JPH10167919A - 抗菌性セラミックス粉体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 水分子を共振励起させる電磁波を有効に放射
せしめ、活性酸素による酸化殺菌力とオリゴダイナミッ
ク作用とにより、広範囲に亘る菌類を安全且確実に抗菌
しえる抗菌性セラミックス粉体を提供する。 【構成】 酸化珪素３０乃至６０％重量、酸化アルミ２
０乃至４０％重量、酸化マンガン及び酸化亜鉛がそれぞ
れ７乃至１５％重量割合の組成で焼成させた基材の外表
面に、基材に対して０．１乃至１．０％重量の酸化銀が
その表面に担持された酸化チタンが該基材に対して２乃
至８％重量割合で而もその粒界が損われぬよう、且全体
の粒径が１．０乃至１０μｍに焼成させてなる構成。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は細菌類を初め黴菌類、酵
母菌類等広範囲に亘る菌類を安全に且確実に抗菌しえ
る、抗菌性セラミックス粉体に関するものである。

【０００２】

【従来技術】細菌類や黴菌類或いは酵母菌類等の繁殖に
は温度、水分、栄養源及び酸素が大きく関与するもので
あるため、含水率の高い食品類はもとより高温多湿な気
候風土に加え近年の如き密閉性の高い建物空間内におい
ては建物内の随所にこれら菌類が繁殖し、食品類におい
ては短期間に変敗や腐敗が招来されたり建物空間内にお
いては該繁殖に伴うシミや斑点或いは変色等の発生、及
び繁殖に際して分泌される分泌物により建物の天井や
壁、床或いは調度品や什器等にまで亘り汚損や劣化が招
来されるばかりか、飛散する菌糸等による喘息やアレル
ギーの発症、臭気の発生原因ともなる。

【０００３】ところで該菌類等の繁殖防止手段としては
加熱殺菌よる方法、殺菌剤や殺黴剤等化学薬剤よる方
法、或いはオゾンガスや塩素ガス等殺菌性ガスによる方
法等が挙げられるが、加熱殺菌による方法は一部の食品
類以外には使用できず、更に化学薬剤による方法も、食
品類では食品安全性の面から許容される食品添加剤とし
て加工食品に用いられているものの、近年では健康指向
の高まりとともに危険視され選択購入されるに至ってお
り、更に建物空間内での化学薬剤の使用はその薬殺成分
の揮散や溶出等による危険性が高く、また殺菌性ガスに
よる方法においでも、一部の工業生産上の使用に限定さ
れる等特に使用安全性の面から使用範囲が著るしく制限
される問題を抱えている。

【０００４】かかる状況に鑑み発明者等は、細菌類や黴
菌類或いは酵母菌類等の菌類を安全に且その繁殖を阻止
するために鋭意研究を重ねた結果、菌類の菌体を形成す
る水分及び菌類が繁殖に必須の環境水分の水分子を共振
励起させて、菌類の生理機能の阻害と酸化殺菌力の高い
活性酸素を創出せしめて繁殖阻止を図ることの可能なセ
ラミックス粉体を発明し、その内容を先願発明特願平７
−２７４６３８号或いは特願平８−１２５２０２号で開
示している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】然るに菌類は極めて多
種に亘るばかりかその環境条件によって繁殖する菌類も
多様に異るものであるから、広範囲に亘る菌類に対し確
実な抗菌のなしえるものが望まれるものの、先願発明に
おいては広範囲な菌類に対処できない事実が判明した。
本発明はかかる問題を解決するためになされものであっ
て、本発明は水分子を共振励起させる電磁波の有効な放
射と、酸化殺菌力の高い活性酸素と銀イオンによるオリ
ゴダイナミック作用を強力に創出せしめて広範囲に亘る
菌類を安全且確実に抗菌しえる抗菌性セラミックス粉体
を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに本発明が採用した技術的手段は、菌類の菌体を形成
する水分や菌類の繁殖に必須な環境水分の水分子を有効
に共振励起させて、菌類の生理機能の阻害と酸化殺菌力
の高い活性酸素を創出させるために、その波長が１乃至
３μｍの近赤外線電磁波及びその波長が６乃至１１μｍ
の遠赤外線電磁波を高い放射率で放射させるうえから、
酸化珪素が３０乃至６０％重量、酸化アルミ２０乃至４
０％重量及び酸化マンガン並びに酸化亜鉛がそれぞれ７
乃至１５％重量割合の組成で焼成させることにより基材
を形成させたうえ、該基材の外表面には該基材から放射
される電磁波によって更に励起させて酸化殺菌力並びに
微量金属イオンによる殺菌力を創出せしめて広範囲に亘
る菌類の繁殖阻止を図るために、基材に対し０．１乃至
１．０％重量割合の酸化銀がその表面に担持された酸化
チタンが基材に対し２乃至８％重量割合で、而も電磁波
放射を効率良く放射させるためにその粒界が損われぬよ
うに且全体の粒径が１．０乃至１０μｍに焼成させてな
る構成に存する。

【０００７】

【作 用】本発明の技術的手段は以下のような作用を有
する。即ち基材が酸化珪素３０乃至６０％重量、酸化ア
ルミ２０乃至４０％重量に加えて酸化マンガン及び酸化
亜鉛がそれぞれ７乃至１５％重量割合の組成で焼成され
形成されるため、放射電磁波領域が遠赤外線領域はもと
より波長１乃至３μｍの近赤外線領域の電磁波に亘って
高い放射率で放射され、菌体を形成する水分の水分子が
共振励起されて酸化殺菌力の強い一重項酸素やスーパー
オキシド、過酸化水素或いはヒドロキシラジカル等の活
性酸素が生成せしめられ且菌体を形成する水分も変性さ
れる。

【０００８】そして基材の外表面には、その表面に該基
材に対し０．１乃至１．０％重量割合の酸化銀を担持さ
せてなる酸化チタンが該基材に対し２乃至８％重量割合
で、而もその粒界が損われぬ程度に且全体の粒径が１．
０乃至１０μｍとなるよう焼成されてなるから、基材よ
り放射される電磁波によって該酸化銀及び酸化チタンが
励起されて活性酸素の生成とともに酸化銀からはオリゴ
ダイナミック作用を保持する銀イオンも生成される。而
も全体の粒径が極めて微粒に形成されるばかりか、酸化
銀が担持された酸化チタンが基材の外表面にその粒界が
損われぬよう焼成されてなるため、電磁波放射面積率が
極めて大きくなり環境水分の水分子に対する共振励起作
用が強く働き、活性酸素等の生成も活発になされること
となる。

【０００９】

【実施例】以下に本発明実施例を図に基づき詳細に説明
すれば、図１は本発明を形成する基材１の説明図であっ
て本発明は細菌類を初め黴菌類或いは酵母菌類等菌類の
菌体を形成する水分や、該菌類が繁殖する場合に必須の
環境水分の水分子を有効に共振励起させることにより酸
化殺菌力の強い一重項酸素、スーパーオキシド、過酸化
水素或いはヒドロキシラジカル等活性酸素の生成と水自
体を変性させて、以って菌類の生理機能の阻害と酸化殺
菌作用による繁殖を阻止する技術思想を採用しているも
のであるから、該基材１には水分子を有効に共振励起さ
せる機能を保持させる必要がある。

【００１０】ところで水分子はその波長が１乃至３μ
ｍ、更に詳しくは波長１．３μｍと波長１．８μｍ及び
波長２．９μｍを中心として２．５乃至３．２μｍの範
囲所謂近赤外線領域、並びにその波長が６乃至１１μ
ｍ、更に詳しくは５．８乃至６．６μｍの波長を中心と
して４．９乃至８．０μｍの遠赤外線領域に強い吸収帯
を有するものであるから、水分子を有効に共振励起させ
るためにはかかる吸収帯に対応する放射波長を高い放射
率で放射させることが肝要となる。

【００１１】他方セラミックス素材については赤外線領
域の優れた電磁波放射特性を具備することが知られてお
り、近年においてはシリカを初めジルコニア、チタニア
或いはアルミナ等を主成分とするセラミックス素材の保
持する波長６μｍ以上の遠赤外線電磁波の優れた放射特
性と、該遠赤外線の有機物に対する熱透過性を利用して
各種の乾燥装置や保温資材が上市されている。

【００１２】そこで本発明における基材１には、その波
長が６乃至１１μｍの遠赤外線電磁波を高い放射率を以
って放射させるための組成成分として、酸化珪素が３０
乃至６０％重量と酸化アルミを２０乃至４０％重量割合
で用い且その波長が１乃至３μｍの近赤外線電磁波を高
い放射率を以って放射させるうえから、更に酸化マンガ
ン及び酸化亜鉛をそれぞれ７乃至１５％重量割合で用い
た組成が採用される。即ち水分子を有効に共振励起させ
るにはとりわけ放射波長が１乃至３μｍの近赤外線電磁
波を高い放射率で放射させることが望まれるもので、近
赤外線領域の電磁波放射率を向上させる手段としてはセ
ラミックス素材に酸化コバルト、酸化鉄、酸化マンガ
ン、酸化クロム、酸化銅、酸化ニッケル等の遷移元素酸
化物を配合させることが提案されるが、これら遷移元素
酸化物を適宜割合に配合させるのみではセラミックス素
材が本来的に保持する近赤外線領域の放射率を相対的に
高める程度に限定される。そこで本発明における基材１
においては遷移元素酸化物として酸化マンガンを選択し
且該酸化マンガン７乃至１５％重量に対し酸化亜鉛を同
様７乃至１５％重量配合させることにより、波長１乃至
３μｍの近赤外線電磁波の放射率を黒体の放射率に近い
放射率で放射させることが可能となる。

【００１３】そしてかかる組成からなる基材１の形成の
ための焼成には特段の制約はなく一般的なセラミックス
の焼成と同様な方法が用いられるが、本発明は形成され
る全体の粒径が１．０乃至１０μｍの微粒のものである
から当然組成成分のそれぞれについて小さなものではそ
の粒径が０．０１乃至１μｍと極めて微粒なものが使用
されるため焼成温度も略１０００乃至１１００℃程度の
低温度で焼成されるものである。

【００１４】かくして形成された基材１の外表面には、
図２に示すようにその表面に基材１の重量に対して０．
１乃至１．０％重量割合の酸化銀２が担持されてなる酸
化チタン３が該基材１の重量に対して２乃至８％重量割
合で、且その粒界が損われぬ程度に而も全体の粒径が
１．０乃至１０μｍに焼成される。

【００１５】この基材１の外表面に酸化銀２が担持され
た酸化チタン３を焼成させるのは、細菌類を初め黴菌類
或いは酵母菌類は極めて多種多様に亘り、且環境条件に
よって繁殖種もそれぞれ異り而もそれぞれの菌種も広範
囲に亘るものであるから、これら菌類全体に対しては基
材１から放射される電磁波エネルギーには自づと限度が
あり、従ってその電磁波により菌体の水分や環境水分の
水分子を共振励起させて生成される活性酸素のみでは、
確実な抗菌を図ることに不安が残る。

【００１６】そこで本発明においては、基材１から放射
される電磁波エネルギーで容易に励起され十分に抗菌を
なすに足る活性酸素を生成させるため酸化チタン３を用
い、しかも該活性酸素に対し仮令耐性を有する菌類の存
在する場合においても、更に銀イオンが保持する微量金
属イオンによる殺菌作用所謂オリゴダイナミック作用を
以って確実な抗菌を図る手段を用いている。かかる場合
において担持させる酸化銀２の使用量は、オリゴダイナ
ミック作用による広範囲の菌類に対する抗菌性の如何で
決定されるもので、少なくとも基材１の重量に対して
０．１％重量以上でないと有効な抗菌性が認められない
が、反面１．０％重量を超えて使用しても抗菌性に格段
の差異が認められないことに留意すべきである。加えて
該酸化銀２のオリゴダイナミック作用はその微量金属イ
オンの菌類との接触により抗菌性が発揮されるものであ
るから、成可く繁殖する菌類等との接触面積率を高めて
やる必要上から基材１の外表面にその粒界を損わぬよう
焼成される酸化チタン３の表面に担持させた手段を用い
ている。

【００１７】酸化銀２を担持させるために酸化チタン３
が選択される理由は、基材１からの放射電磁波のエネル
ギーにより容易に励起され或いは外部からの紫外線等の
エネルギーによって励起されて更に酸化殺菌力の強い活
性酸素を生成せしめて確実な抗菌を図ることによる。こ
の酸化チタン３の励起により生成される活性酸素は特に
耐性の強い一部の黴菌類や酵母菌の抗菌に有効であっ
て、かかる抗菌性を十分に発揮させるうえからは基材１
に対し少なくとも２％重量から最大８％重量割合の範囲
で使用することが望まれる。

【００１８】酸化銀２を酸化チタン３の表面に担持させ
る方法についても特段の制約等はなく、所要量の酸化銀
２が酸化チタン３の表面に強固に固着されていれば十分
に使用できるもので、具体的な担持の方法としては蒸着
法や高融点金属法、接触焼結法等が挙げられる。

【００１９】そして本発明においては電磁波を効率良く
放射せしめて活性酸素の生成やオリゴダインミック作用
を有効に発揮させるうえから、放射表面積率或いは接触
表面積率を大きく形成すること所謂全体の粒径が１乃至
１０μｍ程度の微粒に焼成され形成されるものであるか
ら、基材１の粒径としては略０．８乃至８μｍ程度で形
成され、且酸化チタン３の粒径としては略０．１乃至
０．８μｍ程度のものが用いられることになるから、担
持される酸化銀２の粒径としては略０．０１乃至０．０
８μｍ程度のものが使用されものであり、而も基材１の
形成に際しては最密充填密度となるような粒度分布で焼
成させるものであるから該基材１の組成成分各個は粒径
の異るものが用いられるが、酸化銀２が担持された酸化
チタン３はその粒界が損われぬ程度に基材１の外表面に
焼成させるものであるから、同等の粒径のものを用いる
ことが好ましく且その粒径によっても異るが略５００乃
至６００℃の焼成温度で焼成することにより本発明４が
形成される。

【００２０】本発明を実用使用する場合には所要量を合
成樹脂素材に配合のうえ具体的製品として成形したり、
或いは適宜の塗着材に配合させたうえ各種製品の表面に
塗着して塗膜を形成させて使用することが提案される。
以下に本発明を用いた菌類に対する抗菌性試験の結果を
述べる。抗菌性試験に用いた本発明品は、平均粒径が
１．１μｍの酸化珪素が４５％重量、平均粒径１．８μ
ｍの酸化アルミ３３％重量及び平均粒径０．６μｍの酸
化マンガン１１％重量並びに平均粒径０．８μｍの酸化
亜鉛１１％の組成割合を以つて１０８０℃で焼成しその
平均粒径が６．４μｍの基材１を形成したうえ、その平
均粒径が０．１μｍで且基材１に対して０．５％重量割
合の酸化銀２をその平均粒径が０．８μｍで且基材１に
対して５％重量割合の酸化チタン３の表面に担持させた
うえ、基材１の外表面に５８０℃の焼成温度を以ってそ
の粒界が損われぬよう焼成させ、以って全体の粒径が
７．７μｍの本発明を形成した。

【００２１】抗菌性試験に用いた試料は、かかる本発明
をポリエチレンフィルムグレード樹脂に１．５％重量割
合で配合したうえ、イレフレーション成形法により厚さ
８０μｍに形成したフィルム材を用い、且本発明を無配
合のうえ同様の厚さで形成したフィルム材を対照試料と
した。

【００２２】抗菌性試験に用いた試験菌としては、細菌
類として Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａｃｏｌｉ、Ｐｓｅｕ
ｄｏｍｏｎａｓ ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ、Ｓｔａｐｈｙ
ｌｏｃｏｃｃｕｓ ａｕｒｅｕｓ、及びＢａｃｉｌｌｕ
ｓ ｓｕｂｔｉｌｉｓを、黴菌類として Ａｓｐｅｒｇ
ｉｌｌｕｓ ｎｉｇｅｒ、Ｃｌａｄｏｓｐｏｒｉｕｍｃ
ｌａｄｏｓｐｏｒｉｏｉｄｅｓ、及びＰｅｎｉｃｉｌｌ
ｉｕｍ ｃｉｔｒｉｎｕｍを、酵母菌類としてＣａｎｄ
ｉｄａ ａｌｂｉｃａｎｓ、Ｈａｎｓｅｎｕｌａ ａｎ
ｏｍａｌａ ｖａｒ、及びＳａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ
ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅを用い、供試菌液として細菌類
については継代培養した試験菌を増菌用培地に接種し、
３５℃１８乃至２０時間培養後菌数が１０^６／ｍｌにな
るよう増菌用培地で希釈したもの、黴菌類は継代培養し
た試験菌を増菌用培地に接種し２５℃７日間培養後、形
成した胞子を滅菌０．００５％スルホコハク酸ジオクチ
ルナトリウム溶液に１０^６個となるよう浮遊させたも
の、及び酵母菌類は継代培養した試験菌を増菌用培地に
接種し、２５℃２日間培養後滅菌生理食塩水に１０^６個
となるよう浮遊させたものを用いた。

【００２３】試験方法は滅菌シャーレにそれぞれの供試
菌液を２ｍｌ滴下したえう、試料及び対照試料を該滴下
したそれぞれの供試菌液上に静置させ、而して６時間毎
に供試菌液０．１ｍｌを採取のうえ寒天培地上に滴下し
３５℃２４時間培養した後の生菌数を判読した結果は表
１の通りである。

【００２４】

【表１】

【００２５】

【発明の効果】本発明は上述の如き構成からなるもので
あって、本発明を形成する基材から水分子を供振励起さ
せる波長１乃至３μｍの近赤外線電磁波及びその波長が
６乃至１１μｍの遠赤外線電磁波が高い放射率を以って
放射されるばかりか、全体の粒径が１乃至１０μｍと微
粒に形成され且その外表面には、酸化銀が表面に担持さ
れてなる酸化チタンがその粒界を損われぬ状態で焼成さ
れてなるため放射表面積率或いは接触表面積率が極めて
大きく、従って水分子を共振励起させる電磁波が効率良
く放射される結果、菌体を形成する水分の水分子や繁殖
に必須の環境水分の水分子が効果的に共振励起されて反
応性が高く酸化殺菌力の強い一重項酸素、スーパーオキ
シド、過酸化水素或いはヒドロキシラジカル等の活性酸
素が創出され且水自体も変性されるため、菌類の生理機
能が阻害され而も反応性が高く酸化殺菌力の強い活性酸
素により確実に且安全に抗菌がなしえる。更に基材の外
表面には、酸化銀がその表面に担持されてなる酸化チタ
ンがその粒界を損われぬよう焼成されてなるから、基材
から放射される電磁波によって酸化銀からは励起に伴い
銀イオンが創出され且その接触表面積率の大きさとも相
俟ってオリゴダイナミック作用による殺菌効果が発揮さ
れ、而も酸化チタンも励起に伴い活性酸素を創出するた
め、広範囲の菌類に亘って確実な抗菌がなしえる。そし
て本発明は酸化物からなるセラミックス素材で且その粒
径も１乃至１０μｍと微粒で表面積率も大きなため、合
成樹脂素材を初め各種素材に配合分散させて成形でき或
いは適宜の塗着材に配合分散させて各種製品に塗着させ
ることで安全に且確実な抗菌が図れる等、極めて特長の
多い抗菌性セラミックス粉体である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を形成する基材の説明図である。

【図２】本発明の断面説明図である。

【符号の説明】

１ 基材 ２ 酸化銀 ３ 酸化チタン ４ 本発明

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 酸化珪素３０乃至６０％重量、酸化アル
   ミ２０乃至４０％重量、酸化マンガン及び酸化亜鉛をそ
   れぞれ７乃至１５％重量割合で焼成させてなる基材の外
   表面に、該基材に対して０．１乃至１．０％重量割合の
   酸化銀をその表面に担持させた酸化チタンが該基材に対
   し２乃至８％重量割合で、而もその粒界が損われぬよう
   に且全体の粒径が１．０乃至１０μｍに焼成させてなる
   ことを特徴とした抗菌性セラミックス粉体。