JP3914982B2

JP3914982B2 - 抗菌材料及びそれを用いた抗菌製品

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Publication number: JP3914982B2
Application number: JP2001295481A
Authority: JP
Inventors: 博史垰田
Original assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Current assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 2001-09-27
Filing date: 2001-09-27
Publication date: 2007-05-16
Anticipated expiration: 2021-09-27
Also published as: JP2003095805A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、抗菌材料及びそれを用いた抗菌製品に関するものであり、更に詳しくは、空気中や水中あるいは物体の表面に存在する菌の繁殖を抑制するだけでなく、それを分解・無害化して除去する作用を有する抗菌材料及び抗菌製品に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、暖・冷房の効率向上やエネルギーの有効利用を目的として、建物の密閉性が向上するに伴い、生活環境におけるかびや菌による汚染が進行し、それが喘息やアトピーなどのアレルギー疾患の増加と関連して問題になっている。また、病院におけるＭＲＳＡ菌（メチシリン耐性黄色ブドウ球菌）などによる院内感染、Ｏ−１５７等の病原性大腸菌による集団感染、２４時間風呂でのレジオネラ菌による在郷軍人病の感染などが大きな社会問題となっている。
【０００３】
従来、こうした菌の増殖を抑える抗菌剤には、有機化学物質が古くから使われており、アルコール系、フェノール系、アルデヒド系、カルボン酸系、エステル系、エーテル系、ニトリル系、過酸化物・エポキシ系、ハロゲン系、有機金属系など、様々な種類がある。これらは、基本的には有毒であり、溶出性のものが多く、そのため、抗菌力が強く、殺菌力もあるが、皮膚への影響が大きく、アレルギーやシックハウス症候群、化学物質過敏症などを引き起こす可能性があり、薬剤の安全性（皮膚刺激性や皮膚アレルギー性など）に問題があった。したがって、それらの使用に際して、人体や生態系に対する安全性について十分な配慮が必要であった。また、このように、既存の多くの抗菌剤は、薬効成分を溶出などにより放出することによって菌の発育を阻止あるいは死滅させるものであるため、時間とともにその薬効がなくなり、使えなくなってしまうという欠点があった。
【０００４】
酸化チタンは、光を照射されると強い還元作用を持つ電子と強い酸化作用を持つ正孔を生成し、接触してくる分子種を酸化還元作用により分解する作用がある。酸化チタンのこのような作用、すなわち、光触媒作用を利用すれば、菌の繁殖を抑制したり、殺菌を行うことができる。この方法は、酸化チタンと光を利用するだけで繰り返し使用でき、反応生成物は無害な炭酸ガスなどであり、酸化チタンも安全無毒な物質であるため、安全、かつ容易に抗菌を行うことができ、原理的には半永久的に使用できるという長所がある。
【０００５】
しかしながら、酸化チタンは、バンドギャップが大きく、紫外線でないと光触媒反応を起こさないため、電灯の下ではほとんど反応を起こさないという欠点があった。また、酸化チタンを塗料などの有機物に混ぜて使用すると、その強力な光触媒作用によって、菌だけでなく塗料自身も分解されてしまうため、それらの繰り返し使用や長期間の使用が不可能であった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の点に鑑みて新たに開発されたものであって、紫外線だけでなく可視光の照射によって、菌の繁殖を抑制するだけでなく、それを分解・無害化して除去し、抗菌を効果的、かつ経済的に安全に行うことができ、しかも、基材の有機物を分解せず、繰り返し使用のできる、耐久性の面からも優れた特性を有する、安全で省エネで長期間使用できる新規抗菌材料及びそれを用いた抗菌製品を提供することを目的とするものである。
本発明者は、上記の目的を達成するために、鋭意研究を重ねた結果、酸素欠陥型酸化チタンＴｉＯ_x （１．５＜ｘ＜２）、チタンオキシナイトライドＴｉＯ_xＮ_2-x （１＜ｘ＜２）、ダイヤモンド様炭素、チタニアシリカ複合体ＴｉＯ_x −ＳｉＯ₂ （１．５＜ｘ≦２）、又は金属イオンドープの酸化チタンの表面を、光に不活性なセラミックスで部分的に被覆することによって製造された抗菌材料が、紫外線のみならず、可視光線の照射によっても効率良く酸化還元作用を発揮して、菌の繁殖を効率良く抑制あるいは分解除去し、しかも、基材を光に不活性なセラミックスで部分的に被覆することにより、基材の分解が生じにくく、長期間その効果を持続させることができることを見い出し、また、それを用いた抗菌製品が同様に基材の分解が生じにくく、長期間抗菌効果を持続させることができることを見い出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明は、以下の技術的手段から構成される。
（１）基材の表面が光触媒として不活性なセラミックスによって部分的に被覆された抗菌材料であって、１）ダイヤモンド様炭素からなる基材の表面を、光に不活性なセラミックスで部分的に被覆して基材が部分的に露出した状態となっている、２）光に不活性なセラミックスの吸着作用と可視光の照射によって菌を効率良く吸着し、殺菌する機能を有する、ことを特徴とする抗菌材料。
（２）光に不活性なセラミックスが、アルミナ、シリカ、ジルコニア、チタン酸ジルコニウム、マグネシア、カルシア、リン酸カルシウム、リン酸チタン、酸化鉄、フェライト、石膏、及び非晶質のチタニアの内から選ばれた少なくとも一種のセラミックスであることを特徴とする前記（１）記載の抗菌材料。
（３）基材の表面が光触媒として不活性なセラミックスによって部分的に被覆された抗菌材料を含有する抗菌液であって、１）ダイヤモンド様炭素からなる基材の表面を、光に不活性なセラミックスで部分的に被覆して基材が部分的に露出した状態となっている、２）光に不活性なセラミックスの吸着作用と可視光の照射によって菌を効率良く吸着し、殺菌する機能を有する、ことで特徴付けられる抗菌材料を含有することを特徴とする抗菌液。
（４）光に不活性なセラミックスが、アルミナ、シリカ、ジルコニア、チタン酸ジルコニウム、マグネシア、カルシア、リン酸カルシウム、リン酸チタン、酸化鉄、フェライト、石膏、及び非晶質のチタニアの内から選ばれた少なくとも一種のセラミックスであることを特徴とする前記（３）記載の抗菌液。
（５）基材の表面が光触媒として不活性なセラミックスによって部分的に被覆された抗菌材料を含有する抗菌製品であって、１）ダイヤモンド様炭素からなる基材の表面を、光に不活性なセラミックスで部分的に被覆して基材が部分的に露出した状態となっている、２）光に不活性なセラミックスの吸着作用と可視光の照射によって菌を効率良く吸着し、殺菌する機能を有する、ことで特徴付けられる抗菌材料を含有することを特徴とする抗菌製品。
（６）光に不活性なセラミックスが、アルミナ、シリカ、ジルコニア、チタン酸ジルコニウム、マグネシア、カルシア、リン酸カルシウム、リン酸チタン、酸化鉄、フェライト、石膏、及び非晶質のチタニアの内から選ばれた少なくとも一種のセラミックスであることを特徴とする前記（５）記載の抗菌製品。
（７）抗菌製品が、抗菌浴用剤、抗菌繊維製品、抗菌人工植物、抗菌プラスチック製品、抗菌紙製品、抗菌塗料、及び抗菌木・竹製品の内から選択された１種であることを特徴とする前記（５）記載の抗菌製品。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明について更に詳細に説明する。
本発明による抗菌材料は、酸素欠陥型酸化チタンＴｉＯ_x （１．５＜ｘ＜２）、チタンオキシナイトライドＴｉＯ_x Ｎ_2-x （１＜ｘ＜２）、ダイヤモンド様炭素、チタニアシリカ複合体ＴｉＯ_x −ＳｉＯ₂ （１．５＜ｘ≦２）、又は金属イオンドープの酸化チタンからなる基材の表面を、光に不活性なセラミックスで部分的に被覆したものである。
ここで、酸素欠陥型酸化チタンＴｉＯ_x （１．５＜ｘ＜２）は、酸化チタンを部分的に還元したものである。チタンオキシナイトライドＴｉＯ_x Ｎ_2-x （１＜ｘ＜２）は、酸化チタンをアンモニアなどで部分的に窒化する方法、窒化チタンを部分的に酸化する方法等により調製される。ダイヤモンド様炭素は、メタンやアルコールと水素からＣＶＤなどの方法により調製される。チタニアシリカ複合体ＴｉＯ_x −ＳｉＯ₂ （１．５＜ｘ≦２）は、シリカゲルなどのＳｉＯ₂ を含む多孔体に有機チタン化合物を含浸し、焼成する方法などにより酸化チタンを担持することによって調製される。これらは、安全な物質であり、それらの形状としては、例えば、粒子径約１〜１０μｍ、より好ましくは４ｎｍ〜１００ｎｍの微粒子又はそれを主体とするものが好適なものとして用いられるが、これらに限らず、薄片状、鱗片状など、その形態、性状を問わず同様に使用することができる。この場合、粒子径の小さなものは、高活性が期待できること、使用量を低減できること、透明な溶液、ペースト、塗料を調製できること等の利点があり、当該溶液、ペースト、塗料の中まで光が通るので、高い抗菌効果が得られることから、特に、望ましい。
また、原料の酸化チタンの結晶形は、光触媒として高性能である点で、アナターゼやブルッカイトであることが好ましい。ルチル、非晶質（アモルファス）のものは光触媒としての活性が低いため、あまり好ましくない。更に、本発明の抗菌材料の表面に、白金やロジウム、ルテニウム、パラジウム、銀、銅、亜鉛などの金属の１種以上が担持されたものは、それによって、化学物質の酸化分解速度が更に大きくなり、光触媒作用も大きくなるので好ましい。
【０００９】
本発明に用いられる光に不活性なセラミックスとしては、アルミナ、シリカ、ジルコニア、チタン酸ジルコニウム、マグネシア、カルシア、リン酸カルシウム、リン酸チタン、酸化鉄、フェライト、石膏、非晶質のチタニアなどの１種以上が例示されるが、これらと同効のものであれば同様に使用することができる。
【００１０】
酸素欠陥型酸化チタンＴｉＯ_x （１．５＜ｘ＜２）、チタンオキシナイトライドＴｉＯ_x Ｎ_2-x（１＜ｘ＜２）、ダイヤモンド様炭素、チタニアシリカ複合体ＴｉＯ_x−ＳｉＯ₂ （１．５＜ｘ≦２）、又は金属イオンドープの酸化チタンなどの基材の表面への光に不活性なセラミックスによる部分的な被覆は、例えば、金属アルコキシドや有機金属をそれらの基材の表面で加水分解させ、焼成することによって光に不活性なセラミックスを基材表面に島状に生成させる方法、セラミックス前駆体のゾルに有機物を溶解しておき、それを基材表面にコートして焼成することによって孔の空いたセラミックス膜で覆う方法、セラミックスの構成成分を含んだ溶液に基材を浸漬することによって光に不活性なセラミックスを基材表面に島状に生成させる方法、などにより行うことができるが、本発明において、これらの被覆方法については特に制限されない。
【００１１】
こうして得られる本発明による抗菌材料は、酸素欠陥型酸化チタンＴｉＯ_x （１．５＜ｘ＜２）、チタンオキシナイトライドＴｉＯ_x Ｎ_2-x（１＜ｘ＜２）、ダイヤモンド様炭素、チタニアシリカ複合体ＴｉＯ_x −ＳｉＯ₂ （１．５＜ｘ≦２）、又は金属イオンドープの酸化チタンなどの基材の表面が、光に不活性なセラミックスによって島状に被覆されたり、チタニア粒子表面が穴のあいた光触媒として不活性なセラミックス膜によって覆われたりして、部分的に被覆されており、基材が部分的に露出した状態となっている。そのため、接触してきた菌を、蛍光灯、白熱灯、ブラックライト、ＵＶランプ、水銀灯、キセノンランプ、ハロゲンランプ、メタルハライドランプなどの人工光や太陽光の照射によって基材に生成した電子と正孔の酸化還元作用によって、殺菌し、迅速に、連続的、かつ効果的に分解・除去することができる。そして、上記抗菌材料は、光を照射するだけで菌を分解するため、繰り返し使用でき、低コスト・省エネルギー的で、かつメンテナンスフリーで長期間使用することができる。また、アルミナ、シリカ、ジルコニア、チタン酸ジルコニウム、マグネシア、カルシア、リン酸カルシウム、リン酸チタン、酸化鉄、フェライト、石膏、非晶質のチタニアの１種以上から成る光に不活性なセラミックスは、吸着作用があり、該作用によって菌を効率良く吸着することができる。その上、その表面に白金あるいはロジウム、ルテニウム、パラジウム、銀、銅、鉄、亜鉛などの金属の１種以上を担持したものを用いた場合には、その触媒作用により、抗菌・抗かび効果が一層増大する。
【００１２】
本発明による抗菌液及び抗菌製品は、こうして得られた抗菌材料を、水などに分散したり、製品に練り込んだり、塗料にして塗布したり、水や溶媒に分散して物品に吹き付けたり、ディップコートしたりして製造される。製品の基材が有機物であっても、それと接触している部分が光触媒として不活性なセラミックスであるため、基材の分解が生じにくく、長期間その抗菌効果を持続させることができる。
【００１３】
本発明による抗菌液は、上記抗菌材料を水などに分散したものであり、調理場、病院、作業場、家屋などの床や壁に塗布したり、絨毯やカーペット、皮膚などに塗布して使用する。この抗菌液は、雑菌や大腸菌などを安全に効率良く殺菌することができ、院内感染や食中毒の防止などに利用することができる。
【００１４】
本発明による抗菌製品としては、抗菌浴用剤、抗菌繊維製品、抗菌人工植物、抗菌プラスッチック製品、抗菌紙製品、抗菌塗料、及び抗菌木・竹製品が挙げられる。また、船底・漁網防汚塗料、水処理用充填剤、農ビフィルム、防草シート、包装資材等、適宜の製品が例示される。
【００１５】
本発明による抗菌浴用剤は、上記抗菌材料を含有する浴用剤であり、上記抗菌材料の微粒子を水に分散させたり、更に、無機層状化合物などの増粘剤や香料などを加えることにより製造される。これを風呂の水に添加し、分散して使用することにより、風呂の水の中の雑菌やレジオネラ菌を安全に効率良く殺菌することができる。また、ボデイシャンプーなどに添加して使用することもできる。
【００１６】
本発明による抗菌繊維製品は、本発明の抗菌材料を、繊維製品に塗布、練り混みなどによって担持したものであり、繊維製品としては、毛、絹、綿、麻などの天然繊維、レーヨン、アセテートなどの再生繊維、ナイロン、アクリル、ポリアミド、ポリエステル、ポリアクリロニトル、ポリ塩化ビニルなどの合成繊維、アラミドなどの耐熱性繊維の単独あるいは混紡繊維からなる織布、編布、不織布、また、シリコン系撥水剤、パーフルオロアキルアクリレートなどのフッ素撥水剤、ジルコニウム塩系撥水剤、エチレン尿素系撥水剤で処理された布帛、必要に応じて耐久性を向上させるためにエチレンイミン系、エポキシ系、メラミン系等の架橋剤を併用している撥水加工された布帛ポリアミドとポリエステルのフィブリル化型複合繊維等からなる擬革、織布、不織布、編布等の基材にポリウレタン接着剤を介してポリウレタン樹脂層が形成されてなる合成皮革、傘、テント、バッグ、カーテン、壁紙等のインテリア製品、テント、テーブルクロス等日用品、食品包装材、育苗シート、シーツ、タオル、マスク、壁布、カーテン、テーブルクロス、寝間着、背広、スーツ、オーバーなどがあり、雑菌や大腸菌などを安全に効率良く殺菌することができ、長期間使用できる。
【００１７】
本発明による抗菌人工植物は、上記抗菌材料を人工の造花や観葉植物、水草、海草などに練り込んだりコートしたものであり、雑菌や大腸菌などを安全に効率良く殺菌することができ、長期間使用できる。
【００１８】
本発明による抗菌プラスッチック製品は、本発明の抗菌材料をプラスチックス製品に、塗布、練り混みなどによって担持したものであり、プラスチックスの材質としては、ポリエチレンやナイロン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレンオキシド、ポリエチレングリコール、ポリエチレンテレフタレート、シリコン樹脂、ポリビニルアルコール、ビニルアセタール樹脂、ポリアセテート、ＡＢＳ樹脂、エポキシ樹脂、酢酸ビニル樹脂、セルロース、セルロース誘導体、ポリアミド、ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリスチレン、尿素樹脂、フッ素樹脂、ポリフッ化ビニリデン、フェノール樹脂、セルロイド、キチン、デンプンシート、ポリアクリル酸エステル、ポリメチルタクリレート、ポリアミド、ポリイミド、ポリフッ化ビニリデンなどの、さまざまなプラスチックスあるいはフッ化エチレン−プロピレン共重合樹脂、フッ化エチレン−エチレン共重合体、それらの共重合体などが挙げられる。本発明による抗菌プラスッチック製品としては、容器や乗り物などのボディー、レンズ、めがねのつる、バッグ、ケーブル、ホース、文房具、テレビ、冷蔵庫、洗濯機、掃除機、扇風機、ラジオ、ラジカセ、ステレオ、照明灯、コンピューターなど、種々の電気製品のケースや部品、家具、建材、クレジットカードなどのカード類、熱線反射フィイルムや紫外線カットフィルム、破損防止フィルム、パソコンディスプレー保護フィルター、合成木材など、様々なものがあり、雑菌や大腸菌などを安全に効率良く殺菌することができ、ぬめりや汚れも防ぐことができ、長期間使用できる。
【００１９】
本発明による抗菌紙製品は、本発明の抗菌材料を、紙製品に塗布、コート、漉き込みなどによって担持したものであり、壁紙、電灯のかさ、襖、障子、ノートや半紙、懐紙、各種の用紙など、様々なものがあり、雑菌や大腸菌などを安全に効率良く殺菌することができ、変色を防ぐこともでき、長期間使用できる。
【００２０】
本発明による抗菌塗料は、上記抗菌材料を塗料やインク、コーティング液に混ぜたり分散したりしたものであり、雑菌や大腸菌などを安全に効率良く殺菌することができ、腐食や汚れも防ぐことができ、長期間使用できる。
【００２１】
本発明による抗菌木・竹製品は、上記抗菌材料を、材木や柱、家屋、篭、樽、船舶、建材などの木・竹製品に塗布、含浸などによって担持したものであり、壁、天井板、柱等の建築用材、プリント合板、家具、木工品、インテリア材及び内装材等があり、雑菌や大腸菌などを安全に効率良く殺菌することができ、腐食や汚れも防ぐことができ、長期間使用できる。
【００２２】
【実施例】
次に、実施例に基づいて本発明を具体的に説明するが、本発明は以下の実施例によって何ら限定されるものではない。
実施例１
（１）抗菌材料の調製
１）粒径約５０ｎｍの酸化チタン微粒子を真空下でプラズマ処理して還元し、酸素欠陥型酸化チタンを作製した。この表面に少量の水蒸気を含ませ、テトラエトキシシランのガスを接触させて加水分解した後、乾燥することにより、酸素欠陥型酸化チタン表面にシリカ微粒子を島状に生成させて部分的に被覆した抗菌材料を調製した。
２）粒径約３０ｎｍの酸化チタン微粒子をアンモニア雰囲気下でプラズマ処理して部分的に窒化した後、表面に少量の水蒸気を含ませ、アルミニウムトリイソプロポキシドのガスを接触させて加水分解してから乾燥することにより、チタンオキシナイトライドの表面にアルミナ微粒子を島状に生成させて部分的に被覆した抗菌材料を調製した。
３）メタノールと水素ガスを用いてＣＶＤによって径約１００ｎｍの薄片状のダイヤモンド様炭素を作製した。この表面に少量の水蒸気を含ませ、ジルコニウムテトラｎ−ブトキシドのガスを接触させて加水分解した後、乾燥することにより、ダイヤモンド様炭素の表面にジルコニア微粒子を島状に生成させて部分的に被覆した抗菌材料を調製した。
４）粒径約２０ｎｍの酸化チタン微粒子にイオン注入法によりクロムイオンをドープした酸化チタン微粒子を作製した。そして、チタンテトライソプロポキシド０．１ｍｏｌを２００ｍｌの無水エタノールで希釈し、撹拌しながら、ジエタノールアミン０．１ｍｏｌと水０．１ｍｏｌを添加し、更に、分子量３０００のポリエチレングリコール５ｇを添加して、透明なゾル液を調製し、この液を少量取り、作製したクロムイオンドープの酸化チタン微粒子を加えた後、３００℃で乾燥し、クロムイオンドープの酸化チタン微粒子の表面に非晶質の穴の空いた酸化チタン膜で被覆した。
５）粒径約１０μｍの粒状シリカゲルにチタンテトラエトキシドを含浸した後、６００℃で焼成してチタニアシリカ複合体を作製した。これをＣａ²⁺２．５ｍＭとＨＰＯ₄ ^2-２．０ｍＭを含む溶液に浸し、８０℃で１晩放置することにより、チタニアシリカ複合体の表面に水酸アパタイトを島状に生成させて部分的に被覆した抗菌材料を調製した。
【００２３】
（２）抗菌性能評価試験方法
１０ｃｍ角のポリエステルの透明板に試料を１μｍの膜厚（乾燥後）になるよう
に塗布し、１００℃で乾燥して滅菌後、予め前培養と希釈を行って菌濃度を５０⁵ 個／ｍｌに調節しておいた大腸菌の菌液を０．２ｍｌ試料上に滴下し、透明フィルムをかぶせインキューベーター内にセットした。蛍光灯（１５Ｗ×２本、光源との距離１０ｃｍ）の光を照射したものと光照射を全く行わなかったもので各々４個の試料をセットした。２時間後に滅菌生理食塩水で試料上の菌を洗い出し、オートクレープ滅菌した９５ｍｍφのシャーレ寒天培地に植え付け、３６℃２４時間培養後大腸菌のコロニー数を計数した。大腸菌の菌液を滴下してインキューベーターに入れるまでの操作を全く同様にした試料を同一の方法により処理して大腸菌のコロニー数を計数して、その数値を基準にして暗黒時と蛍光灯照射時の各試料の所定時間後における生存率を算出した。
【００２４】
（３）サンシャインカーボンアークウェザーメーターによる促進耐候性試験
ＪI ＳＫ５４００に規定されたサンシャインカーボンアークウェザーメーターによる促進耐候性試験を、ＷＥＬ−ＳＵＮ−ＨＣＨ型（スガ試験機（株）製）を使用して、試験時間５００時間、バラックパネル温度６３℃、１２０分サイクル、１８分間降雨の条件で行った。試料３枚を促進耐候性試験にかけた後に、膨れ、割れ、はがれ、白化の有無及び表面の変化を、促進耐候性試験にかけない原状試験片と目視により比較し、評価した。
【００２５】
上記１）〜５）の抗菌材料について、光照射による抗菌性能評価試験を行った結果、いずれも菌数が１０以下にまで減少していた。また、サンシャインカーボンアークウェザーメーターによる促進耐候性試験を行った結果、いずれも膨れや割れ、はがれ、白化などの表面の変化は見られなかった。これに対して、光触媒の標準試料として最もよく用いられている市販製品（酸化チタンＰ−２５）を用いて同様の試験を行った結果、菌数が５４％残存し、膨れ、割れ、はがれ、白化が見られた。
【００２６】
実施例２
本発明による抗菌液を、上記抗菌材料を蒸留水などに分散した調製した。これを用いて、抗菌性能評価試験を行った結果、優れた抗菌性が得られた。また、絨毯やカーペットに塗布して促進耐候性試験を行った結果、いずれも劣化が見られなかった。
【００２７】
実施例３
本発明による抗菌浴用剤を、上記抗菌材料の微粒子を水に分散させ、更に、無機層状化合物を加えて製造した。これを用いて、抗菌性能評価試験を行った結果、優れた抗菌性が得られた。
【００２８】
実施例４
本発明による抗菌繊維製品を、上記抗菌材料を、糸、繊維、織布、不織布、編布、合成皮革、傘、テント、バッグ、カーテン、壁紙等のインテリア製品、テント、シーツ、タオル、マスク、壁布、カーテン、テーブルクロス等日用品、食品包装材、育苗シート、オーバーシーツ、タオル、マスク、壁布、寝間着、背広、スーツ、オーバーなどの衣類などに練り込んで作製した。これを用いて、抗菌性能評価試験を行った結果、優れた抗菌性が得られた。また、促進耐候性試験を行った結果、いずれも劣化が見られなかった。コートして作製したものも同様の効果が得られた。
【００２９】
実施例５
本発明による抗菌人工植物を、上記抗菌材料を、造花、観葉植物、水草、海草などに練り込んで作製した。これを用いて、抗菌性能評価試験を行った結果、優れた抗菌性が得られた。また、促進耐候性試験を行った結果、いずれも劣化が見られなかった。また、コートして作製したものも同様の効果が得られた。
【００３０】
実施例６
本発明による抗菌プラスチックス製品を、プラスチックス容器や乗り物などのボディー、レンズ、めがねのつる、バッグ、ケーブル、ホース、文房具、テレビ、冷蔵庫、洗濯機、掃除機、扇風機、ラジオ、ラジカセ、ステレオ、照明灯、コンピューター、など種々の電気製品のケースや部品、家具、建材、クレジットカードなどのカード類、熱線反射フィイルムや紫外線カットフィルム、破損防止フィルム、パソコンディスプレー保護フィルター、合成木材などに上記抗菌材料を練り込んで作製した。これを用いて、抗菌性能評価試験を行った結果、優れた抗菌性が得られた。また、促進耐候性試験を行った結果、いずれも劣化が見られなかった。コートして作製したものも同様の効果が得られた。
【００３１】
実施例７
本発明による抗菌紙製品を、壁紙、電灯のかさ、襖、障子、ノートや半紙、懐紙、各種の用紙などに上記抗菌材料を漉き込んで作製した。これを用いて、抗菌性能評価試験を行った結果、優れた抗菌性が得られた。また、促進耐候性試験を行った結果、いずれも劣化が見られなかった。コートして作製したものも同様の効果が得られた。
【００３２】
実施例８
本発明による抗菌塗料は、上記抗菌材料を塗料やインク、コーティング液に分散して作製した。これを用いて、抗菌性能評価試験を行った結果、優れた抗菌性が得られた。また、促進耐候性試験を行った結果、いずれも劣化が見られなかった。
【００３３】
実施例９
本発明による抗菌材料を、抗菌木・竹製品を、壁、天井板、柱等の建築用材、プリント合板、家具、木工品、インテリア材及び内装材に染み込ませて作製した。これを用いて、抗菌性能評価試験を行った結果、優れた抗菌性が得られた。また、促進耐候性試験を行った結果、いずれも劣化が見られなかった。コートして作製したものも同様の効果が得られた。
【００３４】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明は、菌の繁殖を抑制するだけでなく、それを分解・無害化して除去し、抗菌を効果的、かつ経済的に安全に行うことができ、しかも、耐久性の面からも優れた特性を有する抗菌材料及びそれを用いた抗菌製品に係るものである。本発明による抗菌材料は、酸素欠陥型酸化チタンＴｉＯ_x （１．５＜ｘ＜２）、あるいは、チタンオキシナイトライドＴｉＯ_x Ｎ_2-x （１＜ｘ＜２）、ダイヤモンド様炭素、金属イオンドープの酸化チタンなどの基材の表面が光触媒として不活性なセラミックスによって島状に被覆されたり、チタニア粒子表面が穴のあいた光触媒として不活性なセラミックス膜によって覆われたりして、部分的に被覆されており、基材が部分的に露出した状態となっているため、接触してきた菌を、蛍光灯、白熱灯、ブラックライト、ＵＶランプ、水銀灯、キセノンランプ、ハロゲンランプ、メタルハライドランプなどからの人工光や太陽光など、可視光の照射によって基材に生成した電子と正孔の酸化還元作用によって、効率良く殺菌し、連続的に分解・除去することができる。そして、この抗菌材料は、光を照射するだけで菌を分解するため、繰り返し使用でき、低コスト・省エネルギー的で、かつメンテナンスフリーで、長期間使用できる。また、アルミナ、シリカ、ジルコニア、チタン酸ジルコニウム、マグネシア、カルシア、リン酸カルシウム、リン酸チタン、酸化鉄、フェライト、石膏、アモルファスのチタニアなどの光触媒として不活性なセラミックスの吸着作用によって菌を効率良く吸着することができ、その上、表面に白金あるいはロジウム、ルテニウム、パラジウム、銀、銅、鉄、亜鉛の金属を担持したものを用いた場合には、その触媒作用により有機化合抗菌抗かび効果が一層増大する。更に、菌だけでなく、かびや悪臭、タバコの煙、ＮＯｘ、ＳＯｘなどの空気中の有害物質あるいは水中に溶解している有機溶剤や農薬などの環境を汚染している有機化合物を分解するほか、ＭＲＳＡなどによる院内感染の防止、汚れの防止などの居住環境の浄化を効率良く行うことができる。本発明による抗菌製品は、上記抗菌材料を練り込んだり、塗料にして塗布したり、水や溶媒に分散して吹き付けたりディップコートしたりして製造され、上記効果を生じ、製品が有機物であっても、それと接触している部分が光触媒として不活性なセラミックスであるため、基材の分解が生じにくく、長期間効果を持続させることができる。本発明による抗菌材料及び抗菌製品は、更に、自動車の車内や居間や台所、トイレなどの脱臭、廃水処理、プールや貯水の浄化など、幅広い用途に適用でき、化学薬品やオゾンのような有毒な物質を使用せず、光を照射するだけでよく、電灯の光や自然光で効果的に働き、低コスト・省エネルギー的、かつ安全に、メンテナンスフリーで、長期間使用できるため、産業上の効果が窮めて大きい。

Claims

基材の表面が光触媒として不活性なセラミックスによって部分的に被覆された抗菌材料であって、１）ダイヤモンド様炭素からなる基材の表面を、光に不活性なセラミックスで部分的に被覆して基材が部分的に露出した状態となっている、２）光に不活性なセラミックスの吸着作用と可視光の照射によって菌を効率良く吸着し、殺菌する機能を有する、ことを特徴とする抗菌材料。
光に不活性なセラミックスが、アルミナ、シリカ、ジルコニア、チタン酸ジルコニウム、マグネシア、カルシア、リン酸カルシウム、リン酸チタン、酸化鉄、フェライト、石膏、及び非晶質のチタニアの内から選ばれた少なくとも一種のセラミックスであることを特徴とする請求項１記載の抗菌材料。
基材の表面が光触媒として不活性なセラミックスによって部分的に被覆された抗菌材料を含有する抗菌液であって、１）ダイヤモンド様炭素からなる基材の表面を、光に不活性なセラミックスで部分的に被覆して基材が部分的に露出した状態となっている、２）光に不活性なセラミックスの吸着作用と可視光の照射によって菌を効率良く吸着し、殺菌する機能を有する、ことで特徴付けられる抗菌材料を含有することを特徴とする抗菌液。
光に不活性なセラミックスが、アルミナ、シリカ、ジルコニア、チタン酸ジルコニウム、マグネシア、カルシア、リン酸カルシウム、リン酸チタン、酸化鉄、フェライト、石膏、及び非晶質のチタニアの内から選ばれた少なくとも一種のセラミックスであることを特徴とする請求項３記載の抗菌液。
基材の表面が光触媒として不活性なセラミックスによって部分的に被覆された抗菌材料を含有する抗菌製品であって、１）ダイヤモンド様炭素からなる基材の表面を、光に不活性なセラミックスで部分的に被覆して基材が部分的に露出した状態となっている、２）光に不活性なセラミックスの吸着作用と可視光の照射によって菌を効率良く吸着し、殺菌する機能を有する、ことで特徴付けられる抗菌材料を含有することを特徴とする抗菌製品。
光に不活性なセラミックスが、アルミナ、シリカ、ジルコニア、チタン酸ジルコニウム、マグネシア、カルシア、リン酸カルシウム、リン酸チタン、酸化鉄、フェライト、石膏、及び非晶質のチタニアの内から選ばれた少なくとも一種のセラミックスであることを特徴とする請求項５記載の抗菌製品。
抗菌製品が、抗菌浴用剤、抗菌繊維製品、抗菌人工植物、抗菌プラスチック製品、抗菌紙製品、抗菌塗料、及び抗菌木・竹製品の内から選択された１種であることを特徴とする請求項５記載の抗菌製品。