JP2003095805A

JP2003095805A - 抗菌材料及びそれを用いた抗菌製品

Info

Publication number: JP2003095805A
Application number: JP2001295481A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Tougeda; 博史垰田
Original assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Current assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 2001-09-27
Filing date: 2001-09-27
Publication date: 2003-04-03
Anticipated expiration: 2021-09-27
Also published as: JP3914982B2

Abstract

(57)【要約】【課題】抗菌材料及びそれを用いた抗菌製品を提供す
る。【解決手段】ＴｉＯ_x （１．５＜ｘ＜２）、ＴｉＯ_x
Ｎ_2-x （１＜ｘ＜２）、ダイヤモンド様炭素、チタニア
シリカ複合体ＴｉＯ_x −ＳｉＯ₂ （１．５＜ｘ≦２）、
又は金属イオンドープの酸化チタンからなる基材の表面
を、光に不活性なセラミックスで部分的に被覆したこと
を特徴とする抗菌材料、光に不活性なセラミックスが、
アルミナ、シリカ、ジルコニア、チタン酸ジルコニウ
ム、マグネシア、カルシア、リン酸カルシウム、リン酸
チタン、酸化鉄、フェライト、石膏、非晶質のチタニア
の内から選ばれた少なくとも一種のセラミックスである
ことを特徴とする前記の抗菌材料、及び該抗菌材料を含
有する抗菌製品。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、抗菌材料及びそれ
を用いた抗菌製品に関するものであり、更に詳しくは、
空気中や水中あるいは物体の表面に存在する菌の繁殖を
抑制するだけでなく、それを分解・無害化して除去する
作用を有する抗菌材料及び抗菌製品に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、暖・冷房の効率向上やエネルギー
の有効利用を目的として、建物の密閉性が向上するに伴
い、生活環境におけるかびや菌による汚染が進行し、そ
れが喘息やアトピーなどのアレルギー疾患の増加と関連
して問題になっている。また、病院におけるＭＲＳＡ菌
（メチシリン耐性黄色ブドウ球菌）などによる院内感
染、Ｏ−１５７等の病原性大腸菌による集団感染、２４
時間風呂でのレジオネラ菌による在郷軍人病の感染など
が大きな社会問題となっている。

【０００３】従来、こうした菌の増殖を抑える抗菌剤に
は、有機化学物質が古くから使われており、アルコール
系、フェノール系、アルデヒド系、カルボン酸系、エス
テル系、エーテル系、ニトリル系、過酸化物・エポキシ
系、ハロゲン系、有機金属系など、様々な種類がある。
これらは、基本的には有毒であり、溶出性のものが多
く、そのため、抗菌力が強く、殺菌力もあるが、皮膚へ
の影響が大きく、アレルギーやシックハウス症候群、化
学物質過敏症などを引き起こす可能性があり、薬剤の安
全性（皮膚刺激性や皮膚アレルギー性など）に問題があ
った。したがって、それらの使用に際して、人体や生態
系に対する安全性について十分な配慮が必要であった。
また、このように、既存の多くの抗菌剤は、薬効成分を
溶出などにより放出することによって菌の発育を阻止あ
るいは死滅させるものであるため、時間とともにその薬
効がなくなり、使えなくなってしまうという欠点があっ
た。

【０００４】酸化チタンは、光を照射されると強い還元
作用を持つ電子と強い酸化作用を持つ正孔を生成し、接
触してくる分子種を酸化還元作用により分解する作用が
ある。酸化チタンのこのような作用、すなわち、光触媒
作用を利用すれば、菌の繁殖を抑制したり、殺菌を行う
ことができる。この方法は、酸化チタンと光を利用する
だけで繰り返し使用でき、反応生成物は無害な炭酸ガス
などであり、酸化チタンも安全無毒な物質であるため、
安全、かつ容易に抗菌を行うことができ、原理的には半
永久的に使用できるという長所がある。

【０００５】しかしながら、酸化チタンは、バンドギャ
ップが大きく、紫外線でないと光触媒反応を起こさない
ため、電灯の下ではほとんど反応を起こさないという欠
点があった。また、酸化チタンを塗料などの有機物に混
ぜて使用すると、その強力な光触媒作用によって、菌だ
けでなく塗料自身も分解されてしまうため、それらの繰
り返し使用や長期間の使用が不可能であった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の点に
鑑みて新たに開発されたものであって、紫外線だけでな
く可視光の照射によって、菌の繁殖を抑制するだけでな
く、それを分解・無害化して除去し、抗菌を効果的、か
つ経済的に安全に行うことができ、しかも、基材の有機
物を分解せず、繰り返し使用のできる、耐久性の面から
も優れた特性を有する、安全で省エネで長期間使用でき
る新規抗菌材料及びそれを用いた抗菌製品を提供するこ
とを目的とするものである。本発明者は、上記の目的を
達成するために、鋭意研究を重ねた結果、酸素欠陥型酸
化チタンＴｉＯ_x （１．５＜ｘ＜２）、チタンオキシナ
イトライドＴｉＯ_x Ｎ_2-x （１＜ｘ＜２）、ダイヤモン
ド様炭素、チタニアシリカ複合体ＴｉＯ_x −ＳｉＯ₂
（１．５＜ｘ≦２）、又は金属イオンドープの酸化チタ
ンの表面を、光に不活性なセラミックスで部分的に被覆
することによって製造された抗菌材料が、紫外線のみな
らず、可視光線の照射によっても効率良く酸化還元作用
を発揮して、菌の繁殖を効率良く抑制あるいは分解除去
し、しかも、基材を光に不活性なセラミックスで部分的
に被覆することにより、基材の分解が生じにくく、長期
間その効果を持続させることができることを見い出し、
また、それを用いた抗菌製品が同様に基材の分解が生じ
にくく、長期間抗菌効果を持続させることができること
を見い出し、本発明を完成するに至った。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明は、以下の技術的手段から構成される。（１）ＴｉＯ_x （１．５＜ｘ＜２）、ＴｉＯ_x Ｎ_2-x
（１＜ｘ＜２）、ダイヤモンド様炭素、ＴｉＯ_x −Ｓｉ
Ｏ₂ （１．５＜ｘ≦２）、又は金属イオンドープの酸化
チタンからなる基材の表面を、光に不活性なセラミック
スで部分的に被覆したことを特徴とする抗菌材料。（２）光に不活性なセラミックスが、アルミナ、シリ
カ、ジルコニア、チタン酸ジルコニウム、マグネシア、
カルシア、リン酸カルシウム、リン酸チタン、酸化鉄、
フェライト、石膏、及び非晶質のチタニアの内から選ば
れた少なくとも一種のセラミックスであることを特徴と
する前記（１）記載の抗菌材料。（３）ＴｉＯ_x （１．５＜ｘ＜２）、ＴｉＯ_x Ｎ
_2-x（１＜ｘ＜２）、ダイヤモンド様炭素、ＴｉＯ_x −
ＳｉＯ₂ （１．５＜ｘ≦２）、又は金属イオンドープの
酸化チタンからなる基材の表面を、光に不活性なセラミ
ックスで部分的に被覆した抗菌材料を含有することを特
徴とする抗菌液。（４）光に不活性なセラミックスが、アルミナ、シリ
カ、ジルコニア、チタン酸ジルコニウム、マグネシア、
カルシア、リン酸カルシウム、リン酸チタン、酸化鉄、
フェライト、石膏、及び非晶質のチタニアの内から選ば
れた少なくとも一種のセラミックスであることを特徴と
する前記（３）記載の抗菌液。（５）ＴｉＯ_x （１．５＜ｘ＜２）、ＴｉＯ_x Ｎ_2-x
（１＜ｘ＜２）、ダイヤモンド様炭素、ＴｉＯ_x −Ｓｉ
Ｏ₂ （１．５＜ｘ≦２）、又は金属イオンドープの酸化
チタンからなる基材の表面を、光に不活性なセラミック
スで部分的に被覆した抗菌材料を含有することを特徴と
する抗菌製品。（６）光に不活性なセラミックスが、アルミナ、シリ
カ、ジルコニア、チタン酸ジルコニウム、マグネシア、
カルシア、リン酸カルシウム、リン酸チタン、酸化鉄、
フェライト、石膏、及び非晶質のチタニアの内から選ば
れた少なくとも一種のセラミックスであることを特徴と
する前記（５）記載の抗菌製品。（７）抗菌製品が、抗菌浴用剤、抗菌繊維製品、抗菌人
工植物、抗菌プラスチック製品、抗菌紙製品、抗菌塗
料、及び抗菌木・竹製品の内から選択された１種である
ことを特徴とする前記（５）記載の抗菌製品。

【０００８】

【発明の実施の形態】次に、本発明について更に詳細に
説明する。本発明による抗菌材料は、酸素欠陥型酸化チ
タンＴｉＯ_x （１．５＜ｘ＜２）、チタンオキシナイト
ライドＴｉＯ_x Ｎ_2-x （１＜ｘ＜２）、ダイヤモンド様
炭素、チタニアシリカ複合体ＴｉＯ_x −ＳｉＯ₂ （１．
５＜ｘ≦２）、又は金属イオンドープの酸化チタンから
なる基材の表面を、光に不活性なセラミックスで部分的
に被覆したものである。ここで、酸素欠陥型酸化チタン
ＴｉＯ_x （１．５＜ｘ＜２）は、酸化チタンを部分的に
還元したものである。チタンオキシナイトライドＴｉＯ
_x Ｎ_2-x （１＜ｘ＜２）は、酸化チタンをアンモニアな
どで部分的に窒化する方法、窒化チタンを部分的に酸化
する方法等により調製される。ダイヤモンド様炭素は、
メタンやアルコールと水素からＣＶＤなどの方法により
調製される。チタニアシリカ複合体ＴｉＯ_x −ＳｉＯ₂
（１．５＜ｘ≦２）は、シリカゲルなどのＳｉＯ₂ を含
む多孔体に有機チタン化合物を含浸し、焼成する方法な
どにより酸化チタンを担持することによって調製され
る。これらは、安全な物質であり、それらの形状として
は、例えば、粒子径約１〜１０μｍ、より好ましくは４
ｎｍ〜１００ｎｍの微粒子又はそれを主体とするものが
好適なものとして用いられるが、これらに限らず、薄片
状、鱗片状など、その形態、性状を問わず同様に使用す
ることができる。この場合、粒子径の小さなものは、高
活性が期待できること、使用量を低減できること、透明
な溶液、ペースト、塗料を調製できること等の利点があ
り、当該溶液、ペースト、塗料の中まで光が通るので、
高い抗菌効果が得られることから、特に、望ましい。ま
た、原料の酸化チタンの結晶形は、光触媒として高性能
である点で、アナターゼやブルッカイトであることが好
ましい。ルチル、非晶質（アモルファス）のものは光触
媒としての活性が低いため、あまり好ましくない。更
に、本発明の抗菌材料の表面に、白金やロジウム、ルテ
ニウム、パラジウム、銀、銅、亜鉛などの金属の１種以
上が担持されたものは、それによって、化学物質の酸化
分解速度が更に大きくなり、光触媒作用も大きくなるの
で好ましい。

【０００９】本発明に用いられる光に不活性なセラミッ
クスとしては、アルミナ、シリカ、ジルコニア、チタン
酸ジルコニウム、マグネシア、カルシア、リン酸カルシ
ウム、リン酸チタン、酸化鉄、フェライト、石膏、非晶
質のチタニアなどの１種以上が例示されるが、これらと
同効のものであれば同様に使用することができる。

【００１０】酸素欠陥型酸化チタンＴｉＯ_x （１．５＜
ｘ＜２）、チタンオキシナイトライドＴｉＯ_x Ｎ
_2-x（１＜ｘ＜２）、ダイヤモンド様炭素、チタニアシ
リカ複合体ＴｉＯ_x−ＳｉＯ₂ （１．５＜ｘ≦２）、又
は金属イオンドープの酸化チタンなどの基材の表面への
光に不活性なセラミックスによる部分的な被覆は、例え
ば、金属アルコキシドや有機金属をそれらの基材の表面
で加水分解させ、焼成することによって光に不活性なセ
ラミックスを基材表面に島状に生成させる方法、セラミ
ックス前駆体のゾルに有機物を溶解しておき、それを基
材表面にコートして焼成することによって孔の空いたセ
ラミックス膜で覆う方法、セラミックスの構成成分を含
んだ溶液に基材を浸漬することによって光に不活性なセ
ラミックスを基材表面に島状に生成させる方法、などに
より行うことができるが、本発明において、これらの被
覆方法については特に制限されない。

【００１１】こうして得られる本発明による抗菌材料
は、酸素欠陥型酸化チタンＴｉＯ_x （１．５＜ｘ＜
２）、チタンオキシナイトライドＴｉＯ_x Ｎ_2-x（１＜
ｘ＜２）、ダイヤモンド様炭素、チタニアシリカ複合体
ＴｉＯ_x −ＳｉＯ₂ （１．５＜ｘ≦２）、又は金属イオ
ンドープの酸化チタンなどの基材の表面が、光に不活性
なセラミックスによって島状に被覆されたり、チタニア
粒子表面が穴のあいた光触媒として不活性なセラミック
ス膜によって覆われたりして、部分的に被覆されてお
り、基材が部分的に露出した状態となっている。そのた
め、接触してきた菌を、蛍光灯、白熱灯、ブラックライ
ト、ＵＶランプ、水銀灯、キセノンランプ、ハロゲンラ
ンプ、メタルハライドランプなどの人工光や太陽光の照
射によって基材に生成した電子と正孔の酸化還元作用に
よって、殺菌し、迅速に、連続的、かつ効果的に分解・
除去することができる。そして、上記抗菌材料は、光を
照射するだけで菌を分解するため、繰り返し使用でき、
低コスト・省エネルギー的で、かつメンテナンスフリー
で長期間使用することができる。また、アルミナ、シリ
カ、ジルコニア、チタン酸ジルコニウム、マグネシア、
カルシア、リン酸カルシウム、リン酸チタン、酸化鉄、
フェライト、石膏、非晶質のチタニアの１種以上から成
る光に不活性なセラミックスは、吸着作用があり、該作
用によって菌を効率良く吸着することができる。その
上、その表面に白金あるいはロジウム、ルテニウム、パ
ラジウム、銀、銅、鉄、亜鉛などの金属の１種以上を担
持したものを用いた場合には、その触媒作用により、抗
菌・抗かび効果が一層増大する。

【００１２】本発明による抗菌液及び抗菌製品は、こう
して得られた抗菌材料を、水などに分散したり、製品に
練り込んだり、塗料にして塗布したり、水や溶媒に分散
して物品に吹き付けたり、ディップコートしたりして製
造される。製品の基材が有機物であっても、それと接触
している部分が光触媒として不活性なセラミックスであ
るため、基材の分解が生じにくく、長期間その抗菌効果
を持続させることができる。

【００１３】本発明による抗菌液は、上記抗菌材料を水
などに分散したものであり、調理場、病院、作業場、家
屋などの床や壁に塗布したり、絨毯やカーペット、皮膚
などに塗布して使用する。この抗菌液は、雑菌や大腸菌
などを安全に効率良く殺菌することができ、院内感染や
食中毒の防止などに利用することができる。

【００１４】本発明による抗菌製品としては、抗菌浴用
剤、抗菌繊維製品、抗菌人工植物、抗菌プラスッチック
製品、抗菌紙製品、抗菌塗料、及び抗菌木・竹製品が挙
げられる。また、船底・漁網防汚塗料、水処理用充填
剤、農ビフィルム、防草シート、包装資材等、適宜の製
品が例示される。

【００１５】本発明による抗菌浴用剤は、上記抗菌材料
を含有する浴用剤であり、上記抗菌材料の微粒子を水に
分散させたり、更に、無機層状化合物などの増粘剤や香
料などを加えることにより製造される。これを風呂の水
に添加し、分散して使用することにより、風呂の水の中
の雑菌やレジオネラ菌を安全に効率良く殺菌することが
できる。また、ボデイシャンプーなどに添加して使用す
ることもできる。

【００１６】本発明による抗菌繊維製品は、本発明の抗
菌材料を、繊維製品に塗布、練り混みなどによって担持
したものであり、繊維製品としては、毛、絹、綿、麻な
どの天然繊維、レーヨン、アセテートなどの再生繊維、
ナイロン、アクリル、ポリアミド、ポリエステル、ポリ
アクリロニトル、ポリ塩化ビニルなどの合成繊維、アラ
ミドなどの耐熱性繊維の単独あるいは混紡繊維からなる
織布、編布、不織布、また、シリコン系撥水剤、パーフ
ルオロアキルアクリレートなどのフッ素撥水剤、ジルコ
ニウム塩系撥水剤、エチレン尿素系撥水剤で処理された
布帛、必要に応じて耐久性を向上させるためにエチレン
イミン系、エポキシ系、メラミン系等の架橋剤を併用し
ている撥水加工された布帛ポリアミドとポリエステル
のフィブリル化型複合繊維等からなる擬革、織布、不織
布、編布等の基材にポリウレタン接着剤を介してポリウ
レタン樹脂層が形成されてなる合成皮革、傘、テント、
バッグ、カーテン、壁紙等のインテリア製品、テント、
テーブルクロス等日用品、食品包装材、育苗シート、シ
ーツ、タオル、マスク、壁布、カーテン、テーブルクロ
ス、寝間着、背広、スーツ、オーバーなどがあり、雑菌
や大腸菌などを安全に効率良く殺菌することができ、長
期間使用できる。

【００１７】本発明による抗菌人工植物は、上記抗菌材
料を人工の造花や観葉植物、水草、海草などに練り込ん
だりコートしたものであり、雑菌や大腸菌などを安全に
効率良く殺菌することができ、長期間使用できる。

【００１８】本発明による抗菌プラスッチック製品は、
本発明の抗菌材料をプラスチックス製品に、塗布、練り
混みなどによって担持したものであり、プラスチックス
の材質としては、ポリエチレンやナイロン、ポリ塩化ビ
ニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリエステル、ポリプロピ
レン、ポリエチレンオキシド、ポリエチレングリコー
ル、ポリエチレンテレフタレート、シリコン樹脂、ポリ
ビニルアルコール、ビニルアセタール樹脂、ポリアセテ
ート、ＡＢＳ樹脂、エポキシ樹脂、酢酸ビニル樹脂、セ
ルロース、セルロース誘導体、ポリアミド、ポリウレタ
ン、ポリカーボネート、ポリスチレン、尿素樹脂、フッ
素樹脂、ポリフッ化ビニリデン、フェノール樹脂、セル
ロイド、キチン、デンプンシート、ポリアクリル酸エス
テル、ポリメチルタクリレート、ポリアミド、ポリイミ
ド、ポリフッ化ビニリデンなどの、さまざまなプラスチ
ックスあるいはフッ化エチレン−プロピレン共重合樹
脂、フッ化エチレン−エチレン共重合体、それらの共重
合体などが挙げられる。本発明による抗菌プラスッチッ
ク製品としては、容器や乗り物などのボディー、レン
ズ、めがねのつる、バッグ、ケーブル、ホース、文房
具、テレビ、冷蔵庫、洗濯機、掃除機、扇風機、ラジ
オ、ラジカセ、ステレオ、照明灯、コンピューターな
ど、種々の電気製品のケースや部品、家具、建材、クレ
ジットカードなどのカード類、熱線反射フィイルムや紫
外線カットフィルム、破損防止フィルム、パソコンディ
スプレー保護フィルター、合成木材など、様々なものが
あり、雑菌や大腸菌などを安全に効率良く殺菌すること
ができ、ぬめりや汚れも防ぐことができ、長期間使用で
きる。

【００１９】本発明による抗菌紙製品は、本発明の抗菌
材料を、紙製品に塗布、コート、漉き込みなどによって
担持したものであり、壁紙、電灯のかさ、襖、障子、ノ
ートや半紙、懐紙、各種の用紙など、様々なものがあ
り、雑菌や大腸菌などを安全に効率良く殺菌することが
でき、変色を防ぐこともでき、長期間使用できる。

【００２０】本発明による抗菌塗料は、上記抗菌材料を
塗料やインク、コーティング液に混ぜたり分散したりし
たものであり、雑菌や大腸菌などを安全に効率良く殺菌
することができ、腐食や汚れも防ぐことができ、長期間
使用できる。

【００２１】本発明による抗菌木・竹製品は、上記抗菌
材料を、材木や柱、家屋、篭、樽、船舶、建材などの木
・竹製品に塗布、含浸などによって担持したものであ
り、壁、天井板、柱等の建築用材、プリント合板、家
具、木工品、インテリア材及び内装材等があり、雑菌や
大腸菌などを安全に効率良く殺菌することができ、腐食
や汚れも防ぐことができ、長期間使用できる。

【００２２】

【実施例】次に、実施例に基づいて本発明を具体的に説
明するが、本発明は以下の実施例によって何ら限定され
るものではない。実施例１（１）抗菌材料の調製１）粒径約５０ｎｍの酸化チタン微粒子を真空下でプラ
ズマ処理して還元し、酸素欠陥型酸化チタンを作製し
た。この表面に少量の水蒸気を含ませ、テトラエトキシ
シランのガスを接触させて加水分解した後、乾燥するこ
とにより、酸素欠陥型酸化チタン表面にシリカ微粒子を
島状に生成させて部分的に被覆した抗菌材料を調製し
た。２）粒径約３０ｎｍの酸化チタン微粒子をアンモニア雰
囲気下でプラズマ処理して部分的に窒化した後、表面に
少量の水蒸気を含ませ、アルミニウムトリイソプロポキ
シドのガスを接触させて加水分解してから乾燥すること
により、チタンオキシナイトライドの表面にアルミナ微
粒子を島状に生成させて部分的に被覆した抗菌材料を調
製した。３）メタノールと水素ガスを用いてＣＶＤによって径約
１００ｎｍの薄片状のダイヤモンド様炭素を作製した。
この表面に少量の水蒸気を含ませ、ジルコニウムテトラ
ｎ−ブトキシドのガスを接触させて加水分解した後、乾
燥することにより、ダイヤモンド様炭素の表面にジルコ
ニア微粒子を島状に生成させて部分的に被覆した抗菌材
料を調製した。４）粒径約２０ｎｍの酸化チタン微粒子にイオン注入法
によりクロムイオンをドープした酸化チタン微粒子を作
製した。そして、チタンテトライソプロポキシド０．１
ｍｏｌを２００ｍｌの無水エタノールで希釈し、撹拌し
ながら、ジエタノールアミン０．１ｍｏｌと水０．１ｍ
ｏｌを添加し、更に、分子量３０００のポリエチレング
リコール５ｇを添加して、透明なゾル液を調製し、この
液を少量取り、作製したクロムイオンドープの酸化チタ
ン微粒子を加えた後、３００℃で乾燥し、クロムイオン
ドープの酸化チタン微粒子の表面に非晶質の穴の空いた
酸化チタン膜で被覆した。５）粒径約１０μｍの粒状シ
リカゲルにチタンテトラエトキシドを含浸した後、６０
０℃で焼成してチタニアシリカ複合体を作製した。これ
をＣａ²⁺２．５ｍＭとＨＰＯ₄ ^2-２．０ｍＭを含む溶液
に浸し、８０℃で１晩放置することにより、チタニアシ
リカ複合体の表面に水酸アパタイトを島状に生成させて
部分的に被覆した抗菌材料を調製した。

【００２３】（２）抗菌性能評価試験方法１０ｃｍ角のポリエステルの透明板に試料を１μｍの膜
厚（乾燥後）になるように塗布し、１００℃で乾燥して
滅菌後、予め前培養と希釈を行って菌濃度を５０⁵ 個／
ｍｌに調節しておいた大腸菌の菌液を０．２ｍｌ試料上
に滴下し、透明フィルムをかぶせインキューベーター内
にセットした。蛍光灯（１５Ｗ×２本、光源との距離１
０ｃｍ）の光を照射したものと光照射を全く行わなかっ
たもので各々４個の試料をセットした。２時間後に滅菌
生理食塩水で試料上の菌を洗い出し、オートクレープ滅
菌した９５ｍｍφのシャーレ寒天培地に植え付け、３６
℃２４時間培養後大腸菌のコロニー数を計数した。大腸
菌の菌液を滴下してインキューベーターに入れるまでの
操作を全く同様にした試料を同一の方法により処理して
大腸菌のコロニー数を計数して、その数値を基準にして
暗黒時と蛍光灯照射時の各試料の所定時間後における生
存率を算出した。

【００２４】（３）サンシャインカーボンアークウェザ
ーメーターによる促進耐候性試験ＪI ＳＫ５４００に規定されたサンシャインカーボン
アークウェザーメーターによる促進耐候性試験を、ＷＥ
Ｌ−ＳＵＮ−ＨＣＨ型（スガ試験機（株）製）を使用し
て、試験時間５００時間、バラックパネル温度６３℃、
１２０分サイクル、１８分間降雨の条件で行った。試料
３枚を促進耐候性試験にかけた後に、膨れ、割れ、はが
れ、白化の有無及び表面の変化を、促進耐候性試験にか
けない原状試験片と目視により比較し、評価した。

【００２５】上記１）〜５）の抗菌材料について、光照
射による抗菌性能評価試験を行った結果、いずれも菌数
が１０以下にまで減少していた。また、サンシャインカ
ーボンアークウェザーメーターによる促進耐候性試験を
行った結果、いずれも膨れや割れ、はがれ、白化などの
表面の変化は見られなかった。これに対して、光触媒の
標準試料として最もよく用いられている市販製品（酸化
チタンＰ−２５）を用いて同様の試験を行った結果、菌
数が５４％残存し、膨れ、割れ、はがれ、白化が見られ
た。

【００２６】実施例２本発明による抗菌液を、上記抗菌材料を蒸留水などに分
散した調製した。これを用いて、抗菌性能評価試験を行
った結果、優れた抗菌性が得られた。また、絨毯やカー
ペットに塗布して促進耐候性試験を行った結果、いずれ
も劣化が見られなかった。

【００２７】実施例３本発明による抗菌浴用剤を、上記抗菌材料の微粒子を水
に分散させ、更に、無機層状化合物を加えて製造した。
これを用いて、抗菌性能評価試験を行った結果、優れた
抗菌性が得られた。

【００２８】実施例４本発明による抗菌繊維製品を、上記抗菌材料を、糸、繊
維、織布、不織布、編布、合成皮革、傘、テント、バッ
グ、カーテン、壁紙等のインテリア製品、テント、シー
ツ、タオル、マスク、壁布、カーテン、テーブルクロス
等日用品、食品包装材、育苗シート、オーバーシーツ、
タオル、マスク、壁布、寝間着、背広、スーツ、オーバ
ーなどの衣類などに練り込んで作製した。これを用い
て、抗菌性能評価試験を行った結果、優れた抗菌性が得
られた。また、促進耐候性試験を行った結果、いずれも
劣化が見られなかった。コートして作製したものも同様
の効果が得られた。

【００２９】実施例５本発明による抗菌人工植物を、上記抗菌材料を、造花、
観葉植物、水草、海草などに練り込んで作製した。これ
を用いて、抗菌性能評価試験を行った結果、優れた抗菌
性が得られた。また、促進耐候性試験を行った結果、い
ずれも劣化が見られなかった。また、コートして作製し
たものも同様の効果が得られた。

【００３０】実施例６本発明による抗菌プラスチックス製品を、プラスチック
ス容器や乗り物などのボディー、レンズ、めがねのつ
る、バッグ、ケーブル、ホース、文房具、テレビ、冷蔵
庫、洗濯機、掃除機、扇風機、ラジオ、ラジカセ、ステ
レオ、照明灯、コンピューター、など種々の電気製品の
ケースや部品、家具、建材、クレジットカードなどのカ
ード類、熱線反射フィイルムや紫外線カットフィルム、
破損防止フィルム、パソコンディスプレー保護フィルタ
ー、合成木材などに上記抗菌材料を練り込んで作製し
た。これを用いて、抗菌性能評価試験を行った結果、優
れた抗菌性が得られた。また、促進耐候性試験を行った
結果、いずれも劣化が見られなかった。コートして作製
したものも同様の効果が得られた。

【００３１】実施例７本発明による抗菌紙製品を、壁紙、電灯のかさ、襖、障
子、ノートや半紙、懐紙、各種の用紙などに上記抗菌材
料を漉き込んで作製した。これを用いて、抗菌性能評価
試験を行った結果、優れた抗菌性が得られた。また、促
進耐候性試験を行った結果、いずれも劣化が見られなか
った。コートして作製したものも同様の効果が得られ
た。

【００３２】実施例８本発明による抗菌塗料は、上記抗菌材料を塗料やイン
ク、コーティング液に分散して作製した。これを用い
て、抗菌性能評価試験を行った結果、優れた抗菌性が得
られた。また、促進耐候性試験を行った結果、いずれも
劣化が見られなかった。

【００３３】実施例９本発明による抗菌材料を、抗菌木・竹製品を、壁、天井
板、柱等の建築用材、プリント合板、家具、木工品、イ
ンテリア材及び内装材に染み込ませて作製した。これを
用いて、抗菌性能評価試験を行った結果、優れた抗菌性
が得られた。また、促進耐候性試験を行った結果、いず
れも劣化が見られなかった。コートして作製したものも
同様の効果が得られた。

【００３４】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明は、菌の繁
殖を抑制するだけでなく、それを分解・無害化して除去
し、抗菌を効果的、かつ経済的に安全に行うことがで
き、しかも、耐久性の面からも優れた特性を有する抗菌
材料及びそれを用いた抗菌製品に係るものである。本発
明による抗菌材料は、酸素欠陥型酸化チタンＴｉＯ_x
（１．５＜ｘ＜２）、あるいは、チタンオキシナイトラ
イドＴｉＯ_x Ｎ_2-x （１＜ｘ＜２）、ダイヤモンド様炭
素、金属イオンドープの酸化チタンなどの基材の表面が
光触媒として不活性なセラミックスによって島状に被覆
されたり、チタニア粒子表面が穴のあいた光触媒として
不活性なセラミックス膜によって覆われたりして、部分
的に被覆されており、基材が部分的に露出した状態とな
っているため、接触してきた菌を、蛍光灯、白熱灯、ブ
ラックライト、ＵＶランプ、水銀灯、キセノンランプ、
ハロゲンランプ、メタルハライドランプなどからの人工
光や太陽光など、可視光の照射によって基材に生成した
電子と正孔の酸化還元作用によって、効率良く殺菌し、
連続的に分解・除去することができる。そして、この抗
菌材料は、光を照射するだけで菌を分解するため、繰り
返し使用でき、低コスト・省エネルギー的で、かつメン
テナンスフリーで、長期間使用できる。また、アルミ
ナ、シリカ、ジルコニア、チタン酸ジルコニウム、マグ
ネシア、カルシア、リン酸カルシウム、リン酸チタン、
酸化鉄、フェライト、石膏、アモルファスのチタニアな
どの光触媒として不活性なセラミックスの吸着作用によ
って菌を効率良く吸着することができ、その上、表面に
白金あるいはロジウム、ルテニウム、パラジウム、銀、
銅、鉄、亜鉛の金属を担持したものを用いた場合には、
その触媒作用により有機化合抗菌抗かび効果が一層増大
する。更に、菌だけでなく、かびや悪臭、タバコの煙、
ＮＯｘ、ＳＯｘなどの空気中の有害物質あるいは水中に
溶解している有機溶剤や農薬などの環境を汚染している
有機化合物を分解するほか、ＭＲＳＡなどによる院内感
染の防止、汚れの防止などの居住環境の浄化を効率良く
行うことができる。本発明による抗菌製品は、上記抗菌
材料を練り込んだり、塗料にして塗布したり、水や溶媒
に分散して吹き付けたりディップコートしたりして製造
され、上記効果を生じ、製品が有機物であっても、それ
と接触している部分が光触媒として不活性なセラミック
スであるため、基材の分解が生じにくく、長期間効果を
持続させることができる。本発明による抗菌材料及び抗
菌製品は、更に、自動車の車内や居間や台所、トイレな
どの脱臭、廃水処理、プールや貯水の浄化など、幅広い
用途に適用でき、化学薬品やオゾンのような有毒な物質
を使用せず、光を照射するだけでよく、電灯の光や自然
光で効果的に働き、低コスト・省エネルギー的、かつ安
全に、メンテナンスフリーで、長期間使用できるため、
産業上の効果が窮めて大きい。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ａ６１Ｋ 7/50 Ａ６１Ｋ 7/50 Ａ６１Ｌ 2/02 Ａ６１Ｌ 2/02 Ｚ 2/16 2/16 ＺＢ０１Ｊ 35/02 Ｂ０１Ｊ 35/02 ＪＦターム(参考） 4C058 AA02 AA03 AA07 BB02 BB07 JJ02 JJ05 4C083 AB241 AB242 BB48 CC25 DD16 DD17 FF01 4G069 AA02 AA03 AA08 AA11 BA01A BA01B BA02A BA02B BA04A BA04B BA05A BA05B BA48A BB11A BB11B BB14A BB14B BC09A BC09B BC50A BC50B CA10 CA11 DA06 EA08 EE01 FB08 4H011 AA01 BA01 BB18 BC18 BC20 DA11 DF03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＴｉＯ_x （１．５＜ｘ＜２）、ＴｉＯ_x
Ｎ_2-x （１＜ｘ＜２）、ダイヤモンド様炭素、ＴｉＯ_x
−ＳｉＯ₂ （１．５＜ｘ≦２）、又は金属イオンドープ
の酸化チタンからなる基材の表面を、光に不活性なセラ
ミックスで部分的に被覆したことを特徴とする抗菌材
料。
【請求項２】光に不活性なセラミックスが、アルミ
ナ、シリカ、ジルコニア、チタン酸ジルコニウム、マグ
ネシア、カルシア、リン酸カルシウム、リン酸チタン、
酸化鉄、フェライト、石膏、及び非晶質のチタニアの内
から選ばれた少なくとも一種のセラミックスであること
を特徴とする請求項１記載の抗菌材料。
【請求項３】ＴｉＯ_x （１．５＜ｘ＜２）、ＴｉＯ_x
Ｎ_2-x （１＜ｘ＜２）、ダイヤモンド様炭素、ＴｉＯ_x
−ＳｉＯ₂ （１．５＜ｘ≦２）、又は金属イオンドープ
の酸化チタンからなる基材の表面を、光に不活性なセラ
ミックスで部分的に被覆した抗菌材料を含有することを
特徴とする抗菌液。
【請求項４】光に不活性なセラミックスが、アルミ
ナ、シリカ、ジルコニア、チタン酸ジルコニウム、マグ
ネシア、カルシア、リン酸カルシウム、リン酸チタン、
酸化鉄、フェライト、石膏、及び非晶質のチタニアの内
から選ばれた少なくとも一種のセラミックスであること
を特徴とする請求項３記載の抗菌液。
【請求項５】ＴｉＯ_x （１．５＜ｘ＜２）、ＴｉＯ_x
Ｎ_2-x （１＜ｘ＜２）、ダイヤモンド様炭素、ＴｉＯ_x
−ＳｉＯ₂ （１．５＜ｘ≦２）、又は金属イオンドープ
の酸化チタンからなる基材の表面を、光に不活性なセラ
ミックスで部分的に被覆した抗菌材料を含有することを
特徴とする抗菌製品。
【請求項６】光に不活性なセラミックスが、アルミ
ナ、シリカ、ジルコニア、チタン酸ジルコニウム、マグ
ネシア、カルシア、リン酸カルシウム、リン酸チタン、
酸化鉄、フェライト、石膏、及び非晶質のチタニアの内
から選ばれた少なくとも一種のセラミックスであること
を特徴とする請求項５記載の抗菌製品。
【請求項７】抗菌製品が、抗菌浴用剤、抗菌繊維製
品、抗菌人工植物、抗菌プラスチック製品、抗菌紙製
品、抗菌塗料、及び抗菌木・竹製品の内から選択された
１種であることを特徴とする請求項５記載の抗菌製品。