JP2011111331A - 抗菌性製品 - Google Patents

Abstract

【課題】
安全性が高く、安価で製造が可能であり、陶磁器及び釉薬の原材料に対しての配合混合が極めて容易で、且つ、陶磁器等の様々な特性（機械特性等）に対しても低下させることが無い抗菌性製品を提供すること。
【解決手段】
陶磁器の原材料と、粉末抗菌剤とを、錬成した混合物を焼成させて成るものであって、粉末抗菌剤は、水酸化カルシウムとホウ素と鉄とを含み、ホウ素の含有量が該粉末抗菌
剤の総質量に基づいて０．０５質量％以上、鉄の含有量が該粉末抗菌剤の総質量の基づ
いて０．８質量％未満とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、除菌、抗菌、殺菌能力が高く、且つ酸化還元電位の低い、粉末抗菌剤を配合
してなる抗菌性製品に関するものである。

従来より、陶磁器製品に対して抗菌環境に関する問題が注目され、それに伴って、様々
な方法で抗菌性を付与する取組がなされており、様々な抗菌製品が販売されている。また、アルカリイオン還元作用による食品の鮮度保持また、植物の育成効果をも兼ね備えた焼結体等もある。

また、有機系抗菌剤や、銀イオンや亜鉛イオン、銅イオン等を利用した無機系抗菌剤、セラミック系抗菌剤、さらには生物からの抽出物やキトサン等の天然成分を使用する天然系抗菌剤などを利用した抗菌製品が提案されている。

これらの中で、有機系抗菌剤は抗菌性が高いという側面を有するが、一般的に溶出速
度が早いため効果の持続性能力が低いという問題がある。また、物理的安全性という観点から抗菌剤の選択を行うと所望の抗菌効果を得られ難いという問題がある。また、前記のセラミック類は還元剤といての反応が遅い為、その効果を疑問視される風潮もある。

さらに、銀イオンや、亜鉛イオン、銅イオン等を利用した無機系抗菌剤は比較的抗菌性能が高く、広範囲の細菌に対して抗菌性を発揮することから様々な形態で各種陶磁器製品に使用されているが、当該抗菌剤自体がそれほど安価ではない為、生産費（製造コスト）が非常に高くなるという問題があった。

また、当該無機系抗菌剤は、抗菌性は高いが鮮度保持、植物の育成効果の能力は低いこ
とから抗菌製品としてのみの扱いが一般的である。

一方、生物由来のカルシウム〔ホタテ貝殻、牡蠣貝殻、ホッキ貝殻、真珠貝（アコヤ貝）等には消臭、除菌、抗菌、殺菌、等の効果があることは周知である。

そこで、貝殻を主原料とし、副原料に、沸石、（天然ゼオライト）、珪藻土、遠赤外線放射原料、放射性鉱物原料、陶磁器用原料を用いて、仮焼、粉砕、分級の工程を経て、塩基性セラミック材料を得、当該材料等を、加工、本焼成して、その、焼結体を製造するものがある。（特許文献１）

特開２００６−１３１４８６

しかし、かかる従来の技術においては、貝殻など生物由来のカルシウムの粒状・粒径が
大きいため、貝殻を主原料として陶磁器用原料を配合すると、陶磁器用原料の無機物粉体との混合に不具合が生じ、抗菌性等の効果を効率よく発揮することが困難であり、また種々形状の陶磁器を形成しても機械的強度を確保することができないという問題があった。

また、貝殻など生物由来のカルシウムの粒状・粒径が大きいため、貝殻を主原料として釉薬を配合すると、カラス性粉体の釉薬との混合に不具合が生じ、抗菌性等の効果を効率よく発揮することが困難であり、また釉薬の表面に粒状の模様が出て、外観または手触り感に不具合が生じるという問題があった。

そこで、本発明は、殺菌効果、抗菌効果、消臭効果、及び食品鮮度保持、食味向上効果、植物の育成効果等、を効率よく発揮させると共に、種々形状構造物の形成において機械的強度、外観及び手触り感を向上させることができる、抗菌性製品を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明にかかる抗菌性製品は、陶磁器の原材料と、粉末抗菌剤とを、錬成した混合物を焼成させてなるものであって、粉末抗菌剤は、水酸化カルシウムとホウ素と鉄とを含み、ホウ素の含有量が、該粉末抗菌剤の総質量に基づいて０．０５質量％以上、鉄の含有量が該粉末抗菌剤の総質量に基づいて０．８質量％未満であることを特徴とする。

また、本発明にかかる抗菌性製品は、陶磁器の原材料が、焼結基体の原材料であり、粉末抗菌剤は、焼結基体の原材料に対して、該粉末抗菌剤を最大で１０質量％配合することを特徴とする。

さらに、本発明にかかる抗菌性製品は、陶磁器の原材料が、釉薬の原材料であり、粉末抗菌剤は、釉薬の原材料に対して、該粉末抗菌剤を１０質量％から２５質量％を配合することを特徴とする。

一方、本発明にかかる抗菌性製品の粉末抗菌剤の粒径は、０．５μｍ〜１３．０μmであることを特徴とする。

本発明にかかる抗菌性製品には、前記所定の配合あるいは粒形により、次のような効果を効率よく生じさせることができる。即ち、陶磁器に抗菌作用があるために陶磁器（食器類）を使用後の洗浄あとに細菌等の繁殖が軽減でき、陶磁器の汚れが極めて付きにくい。

また、アルカリ還元作用により食品の酸化防止が可能となり、驚くことにアルカリ還元作用の働きにより飲料水や食物の食味が向上し、水の腐敗までの時間が極めて長くなる。

さらに、花瓶などの抗菌性製品には、植物の育成効果があり、該花瓶などに生花などを生けておくと、一般の花瓶の３倍も植物が枯れづに長く活きてられる。

一方、本発明にかかる抗菌性製品には、前記所定の配合あるいは粒径により、種々形状構造物の形成において機械的強度、外観及び手触り感を向上させることができるという効果がある。

抗菌性陶磁器製品に用いる超微粉末抗菌剤組成 抗菌性陶磁器製品の性能比較表

本発明の一実施形体は、生物由来のカルシウムを特殊焼成した後に特殊粉砕法を行い、超微粉末化した抗菌剤を使用して焼成した、抗菌性の陶磁器製品であり、以下詳細に説明する。

貝殻などから生成した生物由来のカルシウムには、殺菌力、消臭力、鮮度保持の効果、効能があることは、公知、周知の事実である。しかしその効果を発揮させるには生物由来のカルシウムをある特殊な焼成方法による焼成、その後の粉砕方法が重要である。

また、焼成カルシウム（貝殻焼成カルシウム）は現在、市場に出回っているが、驚くことに、貝殻焼成カルシウム自体のアルカリイオン還元能力は貝殻焼成カルシウムの粒度（粒径）及び焼成方法に大きく左右されることがわかった。

具体的には、生物由来のカルシウムに殺菌、消臭、抗菌、鮮度保持、食味向上、植物の育成向上効果を発揮させるには、生物由来のカルシウム（例えば、ホタテ貝殻など）を単に焼成するだけではなく、特殊高熱焼成分解炉にて約８３０℃〜１，０８０℃にて高熱処理を１時間施す。

生物由来のカルシウム（炭酸カルシウム〔CaCO３〕）を焼成することにより酸化カルシウム〔CaO〕に変化し、さらに特殊加水製法を施すと（水酸化カルシウム〔Ca（OH）２〕にすることが出来る。水酸化カルシウムはアルカリ還元能力が高く、強アルカリ性でpHが約１２〜１３になり殺菌効果、抗菌効果、消臭効果、食品鮮度保持、植物の育成効果、を有する。

しかも、驚くことに特殊粉砕製法により粒度、粒径が小さいほど（平均粒度０．５μｍ〜１３μｍ以下）、殺菌効果、抗菌効果、消臭効果、食品鮮度保持、植物の育成効果が高いことがわかった。（pH≒１３．６）しかも、通常の粉砕方法での微粉末化では、５μｍ以下になると、粉同士が再結合をしてしまい粒度・粒径に不揃いが生じ、平均粒度の均一性が取れない。

その為、本実施形態には、特殊微粒子粉砕法を用い、また微粉末同士の再結合を防ぐためにシリカ微粉末（SiO２）を総質量の０．５質量％〜５質量％配合する。そのことにより、本実施形態に使用する超微粉末抗菌剤は平均粒度（粒径）を０．５μｍ〜１３μｍ以下の物を使用することが出来る。

また、特殊高熱分解炉では、約８３０℃〜１，０８０℃という設定があるが、実際の炉内実温度は約８３０℃〜１，２００℃になっている。その温度範囲の中で、一番望ましい高温度は、１，１００℃前後でありその温度で約１時間焼成する。

貝殻焼成カルシウムに、特殊加水法（ホタテ貝殻焼成カルシウム総質量に対し１５質量％の水を加水する。その時の配合割合は、初めに１０質量％を加水し、蒸発後にさらに５質量％を加水する。そのことにより、ホタテ貝殻焼成カルシウムの持つアルカリ性pHが通常の１２前後から１３．６に効力を向上することが出来る。

次にホタテ貝殻焼成カルシウムを特殊粉砕機にて超微粉末（約０．５μｍ〜１３μｍ）
に製法を施す。平均粒度（粒径）の均一化を図るために、特殊ジェットミル機に前記超微粉末を入れその中にシリカ微粉末（SiO２）を超微粉末粉の総質量に対し１質量％を配合し再粉末化を図る。

そのことにより、超微粉末粉は粉同士の結合が最小限に抑えられ平均粒度（粒径）が約０．５μｍ〜１３μｍにすることが出来る。なお、超微粒子粉塵集採機を使用することで約０．５μｍ以下の超微粉末粉を集採することが出来る。０．５μm以下の超微粉末粉は、殺菌効果、抗菌効果、消臭効果、食品鮮度保持、植物の育成効果をさらに凌駕しており今後の幅広い使用方法が期待できる。

抗菌性の陶磁器製品には、超微粉末抗菌剤を、陶磁器の原料である無機性物粉黛体の総質量に対して最大で１５質量％となるように混合する。無機性物粉体との配合割合に対し５質量％を超える割合配合になると、殺菌効果、消臭効果、食品鮮度保持、植物の育成効果の比率はあまり変わらないものとなる。

従って、無機性粉体の総質量に対して、超微粉末抗菌剤を５質量％混合する。配合割合は、５質量％を３回に分けて混合する。また、その後、加水練り込みを行うが高速攪拌練り込み法が良い。高速にて練り込みを行うことで無機性粉体と超微粉末抗菌剤に少量の練り込み摩擦熱を持たせることにより、殺菌効果、抗菌効果、消臭効果、食品鮮度保持、植物の育成効果がさらに顕著に発揮される。

練り込みが完了後、製品型どり（整形）を施し、乾燥期間を有した後に釉薬を塗り込む。釉薬は、ガラス性粉体の釉薬の総質量に対して、超微粉末抗菌剤を１０質量％〜２５質量％になるように配合して使用する。釉薬への配合割合と効果の比率であるが、１０質量％を超えたあたりから顕著に効果を発揮してくるが、２５質量％を境に効果は横ばいになる。

釉薬の塗布は整形した基体の外面及び底面は２度塗りを行い、基体の内側面は３回塗りを行う。釉薬を塗布後、基体を焼成するが、焼成温度は、１，２５０℃が最も効果効能が発揮される焼成温度である。

（効果効能試験）
超微粉末抗菌剤を基体に１％、２％、５％、１０％、１５％配合し、各５種には釉薬に２０％の超微粉末抗菌剤を配合して用いて試験を行った。無配合との比較として一般陶磁器をも対象とした。各５種と一般陶磁器の１品目を抗菌性、強度（落下粉砕強度）、消臭性、鮮度保持率、植物育成率を次の方法にて試験比較を行った。

抗菌性について、直径１５CMの平皿を用いてMIC値試験を行った結果、配合割合が５
％〜１５％の陶磁器は抗菌性能が顕著に表れた。また、強度試験（落下粉砕強度試験、コ
ンクリート厚２０ｃｍの床面に高さ１０００ｃｍから基体を落下させ粉砕度を試験）においては、配合割合が１％〜５％の場合に他の対象基体より強度が高く１０％以上になると強度が低くなる。

消臭性においては直径が１５CM深さ７CMの基体のどんぶりに鯖の干物の破片（３CM四方厚さ０．７mm）を入れ樹脂製の蓋をする。２時間ごとに蓋を開け、臭いを嗅ぎ、体感による脱臭・消臭試験を行った。

試験結果は、無配合の一般陶磁器は、２時間目では臭いは強烈な臭いで４時間目には嫌
悪を感じる臭いとなった。また、配合割合が５％〜１５％配合の３種品基体は、２時間目
には、僅かに臭いが減少し、４時間目にはさらに臭いが減少、６時間目にはより以上に臭
いが減少した。

鮮度保持試験においては基体陶磁器容器にモヤシを入れ樹脂性の蓋をし１２時間ごとの鮮度を確認した。無配合の陶磁器においては、１２時間目に変色が現れ、２４時間後には傷み現れ、腐敗が始まった。配合割合が５％〜１５％の３種品基体は、１２時間目では異常が現れず、２４時間目には一部変色が見られる程度であった。

育成効果率においては、陶磁器花瓶に榊を入れて榊の育成試験を行った。無配合陶磁器花瓶においては、４日目に花瓶の水ににごりと異臭が発生し榊も枯れ始めた。また、７日目にはほとんどの葉が枯れてしまった。

配合割合が５％〜１０％の２種品基体は４日目においても榊は初日と変わらない状態で水の濁りは少なく水の異臭はほとんどなかった。７日目においては、一部の葉は落ちたが初日とあまり変わらない状態を保っていた。ただし、１５％基体ではアルカリ性が強すぎる為か葉の落ちが他の前記２種品に比べて速かった。

尚、本発明の他の実施形態の抗菌性の陶磁器製品は、超微粉末抗菌剤を一切混合させない陶磁器の原材料である無機性粉体から成る基体を、前記一実施形体と同様に焼成後、釉薬の原材料であるガラス性粉体に対して超微粉末抗菌剤を１０質量％から２５質量％を配合させた釉薬を塗布して、前記一実施形態と同様に焼成する。

これにより、本発明の他の実施形態の抗菌性の陶磁器製品は、本発明の一実施形態と同様の効果を得ることができる。

Claims (4)

1. 陶磁器の原材料と、粉末抗菌剤とを、錬成した混合物を焼成させて成る抗菌性製品であ
   って、前記粉末抗菌剤は、水酸化カルシウムとホウ素と鉄を含み、前記ホウ素の含有量が、該粉末抗菌剤の総質量に基づいて０．０５質量％以上、前記鉄の含有量が該超粉末抗菌剤の総質量に基づいて０．８質量％未満であることを特徴とする抗菌性製品。
2. 前記陶磁器の原材料は、焼結基体の原料であり、前記粉末抗菌剤は、前記焼結基体の原材料に対して、該粉末抗菌剤を最大で１０質量％配合することを特徴とする請求項１に記載の抗菌性製品。
3. 前記陶磁器の原材料は、釉薬の原材料であり、前記粉末抗菌剤は、前記釉薬の原材料に
   対して、該粉末抗菌剤を１０質量％から２５質量％を配合することを特徴とする請求項１
   に記載の抗菌性製品。
4. 前記粉末抗菌剤の粒径は０．５μm〜１３．０μmであることを特徴とする請求項２乃
   至請求項３のいずれかに記載の抗菌性製品。

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