(57)【要約】【課題】人に優しい化合物による、硬質表面の親水化方法を提供する。【解決手段】サポニンを硬質表面に適用し残留させて硬質表面を親水化する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
サポニンを硬質表面に適用し残留させる硬質表面の親水化方法。
【請求項２】
サポニンを含有する溶液、及びサポニンを含有する植物抽出物を含有する溶液から選ばれる溶液を硬質表面に適用した後、該硬質表面を乾燥させてサポニンを残留させる請求項１記載の硬質表面の親水化方法。
【請求項３】
サポニンの適用を、サポニンを含有する溶液、及びサポニンを含有する植物抽出物を含有する溶液から選ばれる溶液の塗布により行う、請求項１又は２記載の硬質表面の親水化方法。
【請求項４】
溶液中のサポニン又はサポニンを含有する植物抽出物の含有量が０．００１〜０．２質量％である、請求項２又は３記載の硬質表面の親水化方法。
【請求項５】
溶液が水溶液であり、該水溶液中の水の含有量が５０〜９９．９９９質量％である、請求項２〜４の何れか１項記載の硬質表面の親水化方法。
【請求項６】
サポニンが、キラヤ、ソウキョウ、及びムクロジから選ばれる１種又は２種以上の植物から抽出された１種又は２種以上のサポニンである請求項１〜５の何れか１項記載の硬質表面の親水化方法。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか１項記載の硬質表面の親水化方法に用いる、サポニンを含有する硬質表面の親水化剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は硬質表面の親水化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
植物由来のサポニンは界面活性能を有する化合物でありながら、好ましい抗微生物性を示す。この性質を利用して、サポニンを保存料や殺菌料として飲料、食物、また塗料中などへ含有させる試みがなされている。例えば、特許文献１には、被膜形成性成分と複合体粒子（サポニン等の植物由来の機能性成分とセラミクス成分を含む）を含む機能性コーティング組成物が開示されている。
【０００３】
一方、有機化合物を塗布することで硬質表面を親水化し、防汚効果を発現させる試みがなされている。例えば、特許文献２には、植物抽出のポリフェノール化合物であるタンニン化合物からなる薄膜を基材表面に形成し親水化機能を付加することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３１１０４８号公報
【特許文献２】特開平１１−１０６７４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
硬質表面の親水化をすると防汚効果が付与されるなどの利点が見られるが、その際に用いられる化合物については、用途の制限がより少なく、また、人や環境に優しい性質を有することが望まれる。特許文献１は被膜形成性成分として、樹脂を用いる点で、適用範囲に制限があるという課題がある。つまり、透過性を重要とするガラス、鏡、窓、また食品への適用は困難と言える。また、特許文献２は、人に優しい用途への使用も兼ね、タンニン化合物を含有した「親水性部材」による基盤の親水化を提案しているが、親水化には高濃度のタンニンを必要とする課題がある。
【０００６】
本発明の課題は、人に優しい化合物による、硬質表面の親水化方法を提供することである。
【０００７】
本発明において「人に優しい化合物」とは、人体に悪影響を及ばさない化合物であり、可食性天然物、食品添加物などとして知られている化合物が包含される。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、サポニンを硬質表面に適用し残留させる硬質表面の親水化方法に関する。
【０００９】
また、本発明は、上記本発明の硬質表面の親水化方法に用いる、サポニンを含有する硬質表面の親水化剤に関する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によると、人や環境に優しいサポニンによる、硬質表面の親水化方法が提供される。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の硬質表面の親水化方法はサポニンを硬質表面に適用し残留させる。
【００１２】
サポニンは、主に植物から抽出される配糖体の一種であり、界面活性能を示す。これらは糖鎖単位と非炭水化物アグリコンを含み、アグリコンの種類からステロイドサポニンとトリテルペンサポニンに分類される。現在までに多数のステロイドサポニン、トリテルペンサポニンが同定されている。
【００１３】
本発明の硬質表面の親水化方法に用いるサポニンとしては、例えば、大豆、豆類、麦類、トマト、ニンジン、チョウセンニンジン、サイコ、アマチャヅル、キキョウ、オンジ、セネガ、カンゾウ、ソウキョウ、ムクロジ、続断、チャ種子、チャ葉、ヘチマ、アスパラガス、ショウマ、テンサイ、ユッカ、キラヤなどの植物から抽出されたサポニンが好ましく、硬質表面の親水化（すなわち、接触角の低減）の観点から、キラヤ、ソウキョウ、ムクロジ、及びショウマから選ばれる１種又は２種以上の植物から抽出された１種又は２種以上のサポニンがより好ましく、キラヤ、ソウキョウ、及びムクロジから選ばれる１種又は２種以上の植物から抽出された１種又は２種以上のサポニンが更に好ましい。
【００１４】
本発明の硬質表面の親水化方法に用いるサポニンとして、前記植物から抽出された、サポニンを含有する植物抽出物を使用することができる。すなわち、大豆、豆類、麦類、トマト、ニンジン、チョウセンニンジン、サイコ、アマチャヅル、キキョウ、オンジ、セネガ、カンゾウ、ソウキョウ、ムクロジ、続断、チャ種子、チャ葉、ヘチマ、アスパラガス、ショウマ、テンサイ、ユッカ、キラヤなどの植物から抽出された、サポニンを含有する植物抽出物が好ましく、硬質表面の親水化（すなわち、接触角の低減）の観点から、キラヤ、ソウキョウ、ムクロジ、及びショウマから選ばれる１種又は２種以上の植物から抽出された、１種又は２種以上のサポニンを含有する植物抽出物がより好ましく、キラヤ、ソウキョウ、及びムクロジから選ばれる１種又は２種以上の植物から抽出された１種又は２種以上のサポニンを含有する植物抽出物が更に好ましい。サポニンを含有する植物抽出物は、１種又は２種以上を使用することができる。
【００１５】
植物からサポニンを含有する植物抽出物を調製する方法としては、一例として次の調製方法が挙げられるが、これに限定されるものではない。また、「天然有機化合物実験法-生理活性物質の抽出と分離」（講談社サイエンティフィク、1977年発行）に記載の方法も採用できる。
【００１６】
［サポニンを含有する植物抽出物の調製方法の例］
各植物試料（植物の溶媒抽出物）を減圧下、溶媒を留去して固形物を得る。これに水：水飽和ｎ−ブタノール＝１：１（２５℃における体積比）を加え、分液ロートで振り混ぜた後、分層させる。上層をとり、減圧下、溶媒を留去して粗サポニン画分を得る。これにアセトンを加え、２５℃にて３０分間撹拌した後これをろ過し、ろ紙に残った固形物を回収して乾燥させ、サポニンを含有する植物抽出物を得る。
【００１７】
本発明の硬質表面の親水化方法において、硬質表面の単位面積当たりのサポニンの残留量又はサポニンを含有する植物抽出物の残留量としては、接触角の低減の観点から、８×１０-7ｇ／ｃｍ2以上が好ましく、２×１０-6ｇ／ｃｍ2がより好ましく、３×１０-6ｇ／ｃｍ2以上が更に好ましく、そして、１．６×１０-4ｇ／ｃｍ2以下が好ましく、１．２×１０-4ｇ／ｃｍ2以下がより好ましく、８×１０-5ｇ／ｃｍ2以下が更に好ましい。また、８×１０-7〜１．６×１０-4ｇ／ｃｍ2が好ましく、２×１０-6〜１．２×１０-4ｇ／ｃｍ2がより好ましく、３×１０-6〜８×１０-5ｇ／ｃｍ2が更に好ましい。
【００１８】
さらに、低残留量にする場合、硬質表面の単位面積当たりのサポニンの残留量又はサポニンを含有する植物抽出物の残留量としては、２×１０-5ｇ／ｃｍ2以下が好ましく、１×１０-5ｇ／ｃｍ2以下がより好ましく、５×１０-6ｇ／ｃｍ2以下が更に好ましい。また、８×１０-7〜２×１０-5ｇ／ｃｍ2が好ましく、２×１０-6〜１×１０-5ｇ／ｃｍ2がより好ましく、３×１０-6〜５×１０-6ｇ／ｃｍ2が更に好ましい。
【００１９】
本発明において、硬質表面の材質は特に限定はなく、ポリエチレン、ポリプロピレンやポリスチレン、ポリ塩化ビニル等のプラスチック、セラミクス、金属、陶磁器、ガラス、繊維等が挙げられる。また、硬質表面は、食器、調理器具、食品、床、タイル、鏡、窓ガラス、衣料品、トイレタリー用品等種々の用途における各種製品、物品の硬質表面が挙げられる。それらの内、接触角の低減の観点から、プラスチックからなる硬質表面が好ましく、プラスチックとしては、表面親水化の効果感の観点からポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニルが好ましく、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニルがより好ましく、ポリエチレンがさらに好ましい。
【００２０】
本発明の硬質表面の親水化方法において、硬質表面の親水化とは、サポニンの残留により硬質表面に対する水の接触角が低減されることである。ここで、硬質表面に対する水の接触角は実施例記載の方法で測定することができる。即ち、サポニンを残留させた硬質表面に１μＬの水を滴下し、２５℃における硬質表面に対する水の接触角を自動接触角計Drop Master（ＤＭ−５０１）（協和界面科学株式会社製）を用いて測定して、１０回の測定の平均値を採用し、処理前の硬質表面の接触角と比較する。
【００２１】
本発明の硬質表面の親水化方法によると、硬質表面に対する水の接触角を、２５℃において好ましくは２０°以下、より好ましくは１０°以下とすることができる。また、サポニンを硬質表面に適用し残留させる前の硬質表面の接触角を１００％とした場合に、サポニンを硬質表面に適用し残留させた後の硬質表面の接触角が２０％以下であることが好ましく、１５％以下であることがより好ましく、１０％以下であることが更に好ましい。
【００２２】
本発明の硬質表面の親水化方法において、サポニンを硬質表面に適用する方法としては、サポニンを硬質表面に接触させる方法が好ましく、サポニン又はサポニンを含有する植物抽出物を含有する液体組成物、例えば溶液などを用いることが好ましい。サポニン又はサポニンを含有する植物抽出物を含有する液体組成物、例えば溶液を用いる場合、該組成物を硬質表面にスプレーする、該組成物を硬質表面に流下する、該組成物を硬質表面に刷毛塗りする、該組成物に硬質表面を浸漬する等の方法により、硬質表面に塗布することが好ましい。本発明では、サポニンを含有する溶液、及びサポニンを含有する植物抽出物を含有する溶液から選ばれる溶液を硬質表面に適用、例えば塗布することが好ましい。サポニンの硬質表面への適用は、常温（２５℃）で行うことができる。
【００２３】
本発明の硬質表面の親水化方法では、硬質表面に残留するサポニンの効果を十分に発現させるために、硬質表面の表層にサポニンが多く存在するような形態とすることが好ましく、例えば、硬質表面に、サポニン又はサポニンを含有する植物抽出物を含有する塗料を塗布する等により、サポニン又はサポニンを含有する植物抽出物以外の物質からなる層を形成してサポニンが該層中に取り込まれるような形態とすることは好ましくない。すなわち、例えば、塗料に含まれる塗膜の主成分となる粗膜形成成分によりサポニンの親水化能が妨げられるため、サポニン又はサポニンを含有する植物抽出物を塗料に配合して用いるのは好ましくない。塗料に含まれる塗膜形成成分の具体例としては、液状塗膜形成成分であるアマニ油、エノ油等の乾性油、脱水ヒマシ油、マレイン酸化油等の改良乾性油、不飽和ポリエステル、合成漆等の液状合成樹脂、生漆、カシューナッツセル油等の天然フェノールとか、固体塗膜形成成分であるロジン、セラック等の天然樹脂、エステルゴム、石灰ロジン等の加工樹脂、アルキド樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂等の固体合成樹脂、ニトロセルロース、アセチルセルロース等のセルロース誘導体、塩化ゴム、環化ゴム等のゴム誘導体、ポリビニルアルコール、カゼイン等の水溶性結合剤等が挙げられる。
【００２４】
本発明の硬質表面の親水化方法において、簡便性の観点から、サポニン又はサポニンを含有する植物抽出物を含有する液体組成物、好ましくは溶液を硬質表面に塗布して、サポニンを硬質表面に残留させることが好ましい。また、硬質表面を有する物品を浸漬する方法も好ましい。簡便性の観点から、サポニン又はサポニンを含有する植物抽出物を含有する液体組成物、好ましくは溶液を塗布して、サポニンを硬質表面に残留させることがより好ましい。
【００２５】
サポニン又はサポニンを含有する植物抽出物を含有する液体組成物は、水、エタノール等のアルコール等を含有することができ、溶液の溶媒としては、水、エタノールが挙げられ、水が好ましい。
【００２６】
本発明の硬質表面の親水化方法に用いる、サポニン又はサポニンを含有する植物抽出物を含有する液体組成物（好ましくは溶液）中のサポニン又はサポニンを含有する植物抽出物の含有量は、硬質表面の親水化の観点から、０．００１質量％以上が好ましく、０．００３質量％以上がより好ましく、０．００５質量％以上が更に好ましく、そして、０．２質量％以下好ましく、０．１５質量％以下がより好ましく、０．１質量％以下が更に好ましい。また、０．００１〜０．２質量％が好ましく、０．００３〜０．１５質量％がより好ましく、０．００５〜０．１質量％が更に好ましい。
【００２７】
また、本発明の硬質表面の親水化方法に用いる、サポニン又はサポニンを含有する植物抽出物を含有する液体組成物は水溶液であることが好ましい。該水溶液中の水の含有量は、５０質量％以上、更に６０質量％以上、更に８０質量％以上、更に９０質量％以上、更に９９質量％以上、更に９９．５質量％以上が好ましく、そして、９９．９９９質量％以下、更に９９．９９質量％以下、更に９９．９質量％以下が好ましい。また、５０〜９９．９９９質量％、更に６０〜９９．９９９質量％、更に８０〜９９．９９９質量％、更に９０〜９９．９９９質量％、更に９９〜９９．９９質量％、更に９９．５〜９９．９質量％が好ましい。
【００２８】
本発明では、サポニン又はサポニンを含有する植物抽出物を０．００１質量％以上、更に０．００３質量％以上、更に０．００５質量％以上、そして、０．２質量％以下、更に０．１５質量％以下、更に０．１質量％以下含有する液体組成物を用いることが好ましい。
【００２９】
また、本発明では、サポニン又はサポニンを含有する植物抽出物を０．００１〜０．２質量％、更に０．００３〜０．１５質量％、より更に０．００５〜０．１質量％含有する液体組成物を用いることが好ましい。
【００３０】
本発明では、水を５０質量％以上、更に６０質量％以上、更に８０質量％以上、更に９０質量％以上、更に９９質量％以上、更に９９．５質量％以上が好ましく、そして、９９．９９９質量％以下、更に９９．９９質量％以下、更に９９．９質量％以下含有する液体組成物、更に水溶液を用いることが好ましい。
【００３１】
また、本発明では、水を５０〜９９．９９９質量％、更に６０〜９９．９９９質量％、８０〜９９．９９９質量％、更に９０〜９９．９９９質量％、更に９９〜９９．９９質量％、更に９９．５〜９９．９質量％含有する液体組成物、更に水溶液を用いることが好ましい。
【００３２】
本発明の硬質表面の親水化方法では、サポニンを硬質表面に残留させる。残留させる方法としては、サポニン又はサポニンを含有する植物抽出物を含有する溶液を含有する溶液、具体的にはサポニン又はサポニンを含有する植物抽出物と水とを前記範囲で含有する水溶液を硬質表面に適用した後、例えば１５〜２５℃で、５〜１０分、より好ましくは１０〜３０分放置して乾燥させる方法が挙げられる。この方法は、簡単に硬質表面にサポニンの薄膜を形成させることができるため、本発明の硬質表面の親水化方法で行うのに好ましい。
【００３３】
本発明の硬質表面の親水化方法では、サポニンを硬質表面に残留させ、洗い流さないのが好ましい。残留期間は４日以上が好ましく、８日以上がより好ましく、１５日以上が更に好ましい。更には、前記した硬質表面の単位面積当たりのサポニンの残留量又はサポニンを含有する植物抽出物の残留量を、前記の期間維持させるのが好ましい。尚、サポニンの残留量が経時変化する場合、本発明の所定範囲となるように適宜サポニンを補ってもよい。
【００３４】
本発明の硬質表面の親水化方法に用いる、硬質表面の親水化剤は、硬質表面の親水化の観点から、好ましくは０．００１〜０．２質量％、より好ましくは０．００５〜０．２質量％、更に好ましくは０．０１〜０．２質量％のサポニン又はサポニンを含有する植物抽出物を含有する。また、該親水化剤は、水、エタノール等の液体成分、好ましくは水を含有することができる。該親水化剤は、水を５０〜９９．９９９質量％、更に７０〜９９．９９質量％、更に９０〜９９．９質量％、更に９５〜９９質量％含有することが好ましい。
【００３５】
硬質表面を親水化させることにより、汚染物の付着を抑制することができる。サポニンを硬質表面に残留させると、さらに水膜と基材を隔離することが出来、水による基材の腐食、基材物質の水への溶出等が防止できる。
【実施例】
【００３６】
＜実施例１〜４、比較例１〜５＞
表１に示す濃度（有効分濃度）で調製した親水化剤を２００μＬ、ポリエチレン試験板（３ｃｍ×８ｃｍ（厚さ１ｍｍ）、日本テストパネル株式会社製）の全面に塗布し、２５℃にて３０分間自然乾燥した試験板Ａを作製した。この方法では、ポリエチレン試験板に適用した有効分（サポニン等）の全量が該試験板上に残留する。試験板Ａに１μＬの水を滴下し、２５℃における試験板Ａに対する水の接触角を自動接触角計Drop Master（ＤＭ−５０１）（協和界面科学株式会社製）を用いて測定して、１０回の測定の平均値を表１に記載した。未処理でのポリエチレン試験板の接触角は９５．５±１．２°であった。試験板Ａにおける有効分（水以外の成分）の残留量は、塗布した親水化剤中の有効分の量を試験板の面積で除することにより求めると、４．２×１０-6ｇ／ｃｍ2程度となる（比較例１を除く）。
【００３７】
【表１】
2014034649.tif 000002
【００３８】
以下に表１で用いた薬剤について説明する。尚、ある植物Ｘ（Ｘは植物名）から抽出したサポニンを含有する植物抽出物をＸサポニン（Ｘは植物名）と呼ぶ。即ち、例えば、キラヤから抽出したサポニンを含有する植物抽出物のことをキラヤサポニンと呼ぶ。植物抽出物については、そのサポニン含有程度を1Ｈ−ＮＭＲ及び13Ｃ−ＮＭＲにより分析した結果を下記の様に記載する。
【００３９】
［サポニンの含有程度］
Ａ：サポニンのアグリコン及び糖鎖に由来するピークを主に観測したことから、サポニンが主たる構成成分であると判断した。
Ｂ：サポニンのアグリコン及び糖鎖に由来するピークを他の成分由来のピークと共に検出したので、サポニンが構成成分として含まれていると判断した。
【００４０】
＜サポニン含有植物抽出物＞
・キラヤ（市販品）：試薬（シグマ  アルドリッチ  ジャパン株式会社製）、サポニン含有程度Ａ
・キラヤサポニン：下記抽出方法１で得られたキラヤサポニン、サポニン含有程度Ａ
・ソウキョウサポニン：下記抽出方法２で得られたソウキョウサポニン、サポニン含有程度Ａ
・ムクロジサポニン：下記抽出方法３で得られたムクロジサポニン、サポニン含有程度Ａ
【００４１】
（１）抽出方法１（キラヤサポニン）
丸善製薬株式会社製キラヤニンS-100（バラ科キラヤ科のキラヤQuillaja saponaria Molより調製したキラヤ抽出物を含有）10.5gをとり、これを減圧下、溶媒を留去して固形物2.1gを得た。これに水500ｍＬおよび水飽和ｎ−ブタノール500ｍＬを加え、分液ロートで振り混ぜた後、分層させた。上層をとり、減圧下、溶媒を留去して粗サポニン画分0.6gを得た。これにアセトン60ｍＬを加え、２５℃にて３０分間撹拌した後これをろ過し、ろ紙に残った固形物を回収して乾燥させ、キラヤサポニン0.5ｇを得た。
【００４２】
（２）抽出方法２（ソウキョウサポニン）
マメ科サイカチ属のGleditsia sinensis Lam.（シナサイカチ）の奇形果実（新和物産株式会社より購入）100gをとり、これを割った後、80vol%エタノール1Ｌを加え、２５℃にて１０日間抽出を行い、ろ過して抽出液890ｍＬを得た。減圧下、溶媒を留去、乾燥させて抽出物16.4gを得た。これに水500ｍＬおよび水飽和ｎ−ブタノール500ｍＬを加え、分液ロートで振り混ぜた後、分層させた。上層をとり、減圧下、溶媒を留去して粗サポニン画分4.8gを得た。これにアセトン480ｍＬを加え、２５℃にて３０分間撹拌した後これをろ過し、ろ紙に残った固形物を回収して乾燥させ、ソウキョウサポニン4.3ｇを得た。
【００４３】
（３）抽出方法３（ムクロジサポニン）
ムクロジ科ムクロジ属の無患子（ムクロジ）Sapindus mukurossiの果実（新和物産株式会社より購入）100gをとり、これを粉砕した後、80vol%エタノール1Ｌを加え、２５℃にて１０日間抽出を行い、ろ過して抽出液930ｍＬを得た。減圧下、溶媒を留去、乾燥させて抽出物20.6gを得た。これに水500ｍＬおよび水飽和ｎ−ブタノール500ｍＬを加え、分液ロートで振り混ぜた後、分層させた。上層をとり、減圧下、溶媒を留去して粗サポニン画分7.8gを得た。これにアセトン780ｍＬを加え、２５℃にて３０分間撹拌した後これをろ過し、ろ紙に残った固形物を回収して乾燥させ、ムクロジサポニン3.4ｇを得た。
【００４４】
＜その他の薬剤＞
・タンニン：試薬（関東化学株式会社製）
・エピカテキン：試薬（和光純薬工業株式会社製）
・エピガロカテキン：試薬（和光純薬工業株式会社製）
・カキタンニン：「キリヤスブラウンＫＢＳ」（キリヤ化学株式会社製）