(57)【要約】【課題】日常提供品において菌黴を発生増殖させない、あるいは発生した菌黴をただちに捕捉し繁殖を封じ込め、菌活性を阻止するという新しい着想下で、所望の防菌・防黴・消臭・吸着能を有する最適素材を提供し、多様性のある用途を与えることを目的とする。【解決手段】本発明によれば、ナノサイズに微細化されたモンモリロナイトの粉末であって、二酸化ケイ素７５重量％、酸化アルミニウム１７．０重量％、酸化ナトリウム３．２重量％、酸化カリウム０．０２重量％、酸化マグネシウム４．１重量％、酸化カルシウム０．３２重量％、酸化チタン０．１４重量％および酸化鉄０．１０重量％で構成される多様性素材が提供される。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ナノサイズに微細化されたモンモリロナイトの粉末であって、二酸化ケイ素７５重量％、酸化アルミニウム１７．０重量％、酸化ナトリウム３．２重量％、酸化カリウム０．０２重量％、酸化マグネシウム４．１重量％、酸化カルシウム０．３２重量％、酸化チタン０．１４重量％および酸化鉄０．１０重量％で構成される多様性素材。  
【請求項２】
前記のモンモリロナイト粉末に水を添加し、分散剤とした請求項１に記載の多様性素材。
【請求項３】
抗菌、防黴、消臭および放射性物質の吸着機能を有する請求項１乃至２に記載の多様性素材。
【請求項４】
皮膚適用剤、浄化用素材、被服素材、樹脂容器素材、水産飼料、畜産用敷材および壁材のいずれかの添加材として用いられることを特徴とする請求項１乃至３に記載の多様性素材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、近年のライフスタイルの変化に適応することができる多様性素材に関するものである。さらに詳細には、特定組成のモンモリロナイトの特性に着目した多用途適用素材を提供するものである。
【背景技術】
【０００２】
ライフスタイルの多様化にともない、生活環境が劇的に変化してきた。居住空間においてはアメニティを追求する一方、密閉された空間生活に生じる弊害、例えば、特に黴や細菌及び病原菌の温床化とこれが原因で発症する疾患や悪臭等のもたらす環境悪化が近年の社会問題にもなっている。生命維持に不可決の水資源の問題は、黴や細菌汚染に加えて放射性物質による汚染処理問題にもおよび、事態は極めて深刻である。
【０００３】
これらに対処すべく、その対象療法として研究開発された抗菌剤や添加物はある程度一定の成果は上げたが、皮肉なことにも添加物多用により、人間の体が知らずのうちに蝕まれてきた。例えば、加工食品に含まれる添加物の影響として、アレルギーの発症、化粧品において防腐剤の影響で皮膚刺激やアレルギー等の問題および建材においてはシックハウス症候群等が深刻である。これら諸問題については、化石燃料の多用による環境汚染や地球温暖化による環境悪化が拍車をかけており、その対策が急がれている。
【０００４】
抗菌剤や防カビ剤については近年、その添加薬剤の持続性を図り、添加量の低減を実現することによって実効性の向上を図る試みも行われてきた。
また、より低刺激を目指しての天然物の利用も検討されてきたが、そもそもが、刺激やアレルギーを生じることが分かっている素材を添加するという発想のもとでは、原因を完全に取り除くことが出来ず抜本的な解決には至っていない。
【０００５】
一方で不測の地震と原子力発電施設の事故がもたらした放射能による水汚染に至っては、人間の生命線となる安全な水資源の確保が喫緊の課題である。
【０００６】
このような事情に鑑み、近年のライフスタイルの変化に適応することができる最適な素材の提供が待ち望まれているところである。
ここで、この対策としては、従来からの着想を異にする発想の転換が必要であり、端的には、殺菌剤等の薬剤不使用において有効な作用機序を有する素材の探求と提供が求められていた。
【０００７】
この点、出願人は、必ずしも発生した菌を殺すという発想ではなく、発生増殖させない、あるいは発生した菌を捕捉し繁殖を封じ込め、菌活性を阻止するという新しい着想下でのスクリーニングによって見出される素材の探索と提供が重点的な課題と捉えた。
種々検討する中、特定の粘土鉱物等の天然素材の特性を利用することで課題解決の合理性を見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明によれば、特定のモンモリロナイトが、多様性のある素材として提供される。具体的には、ナノサイズに微細化された特定組成のモンモリロナイトの粉末であって、二酸化ケイ素７５重量％、酸化アルミニウム１７．０重量％、酸化ナトリウム３．２重量％、酸化カリウム０．０２重量％、酸化マグネシウム４．１重量％、酸化カルシウム０．３２重量％、酸化チタン０．１４重量％および酸化鉄０．１０重量％で構成される多様性素材が提供される。
【０００９】
本発明の多様性素材は、優れた抗菌、防黴、消臭および放射性物質の吸着機能を有することから、皮膚適用剤、浄化用素材、被服素材、樹脂容器素材、畜産用敷材および壁材のいずれかの添加材として幅広い事業領域において用いられるのが特徴である。
【００１０】
粘土鉱物等の天然素材の特性を利用に関しては、古くから研究が続けられており、その機能性も種々知られているが、その特性を活かした最適な用途開発については未知の部分も多い。その理由の一つとして、産地由来の特性に起因した構成のため成分種が多く、各成分比率や機能特性も多岐に渡っているからである。
また、粘土鉱物については、粒径や粒度の処理方法によって、その効果特性が大きく変わることも知られているところ、粘土鉱物そのものの潜在的な特性を含め向上させるための応用研究は未だなされていない（例えば、特許文献１乃至５）。
【００１１】
特許文献１には、粘土鉱物を利用した粉末入り化粧水が開示されている。酸化チタンの分散性向上のために多量の界面活性剤が必要であるが、皮膚刺激の問題がある。この現状打破のため、粘土鉱物を安定化剤の一部に使用しているが、実施例としては、防腐剤や紫外線吸収剤を使用し皮膚刺激解消の製剤設計において使用されたものではない。
【００１２】
特許文献２には、少なくとも合成ベントナイトとシリコン油と抗菌剤とを配合してなる皮膚外用剤が開示されているが、ヒノキチオール、感光素２０１号、アビエチン酸、ロジン、およびレゾルシンからなる群から選んだ少なくとも１種を抗菌剤として使用することが前提の発明であり、安全性の点で十分な構成ではない。
【００１３】
特許文献３には、特定のカチオン界面活性剤によって処理した粘土鉱物を含有する組成物であって、粘土鉱物の層間にインターカーレートしてなる組成物が開示され、発明の効果として、液状の抗菌性物質を固体内にインターカーレートすることで、抗菌性物質の徐放性獲得と耐熱性向上が図れることが開示されている。当該発明についても、刺激性素材や抗菌剤を配合しない製剤設計を企図したものではない。
【００１４】
特許文献４には、消臭機能及び抗菌機能が高い繊維製品が開示され、当該繊維製品の発明構成として、粘土鉱物を使用しているが、当該粘土鉱物自体の抗菌特性を応用するものではなく、抗菌性を有する金属を含むカンクリナイト様粘土鉱物を主として構成するものである。
【００１５】
特許文献５には、抗菌剤の耐熱性を向上させ、そしてその表面疎水性を上昇させるとともに、細菌、黴、藻類、原生動物といった数多くの微生物に対し殺滅的な効果を有し、繊維、紙、フィルム、プラスチック、ゴムなどへの練り込みが可能であり、抗菌効果の持続性が高い抗菌剤とその製造方法を提供することを課題とし、特定の抗菌剤をインターカーレートしたモンモリロナイトが開示されている。当該技術提供の目的は、熱に弱い抗菌剤の欠点を解決し、抗菌力持続性を図るためのものであり、昨今問題となっている安全性の問題を解決するもではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開平２−２７９６２１号公報
【特許文献２】特開平３−１４８２０８号公報
【特許文献３】特開平４−３００８０１号公報
【特許文献４】特開２００６−３０７４０４号公報
【特許文献５】特開２０１１−０４２５８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明は、上記の未達の問題に鑑みてなされたものであり、日常提供品において菌黴を発生増殖させない、あるいは発生した菌黴をただちに捕捉し繁殖を封じ込め、菌活性を阻止するという新しい着想のもと、所望の防菌・防黴・消臭・吸着能を有する最適素材を提供し、多様性のある用途を与えることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明者は、上記の課題を解決すべく、天然素材の探索を行ったところ、特定の成分組成で構成されるモンモリロナイトが所望の効果が発揮されることを見出し、本発明を完成した。
【００１９】
すなわち、本発明の請求項１によれば、ナノサイズに微細化された特定組成のモンモリロナイトの粉末であって、二酸化ケイ素７５重量％、酸化アルミニウム１７．０重量％、酸化ナトリウム３．２重量％、酸化カリウム０．０２重量％、酸化マグネシウム４．１重量％、酸化カルシウム０．３２重量％、酸化チタン０．１４重量％および酸化鉄０．１０重量％で構成される多様性素材が提供され、本発明の請求項２によれば、前記のモンモリロナイト粉末に水を添加し、分散剤とした請求項１に記載の多様性素材が提供される。
【００２０】
さらに請求項３乃至４によれば、当該多様性素材は、抗菌、防黴、消臭および特殊な吸着機能を有することから、皮膚適用剤、浄化用素材、被服素材、樹脂容器素材、畜産用敷材および壁材の添加材として広範に用いられることを可能ならしめるものである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、ナノサイズに微細化された特定のモンモリロナイトの粉末または当該粉末に水を添加し分散剤とした多様性素材が提供され、当該素材の有する抗菌、防黴、消臭および特殊な吸着機能によって、皮膚適用剤、浄化用素材、被服素材、樹脂容器素材、畜産用敷材および壁材の添加材として有用性が高いものである。これらの効果の発揮は、本発明のモンモリロナイトの特定の成分種と微細化された構造に起因するものであり、特に層板構造とインターカーレーションに基づくものである。
皮膚適用剤として使用した場合、抗菌剤や防腐剤を配合しなくとも防菌・防黴効果が得られ、皮膚刺激の心配がない。また、吸着能を有するために、水や金属等の不純物除去用の浄化用素材として応用性が高い。繊維に混合した場合には、抱水及び消臭効果を担持した衣類が提供できる。樹脂容器にも添加すると硬度強化が図れる。畜産用敷材としては防臭および壁材に混合すると防腐剤を使用せず安全性が高い室内空間が提供できるものである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
前述のとおり、本発明は、ナノサイズに微細化されたモンモリロナイトの粉末であって、二酸化ケイ素７５重量％、酸化アルミニウム１７．０重量％、酸化ナトリウム３．２重量％、酸化カリウム０．０２重量％、酸化マグネシウム４．１重量％、酸化カルシウム０．３２重量％、酸化チタン０．１４重量％および酸化鉄０．１０重量％で構成される多様性素材である。
【００２３】
本発明の効果発現の本質は、ナノサイズに微細化されたモンモリロナイト粉末の構造および特定の成分構成に起因するものと推察している。
すなわち、いわゆるインターカーレーションとして知られる積そう層上の結晶構造をとる本発明の超微細粉末において、細菌、カビ、ウィルスなどのプラスイオンや水分子等が層間吸着され、さらに水との接触後の膨潤作用によって層間の細菌、カビおよびウィルスが保持されること並びにひいてはそれらの活動が抑制されることである。上記のように層間吸着により、菌等は固定され、活動の場を失うことから増殖はない。腐敗も進まないことから悪臭も発生せず、これら因果関係から当然に防腐剤や抗菌剤の使用は必要とされない。
【００２４】
本発明の多様性素材は、使用方法はナノサイズのモンモリロナイト粉末であれば任意であり、粉末をそのまま使用してもよいが、水に分散あるいはまたは他原料と混合させてプレミックス原料として使用すると製品設計上便宜である。添加量や配合量は、各種の用途や使用の目的に応じて適宜調製する。
【００２５】
本発明のモンモリロナイトのナノサイズ粉体の製法としては、特に制約はされないが、効果の点で最適には、平均粒径が０．１ｎｍ〜１０ｎｍになるよう調整する。
以下、本発明素材の使用態様につき、用途別に詳述する。
【００２６】
第一の用途として、医薬や化粧品領域における皮膚適用剤への添加があげられる。当該領域では、各種の剤形を構成するための基剤があり、これらの経時的安定性や品質維持を図るべく、乳化剤、乳化助剤、防腐剤及び抗菌剤等が使用されているが、いきおいこれらの添加物は、刺激を有するものが多い。
この点、本発明の多様性素材は、その多機能性を有することから、これらの刺激性の添加物を配合しなくとも一定品質の基剤を構成することができる。
【００２７】
抱水性の特性を利用した製剤設計としては、例えば、保湿用のジェル基剤として利用可能である。ジェル基剤は５乃至７０重量％を精製水に分散させることによって所望の粘度を有する基剤を構成でき、当該基剤に目的に応じて有効成分を添加するだけで医薬品や医薬部外品用のゲル製剤を提供できる。
【００２８】
粘土の低い性状の場合には、パック基剤として応用できる。モンモリロナイトはスクラブ機能を有することからそのまま化粧落としとして利用し得る利便性を備える。
【００２９】
粘土が高めの場合には、汎用性の高い基礎化粧品基剤としての利便性を備える。また、当該基剤は、モンモリロナイト粉末自体が紫外線散乱機能を有することから、サンスクリーン剤として用いることができる。高SPFまたは高PA値を得るためには、適宜、短波長または長波長の紫外線吸収剤を組みわせることで自由な製剤設計が可能である。
【００３０】
さらに、上記の化粧品基剤には、防腐剤や殺菌剤は無添加で品質維持が図れるのが特徴である。モンモリロナイト粉末がナノサイズで調整されていることから、インターカーレート効果によって、菌が存在していても自由度を失い、活性化せず失活するためである。このため、皮膚に適用する場合に、抗菌剤や防腐剤による感作アレルギーや一次刺激の心配がない。消臭効果も期待でき、デオドランド用基剤にも応用可能である。
【００３１】
第二の用途として、浄化用素材領域での応用があげられる。例えば、浄水器用ろ紙・フィルターに本発明のモンモリロナイト粉末を練りこむことで、有害物質や重金属をインターカーレート効果によって捕捉し、浄化することができる。もちろん、浄化槽に直接添加することでクリーンアップにも効果がある。
【００３２】
また、本発明のナノ化したモンモリロナイト粉末は、放射性廃棄物除去に優れた性能を有する。特に水や土壌中のセシウム及びヨウ素吸着に優れていることが公知であるが、今回の追試過程において、この特性は別の波及効果をもたらすことが判った。すなわち、排水不良などによって土壌条件が悪いと微生物の働きが悪くなり、アンモニアガスなどが発生して農作物の葉の気孔から侵入し、被害を拡大するが、本発明のナノ化したモンモリロナイト粉末は、有害ガスを吸着・分解すること及び遠赤外線の放射熱によって土壌中における有効微生物の活性化が図られ、根や葉の発育が促進される。
【００３３】
第三の用途として、被服素材領域での応用があげられる。繊維製品、例えば、シャツ等の衣類に練りこむことで、防汗および消臭効果が発揮できるものである。
【００３４】
第四の用途として、樹脂容器素材での応用があげられる。食器等の樹脂への練りこみによって、変質や酸化防止が図られ、強度向上にもつながる。
【００３５】
第五の用途として、畜産領域での応用があげられる。例えば、家屋庁舎における敷材に混合することで、消臭と病害防止に効果がある。
【００３６】
第六の用途として、水産領域での応用があげられる。例えば、水産養殖場での添加効果としては、菌繁殖が阻止できることから、病害による死滅の防止が安全に図れる。飼料に混ぜ込んで与えても良いし、直接投入しても効果がある。
【００３７】
第七の用途として、家屋等の建材領域での応用があげられる。例えば、壁材として使用した場合、壁の変色防止や防黴に効果がある。天然の鉱物であるモンモリロナイト粉末であることから、シックハウス症候群の誘発にも無関係であり、極めて安全である。使用方法は壁材に練りこむのが最も便宜である。
上記第二乃至第七の用途において、本発明の多様性素材の使用量は、目的やコストに応じて適宜調整ができ、任意である。
【００３８】
以上のとおり、本発明の請求項１によれば、ナノサイズに微細化された特定組成のモンモリロナイトの粉末であって、二酸化ケイ素７５重量％、酸化アルミニウム１７．０重量％、酸化ナトリウム３．２重量％、酸化カリウム０．０２重量％、酸化マグネシウム４．１重量％、酸化カルシウム０．３２重量％、酸化チタン０．１４重量％および酸化鉄０．１０重量％で構成される多様性素材が提供され、本発明の請求項２によれば、前記のモンモリロナイト粉末に水を添加し、分散剤とした請求項１に記載の多様性素材が提供されるものである。
また、請求項３乃至４によれば、当該多様性素材は、インターカーレート効果に基づく抗菌、防黴、消臭および特殊な吸着機能を有することから、皮膚適用剤、浄化用素材、被服素材、樹脂容器素材、畜産用敷材、水産用飼料および壁材の添加材等として広範な用途に用いられることを可能ならしめるものである。
【実施例】
【００３９】
以下、実施例により、本発明を具体的に説明するが、本発明の範囲は当該実施例に限定されるものではない。
【００４０】
＜試験例１＞水質試験  
（試験材料）
・ナノクレイ；０．２ｎｍ（本発明品）
・水道水
【００４１】
（試験方法）
水道水をポリ容器に入れ、本発明品の添加したもの（処理水）と無添加（無処理水）につき、１０日後の一般細菌数と濁度を確認した。
【００４２】
（結果と考察）
以下に示した通り、本発明品は、一般細菌の抑制効果があることが認められた。
・供試試料            一般細菌          濁度
・処理水              ０/ml             ０．１度未満
・無処理水            ２．８×１０２     ２．５度
【００４３】
＜試験例２＞抗菌特性試験
（試験材料）
供試試料；０．１ｎｍにナノ化した本発明品
使用培地；普通ブイヨン（栄研）、標準寒天培地（栄研）
使用菌株；大腸菌（E.coli）NBRC-3972
黄色ブドウ球菌（St.aureus）IFO-12732
【００４４】
（試験方法）フィルム密着法
JIS Z 2801に従い、供試試料片の表面に１／５００普通ブイヨンで調製した菌液を滴下し、フィルムで密着させ３５℃で保存し、24時間後の供試試料片上の菌液について、生菌数を測定した。  
【００４５】
（結果と考察）
以下のとおり、発明品と無処置（コントロール）の菌数の経時変化を比較したところ、優れた発明品の抗菌力が確認された。
初期                24時間後
E.coli（発明品）      ２．３×１０５           未検出
E.coli（無処置）      ２．３×１０５        １．４×１０７
St.aureus（発明品）    ２．８×１０５             未検出
St.aureus（無処置）    ２．８×１０５        １．２×１０５