WO2022039138A1 - 精油添着炭素多孔質材料並びにそれを用いた抗菌剤および抗ウイルス剤並びに抗菌フィルターおよび抗ウイルスフィルター並びに空気清浄機 - Google Patents

精油添着炭素多孔質材料並びにそれを用いた抗菌剤および抗ウイルス剤並びに抗菌フィルターおよび抗ウイルスフィルター並びに空気清浄機 Download PDF

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porous material
carbon porous
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antiviral
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修治 川崎
秀治 岩崎
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株式会社クラレ
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    • A01N25/08—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators, characterised by their forms, or by their non-active ingredients or by their methods of application, e.g. seed treatment or sequential application; Substances for reducing the noxious effect of the active ingredients to organisms other than pests containing solids as carriers or diluents
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    • C01B32/354—After-treatment
    • C01B32/372—Coating; Grafting; Microencapsulation

Definitions

  • the present invention relates to an essential oil-impregnated carbon porous material and an antibacterial filter and an antiviral filter using the same.
  • antibacterial agents that impart antibacterial and antiviral effects by using devices that generate hydroxyl radicals and by slowly releasing stabilized radicals and peroxides, and phenolic and alcohol as general antibacterial agents.
  • Antibacterial agents containing synthetic chemicals such as radicals are not preferable for use as products that are always carried as daily necessities such as masks from the viewpoint of safety for the human body and sufficient functionality.
  • Patent Document 1 Although there is a material using silver ion as a relatively safe antibacterial agent (Patent Document 1 etc.), it is effective against gram-negative bacteria such as Escherichia coli as an antibacterial function, but it is a gram-positive bacterium such as Staphylococcus aureus. In addition to its weak antibacterial function, the antiviral effect has not yet been confirmed. There is also the disadvantage that the material itself is expensive.
  • antibody filters in which antibodies collected from eggshells of birds such as chickens are attached to carriers such as non-woven fabrics are also used in air purifiers and mask filters.
  • These antibody filters are specific antigens such as influenza virus. It uses an antibody that acts only on influenza, and cannot be expected to be effective against other viruses and bacteria that are present in various environments (Patent Document 3).
  • an air purifying filter contains an essential oil (phytoncide, etc.) component extracted from a natural product as a highly safe component for the purpose of deodorizing (patent documents). 4). Since oils and alcohols volatilize when exposed to air, the active ingredients with antibacterial and antiviral effects disappear immediately, and it is difficult to use them for a long period of time. Section 4 discloses that only essential oils are contained in a porous particulate material such as activated carbon or zeolite. However, a material exhibiting sufficient antibacterial and antiviral effects could not be obtained by the method of including only the essential oil in the porous particulate material as in Patent Document 4.
  • Patent Document 5 a filter in which magnesium chloride, water, and phytoncide are impregnated on activated carbon as a material exhibiting sufficient antibacterial and antiviral effects.
  • the antibacterial / antiviral agent disclosed in Patent Document 5 has high antibacterial / antiviral functions, there is a case where excess water is present due to the coexistence of water with an inorganic salt such as magnesium chloride. As a result of water consumption, the antibacterial and antiviral functions are reduced, and depending on the environment such as external temperature and humidity, the active ingredient is lost due to the volatilization of essential oil due to the volatilization of water. There was still room for improvement in the long-term stability of performance depending on the external environment. There was also room for improvement in antibacterial and antiviral performance.
  • Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-285348 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-246208 JP-A-2010-030951 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2002-172156 WO2015 / 104894
  • An object of the present invention is to provide an essential oil-impregnated carbon porous material having excellent antibacterial / antiviral activity, an antibacterial / antiviral filter provided with them, and an air purifier.
  • the essential oil-impregnated carbon porous material according to one aspect of the present invention is an essential oil-impregnated carbon porous material in which water and an essential oil having at least one of an antibacterial action and an antiviral action are adsorbed, and the essential oil-impregnated carbon.
  • the specific surface area of the carbon porous material constituting the porous material by the nitrogen adsorption BET method is 500 m 2 / g or more and 2500 m 2 / g or less, the amount of acidic functional groups is 0.1 meq / g or more and 5 meq / g or less, and the amount of nitrogen adsorption is The adsorption isotherm obtained by the measurement is analyzed by the NL-DFT method, and the pore volume of the pores having a pore diameter of 2 nm or less is 0.35 cm 3 / g or more.
  • an essential oil-impregnated carbon porous material for providing an antibacterial agent and an antiviral agent capable of exhibiting an excellent antibacterial / antiviral action, an antibacterial / antiviral filter provided with the same, and an air purifier. ..
  • the essential oil-impregnated carbon porous material of the present embodiment is composed of a specific carbon porous material, water and an essential oil.
  • the specific surface area of the carbon porous material constituting the essential oil-impregnated carbon porous material of the present embodiment by the BET method is 500 m 2 / g or more, preferably 700 m 2 / g or more, and more preferably 800 m 2 / g. That is all.
  • the specific surface area of the carbon porous material used in the present embodiment by the BET method is 2500 m 2 / g or less, preferably 2200 m 2 / g or less, and more preferably 2000 m 2 / g or less.
  • the specific surface area by the BET method is not more than the above upper limit, the mechanical strength of the carbon material can be maintained, the essential oil component can be appropriately processed, and the essential oil component is adsorbed inside the porous carbon by capillarity. It is possible to suppress a decrease in the contact probability between bacteria and viruses and essential oil components.
  • the amount of acidic functional groups of the carbon porous material constituting the essential oil-impregnated carbon porous material of the present embodiment is 0.1 meq or more, preferably 0.2 meq / g or more.
  • the amount of acidic functional groups of the carbon porous material is 5 meq / g or less, preferably 4 meq / g or less.
  • the carbon porous material has excellent affinity with water and can suppress the volatilization of water, and the essential oil-impregnated carbon porous material maintains antibacterial and antiviral activity for a long period of time. Can be done.
  • the amount of acidic functional groups is 5 mq / g or less, the affinity with the essential oil component is excellent, the essential oil component can be suitably retained on the surface of the carbon porous material, and the essential oil-impregnated carbon porous material has antibacterial and antibacterial properties.
  • the onset period of viral activity can be maintained for a long period of time.
  • the amount of acidic functional groups 2 g of each of the activated carbon samples is placed in a 100 ml Ellenmeier flask, and 50 ml of an alkaline reagent (sodium ethoxide) of 1/10 equivalent (N) is added thereto to 24. After shaking for a while, the mixture is filtered off, and the unreacted alkaline reagent can be titrated with 1/10 normal (N) hydrochloric acid. Specifically, it can be measured by the method described in Examples described later.
  • the carbon porous material of the present embodiment preferably has a hydrogen content of 0.21% by weight or more, and more preferably 0.3% by weight or more.
  • the hydrogen content is preferably 1.0% by weight or less, more preferably 0.8% by weight or less.
  • the hydrogen content indicates the terminal amount of the skeleton composed of carbon, that is, the size of the carbon structure.
  • the hydrogen content can be measured by the method (elemental analysis) described in Examples described later.
  • the adsorption isotherm of the carbon porous material constituting the essential oil-impregnated carbon porous material of the present embodiment is analyzed by the NL-DFT method for the adsorption isotherm of the pores having a pore diameter of 2 nm or less.
  • the pore volume (hereinafter, may be abbreviated as micropore volume) is 0.35 cm 3 / g or more, preferably 0.36 cm 3 / g or more.
  • the micropore volume of the carbon porous material used in the present invention is preferably 0.42 cm 3 / g or less, and more preferably 0.40 cm 3 / g or less.
  • the micropores represent pores having a pore diameter (pore diameter) of 2 nm or less, and the micropore volume can be calculated by analyzing the adsorption isotherm obtained by measuring the amount of nitrogen adsorption by the NL-DFT method.
  • the micropore volume is 0.35 cm 3 / g or more, the state in which the essential oil and water are adhered to the carbon porous material can be suitably maintained, and the volatilization of the essential oil and water is suppressed. Antibacterial and antiviral activities can be suitably maintained.
  • the essential oil-impregnated carbon porous material of the present embodiment or the carbon porous material constituting the same has the specific surface area, the micropore volume, and the amount of acidic functional groups according to the BET method as described above, so that the fungus or virus has the essential oil-impregnated carbon.
  • the essential oil and water are efficiently contacted, and the antibacterial and antiviral effects are fully exhibited.
  • the essential oil-impregnated carbon porous material essential oil of the present embodiment and water can be appropriately maintained, the antibacterial and antiviral effects can be stably exhibited for a long period of time.
  • the raw material of the carbon porous material used in the present embodiment is not particularly limited as long as the properties of the obtained carbon porous material can be satisfied, and fruit shells such as wood, sawdust, charcoal, coconut shell, and walnut shell are not particularly limited.
  • Fruit seeds pulp production by-products, lignin, waste sugar honey and other plant-based products, peat, grass charcoal, sub-charcoal, brown charcoal, leki blue charcoal, smokeless charcoal, coke, coal tar, coal pitch, petroleum distillation residue, petroleum pitch and other minerals.
  • Examples include synthetic materials such as system, phenol, saran, and acrylic resin, and natural materials such as recycled fiber (rayon).
  • a carbon porous material can be obtained by carbonizing and activating the raw material as needed. Examples of the activation method include combustion gas activation, carbon dioxide activation, and steam activation.
  • the concentration of steam gas in the gas used for activation is carried out in the range of 10 to 80%, more preferably in the range of 20 to 50%.
  • the activation temperature is not particularly determined because it depends on the content of water vapor, but is usually in the range of 600 to 1000 ° C., more preferably in order to suppress excessive oxidation of the carbon porous material. It is carried out in the range of 700 to 980 ° C.
  • the carbon porous material in a gas having the same composition as the activating gas until the temperature of the carbon porous material becomes 300 ° C. or lower even after the activation, and then take it out of the system.
  • the gas similar to the activation gas which is the atmosphere required for cooling, may be the atmosphere of nitrogen gas, carbon dioxide gas, or a mixed gas thereof (oxygen and hydrogen content of 1 to 2% or less) used at the time of activation.
  • the gas used for activation and the gas used for cooling do not necessarily have to have the same composition. As a result, the functional groups on the surface are not removed during cooling and can be stably taken out.
  • the shape of the carbon porous material may be any of powder, granular, fibrous (thread-like, woven cloth (cloth) -like, felt-like) and the like.
  • the average particle size is preferably 10 ⁇ m to 150 ⁇ m, more preferably 20 ⁇ m to 75 ⁇ m, from the viewpoints of workability, contact efficiency with essential oil components, and the like.
  • the average particle size is preferably 75 ⁇ m to 1.7 mm (200 mesh to 10 mesh), more preferably 100 ⁇ m to 0.5 mm, for the same reason.
  • fibrous activated carbon it is preferable to cut it to about 1 to 5 mm from the viewpoint of moldability.
  • the average particle size refers to D50 when measured by a laser diffraction method.
  • the essential oil constituting the essential oil-impregnated carbon porous material of the present embodiment may be chemically synthesized or derived from a natural product as long as it has at least one of an antibacterial action and an antiviral action.
  • a natural extract agent derived from a natural product is more preferable because it is relatively safe and has little impact on the environment.
  • Chemically synthesized products include phenol, isopropylmethylphenol, resorcin, paraoxybenzoic acid ester, phenoxyethanol, thymol, cresol, hinokithiol, benzoic acid, salicylic acid, dehydroacetic acid, hexachlorophene, undecylenic acid monoethanolamide, and benzalkonium chloride. , Benzalkonium chloride, chlorhexidine gluconate, lysoteam chloride and the like.
  • Naturally extracted plant-derived agents include, for example, Hinoki, Hiba, Nara, Ginkgo, Kumazasa, Nanten, Tochu, Ukon, Asunaro, Byakushin, Byakudan, Abies sachalinensis, Black pine, Ezo pine, Sugi, Tohi, Kurobe, Fir, Kusunoki, Mikan. , Futomomo, Mokusei, Tea Tree, Eucalyptus, Cedarwood, Acacia, Juniper, Thyme, Pine, Peppermint, Lavender, Seri, Rice, etc.
  • the plant is not limited to the above-mentioned plant species.
  • the organic substances are terpenoids, phenylpropanoids, flavonoids, alkaloids, phenols, alcohols, steroids, heterocycles, esters, ethers, ketones, aldehydes and fatty acids.
  • it is preferably an essential oil containing at least one selected from a mixture thereof.
  • phytoncide has long been known to be a wood extract component having an antibacterial function. It is believed that plants themselves have a component called phytoncide as a self-defense substance to protect themselves from bacteria. Phytoncide contains more than 100 kinds of organic natural products, and it is considered that they can act on a wide variety of bacteria and viruses in their coexistence state.
  • terpenoids have been known to be bactericidal, antiviral, disinfectant / antibacterial, and antiseptic. Generally, it is said that a compound having a large number of hydroxyl groups has a stronger antibacterial / antiviral effect. Therefore, if a compound containing a large amount of hydroxyl groups is contained, the antibacterial / antiviral effect is considered to be stronger.
  • the essential oil components considered to have antibacterial and antiviral effects include alcohols such as benzyl alcohol and phenethyl alcohol, long chain alcohols such as dodecanol and hexadecanol, phenol, cresol, ethylphenol, propylphenol and timole.
  • the amount of the essential oil impregnated is preferably 0.1 part by mass or more, preferably 0.2 part by mass or more, with respect to 100 parts by mass of the carbon porous material constituting the refined oil-impregnated carbon porous material. More preferably, it is more preferably 0.3 parts by mass or more.
  • the amount of the essential oil impregnated is preferably 300 parts by mass or less, preferably 280 parts by mass or less, and 250 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the carbon porous material constituting the essential oil-impregnated carbon porous material. The following is preferable. Further, it may be 100 parts by mass or less, 50 parts by mass or less, 30 parts by mass or less, 25 parts by mass or less, or 23 parts by mass or less.
  • It may be 20 parts by mass or less.
  • antibacterial activity and antiviral activity are preferably expressed, and when it is at least the above upper limit, wetting and stickiness of the surface are suppressed and the handling property is excellent, which is preferable.
  • the essential oil-impregnated carbon porous material of this embodiment is impregnated with water. This is because the essential oil impregnated with water fully exerts the antibacterial and antiviral effects of the essential oil impregnated on the carbon porous material.
  • the amount of water impregnated in the essential oil-impregnated carbon porous material is an amount capable of forming micellar particles with the essential oil impregnated on the essential oil-impregnated carbon porous material, or an amount in which water and the essential oil are not phase-separated. Is preferable.
  • the water impregnated with the essential oil-impregnated carbon porous material forms a micelle-like structure with the essential oil, so that the antibacterial and antiviral components in the essential oil exert antibacterial and antiviral effects. It is expected that it can be done.
  • the essential oil composition containing water, essential oil and, if necessary, a surfactant is prepared, the oil phase and water are visually observed. It can be confirmed by whether or not the interface of the phase is observed.
  • the amount of water impregnated with the essential oil-impregnated carbon porous material of the present embodiment is 20 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the carbon porous material constituting the refined oil-impregnated carbon porous material. It is more preferably 40 parts by mass or more, further preferably 50 parts by mass or more, and particularly preferably 60 parts by mass or more. Further, it is preferably 300 parts by mass or less, and more preferably 200 parts by mass or less.
  • the carbon porous material constituting the refined oil-impregnated carbon porous material can retain 7 parts by mass to 20 parts by mass of naturally adsorbed water with respect to 100 parts by mass of the carbon porous material.
  • the porous carbon material having the characteristics of the carbon material of the present embodiment has a water content equal to or higher than the water content that is naturally adsorbed. Whether or not the water content is greater than or equal to the water content that is naturally adsorbed depends on the amount of water contained in the essential oil-impregnated carbon porous material of the present embodiment and the water contained in the carbon porous material before the essential oil impregnation. It can be confirmed by comparing with the amount.
  • the essential oil-impregnated carbon porous material of the present embodiment is one in which the essential oil and water are impregnated, and the adhered state thereof is not always clear. / Or it is presumed that it is mixed with a moisturizing substance to form a micellar state or a membrane structure. By forming such a micelle state or membrane structure in the pores, bacteria and viruses can be stably adhered to the carbon porous material constituting the present embodiment while the essential oil and water are adhered to the material. It is considered that the water that is suitably captured and necessary for the antibacterial / antiviral action of the essential oil is sufficiently and stably supplied, and as a result, the antibacterial / antiviral action can be stably exerted for a long period of time.
  • the porous carbon material in the present embodiment retains water by the action of its pores and acidic functional groups composed of oxygen, hydrogen, etc., but the addition of a surfactant can enhance the affinity with water. As a result, water can be stably adsorbed. Further, by suppressing the phase separation by the surfactant, it is possible to suppress the deterioration of the retention property with the essential oil and water on the carbon porous material. For this reason, the essential oil-impregnated carbon porous material of the present embodiment may be further impregnated with a surfactant.
  • the essential oil, water and the surfactant are likely to form a membrane structure or micelles in the pores of the carbon porous material, and the essential oil component is incorporated into the membrane structure or micelles. It is thought that it can be done.
  • the surface of micelles is a hydrophilic group, and it is considered that they can efficiently contact the biological membranes of bacteria that have flown from the outside and are hydrophilic on the surface of viruses. It is thought that micelles can be assimilated with the biological membrane of bacteria, and the phytoncide component can denature the proteins inside the biological membrane or destroy the biological membrane itself, such as antibacterial peptides and phenolic antibacterial agents. Same as antibacterial action.
  • a surfactant it can be used without particular limitation as long as it does not impair the effect of the present invention, but an anionic surfactant, a nonionic surfactant or an amphoteric surfactant may be particularly preferably used. .. It is also used in dishwashing detergents and food additives, and by using materials that have been proven to be relatively safe for the human body, it is possible to produce essential oil-impregnated carbon porous materials more safely and inexpensively. Because it is possible.
  • surfactants include, for example, alkylbenzene sulfonates, monoalkyl phosphates, alkylpolyoxyethylene sulfates, monoalkylsulfates, sequens, alkyldimethylamine oxides, alkylcarboxybetaines, etc.
  • Polyoxyethylene alkyl ether, sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester (polysorbate), glycerin fatty acid ester, polyoxyethylene fatty acid ester and the like can be used.
  • the content of the surfactant is about 0.01 to 2.0 times the weight of the essential oil.
  • the amount of the surfactant is less than 0.01 times, the wettability to the porous material is lowered, and the essential oil component tends to be slightly difficult to adhere.
  • it exceeds 2.0 times the viscosity of the essential oil composition becomes high, and there is a possibility that it becomes difficult for the essential oil component to adhere to the porous material. From this point of view, if the content of the surfactant is in the range of 0.01 to 2.0 times the weight of the porous material, it is considered that excellent antibacterial and antiviral effects can be efficiently exhibited. ..
  • a moisturizing substance may be added for the purpose of suppressing the volatilization of water.
  • the moisturizing substance is not particularly limited, and either an organic substance or an inorganic substance may be used.
  • a hydrophilic polymer such as polyvinyl alcohol, polyethylene glycol, or cellulose can be used.
  • oxides such as silicon oxide, aluminum oxide, titanium oxide, calcium oxide and magnesium oxide and composites thereof, and metal hydroxides such as calcium hydroxide, magnesium hydroxide and titanium hydroxide may be used. You can. By absorbing water and incorporating them in the essential oil composition described later, the vapor pressure can be lowered and evaporation of water can be suppressed.
  • the water content in the essential oil-impregnated carbon porous material can be retained. Therefore, it is considered possible to maintain excellent antibacterial and antiviral effects for a long period of time. Furthermore, since it does not contain elements such as halogen elements, boron, and sulfur, it is preferable because it does not emit harmful substances due to moisture absorption or heat.
  • the content of the moisturizing substance is preferably 0.1 to 1.0 times the weight of the carbon porous material.
  • the content of the moisturizing substance is 0.1 times or more the weight of the carbon porous material, the moisturizing property is improved and the antibacterial / antiviral action tends to be improved.
  • it is 1.0 times or less, it is easily saturated with the carbon porous material or the essential oil and it is easy to suppress the precipitation of crystals.
  • the moisturizing substance may easily precipitate depending on the usage conditions and the selected substance.
  • the content of the moisturizing substance with respect to the carbon porous material should be less than 0.1 times by mass ratio. It is also a preferable aspect.
  • an inorganic substance other than the metal hydroxides and metal hydroxides listed above for example, in the case of a metal chloride such as magnesium chloride, precipitation tends to occur easily, and the inclusion of the metal chloride in the carbon porous material.
  • the amount is preferably less than 0.1 times, more preferably less than 0.05 times, and may be 0 times (that is, not included).
  • the method for producing the essential oil-impregnated carbon porous material of the present embodiment is not particularly limited, and can be prepared by a conventionally known method. For example, the following preparation method can be used.
  • the essential oil composition (impregnated liquid) is prepared by mixing essential oil, water, and if necessary, a surfactant, a moisturizing substance, and the like. In that case, it is preferable to prepare an essential oil composition (impregnated liquid) by mixing each component with respect to the weight of the porous material so as to have a blending ratio as described above after impregnation.
  • the essential oil composition (impregnation liquid) is adhered to the carbon porous material.
  • the method of impregnation is as follows: a spray device capable of spraying a certain amount of the essential oil composition or a shower device capable of sprinkling the essential oil composition, or a water tank containing the essential oil composition impregnated for a certain period of time, deliquescented and impregnated. You can take a method.
  • the essential oil composition (impregnated liquid) is uniformly blended by spraying or dropping the essential oil composition while stirring the activated carbon with a mixer or the like to impregnate the essential oil. It is also possible to obtain a carbon porous material.
  • the carbon porous material is a molded product such as a fibrous material, a sheet material, a felt material, a woven fabric material, etc.
  • a conveyor impregnating device having a sheet feeding mechanism is used. The method and the like can be mentioned.
  • a method of applying the essential oil composition with a sponge roll or a brush that can appropriately hold the essential oil composition or by applying or dropping the essential oil composition evenly to impregnate the essential oil composition.
  • each component contained in the essential oil composition has the above ratio.
  • the method of measuring the weight and applying the coating is simple and efficient.
  • the temperature at which the essential oil composition is impregnated is not particularly limited, and there is no problem as long as the temperature does not cause a special increase in the vapor pressure of water and the temperature does not hinder coating such as freezing. It is in the range of 4 ° C to 80 ° C, more preferably in the range of 10 ° C to 60 ° C, and even more preferably in the range of 20 ° C to 60 ° C.
  • the atmosphere in which the essential oil composition (impregnation liquid) is impregnated is not particularly limited, and it may be carried out under air or under an inert gas. In particular, when it is carried out at a high temperature, it is preferably carried out under an inert gas.
  • a powdery or granular carbon porous material is supported on a sheet as a base material to prepare a filter (sheet) provided with the carbon porous material, and the above-mentioned carbon porous material has a sheet-like or felt-like shape.
  • the essential oil composition can also be attached to the carbon porous material on the filter in the same manner as the molded product such as a woven fabric.
  • the base material include a filter base material having a three-dimensional net-like skeleton structure, and for example, various filter base materials having a three-dimensional net-like skeleton structure such as porous urethane (polyurethane foam sheet), non-woven fabric, woven fabric, and mesh are used. Polyurethane foam sheets are preferred.
  • the base material is immersed in a suspension in which a substance to be an adhesive and the carbon porous material are dispersed or dissolved in water, and the carbon porous material is textured. Is squeezed to the desired value (preferably 100 g / m 2 to 200 g / m 2 ) and then dried (preferably 100 ° C to 200 ° C, 0.1 hour to 6 hours) to obtain carbon. A filter with a porous material can be obtained.
  • the essential oil-impregnated carbon porous material of the present embodiment as described above can be used for various purposes as an antibacterial agent and / or an antiviral agent.
  • air purifier filters for example, it can be used for applications such as air purifier filters, mask filters, air conditioner filters, humidifier filters, in-vehicle air conditioning filters, vacuum cleaner filters, dust disposer filters, and refrigerator filters.
  • the antibacterial agent and / or the antiviral agent of the present embodiment contains a naturally-derived component that is gentle on the human body and can retain the active ingredient for a long period of time, it can be used as a filter used in applications such as air purifiers and masks. It is considered that an excellent effect can be exhibited by supporting and using it.
  • an antibacterial and / or antiviral filter is provided by carrying an antibacterial agent and / or an antiviral agent made of the essential oil-impregnated carbon porous material of the present embodiment on a filter substrate having a three-dimensional network skeleton structure. be able to.
  • the filter base material that can be used for the antibacterial and / or anti-virus filter of the present embodiment is particularly limited as long as it is a base material having a three-dimensional network skeleton structure that can support the essential oil-impregnated carbon porous material as described above. Not done.
  • various filter base materials having a three-dimensional network skeleton structure such as porous urethane, non-woven fabric, woven fabric, mesh, etc., which have good air permeability and support the essential oil-impregnated carbon porous material of the present embodiment.
  • porous urethane 1301WH 2.2t manufactured by Kurabo Industries, ECZ 10t manufactured by Inoac, MF-13 manufactured by Inoac and the like can be preferably used.
  • the non-woven fabric KC130 manufactured by Kurashiki Textile Manufacturing or the like can be preferably used.
  • As the mesh base material Mizutakashi PH3734, PH3232, EH3433 and the like can be preferably used.
  • an essential oil-impregnated carbon porous material or a carbon porous material is dispersed in a certain amount of water, and a latex (LX812 manufactured by Nippon Zeon) is used as an adhesive to increase the viscosity. It can be obtained by preparing a slurry to which cellulose (Cerogen WSA manufactured by Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) is added as an agent, impregnating the slurry with the above-mentioned various filter base materials, and then drying the slurry. When a carbon porous material is used for the slurry impregnated during the preparation of the filter, the essential oil composition is impregnated after the preparation of the filter.
  • these filters are provided in the air purifier, air conditioner, etc. used, and by contacting with the air flow, antibacterial and antiviral functions can be efficiently exhibited.
  • the essential oil-adsorbed porous material is an essential oil-adsorbed carbon porous material to which water and an essential oil having at least one of antibacterial and antiviral effects are attached.
  • the specific surface area of the carbon porous material constituting the carbon porous material by the nitrogen adsorption BET method is 500 m 2 / g or more and 2500 m 2 / g or less, the amount of acidic functional groups is 0.1 meq / g or more and 5 meq / g or less, and the amount of nitrogen adsorption.
  • the adsorption isotherm obtained by the above measurement is analyzed by the NL-DFT method, and the pore volume of the pores having a pore diameter of 2 nm or less is 0.35 cm 3 / g or more.
  • an essential oil-impregnated carbon porous material for providing an antibacterial agent and an antiviral agent capable of exhibiting an excellent antibacterial / antiviral action, an antibacterial / antiviral filter provided thereto, and an air purifier. ..
  • the essential oil-impregnated carbon porous material is further impregnated with a surfactant.
  • the carbon porous material can stably adsorb water, and the phase separation is suppressed by the surfactant, so that the deterioration of the retention with the essential oil and water on the carbon porous material is suppressed. Can be done.
  • the essential oil is a plant-derived natural extraction agent. This has the advantages of relatively high safety and little impact on the environment.
  • the content of the metal chloride with respect to the carbon porous material is less than 0.1 times by mass ratio. Thereby, it is considered that the precipitation of metal chloride can be suppressed.
  • the antibacterial agent and the antiviral agent according to a further aspect of the present invention are characterized by being composed of the above-mentioned essential oil-impregnated carbon porous material.
  • the filter according to still another aspect of the present invention is characterized by comprising the above-mentioned antibacterial agent or antiviral agent.
  • the present invention also includes an air purifier equipped with the above-mentioned filter.
  • c is a constant (reflecting the heat of adsorption)
  • N is the Avogadro number 6.022 ⁇ 10 23
  • a (nm 2 ) is the area occupied by the adsorbent molecule on the sample surface (molecular occupied cross-sectional area).
  • the amount of nitrogen adsorbed on the carbon porous material at the liquid nitrogen temperature was measured as follows. A carbon material as a measurement sample is filled in a sample tube, the sample tube is cooled to -196 ° C., the pressure is reduced once, and then nitrogen (purity 99.999%) is adsorbed on the measurement sample at a desired relative pressure. rice field. The amount of nitrogen adsorbed on the sample when the equilibrium pressure was reached at each desired relative pressure was defined as the adsorbed gas amount v. The specific surface area by the BET method was calculated based on the obtained values.
  • the adsorption isotherm obtained from the above measurement of the adsorption amount of nitrogen was analyzed by the NL-DFT method, and the volume of the pore having a pore diameter (pore diameter) of 2 nm or less was calculated as the micropore volume.
  • the amount of acidic functional groups in the porous carbon material is quantified on the surface, 34 [2] (1996) Otoha p. 62 or Catal. , 1966 [16] (US) p. It can be done by the method detailed in 179. Specifically, 2 g of each activated charcoal sample is placed in a 100 mL Ellenmeier flask, 50 mL of an alkaline reagent (sodium ethoxide) of 1/10 equivalent (N) is added thereto, and the mixture is shaken for 24 hours and then filtered off. The unreacted alkaline reagent can be titrated with hydrochloric acid of 1/10 normal (N). By this method, a functional group derived from oxygen reacts with sodium ethoxide, and the residual sodium ethoxide is quantified with hydrochloric acid to obtain an acidic functional group amount.
  • Elemental analysis was performed based on the inert gas dissolution method using the oxygen / nitrogen / hydrogen analyzer EMGA-930 manufactured by HORIBA, Ltd.
  • the detection method of the device is hydrogen: inert gas melting-non-dispersive infrared absorption method (NDIR), and calibration is performed using Ni capsules and TiH 2 (H standard sample) at 250 ° C. as a pretreatment.
  • NDIR inert gas melting-non-dispersive infrared absorption method
  • Table 1 shows the specific surface area, acidic functional groups, hydrogen content, and micropore volume of the carbon porous materials obtained in Production Examples 1 to 5 by the BET method.
  • Examples 1 to 3 A filter (100 ⁇ 120 mm, activated carbon weight 1.08 g) provided with a carbon porous material in Production Examples 1 to 3 in the above phytoncide solution (essential oil, “PT-150” manufactured by Phytoncide Japan, water content 99.7%) adjusting solution).
  • a filter provided with the phytoncide-impregnated carbon porous material of Examples 1 to 3 was obtained.
  • a filter equipped with a phytoncide-impregnated carbon porous material is repeatedly compressed, squeezed, and re-impregnated in order to spread the impregnated liquid evenly over the entire sheet. The weight was adjusted to be added to.
  • the weight of the filter itself before the attachment operation was 1.8 g, and the increment after the attachment operation was 2 g, 2.4 g, and 2.7 g, respectively, in Examples 1 to 3.
  • the phytoncide was impregnated with 0.006 g to 1.5 g per 1.08 g of the activated carbon of Example 1, and 100 mass of the activated carbon was added. It is presumed that the portion is attached in the range of approximately 0.5 parts by mass to 140 parts by mass. Similarly, in Example 2, it is estimated to be about 0.6 parts by mass to 220 parts by mass, and in Example 3, it is estimated to be about 0.75 parts by mass to 250 parts by mass.
  • Feline infectious peritonisis virus (FIPV; feline virus: 79-1146 strain) cryopreserved in an ultra-low temperature refrigerator was added to fcwf4 cells (cat kidney cell: fcwf4p86 strain) in a cell proliferation medium (10% FBS-containing Eagle MEM (Gibco)). M. O. It was infected with I (Multiplicity of infection) 0.01 and cultured at 37 ° C. in the presence of 5% CO 2 for 72 hours (1 passage).
  • Test performance of special fiber for feline coronavirus Measurement conditions Contact time 1, 5, 10, 60, 480 minutes Number of samples 3 times for each test condition Recovery capacity 1 ml / fiber (10 mm x 10 mm)
  • Feline infectious peritonisis virus (FIPV; feline virus: 79-1146 strain) was prepared in advance to a concentration of about 107.00 TCID 50 / ml. The optimum virus concentration was calculated based on the cytopathic effect of a negative control (preliminary test) containing no virus.
  • test piece (10 mm ⁇ 10 mm) obtained by cutting a sheet provided with the essential oil-impregnated carbon porous material obtained in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3 was placed in a cell culture dish (60 mm ⁇ ). 100 ⁇ L of the virus solution whose concentration had been adjusted was dropped onto the test piece. Immediately after the dropping, the cells were cultured at 37 ° C. in the presence of 5% CO 2 for a predetermined time.
  • test piece was collected at each contact time described in the measurement conditions, 1 mL of Eagle MEM (Gibco) containing 1% BSA of virus maintenance medium was added, and a washing operation was performed to collect the virus solution.
  • the recovered virus solution was diluted 10-fold, inoculated into fcw-f4 cells on a 96-well microplate, and contact-infected for 1 hour. After removing the virus solution, 0.1 ml of Eagle MEM (Gibco) containing 1% BSA of virus maintenance medium was added and cultured for 96 hours in the presence of 5% CO 2 at 37 ° C., and cytopathic effect (CPE: Cytopathic effect) was performed every 24 hours. Alternatively, inhibition of metabolism was observed, and the virus infectivity titer (TCID50) was measured. The effective dilution series of the recovered virus solution was calculated based on the cytopathic effect in the control test (preliminary test) containing no virus.
  • cytotoxicity> Using 0.1 ml of cell proliferation medium added to 4 types of test substances (each piece is 10 mm x 10 mm) as a stock solution for measurement data, dilute 10-fold, and then transfer to fcw-f4 cells on a 96-well microplate. Inoculated.
  • 100% cytopathic effect (CPE) was observed in the stock solution of the measurement sample (Table 3).
  • 10-1 diluted solution 20% cytopathic effect was observed in the test substances B, C and D.
  • test substance D 10% cytopathic degeneration was observed with the 10-2 diluted solution.
  • test substance affected the fcw-f4 cells used for virus titer measurement, and it was judged that 1/1000-fold dilution was appropriate for further tests.
  • infectivity titer of FIPV used for the measurement was 7.0 TCID 50 / ml or more. The results are shown in Table 2.
  • the filter provided with the essential oil-impregnated carbon porous material was cut into a size of about 5 cm ⁇ 5 cm, and 0.5 g was weighed into a sample so that it could be evenly distributed in an area of about 5 cm ⁇ 5 cm. did.
  • test bacterial solution Staphylococcus aureus (S. aureus): 0.4 mL; E. coli: 0.4 mL
  • coated film polyethylene film, size about 4 cm x 4 cm, thickness. Approximately 0.09 mm was placed and brought into close contact. It was stored at 35 ° C. for 24 hours, and the viable cell count per sample was measured. The measurement was performed three times.
  • the antibacterial activity value R was determined against Staphylococcus aureus and Escherichia coli.
  • the judgment index that the antibacterial property has a sufficient function was judged to have an inhibitory effect when the antibacterial activity value R was 2.0 or more.
  • the filters provided with the essential oil-impregnated porous carbon materials obtained in Examples 1 to 3 were sufficiently impregnated with essential oils and had good antiviral performance and antibacterial performance. ..
  • the porous carbon material of Comparative Example 1 is not impregnated with the essential oil, and the filter provided with the essential oil-impregnated porous carbon material obtained in Comparative Examples 2 to 3 can sufficiently impregnate the essential oil. It could not be done, and both antiviral performance and antibacterial performance were poor.
  • the present invention has a wide range of industrial applicability in the arts related to air purification, particularly in the technical fields such as antiviral agents, antibacterial agents and filters.

Abstract

本発明の一局面は、水と、抗菌作用および抗ウイルス作用のうち少なくとも一方を有する精油とが添着された精油添着炭素多孔質材料であって、該精油添着炭素多孔質材料を構成する炭素多孔質材料の窒素吸着ＢＥＴ法による比表面積が５００ｍ２／ｇ以上２５００ｍ２／ｇ以下、酸性官能基量が０．１ｍｅｑ／ｇ以上５ｍｅｑ／ｇ以下、窒素吸着量の測定により得られる吸着等温線をＮＬ－ＤＦＴ法により解析して得られる細孔直径２ｎｍ以下の細孔の細孔容積が０．３５ｃｍ３／ｇ以上である、精油添着炭素多孔質材料に関する。

Description

精油添着炭素多孔質材料並びにそれを用いた抗菌剤および抗ウイルス剤並びに抗菌フィルターおよび抗ウイルスフィルター並びに空気清浄機
　本発明は、精油添着炭素多孔質材料及びそれを用いた抗菌フィルター及び抗ウイルスフィルターに関するものである。
　近年、空気清浄等の分野において、高機能化・多様化の要請が高まっており、中でも抗菌・抗ウイルス機能を有する空気浄化用濾材の検討が多くなされている。空気中の浮遊菌および浮遊ウイルスを除去する手段として、防塵機能を有するフィルターを用いることが知られている。しかし、そのようなフィルターだけではフィルターに付着した菌およびウイルスを殺すことはできず、フィルター上で増殖する恐れもある。またインフルエンザウイルスのような１００ｎｍ程度の大きさのウイルスに対しての除塵効果を対象としておりポリオウイルスのような３０ｎｍ程度の比較的小さなウイルスに対しては効果が小さく、除塵効果を強化したとしても圧力損失の増加のためマスク等のフィルターとしては使用が困難となることが予想される。
　フィルターに加え、ヒドロキシラジカルを発生させる装置を用いたり、安定化ラジカルや過酸化物を徐放したりすることにより抗菌・抗ウイルス作用を付与する抗菌剤や、一般的な抗菌剤としてフェノール系、アルコール系などの合成化学物質を含有した抗菌剤はマスク用のような日用品として常時携帯するような製品としての使用は人体に対する安全面や、機能性の十分な確保の点から好ましくない。
　一方、比較的安全な抗菌剤として銀イオンを使用した材料があるが（特許文献１など）、抗菌機能として大腸菌のようなグラム陰性細菌には効果的だが、黄色ブドウ球菌のようなグラム陽性細菌に対しては抗菌機能が弱い上に、抗ウイルス作用については未だ確認できていない。また素材自体が高価であるというデメリットがある。
　また、光触媒機能を有する酸化チタンを使用した抗菌剤も存在するが、紫外線または可視光によって光触媒機能が発現するものであるからその使用方法においては日中でありかつ外光を取り入れ可能な状態で使用するか、紫外線ランプのような特別な装置を併用するなど限定的な使用方法を取らざるを得ない問題がある（特許文献２）。
　また、ニワトリなどの鳥類の卵殻から採取した抗体を不織布などの担体に添着した抗体フィルターなるものも空気清浄機やマスク用フィルターなどで使用されているが、これら抗体フィルターはインフルエンザウイルスなど特定の抗原にのみ作用する抗体を使用したものであり、環境に多種存在する他のウイルスや細菌類に対する効果は期待できない（特許文献３）。
　以上より、抗菌・抗ウイルス機能として高い性能を持ち、かつ安全で安価な材料が望まれていた。
　そのような中、空気清浄用フィルターに、安全性の高い成分として天然物から抽出される精油（フィトンチッドなど）成分を消臭などの目的で含まれることがこれまでに報告されている（特許文献４）。油やアルコール類などは、空気にさらすと揮発してしまうため、抗菌・抗ウイルス作用のある有効成分がすぐに消失してしまい、長期間使用することが難しいという問題を解決するため、特許文献４では、精油のみを、活性炭やゼオライトなどの多孔質粒子状材料に含ませることを開示している。しかし、特許文献４のように精油のみを多孔質粒子状材料に含ませる方法では、十分な抗菌・抗ウイルス作用を発揮する材料は得られなかった。
　そこで本発明者らは、十分な抗菌・抗ウイルス作用を発揮する材料として、活性炭上に、マグネシウム塩化物、水、フィトンチッドを添着したフィルターを報告した（特許文献５）。
　しかしながら、特許文献５に開示される抗菌・抗ウイルス剤は、高い抗菌・抗ウイルス機能を有しているものの、塩化マグネシウム等の無機塩と水とが共存することにより過剰に水が存在する場合に加水分解が起こり、水が消費された結果抗菌・抗ウイルス機能が低下してしまったり、外部の温度や湿度等の環境によっては、水の揮発にともなう精油の揮発による有効成分の損失が起こってしまったり、外部環境によっては性能の長期安定性に未だ改善の余地があった。また、抗菌・抗ウイルス性能にも改良の余地があった。
特開２００８－２８５３４８号公報 特開２００１－２４６２０８号公報 特開２０１０－０３０９５１号公報 特開２００２－１７２１５６号公報 ＷＯ２０１５／１０４８９４号公報
　本発明の目的は、優れた抗菌・抗ウイルス作用を有する精油添着炭素多孔質材料およびそれらを備える抗菌・抗ウイルスフィルター並びに空気清浄機を提供することである。
　本発明の一局面に係る精油添着炭素多孔質材料は、水と、抗菌作用および抗ウイルス作用のうち少なくとも一方を有する精油とが添着された精油添着炭素多孔質材料であって、該精油添着炭素多孔質材料を構成する炭素多孔質材料の窒素吸着ＢＥＴ法による比表面積が５００ｍ２／ｇ以上２５００ｍ２／ｇ以下、酸性官能基量が０．１ｍｅｑ／ｇ以上５ｍｅｑ／ｇ以下、窒素吸着量の測定により得られる吸着等温線をＮＬ－ＤＦＴ法により解析して得られる細孔直径２ｎｍ以下の細孔の細孔容積が０．３５ｃｍ３／ｇ以上であることを特徴とする。
　本発明者らの研究により、水分がある程度の比率で存在しないと、フィトンチッドなどの精油が有する抗菌作用は減少・消失することがわかってきた。本発明者らは、鋭意検討した結果、上述したような構成を有する精油添着炭素多孔質材料により上記目的を達成できることを見出した。
　本発明によれば、優れた抗菌・抗ウイルス作用を発揮することのできる抗菌剤および抗ウイルス剤を提供する精油添着炭素多孔質材料およびそれらを備える抗菌・抗ウイルスフィルター並びに空気清浄機を提供できる。
　以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。なお、本発明の範囲はここで説明する実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることができる。
［精油添着炭素多孔質材料］
　本実施形態の精油添着炭素多孔質材料は、特定の炭素多孔質材料、水および精油により構成される。
　本実施形態の精油添着炭素多孔質材料を構成する炭素多孔質材料のＢＥＴ法による比表面積は、５００ｍ２／ｇ以上であり、好ましくは７００ｍ２／ｇ以上であり、より好ましくは８００ｍ２／ｇ以上である。また、本実施形態で使用される炭素多孔質材料のＢＥＴ法による比表面積は、２５００ｍ２／ｇ以下であり、好ましくは２２００ｍ２／ｇ以下であり、より好ましくは２０００ｍ２／ｇ以下である。ＢＥＴ法による比表面積が上記下限以上であると、精油や水の添着状態を好適に維持することができ、精油成分の揮発を抑えることができる。一方、ＢＥＴ法による比表面積が上記上限以下である場合、炭素材の力学強度を維持することができ、好適に加工することができ精油成分が多孔質炭素内部に毛細管現象により吸着されることによる菌やウイルスと精油成分との接触確率の低下を抑制できる。
　本実施形態の精油添着炭素多孔質材料を構成する炭素多孔質材料の酸性官能基量は、０．１ｍｅｑ以上であり、好ましくは０．２ｍｅｑ／ｇ以上である。また、該炭素多孔質材料の酸性官能基量は、５ｍｅｑ／ｇ以下であり、好ましくは４ｍｅｑ／ｇ以下である。酸性官能基量が上記下限以上の場合、該炭素多孔質材料は水との親和性に優れるため水の揮発を抑制でき、精油添着炭素多孔質材料として抗菌、抗ウイルス活性発現を長期に保つことができる。また、酸性官能基量が５ｍｑ／ｇ以下である場合、精油成分との親和性に優れ、精油成分を炭素多孔質材料表面に好適に留めることができ、精油添着炭素多孔質材料として抗菌、抗ウイルス活性の発現期間を長期に保つことができる。活性炭の酸性官能基量の定量は、一般的に知られている方法（例えば、「表面　Ｖｏｌ．３４，Ｎｏ．２（１９９６）」、「Ｃａｔａｌ．１６，１７９（１９６６）」等参照）を使用して行うことができる。具体的には、酸性官能基量の定量は、活性炭試料のそれぞれ２ｇを１００ｍｌのエルレンマイヤーフラスコに取り、これらに１／１０規定（Ｎ）のアルカリ試薬（ナトリウムエトキシド）５０ｍｌを加え、２４時間振とうした後に濾別し、未反応のアルカリ試薬を１／１０規定（Ｎ）の塩酸で滴定して行うことができる。具体的には後述する実施例記載の方法で測定することができる。
　本実施形態の炭素多孔質材料は、水素含量が０．２１重量％以上であることが好ましく、０．３重量％以上であることがより好ましい。また、前記水素含量は、１．０重量％以下であることが好ましく、０．８重量％以下であることがより好ましい。水素含量は、炭素から構成される骨格の末端量、すなわち炭素構造の大きさを示している。本実施形態において、水素含量が上記上限以下であると、炭素構造が十分に発達し、精油の添着が好適に維持できるため好ましく、上記下限以上であると、水の添着を好適に維持することができる。ここで、水素の含有量は後述する実施例に記載の方法（元素分析）で測定することができる。
　本実施形態の精油添着炭素多孔質材料を構成する炭素多孔質材料の、窒素吸着量の測定により得られる吸着等温線をＮＬ－ＤＦＴ法により解析して得られる細孔直径２ｎｍ以下の細孔の細孔容積（以下、ミクロ孔容積と略称することがある）は、０．３５ｃｍ３／ｇ以上であり、好ましくは０．３６ｃｍ３／ｇ以上である。また、本発明で使用される炭素多孔質材料のミクロ孔容積は、好ましくは０．４２ｃｍ３／ｇ以下であり、より好ましくは０．４０ｃｍ３／ｇ以下である。ここで、ミクロ孔とは細孔径（細孔直径）２ｎｍ以下の孔を表し、窒素吸着量の測定により得られる吸着等温線をＮＬ－ＤＦＴ法によって解析することでミクロ孔容積を算出できる。本発明において、ミクロ孔容積が０．３５ｃｍ３／ｇ以上の場合、精油および水分が炭素多孔質材料上に添着された状態を好適に維持することができ、精油および水分の揮発を抑制し、抗菌、抗ウイルス活性を好適に維持することができる。
　本実施形態の精油添着炭素多孔質材料あるいはそれを構成する炭素多孔質材料が上記のようなＢＥＴ法による比表面積、ミクロ孔容積、酸性官能基量を有することにより、菌やウイルスが精油添着炭素多孔質材料に捕捉・接触されやすくなるとともに、精油と水との接触が効率よく起こり、抗菌・抗ウイルス作用が十分に発揮される。また、本実施形態の精油添着炭素多孔質材料精油と水の添着状態が適切に維持できるため、長期間安定的に抗菌・抗ウイルス作用を発揮することができる。
　本実施形態で使用される炭素多孔質材料の原料は、得られる炭素多孔質材料の性状を満足できれば、特に限定されるものではなく、木材、鋸屑、木炭、ヤシ殻、クルミ殻などの果実殻、果実種子、パルプ製造副生物、リグニン、廃糖蜜などの植物系、泥炭、草炭、亜炭、褐炭、レキ青炭、無煙炭、コークス、コールタール、石炭ピッチ、石油蒸留残査、石油ピッチなどの鉱物系、フェノール、サラン、アクリル樹脂などの合成素材、再生繊維（レーヨン）などの天然素材を挙げることができる。前記原料を必要に応じて炭化・賦活することにより、炭素多孔質材料を得ることができる。賦活方法としては、燃焼ガス賦活、二酸化炭素賦活、水蒸気賦活などがある。
　このうち、水蒸気賦活を行う場合は、賦活に使用するガス中の水蒸気ガス濃度を１０～８０％の範囲、より好ましくは２０～５０％の範囲で実施する。また、賦活する温度としては、水蒸気の含有量に依存するため、特に定められるものではないが、炭素多孔質材料の過剰な酸化を抑制するため、通常６００～１０００℃の範囲、より好ましくは、７００～９８０℃の範囲で実施する。
　さらに、本実施形態では、賦活後も炭素多孔質材料の温度が３００℃以下になるまで賦活ガスと同様な組成のガス中で冷却し、その後系外に取り出すことが好ましい。冷却時に必要とされる雰囲気である賦活ガスと同様なガスとは、賦活時に用いられる窒素ガス、炭酸ガスまたはこれらの混合ガス（酸素、水素の含有量は１～２％以下）の雰囲気であれば良く、賦活に用いるガスと冷却に用いるガスとは必ずしも同一組成のものでなくても良い。これによって、表面の官能基が冷却中に除去されることもなく、安定に取り出すことが出来る。
　炭素多孔質材料の形状としては、粉末状、粒状、繊維状（糸状、織り布（クロス）状、フェルト状）などのいずれの形状でもよい。空気清浄機用フィルターやマスク等の用途に用いる場合は、不織布等の各種フィルター基材に上記活性炭を接着した活性炭シート、上記活性炭をバインダーによって板状・ハニカム状・円筒状・円柱状などの形状に成型した成型体、上記炭素多孔質材料をフィルター形状の缶体に充填したものなどを用いることが好ましい。
　粉末状の炭素多孔質材料を使用してシート化する場合、作業性、精油成分等との接触効率などの点から、平均粒径は１０μｍ～１５０μｍが好ましく、２０μｍ～７５μｍがさらに好ましい。粒状の活性炭を使用する場合、同様の理由から、平均粒径７５μｍ～１．７ｍｍ（２００メッシュ～１０メッシュ）が好ましく、１００μｍ～０．５ｍｍがさらに好ましい。繊維状の活性炭を使用する場合、成型性の点から１～５ｍｍ程度に切断して使用することが好ましい。なお、ここで平均粒径とはレーザー回折法で測定された際のＤ５０を指す。
　本実施形態の精油添着炭素多孔質材料を構成する精油は、抗菌作用および抗ウイルス作用の少なくともいずれかを有する精油であれば、化学合成されたものでも天然物由来のものでも構わない。天然物由来の天然抽出薬剤であれば、安全性が比較的高く且つ環境に対する影響が少ないため、より好ましい。
　化学合成されたものとしては、フェノール、イソプロピルメチルフェノール、レゾルシン、パラオキシ安息香酸エステル、フェノキシエタノール、チモール、クレゾール、ヒノキチオール、安息香酸、サリチル酸、デヒドロ酢酸、ヘキサクロロフェン、ウンデシレン酸モノエタノールアミド、塩化ベンザルコニウム、塩化ベンゼトニウム、グルコン酸クロルヘキシジン、塩化リゾチーム等が挙げられる。
　植物由来の天然抽出薬剤としては、例えば、ヒノキ、ヒバ、ナラ、イチョウ、クマザサ、ナンテン、トチュウ、ウコン、アスナロ、ビャクシン、ビャクダン、トドマツ、クロマツ、エゾマツ、スギ、トウヒ、クロベ、モミ、クスノキ、ミカン、フトモモ、モクセイ、ティーツリー、ユーカリ、シダーウッド、アカシア、ジュニパー、タイム、パイン、ペパーミント、ラベンダー、セリ、イネ等の少なくとも１種類の植物から抽出された各種精油類が挙げられるが、精油として抽出可能である植物であれば上記植物種に限定するものではない。これら植物から抽出されたアロエエキス、オウゴンエキス、オウバクエキス、カツミレ、シャクヤクエキス、クチナシエキス、カワラヨモギエキス、シコンエキス、サンザンエキス、セイヨウハッカ、クワエキス、ローズマリーエキス、ラベンダー、エキス、スペリヒユ、スイカズラ、ヒノキチオール、板覧根等、特に抗菌・抗ウイルス機能を保持するフィトンチッドと呼ばれる有効成分を有する精油類が好ましい。なかでも、前記有機性物質がテルペノイド類、フェニルプロパノイド類、フラボノイド類、アルカロイド類、フェノール類、アルコール類、ステロイド類、へテロ環類、エステル類、エーテル類、ケトン類、アルデヒド類、脂肪酸類またはそれらの混合物から選択される少なくとも１種を含む精油であることが好ましい。
　本実施形態では、とりわけ、上記有機性物質を多く含むフィトンチッド、ティーツリーオイル、ユーカリオイル、パチュリオイル、ペパーミントオイルなど、抗菌・抗ウイルス作用に優れた精油を用いることが好ましい。特に、フィトンチッドは古くより抗菌機能を持つ木材抽出成分であることが知られている。植物には植物自身が細菌から身を守るための自己防衛物質としてフィトンチッドなる成分を持っていると考えられている。フィトンチッドには１００種類以上の有機天然物が含まれており、それぞれの共存状態にて多種多様の細菌類、ウイルス類に作用できると考えられる。
　これまでにも、テルペノイドの特性として、殺菌、抗ウイルス、消毒・抗菌作用、防腐作用などが知られている。一般的に、水酸基が多い化合物の方が抗菌・抗ウイルス作用が強いとされているので、水酸基を多く含む化合物が含有されていれば、より抗菌・抗ウイルス作用が強くなると考えられる。
　また、抗菌・抗ウイルス作用を有すると考えられる精油成分としてはベンジルアルコール、フェネチルアルコール等のアルコール類、ドデカノール、ヘキサデカノール等の長鎖状アルコール類、フェノール、クレゾール、エチルフェノール、プロピルフェノール、チモール、オイゲノール、グアイアコール、クレオゾール、メトキシフェノール、ジメトキシフェノール等のフェノール類、酢酸、ラウリン酸、パルミチン酸、ミリスチン酸、カプリル酸、プロピオン酸、酪酸等の脂肪酸類、酢酸ボルニル、酢酸イソボルニル、酢酸ゲラニル、酢酸ベンジル、酢酸リナリルなどのエステル類、ネラール、ゲラニアールなどのアルデヒド類などがあることが確認されている。
　本実施形態において、精油の添着量は精油添着炭素多孔質材料を構成する炭素多孔質材料１００質量部に対して、０．１質量部以上であることが好ましく、０．２質量部以上であることがより好ましく、０．３質量部以上であることがさらに好ましい。また、精油の添着量は精油添着炭素多孔質材料を構成する炭素多孔質材料１００質量部に対して、３００質量部以下であることが好ましく、２８０質量部以下であることが好ましく、２５０質量部以下であることが好ましい。また、１００質量部以下であってもよく、５０質量部以下であってもよく、３０質量部以下であってもよく、２５質量部以下であってもよく、２３質量部以下であってもよく、２０質量部以下であってもよい。上記下限以上であると抗菌活性、抗ウイルス活性が好適に発現し、上記上限以下であると、表面の湿潤化・べたつきなどを抑え、取り扱い性に優れるため好ましい。
　本実施形態の精油添着炭素多孔質材料は水が添着されている。水を添着させることで、精油添着炭素多孔質材料に添着された精油の抗菌・抗ウイルス作用が十分に発揮されるためである。ここで、精油添着炭素多孔質材料に添着される水は、該精油添着炭素多孔質材料上に添着される精油とミセル状の粒子を作ることのできる量、あるいは水と精油が相分離しない量であることが好ましい。この理由は必ずしも明らかではないが、精油添着炭素多孔質材料に添着される水が精油とミセル状の構造を形成することで、精油中の抗菌・抗ウイルス成分が抗菌・抗ウイルス作用を発揮することができるためだと予測される。水と精油が相分離しない量であるかどうかを確認するには、水と精油と必要に応じて界面活性剤を含有する精油組成物を作製した際に、目視で観察した際油相と水相の界面が観察されるか否かにより確認できる。
　また、本実施形態の精油添着炭素多孔質材料に添着される水の量は、該精油添着炭素多孔質材料を構成する炭素多孔質材料１００質量部に対して、２０質量部以上であることが好ましく、４０質量部以上であることがより好ましく、５０質量部以上であることがさらに好ましく、６０質量部以上であることが特に好ましい。また、３００質量部以下であることが好ましく、２００質量部以下であることがより好ましい。なお、一般に精油添着炭素多孔質材料を構成する炭素多孔質材料は炭素多孔質材料１００質量部に対して７質量部から２０質量部の自然吸着する水分を保持することが出来る。本実施形態では、原因は定かではないが、水分の存在が、抗菌、抗ウイルス活性に大きく影響していることが分かっている。したがって、細孔内に捕らわれ自由に運動できない水分は、本発明の機能を発揮するに至らないと推測される。そこで、本実施形態の炭素材の特徴を有する多孔質炭素材において、自然吸着する水分以上の水分量を有していることが好ましい。自然吸着する水分以上の水分量を有しているか否かは、本実施形態の精油添着炭素多孔質材料に含有される水の量と、精油添着前の炭素多孔質材料に含有される水の量とを比較することにより確認できる。
　本実施形態の精油添着炭素多孔質材料は、精油と水とが添着されたものでありその添着状態は必ずしも明らかではないが、細孔内で、精油と水と必要に応じて界面活性剤および／または保湿性物質とが混合し、ミセル状態あるいは膜構造を形成していると推測される。このようなミセル状態あるいは膜構造を細孔内で形成することにより、安定的に本実施形態を構成する炭素多孔質材料上に精油と水とが添着された状態を維持しながら菌やウイルスを好適に捕捉し、精油による抗菌・抗ウイルス作用に必要な水が十分かつ安定的に供給され、結果として長期安定的に抗菌・抗ウイルス作用を発揮できると考えられる。
　本実施形態における炭素多孔質材料はその細孔や酸素や水素などで構成される酸性官能基の作用により水を保持するが、界面活性剤の添加により水との親和性を高めることができ、その結果、安定的に水分を吸着できる。また、界面活性剤により相分離が抑制されることで、炭素多孔質材料上への精油及び水との保持性の低下を抑制することが出来る。このような理由から本実施形態の精油添着炭素多孔質材料には、さらに界面活性剤が添着されていてもよい。
　界面活性剤が存在する場合、精油および水と界面活性剤が、炭素多孔質材料の細孔内で膜構造やミセルを構成しやすくなると推定され、この膜構造ないしミセル内部に、精油成分を取り込むことができると考えられる。ミセルの表面は親水基であり、外部より飛来した細菌、ウイルスの表面の親水性である細菌の生体膜に効率的に接触できると考えられる。ミセルは細菌の生体膜と同化し、フィトンチッド成分によって生体膜中の内部にあるたんぱく質を変性させたり、生体膜そのものを破壊することができると考えられ、これは抗菌ペプチドやフェノール系抗菌剤などの抗菌作用と同じである。
　なお、界面活性剤がない場合でも、精油（特にフィトンチッド）に含まれる成分の一つである脂肪酸が界面活性剤の役割を果たしていると考えられる。そのため、界面活性剤がなくても抗菌ペプチドやフェノール系抗菌剤と同じ抗菌作用を発現すると推定されるが、界面活性剤を添加している方がより効率的に抗菌作用を発現すると考えられる。
　このような界面活性剤としては、本発明の効果を阻害しない範囲で特に限定なく使用することができるが、特に陰イオン界面活性剤、非イオン界面活性剤または両性界面活性剤が好ましく使用され得る。食器洗浄用洗剤、食品添加物でも使用されており、人体に比較的安全であることを実証されている材料を使用することで、より安全で安価に精油添着炭素多孔質材料を作製することが可能だからである。
　このような界面活性剤のより具体的な例として、例えば、アルキルベンゼンスルホン酸塩、モノアルキルリン酸塩、アルキルポリオキシエチレン硫酸塩、モノアルキル硫酸塩、セッケン、アルキルジメチルアミンオキシド、アルキルカルボキシベタイン、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル（ポリソルベート）、グリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル等を用いることができる。
　本実施形態の精油添着炭素多孔質材料が界面活性剤を含有する場合、界面活性剤の含有量は前記精油重量に対して０．０１～２．０倍程度である。界面活性剤が０．０１倍未満の場合は多孔質材料への濡れ性が低下し、精油成分がやや添着しにくくなる傾向がある。一方、２．０倍を超える場合は精油組成物の粘度が高くなり、やはり多孔質材料に精油成分が添着しにくくなるおそれがある。このような観点から、界面活性剤の含有量は前記多孔質材料重量に対して０．０１～２．０倍の範囲であれば、優れた抗菌・抗ウイルス効果を効率よく発揮できると考えられる。
　さらに、本実施形態において、水の揮発を抑制することを目的として、保湿性物質を添加しても構わない。保湿性物質としては特に限定されるものではなく、有機物、無機物何れでも構わない。有機物としては、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、セルロースなどの親水性高分子などを使用することができる。無機物としては、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化カルシウム、酸化マグネシウムなどの酸化物およびこれらの複合物、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化チタンなどの金属水酸化物を使用することが出来る。これらは、水分を吸収し、また後述する精油組成物に含ませることで、蒸気圧を下げて水分の蒸発を抑制することができる。それにより、精油添着炭素多孔質材料における水分を保持することができる。そのため、優れた抗菌および抗ウイルス作用を長期間保持することが可能になると考えられる。更にハロゲン元素、ホウ素、硫黄などの元素を含まないため、吸湿や熱によって、有害な物質を排出しないため好ましい。
　また、保湿性物質の含有量は前記炭素多孔質材料の重量に対して０．１～１．０倍が好ましい。保湿性物質の含有量が炭素多孔質材料重量に対して０．１倍以上であると、保湿性が向上し、抗菌・抗ウイルス作用が向上する傾向がある。一方、１．０倍以下であると、炭素多孔質材料あるいは精油に対して飽和してしまい結晶が析出することを抑制しやすい。
　なお、保湿性物質は使用状況や選択する物質によっては、析出が起こりやすい場合があり、その場合には、炭素多孔質材料に対する保湿性物質の含有量を質量比で０．１倍未満とすることも好ましい一態様である。上記に挙げた金属水酸化物や金属水酸化物以外の無機物である場合、例えば塩化マグネシウム等の金属塩化物の場合には析出が起こりやすい傾向があり、炭素多孔質材料に対する金属塩化物の含有量を０．１倍未満とすることが好ましく、０．０５倍未満とすることがより好ましく、０倍（すなわち含まれない）としてもよい。
　本実施形態の精油添着炭素多孔質材料の製造方法としては、特に限定はなく、従来公知の方法によって調製することができる。例えば、以下のような調製方法を用いることができる。
　まず、精油、水、および、必要に応じて界面活性剤、保湿性物質等を混合して、精油組成物（添着液）を準備する。その際は、各成分が、前記多孔質材料重量に対して、添着後に上述したような配合比となるように混合し、精油組成物（添着液）を準備することが好ましい。
　次に、精油組成物（添着液）を炭素多孔質材料に添着する。添着方法としては、または一定量の精油組成物を噴霧することが出来るスプレー装置または振り掛けることが出来るシャワー装置による方法、または精油組成物の入った水槽に一定時間含浸、脱液して添着する方法などを取ることが出来る。
　炭素多孔質材料が粉状や粒状である場合には、精油組成物（添着液）を均一になじませるため、ミキサー等で活性炭を撹拌しながら、精油組成物を噴霧または滴下して、精油添着炭素多孔質材料を得ることもできる。
　炭素多孔質材料が繊維状、更にはシート状、フェルト状、織物状などの成型物である場合、バッチ方式、連続方式でも添着することがより容易であり、シート送り出し機構を持つコンベア含浸装置による方法等が挙げられる。
　具体的には、前記精油組成物を適度に保持することができるスポンジロールまたは刷毛などで塗布する方法、精油組成物を均等に塗布または滴下することによって添着させる。
　その際は、精油組成物を炭素多孔質材料シート全体に均等になじませるために、圧縮、搾り、再添着を繰り返してもよいが、最終的に精油組成物に含まれる各成分が上記比率となるように重量を計量して塗工する方法が簡易且つ効率的である。
　本実施形態において、精油組成物を添着する温度としては、特に制限されるものではなく、水の蒸気圧が特別に上昇しない範囲、且つ凍結などの塗工を妨げる温度でなければ支障なく、すなわち４℃～８０℃の範囲、より好ましくは、１０℃～６０℃の範囲、更に好ましくは、２０℃～６０℃の範囲である。
　精油組成物（添着液）を添着する雰囲気も特に限定されるものではなく、空気下でも不活性ガス下で実施しても構わない。特に、高い温度で実施する場合、不活性ガス下で実施することが好ましい。
　得られる精油添着炭素多孔質材料は、乾燥を防ぐため、調製後は直ちにジップ付き袋等に投入し密封し、使用の直前までそのまま保存することが好ましい。
　また、粉状や粒状の炭素多孔質材料を、基材となるシートに担持させて、炭素多孔質材料を備えるフィルター（シート）を作製し、上述の炭素多孔質材料のシート状、フェルト状、織物状などの成型物と同様にして、前記フィルター上の炭素多孔質材料に精油組成物を添着させることもできる。この際、基材としては三次元網状骨格構造を有するフィルター基材が挙げられ、例えば多孔質ウレタン（ポリウレタン発泡シート）、不織布、織物、メッシュ等の三次元網状骨格構造を有する各種フィルター基材が挙げられ、ポリウレタン発泡シートが好適なものとして挙げられる。また、基材に炭素多孔質材料を担持させる方法としては、接着剤となる物質と炭素多孔質材料とを水に分散又は溶解させた懸濁液に基材を浸漬し、炭素多孔質材料目付が目的の値（好適には１００ｇ／ｍ２～２００ｇ／ｍ２）になるように絞った後、乾燥（好適には１００℃～２００℃、０．１時間～６時間）することによって、炭素多孔質材料を備えるフィルターを得ることができる。
〔抗菌剤および／または抗ウイルス剤〕
　上述したような本実施形態の精油添着炭素多孔質材料は、抗菌剤および／または抗ウイルス剤として様々な用途に使用することができる。
　例えば、空気清浄機用フィルター、マスク用フィルター、エアコン用フィルター、加湿器用フィルター、車載用空調フィルター、掃除機用フィルター、ゴミ処理器用フィルター、冷蔵庫用フィルター等の用途に使用可能である。
　本実施形態の抗菌剤および／または抗ウイルス剤は、人体に優しい天然由来の成分を含有しており、また、長期にわたって有効成分を保持できるため、空気清浄機やマスク等の用途に用いるフィルターに担持させて用いることにより、優れた効果を発揮し得ると考えられる。
　例えば、本実施形態の精油添着炭素多孔質材料からなる抗菌剤および／または抗ウイルス剤を、三次元網状骨格構造を有するフィルター基材に担持させることによって、抗菌および／または抗ウイルスフィルターを提供することができる。
　本実施形態の抗菌および／または抗ウイルスフィルターに用いることができるフィルター基材としては、上述したような精油添着炭素多孔質材料を担持できる三次元網状骨格構造を有する基材であれば特に限定はされない。
　具体的には、例えば、多孔質ウレタン、不織布、織物、メッシュ等の三次元網状骨格構造を有する各種フィルター基材であって、通気性がよく、本実施形態の精油添着炭素多孔質材料を担持しやすいもの等が挙げられる。市販のものを使用してもよく、多孔質ウレタンとしてはクラボウ製１３０１ＷＨ２．２ｔ、イノアック製ＥＣＺ　１０ｔ、イノアック製ＭＦ－１３等が好適に使用できる。不織布としては倉敷繊維加工製ＫＣ１３０等が好適に使用できる。メッシュ基材としてはみず隆製ＰＨ３７３４、ＰＨ３２３２、ＥＨ３４３３等が好適に使用できる。
　また、上述したような抗菌および／または抗ウイルスフィルターは、例えば、精油添着炭素多孔質材料または炭素多孔質材料を一定量の水中に分散し、接着剤としてラテックス（日本ゼオン製ＬＸ８１２）、増粘剤としてセルロース（第一工業製薬製セロゲンＷＳＡ）を追加したスラリーを作成し、上記の各種フィルター基材をこのスラリー中に含浸したあと乾燥することによって得ることができる。なお、フィルター作製時に含侵させるスラリーに炭素多孔質材料を用いた場合は、フィルター作製後、精油組成物を添着させる。
　更に、これらのフィルターが、用いられた空気清浄機、エアーコンディショナーなどに具備され、気流と接触させることで、効率的に抗菌、抗ウイルス機能を発現することが出来る。
　本明細書は、上述したように様々な態様の技術を開示しているが、そのうち主な技術を以下に纏める。
　すなわち、本発明の一局面に係る精油添着多孔質材料は、水と、抗菌作用および抗ウイルス作用のうち少なくとも一方を有する精油とが添着された精油添着炭素多孔質材料であって、該精油添着炭素多孔質材料を構成する炭素多孔質材料の窒素吸着ＢＥＴ法による比表面積が５００ｍ２／ｇ以上２５００ｍ２／ｇ以下、酸性官能基量が０．１ｍｅｑ／ｇ以上５ｍｅｑ／ｇ以下、窒素吸着量の測定により得られる吸着等温線をＮＬ－ＤＦＴ法により解析して得られる細孔直径２ｎｍ以下の細孔の細孔容積が０．３５ｃｍ３／ｇ以上であることを特徴とする。
　このような構成により、優れた抗菌・抗ウイルス作用を発揮することのできる抗菌剤および抗ウイルス剤を提供する精油添着炭素多孔質材料およびそれらを備える抗菌・抗ウイルスフィルター並びに空気清浄機を提供できる。
　前記精油添着炭素多孔質材料において、さらに界面活性剤が添着されていることが好ましい。それにより、炭素多孔質材料が安定的に水分を吸着でき、また、界面活性剤により相分離が抑制されることで、炭素多孔質材料上への精油及び水との保持性の低下を抑制することが出来る。
　また、前記精油添着炭素多孔質材料において、前記精油が、植物由来の天然抽出薬剤であることが好ましい。それにより、安全性が比較的高く且つ環境に対する影響が少ないという利点がある。
　さらに、前記精油添着炭素多孔質材料において、前記炭素多孔質材料に対する金属塩化物の含有量が質量比で０．１倍未満であることが好ましい。それにより、金属塩化物の析出を抑制できると考えられる。
　また、本発明のさらなる局面に関する抗菌剤および抗ウイルス剤は、上述した精油添着炭素多孔質材料からなることを特徴とする。
　さらに、本発明のさらに他の局面に関するフィルターは、上述の抗菌剤または抗ウイルス剤を備えることを特徴とする。
　また、本発明には、上述したフィルターを具備した空気清浄機も包含される。
　以下に、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は実施例により何ら限定されるものではない。
（炭素多孔質材料の窒素吸着ＢＥＴ法による比表面積およびミクロ孔容積）
　以下にＢＥＴの式から誘導された近似式を記す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　上記（Ｉ）の近似式を用いて、液体窒素温度における、窒素吸着による多点法により所定の相体圧（ｐ／ｐ０）における実測される吸着量（ｖ）を代入してｖｍを求め、次式により試料の比表面積（ＳＳＡ：単位はｍ２／ｇ）を計算した。上記の式中、ｖｍは試料表面に単分子層を形成するに必要な吸着量（ｃｍ３／ｇ）、ｖは実測される吸着量（ｃｍ３／ｇ）、ｐ０は飽和蒸気圧、ｐは絶対圧、ｃは定数（吸着熱を反映）、Ｎはアボガドロ数６．０２２×１０２３、ａ（ｎｍ２）は吸着質分子が試料表面で占める面積（分子占有断面積）である。
　具体的には、カンタクローム社製「Ａｕｔｏｓｏｒｂ－ｉＱ－ＭＰ」を用いて、以下のようにして液体窒素温度における炭素多孔質材料への窒素の吸着量を測定した。測定試料である炭素材料を試料管に充填し、試料管を－１９６℃に冷却した状態で、一旦減圧し、その後所望の相対圧にて測定試料に窒素（純度９９．９９９％）を吸着させた。各所望の相対圧にて平衡圧に達した時の試料に吸着した窒素量を吸着ガス量ｖとした。得られた値を基にＢＥＴ法による比表面積を算出した。
　上記の窒素の吸着量の測定より得られた吸着等温線をＮＬ－ＤＦＴ法により解析し、２ｎｍ以下の孔径（細孔直径）を有する孔の容積をミクロ孔容積として算出した。
（炭素多孔質材料の酸性官能基量の測定）
　炭素多孔質材料の酸性官能基量の定量は、表面、３４［２］（１９９６）音羽ｐ．６２又はＣａｔａｌ．，１９６６［１６］（米）ｐ．１７９に詳述されている方法により行うことができる。具体的には、活性炭試料各２ｇを１００ｍＬのエルレンマイヤーフラスコに取り、これらに１／１０規定（Ｎ）のアルカリ試薬（ナトリウムエトキシド）５０ｍＬを加え、２４時間振とうした後に濾別し、未反応のアルカリ試薬を１／１０規定（Ｎ）の塩酸で滴定して行うことができる。本法により、酸素に由来する官能基がナトリウムエトキシドと反応し、残留したナトリウムエトキシドを塩酸により定量することで、酸性官能基量とすることができる
（炭素多孔質材料の水素含量の測定：元素分析）
　株式会社堀場製作所製、酸素・窒素・水素分析装置ＥＭＧＡ－９３０を用いて、不活性ガス溶解法に基づいて元素分析を行った。
　当該装置の検出方法は、水素：不活性ガス融解－非分散型赤外線吸収法（ＮＤＩＲ）であり、校正は、Ｎｉカプセル、ＴｉＨ２（Ｈ標準試料）、を用い、前処理として２５０℃、約１０分で水分量を測定した試料２０ｍｇをＮｉカプセルに取り、元素分析装置内で３０秒脱ガスした後に測定した。試験は３検体で分析し、平均値を分析値とした。
　［製造例１］
　＜炭素多孔質材料の作製＞
　ヤシ殻炭化物を、２００メッシュ以下に微粉砕した基材１００質量部に、ＣＭＣ２質量部を含有する水４０質量部を混和し、皿型造粒機を用いてゆるやかに球型に造粒し、得られた造粒物を乾燥した。造粒物を加熱しながら上部から下部への移動床を形成させ、気化炭化水素の導入口から、３５０℃で気化した重油ガスを造粒物１００部に対して４０部の割合で連続的に吹込んだ。熱処理温度は９５０℃で、その温度における造粒物の帯留時間は３０分であった。
　次に上記の粒状炭素材料を用いて、液化プロパンガスからの燃焼ガスにより、温度９００℃で１時間賦活処理した。その後、同雰囲気を維持したまま２００℃まで降温して、炭素多孔質材料を製造した。得られた炭素多孔質材料の物性を表１に示す。
　＜炭素多孔質材料を備えるフィルターの作製＞
　続いて、得られた炭素多孔質材料１００質量部を水１２０質量部に分散させ、接着剤として、２質量％ＣＭＣ水溶液４０部と、４５質量％アクリロニトリルブタジエン系ラテックス２６０部を加えた懸濁液を作った。ポリウレタン発泡シート（３ｍｍ厚さ、ポリウレタン目付８０ｇ／ｍ２）を、炭素多孔質材料懸濁液に浸漬し、炭素多孔質材料目付が１５０ｇ／ｍ２となるように絞った後、１２０°Ｃで乾燥し、炭素多孔質材料を備えるフィルターを得た。
　［製造例２］
　製造例１において、賦活時間を２時間とした以外は製造例１と同様にして、炭素多孔質材料を得、続いて炭素多孔質材料を備えるフィルターを得た。
　［製造例３］
　製造例１において、賦活時間を３時間とした以外は製造例１と同様にして、炭素多孔質材料を得、続いて炭素多孔質材料を備えるフィルターを得た。
　［製造例４］
　製造例１において、賦活後に、窒素気流に切り替えて、９００℃で１時間保持した以外は、製造例１と同様にして炭素多孔質材料を得、続いて炭素多孔質材料を備えるフィルターを得た。
　［製造例５］
　製造例１において、賦活時間を４時間、その後２００℃まで降温した後２００℃での保持時間を２時間とした以外は、製造例１と同様にして、炭素多孔質材料を得、続いて炭素多孔質材料を備えるフィルターを得た。
　製造例１～５により得られた炭素多孔質材料のＢＥＴ法による比表面積、酸性官能基、水素含有量、ミクロ孔容積を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　［実施例１～３］
　上記フィトンチッド溶液（精油、フィトンチッドジャパン製「ＰＴ－１５０」、含水率９９．７％）調整液に、製造例１～３で炭素多孔質材料を備えるフィルター（１００×１２０ｍｍ、活性炭重量１．０８ｇ）にスポンジローラーを使用して均等に塗布することで、それぞれ実施例１～３のフィトンチッド添着炭素多孔質材料を備えるフィルターとした。フィトンチッド添着炭素多孔質材料を備えるフィルターは添着液をシート全体に均等になじませるために圧縮、搾り、再添着を繰り返し、最終的に精油組成物が２ｇ程度になるだけ炭素多孔質材料を備えるフィルターに添加されるように重量を調整した。添着操作前のフィルターそのものの重量は、１．８ｇであり、添着操作後の増分は、実施例１～３ではそれぞれ２ｇ、２．４ｇ、２．７ｇであった。
　［比較例１］
　フィトンチッド溶液を添着しなかった以外は、実施例１と同様におこなった。
　［比較例２および３］
　実施例１と同様の操作で、製造例４および５で調製した活性炭を用いたものを、それぞれ比較例２および３のフィトンチッド添着炭素多孔質材料を備えるフィルターとした。実施例１と同様の回数・量フィトンチッド溶液を添着し、圧縮、搾り、再添着を加えた結果、比較例２および比較例３の添着操作後の増分はそれぞれ、０．４ｇおよび０．５ｇであった。
　精油であるフィトンチッドの活性炭１００質量部に対する添着量は、本願発明の規定を満たす活性炭を使用した場合、活性炭にフィトンチッド溶液が十分に添着され、効果を発現されると考えられる。実施例１から比較例２の添着量の増分の差から、実施例１のフィトンチッド添着炭素多孔質材料には、１．５ｇ程度のフィトンチッド溶液が添着されている。さらに、フィトンチッド溶液の水が揮発しなかった場合及び水のみ全て揮発した場合を考慮すると、フィトンチッドは、実施例１の活性炭１．０８ｇ当たり０．００６ｇ～１．５ｇ添着されており、活性炭１００質量部に対し、おおよそ０．５質量部～１４０質量部の範囲で添着されていると推測される。同様に、実施例２では、０．６質量部～２２０質量部、実施例３では０．７５質量部～２５０質量部程度であると推測される。また、比較例２及び３では、フィルター全体の増分がすべて活性炭に添着されていると仮定すると、活性炭１００質量部に対し、それぞれ、０．００１１質量部～０．３７質量部及び０．００１４質量部～０．４６質量部の範囲で精油が添着されていると推測される。
　［ネココロナウイルス抗ウイルス性能］
　超低温冷蔵庫に凍結保存したＦｅｌｉｎｅ　ｉｎｆｅｃｔｉｏｕｓ　ｐｅｒｉｔｏｎｉｔｉｓ　Ｖｉｒｕｓ（ＦＩＰＶ；ネコウィルス：７９－１１４６株）を細胞増殖用培地中（１０％ＦＢＳ含有イーグル　ＭＥＭ（Ｇｉｂｃｏ））でｆｃｗｆ４細胞（ネコ腎細胞：ｆｃｗｆ４ｐ８６株）にＭ．Ｏ．Ｉ（Ｍｕｌｔｉｐｌｉｃｉｔｙ　ｏｆ　ｉｎｆｅｃｔｉｏｎ）０．０１で感染させ、３７℃５％ＣＯ２存在下で７２時間培養した（１継代）。連続した５代継代したものを大量培養し、蔗糖密度購買超高速遠心法によりウイルス液を分離、精製し、１ｍＬずつ分注後―８０℃超低温冷凍庫にて実験使用時迄保存した。ウイルス液の一部は、１０倍段階希釈法にて細胞変性効果を確認し、ウイルス感染力（ＴＣＩＤ５０）を測定した。
　＜試験方法＞
特殊繊維のネココロナウイルスに対する試験性能
測定条件
接触時間　１，５，１０，６０，４８０分間
検体数　　試験条件毎３回
回収容量　１ｍｌ／繊維（１０ｍｍ×１０ｍｍ）
　＜測定方法＞
１．予め約１０７．００ＴＣＩＤ５０／ｍｌ濃度にＦｅｌｉｎｅ　ｉｎｆｅｃｔｉｏｕｓ　ｐｅｒｉｔｏｎｉｔｉｓ　Ｖｉｒｕｓ（ＦＩＰＶ；ネコウィルス：７９－１１４６株）を調整した。なお、至適ウイルス濃度はウイルスを含まない陰性対照（予備試験）での細胞変性効果を元に算定した。
２．細胞培養シャーレ（６０ｍｍφ）に上記実施例１～３、比較例１～３で得られた精油添着炭素多孔質材料を備えたシートを切り取った試験片（１０ｍｍ×１０ｍｍ）を設置した。試験片に濃度調整済みウイルス液１００μＬを滴下した。滴下後ただちに３７℃５％ＣＯ２存在下で所定の時間培養を行った。
３．測定条件に記載した接触時間毎に試験片を回収し、ウィルス維持培地１％ＢＳＡ含有イーグルＭＥＭ（Ｇｉｂｃｏ）１ｍＬを加えて洗い出し操作を行い、ウイルス液を回収した。
４．回収したウイルス液を１０倍希釈し、９６穴マイクロプレート上ｆｃｗ－ｆ４細胞に接種し、１時間接触感染させた。ウィルス液除去後、ウィルス維持培地１％ＢＳＡ含有イーグルＭＥＭ（Ｇｉｂｃｏ）０．１ｍｌを加えて３７℃５％ＣＯ２存在下で９６時間培養し、２４時間毎に細胞変性効果（ＣＰＥ：Ｃｙｔｏｐａｔｈｉｃ　ｅｆｆｅｃｔ）あるいは代謝阻害を観察し、ウイルス感染力価（ＴＣＩＤ５０）を測定した。なお、回収したウイルス液の有効希釈系列は、ウイルスを含まない対照試験（予備試験）での細胞変性効果を元に算定した。
　＜予備試験：細胞毒性＞
　４種類の試験物質（それぞれ１片が１０ｍｍ×１０ｍｍ）に細胞増殖用培地０．１ｍｌを加えたものを測定資料原液とし、１０倍希釈を施したのち、９６穴マイクロプレート上ｆｃｗ－ｆ４細胞に接種した。試験物質Ａを除いた３種類の試験物質において、測定試料原液で１００％の細胞変性効果（ＣＰＥ）が認められた（表３）。１０－１希釈液では、試験物質Ｂ，Ｃ，Ｄにおいて２０％の細胞変性が認められた。更に試験物質Ｄでは、１０－２希釈液で１０％の細胞変性が認められた。
　以上の結果より、試験物質がウイルス価測定に使用するｆｃｗ－ｆ４細胞に影響を及ぼすことが示唆され、これ以上の試験に関しては、１／１０００倍希釈が適当であると判断した。また測定に使用するＦＩＰＶの感染力価は７．０ＴＣＩＤ５０／ｍｌ以上相当のものを使用することとした。結果を表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
［抗菌性能］
　ＪＩＳ　Ｚ　２８０１：２０１０「抗菌加工製品－抗菌性試験方法・抗菌効果」５　試験方法を参考にして、上記実施例および比較例で得られた精油添着炭素多孔質材料を備えるフィルターの抗菌性能試験を行った。
　前記精油添着炭素多孔質材料を備えるフィルターについては、約５ｃｍ×５ｃｍの大きさに切断し、約５ｃｍ×５ｃｍの範囲に均等に配置できるように０．５ｇを計量した粒状物の状態として検体にした。
　それぞれの検体に試験菌液（黄色ぶどう球菌（Ｓ．ａｕｒｅｕｓ）：０．４ｍＬ；大腸菌（Ｅ．ｃｏｌｉ）：０．４ｍＬ）を接種し、被覆フィルム（ポリエチレンフィルム、大きさ約４ｃｍ×４ｃｍ、厚み約０．０９ｍｍ）をのせて密着させた。それを３５℃で２４時間保存し、サンプル１個あたりの生菌数を測定した。なお、測定は３回行った。
　そして、抗菌活性値Ｒを以下の式により求めた：
Ｒ＝（Ｕｔ－Ｕ０）－（Ａｔ－Ｕ０）＝Ｕｔ－Ａｔ
Ｕ０：無加工（対照）サンプル片の接種直後の生菌数（／個）の対数値の平均値
Ｕｔ：無加工サンプル片の２４時間後の生菌数（／個）の対数値の平均値
Ａｔ：抗菌サンプルの２４時間後の生菌数（／個）の対数値の平均値
　結果を表３に示す。抗菌活性値Ｒは黄色ブドウ球菌と大腸菌に対する値を求めた。
　なお、抗菌性が十分な機能を有するという判断指標は抗菌活性値Ｒが２．０以上のときをもって抑制効果があるものと判断した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
　表２および表３の結果より、実施例１～３で得られた精油添着多孔質炭素材料を備えるフィルターは、精油が十分に添着されており、抗ウイルス性能・抗菌性能がともに良好であった。それに対して、比較例１の多孔質炭素材料では精油が添着されておらず、また、比較例２～３で得られた精油添着多孔質炭素材料を備えるフィルターは精油を十分に添着することができず、抗ウイルス性能・抗菌性能がともに不良であった。
　この出願は、２０２０年８月１９日に出願された日本国特許出願特願２０２０－１３８７５７を基礎とするものであり、その内容は、本願に含まれるものである。
　本発明を表現するために、前述において具体的な実施形態を通して本発明を適切かつ十分に説明したが、当業者であれば前述の実施形態を変更及び／又は改良することは容易になし得ることであると認識すべきである。したがって、当業者が実施する変更形態又は改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態又は当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。
　本発明は、空気清浄に関する技術、特に、抗ウイルス剤及び抗菌剤やフィルターなどの技術分野において、広範な産業上の利用可能性を有する。

Claims (9)

  1. 　水と、抗菌作用および抗ウイルス作用のうち少なくとも一方を有する精油とが添着された精油添着炭素多孔質材料であって、該精油添着炭素多孔質材料を構成する炭素多孔質材料の窒素吸着ＢＥＴ法による比表面積が５００ｍ２／ｇ以上２５００ｍ２／ｇ以下、酸性官能基量が０．１ｍｅｑ／ｇ以上５ｍｅｑ／ｇ以下、窒素吸着量の測定により得られる吸着等温線をＮＬ－ＤＦＴ法により解析して得られる細孔直径２ｎｍ以下の細孔の細孔容積が０．３５ｃｍ３／ｇ以上である、精油添着炭素多孔質材料。
  2. 　さらに界面活性剤が添着された、請求項１に記載の精油添着炭素多孔質材料。
  3. 　前記精油が、植物由来の天然抽出薬剤である請求項１または２に記載の精油添着炭素多孔質材料。
  4. 　前記炭素多孔質材料に対する金属塩化物の含有量が、質量比で０．１倍未満である、請求項１～３のいずれかに記載の精油添着炭素多孔質材料。
  5. 　請求項１～４のいずれかに記載の精油添着炭素多孔質材料からなる抗菌剤。
  6. 　請求項１～５のいずれかに記載の精油添着炭素多孔質材料からなる抗ウイルス剤。
  7. 　請求項５に記載の抗菌剤を備えるフィルター。
  8. 　請求項６に記載の抗ウイルス剤を備えるフィルター。
  9. 　請求項７または請求項８に記載のフィルターを備える空気清浄機。
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