JP2013241551A - 基体表面を有機分子で修飾することにより、菌体を除去できる表面処理剤及び該有機分子による表面処理方法並びに抗菌処理した基体 - Google Patents

Abstract

【課題】個々の種類の菌において菌の表面への強固な付着を妨げ、官能基の組み合わせにより、様々な菌に対して洗浄により、容易に菌体を除去できる表面を作製する。さらに、官能基による水などの液体との親和性の制御や母材との組み合わせによる新たな機能の付与も可能であり、環境・場所に存在する菌に対応した抗菌技術を提供する。
【解決手段】基体表面に、一般式Ｘ−（ＣＨ_２）ｎ−Ｙ［式中、ｎは３〜２２の整数、ＸはＳＨ、ＳｉＣｌ_３、Ｓｉ（ＯＣＨ_３）_３、Ｓｉ（ＯＣＨ_２ＣＨ_３）_３、ＳｉＣｌ（ＣＨ_３）_２、Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）_２から選択した一種以上の官能基、Ｙは（−Ｏ−ＣＨ_２−ＣＨ_２−）ｍＯＣＨ_３（ｍは３〜７０の整数）、あるいは（−Ｏ−ＣＨ_２−ＣＨ_２−）ｐＯＨ（ｐは０〜７０の整数）］で表わされる有機分子、又は上記の分子の組み合わせを用いて表面を修飾することを特徴とする水洗により菌体を除去できる表面処理剤。
【選択図】図１

Description

本発明は、金属、半導体、酸化物等のセラミックス、高分子有機材料、これらの複合体若しくは積層体、これらの表面に金属、半導体、酸化物等のセラミックス、高分子有機材料の被覆層を施した基体表面を有機分子で修飾することにより、菌体を容易に除去できる表面処理剤及び該有機分子による表面処理方法並びに抗菌処理した基体に関する。

近年、抗菌処理・加工商品に関する市場は広がりをみせている。高い抗菌効果のある処理方法に加え、水洗のみで容易に汚れや菌体を除去できる加工方法についても開発が行われており、容易に洗浄しやすい部材としては、特許文献１があげられる。この特許文献１は、撥水性を示すフルオロアルキル基とエチレンオキサイドで構成される親水性含有分子による表面修飾による防汚表面と水により容易に洗浄しやすい部材を開示している。このように、水洗で容易に菌体を除去できる材料があれば、大きな市場が見込まれる。

しかし、住環境に存在する菌には様々な種類のものがあり、抗菌処理や抗菌加工がすべての菌に効果があるとは限らない。また、強固に基体表面に接着した菌の除去は困難である。多くの菌に対して、抗菌効果があるものも開発されているが、その場合は、人や環境にも毒性が強いケースが多く、また人体に対してアレルゲンとして作用する可能性がある。

例えば、近年、抗菌効果のある金属、例えば、銀・銅・亜鉛などを用いた抗菌加工方法が開発されている。例えば、下記特許文献２には、抗菌性金属成分と該抗菌性金属成分以外の無機酸化物とから構成されるコロイド微粒子の表面が高分子化合物で修飾された抗菌性無機酸化物コロイド微粒子からなる抗菌剤が開示されている。

また、下記特許文献３には、撥水性を示すパーフロロアルキル基含有分子による表面修飾と抗菌効果のある金属（銀・銅・亜鉛など）化合物の組み合わせによる、汚れの付着しにくい表面構造加工が開示されている。この特許文献３は、水での洗浄が前提となるものである。

また、下記特許文献４には、銅を含むオーステナイト系ステンレス鋼による抗菌表面が開示されている。しかし、前記特許文献２、３、４については、人体に有害な物質（銅など）が含まれている。このような場合には、人体に接触することで、金属アレルギーを引き起こす事例が報告されている。

光触媒効果がある酸化チタン（特許文献５、特許文献６）は、抗菌性に加えて、汚れの分解、浄化作用などの効果があり、半永久的な効果が期待できる。
例えば、特許文献５には、光半導体である酸化チタン上に表面修飾基（反応性シリコーン、反応性フッ素化合物、水及び／又は水酸基）を結合させた表面修飾法が開示され、撥水性・撥油性・抗菌性・帯電防止に効果があるという記載がある。

また、特許文献６には、光触媒である酸化チタニアを用いた自己洗浄効果のある表面をもつ材料が開示されている。
しかし、上記特許文献５、特許文献６は、粉塵の吸引が肺に影響を与える可能性などが懸念されるなど、安全性については、検討が必要である。以上のように、容易に菌体を除去でき人体や環境に無害・無毒であることが重要である。

この他、本願発明には直接関係しないが、参考までに特許文献７を挙げる。これはシラン化合物によるガラス質ゾルと、抗菌性可溶性ガラスと、アルコールとよりなるコート液であって、前記ガラス質ゾルが、アミノ基を含むシラン化合物とホウ素化合物よりなる高分子物質組成物並びに、合成樹脂成分とより成る、便器表面にコートされて常温で自然に放置した状態でゲル化して抗菌性可溶性ガラスを固定し、微生物の増殖を抑制して尿石汚れ及びアンモニア臭を予防する技術を開示する。

また、本願発明には直接関係しないが、参考までに特許文献８を挙げる。これは、親水・撥油・水中撥油性並びにその長期持続性に優れた防汚膜を形成する含フッ素共重合体が開示されている。

特開２０１０−２２９２７０号公報 特開２００２−０８０３０３号公報 特開２０００−２３２９４８号公報 特開平１１−３５００８９号公報 特開２００１−２１４１５０号公報 特開平１１−１５３７０１号公報 特開２００８−３０８４３７号公報 特開２０１０-２４３５１号公報

本発明は、個々の種類の菌において菌の表面への強固な付着を妨げ、官能基の組み合わせにより、様々な菌に対して洗浄により、容易に菌体を除去できる表面を作製するものである。本明細書における「洗浄」には、水洗、アルコール洗浄、有機溶剤による洗浄、不活性ガスによる洗浄を含む。さらに、官能基による水などの液体との親和性の制御や母材との組み合わせによる新たな機能の付与も可能である。したがって、本発明課題では用いられる環境・場所に存在する菌に対応した抗菌技術を提供するものである。本明細書における「菌」又は「菌体」等の語は、微生物一般を意味し、それには細菌、カビ、酵母類等が含まれる。

上記の課題を解決するために、本発明者らは鋭意研究を行った結果、下記の発明を提供するものである。

１）基体表面に、一般式Ｘ−（ＣＨ_２）ｎ−Ｙ［式中、ｎは３〜２２の整数、ＸはＳＨ、ＳｉＣｌ_３、Ｓｉ（ＯＣＨ_３）_３、Ｓｉ（ＯＣＨ_２ＣＨ_３）_３、ＳｉＣｌ（ＣＨ_３）_２、Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）_２から選択した一種以上の官能基、Ｙは（−Ｏ−ＣＨ_２−ＣＨ_２−）ｍＯＣＨ_３、あるいは（−Ｏ−ＣＨ_２−ＣＨ_２−）ｍＯＨ（ｍは３〜７０の整数）］で表わされる有機分子、又は上記の分子の組み合わせを用いて表面を修飾することを特徴とする洗浄により菌体を除去できる表面処理剤。
上記ｎが１１〜１８の整数の場合、及び上記ｍが３〜６の整数の場合に、洗浄による菌体の除去に、より有効である。

２）金属、半導体、酸化物等のセラミックス、高分子有機材料、これらの複合体若しくは積層体からなる基体、又はこれらの表面に金属、半導体、酸化物等のセラミックス、高分子有機材料の被覆層を施した基体表面に適用することを特徴とする上記１）記載の表面処理剤。

３）基体表面に、一般式Ｘ−（ＣＨ_２）ｎ−Ｙ［式中、ｎは３〜２２の整数、ＸはＳＨ、ＳｉＣｌ_３、Ｓｉ（ＯＣＨ_３）_３、Ｓｉ（ＯＣＨ_２ＣＨ_３）_３、ＳｉＣｌ（ＣＨ_３）_２、Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）_２から選択した一種以上の官能基、Ｙは（−Ｏ−ＣＨ_２−ＣＨ_２−）ｍＯＣＨ_３、あるいは（−Ｏ−ＣＨ_２−ＣＨ_２−）ｍＯＨ（ｍは３〜７０の整数）］で表わされる有機分子、又は上記の分子の組み合わせを用いて表面を修飾することを特徴とする表面処理方法。
上記ｎが１１〜１８の整数の場合、及び上記ｍが３〜６の整数の場合に、洗浄による菌体の除去に、より有効である。

４）前記有機分子による表面修飾により自己組織化膜とすることを特徴とする上記３）記載の表面処理方法。本明細書における「自己組織化膜」の語は、有機分子が基体表面に化学吸着し、さらに、有機分子同士の相互作用により形成された均一な分子薄膜を示す。

５）前記有機分子の末端基の制御により、菌の種類に応じて、菌体の付着を抑制することを特徴とする上記３）又は４）記載の表面処理方法。

６）金属、半導体、酸化物等のセラミックス、高分子有機材料、これらの複合体若しくは積層体からなる基体、又はこれらの表面に金属、半導体、酸化物等のセラミックス、高分子有機材料の被覆層を施した基体表面に適用することを特徴とする上記３）〜５）のいずれか一項に記載の表面処理方法。

７）基体表面に、一般式Ｘ−（ＣＨ_２）ｎ−Ｙ［式中、ｎは３〜２２の整数、ＸはＳＨ、ＳｉＣｌ_３、Ｓｉ（ＯＣＨ_３）_３、Ｓｉ（ＯＣＨ_２ＣＨ_３）_３、ＳｉＣｌ（ＣＨ_３）_２、Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）_２から選択した一種以上の官能基、Ｙは（−Ｏ−ＣＨ_２−ＣＨ_２−）ｍＯＣＨ_３、あるいは（−Ｏ−ＣＨ_２−ＣＨ_２−）ｍＯＨ（ｍは３〜７０の整数）］で表わされる有機分子、又は上記の分子の組み合わせを用いて表面を修飾したことを特徴とする抗菌処理した基体。
上記ｎが１１〜１８の整数の場合、及び上記ｍが３〜６の整数の場合に、洗浄による菌体の除去に、より有効である。

８）前記有機分子による表面修飾により自己組織化膜としたことを特徴とする上記７）記載の抗菌処理した基体。

９）前記有機分子の末端基の制御により、菌の種類に応じて、菌体の付着を抑制したことを特徴とする上記７）又は８）記載の抗菌処理した基体。

１０）金属、半導体、酸化物等のセラミックス、高分子有機材料、これらの複合体若しくは積層体からなる基体、又はこれらの表面に金属、半導体、酸化物等のセラミックス、高分子有機材料の被覆層を施した基体表面に適用したことを特徴とする上記７）〜９）のいずれか一項に記載の抗菌処理した基体。

本発明は、個々の種類の菌において菌の表面への強固な付着を妨げ、官能基の組み合わせにより、様々な菌に対して洗浄により、容易に菌体を除去できる効果を有する。また、官能基による水などの液体との親和性の制御や母材との組み合わせによる新たな機能の付与も可能である。本発明は人体に有害な物質が存在せず、用いられる環境・場所に存在する菌に対応した抗菌技術を提供することができる。
また、有機分子の末端基の制御のみで菌の付着を防ぎ、容易に菌体を除去できる効果を発現させることができる。したがって、従来技術より少ない工程であり、コストから見ても有効である。
さらに、菌によって表面認識に違いがあることから、用いる環境・場所に応じて、適切な末端基の組み合わせにより、必要に応じた菌への抗菌効果が期待できる。また、相乗して新たな機能の付与も期待できるという多くの効果を有する。

本願発明の表面処理剤を用いて、分子末端基制御による抗菌効果を発現する様子を示す模式図である。 表面処理剤により分子修飾された金基板表面の模式図である。 未修飾の金基板上で菌が発生した様子を示す。左図は洗浄前、中央図は水浸後、右図は水洗後の基板表面の様子を示す図である。 ＨＳ（ＣＨ_２）_１１（ＯＣＨ_２ＣＨ_２）_６ＯＣＨ_３により修飾した金基板上で菌が発生した様子を示す。左図は洗浄前、中央図は水浸後、右図は水洗後の基板表面の様子を示す図である。

本発明の水洗により菌体を除去できる表面処理剤は、基体表面に、一般式Ｘ−（ＣＨ_２）ｎ−Ｙ［式中、ｎは３〜２２の整数、ＸはＳＨ、ＳｉＣｌ_３、Ｓｉ（ＯＣＨ_３）_３、Ｓｉ（ＯＣＨ_２ＣＨ_３）_３、ＳｉＣｌ（ＣＨ_３）_２、Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）_２から選択した一種以上の官能基、Ｙは（−Ｏ−ＣＨ_２−ＣＨ_２−）ｍＯＣＨ_３、あるいは（−Ｏ−ＣＨ_２−ＣＨ_２−）ｍＯＨ（ｍは３〜７０の整数）］で表わされる有機分子、又は上記の分子の組み合わせを用いて表面を修飾するものである。該表面修飾は浸漬法、気相法、スプレー法等により行うことができる。浸漬法は、表面処理剤の水溶液又は有機溶液に基体を浸漬する方法を示す。気相法は、表面処理剤と基体を密閉空間に封入し、温度や圧力の制御により、気化した表面処理剤により表面修飾を行う方法である。表面処理剤のスプレー法は表面処理剤の水溶液又は有機溶液を基体表面に噴霧する方法である。

本発明の水洗により菌体を除去できる表面処理剤は、上記特許文献１とは発明の構成が明確に異なるので、念のため説明する。すなわち、シリコーン樹脂の組成物としてエチレンオキサイドが含まれているが、本発明と特許文献１とは、エチレングリコールの構造が異なること。また、特許文献１は、エチレンオキサイドで構成される親水性基の効果としては、汚れを浮き上がらせて容易に除去することが目的である。これに対して、本願発明は、菌を付着しにくくし、容易に洗い流せる効果を持たせたものであり、作用・効果が明確に異なるものである。

ｎを上記範囲にした理由は、前記有機分子のアルキル鎖に含まれるメチル基の数nが上記範囲の場合に、均一な分子膜を形成することができるためである。また、ＸをＳＨ、ＳｉＣ_ｌ３、Ｓｉ（ＯＣＨ_３）_３、Ｓｉ（ＯＣＨ_２ＣＨ_３）_３、ＳｉＣｌ（ＣＨ_３）_２から選択した一種以上の物質とした理由は、基板と結合可能な官能基であるためである。
また、Ｙは（−Ｏ−ＣＨ_２−ＣＨ_２−）ｍＯＣＨ_３（ｍは３〜７０の整数）］の中で、ｍを上記範囲とした理由は、ｍが２０〜７０のポリエチレングリコールでも効果が現れるからであり、ｍが３〜６の場合に、特に多くの菌体に効果がある。

本発明の洗浄により菌体を除去できる表面処理剤を適用できる基体の代表的なものとしては、金属、半導体、酸化物等のセラミックス、高分子有機材料、これらの複合体若しくは積層体、これらの表面に金属、半導体、酸化物等のセラミックス、高分子有機材料の被覆層を施した基体を挙げることができる。
人体に対して有害物質を含んでいないので、卑近な例としては、浴槽、浴室の抗菌、洗面台、洗面所の抗菌、台所の水回り、建材、農業資材、医療機械、食品機械、家庭用電化製品の抗菌に使用できる。その他、水で洗浄によりし、菌を洗い流す目的に利用する材料については、全て適用することが可能であり、用途については、特に制限がない。

本発明の洗浄により菌体を除去できる表面処理剤を用いた表面処理方法は、基体表面に、一般式Ｘ−（ＣＨ_２）ｎ−Ｙ［式中、ｎは３〜２２の整数、ＸはＳＨ、ＳｉＣｌ_３、Ｓｉ（ＯＣＨ_３）_３、Ｓｉ（ＯＣＨ_２ＣＨ_３）_３、ＳｉＣｌ（ＣＨ_３）_２、Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）_２から選択した一種以上の官能基、Ｙは（−Ｏ−ＣＨ_２−ＣＨ_２−）ｍＯＣＨ_３、あるいは（−Ｏ−ＣＨ_２−ＣＨ_２−）ｍＯＨ（ｍは３〜７０の整数）］で表わされる有機分子、あるいは、上記の分子の組み合わせを用いて表面を修飾するものである。該表面処理により、基体表面に菌体が付着しても、その後洗浄により菌体を除去することができる。
上記ｎが１１〜１８の整数の場合、及び上記ｍが３〜６の整数の場合に、洗浄による菌体の除去に、より有効である。

前記有機分子により表面修飾するものである。そして、前記有機分子の末端基の制御により、菌の種類に応じて、菌体の付着を抑制することができる。
図１に本願発明の表面処理剤を用いて、分子末端基制御による抗菌効果を発現する様子を示す。最下層は基板、すなわち本願で言う基体であり、その上に本願発明の表面処理剤があり、さらにその上に菌が存在し、この菌が本願発明の表面処理剤と共に、洗浄で洗い流すことができる。

上記処理の結果、本願発明は、一般式Ｘ−（ＣＨ_２）ｎ−Ｙ［式中、ｎは３〜２２の整数、ＸはＳＨ、ＳｉＣｌ_３、Ｓｉ（ＯＣＨ_３）_３、Ｓｉ（ＯＣＨ_２ＣＨ_３）_３、ＳｉＣｌ（ＣＨ_３）_２、Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）_２から選択した一種以上の官能基、Ｙは（−Ｏ−ＣＨ_２−ＣＨ_２−）ｍＯＣＨ_３、あるいは（−Ｏ−ＣＨ_２−ＣＨ_２−）ｍＯＨ（ｍは３〜７０の整数）］で表わされる有機分子、あるいは、上記の分子の組み合わせを用いて表面を修飾し、抗菌処理した基体を提供することができる。

以下、実施例および比較例に基づいて説明する。なお、本実施例はあくまで一例であり、この例によって何ら制限されるものではない。すなわち、本発明は特許請求の範囲によってのみ制限されるものであり、本発明に含まれる実施例以外の種々の変形を包含するものである。

（実施例１、比較例１）
金属基板である金表面上においてエチレングリコールを含む分子及びエチレングリコールを含まない自己組織化膜の形成を行った。
有機硫黄化合物の一種である以下の構造式で表せる分子(ＨＳ（ＣＨ_２）_１１（ＯＣＨ_２ＣＨ_２）_３ＯＣＨ_３、ＨＳ（ＣＨ_２）_１１（ＯＣＨ_２ＣＨ_２）_３ＯＨ、ＨＳ（ＣＨ_２）_１１（ＯＣＨ_２ＣＨ_２）_６ＯＣＨ_３、ＨＳ（ＣＨ_２）_１５ＣＨ_３、ＨＳ（ＣＨ_２）_１６ＯＨ、以後それぞれ、S(ＥＧ３)ＯＭｅ、S(ＥＧ３)ＯＨ、S(ＥＧ６)ＯＭｅ、S(C15)Me、S(Ｃ１６)ＯＨと略す）をエタノール中に１〜２ｍＭの濃度に希釈した溶液中に金基板を２４時間浸漬し、自己組織化膜を生成させた。自己組織化膜生成による表面修飾後の基板表面の模式図を図２に示す。

自己組織化膜を生成させた金基板、および、比較として、自己組織化膜を生成させていない金基板上で胞子を含む菌体を２４時間以上、室温にて培養し、菌体の基板表面への接着を顕微鏡下で観察した。
用いた菌は子嚢菌、担子菌、酵母を含む糸状菌類（Alternaria 属菌、Aspergillus 属菌、Bipolaris 属菌、Cladpsporium 属菌、Colletotoricum 属菌、Fusarium 属菌、Magnaporthe 属菌、Penicillium 属菌、Trichoderma 属菌、および、Rhodotorula 属菌）である。各菌の胞子発芽および菌体接着が促進される条件を考慮して、Alternaria 属菌、Bipolaris 属菌、Magnaporthe 属菌、Rhodotorula 属菌の培養には滅菌水を用い、その他の菌の培養には０．０５％Ｙｅａｔ ｅｘｔｒａｃｔ、１％Ｇｌｕｃｏｓｅ、０．１Ｍ ＮａＣｌを含む液体培地（０．１ＹＧＳ）を用いた。

ＥＧを含むS(ＥＧ３)ＯＭｅ、S（ＥＧ３）ＯＨ、S(ＥＧ６)ＯＭｅを修飾した表面においては、いずれの菌においても菌の生育は認められたが、菌の生育している基板を水に５秒間浸ける（水浸）、もしくは水をかけて洗浄を行った結果（水洗）、菌は基板表面から流れ落ち、表面への接着は認められなかった。
以下、実施例及び比較例中の記載において「水洗」とは、口径１．８ｃｍの水道の蛇口を半分ふさぎ、１０リットル／１分の水を３２ｃｍ下のサンプルに５秒間以下あてて洗浄することとする。

この結果を、表１、図３（比較例１）、図４（実施例１）に示す。なお、図３、図４のいずれも、左図は菌が発生した様子を示し、中央図は水浸後、右図は水洗後の基板表面の様子を示す。図３に示すように、未修飾金基板上で水浸もしくは水洗により除去できない菌であっても、図４に示すように、S(ＥＧ３)ＯＭｅ、S(ＥＧ３)ＯＨ、S(ＥＧ６)ＯＭｅを適用した場合には、水浸もしくは水洗後に用いたすべての菌が除去されていた。表１に、金基板を用いた場合の、表面処理剤の種類と表面修飾によりもたらされる抗菌効果を示す。

一方、ＥＧを含まないS(Ｃ１５)Ｍｅ、S(Ｃ１６)ＯＨ、及び、自己組織化膜を生成させていない金基板において（比較例１）は、図３に示すように、一部の菌においてのみ、水洗による菌体の除去が可能であったが、多くの菌において、水洗後も菌体が表面に残っていることがわかり、エチレングリコールを含む分子（S(ＥＧ３)ＯＭｅ、S(ＥＧ３)ＯＨ、S(ＥＧ６)ＯＭｅ）において、効果が現れることが明らかであった。

（実施例２）
基板の違いによる影響の確認のため、酸化物基板であるガラス表面上、及び半導体基板であるＳｉ表面上においてエチレングリコールを含む分子を用いた自己組織化膜の形成を行った。

有機シラン化合物の一種である以下の構造式で表せる分子（（ＣＨ_３）_２ＳｉＣｌ（ＣＨ_２）_１１（ＯＣＨ_２ＣＨ_２）_６ＯＣＨ_３、以後、Si(ＥＧ６)ＯＭｅと略す）をヘキサデカン中に１〜２ｍＭの濃度に希釈した溶液中に洗浄したＳｉ基板及びガラス基板を２４時間浸漬し、自己組織化膜を生成させた。

自己組織化膜を生成させた基板上で菌体を２４時間以上培養し、菌体の基板表面への接着を顕微鏡下で観察した。用いた菌及び培養条件は、前記段落［００３５］に記載した通りである。いずれの菌においてもガラス表面上、及び半導体基板であるＳｉ表面上において菌の生育が認められた。
この結果、水浸もしくは水洗を行った結果、用いたすべての菌はいずれの基板表面からも流れ落ち、水洗後の表面への接着は認められなかった。

これらの結果を表２、表３に示す。表２はガラス基板を用いた場合の、表面処理剤の種類と表面修飾によりもたらされる抗菌効果を示し、表３はＳｉ基板を用いた場合の、表面処理剤の種類と表面修飾によりもたらされる抗菌効果を示している。

（実施例３）
基板の違いによる影響の確認のため、ステンレス（ＳＵＳ３０４）上においてにおいてエチレングリコールを含む分子を用いた自己組織化膜の形成を行った。
有機シラン化合物の一種である以下の構造式で表せる分子（（ＣＨ_３）_２ＳｉＣｌ（ＣＨ_２）_１１（ＯＣＨ_２ＣＨ_２）_３ＯＣＨ_３、以後、Ｓｉ（ＥＧ３）ＯＭｅと略す）をヘキサデカン中に１〜２ｍＭの濃度に希釈した溶液中に洗浄したステンレス基板を２４時間浸漬し、自己組織化膜を生成させた。

自己組織化膜を生成させた基板上で菌体を24時間以上培養し、菌体の基板表面への接着を顕微鏡下で観察した。用いた菌及び培養条件は、前記段落［００３５］に記載した通りである。いずれの菌においてもステンレス（ＳＵＳ３０４）上において菌の生育が認められた。

水浸もしくは水洗を行った結果、１菌を除く用いた全ての菌がステンレス基板表面から流れ落ち、水洗後の表面への接着は認められなかった。以上より、基板によらず、エチレングリコールを含む分子で表面を修飾することで、菌の付着を防ぎ、水洗により容易に菌体を除去できる効果を発現できることが明らかになった。

この結果を、表４に示す。すなわち、表４はステンレス基板を用いた場合の、表面処理剤の種類と表面修飾によりもたらされる抗菌効果を示している。
また、エチレングリコールを含む分子で表面を修飾することにより、特に子嚢菌、担子菌、酵母を含む糸状菌類に広く抗菌効果を発揮することが示された。

以上については、実施例１、実施例２及び実施例３の例での確認であるが、一般式Ｘ−（ＣＨ_２）ｎ−Ｙ［式中、ｎは３〜２２の整数、ＸはＳＨ、ＳｉＣｌ_３、Ｓｉ（ＯＣＨ_３）_３、Ｓｉ（ＯＣＨ_２ＣＨ_３）_３、ＳｉＣｌ（ＣＨ_３）_２、Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）_２から選択した一種以上の官能基、Ｙは（−Ｏ−ＣＨ_２−ＣＨ_２−）ｍＯＣＨ_３（ｍは３〜７０の整数）、あるいは（−Ｏ−ＣＨ_２−ＣＨ_２−）ｐＯＨ（ｐは０〜７０の整数）］で表わされる有機分子、又は上記の分子の組み合わせを用いて表面を修飾した場合においては、いずれも成長した菌体が水洗により除去が可能であったことを確認している。

本発明は、個々の種類の菌において菌の表面への強固な付着を妨げ、官能基の組み合わせにより、様々な菌に対して洗浄により、容易に菌体を除去できる効果を有する。また、官能基による水などの液体との親和性の制御や母材との組み合わせによる新たな機能の付与も可能である。本発明は人体に有害な物質が存在せず、用いられる環境・場所に存在する菌に対応した抗菌技術を提供することができる。また、有機分子の末端基の制御のみで菌の付着を防ぎ、容易に菌体を除去できる効果を発現させることができる。

さらに、菌によって表面への接着条件、接着程度に違いがあることから、用いる環境・場所に応じて、適切な末端基の組み合わせにより、必要に応じた菌への抗菌効果が期待できる。また、相乗して新たな機能の付与も期待できるという多くの効果を有するので、浴槽、浴室の洗浄、洗面台、洗面所の洗浄、台所の水回り、建材、農業資材、医療機械、食品機械、家庭用電化製品の抗菌に使用でき、洗浄効果を必要とする機器に有用である。

Claims (10)

1. 基体表面に、一般式Ｘ−（ＣＨ_２）ｎ−Ｙ［式中、ｎは３〜２２の整数、ＸはＳＨ、ＳｉＣｌ_３、Ｓｉ（ＯＣＨ_３）_３、Ｓｉ（ＯＣＨ_２ＣＨ_３）_３、ＳｉＣｌ（ＣＨ_３）_２、Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）_２から選択した一種以上の官能基、Ｙは（−Ｏ−ＣＨ_２−ＣＨ_２−）ｍＯＣＨ_３（ｍは３〜７０の整数）、あるいは（−Ｏ−ＣＨ_２−ＣＨ_２−）ｐＯＨ（ｐは０〜７０の整数）］で表わされる有機分子、又は上記の分子の組み合わせを用いて表面を修飾することを特徴とする表面処理剤。
2. 金属、半導体、酸化物等のセラミックス、高分子有機材料、これらの複合体若しくは積層体からなる基体、又はこれらの表面に金属、半導体、酸化物等のセラミックス、高分子有機材料の被覆層を施した基体表面に適用することを特徴とする請求項１記載の表面処理剤。
3. 基体表面に、一般式Ｘ−（ＣＨ_２）ｎ−Ｙ［式中、ｎは３〜２２の整数、ＸはＳＨ、ＳｉＣｌ_３、Ｓｉ（ＯＣＨ_３）_３、Ｓｉ（ＯＣＨ_２ＣＨ_３）_３、ＳｉＣｌ（ＣＨ_３）_２、Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）_２から選択した一種以上の官能基、Ｙは（−Ｏ−ＣＨ_２−ＣＨ_２−）ｍＯＣＨ_３（ｍは３〜７０の整数）、あるいは（−Ｏ−ＣＨ_２−ＣＨ_２−）ｐＯＨ（ｐは０〜７０の整数）］で表わされる有機分子、又は上記の分子の組み合わせを用いて表面を修飾することを特徴とする表面処理方法。
4. 前記有機分子による表面修飾により自己組織化膜とすることを特徴とする請求項３記載の表面処理方法。
5. 前記有機分子の末端基の制御により、菌の種類に応じて、菌体の付着を抑制することを特徴とする請求項３又は４記載の表面処理方法。
6. 金属、半導体、酸化物等のセラミックス、高分子有機材料、これらの複合体若しくは積層体、又はこれらの表面に金属、半導体、酸化物等のセラミックス、高分子有機材料の被覆層を施した基体表面に適用することを特徴とする請求項３〜５のいずれか一項に記載の表面処理方法。
7. 一般式Ｘ−（ＣＨ_２）ｎ−Ｙ［式中、ｎは３〜２２の整数、ＸはＳＨ、ＳｉＣｌ_３、Ｓｉ（ＯＣＨ_３）_３、Ｓｉ（ＯＣＨ_２ＣＨ_３）_３、ＳｉＣｌ（ＣＨ_３）_２、Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）_２から選択した一種以上の物質、Ｙは（−Ｏ−ＣＨ_２−ＣＨ_２−）ｍＯＣＨ_３（ｍは３〜７０の整数）、あるいは（−Ｏ−ＣＨ_２−ＣＨ_２−）ｐＯＨ（ｐは０〜７０の整数）］で表わされる有機分子、又は上記の分子の組み合わせを用いて表面を修飾したことを特徴とする基体。
8. 前記有機分子による表面修飾により自己組織化膜としたことを特徴とする請求項７記載の基体。
9. 前記有機分子の末端基の制御により、菌の種類に応じて、菌体の付着を抑制したことを特徴とする請求項７又は８記載の基体。
10. 金属、半導体、酸化物等のセラミックス、高分子有機材料、これらの複合体若しくは積層体からなる基体、又はこれらの表面に金属、半導体、酸化物等のセラミックス、高分子有機材料の被覆層を施した基体表面に適用したことを特徴とする請求項７〜９のいずれか一項に記載の基体。