(57)【要約】【課題】持続的に抗菌・抗ウイルス効果を発揮する抗菌・抗ウイルス性樹脂組成物を提供すること。【解決手段】ポリアミド系樹脂と、水溶性を示し、分解温度が前記ポリアミド系樹脂の溶融温度よりも高い抗菌・抗ウイルス剤と、を含む抗菌・抗ウイルス性樹脂組成物である。抗菌・抗ウイルス性樹脂組成物内部に存在する水溶性の抗菌・抗ウイルス剤が、ポリアミド系樹脂中に吸収された水分により、抗菌・抗ウイルス性樹脂組成物表面へと溶出することで、抗菌・抗ウイルス性樹脂組成物の表面において長期にわたって持続的に抗菌・抗ウイルス効果を発揮することが可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリアミド系樹脂と、
水溶性を示し、分解温度が前記ポリアミド系樹脂の溶融温度よりも高い抗菌・抗ウイルス剤と、を含む抗菌・抗ウイルス性樹脂組成物。
【請求項２】
前記抗菌・抗ウイルス剤は、消石灰である、請求項１に記載の抗菌・抗ウイルス性樹脂組成物。
【請求項３】
前記抗菌・抗ウイルス性樹脂組成物が、さらにフィラーを有する、請求項１または２に記載の抗菌・抗ウイルス性樹脂組成物。
【請求項４】
前記フィラーは、ガラス繊維である、請求項３に記載の抗菌・抗ウイルス性樹脂組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、抗菌・抗ウイルス性樹脂組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、抗菌剤や抗ウイルス剤等の機能材を添加し、表面に機能性を付与した種々の機能性樹脂組成物が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この機能性樹脂組成物では、表面近傍に存在する機能材が効果を発揮するのに対して、樹脂内部に埋もれた機能材は効果を発揮できないため、表面に機能材を配置することが重要である。
【０００３】
また、上記機能性樹脂組成物は、耐摩耗性及び耐水性が求められている。機能性樹脂組成物の表面が摩耗により消失した場合には、機能性樹脂組成物の内部に埋もれた機能材が表面に露出するため、機能性を維持できる。これに対して、機能性樹脂組成物の表面の機能材が水により溶出した場合には、表面の樹脂は消失せず残存するため、機能性が低下する。即ち、使用下において、水分と接触した際の機能材の溶出により、機能性が早期に喪失するという課題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３８０２２７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、樹脂内部に埋もれた機能材は、サブミクロンオーダー未満の低分子で動きやすい物質である場合に、樹脂内部を移動（ブリーディング）して表面に移行することがある。即ち、樹脂内部での機能材の流動性を高めることによって、樹脂内部に埋もれた機能材を表面にて機能させることが可能である。
【０００６】
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、水溶性の抗ウイルス剤を用いるとともに、吸水性を有する樹脂を用いることにより、樹脂内部に埋もれた機能材を樹脂表面に移行させ、長期にわたって機能を発揮できる抗菌・抗ウイルス性樹脂組成物の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本発明の抗菌・抗ウイルス性樹脂組成物（例えば、後述の抗菌・抗ウイルス性樹脂組成物１）は、ポリアミド系樹脂（例えば、後述のベース樹脂２）と、水溶性を示し、分解温度が前記ポリアミド系樹脂の溶融温度よりも高い抗菌・抗ウイルス剤（例えば、後述の抗菌・抗ウイルス剤３）と、を含む、抗菌・抗ウイルス性樹脂組成物である。
【０００８】
（２）  （１）の発明において、前記抗菌・抗ウイルス剤は、消石灰であることが好ましい。
【０００９】
（３）  （１）または（２）の発明において、前記抗菌・抗ウイルス性樹脂組成物が、さらにフィラーを有することが好ましい。
【００１０】
（４）  （３）の発明において、前記フィラーは、ガラス繊維であることがより好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、長期にわたって持続的に機能を発揮する抗菌・抗ウイルス性樹脂組成物の提供が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係る抗菌・抗ウイルス性樹脂組成物における、抗菌・抗ウイルス剤のブリーディングを示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係るガラス繊維を含んだ抗菌・抗ウイルス性樹脂組成物における、抗菌・抗ウイルス剤のブリーディングを示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係る抗菌・抗ウイルス性樹脂組成物における、抗菌・抗ウイルス剤添加量と水中でのカルシウムイオン（Ｃａ２＋）溶出量の関係を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係る抗菌・抗ウイルス性樹脂組成物における、水中でのカルシウムイオン溶出量と各ウイルスに対する抗ウイルス性の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００１４】
図１は、本発明の実施形態に係る抗菌・抗ウイルス性樹脂組成物における、抗菌・抗ウイルス剤のブリーディングを示す図である。
本実施形態に係る抗菌・抗ウイルス性樹脂組成物１は、ポリアミド系のベース樹脂２と、水溶性を示し、分解温度がベース樹脂２の溶融温度よりも高い抗菌・抗ウイルス剤３と、を含んで構成される。抗菌・抗ウイルス性樹脂組成物１は、表面近傍に存在する抗菌・抗ウイルス剤３により、その表面で抗菌・抗ウイルス効果を発揮する。抗菌・抗ウイルス性樹脂組成物１には、本発明の効果を阻害しない範囲で他の原料を配合することができる。例えば、重合禁止剤、硬化剤、硬化促進剤、染料、可塑剤、紫外線吸収剤、揺変剤、充填剤、消泡剤、安定剤、レベリング剤等が挙げられる。
【００１５】
ベース樹脂２としては、ポリアミド系樹脂を用いる。ポリアミド系樹脂は吸水性が大きいため、吸収した水分に水溶性の抗菌・抗ウイルス剤３が溶解することによりブリーディングが生じ、ベース樹脂２内部の抗菌・抗ウイルス剤３が抗菌・抗ウイルス性樹脂組成物１の表面に移行する結果、持続的に抗菌・抗ウイルス作用が発揮される（図１参照）。ポリアミド樹脂としては、６−ナイロンまたは６，６−ナイロン等が挙げられる。好ましくは、吸水率が１ｗｔ％以上のポリアミド樹脂がベース樹脂２として用いられる。なお、吸水率の測定方法については後段で詳述する。
【００１６】
抗菌・抗ウイルス剤３は、ベース樹脂２に添加されて射出成形又は押出成形されるため、その分解温度はベース樹脂２の溶融温度（成形温度）よりも高いことが求められる。更に、抗菌・抗ウイルス性樹脂組成物１中でのブリーディングのしやすさの観点から、水溶性であることが必要である。抗菌・抗ウイルス性を示す物質としては、４級アンモニウム塩、水酸化カルシウム（消石灰）、銅担持ＴｉＯ２およびヨウ化銅などが挙げられるが、上記の観点から、消石灰がより好ましく用いられる。消石灰は、水溶性であるとともに、その分解温度は４００℃以上と高温であり、種々のポリアミド系樹脂の溶融温度（例えば、２５０℃〜３２０℃）よりも高いからである。
【００１７】
抗菌・抗ウイルス剤３は、大腸菌や黄色ブドウ球菌等の菌に対して抗菌作用を有するとともに、エンベロープ型ウイルスや非エンベロープ型ウイルスに対して抗ウイルス作用を有する。
なお、上記の抗ウイルス性については、エンベロープ型ウイルスとしてＡ型インフルエンザウイルスを、非エンベロープ型ウイルスとしてネコカリシウイルスを対象に、ＴＣＩＤ５０法によりウイルス感染価を測定することで、抗ウイルス性の評価が可能である。
【００１８】
さらに抗菌・抗ウイルス性樹脂組成物１は、フィラー４を含有していることが好ましい。抗菌・抗ウイルス性樹脂組成物１内部において、吸水された水分に抗菌・抗ウイルス剤３が溶解してブリーディングする際に、ベース樹脂２の無数の複雑な架橋構造の隙間を通過する際と比較して、フィラー４が含有されていることでフィラー４とベース樹脂２の境界部に通過しやすい経路が形成される結果、抗菌・抗ウイルス剤３のブリーディングが促進されるためである（図２参照）。
【００１９】
フィラー４としては樹脂に混練可能なものが好ましく、例えばガラス繊維等がより好ましく用いられる。強度の向上とともに、その長い繊維形状により、抗菌・抗ウイルス剤３を抗菌・抗ウイルス性抗菌・抗ウイルス性樹脂組成物１の表面へ移行させる経路をよく形成するためである。
【００２０】
次に、本実施形態の抗菌・抗ウイルス性樹脂組成物１の製造方法について説明する。
【００２１】
抗菌・抗ウイルス性樹脂組成物１の製造方法としては、ペレタイズ法、直接添加法、マスターバッチ法などの製法が挙げられる。
【００２２】
ペレタイズ法では、ベース樹脂２および抗菌・抗ウイルス剤３を、混練機を用いて混練し、目的の抗菌・抗ウイルス性樹脂組成物１のペレットを作製する。混練時には、ベース樹脂２の温度を溶融温度以上に上昇させ、ベース樹脂２を溶融させる。溶融したベース樹脂２に目的の含有量に応じた抗菌・抗ウイルス剤３を添加してよく混練し、均一になったところでペレット状に成型する。このペレットを用いて、目的の形状へと成型して部材を製造する。
【００２３】
直接添加法では、ベース樹脂２を射出成型する際に、抗菌・抗ウイルス剤を直接添加することで、目的の形状へと成型された抗菌・抗ウイルス性樹脂組成物１を得ることができる。あらかじめ混合したベース樹脂２および抗菌・抗ウイルス剤３を射出成型機に投入することで、抗菌・抗ウイルス性樹脂組成物１を得ることができる。射出成型時の温度はペレタイズ法と同様、ベース樹脂２の溶融温度以上である。
【００２４】
マスターバッチ法では、ペレタイズ法において抗菌・抗ウイルス剤３の含有比が大きいペレットを作製し、さらにベース樹脂２と合わせて射出成型機へ投入することで、目的の組成の抗菌・抗ウイルス性樹脂組成物１が得られる。
【００２５】
下記に示す実施例および比較例は、ペレタイズ法若しくはマスターバッチ法にて作製した例であるが、本発明の効果は上記の製法にかかわらず同様に発揮される。
【実施例】
【００２６】
次に、本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。なお実施例の詳細な配合比は、評価結果とともに表１に後述する。
【００２７】
＜実施例および比較例＞
ベース樹脂としてポリアミド系樹脂を、抗菌・抗ウイルス剤として消石灰（関東化学  試薬特級）を用い、樹脂組成物中の抗菌・抗ウイルス剤含有量が５ｗｔ％となるようフィーダーの送り量を制御し、混練機により抗菌・抗ウイルス剤を各樹脂に練り込み、ペレットを作製した。混練条件はスクリュー径φ２５ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝４１、混練室数は８区分とし、混練温度は樹脂の溶融温度を考慮して設定した。フィラーとしてガラス繊維を含む例については、混練時に所要量のガラス繊維を合わせて投入してペレットを作製した。各実施例および比較例において、ベース樹脂は下記のものを使用した。
（実施例１〜４、比較例１および８）
ＰＡ６６樹脂      アミランＣＭ３００７    （東レ）
（比較例２〜４および９〜１１）
ＡＢＳ樹脂        トヨラック７００−３１４（東レ）
（比較例５〜７および１２〜１４）
ＰＰ樹脂          ノバテックＭＡ３ＵＤ    （日本ポリプロ）
（実施例５〜１６、比較例１５）
ＰＡ６６樹脂      レオナ９０Ｇ５０        （旭化成）
（実施例１７〜２３、比較例１６）
ＰＡＭＸＤ樹脂    レニー１０２２Ｆ        （三菱エンジニアリングプラスチックス）
なお、レオナ９０Ｇ５０（旭化成）およびレニー１０２２Ｆ（三菱エンジニアリングプラスチックス）は、市販製品のベース樹脂内にあらかじめガラス繊維が５０ｗｔ％混合された樹脂製品である。
【００２８】
得られたペレットを用い、射出成形機（ＲＯＢＯＳＨＯＴ  Ｓ−２０００ｉ１００Ｂ  ＦＡＮＵＣ）で縦横１５０ｍｍ×１５０ｍｍ、厚さ３ｍｍの樹脂組成物の成形品を作製した。シリンダ温度は、ポリアミド系樹脂が２７０℃、ＰＰ樹脂が２００℃、ＡＢＳ樹脂が２００℃とした。
【００２９】
上記の成形品に対し、抗菌試験、抗ウイルス試験、摩耗試験、耐水試験および溶出試験を行い、抗菌・抗ウイルス性能とその持続性を評価した。試験結果を後述の表１〜５に示す。なお、成型後の樹脂組成物の吸水率は、ベース樹脂の吸水率をもとに、重量組成比を乗じて算出した。
[試験]
【００３０】
＜抗菌試験＞
樹脂の抗菌性について、ＪＩＳ  Ｚ  ２８０１に準拠して抗菌性の評価試験を行った。感染価対数減少値にて、２．０以上を効果ありとして判定した。
【００３１】
＜抗ウイルス試験＞
樹脂の抗ウイルス性について、ＪＩＳ  Ｚ  ２８０１を参考に、エンベロープ型ウイルスとしてＡ型インフルエンザウイルスを、非エンベロープ型ウイルスとしてネコカリシウイルスを用いて、接触時間を２４時間として抗ウイルス性の評価試験を行った。感染価対数減少値にて、２．０以上を効果ありとして判定した。
【００３２】
＜耐水試験＞
試験片の表面積２５ｃｍ２に対して超純水５０ｍｌの割合で、超純水中に１６時間浸漬した後に上述の抗菌・抗ウイルス試験を行い、水浸漬後の樹脂表面の抗菌・抗ウイルス性について評価した。
【００３３】
＜摩耗試験＞
試験片に対し、接触子として台布巾を用いて、試験片１０ｃｍ×１０ｃｍの面積当たりに１ｋｇの荷重をかけ、摺動摩耗試験機により７３００回の摩擦を加えた。その後、上述の抗菌・抗ウイルス試験を行い、摩耗後の樹脂表面の抗菌・抗ウイルス性について評価した。
【００３４】
＜溶出試験＞
ベース樹脂にＰＡ６６樹脂を用いた樹脂組成物において、ガラス繊維を含むものと、含まないものと、のそれぞれについて抗ウイルス剤の添加量を０〜６ｗｔ％として作製した試験片について、試験面を５０ｍｍ×５０ｍｍの大きさに加工した上記の試験片の側面および裏面をメルコートにて封止し、試験面以外から抗菌・抗ウイルス剤が溶出しないようにした。試験片の表面積２５ｃｍ２に対して超純水１０ｍｌを用いて、試験面を水に浸漬し、水が蒸発しないようラップをかけて、温度２５±１℃で２４時間静置した。
図３は、静置後、試験片の単位面積当たりの抗菌・抗ウイルス剤の溶出量をイオンクロマトグラフィーにて定量し、試験片への抗菌・抗ウイルス剤添加量に対してプロットした図である。図４は、カルシウムイオンの溶出量に対して、抗菌・抗ウイルス性との関係性を明らかにするため、上述の抗菌・抗ウイルス試験における感染価対数減少値をプロットした図である。
【００３５】
＜吸水率の測定＞
作製した試験片について、２４時間水浸漬後の質量増加をもとに、吸水率の測定を行った。
【００３６】
上記の試験結果を、下記の表１〜５に示す。
【００３７】
【表１】
2020007265.tif 000003
【表２】
2020007265.tif 000004
【表３】
2020007265.tif 000005
【表４】
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【表５】
2020007265.tif 000007
[評価]
【００３８】
抗菌・抗ウイルス性能について、製造後、耐水試験を行う前の初期状態の樹脂組成物について、抗菌試験及び抗ウイルス試験を行った結果、抗菌・抗ウイルス剤を含有する全ての樹脂組成物で、抗菌・抗ウイルス性能を示した。
【００３９】
次に、抗菌・抗ウイルス性能の持続性について、摩耗試験及び耐水試験を行った後の樹脂組成物、それぞれ抗菌・抗ウイルス試験を行った。なお本発明において「持続的な抗菌・抗ウイルス性を有する」とは、耐水試験後に少なくとも抗菌作用が持続していることを要件とした。
【００４０】
摩耗試験後に行った抗菌・抗ウイルス試験の結果は、初期状態における同試験の結果とほぼ同様の結果となった。摩耗により樹脂自体が消失するとともに、樹脂組成物内部の抗菌・抗ウイルス剤が露出する結果、初期状態の樹脂組成物と変わらない表面状態を保つことができるためと考えられる。即ち、樹脂組成物が摩耗しても、抗菌・抗ウイルス剤は摩耗部においてのみ消失するため、抗菌・抗ウイルス効果の持続性への影響は小さい。
【００４１】
さらに、耐水試験後に行った抗菌・抗ウイルス試験の結果に基づき、抗菌・抗ウイルス性能の持続性について評価した。
【００４２】
＜実施例１〜４、比較例１および８＞
・ＰＡ６６樹脂  アミランＣＭ３００７（東レ）吸水率１．５ｗｔ％
（ａ）ガラス繊維無
ガラス繊維を含有しない場合、実施例１および２において、耐水試験後にも良好な抗菌性を示した。実施例２においては、非エンベロープ型ウイルスのみに対し抗ウイルス性も示した。樹脂内部の抗菌・抗ウイルス剤が表面に溶出したものと推定される。
（ｂ）ガラス繊維有
ガラス繊維を含有する場合、実施例３および４において、耐水試験後にも良好な抗菌・抗ウイルス性を示した。ガラス繊維が樹脂内部に存在することで、ガラス繊維と樹脂の境界面に水分の通過しやすい経路が形成され、フィラーを有さない実施例１および２と比較して、より多くの樹脂内部の抗菌・抗ウイルス剤が表面に溶出したものと推定される。
【００４３】
＜比較例２〜４および９〜１１＞
・ＡＢＳ樹脂  トヨラック７００−３１４（東レ）吸水率０．４ｗｔ％
（ａ）ガラス繊維無
ガラス繊維を含有しない場合、いずれの例においても、抗菌・抗ウイルス性を示さなかった。耐水試験における水中浸漬により表面の抗菌・抗ウイルス剤が流出し、表面に十分な量の抗菌・抗ウイルス剤が存在しなかったものと推定される。
（ｂ）ガラス繊維有
ガラス繊維を含有する場合、比較例１０において抗菌・抗ウイルス性を示さず、比較例１１において、耐水試験後にも良好な抗菌性のみを示した。ＡＢＳ樹脂はポリアミド系樹脂と比較して吸水性が低く、樹脂表面への十分な量の抗菌・抗ウイルス剤の溶出が得られなかったものと推定される。
【００４４】
＜比較例５〜７および１２〜１４＞
・ＰＰ樹脂  ノバテックＭＡ３ＵＤ（日本ポリプロ）吸水率０．１ｗｔ％
ガラス繊維の有無に関わらず、耐水試験後には抗菌・抗ウイルス性を示さなかった。ＰＰ樹脂はＡＢＳ樹脂と比較しても吸水性がさらに低く、樹脂表面への十分な量の抗菌・抗ウイルス剤の溶出が得られなかったものと推定される。
【００４５】
＜実施例５〜１６、比較例１５＞
・ＰＡ６６樹脂  レオナ９０Ｇ５０（旭化成）
当該樹脂製品は、市販時よりガラス繊維を含有する樹脂製品である。実施例５では抗菌性のみを示した。実施例６〜１６においていずれも抗菌・抗ウイルス性を示し、特に実施例１２〜１６についてはエンベロープ型および非エンベロープ型いずれのウイルスについても、抗ウイルス性を示した。また、抗菌・抗ウイルス性は抗菌・抗ウイルス剤の添加量とともに向上していた。
【００４６】
＜実施例１７〜２３、比較例１６＞
・ＰＡＭＸＤ樹脂  レニー１０２２Ｆ（三菱エンジニアリングプラスチックス）
当該樹脂製品は、市販時よりガラス繊維を含有する樹脂製品である。実施例１７〜２３においていずれも抗菌・抗ウイルス性を示し、特に実施例１９〜２３においてはいずれの型のウイルスに対しても抗ウイルス性を示した。
【００４７】
溶出試験の結果を見ると、図３に示すいずれの樹脂組成物においても、カルシウムイオンの溶出量は抗菌・抗ウイルス剤の添加量とともに増加していた。カルシウムイオンは消石灰に由来するものと推定され、図４に示すように、カルシウムイオン溶出量の増加とともに抗ウイルス性能が向上していた。
【００４８】
また、ガラス繊維をフィラーとして含有する樹脂組成物は、フィラーを含有しない樹脂組成物に比べて、カルシウムイオンの溶出量が顕著に増加していた。ガラス繊維が消石灰の溶出を促進しており、樹脂内部の消石灰が樹脂表面で機能するため、耐水試験による溶出後も抗ウイルス効果を持続的に発揮できるものと推定される。
【００４９】
さらに最終製品の吸水率と耐水試験後の抗菌・抗ウイルス性についてみると、ガラス繊維を含まない樹脂組成物では吸水率１．５ｗｔ％の樹脂組成物において良好な抗菌・抗ウイルス性が見られ、抗菌・抗ウイルス剤の添加量により０．４ｗｔ％の樹脂組成物において抗菌性がみられるものの、抗ウイルス性はみられない。対して、ガラス繊維を含んだ樹脂組成物においては吸水率０．３ｗｔ％以上の樹脂組成物で良好な抗菌・抗ウイルス性がみられる。即ち、ガラス繊維が樹脂組成物中に含まれることで、本発明の効果を増大させることができる。
【符号の説明】
【００５０】
１…抗菌・抗ウイルス性樹脂組成物
２…ベース樹脂
３…抗菌・抗ウイルス剤
４…フィラー
【図１】
2020007265.tif 000008
【図２】
2020007265.tif 000009
【図３】
2020007265.tif 000010
【図４】
2020007265.tif 000011