(57)【要約】【課題】微生物又は生菌を用いることのない、簡便な抗菌性能の評価方法を提供することができる。【解決手段】抗菌加工が施された抗菌試験片に含まれる抗菌剤又は抗菌剤を構成する元素の初期量Ａを特定する工程（ａ）と、抗菌試験片を、抗菌剤の溶出を加速させる環境に時間Ｔだけ曝す工程（ｂ）と、工程（ｂ）を経た抗菌試験片に含まれる抗菌剤又は抗菌剤を構成する元素の残量Ａ’を特定する工程（ｃ）と、初期量Ａ、残量Ａ’及び時間Ｔを用い、式：（Ａ−Ａ’）／Ｔ＝Ｖにより工程（ｂ）における抗菌剤の溶出速度Ｖを求め、この溶出速度Ｖを指標として、抗菌性能を評価する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
抗菌加工が施された抗菌試験片に含まれる抗菌剤又は前記抗菌剤を構成する元素の初期量Ａを特定する工程（ａ）と、
前記抗菌試験片を、前記抗菌剤の溶出を加速させる環境に時間Ｔだけ曝す工程（ｂ）と、
前記工程（ｂ）を経た前記抗菌試験片に含まれる前記抗菌剤又は前記抗菌剤を構成する元素の残量Ａ’を特定する工程（ｃ）と、
前記初期量Ａ、前記残量Ａ’及び前記時間Ｔを用い、式：（Ａ−Ａ’）／Ｔ＝Ｖにより前記工程（ｂ）における前記抗菌剤の溶出速度Ｖを求め、この溶出速度Ｖを指標として、抗菌性能を評価することを特徴とする抗菌性能の評価方法。
【請求項２】
前記抗菌試験片は、前記抗菌剤が分散された樹脂材料であることを特徴とする請求項１に記載の抗菌性能の評価方法。
【請求項３】
前記抗菌剤は、有機系の抗菌剤であることを特徴とする請求項１又は２に記載の抗菌性能の評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、抗菌加工が施された樹脂等の部材の抗菌性能を評価する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、抗菌加工を施した製品が多く出回っている。抗菌加工製品の開発では、試作して数多くある抗菌剤（有機化合物系・有機金属化合物系・無機化合物系など）の中から抗菌剤を選定するため膨大な数の試験が必要となる。抗菌加工を施した樹脂製品において、同じ抗菌剤であっても基材となる樹脂の材質によって、抗菌性能に差があり、抗菌剤と基材の最適な組合せを選定するためである。
抗菌性、防かび性の評価手法としては、ＪＩＳに規定してある抗菌試験（ＪＩＳ Ｚ ２８０１−２０００）、防カビ試験（ＪＩＳ Ｚ ２９１１−２０００）又はそれに類似した試験を実施するのが一般的である。非特許文献１には、上記ＪＩＳの規定に準じた評価方法が開示されている。
【０００３】
また、特許文献１には、（ａ）細胞表面が親水的である微生物を樹脂試料表面に付着させる工程と、（ｂ）樹脂試料表面に付着させた微生物を、水１Ｌに対して肉エキス０．０６〜１ｇ、タンパク質分解物０．１３〜２ｇ及び無機栄養素０．０６〜１ｇを含む培地中で培養する工程と、（ｃ）樹脂試料表面における微生物の増殖状態を指標として、樹脂試料の湿潤環境下における抗菌防汚性を評価する工程と、を含む樹脂試料の湿潤環境下における抗菌防汚性の評価方法が開示されている。
さらに、特許文献２には、抗菌加工を施した対象機と、抗菌加工を施さない比較機とを夫々準備し、それぞれの所定表面位置に塗布し、空調設備を所定時間作動させて対象機と比較機とにおける生菌数の変動に基づいて抗菌性能を評価するようにし、かつ評価試験開始時の生菌コロニー数および評価試験終了時の生菌コロニー数を計数するとともに、評価試験開始時と評価試験終了時との間の１又は複数の経過時間時において生菌コロニー数を計数することにより、生菌数の変動傾向を経過時間との関係において把握する空調設備の抗菌性能評価方法が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２３２８９５号公報
【特許文献２】特許第３７３４２２０号公報
【非特許文献１】「抗菌塗料製品管理のためのガイドライン」  社団法人  日本塗料工業会  平成１５年１月
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以上の評価方法は、いずれも微生物又は生菌を用いる。したがって、抗菌性能を評価する前提として、微生物又は生菌を用意し、かつ適切に取扱う煩雑さを伴う。
本発明は、このような技術的課題に基づいてなされたもので、微生物又は生菌を用いることなく、抗菌性能を評価する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者等はかかる目的のもと、抗菌加工が施された樹脂（抗菌試験片）について、環境暴露試験を行って抗菌剤が抗菌試験片から溶出する速度を測定した。一方で、この抗菌試験片についてＪＩＳに従った抗菌性能評価を行った。その結果、抗菌剤の溶出速度とＪＩＳに従った抗菌性能評価との間に関連性があることを知見した。本発明は、この知見に基づくものであり、抗菌加工が施された抗菌試験片に含まれる抗菌剤又は抗菌剤を構成する元素の初期量Ａを特定する工程（ａ）と、抗菌試験片を、抗菌剤の溶出を加速させる環境に時間Ｔだけ曝す工程（ｂ）と、工程（ｂ）を経た抗菌試験片に含まれる抗菌剤又は抗菌剤を構成する元素の残量Ａ’を特定する工程（ｃ）と、初期量Ａ、残量Ａ’及び時間Ｔを用い、式：（Ａ−Ａ’）／Ｔ＝Ｖにより工程（ｂ）における抗菌剤の溶出速度Ｖを求め、この溶出速度Ｖを指標として、抗菌性能を評価することを特徴とする抗菌性能の評価方法である。
【発明の効果】
【０００７】
以上説明したように、本発明によれば、抗菌試験片を、抗菌剤の溶出を加速させる環境に所定時間だけ曝し、その間の抗菌剤の溶出速度を求めることにより、抗菌性能を評価するものである。したがって、本発明は、従来のように微生物又は生菌を用いることのない、簡便な抗菌性能の評価方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、添付図面を参照しつつ本発明による実施形態を詳細に説明する。
図１は、本実施形態に係る抗菌性能の評価方法の手順を示すフローチャートである。
図１に示すように、抗菌性能の評価方法は、抗菌試験片作製、環境暴露試験、抗菌剤残量分析、溶出速度算出及び抗菌性能評価、という手順によって行われる。以下、各手順毎に説明する。
【０００９】
＜抗菌試験片作製＞
抗菌試験片は、抗菌加工が施されている。
抗菌試験片の基材としては、樹脂、繊維、金属、セラミックス、塗料、ゴム、木材、紙等、抗菌加工が施されて製品化されている材料を広く用いることができる。
一方、抗菌剤としては、タンパク質と結合性の高い銀、銅等の無機系の抗菌剤を用いることができる。また、アルコール系、フェノール系、アルデヒド系、カルボン酸系、エステル系、エーテル系、ニトリル系、過酸化物・エポキシ系、ハロゲン系、ピリジン・ キノリン系、トリアジン系、イソチアゾロン系、イミダゾール系、チアゾール系、アニリド系、ビグアナイド系、ジスルフィド系、チオカーバメート系、ペプチドタンパク系、界面活性剤系及び有機金属系等の有機系の抗菌剤を用いることもできる。さらに、有機−無機系のハイブリッド型抗菌剤を用いることもできる。
【００１０】
抗菌加工の具体的な手法は、用いる基材及び抗菌剤によって適宜選択されるが、大きくは、基材表面にコーティングする方法と、基材中に分散させる方法がある。基材表面にコーティングする方法は、使用する基材を問わない。コーティングの方法は、用いられる抗菌剤によって選択すればよい。一方、基材中に分散させる方法は、適用される基材が限定される。典型的には、樹脂を基材とする場合には、抗菌剤が配合された樹脂原料を用意し、これを射出成形することによって、抗菌剤が分散された抗菌試験片を得ることができる。この場合、抗菌剤の分散性を高めるために、抗菌剤を含むマスターバッチを樹脂原料に配合することが現実的である。同様に、抗菌剤が分散された抗菌試験片は、ゴムを基材とする場合にも有効である。
【００１１】
抗菌試験片作製の段階で、含有される抗菌剤の量（初期量Ａ）が特定される。抗菌剤の初期量Ａは、通常、抗菌試験片作製時に添加された抗菌剤の量とすればよいが、抗菌試験片作製の過程で抗菌剤が減少する場合には、抗菌試験片作製後に抗菌剤の量を特定する必要がある。また、抗菌剤に含まれる特定の元素の量を特定することもできる。なお、抗菌剤がコーティングによって基材表面に加工されている場合も、本発明においては抗菌試験片に含有されているものとみなす。
【００１２】
＜環境暴露試験＞
以上で得られた抗菌試験片は、環境暴露試験に供される。
抗菌剤は、通常、時間の経過とともに基材から溶出する。環境暴露試験は、抗菌剤が溶出する速度を加速するために行う。抗菌性能評価の迅速化のためである。
環境暴露試験は、具体的には、抗菌試験片を、加熱環境、腐食環境、あるいは湿潤環境等に曝すことによって実現される。具体的な環境は、抗菌性能を評価して適用される用途、製品に適合させることが望ましい。例えば、高温環境で使用される製品のために抗菌性能を評価する場合には、抗菌試験片を加熱環境下に曝せばよい。
環境暴露試験は、後に求められる抗菌剤の溶出速度を求めるために、所定の時間（Ｔ）を設定して行われる。
【００１３】
＜抗菌剤残量分析＞
所定時間Ｔの環境暴露試験が終了したならば、抗菌試験片に残留する抗菌剤の残量を分析、測定する。前述したように、残留した抗菌剤そのものの量に限らず、抗菌剤を構成する元素を測定対象としてもよい。
抗菌剤の残量は、公知の各種分析方法を用いることができる。有機系の抗菌剤については、フーリエ変換赤外分光装置（ＦＴ−ＩＲ）を用いることができる。有機化合物は赤外域において、その物質固有の振動スペクトルを有している。したがって、その赤外吸収波長を測定することにより定性分析を行うことができる。そして、吸収の強さを測定することにより定量分析を行うことができる。フーリエ変換赤外分光装置は、干渉計を使用して干渉曲線（インターフェログラム）を測定し、それをフーリエ変換して赤外スペクトルを得る装置である。
【００１４】
また、特定の元素を分析する場合には、原子吸光分析、蛍光Ｘ線分析、電子線マイクロアナライザ等を用いることができる。元素分析による場合、抗菌剤を構成する元素の中で、最も検出感度の高い元素を分析対象とすることが望ましい。抗菌剤の残量特定の精度を得るためである。たとえば、後述する実施例で示すピリジン系有機抗菌剤の場合、Ｚｎ（亜鉛）を分析対象とすることが好ましい。また、分析する元素は、複数であってもよい。
【００１５】
＜溶出速度算出＞
抗菌剤の残量が特定できたならば、次に、抗菌剤の溶出速度を算出する。
図２に示すように、環境暴露試験前の抗菌剤の初期量をＡ、環境暴露試験後の抗菌剤の残量をＡ’とすると、環境暴露試験における抗菌剤の溶出速度Ｖは、Ｖ＝（Ａ−Ａ’）／Ｔにより求められる。
前述したように、初期量Ａ、残量Ａ’は、抗菌剤そのものの量とすることができるし、抗菌剤を構成する特定の元素の量とすることもできる。有機系の抗菌剤を用いる場合、抗菌剤そのものの量を測定するには、前述したフーリエ変換赤外分光装置（ＦＴ−ＩＲ）を用いればよい。また、有機系の抗菌剤を用いる場合であっても、抗菌剤を構成する特定の元素、例えばＮ（窒素）、Ｓ（硫黄）、その他の元素を分析する場合には、原子吸光分析、蛍光Ｘ線分析、電子線マイクロアナライザ等を用いればよい。
【００１６】
＜抗菌性能評価＞
以上のようにして求められた抗菌剤の溶出速度Ｖにより、抗菌性能を評価する。
抗菌性能評価は、溶出速度Ｖの大・小により行うのが基本であるが、単純に溶出速度Ｖの大・小によって抗菌性能を評価できない場合もある。すなわち、抗菌剤の溶出速度Ｖが大きいということは、抗菌効果に即効性があることを示唆している。しかし、溶出速度Ｖが大きいために、基材中の抗菌剤の減少が速くなり、抗菌効果の持続性の点では劣る場合がある。
例えば、図３に示すように、同一の抗菌剤について、基材Ａ、基材Ｂ及び基材Ｃについて評価試験を行ったところ、抗菌剤の溶出経過が異なるとの結果を得たものとする。ここで、基材Ａは溶出速度Ｖが最も速く、基材Ｃは溶出速度Ｖが最も遅く、基材Ｂはその中間である。この場合、基材Ａを用いると、抗菌効果に即効性が認められるものの、その効果の持続性は劣る。一方、基材Ｃを用いると、逆に、抗菌効果は遅効性を有するが、その効果を長期間にわたって持続できるといえる。基材Ｂを用いると、抗菌効果の即効性及びその効果の持続性を兼ね備えることになる。したがって、抗菌効果の即効性を求める場合には、基材Ａを選択することになる。また、抗菌効果の持続性を求める場合には、基材Ｃを選択することになる。さらに、抗菌効果の即効性及び持続性をともにもとめるのであれば、基材Ｂを選択することになる。本発明における抗菌性能の評価とは、以上の態様を包含している。
【００１７】
ところで、図３にも示したように、同一の抗菌剤であっても、基材によって抗菌性能に差異があることがある。したがって、複数種の抗菌剤及び複数種の基材の中で、最も抗菌効果の高い組み合せを見出すために、本発明を適用することができる。後述する実施例にも示されるように、抗菌剤の溶出速度ＶとＪＩＳに規定してある抗菌試験の結果が対応している。したがって、微生物又は生菌を用いることなく、本発明の抗菌性能の評価方法により、抗菌効果の優れた抗菌剤と基材との組み合せを抽出する。この組み合せは、一つに限られるものではなく、複数の組み合せを抽出することもできる。すなわち、抗菌性能の評価結果として、最終的にはＪＩＳの規定による試験を行うことが必要な場合がある。そこで、本発明により抗菌効果の優れた抗菌剤と基材との組み合せを複数抽出し、最終的には、ＪＩＳの規定による試験を行うことによって、最も好ましい抗菌剤と基材との組み合わせを選定することができる。
【実施例】
【００１８】
ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）、ポリアクリロニトルブタジエンスチレン共重合樹脂（ＡＢＳ）に、ピリジン系の有機抗菌剤を添加した抗菌試験片を作製した。抗菌試験片は、各々の樹脂原料に有機抗菌剤（マスターバッチ）を所定量配合して射出成形により作製した。抗菌試験片の寸法は、５０×５０×２ｍｍである。なお、基材をポリプロピレン樹脂とする抗菌試験片を抗菌試験片（ＰＰ）、基材をポリアクリロニトルブタジエンスチレン共重合樹脂とする抗菌試験片を抗菌試験片（ＡＢＳ）ということにする。
抗菌試験片（ＰＰ）及び抗菌試験片（ＡＢＳ）に含まれるＺｎ量を測定した。なお、ピリジン系の有機抗菌剤は、その構成元素としてＺｎを含んでいる。したがって、Ｚｎ含有量の変動が把握できれば、ピリジン系有機抗菌剤の含有量の変動を特定することができる。抗菌試験片（ＰＰ）及び抗菌試験片（ＡＢＳ）の、Ｚｎ含有量（初期）は以下の通りである。なお、Ｚｎ含有量は、ＥＰＭＡにより測定した。
抗菌試験片（ＰＰ）：Ｚｎ含有量＝０．５１８ｗｔ％
抗菌試験片（ＡＢＳ）：Ｚｎ含有量＝０．２７１ｗｔ％
【００１９】
次に、二種類の抗菌試験片を流水中に１６８時間晒す環境暴露試験を実施した。なお、水槽内に抗菌試験片を配置し、ポンプを用いて水槽内の水を循環させることにより流水を形成した。流水に触れた抗菌試験片は、抗菌剤の溶出が加速される。
試験終了後、各抗菌試験片のＺｎ含有量（流水劣化後）を上述したのと同様に測定した。その結果は以下の通りである。
抗菌試験片（ＰＰ）：Ｚｎ含有量＝０．２６０ｗｔ％
抗菌試験片（ＡＢＳ）：Ｚｎ含有量＝０．２３８ｗｔ％
【００２０】
以上のＺｎ含有量の変動より、抗菌剤の溶出速度を求めた。その結果を表１に示す。
表１に示すように、同じピリジン系有機抗菌剤を用いても、基材が異なると抗菌剤の溶出速度が相違する。すなわち、ピリジン系有機抗菌剤の場合、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）を基材とする方が、ポリアクリロニトルブタジエンスチレン共重合樹脂（ＡＢＳ）を基材とするよりも、抗菌剤の溶出速度が顕著に速い。
【００２１】
【表１】
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【００２２】
以上の二種類の抗菌試験片を用いて、ＪＩＳ Ｚ ２８０１−２０００に準じて抗菌効果を評価した。評価方法は以下の通りである。
抗菌試験片（ＰＰ）及び抗菌試験片（ＡＢＳ）、さらに抗菌剤を含まない以外は抗菌試験片（ＰＰ）及び抗菌試験片（ＡＢＳ）と同様に作製した無加工試験片（ＰＰ’）及び無加工試験片（ＡＢＳ’）を用意した。抗菌剤は、前述したピリジン系有機抗菌剤を用い、添加量を０．１ｗｔ％及び０．５ｗｔ％の二種類とした。なお、この添加量は、ピリジン系有機抗菌剤自体の量である。
上記試験片を各々別のシャーレ上に置き、２．５〜１０×１０５個／ｍｌとなるように調整した液菌０．４ｍｌを各試験片の上に滴下した。その上に、４０ｍｍ×４０ｍｍのフィルムを被せて、試験片と密着させた。なお、抗菌性能評価のための菌としては、黄色ブドウ球菌（Staphylococcus  aureus）及び緑膿菌（Pseudomonas  aeruginos）を用いた。
フィルムが被せられた各試験片を、３５℃、湿度９０％以上の環境下に２４時間放置した。その後、フィルムを剥がすとともに、液体培地により試験片に付着している液菌を洗い出し、これを寒天培地と混釈して、３５℃の温度で４８時間培養した。
【００２３】
その後、培地上に生じた生菌コロニー数を数え、それぞれの生菌コロニー数の常用対数値を求め、以下の式により、抗菌活性値Ｒを求めた。なお、この抗菌活性値が２．０以上であれば、抗菌効果があると判断される。
Ｒ＝［Ｌｏｇ（Ｂ−Ａ）−Ｌｏｇ（Ｃ−Ａ）］＝［Ｌｏｇ（Ｂ／Ｃ）］
Ａ：無加工試験片における、環境暴露試験前の生菌数の平均値（個）
Ｂ：無加工試験片における、２４時間後の生菌数の平均値（個）
Ｃ：抗菌試験片における、２４時間後の生菌数の平均値（個）
【００２４】
抗菌性能評価は、前述した流水試験前、流水試験１００時間経過後及び流水試験１６８時間経過後について行った。抗菌性能評価の結果を図４〜図９に示す。なお、図４〜図６は抗菌試験片（ＰＰ）、無加工試験片（ＰＰ’）により求められた結果を示し、図４は抗菌剤の濃度と抗菌活性値の関係を示し、図５は黄色ブドウ球菌についての流水時間と抗菌活性値の関係を示し、図６は緑膿菌についての流水時間と抗菌活性値の関係を示している。また、図７〜図９は抗菌試験片（ＡＢＳ）、無加工試験片（ＡＢＳ’）により求められた結果を示し、図７は抗菌剤の濃度と抗菌活性値の関係を示し、図８は黄色ブドウ球菌についての流水時間と抗菌活性値の関係を示し、図９は緑膿菌についての流水時間と抗菌活性値の関係を示している。
【００２５】
図４〜図９より、同一の抗菌剤を用いても、基材が異なると抗菌活性値に差異があることがわかる。図４と図７とを比較すると、ピリジン系有機抗菌剤を用いる場合、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）を基材として用いた方が、ポリアクリロニトルブタジエンスチレン共重合樹脂（ＡＢＳ）を基材として用いるよりも、抗菌性能が高い。この傾向は、流水試験を行っても同様である。この結果を表１に示している（○、×）。
そこで、表１に示した抗菌剤溶出速度と対比すると、抗菌溶出速度の速い、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）を基材とする抗菌試験片（ＰＰ）は抗菌性能が優れている。一方、抗菌溶出速度の遅い、ポリアクリロニトルブタジエンスチレン共重合樹脂（ＡＢＳ）を基材とする抗菌試験片（ＡＢＳ）は抗菌性能が劣る。以上の結果より、抗菌剤溶出速度により、抗菌性能を概ね評価できることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る抗菌性能の評価方法の手順を示すフローチャートである。
【図２】抗菌剤の溶出速度Ｖを求める方法を説明する図である。
【図３】同一の抗菌剤であっても、基材によって抗菌性能に差異があることを示すグラフである。
【図４】基材をポリプロピレン樹脂（ＰＰ）とする抗菌試験片による抗菌性能評価の結果を示すグラフである。
【図５】基材をポリプロピレン樹脂（ＰＰ）とする抗菌試験片において、黄色ブドウ球菌を用いた抗菌性能評価の結果を示すグラフである。
【図６】基材をポリプロピレン樹脂（ＰＰ）とする抗菌試験片において、緑膿菌を用いた抗菌性能評価の結果を示すグラフである。
【図７】基材をポリアクリロニトルブタジエンスチレン共重合樹脂（ＡＢＳ）とする抗菌試験片による抗菌性能評価の結果を示すグラフである。
【図８】基材をポリアクリロニトルブタジエンスチレン共重合樹脂（ＡＢＳ）とする抗菌試験片において、黄色ブドウ球菌を用いた抗菌性能評価の結果を示すグラフである。
【図９】基材をポリアクリロニトルブタジエンスチレン共重合樹脂（ＡＢＳ）とする抗菌試験片において、緑膿菌を用いた抗菌性能評価の結果を示すグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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