(57)【要約】【課題】マイナスイオンを放出し、同時放射する遠赤外線の利用と併せて、光触媒作用により抗菌、脱臭効果を向上せしめた多機能性インキ及びその積層材を提供する。【構成】静電気に帯電しにくい高分子化合物、並びに希有元素類を含む鉱物、及びトルマリン若しくは遠赤外線セラミックのいずれか一方を含み、並びに顔料又は染料を混合したインキ組成物に光触媒機能材料を添加混合し、マイナスイオンの放出と遠赤外線の利用、静電気防止と併せ、抗菌、脱臭作用を備えた多機能性インキ及び積層材の構成とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電気に帯電しにくい高分子化合物、並びに希有元素類を含む鉱物、及び少なくともトルマリン若しくは遠赤外線放射セラミックの少なくともいずれか一方を含み、並びに顔料又は染料を混合したインキ組成物に、光触媒機能材料を添加混合し、マイナスイオンを放出すると同時に遠赤外線を放射し、併せて抗菌、脱臭作用を備えたことを特徴とする多機能性インキ。
【請求項２】
前記光触媒機能材料が、光触媒酸化チタンである請求項１記載の多機能性インキ。
【請求項３】
前記光触媒機能材料が、アパタイト被覆二酸化チタンである請求項１記載の多機能性インキ。
【請求項４】
前記光触媒機能材料が、光触媒酸化チタンから成る平均粒径６〜３０ｎｍ、比表面積５０平方メートル／ｇ以上である請求項１ないし３のいずれか記載の多機能性インキ。
【請求項５】
前記光触媒機能材料を、２ｗｔ％を超えない重量％の範囲で添加混合されてなる請求項１ないし４のいずれか記載の多機能性インキ。
【請求項６】
静電気に帯電しにくい高分子化合物、並びに希有元素類を含む鉱物、及び少なくともトルマリン若しくは遠赤外線放射セラミックの少なくともいずれか一方を含み、顔料及び／又は染料を配合してなるインキ組成物により処理してなる表面に、前記光触媒機能材料を無機バインダーに分散させたコーティング材で加工してなることを特徴とする多機能性インキ積層材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は多機能性インキに関し、マイナスイオンの増幅と持続性維持並びに同時放射する遠赤外線の利用と共に、光触媒作用により抗菌、脱臭効果を向上せしめることができる多機能性インキ並びに積層材に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、マイナス電荷を有するイオンによる人体の治癒効果、環境改善或いは健康改善の種々の効果、さらにマイナスイオンは、抗菌、脱臭効果等を有することも知られている。また、一般に広く知られている遠赤外線もマイナスイオンの治癒的効果を有することが報告されている。このようにマイナス電荷を有するイオンの有する種々の効果が着目され、沈痛、快眠、鎮咳、制汗、食欲増進、血圧降下、爽快感、疲労防止等、或いは抗菌、脱臭効果等を有し、遠赤外線も従来広く健康治療用具等に利用されている。
【０００３】
一般に、インキに要求されることとして、基材に固着する樹脂組成物と顔料或いは染料の混合組成物の構成になっている。またインキは用途からみても、一般用インキとして、たとえば印刷用インキは、無機及び有機の顔料やレーキをインキ用ワニスに細かく分散したものである。印刷用インキとしては、適当で均一な粘度を持ち、印刷されてからなるべく早く乾き、悪臭をもたないことが必要とされている。また、各種の特殊インキとして、遠赤外線セラミックを混合した遠赤外線を放射するインキや、カテキン或いはトウガラシを配合した健康を目的としたインキがある。
【０００４】
一方、人々の生活環境からみれば、常にマイナスイオンとプラスイオンが並行な量を保っており、例えば悪い環境はマイナスイオンとプラスイオンがどらちらかに片寄っているとみられており、現代生活の環境ではいわゆる合成物質の飛躍的な生産と消費及びその廃棄によって、プラスイオンが増大しマイナスイオンが少なくなり、人々の体や環境或いは悪細菌の突然変異迄も引き起こし、人々の体内まで悪影響を及ぼしている。そして、プラスイオンが増大すると、体内異常、老化が進むといわれ、近年我々の身体や環境や食物、水迄が弱酸性化しており、そこで不足しているマイナスイオンを作り出し、中性に還元していくのがマイナスイオン効果であるといわれている。この効果は人間の体の改善でいえば、体内の各組織や自律神経を活性化させ、リュ−マチ、神経痛、慢性病等を治癒する効果があると実証されつつある。
【０００５】
また、近年では住居環境でもシックハウス症候群が社会問題となり、さらに日常生活でも抗菌、脱臭に人々の関心が高まっており、光を当てると酸化チタンの結晶が大腸菌を殺
したりホルムアルデヒド等を分解し、抗菌、脱臭等の効果がある光触媒活性材が注目され
ている。従来より酸化チタンは、白色顔料として広く使用されており、また、無機充填材
としても、添加配合されているが、近年、酸化チタンの光触媒活性作用を利用した安全性
の高い機能材料としての用途が注目されている。
【０００６】
抗菌性と消臭性を併せもつ組成物の先行技術や特許文献が多く開示されており、また、市場でも商品が販売されている。
【特許文献１】特開２００１−３３５７２６号公報  上記特許文献１では、本願発明者等は、静電気に帯電しにくい樹脂に、希有元素類を含む鉱物と、トルマリン若しくは遠赤外線セラミックの少なくともいずれか一方を含む混合粉体を混合した樹脂組成物に、顔料及び／又は染料を混合してなることを特徴とする多機能性インキを開示している。
【０００７】
光触媒と呼ばれる数〜数百ｎｍ粒径の酸化チタンが、太陽光等の紫外線が当たると、光電効果で電子が励起、電子と正孔が発生して、電子は、空気中の酸素を還元しスーパーオ
キサイドイオンに、正孔は、表面の水分を酸化して水酸化ラジカルに変える。このスーパ−オキサイドイオンと水酸化ラジカルは、強い酸化力を示し、この状態でチタニア表面に有機物が付着すると、スーパ−オキサイドイオンが有機物の炭素を、水酸化ラジカルが水素を奪って分解する。こうした自浄作用が、抗菌作用及び消臭作用となるメカニズムとな
っている。
【０００８】
上記特許文献１で、この抗菌作用及び消臭作用から推定すると、その機構原理に近似点がみられ、該公報での樹脂組成物自体が、持続的に電子が飛び出しているのに対し、光触媒は、太陽光が当たって電子が飛び出すことで、両者の電子励起が寄与していることで類
似している。
【０００９】
しかし、上記特許では、マイナスイオンの放出並びに遠赤外線の放射と、抗菌性及び蒐
集性は併存して作用を発揮し得るが、抗菌性及び消臭性については、前者に比べて中程度  のレベルで稍少ないものである。また、マイナスイオン放出並びに遠赤外線の放射と併せて、抗菌性及び消臭性の多機能作用を併存して発揮し得るとはいえ、特にその中の抗菌性及び消臭性のニーズが要求される用途分野で、所望の抗菌性及び消臭性の作用を強く発揮し得る配合組み合わせを選択することは困難である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
抗菌効果及び消臭効果を主目的にすると、前記多機能性インキ並びに光触媒は、抗菌効果では、中程度の抗菌性能であること、一方、消臭効果では、低濃度では消臭効果が得られるが、高濃度では、消臭性能が得られにくい。また光触媒では、悪臭成分が接着付着した部分だけ消臭するというもので、空気中の広い範囲の悪臭を消臭するものでなかった。      
【００１１】
殺菌について最近では、病院の院内感染、食品工業の食中毒、畜産業の伝染病が社会問題化しており、医用機器、医用衣類、食品関係品は、抗菌ではなく、殺菌及び滅菌の高いレベルでなければ、製造及び使用できなくなっている。
【００１２】
また、光触媒である酸化チタンは、次のような問題点がある。（１）太陽光等の紫外線
が当たらない夜間、暗いところでは効果がない。（２）樹脂に混合したり、接触させると
有機物である樹脂を分解し、劣化させるため用途が限られたものであった。
【００１３】
このような上記問題点である抗菌効果並びに消臭性能の性能向上及び光触媒の上記の難
点を解決することが必要となってきている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記問題点にかんがみ、本発明は、（１）静電気に帯電しにくい高分子化合物、並びに  希有元素類を含む鉱物、及び少なくともトルマリン若しくは遠赤外線放射セラミックのいずれか一方を含み、並びに顔料及び／又は染料を配合した樹脂組成物に、光触媒機能材料を添加混合した多機能性インキ。（２）静電気に帯電しにくい高分子化合物、並びに希有元素類を含む鉱物、及び少なくともトルマリン若しくは遠赤外線放射セラミックのいずれ  か一方を含む多機能性インキにより処理してなる表面に、光触媒機能材料を無機バインダーに分散させたコーティング材で加工した多機能性インキ積層材を提供するものである。                                                                                  
【００１５】
本発明では、この理論的解明として、イオン集束静電気が成り立ち、空気中のプラスイオンをマイナス静電気に帯電している複合素材で選択集束して、マイナスイオンだけの空気環境を作り出すものと推察され、同時に遠赤外線をも高放射するものも判明している。さらに、光触媒酸化チタンを添加することで、プラスイオン生成が大幅に減少することになり、よりマイナスイオン効果を発揮できるものとなったことである。遠赤外線放射では殆ど変わらず、このように励起または増幅によるマイナスイオンの多量放出と、同時に遠赤外線効果も得られ、マイナスイオン効果と遠赤外線効果に加え、抗菌性及び消臭性が特  許文献１では、中程度の低いレベルのところ、光触媒機能材料の選択、特定された添加配合によって相乗効果が推定され、さらに光触媒活性機能を併存し抗菌及び消臭効果のトリプル効果を発揮し得る多機能性インキ及びその積層材の構成に到達したものである。
【００１６】
上記の多機能性インキ及び積層材が、マイナスイオンを持続的に大量放出し、同時に遠赤外線を増幅放射し、また、同時にスーパーオキサイドイオンと水酸化ラジカルを増幅放出するものとなり、抗菌効果よりも高い殺菌効果が得られ、同時に高濃度の悪臭成分を消臭するものを見いだし、また、光触媒機能材料の大きな難点であった太陽光の入射しない暗いところでも効果が発揮できる機能を見いだすに至った。
【００１７】
本発明において、インキ用の樹脂として、ラッカー、ワニス、樹脂エマルジョン、水溶性樹脂、溶剤系合成樹脂、無溶剤系のＵＶ樹脂等を使用することができる。
【００１８】
本発明において、顔料として、無機顔料及び有機顔料の何れも使用することができる。無機顔料として、弁柄、バリウム黄、群青、コバルト緑、カーボンブラック等がある。
有機顔料として、チオインジゴマルーン、ハンザイエロー、フタロシアニングリーン、アニリンブラック等がある。
【００１９】
染料として、直接染料、含金染料、反応染料等を使用することができる。
【００２０】
本発明において、光触媒機能材料として、アナターゼ型酸化チタン、ブルッカイト型酸化チタン、アパタイト被覆酸化チタン等がある。粒子径としては、５〜２００ｎｍに粉砕  されたものを使用することができる。最も好ましくは、６〜３０ｎｍの方が電子を励起促進するうえで有利である。また、光触媒用酸化チタンによるガス浄化では、比表面積が大きく、吸着量が多いものが好適であり、比表面積として、５０平方メートル／ｇ以上の方が、同じく電子を励起促進するうえで有利である。
【００２１】
光触媒機能材料は配合部数として、５０重量％を超えない範囲で添加混合することができ、好ましくは２〜５０重量％、最も好ましくは２〜３０重量％であり、マイナスイオンの生成を減少させないうえで有利である。光触媒機能材料の配合量が５０重量％を超えると他成分との混合に影響を及ぼし、所望の光触媒効果に寄与することがないからである。      
【００２２】
本発明において、遠赤外線セラミックスとして、シリカ系、アルミナ系のセラミック及びシリカ、アルミナ、酸化鉄、酸化マグネシウム、酸化ナトリウム、酸化鉄を含有するセ
ラミックを使用することができる。最も好ましくは、前記成分のセラミックのうち、常温体温域で、２〜５０μｍの波長をもつ遠赤外線を放射率５０以上放射しているセラミックを使用する方が、マイナスイオンの発生を増幅するうえで有益である。
【００２３】
上記成分が含有された市販品として、商品名セラジット、オーケイトレーディング社製があり、マイナスイオンを増幅し、同時に遠赤外線を高放射するうえで有益である。
【００２４】
粉体の粒径として、最も好ましくは、平均粒径１０ミクロン前後が混合と印刷するうえで有益である。
【００２５】
本発明において、無機バインダーとして、オルガノシリカゾル、コロイダルシリカ、水溶性アルカリ珪酸塩、アルコキシシラン、珪酸リチウム、クロム酸、セメント等を使用することができる。最も好ましくは、オルガノシリカゾル及びコロイダルシリカの方が、光励起作用を阻害させにくいため有利である。
【００２６】
本発明において、加工方法においての印刷用インキとして、スクリーン用インキ、グラビア用インキ、インクジェット用インキ、オフセット用インキ、ホットスタンプ用インキ、パット用インキ、ＵＶ用インキ、捺染用インキ等のいずれのインキ用にも使用することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明は、（１）静電気に帯電しにくい高分子化合物、並びに希有元素類を含む鉱物、及び少なくともトルマリン若しくは遠赤外線セラミックのいずれか一方を含み、並びに顔料及び／又は染料を配合した樹脂組成物に、光触媒機能材料を添加混合した多機能性インキ。（２）静電気に帯電しにくい高分子化合物、並びに希有元素類を含む鉱物、及び少なくともトルマリン若しくは遠赤外線セラミックのいずれか一方を含む多機能性インキにより処理してなる表面に、光触媒機能材料を無機バインダーに分散させたコーティング材で加工した多機能性インキ積層材である。該多機能性インキがプラスイオンを大幅に減少させ、マイナスイオンを持続的かつ大量に生成し、同時に遠赤外線を増幅放射すると共に、その相互作用で、光触媒作用のスーパーオキサイドイオンと水酸化ラジカルを増幅生成して、抗菌、脱臭効果を大きく向上せしめることができ、殺菌用品、消臭用品、医用衣類、食品用品等の印刷用インキとして優れた効果を奏する。
【実施例】
【００２８】
以下に、実施例を挙げて、本発明を詳細に説明する。
【００２９】
試料の作成
表１および表２に示す配合材として、シリコンエマルジョン、商品名ＳＥ１９８０、東レダウコーニングシリコン社製を使用した。遠赤外線セラミックとして、商品名セラジットＡＬＦ９、オーケイトレーディング社製を使用した。光触媒として、商品名  ＰＣ−１０１、チタン工業製の平均粒子径２０ミクロンの酸化チタンを用いた。無機バインダーとして、コロイダルシリカを使用した。
【００３０】
配合処方（１）
【００３１】
【表１】
2006063241.tif 000002
配合処方（２）
【００３２】
【表２】
2006063241.tif 000003
表１及び表２に示す実施例１，２、３、４、５、６、７，８の所定量を配合した混合物を、３Ｌ真空攪拌機ダルトンにて、１時間攪拌混合した。
【００３３】
その混合実施例１，２，３，４，５，６を、糊引き機にてグラスウール不織布に、スクリーン印刷機で、葉柄模様の印刷塗布をした。そのときの塗布量として、５０ｇ／平方メートル塗布し、乾燥炉にて、４００度、２０分間乾燥した２層の加工不織布を使用した。                                                                                  
【００３４】
この２層不織布の試料を、実施例９及び１０とした。
【００３５】
イオン測定と遠赤外線測定
上記実施例１〜４及び実施例９，１０の試料のイオン測定と遠赤外線測定を行った。
【００３６】
イオン測定方法は、小イオン測定として、イオンテスター９００神戸電波製を使用し、室温２５℃，湿度６０％，試料２０ｃｍ角で、マイナスイオンとプラスイオンを３分間の平均生成数／ｃｃを測定した。
【００３７】
総イオン測定は、空気イオンテスターＩＴＣ−２０１Ａ  アンデス電気製を使用し、同じ雰囲気で、マイナスイオンとプラスイオンを３分間の平均生成量／ｃｃを測定した。
【００３８】
遠赤外線測定では、ＦＴＩＲ測定機，ＪＩＲ−Ｅ５００を使用し、試料温度３５℃の遠赤外線放射率を測定した。
【００３９】
その結果を表３に示した。
【００４０】
【表３】
2006063241.tif 000004
実施例１〜４及び実施例９，１０の小イオン測定及び総イオン測定の結果、実施例１〜４の樹脂組成物に光触媒及びアパタイト被覆酸化チタン配合が、プラスイオンを大量に減少させて、マイナスイオンを大量に生成させていた。実施例９，１０においても、プラスイオンを大幅に減少させて、マイナスイオンを生成させていた。
遠赤外線の放射においても、いずれの実施例も高放射で放射していた。
【比較例】
【００４１】
試料の作成方法として、実施例５，６，７，８で示した配合処方を使用して、実施例１〜４と同じ方法で、比較例１，２，３，４の試料を作成した。
【００４２】
比較例のイオン測定と遠赤外線測定を、実施例と同じ方法で行なった。
【００４３】
結果を表４に示した。
【００４４】
【表４】
2006063241.tif 000005
実施例と比較例の小イオン測定結果および総イオン測定結果から明らかなように、樹脂組成物に光触媒酸化チタンを加えることで、プラスイオン生成が大幅に減少することになり、よりマイナスイオン効果を発揮できるものになった。
【００４５】
また、遠赤外線では、殆ど変わらず、高放射を維持していた。
【００４６】
実用化試験
実施例及び比較例で作成した試料を使用して、抗菌試験及び消臭試験を行い、本発明をより明らかにしていく。
【００４７】
抗菌試験
抗菌試験として、公的試験機関である（財）日本紡績検査協会で試験を行なった。
【００４８】
抗菌性試験方法として、ＪＩＳ−Ｌ１９０２定量試験法に準拠し、環境条件として、
（１）デイライト照射、（２）照明なしの暗闇とした。試験菌株として、ＭＲＳＡ（耐性黄色ぶどう球菌）を使用した。試験結果として、下表に示した。
（試験結果）
（１）デイライト照射時
2006063241.tif 000006
ｌｏｇＢ−ｌｏｇＡ＝２．７  有効
殺菌活性値＝ｌｏｇＡ−ｌｏｇＣ
静菌活性値＝ｌｏｇＢ−ｌｏｇＣ
【００４９】
【表５】
2006063241.tif 000007
（２）光無し（暗闇）
【００５０】
【表６】
2006063241.tif 000008
上記の抗菌試験から明らかなように、実施例と比較例を比較すると、樹脂組成物よりも相当高い抗菌性を示し、殺菌レベルの性能を有するものとなった。また、光の無い環境でも、余り低下することなく抗菌性を維持していた。
それに対し、光無しの環境では、比較例３，４の光触媒のみの試料では、全く効果が見られなかった。これらの効果は、樹脂組成物のマイナスイオン増幅をする遠赤外線と、光触媒の相互作用が働くことによって、相乗効果が推定され、抗菌効果を大幅に向上させたことは明らかである。
【００５１】
消臭試験
消臭試験として、検知管法を用いた。
【００５２】
試験方法として、５リットルのテトラバック中に、実施例及び比較例の試料５ｃｍ角及びガスを注入し、３０分後と１時間後のガス濃度を検知管を用いて測定し、下記の式により、悪臭率（％）を換算した。また環境条件として、（１）デイライト照射時と、（２）照明無し暗黒の２方法で行った。
【００５３】
ガスの種類としてアンモニアを使用した。コントロール材は、試料を入れていないブランクである。
【００５４】
アンモニアガス  初期濃度  ２００ｐｐｍ、ガス量  ６００ｍｌ
脱臭率％＝〔（コントロールガス濃度ー試料ガス）／コントロールガス濃度〕×１００（１）デイライト照射時
その結果、３０分後のコントロールガス濃度  １９０ｐｐｍ
１時間後のコントロールガス濃度  １７０ｐｐｍ
【００５５】
【表７】
2006063241.tif 000009
（２）照明無し闇黒
その結果、３０分後のコントロールガス濃度  １９０ｐｐｍ
１時間後のコントロールガス濃度  １７０ｐｐｍ
【００５６】
【表８】
2006063241.tif 000010
上記、消臭試験結果から明らかなように、実施例及び比較例と比較して、高濃度のアンモニアガス濃度でも、実施例では、効率よく分解消臭したことが明らかとなった。また、光無しの環境条件でも、大差なく効率よく分解消臭したことが明らかとなった。
【００５７】
比較例３及び４の光触媒だけでは、全く消臭しなかった。