抗微生物和抗病毒性组合物以及其制备方法
[0051] 例如，能够预期：将含有本发明的抗微生物和抗病毒性组合物的涂层剂应用于将 被不特定数目的人接触的物品或物品部分降低了微生物和病毒通过该物品表面在人与人 之间传播的风险。
[0052] 附图简述
[0053] 图1显示了实施例1中获得的氧化亚铜粒子的TEM图像。
[0054] 图2显示了实施例1中获得的抗微生物和抗病毒性材料的X-射线衍射图。
[0055] 图3显示了实施例5中获得的抗微生物和抗病毒性组合物的病毒灭活能力。
[0056] 实施发明的实施方案
[0057] 1.抗微生物和抗病毒性材料
[0058] 本发明的抗微生物和抗病毒性材料包含氧化亚铜粒子和位于所述氧化亚铜粒子 的至少一部分表面上的二氧化硅涂覆层，其中以100质量份氧化亚铜粒子为基准计，所述 二氧化硅涂覆层的含量是5至20质量份，并且用二氧化硅涂覆的氧化亚铜粒子的BET比表 面积是5至100m 2/g。
[0059] 氧化亚铜粒子具有高的抗微生物和抗病毒性作用，但是其具有高的可氧化性并因 此难以长时间维持优良的抗微生物和抗病毒性作用。在本发明中，在氧化亚铜粒子的表面 上形成二氧化硅涂覆层，以维持氧化亚铜粒子优良的抗微生物和抗病毒性作用。但是，如果 所含的二氧化硅涂覆层过少，则不能抑制氧化亚铜粒子的可氧化性。如果所含的二氧化硅 涂覆层过多，则抑制氧化亚铜粒子的抗微生物和抗病毒性作用。在本发明中，二氧化硅涂覆 层的含量被调整至以100质量份的氧化亚铜粒子为基准计为5至20质量份，以抑制氧化亚 铜粒子的可氧化性和获得优良的抗微生物和抗病毒性质。
[0060] 氧化亚铜粒子的至少一部分表面上应当用二氧化硅涂覆层涂覆，但是优选地整个 表面用二氧化娃涂覆层涂覆.
[0061] 氧化亚铜粒子
[0062] 本发明中所用的氧化亚铜粒子由化学式Cu2O表示。用电子显微镜观察的氧化亚 铜粒子的形状没有特别地限制。但是，一些氧化亚铜粒子为球形的、无定形的和近球形的结 晶。在本发明中，这些形状的结晶可以单独存在或者可以混合存在。
[0063] 氧化亚铜的粒径越小，抗微生物和抗病毒性能就越高。另外，已知氧化亚铜当微细 粉碎时由于量子尺寸效应而颜色变淡。在这种情况下，抗微生物和抗病毒性能也得以增加， 从而可以减少用量。这导致着色减少。因此，作为抗微生物和抗病毒性材料的氧化亚铜优 选地为较小的微粒形式。然而，当粒径较小时，氧化亚铜粒子在空气中更易于氧化。已知氧 化铜（II)为黑色，导致被氧化铜（II)包覆的物品的图案受损。氧化铜（II)也使抗微生物 和抗病毒性能降低。
[0064] 因此，对于氧化亚铜粒子的粒径，由用电子显微镜证实的最大粒径确定的平均基 本粒径落入优选1至400nm、更优选5至150nm、还更优选10至50nm的范围。
[0065] 二氧化硅涂覆层
[0066] 在本发明中，涂覆在氧化亚铜粒子的表面上的二氧化硅涂覆层能够通过将二氧化 硅源附着在氧化亚铜粒子的表面上，并水解二氧化硅源而形成。不特别限制二氧化硅源，只 要通过水解能够形成二氧化硅即可。二氧化硅源的例子包括四乙氧基硅烷、四甲氧基硅烷、 和四氯化硅。其中，考虑到可使用性、价格等，更优选四乙氧基硅烷和四甲氧基硅烷，且最优 选四乙氧基硅烷（下文中有时称为"TEOS"）。
[0067] 本发明的二氧化硅涂覆层优选地形成无定形的二氧化硅膜。二氧化硅膜的厚度优 选地在1至20nm，更优选地3至15nm，还更优选地5至IOnm的范围内。
[0068] 二氧化硅涂覆层可以含有非二氧化硅的物质，只要所述物质不损害本发明的效果 即可。但是，二氧化硅涂覆层中二氧化硅组分的含量优选地为90质量％以上，更优选地95 质量％以上，还更优选地99质量％以上，最优选地99. 9质量％以上。
[0069] 以100质量份氧化亚铜粒子为基准计，所述二氧化娃涂覆层的含量是5至20质量 份。如果含量小于5质量份，抗氧化效果是不充分的。另一方面，如果含量大于20质量份， 会降低抗微生物和抗病毒性能。表面活性剂的含量优选地为6. 0至15质量％，更优选地为 7.0至14质量％，还更优选地为7.0至13质量份，最优选地为8.0至12质量份。
[0070] 用二氧化硅涂覆的氧化亚铜粒子（抗微生物和抗病毒性材料）具有5至100m2/g， 优选地10至50m 2/g，更优选地13至40m2/g的BET比表面积，其是通过氮吸附法（BET法） 计算的。BET比表面积为5-100m 2/g的氧化亚铜粒子能够显示出高的抗微生物和抗病毒性 质。然而，BET比表面积为IOOmVg以上的氧化亚铜粒子几乎不能被合成或收集。这使得氧 化亚铜粒子难以处理。另一方面，存在下列问题。BET比表面积为5m 2/g以下的氧化亚铜粒 子与微生物或病毒的接触点较少，显示出低的抗微生物和抗病毒性作用。同时，在氧化亚铜 自身颜色的影响下，所得的氧化亚铜粒子变成深橙棕色。如果将这些粒子用作抗微生物和 抗病毒性涂层剂，则涂覆有该涂层剂的物品的图样受损。
[0071] 为了将BET比表面积调节至落入上述范围，可以在粉碎用二氧化硅涂覆的氧化亚 铜粒子的步骤中弱化粉碎能，将二氧化硅的涂覆量调节至落入上述范围，将作为基础的氧 化亚铜粒子本身的BET比表面积调节至落入或高于上述范围（BET比表面积通常由于涂覆 而降低）等。
[0072] 在根据JIS Z8701的L*a*b*颜色系统中，抗微生物和抗病毒性材料优选地具有50 以上的Li值，8以下的，值，20以上的1^值。与市售的氧化亚铜比较，本发明的抗微生物 和抗病毒性材料具有较大的1^直，较小的a #值，和较大的b #值，并因此更明亮，较不红和更 黄，以提供上等的图案。
[0073] LW颜色系统用于表示物体颜色，其中L #表示明亮度，且a #和b #表示色相和彩 度。较大的1^直表示更明亮。alPb#值表示颜色的方向。具体而言，a #表示红方向，_a# 表示绿方向，b#表示黄方向，和_b#表示兰方向。彩度（c#)以下式表示 ：（(a#)2+(b#)2) 1/2。
[0074] 2.制备抗微生物和抗病毒性材料的方法
[0075] 能够通过以下步骤制备本发明的抗微生物和抗病毒性材料：
[0076] (1)将碱性物质、粒子成长抑制剂和还原剂添加至铜（II)化合物水溶液，以合成 氧化亚铜粒子；
[0077] (2)将所述氧化亚铜粒子与可水解的二氧化硅源在溶剂中混合，并水解二氧化硅 源以用二氧化硅涂覆氧化亚铜粒子，使得以100质量份的氧化亚铜粒子为基准计，二氧化 娃的含量是5至20质量份；和
[0078] (3)分离出固体内容物，然后粉碎所述分离出的固体内容物。
[0079] 如下解释每一步骤。
[0080] (I)合成氧化亚铜粒子的步骤。
[0081] 可溶于水的铜（II)化合物包括硫酸铜（II)、氯化铜（II)、硝酸铜（II)、乙酸铜 (II)和氢氧化铜（II)。硫酸铜（II)是优选的。铜（II)化合物在将用于合成的铜水溶液 中的浓度以铜（Π )离子计算优选为0. 05至lmol/L、更优选0. 1至0. 5mol/L。
[0082] 铜（II)化合物的浓度为0. 05mol/L以下对于大规模生产是不经济的。铜（II)化 合物的浓度为lmol/L以上使得溶液中铜离子的浓度过高，对于氧化亚铜粒子的合成产生 不利影响。
[0083] 碱性物质可以是有机物质或无机物质，包括氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、氨、三 乙胺和四丁基氢氧化铵。其中，氢氧化钠和四丁基氢氧化铵是优选的。碱性物质的加入量 优选是铜（II)离子摩尔数的〇. 5至5倍、更优选1至3倍。
[0084] 不优选碱性物质的加入量是铜（II)离子摩尔数的0.5倍以下，因为不能建造一个 足以将铜（II)还原为铜（I)的碱性环境。碱性物质的加入量是铜（II)离子摩尔数的5倍 以上产生对氧化铜（I)析出的不利影响，因为过量的羟基与铜（II)离子配位。
[0085] 粒子成长抑制剂包括葡萄糖、PVP、PVA、明胶和氨基酸。其中优选葡萄糖。粒子成 长抑制剂的添加量优选地是铜（II)离子摩尔数的〇. 1至5倍，更优选地0. 3至3倍。
[0086] 粒子成长抑制剂的添加量是铜（II)离子摩尔数的0. 1倍以下对粒子成长没有抑 制效果。考虑到成本方面，粒子成长抑制剂的添加量是铜（II)离子摩尔数的5倍以上是不 经济的。
[0087] 还原剂包括硫酸羟胺、硝酸羟胺、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、连二亚硫酸钠、硫酸肼、 肼和亚磷酸钠的水溶液。其中，肼的水溶液是优选的。还原剂的加入量优选地是铜（II)离 子摩尔数的〇. 1至1倍、更优选〇. 2至0. 5倍。
[0088] 还原剂添加量为0. 1倍以下时，不能充分地还原铜（II)离子为氧化铜（I)。还原 剂添加量为1倍以上时，由于过多的还原剂的量，将铜（II)离子还原为金属铜。
[0089] 在合成氧化亚铜粒子的条件中，温度优选为10至90°C、更优选
文档序号 :
【 8515142 】
技术研发人员：李定,黑田靖,细木康弘,宫石壮
技术所有人：昭和电工株式会社
备 注：该技术已申请专利，仅供学习研究，如用于商业用途，请联系技术所有人。
声 明 ：此信息收集于网络，如果你是此专利的发明人不想本网站收录此信息请联系我们，我们会在第一时间删除
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