JP2024025437A - 殺菌剤、抗感染性繊維材、抗感染性繊維製品、製造方法、及び製造装置 - Google Patents
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Abstract
Description
明は、光が存在しない場所でも長時間にわたって殺菌効果を持続できると共に、生体適合性があり、しかも製造コストを低減することができる殺菌剤、抗感染性繊維材、抗感染性繊維製品、製造方法、及び製造装置を提供することを目的とする。
(1)抗菌剤を繊維材に加工した後の滅菌処理として、120℃で4時間の乾熱滅菌処理をする方法、
(2)回転ドラム式加工機としてのドラム式洗濯機を利用して、水系樹脂バインダーに架橋剤及び銀イオンを吸着した二酸化チタンを所定の軟水に混合した混合溶液中で基材を攪拌して、基材に二酸化チタンを付着させる方法、
(3)所定のパターンが形成されたスクリーンマスクを通してスクリーン印刷法により繊維材の原反に混合溶液を付着させる方法、
(4)上記混合溶液をスプレー状に噴霧した後、乾燥して、繊維材の原反に殺菌性を付与する方法、又は、
(5)所定の容器内で混合溶液に繊維材の原反を浸漬した後に脱水、乾燥することにより、繊維材の原反に殺菌性を付与する方法、
(6)繊維工場等における大規模染色加工機を使用する方法
等が採用できる。(1)の方法について、オートクレープによる滅菌処理を行うと、抗菌効果が低減又は消滅するおそれがあるので、滅菌処理の際の条件を適切に、例えば120℃で4時間に設定する必要がある。
金属銀を純水中で電気分解した銀イオン水中に、触媒活性が低い二酸化チタン、例えば顔料用のアナターゼ型二酸化チタンを浸漬して、二酸化チタンに銀イオンが吸着することを実験により確認した。別途銀金属板を陽極とし、白金金属板を陰極として短時間電気分解を行って蒸留水中に銀イオンを存在させた。各条件での銀イオン濃度測定値を表1に示す。なお、銀イオン濃度測定条件は、次のとおりである。
評価装置:プラズマ質量分析装置 アジレント・テクノロジー株式会社 Agilent 7800
遠心分離条件:17,000rpm-2Hr
Agイオン測定値:N=3の平均値
実験例2では、本実施形態の抗感染性繊維材に使用される殺菌剤のバインダーの生体適合性を確認した。特に、細胞毒性がないことを確認した。本実施形態のバインダーには、生体適合性対策品のバインダーである、熱硬化型の架橋剤を適用した水系の樹脂バインダーが用いられる。水系樹脂バインダーとしては、例えばウレタン樹脂バインダーを用いることができるが、特に限定されるものではなく、例えば、アクリル樹脂バインダー、ポリエステル樹脂バインダーでもよい架橋剤としては、生体適合性のある水系の熱硬化型架橋剤、例えばポリカルボジイミド系架橋剤を用いる。生体適合性対策品であるので、防腐剤等は含まれていない。本実施形態の抗感染性繊維材に使用される殺菌剤のバインダーは、表3で示されているように生体適合性を有する。本実験例では、ウレタン樹脂バインダーとして「EVAFANOL HA-207」を、熱硬化型のポリカルボジイミド系の架橋剤として「NK ASSIST CI-02」を使用した。
Grade 0: Reactivity=None (散在性に細胞内に顆粒が認められる。細胞の融解は無い。)
Grade 1: Reactivity=Slight (球形で接着性が弱まり、細胞内顆粒の見られない細胞が全体の20%以下。細胞の融解がかれに見られる。)
Grade 2: Reactivity=Mild (球形で細胞内顆粒の見られない細胞が全体の20%より多く、50%以下。細胞の融解や細胞間の空隙は広範囲には見られない。)
Grade 3: Reactivity=Moderate (球形化又は融解する細胞が全体の50%より多く、70%未満。)
Grade 4: Reactivity=Severe (殆ど全ての細胞が融解する。)
これに対し、通常に流通されているバインダーである、DIC製のU-29Kバインダーには表4に示されているように、細胞毒性が認められ、生体適合性がないことが分かった。U-29Kバインダーには常温硬化型架橋剤(硬化剤)として、イソシアネート系が含まれている。
実験例4では、本実施形態の抗感染性繊維材の洗濯耐性を確認した。国産ポリエステル100%(テトロン)の洗濯条件は、一般社団法人繊維評価技術協会SEKマーク繊維製品の洗濯方法(標準選択法)に基づいた。この洗濯方法は、JIS L0217の洗濯方法103に準ずる、次の(1)~(5)の工程を含む。
(1)液温40℃の水30Lに対して40mlの割合で「JAFET標準配合洗剤」を添加、洗濯液を洗濯水槽の一番上の水位線まで入れる。
(2)この洗濯液に浴比が1:30になるように試料及び必要に応じて負荷布を入れて運転を開始する。
(3)5分間処理した後、運転を止め、試料及び負荷布を脱水機で脱水し、次に洗濯液を常温の新しい水に替えて、同一の浴比で2分間すすぎを行う。
(4)2分間のすすぎを行った後、運転を止め試料と負荷布を脱水し、再び2分間すすぎを行い、脱水する。
(5)上記(1)~(4)の工程を所定回数繰り返す。繰り返し洗濯を行った後に乾燥を80℃以下で行う。
(a)加工繊維基布:国産ポリエステル100%(テトロン)。
(b)殺菌剤:電気分解した銀イオン水中で、二酸化チタン(チタン工業製のKA-10C)に銀イオンを吸着させた。
(c)樹脂バインダー:水系ウレタン樹脂エマルジョン、ポリカルボジイミド系架橋剤を使用。防腐剤無し。
(d)繊維加工条件:固定量は固形分で4g/m2として、乾燥条件は150℃で1分間。
実験例5では、本実施形態の抗感染性繊維材に使用される繊維材の生体適合性について確認した。メディカルテキスタイルの分野では、通常の使用時よりも厳しい生体適合性が求められ、細胞毒性に対する基準も厳しい。実験例5では、国産ポリエステル100%(テトロン)の生体適合性を、様々な種類の繊維材の場合の比較例と共に示す。国産ポリエステル100%(テトロン)としては、市販のベッドシーツ(洗浄後)を使用した。
従来から評価用標準基布として使用されている綿からなるカナキン3号の未洗濯品の評価結果を表8に示す。評価用未洗濯標準基布綿100%には細胞毒性があることから、メディカルテキスタイルの分野の基準では生体適合性が合格の水準には届かなかった。
T社製 綿100%ベッドシーツの未洗濯品の評価結果を表9に示す。T社製 綿100%ベッドシーツの未洗濯品には細胞毒性があることから、メディカルテキスタイルの分野の基準では生体適合性が合格の水準には届かなかった。
T社製 綿100%ベッドシーツの洗浄後の評価結果を表10に示す。T社製 綿100%ベッドシーツの洗浄後のものにも細胞毒性があることから、メディカルテキスタイルの分野の基準では生体適合性が合格の水準には届かなかった。
米国で市販されている繊維材である、ポリエステルと綿との混紡について評価した結果、表11に示すように細胞毒性があることから、メディカルテキスタイルの分野の基準では生体適合性が合格の水準には届かなかった。
実験例5では、国産ポリエステル100%(テトロン)繊維材には、細胞毒性がないことが確認された。比較例5-5では、ポリエステル50%+綿50%の市販のベッドシーツ(洗浄後)の細胞毒性を評価した。この結果、表12に示すように、比較例5-5のポリエステル50%+綿50%の市販のベッドシーツ(洗浄後)は、細胞毒性があることから、メディカルテキスタイルの分野の基準では生体適合性が合格の水準には届かなかった。
T社製 綿100%ベッドシーツ生地をポリソルベート-80と炭酸ナトリウムで洗浄したものについての細胞毒性の評価結果を表13に示す。指定された処方で洗浄しても、細胞毒性が認められたため、メディカルテキスタイルの分野の基準では生体適合性が合格の水準には届かなかった。
評価機関の綿100%評価基準生地をポリソルベート-80と炭酸ナトリウムで洗浄したものについての細胞毒性の評価結果を表14に示す。指定された処方で洗浄することによって、僅かな洗浄効果は得られたが、依然として細胞毒性が認められたため、メディカルテキスタイルの分野の基準では生体適合性が合格の水準には届かなかった。
前記殺菌剤は、さらに熱硬化型の架橋剤を適用した水系の樹脂バインダーを含み、生体適合性を有し、かつ、前記二酸化チタンは100nm以上、1μm以下の粒径を有しており、100nm以下の粒子の重量分布が0.3%未満であり、ナノ粒子による環境毒性を有しないことを特徴とする。本発明の一態様の殺菌剤は、銀イオンを高密度に吸着した二酸化チタンを含む高機能殺菌特性を持った殺菌剤である。生体適合性としては、細胞毒性、皮膚感査性、及び皮膚刺激性が挙げられるが、本発明の一態様の殺菌剤では、細胞毒性、皮膚感査性、及び皮膚刺激性のいずれの問題も無く、生体適合性に優れている。
本発明の第9の態様の抗感染用繊維材又は抗感染用繊維製品の製造方法は、第7の態様の殺菌剤の製造方法における樹脂エマルジョンを調製する工程により樹脂エマルジョンを製造し、得られた該樹脂エマルジョンを、回転ドラム式加工機によって化学繊維からなる繊維材、又は化学繊維からなる繊維製品に適用して、前記銀イオンを吸着させた二酸化チタンを化学繊維からなる繊維材、又は化学繊維からなる繊維製品の撚糸の間まで入り込むように付着させる工程を含むことを特徴とする態様の殺菌剤の製造方法により調製した樹脂エマルジョンを、回転ドラム式加工機によって化学繊維からなる繊維材、又は化学繊維からなる繊維製品に適用して、前記銀イオンを吸着させた二酸化チタンを化学繊維からなる繊維材、又は化学繊維からなる繊維製品の撚糸の間まで入り込むように付着させる工程を含むことを特徴とする。
本発明の第11の態様の抗感染用製品の製造装置は、第10の態様の製造装置を含み、さらに、該製造装置における樹脂エマルジョン調製部において調製された樹脂エマルジョンを製品に付着させる付着部を有することを特徴とする。
Claims (9)
- 銀イオンを吸着した二酸化チタンを含む殺菌剤であって、
前記殺菌剤は、さらに熱硬化型の架橋剤を適用した水系の樹脂バインダーを含むことにより生体適合性を有し、かつ、
前記二酸化チタンは100nm以上、1μm以下の粒径を有しており、100nm以下の粒子の重量分布が0.3%未満であることにより、ナノ粒子による環境毒性を有しないことを特徴とする殺菌剤。 - 銀イオンの少なくとも一部が銀酸化物、水酸化銀又は銀元素の少なくとも一つの状態で、かつ、二酸化チタンに吸着した状態で存在していることを特徴とする請求項1に記載の抗菌剤。
- 請求項1又は2に記載の殺菌剤を化学繊維からなる繊維材に適用し、繊維上で継続して細菌の伝播が遮断可能な継続殺菌効果を有することを特徴とする抗感染性繊維材。
- 請求項3に記載の抗感染性繊維材を用いることを特徴とする抗感染性繊維製品。
- 請求項1又は2に記載の殺菌剤を化学繊維からなる繊維製品に付着させたことを特徴とする抗感染性繊維製品。
- 粒径が100nm未満のナノ銀を使用することなく、銀を電気分解することよって銀イオンを含む溶液を調整する銀イオン溶液を調製する工程と、
前記溶液中で、100nm以上、1μm以下の粒径を有しており、100nm以下の粒子の重量分布が0.3%未満である二酸化チタンに銀イオンを吸着させる工程と、
前記銀イオインを吸着させた二酸化チタンと、熱硬化型の架橋剤を適用した水系の樹脂バインダーとを混合して樹脂エマルジョンを調製する工程と、
を含むことを特徴とする殺菌剤の製造方法。 - 請求項6に記載の殺菌剤の製造方法により製造した樹脂エマルジョンを、回転ドラム式加工機によって化学繊維からなる繊維材、又は化学繊維からなる繊維製品に適用して、前記銀イオンを吸着させた二酸化チタンを化学繊維からなる繊維材、又は化学繊維からなる繊維製品の撚糸の間まで入り込むように付着させる工程を含むことを特徴とする抗感染性繊維材又は抗感染性繊維製品の製造方法。
- 銀イオンを含む溶液を調製する銀イオン調製部と、
前記溶液中で、100nm以上、1μm以下の粒径を有しており、100nm以下の粒子の重量分布が0.3%未満である二酸化チタンに銀イオンを吸着させる銀イオン吸着部と、
前記銀イオンを吸着させた二酸化チタンと、熱硬化型の架橋剤を適用した水系の樹脂バインダーと、を混合して樹脂エマルジョンを調製する樹脂エマルジョン調製部と、
を含むことを特徴とする殺菌剤の製造装置。 - 請求項8に記載の製造装置により調製された樹脂エマルジョンを、回転ドラム式加工機により化学繊維からなる繊維材、又は化学繊維からなる繊維製品に適用して、前記銀イオンを吸着させた二酸化チタンを、前記化学繊維からなる繊維材、又は前記化学繊維からなる繊維製品の撚糸の間まで入り込むように付着させる付着部を含むことを特徴とする抗感染性繊維材又は抗感染性繊維製品の製造装置。
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