(57)【要約】【課題】製造が容易であり、成形体の着色も可能であり、また種々の形状への成形も容易であり、さらに、成形体内部に活性物質を含有し、前記活性物質から放出される気体や液体が容易に大気中に放散され、また成形体の活性物質と外部物質とが効率的に接触できる成形体を提供すること。【解決手段】繊維状物と活性物質とを含む溶液の圧搾成形物からなる成形体であって、圧搾成形物が、繊維状物が互いに絡み合った交絡構造を有し、活性物質を圧搾成形物中に保持する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維状物と活性物質とを含む溶液の圧搾成形物からなる成形体であって、
前記圧搾成形物が、前記繊維状物が互いに絡み合った交絡構造を有し、
前記活性物質が前記圧搾成形物中に保持されていることを特徴とする成形体。
【請求項２】
前記活性物質が、固体、あるいは固体被膜の中に活性物質を含むカプセル構造物であり、
前記固体又は前記カプセル構造物が、前記交絡構造によって保持されていることを特徴とする請求項１記載の成形体。
【請求項３】
前記活性物質が液体であり、
該活性物質が、前記繊維状物中に含浸された状態で保持されていることを特徴とする請求項１記載の成形体。
【請求項４】
前記圧搾成形物が色素により着色されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかの項に記載の成形体。
【請求項５】
前記圧搾成形物が、特定の形状をした枠を用いて前記特定の形状に成形されたものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかの項に記載の成形体。
【請求項６】
前記繊維状物の交絡構造又は前記活性物質が、前記溶液に含まれる固定用材料により固定されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかの項に記載の成形体。
【請求項７】
活性物質を保持する成形体の製造方法であって、
繊維状物と前記活性物質とを含む溶液を調製する工程と、
該調製された溶液を圧搾する工程とを含んでいることを特徴とする成形体の製造方法。
【請求項８】
前記活性物質が、固体、あるいは固体被膜の中に活性物質を含むカプセル構造物であり、
前記調製工程において、前記繊維状物と、前記固体又は前記カプセル構造物とを溶液中で混合することを特徴とする請求項７記載の成形体の製造方法。
【請求項９】
前記活性物質が液体であり、
前記圧搾工程の圧搾によって、前記繊維状物中に前記活性物質を含浸させることを特徴とする請求項７記載の成形体の製造方法。
【請求項１０】
前記調製工程において、前記溶液に色素を添加することを特徴とする請求項７〜９記載の成形体の製造方法。
【請求項１１】
前記圧搾工程において、特定形状の圧搾物が得られる枠を用いて圧搾成形することを特徴とする請求項７〜１０のいずれかの項に記載の製造方法。
【請求項１２】
前記調製工程において、前記繊維状物の交絡構造又は前記活性物質を固定するための固定用材料を前記溶液に添加することを特徴とする請求項７〜１１のいずれかの項に記載の成形体の製造方法。
【請求項１３】
前記圧搾工程において圧搾された溶液を前記調製工程で再使用することを特徴とする請求項７〜１２のいずれかの項に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形体及びその製造方法に関し、より詳細には、圧搾により活性物質が内部に保持された成形体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
活性物質を保持する担体として、種々の中空ないし多孔質構造の膜状、マイクロカプセル状の成形体が提案されている。
例えば、スピノーダル分離模様の連続多孔構造を有する膜が提案されている（特許文献１参照）。また、各種触媒の担持体、電子写真のトナー、表示機器などの電子材料、クロマトグラフィー、吸着材などとして、多孔質球状粒子が知られている（特許文献２参照）。また、微生物、細菌、酵素に代表される活性物質の固定化担体として、中空および多孔質のカプセル壁を有し、カプセル壁の多孔質が、カプセルの内部の中空と微細孔を通してつながっている構造のマイクロカプセルが提案されている（特許文献３参照）。また、カプセル樹脂壁材の緻密性を制御することにより、所望の徐放特性を有するマイクロカプセルが提案されている（特許文献４参照）。さらに、活性物質のバインダーを多孔構造とする方法として、無機塩や澱粉等の有機物を造孔剤として用いる方法が提案されている（特許文献５参照）。
【０００３】
［発明が解決しようとする課題］
上記した中空ないし多孔質構造の膜状、マイクロカプセル状の成形体は、製造が容易ではなく、また種々の形状への成形が難しく、さらに、成形体の活性物質と外部物質とが効率的に接触できない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】特開平１−２４５０３５号公報
【特許文献２】特開２００２−８０６２９号公報
【特許文献３】特開２００３−８８７４７号公報
【特許文献４】特開２００４−２５０９９号公報
【特許文献５】特開昭６４−６５１４３号公報
【発明の概要】
【課題を解決するための手段及びその効果】
【０００５】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであって、製造が容易であり、また種々の形状への成形も容易であり、さらに、成形体内部に活性物質を含有し、成形体の活性物質と外部物質とが効率的に接触できる成形体及びその製造方法を提供することを目的としている。
【０００６】
上記目的を達成するために本発明に係る成形体（１）は、繊維状物と活性物質とを含む溶液の圧搾成形物からなる成形体であって、前記圧搾成形物が、前記繊維状物が互いに絡み合った交絡構造を有し、前記活性物質が前記圧搾成形物中に保持されていることを特徴としている。
【０００７】
上記成形体（１）によれば、前記成形物が圧搾によって極めて容易に製造することができ、また、前記活性物質を保持し、種々の形状に容易に成形することが可能となるため、幅広い用途に活用することができる。また、前記活性物質が前記圧搾成形物の交絡構造中に保持されているので、前記活性物質から放出される気体や液体が容易に大気中に放散され、また外部物質が前記活性物質に容易に接触できることにより、前記活性物質の活性作用を高めることができる。
【０００８】
また本発明に係る成形体（２）は、上記成形体（１）において、前記活性物質が、固体、あるいは固体被膜の中に活性物質を含むカプセル構造物であり、前記固体又は前記カプセル構造物が、前記交絡構造によって保持されていることを特徴としている。
上記成形体（２）によれば、前記活性物質である前記固体又は前記カプセル構造物が、前記交絡構造によって保持されているので、前記活性物質から放出される気体や液体が容易に大気中に放散され、また前記活性物質と外部物質との接触が効率良く行える。
【０００９】
また本発明に係る成形体（３）は、上記成形体（１）において、前記活性物質が液体であり、該活性物質が、前記繊維状物中に含浸された状態で保持されていることを特徴としている。
上記成形体（３）によれば、前記活性物質である液体が前記繊維状物中に含浸された状態で保持された成形体とすることができ、前記活性物質から放出される気体や液体が容易に大気中に放散され、成形体を前記液体の保持担体としても活用することができる。
【００１０】
また本発明に係る成形体（４）は、上記成形体（１）〜（３）のいずれかにおいて、前記圧搾成形物が色素により着色されていることを特徴としている。
上記成形体（４）によれば、前記圧搾成形物が色素により着色されているので、任意の色に着色が可能であり、用途に応じて当該成形体のデザイン性を高めることができる。
【００１１】
また本発明に係る成形体（５）は、上記成形体（１）〜（４）のいずれかにおいて、前記圧搾成形物が、特定の形状をした枠を用いて前記特定の形状に成形されたものであることを特徴としている。
上記成形体（５）によれば、前記特定の形状をした枠が用いられるため、成形体を様々な形状に造形されたものとすることができ、使用用途を広げることができる。
【００１２】
また本発明に係る成形体（６）は、上記成形体（１）〜（５）のいずれかにおいて、前記繊維状物の交絡構造又は前記活性物質が、前記溶液に含まれる固定用材料により固定されていることを特徴としている。
上記成形体（６）によれば、当該成形体の強度を高めることができ、また、前記活性物質の脱落や剥離を防止することができる。
【００１３】
また本発明に係る成形体の製造方法（１）は、活性物質を保持する成形体の製造方法であって、繊維状物と前記活性物質とを含む溶液を調製する工程と、該調製された溶液を圧搾する工程とを含んでいることを特徴としている。
【００１４】
上記成形体の製造方法（１）によれば、前記活性物質を保持する成形体を、極めて容易に製造することができ、種々の形状に容易に成形することができ、幅広い用途に活用できる成形体を製造することができる。
【００１５】
また本発明に係る成形体の製造方法（２）は、上記成形体の製造方法（１）において、前記活性物質が、固体、あるいは固体被膜の中に活性物質を含むカプセル構造物であり、前記調製工程において、前記繊維状物と、前記固体又は前記カプセル構造物とを溶液中で混合することを特徴としている。
上記成形体の製造方法（２）によれば、調製した溶液を前記圧搾工程の圧搾することによって、前記繊維状物が互いに絡み合った交絡構造によって前記固体又は前記カプセル構造物が保持された成形体を製造することができ、前記活性物質から放出される気体や液体が容易に大気中に放散され、また前記活性物質と外部物質との接触が効率的に行える成形体を製造することができる。
【００１６】
また本発明に係る成形体の製造方法（３）は、上記成形体の製造方法（１）において、前記活性物質が液体であり、前記圧搾工程の圧搾によって、前記繊維状物中に前記活性物質を含浸させることを特徴としている。
上記成形体の製造方法（３）によれば、前記活性物質である液体が前記繊維状物中に含浸された状態で保持され、前記活性物質から放出される気体や液体が容易に大気中に放散される成形体を製造することができる。
【００１７】
また本発明に係る成形体の製造方法（４）は、上記成形体の製造方法（１）〜（３）のいずれかにおいて、前記調製工程において、前記溶液に色素を添加することを特徴としている。
上記成形体の製造方法（４）によれば、前記調製工程において、前記溶液に色素を添加するので、任意の色に着色することができ、前記色素で着色された前記成形物を簡単に製造することができ、当該成形体のデザイン性を高めることができる。
【００１８】
また本発明に係る成形体の製造方法（５）は、上記成形体の製造方法（１）〜（４）のいずれかにおいて、前記圧搾工程において、特定形状の圧搾物が得られる枠を用いて圧搾成形することを特徴としている。
上記成形体の製造方法（５）によれば、前記圧搾工程において、特定形状の圧搾物が得られる枠を用いて圧搾成形するので、当該成形体の用途に応じた形状を有する成形体を製造することができる。
【００１９】
また本発明に係る成形体の製造方法（６）は、上記成形体の製造方法（１）〜（５）のいずれかにおいて、前記調製工程において、前記繊維状物の交絡構造又は前記活性物質を固定するための固定用材料を前記溶液に添加することを特徴としている。
上記成形体の製造方法（６）によれば、当該成形体の強度を高めることができ、また、前記活性物質の脱落や剥離を防止することができる。
【００２０】
また本発明に係る成形体の製造方法（７）は、上記成形体の製造方法（１）〜（６）のいずれかにおいて、前記圧搾工程において圧搾された溶液を調整工程で再使用することを特徴としている。
上記成形体の製造方法（７）によれば、前記圧搾工程において圧搾された溶液を調整工程で再使用するので、前記溶液や前記活性物質を無駄なく活用することができる。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明に係る成形体及びその製造方法の実施の形態について説明する。以下において開示する物質などは、成形体及びその製造方法の好適な例であり、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２２】
実施の形態に係る成形体は、繊維状物と活性物質とを含む溶液の圧搾成形物からなり、圧搾成形物が、繊維状物が互いに絡み合った交絡構造（３次元網目構造）を有し、活性物質が圧搾成形物中に保持されている構造となっている。
【００２３】
（繊維状物）
繊維状物とは、吸湿性繊維や吸水性繊維などの、繊維中に液体を含有する性質を有する繊維をいう。具体的には、（１）綿、羊毛、セルロース繊維、アクリレート系繊維、レーヨン、ビニロンなどの水分子とよくなじむ基（水酸基、カルボキシル基など）を含む繊維や、それらを繊維表面に付与することにより吸湿性を向上させた吸湿性繊維、さらには、（２）繊維の極細化、繊維断面の異型化や側面の溝付与、繊維側面に微細な溝や窪み付与、繊維側面の多孔化などによって、毛細管現象による吸水能力が強化された吸水性繊維などが好適に使用され得る。
これらの中で、セルロース繊維としては、（１）針葉樹・広葉樹をパルプ化した木材パルプ、（２）リンター（綿の実に付着する短毛）・ケナフ（アオイ科の一年草）・バガス（サトウキビ）・バンブー（竹）パルプなどの非木材パルプ、（３）古紙パルプ（廃紙の繊維の分散物）などが使用され得る。
ここで、繊維状物は繊維が１本ずつ単離されたものであっても良いし、たとえば古紙パルプのような繊維の集合体であっても良い。
また、繊維状物は交絡構造を形成しやすいという観点から、撹拌等の操作によって、フィブリル化していることがより好ましいが、必ずしもフィブリル化している必要は無い。
【００２４】
（活性物質）
活性物質は、吸着剤、触媒、イオン交換剤、消臭剤、芳香剤、殺虫剤、空気清浄剤、水質浄化剤、殺菌剤、除菌剤、防かび剤、センサー、マイクロマシン、医薬品、農薬、肥料、除放剤、温度応答性機能素材、ナノ・ミクロンの機能素材、微生物、細胞、及びこれらを内包したカプセルやマイクロカプセルからなる群から選ばれる少なくとも一種であることが好ましい。しかし、活性物質はこれらの群に限定されるものではないことは言うまでもない。
活性物質が、固体、あるいは固体被膜の中に活性物質を含むカプセル構造物である場合、これら固体又はカプセル構造物は、繊維状物の交絡構造によって保持されている。
また、活性物質が液体である場合、これら液体は繊維状物中に含浸された状態で保持されている。
【００２５】
（成形体の形状）
実施の形態に係る成形体の形状は、円柱状、円盤状等の形状とすることができるが、これらの形状に限定されない。圧搾時に用いるシリンダ等の型枠形状を、使用用途に応じた特定の形状や大きさとすることにより、様々な形状・大きさ・デザインの成形体を得ることが可能となっている。
また、繊維状物の交絡構造又は活性物質が、前記溶液に含まれる固定用材料（後述する接着剤やバインダー）により固定された形態とすることもできる。
【００２６】
（成形体の用途）
（１）活性物質として消臭剤を内部に保持した成形体に、着色および圧搾の型枠を用いた造形を行い、室内等に設置して、インテリア兼消臭剤として使用することができる。また、繊維状物が吸湿性物質であれば、吸湿剤の機能も付与することができる。
（２）芳香剤を内部に保持した成形体に、着色および圧搾の型枠を用いた造形を行い、芳香を発する筆立てなどの文具や日用品として使用することもできる。
（３）砥石粉末を内包させた成形体を、砥石兼用の磨き材として使用することもできる。
（４）一定の形状に圧搾成形した成形体を用途に応じて、粉砕、切断などの加工を施して使用することも可能である。たとえば、有害ガスの吸着剤を内部に保持した成形体を所定の大きさに裁断し、カラムに充填して、有害ガスの除去用途に使用することができる。また、吸着剤を内包したフィルターとしても使用できる。
（５）成形体を薄片などの適切な形状に加工して、溶媒を水、活性物質を培養液として、再生医療におけるスキャホールド（足場）として使用することも可能である。同様に、成形体に特定形状をした内部空間を加工し、内部空間とスキャホールド機能を利用したiPS細胞やES細胞などの多能性幹細胞の三次元培養ならびに三次元構造の人体臓器の形成にも応用できる。さらには、前記内部空間を利用した微牲物の三次元培養を行い、バイオリアクターにも活用することが可能である。
（６）所定の構造に成形後、外周に接着剤を塗布し、長期使用時にも型崩れが生じないようにすることもできる。あるいは、活性炭を内包させた成形体を粉砕して、多孔構造のカプセル内に充填し、微生物の担体として使用することも可能である。
（７）シート状に成型・加工したり、成形体をブーツや靴の型崩れを防ぐブロック形状とし、消臭剤や抗菌剤と除菌剤を入れて、ブーツや靴の消臭、除菌を行うとともに、吸湿材として使用することができる。
（８）防かび剤を入れた物流資材用途の防カビ剤や、防かび剤を内包する断熱材として、建築などに使用することも可能である。
このように、実施の形態に係る成形体は、用途に応じて自由に加工することができるとともに、様々な用途に適用することができる。
【００２７】
（成形体の着色）
実施の形態に係る成形体の色は、特に限定されない。製造時に製品用途に応じた好ましい色素を調製溶液に添加して、繊維状物に含浸させることにより、所望とする色の成形体を得ることが可能となっている。
【００２８】
また実施の形態に係る成形体の製造方法は、繊維状物と前記活性物質とを含む溶液を調製する工程（溶液調製工程）と、該調製された溶液を圧搾する工程（圧搾工程）とを含んでいる。
溶液の溶媒は、繊維状物や活性物質を溶解せず、これらを容易に分散させるものであれば何でもよい。例えば、水、アルコール、N-メチル−２−ピロリドン（NMP）、ジメチルスルホキシド（DMSO）などを挙げることができる。
【００２９】
溶液調製工程において、繊維状物の交絡構造又は活性物質を固定するための固定用材料を溶液に添加することができる。固定用材料としては、接着剤またはバインダーが採用され得る。
接着剤としては、溶媒に溶解する溶液系接着剤を挙げることができる。溶液系接着剤は、初期状態は合成樹脂やゴムなどの高分子固形分が水・アルコール・有機溶剤などの溶媒に溶け込んだ液体状であり、溶媒が気化した後に残留する溶質が物理架橋することで接着する機能を有する。
また、バインダーとしては、高分子有機バインダーを挙げることができる。高分子有機バインダーは、繊維状物や活性物質の表面に吸着され、或いは緩やかに結合することで、繊維状物間、活性物質間、繊維状物と活性物質間の相互結合を促す機能を有する。
【００３０】
調製工程において、溶液に色素を添加することができる。
色素は溶媒に溶解し、かつ繊維状物を着色できる機能を有するものであれば、どのようなものでも良い。具体例として、染料が挙げられる。染料は、比較的分子量が小さい有機化合物であり、溶媒に溶解または分散した状態で繊維状物に染着し、洗濯では容易に脱落せず、光や熱などの外的条件に影響されない機能を有する。
【００３１】
以下には、繊維状物が廃紙の繊維の分散物（古紙パルプ）である場合における、成形物の製造方法を具体的に説明する。
溶液調製工程では、繊維状物と活性物質とを含む溶液を調製する。調製方法及びその条件は、使用する繊維状物と活性物質の特性や用途に応じて選択し、設定することができる。
圧搾工程では、上記調製された溶液を圧搾する。圧搾方法及びその条件は、使用する繊維状物と活性物質の特性や用途などに応じて選択し、設定することができる。
【００３２】
（１）繊維状物が廃紙の繊維の分散物であり、活性物質が固体又はカプセル構造物である場合。
溶液調製工程において、廃紙（繊維状物の集合体）と、固体又はカプセル構造物（活性物質）とを所定の溶液中で攪拌して混合する。カプセル構造物は、固体被膜の中に活性物質が保持されたものである。
例えば、溶液が貯留されている溶解槽に廃紙を所定量投入し、溶解槽に設けられた攪拌羽根を回転させて、廃紙の繊維を分散させる。溶液の溶媒には、水を用いることができる。
廃紙の繊維を分散させた溶液に、固体又はカプセル構造物からなる活性物質を所定濃度になるように投入し、攪拌羽根を回転させてさらに混合する。調合工程では、一般には前のバッチで圧搾された液を循環使用する。この循環液は、成形体が系外に持ちさる分だけ、溶媒や活性物質が減少していくので、常時、活性物質を高濃度に保って循環させ、適宜、溶媒や活性物質を補充することで、循環液中の溶媒や活性物質の濃度を一定の範囲の高濃度に保ち、成形体のバッチ生産を繰り返し行うことが可能となっている。
【００３３】
次に、分散した繊維と活性物質とを混合した溶解液を、ポンプ等により圧搾部に送り込む。圧搾部は、所定の形状をした圧搾室と、圧搾部とを含んで構成されている。
溶解槽から圧搾室に送り込まれた溶液は、圧搾室で貯留され、圧搾部により圧搾され、溶液中の溶解物（繊維状物と活性物質との交絡構造物）により圧搾成形物が得られる。圧搾によって絞り出された溶液は、溶解槽に送り込み、溶液調製工程で再使用可能とすることが一般的であり、再使用により溶液を無駄なく活用できるようになっている。
【００３４】
（２）繊維状物が廃紙の繊維の分散物であり、活性物質が液体である場合。
溶液調製工程において、廃紙（繊維状物の集合体）と、活性物質としての液体とを攪拌して混合する。例えば、活性物質としての所定濃度の液体と溶媒が貯留されている溶解槽に廃紙を所定量投入し、溶解槽に設けられた攪拌羽根を回転させて混合し、廃紙の繊維を分散させる。廃紙の繊維が分散した溶液をポンプ等により圧搾部に送り込む。
溶解槽から圧搾室に送り込まれた溶液は、圧搾室で貯留され、圧搾部により圧搾され、繊維状物に液体の活性物質が含浸された成形体が得られる。圧搾によって絞り出された溶液は溶解槽に送り込まれて、溶液調製工程で再使用可能とすることが一般的であり、再使用により溶液を無駄なく活用できるようになっている。
【００３５】
上記した溶液調製工程において、繊維状物の交絡構造又は活性物質を固定するための固定用材料（接着剤又はバインダー）、及び／又は色素を前記溶液に添加することが一般的である。固定用材料を添加することにより、成形体の強度を高めることができ、また、活性物質の脱落や剥離を防止する効果を高めることができる。
【００３６】
また、上記した圧搾工程において、特定の形状をした圧搾物が得られる枠を用いてもよい。特定の形状をした圧搾枠を用いることにより、成形体を様々な形状に造形されたものとすることができ、室内等の装飾品や文房具、家具などへ、その用途を広げることができる。
【００３７】
上記した実施の形態に係る成形体及びその製造方法によれば、圧搾成形によって極めて容易に成形体を製造することができ、また、種々の形状に容易に成形することができ、着色も可能であるため、幅広い用途に活用することができる。また、活性物質が圧搾成形物中に保持されているので、前記活性物質から放出される気体や液体が容易に大気中に放散され、また活性物質と外部物質とが効率的に接触でき、活性物質の活性作用を高めることができる。