀系抗菌剤とアニオン性界面活性剤との組合せを用いた場合には、抗菌性が劣る。
【００２３】
【表１】

【００２４】
試験例２
実施例１ないし３の銀系抗菌剤を大気中において１か月間静置後、試験例１と同様の効力試験を行ったところ、その効力はほとんど低下しなかった。
次に比較のために市販の銀コロイド製剤を同様にして１か月静置したのち、効力試験を行ったところ、その効力は約１／２に低下していた。
【００２５】
【発明の効果】
本発明方法によると、高い効力を有する安定な銀系抗菌剤を簡単に得ることができる。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a novel silver-based antibacterial agent and a method for producing the same.
[0002]
[Prior art]
It has long been known that silver has a bactericidal activity and is effective in preventing spoilage of drinking water and food.
Also, colloidal silver has a strong bactericidal action and low toxicity to the human body, and is therefore used as a therapeutic drug and a preventive drug.
[0003]
By the way, as a method for producing this colloidal silver, a method in which a reducing flame is sprayed on a silver salt aqueous solution, a method in which a dilute solution of silver nitrate is reduced with a reducing flame, a method in which silver oxide is treated with a dilute solution of tannin, a method in which silver oxide is used, And the like are known.
[0004]
However, the colloidal silver obtained by these methods forms relatively large colloidal particles having a particle size of 50 nm or more, so that the effective surface area is small and the bactericidal power is reduced during long-term use. I can not escape.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Under such circumstances, the present invention provides a silver-based antibacterial agent containing silver colloid particles as active ingredients, having a small particle size and exhibiting no reduction in antibacterial activity even when used for a long period of time. It was made for the purpose.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have conducted various studies on a method for producing fine silver colloid particles. As a result, when a cationic surfactant and a composite metal hydride were added to an aqueous solution of a water-soluble salt of silver and reacted, fine silver colloid was obtained. Colloidal fine particles can be obtained in a stable state, and those that are supported on an inorganic adsorbent together with a cationic surfactant have a synergistically increased bactericidal power and exhibit stable antibacterial properties over a long period of time. And found the present invention based on this finding.
[0007]
That is, the present invention provides a silver-based antibacterial agent comprising an inorganic adsorbent supporting silver colloid particles and a cationic surfactant, and a cationic surfactant and a composite metal hydride in an aqueous solution in which a water-soluble salt of silver is dissolved. To form a silver hydrosol by reacting the mixture, and then adding an inorganic adsorbent powder into the mixture and adsorbing silver colloid particles and a cationic surfactant thereto, thereby producing a silver-based antibacterial agent. It provides a method.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The antibacterial agent of the present invention is obtained by supporting colloidal silver particles and a cationic surfactant on an inorganic adsorbent powder.
The silver colloid particles are preferably fine particles having a particle size of 20 nm or less.
[0009]
Examples of the cationic surfactant used in combination with the silver colloid particles include long-chain alkyl ammonium salts such as stearyl ammonium chloride and oleyl ammonium chloride, condensates of long-chain carboxylic acids and amines such as coconut oil fatty acid and diethanolamine. And long-chain alkyl quaternary ammonium salts such as cetyltrimethylammonium chloride, stearyltrimethylammonium bromide, and stearyltrimethylammonium chloride . In this case, it is advantageous to use a long-chain alkyl quaternary ammonium salt because the bactericidal activity is improved.
The cationic surfactant is used in an amount of 10 to 2,000 parts by mass, preferably 50 to 500 parts by mass, per 100 parts by mass of silver.
[0010]
Suitable inorganic adsorbents for carrying these are natural or synthetic zeolites, diatomaceous earth, talc, silica gel, activated alumina, allophane or granular charcoal. These may be used alone or as a mixture of two or more.
The amount of the inorganic adsorbent used is determined so that the amount of the supported silver colloid particles is in the range of 0.1 to 100 mg / g, preferably 1 to 50 mg / g, depending on the intended use of the obtained silver-based antibacterial agent. It is appropriately selected.
[0011]
Next, according to the method of the present invention, this silver-based antibacterial agent formed a silver hydrosol by adding a cationic surfactant and a composite metal hydride to an aqueous solution in which a water-soluble salt of silver was dissolved, and reacting. After that, it is manufactured by adding an inorganic adsorbent powder into the mixture and adsorbing silver colloid particles.
[0012]
As a raw material for producing the silver colloid particles at this time, a water-soluble salt of silver is used. As such a water-soluble salt of silver, for example, silver nitrate AgNO ₃ , silver nitrite AgNO ₂ , silver chlorate AgClO ₃ , Examples thereof include silver perchlorate AgClO ₄ , silver acetate Ag (CH ₃ CO ₂ ), and silver sulfate Ag ₂ SO ₄ . In addition, complex silver such as [Ag (NH ₃ ) ₂ ] Cl can be used.
These water-soluble silver salts are dissolved in water at a concentration of 0.05 to 5 mM, preferably 0.1 to 2 mM, and used as an aqueous solution.
[0013]
Next, examples of the composite metal hydride added to the aqueous solution of the water-soluble salt of silver include a reducing agent in various reactions, such as sodium borohydride NaBH ₄ , potassium borohydride KBH ₄ , and lithium aluminum hydride LiAlH _4. What is conventionally used can be used.
These are used in a molar amount of 2 to 50 times based on the water-soluble salt of silver. Smaller amounts result in insufficient silver reduction, and higher amounts make post-treatment cumbersome.
[0014]
In the method of the present invention, a silver surfactant is produced by adding a cationic surfactant and a composite metal hydride to an aqueous solution of the water-soluble salt of silver described above. This reaction proceeds sufficiently at room temperature, for example, at 20 ° C., but can be heated to 30 to 60 ° C. to accelerate the reaction if desired. The reaction time varies depending on the type of each component used and the reaction conditions, but is usually in the range of 5 to 30 minutes. When the reaction is completed, a pale yellow to dark brown silver hydrosol containing silver colloid particles having a particle size of 10 nm or less is obtained.
[0015]
Next, an inorganic adsorbent powder is added to the silver hydrosol, and the mixture is stirred for 5 to 30 minutes, whereby the silver colloid particles are adsorbed thereon, and the liquid becomes colorless.
[0016]
The silver-based antibacterial agent thus obtained can be formed into a sphere, granule, plate, rod, or the like, if desired.
[0017]
【Example】
Next, the present invention will be described in more detail by way of examples, but the present invention is not limited thereto.
[0018]
Example 1
An aqueous solution obtained by dissolving 10 mg of stearyltrimethylammonium chloride in 1 ml of water and 94 ml of a 0.05 mM silver nitrate aqueous solution in 1 ml of water and 5 ml of a 0.2 mM aqueous sodium borohydride solution are added thereto sequentially with stirring to cause a yellow reaction. 100 ml of a clear silver hydrosol were obtained. When the average particle size of the silver colloid particles in this hydrosol was measured by electron microscopic observation, it was about 10 nm.
Next, 5.4 g of zeolite (product name "SP # 600", manufactured by Nitto Powder Chemical Co., Ltd.) was added to the silver hydrosol thus obtained, and the mixture was stirred for 10 minutes. It was adsorbed by zeolite and turned into a colorless and transparent liquid. The zeolite was separated by filtration and dried under reduced pressure to obtain a silver-based antibacterial agent having a silver content of 0.1% by mass as a pale yellow zeolite powder.
[0019]
Example 2
An aqueous solution in which 200 mg of stearyltrimethylammonium chloride was dissolved in 20 ml of water, and 100 ml of a 4 mM aqueous solution of sodium borohydride were added to 280 ml of a 1 mM silver nitrate aqueous solution sequentially with stirring to cause a reaction. 400 ml of hydrosol were obtained. The average particle size of the silver colloid particles in this hydrosol was measured by observation with an electron microscope and found to be about 8 nm.
Next, 5.4 g of diatomaceous earth (manufactured by Kanto Kagaku Co., Ltd.) was added to the silver hydrosol thus obtained, and the mixture was stirred for 10 minutes. It became a liquid. The diatomaceous earth was filtered off and dried under reduced pressure to obtain a silver-based antibacterial agent having a silver content of 2% by mass as a tan powder.
[0020]
Example 3
An aqueous solution prepared by dissolving 20 mg of stearyltrimethylammonium chloride in 2 ml of water and 28 ml of a 0.1 mM silver nitrate aqueous solution and 10 ml of a 0.4 mM aqueous sodium borohydride solution were added sequentially with stirring to cause a dark reaction. 40 ml of a brown transparent silver hydrosol were obtained. The average particle size of the silver colloid particles in this hydrosol was measured by electron microscope observation, and was about 15 nm.
Next, 5.4 g of talc (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) was added to the silver hydrosol thus obtained, and the mixture was stirred for 10 minutes. As a result, all the silver colloid particles in the hydrosol were adsorbed by talc, and a colorless transparent liquid was obtained. became. The talc was filtered off and dried under reduced pressure to obtain a silver-based antibacterial agent having a silver content of 0.2% by mass as a pale yellow talc powder.
[0021]
Comparative Example 1
An aqueous solution prepared by dissolving 20 mg of sodium dodecylbenzenesulfonate in 2 ml of water and 10 ml of a 0.4 mM aqueous solution of sodium borohydride were sequentially added to 28 ml of a 0.1 mM silver nitrate aqueous solution while stirring to cause a reaction. 40 ml of a brown transparent silver hydrosol were obtained.
Next, 5.4 g of barium sulfate powder (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added to the silver hydrosol thus obtained, and the mixture was stirred for 10 minutes. As a result, all the silver colloid particles in the hydrosol were adsorbed on the barium sulfate powder, and colorless. It became a transparent liquid. The barium sulfate powder was filtered off and dried under reduced pressure to obtain a silver-based antibacterial agent having a silver content of 0.2% by mass as a pale yellow powder.
[0022]
Test example 1
A commercially available casein soy mixture peptone bouillon medium, E. coli NIHJ strain and Staphylococcus aureus 209P strain, 2 cm streaked smear, by culturing for 20 hours at 37 ° C., Escherichia coli NIHJ strain about ¹⁰ 9 / ml and Staphylococcus aureus 209P A measurement medium containing about 10 ⁸ / ml strain is prepared.
Next, a sample in which 200 mg of the silver-based antibacterial agent obtained in Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 and stearyltrimethylammonium chloride for comparison, 200 mg, was supported on 5.4 g of diatomaceous earth (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) The minimum growth inhibitory concentration was measured for Comparative Example 2) and a commercially available silver colloid preparation (Comparative Example 3). Table 1 shows the results.
As can be seen from this table, when a cationic surfactant alone or a combination of a silver-based antibacterial agent and an anionic surfactant is used, the antibacterial properties are poor.
[0023]
[Table 1]

[0024]
Test example 2
After the silver antibacterial agents of Examples 1 to 3 were allowed to stand in the air for one month, an efficacy test similar to that of Test Example 1 was carried out. As a result, the efficacy was hardly reduced.
Next, for comparison, a commercially available silver colloid preparation was allowed to stand for one month in the same manner, and then an efficacy test was performed. As a result, the efficacy was reduced to about ２.
[0025]
【The invention's effect】
According to the method of the present invention, a stable silver-based antibacterial agent having high efficacy can be easily obtained.

Claims

A silver-based antibacterial agent comprising an inorganic adsorbent carrying silver colloid particles and a cationic surfactant.

The silver antibacterial agent according to claim 1, wherein the inorganic adsorbent is at least one selected from zeolite, diatomaceous earth, talc, silica gel, activated alumina, allophane, and granular charcoal .

A cationic surfactant and a composite metal hydride are added to and reacted with an aqueous solution in which a water-soluble salt of silver is dissolved to form a silver hydrosol, and then an inorganic adsorbent powder is added thereto, and silver colloid is added thereto. A method for producing a silver-based antibacterial agent, which comprises adsorbing particles.

The method for producing a silver-based antibacterial agent according to claim 3, wherein the water-soluble salt of silver is at least one selected from silver nitrate, silver nitrite, silver chlorate, silver perchlorate, silver acetate and silver sulfate.