JP2014024795A - 抗菌剤、抗菌剤の製造方法、及び抗菌剤を付着させた製品 - Google Patents

Abstract

【課題】より量産に適し、環境に対する問題も生じにくい竹由来の抗菌剤、該抗菌剤の製造方法、及び該抗菌剤を付着させた製品を提供する。
【解決手段】オートクレーブ１００を用い、竹の外周部分を加工して竹粉または竹繊維としたものを蒸気温度１６０〜２２０℃、圧力０．５〜２ＭＰａのプロセス条件で加熱水蒸気処理を行い、抽出液の溶剤として水（蒸留水ないし純水）のみを使って希釈した竹由来の抗菌剤。
【選択図】図１

Description

本発明は、抗菌剤、抗菌剤の製造方法、及び抗菌剤を付着させた製品に関し、特に、竹由来の抗菌剤、竹由来抗菌剤の製造方法、及び竹由来の抗菌剤を付着させた製品に関する。

近年、竹の成長の早さ、抗菌性、消臭性といった竹の特性を活用すべく、竹の資源としての利用、特に竹から抽出される成分の活用、といった点が注目されつつある。例えば、特許文献１には、タケ筒部を減圧条件下に乾留して得た減圧乾留物かるなる抗菌性成分が開示されている。

また、特許文献２には、やはり竹由来の抗菌剤の一例が開示されている。特許文献２の技術は、竹植物を、（１）水蒸気の存在下、１２０〜１８０℃で水蒸気処理し、（２）これを冷却し、（３）炭素数１〜４のアルコールを含む抽出溶剤で抽出する、といった工程を含んでなることを特徴とするものである。

特許第２５６６５１５号公報 特開２００６−１１６４３３号公報

上記背景技術は、いずれも量産を意識したものではない。また、例えば特許文献２の技術では、抽出溶剤にアルコールを含むことから、必ずしも環境に良好とは言えない。その理由は更にアルコールによる抗菌性の発揮の可能性もあるという問題があるからである。

本発明は上記の諸点に鑑みてなされたものであって、竹由来で高純度、高機能の抗菌剤を得ることが可能で、量産対応が可能な竹由来抗菌剤、抗菌剤の製造方法、及び抗菌剤を付着させた製品、特に綿製品を提供することを目的とする。

上記の問題点を解決するために、本発明に係る抗菌剤は、裁断された竹の外周部分を加工して粉、又は繊維にした材料を、加圧下で、加熱水蒸気処理を行うことにより得ることを特徴としている。

後に詳細に説明するように、本発明に係る抗菌剤は、非常に高い抗菌性を有し、また、例えば綿製品に付着させた場合には、多くの回数の洗濯にも抗菌性能が維持できるという長所がある。

前記竹の外周部分は、竹粉または竹繊維としたものが用いられることが好ましい。その理由は表面積が大きく、抽出した場合に抗菌成分が得やすいからである。特筆すべきは、下記実施形態に示されるように、有機溶剤、あるいは水を除去することなく、竹酢液をそのまま、抗菌剤として用いることである。

前記加熱水蒸気処理は、蒸気温度１６０〜２２０℃で行うこと、また前記加熱水蒸気処理は、圧力０．５〜２ＭＰａで行うことができる。

本発明に係る抗菌剤の製造方法は、裁断された竹の外周部分を加工して粉、又は繊維にした材料を、加圧下で、加熱水蒸気処理を行うことを特徴とする。

また、本発明に係る製品は、上記本発明に係る抗菌剤を付着させたことを特徴とする。前記抗菌剤を例えば、綿製品に付着させる場合はバインダとして、例えばアクリル系バインダを用いることができる。

本発明に係る抗菌剤は、主として、抗菌成分の抽出に加圧水蒸気を用いるため、量産対応が可能であるという効果を奏する。また、溶剤として水のみを用いるため、環境にも良い。

本発明の実施の形態における、オートクレーブ１００の全体概略構成の一例について説明するための図である。 抗菌性の試験結果を示す図である。 洗濯を繰返した後も、竹表皮から抽出した抗菌剤は抗菌性能の劣化が無いことを示す図である。 竹由来抗菌剤の抗菌性能が最も高い部位である竹の表皮厚さ（表面から０．５ｍｍ厚さ）を得る装置の一例を模式的に示す図である。 作成された抽出液が添加された生地を用いて、カビに対する抵抗性試験を実施した結果を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の実施の形態において、竹から抗菌成分を得る装置の一例としてのオートクレーブ１００の全体概略構成について説明するための図である。

オートクレーブ１００としては、市販の一般的なもので十分であり、圧力タンク１１０に、圧力タンク１１０内の温度を計測する温度計１２０、圧力タンク１１０内の圧力を計測する圧力計１３０、及び安全弁（図示せず）を備えている。

本実施の形態では、オートクレーブ中に水（純粋水、ないし蒸留水が好ましい。）と竹粉を投入する。この竹粉については、竹表面部分、特に表面から０．５ｍｍ以内の部分から得られたものを用いることが好ましい。なお、竹粉に限られず、竹繊維を用いることもできる。竹繊維を用いる場合には、長さ５〜１５ｍｍ程度に切断された竹繊維を用いることが好ましい。

本願実施の形態に適した竹粉を得るための装置については、本願発明者らが既に特許出願を行っている（特開２０１１−１１０７２８、特開２０１１−１４７３５４、特開２０１１−２１２９９３、等）。もっとも、例示でしかなく、他の方法により得られた竹粉、又は竹繊維でも、実施は可能であると思われる。本実施の形態の抗菌剤の効果が、竹から、主として純水（水蒸気）による加圧、加熱の結果として抽出されたところにあるからである。

即ち、本実施の形態では、圧力タンク１１０内で竹粉と水を共存させ、さらに温度１６０〜２００℃、圧力０．５〜１．５ＭＰａのプロセス条件で、水蒸気処理を行い、竹酢液を得た。得られた竹酢液は、内部に竹粉をこし取るフィルタを含む竹酢液回収タンクへと送り込まれる。

（実施例）
以下、本願発明者らが行った一実施例について説明する。本実施例の基本的なコンセプトとして、（１）竹の表皮の厚さ０．５ｍｍを専用の自動機械で加工して得られた粉のみを使用する、（２）竹粉と水との混合物をオートクレーブに投入し、蒸気温度１６０〜２２０℃、圧力０．５〜２ＭＰａのプロセス条件で竹からの成分を抽出する。

（３）竹成分の抽出物に対する溶剤として、水（蒸留水ないし純水）のみを使って希釈する。（４）効果として、対象とする全ての菌に対する抗菌性、及び抗カビ性の試験性能の試験を行う。

以上に説明した中で、抽出のプロセス条件の実施例として、蒸気圧力（設定値）：０．９５ＭＰａ、温度（設定値）：１８０℃、竹表皮粉の投入量：１，０５０ｇの主要条件を維持したオートクレーブ装置内で投入の竹表皮の粉体から竹成分を抽出した。一旦、加熱水蒸気で加熱して、１８０℃とし、およそ１７時間、加熱水蒸気処理を行った後、冷却して竹酢液を取り出した。

（抗菌性試験の方法及び結果）：
（１）蒸留水（純水）で１０倍、及び１００倍に希釈した試料を１ｍｌ採取し、バイアル瓶に加えた後、オートクレーブを使って１２１℃で２０分間、減菌処理を行った。

（２）安全キャビネット内で室温になるまで放置した後、予め培養した試験菌を試料に摂取し、３７℃で２４時間、培養処理を行った。
（３）培養処理の終了後に希釈系列を作成して、平板で２４時間混釈培養を行い、コロニーの数をカウントして、生菌数の計算を行った。

図２は、抗菌性の試験結果を示す図である。
「抽出液Ａ」は竹表皮０．５ｍｍの竹粉から得られたもの。
「抽出液Ｂ」は表皮以外の粉からの最初の抽出、「抽出液Ｃ」は同じく表皮以外の粉からの最後付近の結果を示す。

原液、１／１０、１／１００は、蒸留水（純水）による竹抽出液の希釈度合を示す数字である。同図の結果で２以上が、抗菌性能が確保できる基準となっている。
試験データから、竹表皮０．５ｍｍの粉からの抽出液は特に強い抗菌性能が認められる。また、図３に示されるように、得られた綿製品は、洗濯を１０回繰返した後も、竹表皮から抽出した抗菌剤は抗菌性能の劣化が無いのが分かる。竹の部位による抗菌性能の比較を行うため、竹の表皮粉と、表皮部を除く竹本体粉を試料にした。

（カビ抵抗性の定性試験結果）
図５に示す通り、作成された抽出液が添加された生地を用いて、カビに対する抵抗性試験を実施した。シャーレに普通寒天培地を添加した後、無菌状態で部屋（クリーンベンチ外）にフタを開放した状態で３時間放置した。

続いて竹酢液加工生地を培地の上に設置し、３０℃で３０日間培養を行った。カビの抵抗性試験の結果は、カビの増殖の度合いや、差異が目視で認識できるほどに相違しており、竹表皮の粉からの抽出液はカビ抵抗性に優れた性能をもつことが証明された。

以上に説明したように、図４に示す通り、例えば竹粉製造装置２００を用い、（１）竹由来抗菌剤の抗菌性能が最も高い部位である竹の表皮厚さ（表面から０．５ｍｍ厚さ）の微細な竹粉を、螺旋状に送る機構２２０Ａ〜２２０Ｅに対して連続回転する複数枚のチップソー２３０を竹２１０の表皮部に一定の圧力を加えながら追従させて回転させ、表皮部を連続的に削って得ることが可能となり、この表皮粉の成分を抽出して、高い品質の人体に安全な天然性抗菌剤の量産が可能となる。

（２）上記の方法で得られた竹の表皮の粉を、上記圧力と温度に管理されたオートクレーブに掛けて成分を抽出し、得られた液を、溶剤として蒸留水（純水）のみを使って希釈するため、人体に対して十分に安全信頼性が確保され、また廃液処理においても環境を阻害する問題がない。

（３）抽出された液に蒸留水（純水）の溶剤で希釈した液に対し、主要な菌に対して抗菌性能の試験をした結果、規定以上の抗菌性が確保できた。また、綿製品の繊維に対して、バインダ（例えばアクリル系バインダー）を使って得られた液を付着させ、洗濯回数を１０回繰返しても、初期の抗菌性能が維持できていることが分かり、抗菌性を必要とする商品や綿製品などにも幅広く利用できる。

（４）カビ抵抗性の試験においても、上記の工程で得られた抽出液を寒天培養地に添加して一定期間放置してカビの発生度合を試験した結果、竹の表皮粉はカビ抵抗性の性能が十分確保できる材料であることが証明され、その応用商品の用途も広がる。

本発明は、例えば各種日用製品、及び綿製品に付加する抗菌剤に適用することができる。

１００ オートクレーブ
１１０ 圧力タンク
１２０ 温度計
１３０ 圧力計

Claims (8)

1. 裁断された竹の外周部分を、加圧下で、加熱水蒸気処理を行うことにより得られる抽出物、及び竹成分の抽出物に対する溶剤として、水（蒸留水ないし純水）のみを使って希釈する
   ことを特徴とする抗菌剤。
2. 前記竹の外周部分は、螺旋状に送る機構に対して連続回転する複数枚のチップソーを竹の表皮部に一定の圧力を加えながら追従させて回転させ、表皮部を連続的に削って得られた竹粉または竹繊維としたものが用いられる、
   ことを特徴とする請求項１に記載の抗菌剤。
3. 前記加熱水蒸気処理は、
   蒸気温度１６０〜２２０℃で行う、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の抗菌剤。
4. 前記加熱水蒸気処理は、
   圧力０．５〜２ＭＰａで行う
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の抗菌剤。
5. 裁断された竹の外周部分から加工された竹粉、または竹繊維を、加圧下で、加熱水蒸気処理を行うこと、及び竹成分の抽出物に対する溶剤として、水（蒸留水ないし純水）のみを使って希釈すること、
   を特徴とする抗菌剤の製造方法。
6. 竹の外周部分は、螺旋状に送る機構に対して連続回転する複数枚のチップソーを竹の表皮部に一定の圧力を加えながら追従させて回転させ、表皮部を連続的に削って得られた竹粉または竹繊維としたものが用いられること、
   を特徴とする請求項５に記載の抗菌剤の製造方法。
7. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の抗菌剤を付着させた
   ことを特徴とする製品、及び綿製品。
8. 前記抗菌剤を付着させるバインダとしてアクリル系バインダを用いる
   ことを特徴とする請求項６に記載の製品、及び綿製品。