專利名稱：除臭和抗菌的分散體的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及除臭和抗菌的分散體，更準確地說，涉及一種其本身作為液體除臭和抗菌劑且用于賦予各種原材料如涂料、合成纖維、合成樹脂和紙除臭能力和抗菌活性的除臭和抗菌的分散體。
目前已在許多領域使用各種除臭和抗菌劑。具體地說，要求多種產品，例如薄膜、壁紙、裝飾膠合板、建筑材料、纖維、無紡布和衣服，既不散發(fā)刺激性氣味，也不允許細菌、真菌和類似物生長，換言之，在許多情況下要具有所謂的除臭能力和抗菌活性。
近幾年來，人們對生活空間舒適的需求不斷增強?？紤]到由于都市化造成的住房擁擠以及由混凝土和鋁窗框構建的封閉住房或建筑結構的生活環(huán)境，對環(huán)境清潔的生活來說，清除視覺、嗅覺和衛(wèi)生上令人不舒適的感覺已經(jīng)成為必不可少的條件。
具體來說，近幾年來已經(jīng)出現(xiàn)了與甲醛相關的損害健康的問題。在封閉房屋結構的生活環(huán)境里，特別是在新建的房間里，甲醛的氣味已經(jīng)成為稱作“病態(tài)住房綜合癥”(sick house syndrome)的社會問題。該問題是由于新開發(fā)的建筑材料中釋放的甲醛造成的。所以，要求各種產品--例如壁紙、裝飾膠合板、建筑材料、纖維、無紡布和衣服，都具有除去甲醛的功能。更進一步地，從衛(wèi)生學的觀點上看，這些產品也需要具備抗菌和抗真菌的功能。
為此，本發(fā)明的一個目的是提供能給予各種物質極佳除臭能力和抗菌活性的除臭和抗菌分散體。
通過這里隨后將描述的本發(fā)明可以達到上述的目的。即，本發(fā)明提供一種含有除臭和抗菌組分、粘合劑樹脂和含水或油狀液體介質的除臭和抗菌的分散體，其中除臭和抗菌組分包括一種堿土金屬的氧化物或氫氧化物、水合二氧化硅和陽離子型表面活性劑。
通過在包含粘合劑樹脂的含水或含油的液體介質中分散特定的除臭和抗菌組分，可得到除臭和抗菌的分散體?？梢試娚湓摲稚Ⅲw，而不會引起污染。特別是，該除臭和抗菌的分散體優(yōu)選用于裝飾護面板原紙、紡織織物原紙、壁紙原紙以及類似物原紙的生產，給上述所有產品提供除臭能力和抗菌活性。
該除臭和抗菌的分散體不僅能有效清除乙醛氣味、甲醛氣味、醋酸氣味和類似的各種刺激性氣味，而且還能有效抑制細菌、真菌和類似物的生長。更進一步地，根據(jù)本發(fā)明的除臭和抗菌的分散體可以給予各種物質極佳的除臭能力和抗菌活性。
下面將基于優(yōu)選的實施方案對本發(fā)明進行更具體的描述。
按照本發(fā)明，組成除臭和抗菌的分散體的除臭和抗菌組分包含堿土金屬的氧化物或氫氧化物、水合二氧化硅以及陽離子型表面活性劑的組合。堿土金屬的氧化物或氫氧化物的例子是鋇、鈣、鎂等的氧化物和氫氧化物，其中氫氧化鎂是特別有效的。
假定除臭和抗菌組分的總量為100重量份時，堿土金屬氧化物或氫氧化物以如下比例優(yōu)選使用，它的用量為80至40重量份。堿土金屬氧化物或氫氧化物的比例小于上述范圍則導致性能不充分，這是因為醛，尤其是甲醛轉化成甲醛聚糖的速度變慢。另一方面，堿土金屬氧化物或氫氧化物的比例大于上述范圍也會導致性能不充分，這是因為適合與甲醛進行加成反應的用于除去甲醛的物質比例，即，組合物中陽離子型表面活性劑的比例降低，因此降低了醛類的除臭反應速度，并導致迅速反應性能不足。
本發(fā)明中所用的水合的二氧化硅以實驗式SiO2·nH2O表示，由于其表面上具有許多硅烷醇基團的二氧化硅細顆粒的絮凝，該水合二氧化硅以次級粒子的形式存在。這種水合二氧化硅是水合二氧化硅的超細顆粒的絮凝，可從硅酸鈉與無機酸的反應中得到，并且在顆粒之間包含許多空隙。這些空隙有效地起吸附刺激性氣味成分的作用。在生產除臭和抗菌的、裝飾護面板時，這些空隙也有助于改良水合二氧化硅與生產中所用的裝飾護面板的原材料，例如密胺樹脂、聚酯樹酯或聚氨酯樹脂的浸漬。
這種水合二氧化硅是可以購得的，例如，購自日本東京的Mizusawa化學工業(yè)有限公司的，商品名為“P-801”、“P-802”、“P-526”、“P-527”、“P-603”、“P-604”、“P-554A”、“P-73”、“P-78A”、“P-78D”、“P-78F”、“P-707”、“P-740”、“P-752”、“P-50-、“P-766”、“C-1”、“S-0”、“NP-8”、“P-802Y”、“P-832”、“P-87-、“P-363”、“C-002”、“C-402”和“C-484”，所有這些都可用于本發(fā)明中。
假定除臭劑和抗菌組分為100重量份時，上述的水合二氧化硅可優(yōu)選采用50至10重量份。水合二氧化硅的含量小于上述的范圍導致性能不充分，這是因為醛類的除臭反應速度變慢，導致迅速反應性能不足。另一方面，水合二氧化硅的含量大于上述的范圍也導致性能不充分，這是因為當用于涂料或類似物時，給所述涂料和類似物提供較差的流動性、尤其是不充分的貯存穩(wěn)定性。
作為本發(fā)明中采用的陽離子型表面活性劑，優(yōu)選實驗式為HO-R-NHCH2CH2OH的化合物，其中R是C12-C14的亞烷基。該陽離子型表面活性劑與甲醛等的醛基反應，從而將這些醛類化合物轉變成沒有氣味的化合物。
這種陽離子型表面活性劑可自日本東京Miyoshi Oil & Fat有限公司購得，商品名為“Miyocol 368E”、“Miyocol QX-33N”、“Duspar 125B”、“Duspar 125BN”、“Duspar 125BS”、“Duspar 1400B”，上述所有這些都可用于本發(fā)明中。
上述的陽離子型表面活性劑既可單獨使用，也可組合使用。然而，在制成分散體時，它們包括一些化合物，這些化合物可不具備充足的可分散性、穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、耐光牢度、加工性能和/或類似性能。在為各種用途而使用本發(fā)明的除臭和抗菌的分散體時，與加工性能有關的熱阻也很重要。從這種觀點看，特別優(yōu)選使用“Duspar 125B”和“Duspar 125BN”。
假定除臭和抗菌組分總量為100重量份時，上述的陽離子型表面活性劑優(yōu)選的用量是0.1至30重量份。如果該陽離子型表面活性劑的用量小于上述的范圍，由于與醛的除臭反應速度變慢和迅速反應性能不足，所得到的組合物性能不充分。另一方面，如果該陽離子型表面活性劑用量大于上述的范圍，當它用于涂料中時，由于給涂層所提供的物理性能降低，尤其是在制備密胺樹脂護面板時，發(fā)生樹脂浸漬不足、硬化不充分以及類似情況，所得到的除臭和抗菌分散體性能不充分。
通過在包含粘合劑樹脂的含水或含油的液體介質中分散除臭和抗菌組分，可得到按照本發(fā)明的除臭和抗菌分散體。含水液體介質的實例包括水，水與水溶性有機溶劑的混合物。這些水溶性有機溶劑的實例是甲醇、乙醇、丙醇、丙酮、甲基乙基酮、乙二醇、二乙二醇(diethylene alcohol)，它們的醋酸酯和低級醇醚、二惡烷、吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、甲酰胺和二甲基亞砜。
另一方面，含油液體介質的實例包括涂料和印刷油墨中常用的有機溶劑。具體例子包括酮類如丙酮、甲基乙基酮和甲基異丁基酮；酯類如乙酸乙酯、乙酸丁酯、乳酸甲酯和乙酸丁酯；烴類如甲苯和二甲苯；以及其它的有機溶劑。
作為用于本發(fā)明的粘合劑樹脂的實例，丙烯酸樹脂、醋酸乙烯樹脂，和用于各種常規(guī)水基涂料和印刷油墨中的粘合劑樹脂均是可以采用的。粘合劑樹脂可以以任意的濃度加入，但是通常，優(yōu)選的比例是每100重量份除臭和抗菌組分加入10至1000重量份。該粘合劑樹脂可溶于含水或含油液體介質中，或者在液體介質內分散或乳化。
在含有已知的常規(guī)粘合劑樹脂的液體介質內通過溶解或者分散除臭和抗菌組分，可得到按照本發(fā)明的除臭和抗菌的分散體，就固體物而論，除臭和抗菌組分的濃度的優(yōu)選的變化范圍是大約5至50重量％，更優(yōu)選的范圍是10至30重量％。一種著色劑如染料或顏料也可以添加到按照本發(fā)明的除臭和抗菌分散體中。
為了在包含粘合劑樹脂的含水或含油液體介質內分散或溶解除臭和抗菌組分，通常采用顏料分散體技術領域內所用的分散裝置，例如球磨機、快速銑磨機(speed line mill)、砂磨機、輥式破碎機和涂料攪拌機，都是可以采用的。
下面以描述的實施例和對比實施例為基礎，更具體地描述本發(fā)明，這里標明為“份”和“％”均是指重量。
通過輥式涂布機按照3g除臭和抗菌組分/m2將該除臭和抗菌的涂料組合物涂布在無紡布織物上，然后干燥，由此制得除臭和抗菌布片。測試該布片的除臭能力和抗菌活性，本文隨后將對其進行描述。
通過凹版印刷機按照3g除臭和抗菌組分/m2將該除臭和抗菌的涂料組合物涂布在無紡布上，然后干燥，由此制得除臭和抗菌布片。測試該布片的除臭能力和抗菌活性，本文隨后將對其進行描述。
通過輥式涂布機按照3g除臭和抗菌組分/m2將該除臭和抗菌的涂料組合物涂布在無紡布上，然后干燥，由此制得除臭和抗菌布片。測試該布片的除臭能力和抗菌活性，本文隨后將對其進行描述。實施例6將30份的重量比為5∶2∶3的氫氧化鎂、水合二氧化硅(“P-707”，商品名)和陽離子型表面活性劑(“Duspar 125B”，商品名)混合物加入至70份的表層涂層(聚氨酯樹酯；“PTC”，商品名；日本東京Dainichiseika Color &Chemicals Mfg.有限公司的產品)。通過涂料攪拌機將所得到的混合物進行1小時的分散處理，由此得到一種油基的除臭和抗菌的涂料組合物。
在用普通的硝化纖維-醇酸樹脂油墨實地(solid)和以一種圖案印刷薄裝飾紙板(40g/m2)之后，通過凹版印刷機按照3g除臭和抗菌組分/m2將該除臭和抗菌的涂料組合物涂布在印制的薄裝飾紙板表面上，由此制得一種除臭和抗菌的紙板。緊接著，使用脲-密胺樹脂粘結劑將上面所得的除臭和抗菌紙板層壓在MDF(主配線板)膠合板上，由此制得一種除臭和抗菌的裝飾膠合板。測試這種裝飾膠合板的除臭能力和抗菌活性，本文隨后將對其進行描述。
通過輥式涂布機按照3g除臭和抗菌組分/m2將該除臭和抗菌的涂料組合物涂布在壁紙上，該壁紙由聚氯乙烯樹脂制成，然后干燥，由此制得除臭和抗菌的聚氯乙烯樹脂壁紙。測試這種聚氯乙烯樹脂壁紙的除臭能力和抗菌活性，本文隨后將對其進行描述。
通過下列測試方法，可分別檢測實施例1-7制備的各種產品的除臭和抗菌效力。表1至表5概括了試驗結果。[除臭性能測試方法](乙酸除臭試驗)在300-ml的錐形瓶中放入2％的乙酸水溶液(2.5μl)，然后加入樣品。將該燒瓶在25℃下放置一段預定的時間，采用Kitagawa氣體檢測器測定仍保留在燒瓶內的乙酸的濃度。結果如表1所示。
(甲醛除臭試驗)在300-ml的錐形瓶中放入3.5％的甲醛水溶液(1μl)，然后加入樣品。將該燒瓶在25℃下放置一段預定的時間，采用Kitagawa氣體檢測器測定仍保留在燒瓶內的甲醛的濃度。結果如表2所示。
(乙醛除臭試驗)在300-ml的錐形瓶中放入2.5％的乙醛水溶液(1μl)，然后加入樣品。將該燒瓶在25℃下放置一段預定的時間，采用Kitagawa氣體檢測器測定仍保留在燒瓶內的乙醛的濃度。結果如表3所示。
表1醋酸除臭測試結果
-空白組中，除了未采用除臭和抗菌的組合物之外，以與實施例1相同的方法制備的薄板用作試驗樣品。
-在對比實施例中，除了未將陽離子型表面活性劑與除臭和抗菌的組分一起加入之外，以與實施例1相同的方法制備的薄板用作試驗樣品。
-這些腳注同樣適用于表2和表3。
表2甲醛除臭試驗結果
表3乙醛除臭試驗結果 測試細菌菌株-革蘭氏陰性菌大腸桿菌IFO 3972-革蘭氏陽性菌金黃色葡萄球菌IFO 12732測試方法-預培養(yǎng)在37℃下營養(yǎng)肉湯液體培養(yǎng)基(大腸桿菌16小時，金黃色葡萄球菌12小時)上搖動培養(yǎng)。
-抗菌試驗將滅菌的樣品(約50×50mm)干燥然后放置于滅菌的培替氏培養(yǎng)皿中。另外，將上述的預培養(yǎng)物稀釋以分別制得表4和表5所示的接種物。如果該預培養(yǎng)物為大腸桿菌，則該接種物由以下方法制得采用一種溶液將該預培養(yǎng)物稀釋以將每ml的活細胞數(shù)目調節(jié)到3.1×105。該溶液已由以下方法制得用磷酸鹽緩中液(pH7.2)將營養(yǎng)肉湯液體培養(yǎng)基稀釋以將其營養(yǎng)物的濃度降至1/500。另一方面，如果該預培養(yǎng)物為金黃色葡萄球菌，則該接種物由以下方法制得用一種溶液將該預培養(yǎng)物稀釋以將每ml活細胞的數(shù)目調節(jié)到8.5×104。該溶液已由下方法制得用磷酸鹽緩中液(pH7.2)將營養(yǎng)肉湯液體培養(yǎng)基稀釋以將營養(yǎng)物的濃度降至1/50。對于每個細胞菌株，將活細胞數(shù)目已經(jīng)過上述調節(jié)的接種物以每個位置0.1ml即總量為0.5ml的數(shù)目在樣品的四對角和樣品中心接種到每一樣品的表面。在溫度為30±1℃，相對濕度為90％或更高的條件下接種24小時后，用磷酸鹽緩沖液(4.5ml)洗出細胞。采用傾注平板法，用營養(yǎng)瓊脂對受試溶液中的活細胞數(shù)目進行測定。進一步地，作為對照，也對只滴入接種物的陪替氏培養(yǎng)皿進行試驗。
表4對大腸桿菌的抗菌試驗結果
-在對照組中，該接種物在不往陪替氏培養(yǎng)皿中加入任何樣品的情況下放置。
-在對比實施例中，以與實施例1相似方式制得的薄片作為試樣，不同的是在該除臭和抗菌組合物中不加入陽離子表面活性劑。
-這些腳注同樣適用于表5。
表5對金黃色葡萄球菌抗菌試驗結果
實施例8將40份的由無色的丙烯酸樹脂乳液組成的涂料漆料，加至60份的由重量比為6∶3∶1的氫氧化鎂、水合二氧化硅(“P-766”，商品名)和陽離子型表面活性劑(“Duspar 125B”，商品名)組成的混合物中，并混合。然后將所得到的混合物通過“Mammerizer”(商標，日本大阪Fuji Paudal有限公司制造)制成直徑4mm的珠形除臭和抗菌顆粒。
將那些珠形除臭和抗菌的顆粒(100g)充填入真空吸塵器(“CV-C45”，商標名；日立有限公司制造)的濾袋，在房間(溫度26℃，濕度75％)中，通過此真空吸塵器吹掃清潔墻壁和地板。房間內甲醛的濃度由0.279ppm降至0.003ppm(甲醛清除百分比80％)，壁櫥中的甲醛的濃度由0.467ppm降至0.003ppm(甲醛清除百分比80％)。
權利要求
1．一種含有除臭和抗菌的組分、粘合劑樹脂以及含水或含油液體介質的除臭和抗菌的分散體，其中所述的除臭和抗菌的組分包括堿土金屬的氧化物或氫氧化物、水合二氧化硅以及陽離子型表面活性劑。
2．按照權利要求1的除臭和抗菌的分散體，其中所述的除臭和抗菌組分包括80至40重量份的所述的堿土金屬的氧化物或氫氧化物，50至10重量份的所述的水合二氧化硅和0.1至30重量份的所述的陽離子型表面活性劑。
3．按照權利要求1的除臭和抗菌的分散體，其中所述的堿土金屬的氧化物或氫氧化物是氫氧化鎂。
4．按照權利要求1的除臭和抗菌的分散體，其中所述的陽離子型表面活性劑可以以下述實驗式表示HO-R-NHCH2CH2OH，其中R是C12-C14亞烷基。
5．按照權利要求1的除臭和抗菌的分散體，其中，相對每100重量份所述除臭和抗菌組分，所述粘合劑樹脂的量是10至1,000重量份。
6．按照權利要求1的除臭和抗菌的分散體，其中所述的除臭和抗菌的組分在分散體中的濃度是5至50重量％。
全文摘要
一種除臭和抗菌的分散體由除臭和抗菌的組分、粘合劑樹脂以及含水或含油的液體介質制成。該除臭和抗菌的組分包括一種堿土金屬的氧化物或氫氧化物、水合二氧化硅以及陽離子型表面活性劑。
文檔編號A01N25/30GK1324663SQ0011816
公開日2001年12月5日 申請日期2000年5月18日 優(yōu)先權日1998年11月10日
發(fā)明者星野明, 佐次三喜雄, 林孝三郎 申請人:大日精化工業(yè)株式會社