JP2010111652A - 抗菌性組成物および抗菌性織物の加工方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】抗菌性組成物および抗菌性織物の加工方法の提供。
【解決手段】銀ナノ粒子、保護剤および水を含む抗菌性組成物。銀ナノ粒子の保護剤に対するモル比は１：０．９９５から１であり、保護剤はＭＣｌ、ＭＢｒ、ＭＩ、ＭＳ２Ｏ３およびＮＨ４ＯＨからなる群から選択され、ここでＭはＩＡまたはＩＩＡ族の元素を表す、２つの抗菌性織物の加工方法。
【選択図】図１
【解決手段】銀ナノ粒子、保護剤および水を含む抗菌性組成物。銀ナノ粒子の保護剤に対するモル比は１：０．９９５から１であり、保護剤はＭＣｌ、ＭＢｒ、ＭＩ、ＭＳ２Ｏ３およびＮＨ４ＯＨからなる群から選択され、ここでＭはＩＡまたはＩＩＡ族の元素を表す、２つの抗菌性織物の加工方法。
【選択図】図１
Description
本発明は一般に組成物および織物の加工方法に関し、特に抗菌性機能を有する組成物および低変色抗菌性織物の加工方法に関する。
生活水準の向上に伴い、居住環境や個人の衛生状態に対する人間の要望がますます高まっている。抗菌性機能を有する多くの製品が日常生活において利用できるようになっている。種々の製品の抗菌性機能に多くの関心が集まり、様々な産業における製品に次々と展開され、導入されている。
銀は細菌の細胞膜を損傷し、細菌細胞の壊死を引き起こすことができるので、細菌増殖抑制および殺菌の機能を有する。さらに有機細菌抑制剤と比較して、銀細菌抑制剤は低毒性であり、細菌抑制効果が長いという有利性を有している。従って、マスク、ガーゼ、顔料およびプラスチックなど多くの日用品の抗菌性および殺菌効果を、少量の銀を添加することにより得ることができる。さらにナノ銀は、通常の銀イオンや銀粒子と比較して、より活性な生化学的活性とより強い殺菌能力を有している。プラスチック、繊維および顔料などの材料に、極めて少量のナノ銀を添加することにより、優れた抗菌性および殺菌性が得られる。
しかし、ナノ銀は優れた抗菌性効果を有するが、織物に用いた場合、全く厄介な問題、すなわち黄変が起こる。抗菌性効果を持たせたい織物は、銀イオンを含む溶液中への浸漬により抗菌性効果を得ることができる。しかし織物に黄色染みが発生し、外観上、美的に好ましくない。さらに黄変の生成はとても速く、ほぼ１２時間以内に発生する。ナノ銀は、織物に用いた場合、とても優れた抗菌性効果を有するが、黄変の問題を克服しなければ、ナノ銀の抗菌性機能を織物に応用することはできない。
したがって、本発明は黄変の機会を減少させる抗菌性組成物を指向する。
本発明は、抗菌性効果を有し、黄変が起こりにくい低変色抗菌性織物の加工方法を指向する。
本発明は、銀ナノ粒子、保護剤および水を含む抗菌性組成物を提供する。銀ナノ粒子の保護剤に対するモル比は１：０．９９５〜１であり、保護剤はＭＣｌ、ＭＢｒ、ＭＩ、ＭＳ２Ｏ３およびＮＨ４ＯＨからなる群から選択され、ここでＭはＩＡまたはＩＩＡ族の元素を表す。
本発明の実施形態において、保護剤はＭＣｌ、ＭＢｒ、ＭＩ、ＭＳ２Ｏ３およびＮＨ４ＯＨから選択される少なくとも２つ以上の成分を有する。
本発明の実施形態において、抗菌性組成物中の銀ナノ粒子によって放出される遊離の活性銀イオン濃度は０〜２ｐｐｍである。
本発明の実施形態において、抗菌性組成物中の銀ナノ粒子濃度は３０〜１００ｐｐｍである。
本発明は低変色抗菌性織物の加工方法を提供する。はじめに、織物生地を用意する。次に、銀ナノ粒子、保護剤および水を含む抗菌性組成物を準備する。具体的には、銀ナノ粒子の保護剤に対するモル比は１：０．９９５〜１であり、保護剤はＭＣｌ、ＭＢｒ、ＭＩ、ＭＳ２Ｏ３およびＮＨ４ＯＨからなる群から選択され、ここでＭはＩＡまたはＩＩＡ族の元素を表す。そして、抗菌性組成物を織物生地の表面上に施す。
本発明の実施形態において、保護剤はＭＣｌ、ＭＢｒ、ＭＩ、ＭＳ２Ｏ３およびＮＨ４ＯＨから選択される少なくとも２つ以上の成分を有する。
本発明の実施形態において、抗菌性組成物中の銀ナノ粒子によって放出される遊離の活性銀イオン濃度は０〜２ｐｐｍである。
本発明の実施形態において、抗菌性組成物中の銀ナノ粒子濃度は３０〜１００ｐｐｍである。
本発明の実施形態において、抗菌性組成物はさらに接着樹脂を２〜５％の濃度で含む。
本発明の実施形態において、抗菌性組成物を織物生地の表面上に施す方法には、浸染、コーティング、パディングまたは捺染を含む。
本発明の実施形態において、本加工方法にはさらに、洗浄処理を行うことおよび抗菌性機能試験処理を行うこと含む。
本発明はさらに低変色抗菌性織物の他の加工方法を提供する。はじめに抗菌性組成物を準備する。本抗菌性組成物は銀ナノ粒子、保護剤および水を含む。銀ナノ粒子の保護剤に対するモル比は１：０．９９５〜１であり、保護剤はＭＣｌ、ＭＢｒ、ＭＩ、ＭＳ２Ｏ３およびＮＨ４ＯＨからなる群から選択され、ここでＭはＩＡまたはＩＩＡ族の元素を表す。次に、織物繊維を用意する。そして、抗菌性組成物を織物繊維の表面上に施す。
本発明の実施形態において、保護剤はＭＣｌ、ＭＢｒ、ＭＩ、ＭＳ２Ｏ３およびＮＨ４ＯＨから選択される少なくとも２つ以上の成分を有する。
本発明の実施形態において、抗菌性組成物中の銀ナノ粒子によって放出される遊離の活性銀イオン濃度は０〜２ｐｐｍである。
本発明の実施形態において、抗菌性組成物中の銀ナノ粒子濃度は３０〜１００ｐｐｍである。
本発明の実施形態において、抗菌性組成物はさらに接着樹脂を２〜５％の濃度で含む。
本発明の実施形態において、抗菌性組成物を織物繊維の表面上に施す方法には、浸染、コーティング、パディングまたは捺染を含む。
本発明の実施形態において、低変色抗菌性織物の加工方法にはさらに、洗浄処理を行うことおよび抗菌性機能試験処理を行うことを含む。
本発明の実施形態において、低変色抗菌性織物の加工方法にはさらに、織物色度試験処理を行うことを含む。
上記に基づいて、本発明の抗菌性組成物は保護剤および銀ナノ粒子を含み、ここで保護剤は黄変の機会を減少させることができる。本発明の低変色抗菌性織物の加工方法により加工された織物は抗菌性機能を有し、また黄変しにくい。
添付図面は本発明をさらに理解するためにあり、本明細書の一部に組み込まれるとともにその一部を構成する。図面は本発明の実施形態を示し、説明と共に本発明の原理を説明するためのものである。
本発明の実施形態に記載の低変色抗菌性織物の加工方法のフローチャート。
本発明の実施形態に記載の低変色抗菌性織物の他の加工方法のフローチャート。
本発明の現時点での実施形態が詳細に示され、その例が添付図面中に示されている。図面および説明において、同じまたは同様な部分を参照できるように、可能な限り、同じ参照番号が用いられている。
本発明の実施形態に記載の抗菌性組成物は、銀ナノ粒子、保護剤および水を含む。銀ナノ粒子の保護剤に対するモル比は１：０．９９５〜１であることに注目すべきである。保護剤はＭＣｌ、ＭＢｒ、ＭＩ、ＭＳ２Ｏ３およびＮＨ４ＯＨからなる群から選択され、ここでＭはＩＡ族元素（例えばリチウム、ナトリウムおよびカリウム）またはＩＩＡ族元素（例えばベリリウム、マグネシウムおよびカルシウム）を表す。
表１は保護剤およびこの実施形態の抗菌性組成物の抗菌性効果試験の実験結果を示す。具体的な実験計画は以下のとおりである。処理される生地を保護剤（ＫＩ）および本発明の抗菌性組成物で処理し、処理される有用な生地は綿である。処理条件には、はじめにパディング、そして１６０°Ｃの温度で３分間の乾燥を含む。処理後、黄変度を調べる。その後、黄変の程度を日光照射後にさらに調べる。さらに、ＡＡＴＣＣ１００黄色ブドウ球菌殺菌率実験を、抗菌性度の検知のために行う。本実験中に用いられた保護剤成分はヨウ化カリウム（ＫＩ）である。通常、ヨウ化カリウムを溶媒に溶かし溶液とするときに放出されるヨウ化物イオン（Ｉ−）は殺菌効果を有する。この実施形態の抗菌性組成物の抗菌性効果が保護剤中のヨウ化物イオンに起因するのかどうかを調べるために、上記の実験を行う。しかし表１の結果から、この実施形態の抗菌性組成物の抗菌性効果が保護剤単独の効果よりも明らかに優れていることは明白である。従って、本実施形態中の抗菌性保護剤の抗菌性効果が保護剤に起因するものではないこと、および本発明の抗菌性組成物が実質的に抗菌性効果を有することが証明される。
この実施形態において、抗菌性組成物中の銀ナノ粒子によって放出される遊離の活性銀イオン濃度は０〜２ｐｐｍである。特にこの実施形態において、抗菌性組成物中の銀ナノ粒子濃度は３０ｐｐｍと１００ｐｐｍの間にある。この実施形態において、保護剤は好ましくはＭＣｌ、ＭＢｒ、ＭＩ、ＭＳ２Ｏ３およびＮＨ４ＯＨから選択される少なくとも２つ以上の成分を有する。上述のとおり、ＭはＩＡまたはＩＩＡ族元素を表す。上記の保護剤中の成分は保護剤中の銀ナノ粒子とは異なった結合速度および解離速度を有するので、保護剤中に用いられる成分の種類が多ければ多いほど、抗菌性組成物の黄変抵抗効果はより良くなる。
表２は抗菌性効果試験の実験結果および生地上の銀イオン濃度を示す。１つの生地はその中に保護剤を含む抗菌性組成物を有しており、他の生地は銀ナノ粒子のみを有しており、処理される有用な生地は綿である。処理条件には、はじめにパディング、そして１６０°Ｃの温度で３分間の乾燥を含む。処理後、黄変度を調べる。さらに、処理１日後の生地上の銀イオン濃度を、生地を水中に（１ｇ／１００ｍｌ）１８〜２４時間浸漬し、その後銀イオン濃度を測定器（ＤＲ４０００Ｕ分光光度計３４００銀プログラム、ＨＡＣＨ社製）で検出することで測定する。さらに、ＡＡＴＣＣ１００黄色ブドウ球菌殺菌率実験を、抗菌性度の検知のために行う。表２の結果から、その中に保護剤を含む抗菌性組成物の黄変度は、ナノ銀粒子単独のものより明らかに優れていることが明白である。特に、その中に保護剤を含む抗菌性組成物から放出された銀イオンはナノ銀粒子のみから放出されるものより遅く、従ってその中に保護剤を含む抗菌性組成物は保護期間がより長くなる可能性がある。さらに、本実施形態において、抗菌性組成物の放出銀イオン濃度は５０ｎｇ／ｋｇより大幅に低く、従ってアメリカおよびヨーロッパにおける環境保護要件に合致している。
表３は異なった濃度の保護剤における抗菌性組成物の黄変抵抗効果の実験結果を示す。実験に用いられた織物生地は綿である。保護剤成分は塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）、チオ硫酸ナトリウム（Ｎａ２Ｓ２Ｏ３）およびヨウ化カリウム（ＫＩ）であり、抗菌性組成物中のナノ銀含量は３０ｐｐｍである。黄変度はＣＩＥ白色度で測定した。本実施形態において、ＣＩＥ白色度を測定器（ＳＦ６００ ＰＬＵＳ ｓｐｅｃｔｒａｆｌａｓｈ、ｄａｔａｃｏｌｏｒ社製）で測定する。白色度が高ければ高いほど、対象物はより白く、２つの白色度間の差が小さければ小さいほど、変色度はより小さい。表３の実験データから、抗菌性組成物中の保護剤濃度は黄変抵抗効果と正の相関があることが明白である。すなわち、保護剤濃度が高いとき、抗菌性組成物は優れた黄変抵抗効果を有する。
上記の実施形態において、抗菌性組成物中の保護剤は、銀ナノ粒子または銀ナノ粒子によって放出される遊離の活性銀イオンにキレート効果を有するので、抗菌性組成物は黄変抵抗特性を有する。抗菌性組成物は黄変抵抗性効果により織物に適用可能であり、この織物は抗菌性効果を有し、また黄変が起こりにくい。以下、いくつかの低変色抗菌性織物の加工方法の実例を、下記の実施形態中に詳細に説明する。
図１は本発明の実施形態に記載の低変色抗菌性織物の加工方法のフローチャートである。図１に示すように、低変色抗菌性織物の加工方法は下記のステップを含む。はじめに織物生地を用意するステップ１１０を行う。織物生地は例えば、綿、ナイロンまたは他の適当な織物材料である。
次に、抗菌性組成物を準備するステップ１２０、例えば先の実施形態に記載されたもの、を行う。好ましくは、抗菌性組成物中の保護剤はＭＣｌ、ＭＢｒ、ＭＩ、ＭＳ２Ｏ３およびＮＨ４ＯＨから選択される少なくとも２つ以上の成分を有し、ここでＭはＩＡまたはＩＩＡ族の元素を表す。この実施形態において、抗菌性組成物中の銀ナノ粒子によって放出される遊離の活性銀イオン濃度は０〜２ｐｐｍである。特にこの実施形態において、抗菌性組成物中の銀ナノ粒子濃度は３０ｐｐｍと１００ｐｐｍの間にある。
その後、抗菌性組成物を織物生地の表面上に施すステップ１３０を行う。この実施形態の抗菌性組成物はさらに接着樹脂を含むので、抗菌性組成物は織物生地上に好ましい接着能力を有する。好ましくは、接着樹脂の濃度は２〜５％である。この実施形態において、抗菌性組成物を織物生地の表面上に施す方法は例えば、浸染、コーティング、パディングまたは捺染である。
この実施形態の低変色抗菌性織物の加工方法はさらに、洗浄処理および抗菌性機能試験処理を行うことを含む。ステップ１４０に示したように、洗浄ステップは織物生地上に抗菌性組成物を施した後、残りの抗菌性組成物を除去する。さらにステップ１５０に示したように、先の実例ステップの後、抗菌性織物がまだ抗菌性効果を有するかどうかを確認するために、抗菌性機能試験がある。表４は、３０回ＡＡＴＣＣ１３５洗濯を行った後の、この実施形態の抗菌性織物のＡＡＴＣＣ１００黄色ブドウ球菌殺菌率試験の実験結果を示す。表４の実験結果から、この実施形態の抗菌性織物は洗濯後もまだかなり明らかな抗菌性効果を有していることが明らかである。
この実施形態の低変色抗菌性織物の加工方法は、ステップ１６０に示したように、さらに織物色度試験処理を含むことができる。表５はこの実施形態の抗菌性織物および対照群の色度試験の実験結果を示す。実験に用いられた織物生地は綿であり、実験条件は８日間の日光照射である。ＣＩＥ白色度を日光照射前そして日光照射８日後に再度測定する。白色度が高ければ高いほど、対象物はより白く、白色度の差が小さければ小さいほど、変色度はより小さい。表５の実験結果から、この実施形態の抗菌性織物の加工方法により加工された抗菌性織物の、日光に８日照射した後の白色度は８２．７であり、これは７５を超えており、日光照射前および後の照射白色度の差は３．５であり、±５の範囲内にあることが明白である。このことは、この実施形態において加工された抗菌性織物は、ほとんど変色を起こさない、たいへん優れた黄変抵抗効果を有していることを示している。
この実施形態において、織物の加工中に抗菌性組成物を施す詳細な実例を提供する。さらに実験データから、この実施形態の抗菌性繊維は実質的に抗菌性効果を有することが証明される。最も重要なことは、抗菌性機能に加えて、この実施形態の抗菌性織物は黄変しにくいことである。下記の実施形態において、低変色抗菌性織物の他の加工方法をさらに説明する。織物加工の最初の段階、すなわち織物繊維を用意するステップで抗菌処理を行うことに注目し、重視すべきである。
図２は本発明の実施形態に記載の低変色抗菌性織物の他の加工方法のフローチャートである。図２に示すように、この実施形態の低変色抗菌性織物の加工方法は下記のステップを含む。はじめに抗菌性組成物を準備するステップ２１０を行う。この実施形態において、抗菌性組成物の具体的な成分を先の実施形態で述べた抗菌性組成物を参照して理解することができ、ここには繰り返さない。好ましくは、抗菌性組成物中の保護剤はＭＣｌ、ＭＢｒ、ＭＩ、ＭＳ２Ｏ３およびＮＨ４ＯＨから選択される少なくとも２つ以上の化合物を含み、ここでＭはＩＡまたはＩＩＡ族の元素を表す。
次に、織物繊維を用意するステップ２２０を行う。この実施形態の織物繊維は、例えばポリエステル、綿糸または他の適当な織物繊維である。
そして、織物繊維の表面上に抗菌性組成物を施すステップ２３０を行う。この実施形態の抗菌性組成物はさらに接着樹脂を２〜５％の適当な濃度で、織物繊維上の抗菌性組成物の接着能力を良くするために含む。この実施形態において、抗菌性組成物を織物繊維の表面上に施す方法は例えば、浸染、コーティング、パディングまたは捺染である。
上記の抗菌性織物の加工方法と同様、この実施形態の低変色抗菌性織物の加工方法はさらに洗浄処理を行うステップ２４０を含む。この実施形態の加工方法はまた抗菌性機能試験処理を行うステップ２５０を含む。さらに、織物色度試験処理を行うステップ２６０もまた含まれる。これらのステップを行う目的および詳細な操作を先の実施形態を参照して理解することができ、ここには繰り返さない。
上記を考慮して、本発明の抗菌性組成物は、ＭＣｌ、ＭＢｒ、ＭＩ、ＭＳ２Ｏ３およびＮＨ４ＯＨからなる群から選択される保護剤を有し、ここでＭはＩＡまたはＩＩＡ族の元素を表す。保護剤は黄変の機会を減らすために機能する。本発明の低変色抗菌性織物の加工方法は抗菌性組成物を使用し、従って加工された織物は抗菌性効果を有し、黄変しにくい。
本発明の範囲または思想から逸脱しない限り、本発明に種々の変形および変更を加えてもよいことは当業者にとって明らかであろう。前記を考慮して、本発明は、請求項およびそれらと等価なものの範囲内にある、提供された本発明の変形および変更を含むことを意図している。
Claims (20)
- 銀ナノ粒子、
保護剤、ここで銀ナノ粒子の保護剤に対するモル比は１：０．９９５から１であり、保護剤はＭＣｌ、ＭＢｒ、ＭＩ、ＭＳ２Ｏ３およびＮＨ４ＯＨからなる群から選択され、ＭはＩＡまたはＩＩＡ族元素を表し、および
水を含む抗菌性組成物。 - 保護剤がＭＣｌ、ＭＢｒ、ＭＩ、ＭＳ２Ｏ３およびＮＨ４ＯＨから選択される少なくとも２つ以上の成分を含む、請求項１に記載の抗菌性組成物。
- 抗菌性組成物中の銀ナノ粒子によって放出される遊離の活性銀イオン濃度が０から２ｐｐｍである、請求項１に記載の抗菌性組成物。
- 抗菌性組成物中の銀ナノ粒子濃度が３０から１００ｐｐｍである、請求項１に記載の抗菌性組成物。
- 低変色抗菌性織物の加工方法であって、
織物生地を用意し、
抗菌性組成物を準備し、
抗菌性組成物は銀ナノ粒子、
保護剤、ここで銀ナノ粒子の保護剤に対するモル比は１：０．９９５から１であり、保護剤はＭＣｌ、ＭＢｒ、ＭＩ、ＭＳ２Ｏ３およびＮＨ４ＯＨからなる群から選択され、ＭはＩＡまたはＩＩＡ族元素を表し、および
水を含み、さらに、
抗菌性組成物を織物生地の表面に施す加工方法。 - 保護剤がＭＣｌ、ＭＢｒ、ＭＩ、ＭＳ２Ｏ３およびＮＨ４ＯＨから選択される少なくとも２つ以上の成分を含む、請求項５に記載の低変色抗菌性織物の加工方法。
- 抗菌性組成物中の銀ナノ粒子によって放出される遊離の活性銀イオン濃度が０から２ｐｐｍである、請求項６に記載の低変色抗菌性織物の加工方法。
- 抗菌性組成物中の銀ナノ粒子濃度が３０から１００ｐｐｍである、請求項６に記載の低変色抗菌性織物の加工方法。
- 抗菌性組成物がさらに接着樹脂を２から５％の濃度で含む、請求項６に記載の低変色抗菌性織物の加工方法。
- 抗菌性組成物を織物生地の表面上に施す方法が浸染、コーティング、パディングまたは捺染を含む、請求項６に記載の低変色抗菌性織物の加工方法。
- さらに洗浄処理を行い、および
抗菌性機能試験処理を行う、請求項６に記載の低変色抗菌性織物の加工方法。 - さらに織物色度試験処理を行う、請求項６に記載の低変色抗菌性織物の加工方法。
- 低変色抗菌性織物の加工方法であって、
抗菌性組成物を準備し、
抗菌性組成物は銀ナノ粒子、
保護剤、ここで銀ナノ粒子の保護剤に対するモル比は１：０．９９５から１であり、保護剤はＭＣｌ、ＭＢｒ、ＭＩ、ＭＳ２Ｏ３およびＮＨ４ＯＨからなる群から選択され、ＭはＩＡまたはＩＩＡ族元素を表し、および
水を含み、
織物繊維を用意し、および
抗菌性組成物を織物繊維の表面上に施す加工方法。 - 保護剤がＭＣｌ、ＭＢｒ、ＭＩ、ＭＳ２Ｏ３およびＮＨ４ＯＨから選択される少なくとも２つ以上の成分を含む、請求項１３に記載の低変色抗菌性織物の加工方法。
- 抗菌性組成物中の銀ナノ粒子によって放出される遊離の活性銀イオン濃度が０から２ｐｐｍである、請求項１３に記載の低変色抗菌性織物の加工方法。
- 抗菌性組成物中の銀ナノ粒子濃度が３０から１００ｐｐｍである、請求項１３に記載の低変色抗菌性織物の加工方法。
- 抗菌性組成物がさらに接着剤を２から５％の濃度で含む、請求項１３に記載の低変色抗菌性織物の加工方法。
- 抗菌性組成物を織物繊維の表面上に施す方法が浸染、コーティング、パディングまたは捺染を含む、請求項１３に記載の低変色抗菌性織物の加工方法。
- さらに洗浄処理を行い、および
抗菌性機能試験処理を行う、請求項１３に記載の低変色抗菌性織物の加工方法。 - さらに織物色度試験処理を行う、請求項１３に記載の低変色抗菌性織物の加工方法。
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