JPH06234650A - 抗菌機能を有する無機多孔質微粒子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】安価で肌あれの心配もなく衛生的にも優れ、且
つ良好な抗菌性が長期に渡って持続可能な布帛や寝具へ
の応用に適した、抗菌機能を有する無機多孔質微粒子を
提供せんとするものである。 【構成】無機多孔質微粒子としてヨモギ属植物から分離
された精油または該精油成分を、多孔質無機化合物に内
包または含浸したことを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は抗菌成分を内包した無機
多孔質微粒子に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より特に抗菌性が要求される布帛に
は、抗菌機能を付与した抗菌性布帛が用いられる場合が
ある。この布帛への抗菌機能の付与には例えば特開平０
１−１３９８０５号や特開平０３−２１３５６８号や実
開平０２−１１１１２号等に記載されているように、抗
菌性材料として金属銅や銅合金または沸石の粉末を練り
込んだ合成繊維糸を用いて布帛としたり、布帛の表面に
イオンプレーティング法やスパッタリング法によって抗
菌性を有する金属化合物薄膜を形成したりするものであ
る。そしてこのような抗菌性布帛を、各種用途に応用す
ることが提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述のよ
うな従来の抗菌性布帛に用いられる抗菌性材料には、以
下に示すように衛生上の問題点や製造コスト上の問題点
があった。即ち、金属や沸石等の抗菌性材料を用いと、
皮膚に接する用途の場合には金属カブレと称されるよう
な肌あれを生じるという懸念がある。また、布帛の表面
にイオンプレーティング法やスパッタリング法によって
抗菌性を有する金属化合物薄膜を形成する場合には、製
造コストが嵩んでしまうという問題点があった。即ち、
イオンプレーティング法やスパッタリング法は高真空装
置が必要であり、バッチ処理になる上に大面積にわたる
薄膜の形成処理が困難であることに加え、真空を維持す
るための真空ポンプ等の付帯設備も多く、製造コストや
装置の維持コストが極めて大きくなってしまう結果、安
価な布帛が得られないという問題点となっていた。

【０００４】以上のように、従来の抗菌性材料において
は、肌あれ等の懸念が有るという衛生上の問題点と、イ
オンプレーティング法やスパッタリング法を用いる結果
として製造コストが嵩んでしまい、安価な布帛を供給で
きないという価格上の問題点とを有していた。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、かかる現況に
鑑みてなされたものであり、布帛等に担持させることが
可能で、安価で肌あれの心配もなく衛生的にも優れ、且
つ良好な抗菌性が長期に渡って持続可能な、抗菌機能を
有する無機多孔質微粒子を提供せんとするものである。

【０００６】そして上記課題を解決した本発明は、無機
多孔質微粒子としてヨモギ属植物から分離された精油ま
たは該精油成分を、多孔質無機化合物に内包または含浸
したことを特徴としている。

【０００７】

【作用】本発明の抗菌機能を有する無機多孔質微粒子に
は、抗菌性を有するヨモギ属植物からの精油や同精油成
分が含まれているので、その微小孔より、抗菌性成分が
ほどよく長期にわたって蒸散し続けるのである。

【０００８】

【実施例】本発明は、ヨモギ属植物から分離された抗菌
成分を内包した抗菌機能を有する無機多孔質微粒子を提
供するものであり、以下に具体的実施例とともにその詳
細が説明されるのである。

【０００９】ヨモギ属植物は世界中いたるところに分布
し、その種数は約２５０にも及び、古くから薬用として
利用され、中でも精油中に含まれる成分には良好な抗菌
性が確認されている。本発明において用いられるヨモギ
属植物は、抗菌性を示す薬効成分を有していれば特に限
定されるものではないが、特に優れた抗菌性を有するも
のとしてカワラヨモギを用いることが好適である。カワ
ラヨモギの精油には、カピリン、カピレン、カピロン、
カピラリン、ノルカピレン、カピラノール等の成分が含
まれており、特にカピラリン等のアセチレン化合物はそ
の中でも特に優れた抗菌性を有しており、本発明におい
て最も好適な成分のひとつである。

【００１０】本発明において用いられるヨモギ精油は、
従来から用いられている水蒸気蒸留法、圧搾法、抽出法
によって得られ、例えば水蒸気蒸留法によって特定の精
油成分を分離して用いたり、圧搾法により精油中の全成
分を用いても良いし、前記カピラリンのみを抽出して用
いることもできる。また、精油中の成分を人工的に合成
したものを用いても良い。

【００１１】そしてこのようなヨモギ精油または精油成
分が、多孔質微粒子に内包されるのである。多孔質微粒
子は耐熱、耐水、耐食性に優れたものが望ましく、本発
明においては無機多孔質微粒子の使用が好適である。こ
の無機多孔質微粒子を形成する無機化合物としては、ア
ルカリ土類金属の炭酸塩、珪酸塩、燐酸塩、硫酸塩や金
属酸化物、金属水酸化物、その他の金属珪酸塩、あるい
はその他の金属炭酸塩等が使用可能である。

【００１２】具体的には、アルカリ土類金属の炭酸塩と
しては炭酸カルシウム、炭酸バリウム、炭酸マグネウム
等が、アルカリ土類金属の珪酸塩としては珪酸カルシウ
ム、珪酸バリウム、珪酸マグネシウム等が、またアルカ
リ土類金属の燐酸塩としては燐酸カルシウム、燐酸バリ
ウム、燐酸マグネシウム等が、そしてまたアルカリ土類
金属の硫酸塩としては硫酸カルシウム、硫酸バリウム、
硫酸マグネシウム等がそれぞれ挙げられる。

【００１３】さらに金属酸化物としてはシリカ、酸化チ
タン、酸化鉄、酸化コバルト、酸化亜鉛、酸化ニッケ
ル、酸化マンガン、酸化アルミニウム等が、金属水酸化
物としては水酸化鉄、水酸化ニッケル、水酸化アルミニ
ウム、水酸化カルシウム、水酸化クロム等がそれぞれ挙
げられる。

【００１４】そしてその他の金属珪酸塩としては珪酸亜
鉛、珪酸アルミニウム、珪酸マグネシウム等が、その他
の金属炭酸塩としては炭酸亜鉛、炭酸アルミニウム、炭
酸銅、炭酸マグネシウム等がそれぞれ挙げられる。

【００１５】この無機多孔質微粒子は、既に本出願人が
提案している界面反応法によって製造される。この界面
反応法は無機化合物水溶液の中で、有機溶媒と界面活性
剤により油中水滴型乳濁液（エマルション）を作り、こ
れを別の水溶液と混合することにより、水滴界面で沈殿
反応を起こさせ、無機質殻を形成した後、副生物や界面
活性剤等を除去することにより、中空または中実の無機
多孔質微粒子を得るものである。

【００１６】即ち、無機化合物としてシリカを用いる場
合、一例としてまず水ガラス溶液をソルビタンモノステ
アレートとポリオキシエチレンソルビタンモノオレエー
ト混合物の局方流動パラフィン溶液と共に乳化し、油中
水滴型乳濁液を調整し、さらに硫酸アンモニウム溶液に
加えて反応させて放置する。続いて濾過、洗浄、乾燥を
行うことにより、壁物質が無水珪酸からなる中空の無機
多孔質微粒子が得られるのである。

【００１７】次いで、図１に示す如き機器構成のもと
で、前記工程により得られた無機多孔質微粒子の中空部
に、カワラヨモギから圧搾法により分離したヨモギ精油
を導入した。本装置は、排気バルブ２とリークバルブ３
を設けた真空チャンバー１と精油タンク４とが、導入バ
ルブ５を介して接続されているものであり、真空チャン
バー１内で無機多孔質微粒子を減圧することによって、
常圧状態下にある精油を圧力差を利用して中空部に導入
するものである。そしてその概略工程の一例が以下に示
されるのである。

【００１８】まず無機多孔質微粒子６を真空チャンバー
１内にセットし、リークバルブ３、導入バルブ５を閉じ
るとももに排気バルブ２を開いて、真空チャンバー１内
を１０〜１０^-3ｔｏｒｒに減圧する。つぎに排気バルブ
２を閉じて真空チャンバー１内の排気を終了し、導入バ
ルブ５を開く。この時精油タンク４内は大気圧であるた
め、圧力差によって精油７が真空チャンバー１内に導入
される。真空チャンバー１内の排気によって無機多孔質
微粒子７の中空部も減圧状態にあるので、真空チャンバ
ー１内に導入された精油７は無機多孔質微粒子６内部の
中空部に浸透する。続いてリークバルブ３を開いて真空
チャンバー１を大気圧に戻した後に濾過等によって過剰
の精油を分離し、精油を内包した無機多孔質微粒子が得
られるのである。ここで用いられうる無機多孔質微粒子
は、例えば粒径で０．１〜３００μｍ、壁厚で０．０５
〜１５０μｍ、空孔径で２ｎｍ〜２μｍ、そして嵩密度
で０．１〜５ｃｃ／ｇ程度のものであり、内包後におけ
るヨモギ精油の重量比は１０％〜８０％程度とすること
が好ましい。こうして作製されたヨモギ精油を内包した
無機多孔質微粒子の概略断面構造が図２として示され
る。図例のものは壁物質が無水珪酸からなる中空の無機
多孔質微粒子６内に、ヨモギ精油７が内包されているも
のであり、壁面に存在する無数の空孔８・・・より精油
成分が徐々に蒸散し、ヨモギ精油の持つ抗菌作用を、長
時間にわたって持続させることができるのである。尚、
図３に示しているような、中実の無機多孔質微粒子９の
空隙部１０に前記ヨモギ精油７を含浸させることもでき
る。

【００１９】ここで用いたヨモギ精油はカワラヨモギか
ら分離したものであり、この精油中にはカピリン、カピ
レン、カピロン、カピラリン、ノルカピレン、カピラノ
ール等が含まれている。従って本例は特に特定成分のみ
を抽出分離しない例として説明したものであり、例えば
カピラリン等の特定成分のみを抽出したり、同成分を人
工的に合成したものを用いることもでき、また他のヨモ
ギを用いることも可能であり、本実施例に限られるもの
ではない。

【００２０】そして、こうして得られたヨモギ精油を内
包した無機多孔質微粒子は、例えばコーティング樹脂に
混合してコーティング組成物とし、布帛の少なくとも片
面に形成することにより抗菌性を有する機能性布帛とし
て応用することもできる。そしてこのコーティング樹脂
としてはポリウレタンや、シリコーン樹脂、ポリテトラ
フルオロエチレン等のフッ素系樹脂、ナイロン等のポリ
アミド系樹脂、その他ポリエステル系やアクリル系の樹
脂等が使用可能であり、空気との接触面積を大きくして
より抗菌性を高めるため、多孔質の樹脂膜が得られるコ
ーティング樹脂及び形成方法がより好ましいのである。
この多孔質の樹脂膜を得るためには、前記コーティング
樹脂中にペンタン、フレオン(11)等の物理的発泡剤、重
炭酸ナトリウム、アゾジカルボンアミド等の分解型発砲
剤を添加すればよい。またこれらの他にも、ポリケイ皮
ビニル等に代表される光架橋型感光性樹脂や、不飽和ポ
リマーやビニルモノマーを主成分とする光重合型感光性
樹脂等の所謂紫外線硬化樹脂と呼ばれるものも使用可能
である。

【００２１】このように前記ヨモギ精油を内包した無機
多孔質微粒子を、前記コーティング樹脂に混合してコー
ティング組成物として布帛の少なくとも片面に形成する
場合、作業性の点から、液状のコーティング組成物を塗
布形成することが望ましい。また、この場合のコーティ
ング組成物に対する無機多孔質微粒子の添加量として
は、コーティング樹脂固形物１００に対して１％〜５０
％が良く、特に５％〜２０％の範囲が好適である。少な
い場合は抗菌効果が弱くなり、また多い場合は抗菌効果
は強いものの、塗布膜の強度が弱くなってしまう。

【００２２】液状のコーティング組成物を得るために
は、コーティング樹脂を有機溶剤に溶解させたり、乳濁
液や水溶液としたり、加熱硬化型の樹脂を用いたり、ま
たは加熱溶融によって熱可塑性樹脂を液状化し、さらに
は紫外線硬化型の樹脂を用い、これに前記無機多孔質微
粒子を添加して攪拌機や３本ロールミル等で混練すれば
良い。有機溶剤等に溶解する場合のコーティング組成物
の濃度としては、１％〜４０％が良く、特に５％〜２０
％の範囲とすることが好ましい。また粘度については１
００ｃｐｓ〜２００，０００ｃｐｓが良く、用いる塗布
方法によって適宜最適値が設定される。

【００２３】コーティング組成物の塗布方法としては、
粘性流体を塗布できるものであれば広く使用可能であ
り、特に限定されるものではない。一般的にはエアナイ
フコーター、カーテンコーター、キスロールコーター、
キャストコーター、グラビアロールコーター、コンマダ
イレクトコーター、コンマリバースコーター、スリット
コーター、ナイフオーバーロールコーター、ニップロー
ルコーター、フローティングナイフコーター、リバース
ロールコーター、ロールドクターコーター、スプレー方
式等の塗布方法が使用可能である。しかしながら一方で
は、特に通気性と抗菌性とをバランス良く両立させるこ
とが望ましく、布帛の全面に塗布するよりも例えば格子
状や島状に、即ち、塗布されない面を残しうる塗布方法
が好ましい。このような塗布方法としては特に印刷方法
が適しており、必要に応じて個々の印刷方法を適宜選択
すれば良いが、その中でも特にスクリーン印刷法が好適
である。

【００２４】また印刷以外の塗布方法においても、塗布
せんとする布帛上に適当なマスキングを施して塗布する
ことにより、上述のように格子状や島状に形成すること
が可能となる。このマスキングは、コーティング組成物
を遮蔽できるものであれば特別に限定されるものではな
く、例えばネット等を用いることにより、木目細かく塗
布することが可能となる。

【００２５】さらに適当な塗布用布帛の全面に前述の塗
布方法によりコーティング組成物を塗布し、目的の布帛
上に転写することもできる。このようにすることによ
り、塗布用布帛の布目に対応した極めて木目細かい塗布
面が実現可能となるのである。またこの時、転写に用い
る塗布用布帛を回転可能なローラー面上に設け、該ロー
ラーを回転させることによって転写させることも一考で
ある。

【００２６】またさらには、表面に微小凹凸や細条溝を
設けた金属製ローラー等を用いて転写することも可能で
ある。そしてこのローラーに中空のものを用い、表面に
前記微小凹凸や細条溝とともに微小な吐出孔を設け、中
空部にコーティング組成物を連続供給することによって
前記吐出孔よりコーティング組成物を吐出させ、連続的
に転写させることも作業性向上の一助となるのである。
図４にはこのような金属ローラーを用いた塗布方法の概
略を示している。図中２０は表面に微小凸部２１を設け
た中空の金属ローラーであり、中空部に充填し、且つ連
続供給されるコーティング組成物２２を、前記微小凸部
２１に設けた吐出孔２３より吐出させながら、金属ロー
ラー２０の回転とともに布帛２４上に、コーティング組
成物層２５を形成するものである。この際ローラーにヒ
ーターを内蔵しておき、コーティング組成物を加熱しな
がら塗布作業を行うことにより、加熱溶融型のコーティ
ング樹脂の使用がより容易となる。この時の加熱温度
を、無機多孔質微粒子内の精油が活発に蒸散しうる温度
に設定しておけば、コーティング組成物の硬化ととも
に、速やかに良好な抗菌効果を発揮することができる。
また有機溶剤に溶解したるコーティング組成物において
は、ローラー温度を調節することにより、コーティング
組成物の粘度を制御することができ、これによっても作
業性を向上させることができるのである。そして図５
（イ）の断面図および（ロ）の平面図に示すように、布
帛２４上にコーティング組成物層２５が形成されるので
ある。図例のものは、格子状の微少凸部２１を有する金
属ローラー２０によって塗布された場合の形成態様であ
る。このコーティング組成物層２５の形成態様は、ここ
での例に限られるものではなく、様々のパターンや模様
で形成可能である。

【００２７】そしてコーティング組成物を塗布する面積
の比率は、微粒子の添加比率や精油成分、或いは布帛の
種類や布帛の用途等によって適宜設定すれば良い。これ
はネット等のマスキングや転写用布帛の目の粗さを変え
たり、転写用ローラーの微小凹凸や細条溝の形成態様を
変えることにより容易に変更することができる。また逆
に布帛の全面に形成しても良い。この場合にはマスキン
グを用いずに塗布したり、転写においてはローラー表面
に微小凹凸や細条溝を設けなければ良い。

【００２８】こうして塗布されたコーティング組成物層
は、乾式法または湿式法によって硬化されるのである。
このうち乾式法については、塗布後に適当な熱処理を施
せば良い。この熱処理を施す際には、コーティング組成
物の硬化時におけるクラック等を防止するため、低温域
から高温域まで徐々に昇温することや、布帛面からのみ
熱を加えてコーティング組成物層の表層部が先に硬化し
ないようにすることも一考である。そしてここでも加熱
温度を、無機多孔質微粒子内の抗菌成分が活発に蒸散し
うる温度に設定しておけば、コーティング組成物の硬化
とともに、速やかに良好な抗菌効果を発揮することがで
きる。熱処理の熱源としては熱風乾燥やスチーム、赤外
線や電子線の照射等の方法が利用可能であり、コーティ
ング樹脂として前述の紫外線硬化型樹脂等の光反応性の
ものを用いる場合は、水銀ランプやメタルハライドラン
プによる紫外線照射を施すと良い。この時にも紫外線の
照射と同時に、無機多孔質微粒子内の精油が活発に蒸散
しうる温度に加熱すれば、コーティング組成物の硬化と
ともに、速やかに良好な抗菌効果を発揮することができ
る。従って、紫外線による殺菌と紫外線照射後の抗菌機
能の発揮が、時間をおかずに連続的に実現できるので、
極めて衛生的な布帛を実現することができる。また前記
加熱硬化型や溶剤溶解型樹脂にあっても硬化時の熱処理
とともに紫外線照射を行うことにより、紫外線による殺
菌と紫外線照射後の抗菌機能の発揮が、時間をおかずに
連続的に実現できる。そしてこの効果は、細菌に対して
忌避効果を有するアルコールや酢酸、または脱共役剤等
の成分を、無機多孔質微粒子中に内包または含浸させて
おけばより万全である。この忌避効果を有する成分は、
ヨモギ精油や同精油成分とともに同じ微粒子中に混在さ
せても良いし、また本微粒子とともに、前記忌避効果を
有する成分のみを内包または含浸させた同様の無機多孔
質微粒子の２種類の微粒子を、コーティング組成物中に
分散させておいても良い。また忌避効果を有する成分の
ほかにも、香料や消臭効果を有する成分も同様に併用可
能である。

【００２９】一方、湿式法については、凝固浴として水
や水と有機溶媒からなる水溶液等が用いられる。

【００３０】このようにして作製された布帛は、その表
面にコーティング樹脂によってヨモギ精油を内包した無
機多孔質微粒子が被着されているため、前記微粒子の微
小孔より内包したるヨモギ精油中の抗菌成分が徐々に蒸
散し、長時間にわたって抗菌機能を有する抗菌性布帛と
なるのである。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の無機多孔
質微粒子は、その内部に抗菌性を有するヨモギ精油や同
精油成分を含んでいるため、その微小孔より抗菌性成分
がほどよく長期にわたって蒸散し続け、抗菌作用を長期
にわたって維持することができる。また、内部に含まれ
るヨモギ精油や同精油成分は、ヨモギが食用であること
からも人体に対してカブレ等の悪影響を与えないのであ
る。さらにこの無機多孔質微粒子も無機化合物で構成さ
れているため、人体に対する影響もなく、また高い信頼
性を有するものである。従って本発明の無機多孔質微粒
子は、合成樹脂等のコーティング樹脂に分散してコーテ
ィング組成物として布帛等に塗布形成することが可能で
あり、これは特に人体への悪影響もないため、極めて好
適な利用方法の一つと言える。

【００３２】また、本発明の無機多孔質微粒子の利用方
法として、細菌への忌避効果を有する成分を併用すると
ともに、コーティング樹脂に紫外線硬化型樹脂を用い、
硬化時に布帛への紫外線照射と加熱処理を併用すること
によって、また加熱硬化型や溶剤溶解型樹脂にあっても
硬化時の熱処理とともに紫外線照射を行うことにより、
紫外線による殺菌と、微粒子中のヨモギ精油成分の初期
蒸散を同時に時間をあけることなく行えるので、従来に
ない極めて衛生的で、且つ経済性にも優れた機能性布帛
を実現することができるのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の無機多孔質微粒子へのヨモギ精油注入
方法の一例を表す説明図

【図２】本発明のヨモギ精油を内包した無機多孔質微粒
子の一例を表す断面説明図

【図３】本発明のヨモギ精油を含浸した無機多孔質微粒
子の一例を表す断面説明図

【図４】本発明の無機多孔質微粒子をコーティング組成
物を用いて塗布する場合の方法例を表す説明図

【図５】本発明の無機多孔質微粒子をコーティング組成
物を用いて塗布する場合の塗布態様例を表す説明図で、
（イ）は要部断面図、（ロ）は要部平面図

【符号の説明】

１ 真空チャンバー ２ 排気バルブ ３ リークバルブ ４ 精油タンク ５ 導入バルブ ６、９ 無機多孔質微粒子 ７ 精油 ８ 空孔 １０ 空隙部 ２０ 金属ローラー ２１ 微少凸部 ２２ コーティング組成物 ２３ 吐出孔 ２４ 布帛 ２５ コーティング組成物層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０８Ｋ 9/04 ＫＣＰ 7242−4Ｊ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ヨモギ属植物から分離された精油または該
   精油成分を、多孔質無機化合物に内包または含浸したこ
   とを特徴とする抗菌機能を有する無機多孔質微粒子。