JP3130775B2 - 超微粒状抗菌セラミックス粉体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は各種の製品素材に混入
し、或いは塗着し若しくは印刷すること等により、製品
に長期に亘り抗菌性を保持させることの可能な、超微粒
状抗菌セラミックス粉体に関するものである。

【０００２】

【従来技術】我が国では長寿化とともに高齢化社会の到
来を初め、新生児の減少化や医知識の普及等とが相俟っ
て健康志向が著しく高まっており、これがため特に食生
活面においては生鮮食品における殺菌剤や防腐剤或いは
発色剤等の使用を初め、加工食品における各種合成添加
剤の使用等に対しては著しい拒否行動が現れており、更
には生活雑貨や玩具類或いは文具類に至るまで、衛生面
や安全性面までもが強く要望されている状況下にある。

【０００３】かかる状況より生鮮食品においては流通に
供する前にオゾン殺菌処理をなし、或いは殺菌性を有す
る植物抽出成分の水溶液等で洗浄したり、また加工食品
においてもオゾン処理を施したり殺菌性を有する植物抽
出成分を添加したるうえ所望の包装袋や容器に収納し流
通に供しているが、オゾン処理においては処理時におけ
る殺菌性は著しく優れるものの残効性が極めて悪く、更
には植物抽出成分も加工食品のｐＨ値や素材特性により
その殺菌性が大きく左右されるために使用範囲が著しく
限定されること等、未だ生鮮食品や加工食品には安全で
且有効な抗菌手段が開発されていない。

【０００４】また生活雑貨や玩具或いは文房具類におい
ても、現状ではアミド系化合物を初めアミン塩、第４級
アンモニウム塩、ベンズイミダゾール系化合物、カーバ
メート系化合物、グアニジン誘導体、有機ハロゲン化合
物、不活性塩素化合物或いはフェノール類等の殺菌剤、
殺黴剤を適宜に選択のうえ、所要の濃度割合で製品素材
に混入若しくは製品に塗着或いは印刷して抗菌性を保持
させているが、かかる抗菌手段は混入し、塗着し、或い
は印刷する殺菌剤、殺黴剤の溶出若しくは揮散によって
殺菌や殺黴作用を発揮させるものであるから、該溶出若
しくは揮散する殺菌成分や殺黴成分が皮膚に付着したり
吸気されるために、特に体力の虚弱な乳幼児や老人等に
は健康上重大な危険を孕んでいる。

【０００５】他方近年に至ってセラミックスが遠赤外線
領域の電磁波を効率良く放射すること、及び遠赤外線放
射環境下においては一般細菌類の繁殖が抑制されること
等が解明されたことに伴い、セラミックスを粉状に粉砕
しこれを食品包装材や生活雑貨、玩具、文房具等の製品
素材中に混入し、若しくは製品に塗着或いは印刷し、更
にはセラミックス濾材で抗菌濾過した抗菌水を用いて加
工食品を製造し、若しくはこの抗菌水で生鮮食品類を洗
浄したうえ流通に供することも試みられているものの、
放射力は僅かなものであるから実用上有効な抗菌性を発
揮するまでには至っていない。

【０００６】また貴金属類所謂金、銀、銅等の微量金属
イオンが細菌類や黴菌類或いは藻類等に対し優れた殺菌
殺藻作用を有すること、所謂オリゴダイナミック作用を
保持することが古くから知られており、特に近年の水道
水の水質低下と残留塩素による健康被害の喧伝等とが相
俟って家庭用並びに一般用の浄水器が急速に普及しつつ
あるが、浄水器による残留塩素の除去は臭気の消去と味
覚の改善に効果的であるものの短時間に一般細菌類の繁
殖が再び招来されるため、却って非衛生的なものとの認
識が高まりつつあることから、これに対処する手段とし
て、新たに銀を用いたフィルターや接触板材を残留塩素
を除去した水に接触させ、該銀のオリゴダイナミック作
用をもって殺菌を図る浄水器が多量に上市されたもの
の、銀のフィルターや接触板材は水や空気との接触に伴
い、その外表面に酸化銀や塩化銀等の不動態膜が形成さ
れ、短期に銀イオンの溶出が阻害され十分な殺菌効果が
期待しえない結果となっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする問題点】本発明はかかる技術
経緯をもとに鋭意研究を重ねた結果、近遠外線を含む赤
外線、遠赤外線領域の電磁波が水の分子を共振且励起す
ること、並びに一般細菌類は繁殖に必須な水の励起状況
下においてはその繁殖が抑制されること、及び銀、銅に
対して還元作用を与えることにより、該銀、銅等のオリ
ゴダイナミック作用が長期に維持継続されること、更に
酸化チタンは光エネルギー特には紫外線領域の電磁波に
より活性化され強い酸化力が創出されること等を究明し
本発明に至ったもので、

【０００８】本発明は一般細菌類の繁殖を抑制するため
に水の分子を共振且励起させる近赤外線乃至遠赤外線領
域の電磁波を有効に放射しえ、且銀或いは銅のオリゴダ
イナミック作用が継続して発揮しえるよう還元作用を創
出せしめて確実に殺菌をなし、更には強力な酸化力を創
出させて消臭もなさしめ、而も各種の製品素材への混入
或いは製品への塗着若しくは印刷も容易になしえる分散
性を保持した、超微粒状抗菌セラミックス粉体を提供す
ることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに本発明が用いた技術的手段は、その粒径が１μｍ以
下で且その組成が炭化珪素又は酸化珪素が３０乃至５０
％重量、酸化アルミナ１５乃至２５％重量、酸化亜鉛７
乃至１５％重量、酸化マンガン７乃至１５％重量、酸化
チタン２乃至５％重量、及び銀若しくは銅０．１乃至１
％重量の割合で焼成させてなる超微粒状セラミックス粉
体の構成、若しくは炭化珪素又は酸化珪素が３０乃至５
０％重量、酸化アルミナ１５乃至２５％重量、酸化亜鉛
７乃至１５％重量、酸化マンガン７乃至１５％重量酸化
チタン２乃至５％重量の組成で予め焼成体を形成したう
え、その外表面に銀若しくは銅を０．１乃至１％重量を
付着させてなる、超微粒状抗菌セラミックス粉体の構成
に存する。

【００１０】

【作用】上述の如き構成からなる本発明は、以下のよう
な作用を有する。即ち粒径が１μｍ以下の超微粒状に形
成されるため、従来の遠赤外セラミックス粉体として実
用されている細粒径の略１０乃至３０μｍ以上のものに
比べ放射に係る表面積率が少なくとも１０倍以上にも及
ぶため極めて効率の高い放射がなされることとなり、而
も炭化珪素又は酸化珪素が３０乃至５０％重量とその組
成割合が極めて高く且酸化アルミナも１５乃至２５％重
量割合で構成されてなるから、波長の短い近赤外線領域
から遠赤外線領域に亘る広範囲の電磁波が放射されて、
水の分子に対する共振及び励起が強くなされることとな
る。

【００１１】そして銀若しくは銅は本来的にオリゴダイ
ナミック作用を保持するものの、焼成体として焼成され
た場合には酸化銀や酸化銅の如く不動態化し、更には焼
成体に銀若しくは銅を付着させた場合にも空気や水との
接触に伴いその外表面に酸化銀や酸化銅の如き不動態膜
が形成されるが、短波長の電磁波の放射に伴い銀若しく
は銅の共振並びに励起と、酸化アルミナ或いは酸化亜鉛
とのイオン化傾向の相違により電子放出に伴う還元作用
を与え、オリゴダイナミック作用が継続して働くことと
なる。更には酸化チタンが２乃至５％重量用いられてな
るため、短波長の電磁波による共振並びに励起と酸化マ
ンガンが触媒作用として機能し活性化されて強力な酸化
力が創出されるため、殺菌力ばかりか臭気の分解もなさ
れる。

【００１２】

【実施例】以下に本発明の実施例を図に基づき説明すれ
ば、図１は本発明超微粒状セラミックス粉体１の拡大説
明図であって、本発明は生活環境温度域の熱エネルギー
を吸収し赤外線、望ましくは近赤外線領域の電磁波を放
射させ、一般細菌類を形成する菌体中の水分やその繁殖
に必須の環境水分の水分子を共振且励起せしめて菌体の
生理機能の阻害や繁殖の抑制を図るものであるから、放
射させる電磁波を効率良く且強度に放射させる必要上、
その放射表面積率を大きく形成させることが肝要である
ため、その粒径は最大でも１μｍ以下に形成させること
にある。

【００１３】そして水の赤外吸収スペクトル所謂電磁波
と共振し且励起される波長帯は略１乃至３μｍと６乃至
１１μｍの領域に存在するもの、この１乃至３μｍの波
長は近赤外線領域に該当し、且６乃至１１μｍの波長は
遠赤外線領域に該当するものであって、特に１乃至３μ
ｍの近赤外線領域の波長は水の分子の共振並びに励起に
極めて有効な領域と言われている。従って僅かな電磁波
エネルギーで効果的に水の分子を共振且励起させるため
には、１乃至３μｍの近赤外線領域の電磁波と６乃至１
１μｍの遠赤外線領域の電磁波を効率よく放射しえるセ
ラミックス粉体１が要請される。

【００１４】このセラミックス粉体１を形成する主成分
としては炭化珪素又は酸化珪素１Ａが選択されるもの
で、該炭化珪素１Ａはその放射する電磁波領域が近赤外
線から遠赤外線に亘って略均等に放射しえる放射特性を
具備するもので、特に近赤外線領域の波長で水の分子に
対する共振並びに励起のほか、セラミックス粉体１を形
成する他の組成成分への共振並びに励起も図り多くの作
用を創出せしむるうえから３０乃至５０％重量の割合で
用いることが望まれる。

【００１５】更に水の分子を共振且励起させる６乃至１
１μｍの遠赤外線領域の電磁波を効率よく放射させるに
は、該電磁波領域の放射特性に優れた酸化アルミナ１Ｂ
を併用することが望まれるものであって、該酸化アルミ
ナ１Ｂは１５乃至２５％重量の割合で用いることが好適
である。

【００１６】而して本発明は、一般細菌類の菌体を形成
する水分やその繁殖に係る環境水分の水分子を共振且励
起して菌体の生理機能の阻害や繁殖抑制を図るほかに、
二つの殺菌に係る技術手段が採用されている。即ちその
一つは外部光エネルギー特には紫外線領域の電磁波によ
り共振且励起せしめて強い酸化力を創出させ一般細菌類
の確実な殺菌並びに黴菌類等広範囲の菌類に対する殺
菌、及び該細菌類等により招来される臭気に対しての分
解消臭を図るため、共振且励起とともに還元作用を促進
させる触媒として機能する酸化マンガン１Ｃが７乃至１
５％重量用いられ、而も該触媒による還元作用により酸
化力を創出せしめるための酸化チタン１Ｅが２乃至５％
重量用いられている。かかる理由については、酸化チタ
ン１Ｅが極めて高価で多量に使用するとコストアップの
原因となるばかりか、殺菌効果や消臭効果においても５
％重量以上の使用では顕著な差異が認められぬ結果によ
る。他方その使用量が２％重量以下になると殺菌性や消
臭性が著しく低下することによるものであり、且還元作
用を促進させる酸化マンガン１Ｃも酸化チタン１Ｅの重
量に対して略３乃至７．５倍の重量割合が好適である結
果による。

【００１７】更に今一つの技術的手段は、銀若しくは銅
の有するオリゴダイナミック作用を継続的に発揮させて
常時一般細菌類に対する殺菌性を保持せしめるものであ
って、水若しくは高湿度の環境下において、そのイオン
化傾向の差異に基づく電子の授受に伴い銀若しくは銅の
還元を図りその外表面に形成される不動態酸化膜を消去
させるうえから、イオン化傾向の高い婢金属素材として
酸化亜鉛１Ｅを７乃至１５％重量用い且イオン化傾向の
低い貴金属素材としての銀若しくは銅１Ｆを０．１乃至
１％重量割合で用いるものである。

【００１８】かかる場合において酸化亜鉛１Ｄはそれ自
体イオン化には緩慢であって、放射する電磁波の短波長
領域の放射助長と焼成させるうえで焼成結合力を高める
ために大きく作用するために用いられるものであるが、
放射される近赤外線領域の電磁波による共振且励起と酸
化マンガン１Ｃの触媒作用とが相俟って該酸化亜鉛１Ｄ
が還元されて亜鉛化し、銀若しくは銅１Ｆに対しイオン
放出をすることとなり銀若しくは銅１Ｆが還元され不動
態酸化膜の形成が阻止される。

【００１９】本発明においては上述の如く炭化珪素１Ａ
３０乃至５０％重量、酸化アルミナ１Ｂ１５乃至２５％
重量、酸化マンガン１Ｃ並びに酸化亜鉛１Ｄをそれぞれ
７乃至１５％重量、酸化チタン１Ｅ２乃至５％重量、及
び銀若しくは銅１Ｆ０．１乃至１％重量の割合で均質に
混合のうえ焼成させた焼成体として形成されるものであ
るが、更にオリゴダイナミック作用を有効に発揮させて
殺菌性を高めるためには、図２に示すように炭化珪素１
Ａ３０乃至５０％重量、酸化アルミナ１Ｂ１５乃至２５
％重量、酸化マンガン１Ｃ７乃至１５％重量、酸化亜鉛
１Ｄ７乃至１５％重量、及び酸化チタン１Ｅ２乃至５％
重量の割合で均質に混合のうえ焼成させ一旦焼成体を形
成させたうえ、その外表面に銀若しくは銅１Ｆを０．１
乃至１％重量付着させた本発明超微粒状セラミックス粉
体２が提案される。当然のことながら本発明を形成する
炭化珪素１Ａ、酸化アルミナ１Ｂ、酸化マンガン１Ｃ、
酸化亜鉛１Ｄ、酸化チタン１Ｅ、銀及び銅１Ｆ等はその
粒径が０．０１乃至０．３μｍ程度のものが用いられ
る。そして本発明において酸化チタン１Ｅや銀若しくは
銅１Ｆの組成割合を高め、創出される強い酸化力やオリ
ゴダイナミック作用で殺菌効果を高める場合には、炭化
珪素に代えて酸化珪素１Ａでも十分に目的が達しえる。

【００２０】

【実験例】以下に本発明超微粒状セラミックス粉体を用
いて、一般細菌類に対する抗菌性テストを行った結果を
報告すれば、抗菌性テストに用いた試料として炭化珪素
５５％重量、酸化アルミナ２２％重量、酸化マンガン１
０％重量、酸化亜鉛９％重量、酸化チタン３％重量及び
銀１％重量割合の組成で平均粒径０．９μｍに焼成させ
た焼成体を試料Ａとし、更に炭化珪素５５％重量、酸化
アルミナ２２％重量、酸化マンガン１０％重量、酸化亜
鉛９％重量、酸化チタン３％重量割合の組成で一旦焼成
して焼成体となしたうえ、該焼成体の外表面に銀１％重
量を付着させて平均粒径０．９μｍに形成したものを試
料Ｂとし、且対照試料として炭化珪素５７％重量、酸化
アルミナ２４％重量、酸化マンガン１０％重量及び酸化
亜鉛９％重量の組成で焼成したものを用いた。

【００２１】抗菌性テストに用いた試験菌として大腸
菌、緑膿菌及び黄色ブドウ球菌を用い、抗菌性テストの
方法はそれぞれの試験菌を標準寒天培地にて３５℃４８
時間培養した供試菌を用い、それぞれの供試菌数が１０
^６−７ｍｌとなるよう調整して供試菌液となしたうえ、
滅菌シャーレにそれぞれの供試菌液を２ｍｌ滴下し、ア
クリル樹脂エマルジョン溶液に前記試料Ａ、試料Ｂ及び
対照試料をそれぞれ３％重量混合分散のうえ乾燥させて
形成した厚さ７０μｍのフィルムを滴下したそれぞれの
供試菌液上に静置し、而して６時間毎に供試菌液を０．
１ｍｌを採取し寒天培地上に滴下し３５℃２４時間再培
養した後の生菌数を判読して行った結果は表１の通りで
ある。

【００２２】

【表１】

【００２３】

【発明の効果】本発明は上述の如き技術的手段を用いて
なるため、近赤外線領域から遠赤外線領域に亘っての電
磁波が効率良く放射されるものであるから、一般細菌類
等菌体を形成する水分や繁殖に必要な環境水分の水分子
が共振且励起され、菌体の生理機能が著しく阻害される
とともに繁殖も著しく抑制される。更に外部光エネルギ
ーたる紫外線領域の電磁波によっては酸化マンガン並び
に酸化チタンが共振且励起されるとともに酸化マンガン
が触媒的に作用して酸化チタンが強い酸化力を創出し、
一般細菌類はもとより黴菌等広範囲の菌類に対しても高
い殺菌性が発揮されるばかりか、該一般細菌類から招来
される臭気も分解除去される。而も本発明では酸化亜鉛
が還元されたうえ銀若しくは銅との間にイオン放出がな
されて銀若しくは銅の不動態化が防止され、長期に亘っ
てオリゴダイナミック作用が働き殺菌効果が維持され
る。加えて本発明は粒径が１μｍ以下の超微粒状である
から、液状原料への混入の場合にも容易に分散懸濁しえ
且固形原料への混入も無機質の特性から容易に分散混合
しえるため、製品素材への混入や製品への塗着、印刷に
より簡便に抗菌性を付与せしめることが可能である等、
極めて特長の多い超微粒状セラミックス粉体といえる。

【図面の簡単な説明】

【図１】焼成体からなる本発明の拡大説明図である。

【図２】焼成体の外表面に銀若しくは銅が付着された本
発明の拡大説明図である。

【符号の説明】

１ 焼成体からなる本発明品 １Ａ 炭化珪素又は酸化珪素 １Ｂ 酸化アルミナ １Ｃ 酸化マンガン １Ｄ 酸化亜鉛 １Ｅ 酸化チタン １Ｆ 銀若しくは銅 ２ 焼成体の外表面に銀若しくは銅が付着された本発
明品

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粒径が１μｍ以下で且炭化珪素又は酸
   化珪素３０乃至５０％重量、酸化アルミナ１５乃至２５
   ％重量、酸化マンガン並びに酸化亜鉛各々７乃至１５％
   重量、酸化チタン２乃至５％重量及び銀若しくは銅０．
   １乃至１％重量の割合で焼成されてなる、超微粒状抗菌
   セラミックス粉体。
2. 【請求項２】 銀若しくは銅を、炭化珪素又は酸化珪
   素、酸化アルミナ、酸化マンガン、酸化亜鉛及び酸化チ
   タンを予め焼成させた焼結体の外表面に付着させてな
   る、請求項１記載の超微粒状抗菌セラミックス粉体。