(57)【要約】【課題】揮発や変質を防止しながら、動植物からその有効成分を抽出し、それを超臨界二酸化炭素中で基材に含浸させる含浸処理方法を提供すること。【解決手段】動植物抽出成分を基材に含浸させる含浸処理方法であって、超臨界二酸化炭素中で抽出された動植物抽出成分を、超臨界二酸化炭素中で基材に含浸させることを特徴とする含浸処理方法である。当該方法によって含浸処理された繊維製品は包装用資材や医療用資材として有用である。【選択図】　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
動植物抽出成分を基材に含浸させる含浸処理方法であって、超臨界二酸化炭素中で抽出された動植物抽出成分を、超臨界二酸化炭素中で基材に含浸させることを特徴とする含浸処理方法。
【請求項２】
超臨界二酸化炭素中で抽出した動植物抽出成分を、二酸化炭素を分離することなく基材に含浸させる請求項１記載の含浸処理方法。
【請求項３】
含浸槽を有する含浸装置を用い、前記含浸槽に動植物及び基材を投入し、含浸槽中で動植物からの抽出と基材への含浸とを同時に行う請求項２記載の含浸処理方法。
【請求項４】
前記超臨界二酸化炭素が共溶媒を含有する請求項１〜３のいずれか記載の含浸処理方法。
【請求項５】
前記基材が繊維製品である請求項１〜４のいずれか記載の含浸処理方法。
【請求項６】
前記動植物が、芳香成分、抗菌成分又は薬効成分の少なくとも１種以上を含有する動植物である請求項１〜５のいずれか記載の含浸処理方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか記載の含浸処理方法によって含浸処理された繊維製品。
【請求項８】
請求項７記載の繊維製品からなる包装用資材。
【請求項９】
請求項７記載の繊維製品からなる医療用資材。
【請求項１０】
動植物抽出成分で染色してなる露光量モニターであって、その色が露光量に対応して変化することによって露光量を表示することを特徴とする露光量モニター。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、動植物抽出成分を基材に含浸させる含浸処理方法に関する。より詳しくは、超臨界二酸化炭素中で抽出された動植物抽出成分を、超臨界二酸化炭素中で基材に含浸させることを特徴とする含浸処理方法に関する。また、そのような方法によって含浸処理された繊維製品に関する。さらに、動植物抽出成分で染色してなる露光量モニターに関する。
【０００２】
【従来の技術】
繊維材料に各種の機能性成分を含浸させることで、繊維材料に各種の機能を付与することができる。例えば、染料、撥水剤、柔軟剤、保湿剤、抗菌剤、芳香剤、消臭剤、保温剤、防虫剤、薬効成分などの各種の成分を繊維材料に含浸させることが知られている。なかでも、近年の天然志向に対応して、動植物由来の成分を繊維材料に含浸させる要求が大きくなってきている。含浸方法としては、水溶液中で処理する方法や、溶液をスプレーする方法などが代表的であるが、以下に示すように、超臨界二酸化炭素中で含浸処理する方法が最近報告されている。超臨界二酸化炭素中で含浸処理する方法は廃液が発生しないことなどから、環境保護の面からも優れた方法である。
【０００３】
特開２００２−４１６９号公報（特許文献１）には、極性溶媒を含む高圧二酸化炭素中に、撥水剤、柔軟剤あるいは抗菌剤を溶解し、繊維を機能加工する方法が記載されている。このとき使用される抗菌剤としては、カテキン、キトサン、フラボンなどが例示されている。特開２００２−２０１５７０号公報（特許文献２）には、繊維材料と機能剤を液状の高圧二酸化炭素中で反応させて、繊維材料に機能性を付与させる方法が記載されている。ここで使用される機能剤としては、抗菌剤や防虫忌避剤が例示されており、具体的にはヒバオイルやヒノキオイルなどが記載されている。また、特開２００１−２２６８８４号公報（特許文献３）には、超臨界二酸化炭素とその共溶媒を染液に用いて繊維を染色する方法が記載されている。使用される染料として例示されている多種類の染料の中には草木染染料も記載されている。
【０００４】
また、特開２００１−８９７５８号公報（特許文献４）には、特定の化学構造を有する色素と光酸発生剤を含有する露光量表示材料が記載されている。当該露光量表示材料は光によって消色することによって露光量を示すことができるものである。
【特許文献１】
特開２００２−４１６９号公報
（特許請求の範囲、００１９欄）
【特許文献２】
特開２００２−２０１５７０号公報
（特許請求の範囲、００１０欄）
【特許文献３】
特開２００１−２２６８８４号公報
（特許請求の範囲、００１４欄）
【特許文献４】
特開２００１−８９７５８号公報
（特許請求の範囲）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１〜３に記載されているように、動植物から抽出された成分を超臨界二酸化炭素中で繊維材料に含浸させる方法は従来から知られていた。その場合、水や有機溶媒を用いて抽出された成分や、加熱乾留して抽出された成分を用いて、超臨界二酸化炭素中で繊維に含浸させていた。しかしながら、抽出時に加熱する場合には、その時に揮発性の有効成分が失われたり、有効成分が変質したりするおそれがあった。また、水や有機溶媒で抽出する場合には、抽出後に水や有機溶媒を除去する必要があり、その時にやはり有効成分の揮発や劣化の問題が生じるおそれがあった。その結果、動植物から抽出される有効成分をそのまま含浸させることは必ずしも容易ではなかった。
【０００６】
本発明は、このような課題を解決するものであり、できるだけ揮発したり変質したりしないようにして、天然物である動植物からその有効成分を抽出し、それを超臨界二酸化炭素中で基材に含浸させる含浸処理方法を提供するものである。また、そのような方法によって含浸処理された繊維製品を提供するものである。さらに、天然染料で染色してなる露光量モニターを提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、動植物抽出成分を基材に含浸させる含浸処理方法であって、超臨界二酸化炭素中で抽出された動植物抽出成分を、超臨界二酸化炭素中で基材に含浸させることを特徴とする含浸処理方法を提供することによって達成される。
【０００８】
超臨界二酸化炭素中で動植物から有効成分を抽出することによって、水や有機溶媒で抽出するよりも有効成分の揮発や変質を防止することができる。しかも、抽出された有効成分を超臨界二酸化炭素中で基材に含浸させるので、抽出操作と含浸操作とで同じ媒質を使用することになり、抽出された有効成分が含浸時の媒質にも溶解可能であり、抽出された成分をそのまま含浸させやすい。一般に、超臨界二酸化炭素中では比較的短時間で抽出することができ、水では抽出されにくい成分なども容易に抽出することが可能である。しかも、抽出及び含浸の処理後には減圧して二酸化炭素を気化させて回収するだけでよく、周辺環境に廃液を排出することがないことから、環境保護の面からも優れた含浸処理方法である。
【０００９】
このとき、超臨界二酸化炭素中で抽出した動植物抽出成分を、二酸化炭素を分離することなく基材に含浸させることが好ましい。そうすることによって、揮発成分の損失を最小限に抑えることができ、消費エネルギー量を抑制でき、しかも操作も簡略化できて好ましい。したがって、抽出操作の後で、一旦二酸化炭素と分離する際に揮発しやすいような成分であっても基材中に含浸させることが可能である。
【００１０】
具体的な含浸処理方法としては、含浸槽を有する含浸装置を用い、前記含浸槽に動植物及び基材を投入し、含浸槽中で動植物からの抽出と基材への含浸とを同時に行う含浸処理方法も好適な実施態様である。この方法の場合には、超臨界二酸化炭素中で処理するための槽が一槽で済むことから、銘柄切り替え時の清掃が容易で、要する二酸化炭素の量も少なく、装置の製造、維持コストも軽減される点から好適である。
【００１１】
また、抽出槽と含浸槽を有する含浸処理装置を用い、前記抽出槽で動植物から抽出し、前記含浸槽で基材に含浸させ、これら両槽の間で超臨界二酸化炭素を循環させる含浸処理方法が好適な実施態様である。この方法では、抽出と含浸を同時に行い、抽出された分だけ徐々に含浸をさせることができるために、均質な含浸処理を行うことが可能である。
【００１２】
含浸処理に際しては、前記超臨界二酸化炭素が共溶媒を含有することが、極性の高い有効成分を容易に抽出できて好適である。動植物から抽出される成分は極性の高い化合物であることが多いことから、極性成分を抽出しやすいことは有用である。しかも、含浸される基材がセルロースのような親水性のものである場合にも、成分を含浸させやすくて好ましい。
【００１３】
含浸処理に供される基材は、繊維製品であることが好ましい。繊維製品は表面積が広くて含浸が容易である上に、含浸後に有効成分を徐放することもできるからである。好適な繊維製品は、布帛又は紙である。また、前記動植物が、芳香成分、抗菌成分又は薬効成分の少なくとも１種以上を含有する動植物であることが好適である。
【００１４】
上記課題は、上述の含浸処理方法によって含浸処理された繊維製品を提供することによって解決される。このとき、当該繊維製品からなる包装用資材又は医療用資材が好適な実施態様である。
【００１５】
また、本発明は動植物抽出成分で染色してなる露光量モニターであって、その色が露光量に対応して変化することによって露光量を表示することを特徴とする露光量モニターである。この露光量モニターにおいても前述の方法によって含浸処理されたものが好適であるが、その方法によって製造されたものだけに限定されるものではない。この露光量モニターは、天然色素の変色で露光量を表示することが可能になるものである。このとき、前記動植物がウコンであることが、露光によるコントラストの変化が大きくて好ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明は、動植物抽出成分を基材に含浸させる含浸処理方法であって、超臨界二酸化炭素中で抽出された動植物抽出成分を、超臨界二酸化炭素中で基材に含浸させることを特徴とする含浸処理方法である。
【００１７】
超臨界流体を形成する化合物は多数あるが、本発明では、安全性やコストの面から二酸化炭素を使用する。二酸化炭素の臨界点は温度３１．３℃、圧力７．４ＭＰａであり、これを超える超臨界流体とすることが比較的容易である。
【００１８】
抽出あるいは含浸操作に際しては、超臨界二酸化炭素が共溶媒を含むことが、極性の高い有効成分を容易に抽出、含浸できて好適である。動植物から抽出される成分は極性の高い化合物であることが多いことから、高極性の有効成分を抽出、含浸させやすいことは有用である。こうすることで、セルロース等の親水性の基材に対しても良好に含浸させることが可能である。また、原料の動植物から有効成分を抽出することも容易になる。
【００１９】
ここで使用される共溶媒としては、水又は極性有機溶媒が好ましい。極性有機溶媒としては、アルコール、ケトン、環状エーテル、アミド及びスルホキシドが挙げられる。アルコールとしてはメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、ウンデカノール、グリコール（エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール）、グリコール誘導体、エチルグリコール類、ブチルグリコール類、グリセリン、ペンタエリスリトールなどの脂肪族アルコールが例示され、ケトンとしてはアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソプロピルケトン、メチルイソブチルケトン、ジブチルケトンが例示される。そしてアミドとしてはジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、スルホキシドとしてはジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、環状エーテルとしてはテトラヒドロフランがそれぞれ好適なものとして例示される。
【００２０】
なかでも回収再使用を考慮すれば、比較的低沸点、例えば沸点が１００℃以下であることが好適であり、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、アセトン、メチルエチルケトン、ＴＨＦなどが挙げられる。さらに作業者の安全性まで考慮した場合にはメタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、アセトンが好適であり、エタノールが最適である。これらの共溶媒は１種のみならず、２種以上を同時に使用しても良く、特に水は単独で使用した場合には超臨界二酸化炭素に均質に溶解しない場合があるために他の有機溶媒と併せて使用することが好ましい。
【００２１】
超臨界二酸化炭素中に添加する共溶媒の量は０．０１〜１０％であることが好適である。０．０１％よりも少ない場合には共溶媒添加の効果が減少し、親水性の有効成分の抽出操作、含浸操作が効率的に行えない場合がある。より好適には０．１％以上であり、さらに好適には０．２％以上である。一方、共溶媒の量が１０％を超える場合には含浸性が低下するばかりでなく、含浸操作後の繊維等に溶媒が残存し、溶媒除去のための後処理が別途必要になり好ましくない。より好適には５％以下、さらに好適には２％以下である。ここでいう「％」とは超臨界流体で満たされる容器中へ投入する共溶媒の常圧下での体積の、前記容器容積に対する割合に、１００を掛けたものであり、
［（添加した共溶媒の体積）／（超臨界流体の体積）］×１００
で示されるものである。
【００２２】
本発明で使用する動植物は、基材に含浸させることの可能な成分を含有するものであれば特に限定されない。基材に対して付与する機能に対応して、各種の動植物を使用することができる。動植物は、そのままでも抽出操作に供することが可能であるが、保存性や品質の均質性を担保することが容易であること、超臨界二酸化炭素中への過剰な水分の混入を防止できることなどから、乾燥したもの、特に乾燥植物が好適に使用される。
【００２３】
動植物は各種の有効成分を含んでおり、本発明によって、基材の中にこれらの有効成分を含浸させることができる。ここでいう有効成分とは、繊維に対して有用な機能を付与できる成分であり、その機能は目的とする用途に対応して様々である。例えば、芳香性、抗菌性、防虫性、保湿性、消臭性、保温性、薬効性などの機能を付与することができる。
【００２４】
芳香性を付与することのできる有効成分を含んでいるものとしては、ハーブ（葉）、野草（葉）、果物（果実）、花（花弁）などの植物を挙げることができる。芳香性を付与するには、常温・常圧下で基材から芳香成分が揮発することが必要であることから、芳香成分は一定の揮発性を有するものである。このような揮発性を有する成分を動植物から抽出したり、基材中に含浸させたりする際に、水や有機溶媒を媒質として用いたのでは、溶媒と分離する際に芳香成分が揮発してしまうことが避けられない。これに対し、二酸化炭素は極めて低温で気化するので、芳香成分の揮発を最小限に抑えることができる。したがって本発明の方法のように、超臨界二酸化炭素中で抽出、含浸操作を行うことが特に好適な成分である。
【００２５】
使用されるハーブとしては、ペパーミント、アルテミシア、ワタスギギク、スイートウッドラフ、スイートバジル、ホーリーバジル、タイム、バニラグラス、ホップ、レモンユーカリなどが挙げられる。また、野草としては、ヨモギ、アニスヒソップ、アンゼリカ、カレープラント、キャットニップ、セージなどが挙げられる。果物としては、レモン、ガーリック、ナツメ、アンズ、カリン、カラタチ、キササゲ、キンカン、クチナシなどが挙げられる。花としては、バラ、オレガノ、カモミール、カレンテュラ、コストマリー、ソープワート、セントジョンヅワート、デルフィニューム、ミント、ラベンダー、ローズマリーなどが挙げられる。
【００２６】
抗菌性や防虫性を付与することのできる有効成分を含んでいるものとしては、ヨモギ（１，８−シネオール、α−ツヨン）、ドクダミ（デカノイルアセトアルデヒド、メチルノニルケトン、ラウリック酸）、ウコン（クルクミン）、アロエ（アロエチン）、ヒノキ（ヒノキチオール）、ヒバ（ヒノキチオール、ツヨプセン）、スギ、甲殻類の殻（キチン、キトサン）、サンショウ、クララ、シロムシヨケギク、ヒメジソ、ヒヤフブ、ヤブクバコなどが例示される。上記かっこ中は、それぞれの動植物が含有する有効成分である。
【００２７】
薬効性を付与することのできる有効成分を含んでいるものとしては、各種漢方薬の原料とされる動植物などが使用される。例えば、ヨモギ（１，８−シネオール、α−ツヨン、アセチルコリン、コリン、葉緑素）、ドクダミ（フラボン、葉緑素）、ウコン（クルクミン）、アロエ（バルバロイン、アルポランＡ，Ｂ、アクロチンＡ、アロイン、アロミチン、アロエウルシン）、甘草（グリチルリチン、フラボノイド配糖体、イソフラボン、カルコン配糖体）、シソ、藍、アカネ、エンジュ、クチナシ、唐辛子、紅花、紫根、などが挙げられる。これらの植物から抽出される有効成分は、抗炎症作用、鎮静作用、抗アレルギー作用、抗腫瘍作用、血液循環改善作用、血圧調整作用、利尿作用、解毒作用などの作用を有することが知られている。天然の動植物由来の成分であることから、多くの場合穏やかな作用を示すことが期待される。
【００２８】
その他、保湿性を付与することのできる有効成分としては、アロエ等に含まれるムチン、甲殻類の殻に含まれるキチン、キトサン、サメの肝臓に含まれるスクワレン、ヒアルロン酸などが挙げられる。消臭性を付与することのできる有効成分としては、柿、イチョウ、オレンジファリークローブ、ニンジン、キチン、キトサンなどが挙げられる。保温性を付与することのできる有効成分としては唐辛子に含まれるカプサイシンなどが挙げられる。
【００２９】
これらの有効成分のうち、例えば、クルクミン、ラウリック酸、フラボン、葉緑素、ヒノキチオールなどは、いずれもアルコールなどの有機溶媒に可溶性の化合物であるが、水には不溶性又は難溶性の化合物である。したがって、これらの化合物を効率良く抽出し、また効率良く基材に含浸させるためには、水中での操作よりも超臨界二酸化炭素中での操作の方が好適である。
【００３０】
また、これらの有効成分を含浸させると同時に染色することも可能である。この場合には、有効成分と色素の両方を含有する動植物から抽出しても良いし、有効成分を含有する動植物と色素を含有する動植物とを同時に用いて抽出しても良い。これらの場合には、染料成分も含め、動植物由来成分を、できるだけ揮発や変質のないようにして基材に含浸させることができる。
【００３１】
有効成分と色素の両方を含有していて、含浸と同時に染色も可能な動植物の例としては、藍、アカネ、シソ、エンジュ、ウコン、クチナシ、唐辛子、紅花、紫根、ヨモギ、ドクダミなどが例示される。また、色素を含有する動植物としてはキハダ、スオウ、ログウッド、五倍子、カリヤス、カテキュー、クルミ、ケブラチョ、コチニール、ザクロ、タンガラ、チョウジ、ビンロウジ、ミロバラン、矢車、ヤマモモなどが例示される。
【００３２】
染色可能な動植物の主なものを色分けして列記すると以下のとおりである。
赤色：アカネ、紅花、コチニール、よそご、ラック
黄色：ウコン、くちなし、藤、くわ、ヒイラギナンテン
緑色：くず、やまもも、ずみ、すすき、セイタカアワダチソウ
紫色：紫草、五倍子、はぜのき、ログウッド
青色：藍、インド藍、琉球藍、やま藍、くさぎ
【００３３】
また、有効成分を含有する動植物と染料とを併用しても良い。このとき使用される染料としては、動植物から抽出された染料であることが好ましいが、合成染料を使用することもできる。
【００３４】
動植物から抽出された染料としては、以下のようなものが挙げられる。これらのものは抽出物として市販されており入手可能なものである。そのような例として、藍、エンジュ、シブキ、ヤマモモ、コガネバナ、ザクロ、ミロバラン、五倍子、クルミ、カテキュー、タンガラ、紫檀、インド茜、スオウ、ラックダイ、ログウッド、赤キャベツ、クチナシブルー、紫イモが挙げられる。
【００３５】
また、染色可能な染料成分であるとともに、食用にも用いられている食用色素も、言わば動植物から抽出された天然染料の一種であるということができる。このように食用にもなるものは、特に安全性が要求される用途では有用である。このような食用色素であって、本発明に使用できるものの例としては、ウコン、シソ、赤大根、赤キャベツ、ブドウ果皮、茜、クチナシ黄、クチナシ赤、クチナシ青、コウリャン、ビート、紅花黄、紅花赤、カカオ、植物炭末色素、タマリンド、エルダーベリー、紫イモ、紅麹、紅麹黄、唐辛子、柿、ベニノキ、ラックカイガラムシ、クロロフィル、スピルリナが挙げられる。
【００３６】
本発明の含浸処理方法によって含浸される基材は特に限定されるものではないが繊維製品が最も有用である。繊維製品としては、糸、布帛、紙などが例示される。布帛としては、織布、編布、不織布などを使用することができ、縫製加工されたものに対して含浸させることも好ましい。例えば揮発性の芳香成分などを含浸させる場合には、含浸処理後に芳香成分が揮発するおそれのある状態で縫製加工などを行うことは必ずしも好ましくないので、縫製加工後の最終工程で含浸処理操作を行うのが好ましい。
【００３７】
繊維の素材としては、綿、レーヨン、ナイロン（６、６６）、ポリエステル、アクリル、ポリプロピレン、絹、羊毛、アセテート（トリアセテートを含む）、ポリエチレン、アラミド（メタ系及びパラ系）、ポリウレタン、ビニロン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデンなどを例示することができる。なかでも綿などのセルロース繊維が、医療用資材などの用途においては重要である。
【００３８】
また、繊維製品として紙に対して含浸処理を施すことも好ましい。紙は通常水中では形態を保持することが困難であるが、超臨界二酸化炭素中では形態を保持することが可能だからである。紙の素材は特に限定されないが、通常、パルプなどのセルロース系の短繊維を糊剤で固定したものである。
【００３９】
繊維以外にはフィルムやプラスチック成形品などへの含浸操作も可能である。フィルムは厚みが薄く表面積が比較的大きいので、含浸させやすくて好ましい基材である。また、プラスチック成形品などに対し、例えばその表面だけに抗菌剤を含浸させることなども可能であり、子供向け玩具の抗菌化などにも有効である。
【００４０】
本発明の含浸処理に際しては、超臨界二酸化炭素中で抽出された動植物抽出成分を、超臨界二酸化炭素中で基材に含浸させる。超臨界二酸化炭素中で動植物から抽出した後で、いったん二酸化炭素を分離して、その後含浸処理に供しても構わないが、二酸化炭素を分離することなく、そのまま含浸操作に供する方が好ましい。そうすることによって、揮発しやすい有効成分の損失を最小限に抑えることができ、また、消費エネルギー量を抑制でき、装置や操作も簡略化できる。
【００４１】
抽出及び含浸条件は、抽出槽及び含浸槽の内部が超臨界状態であればよい。超臨界二酸化炭素中で抽出及び含浸処理する場合の好適な圧力は７〜３５ＭＰａである。７ＭＰａ未満では有効成分の抽出や含浸がされにくくなる場合が多く、より好適には１０ＭＰａ以上である。一方３５ＭＰａを超えると装置が大掛かりになって、抽出、含浸に要するエネルギーも多くなってしまい、より好適には３０ＭＰａ、さらに好適には２５ＭＰａ以下である。また、超臨界二酸化炭素中で抽出及び含浸処理する場合の好適な温度は３０〜２５０℃である。３０℃未満の場合には有効成分の抽出がスムーズでなく、操作時間も長くなる場合がある。より好適には３５℃以上であり、さらに好適には４０℃以上である。一方２５０℃を超えると有効成分が劣化する場合があり、要するエネルギーも大きくなる。より好適には１５０℃以下である。また、特に加熱に弱い成分を抽出する場合には１００℃以下にすることが好ましい場合もある。
【００４２】
抽出及び含浸処理に要する時間は、原料として使用する動植物、抽出される有効成分、含浸される基材などにより適宜調整されるが、通常５〜２００分である。２００分を超えると作業効率が低下することがあり、処理温度によっては有効成分が劣化することもある。より好適には１２０分以下である。一方、５分未満の時間では、十分に抽出及び含浸されない場合が多いし、含浸ムラも発生しやすくなる。より好適には１０分以上である。
【００４３】
本発明の含浸処理方法のうち好適なものとして、含浸槽を有する含浸装置を用い、前記含浸槽に動植物及び基材を投入し、含浸槽中で動植物からの抽出と基材への含浸とを同時に行う含浸処理方法が挙げられる。この場合は、一つの含浸槽内に有効成分を抽出するための動植物と含浸操作に供される基材とを投入し、超臨界二酸化炭素中で同時に抽出操作と含浸操作を行うことになる。このとき、動植物と含浸操作に供される基材とが直接接触すると基材の汚染や含浸ムラが発生しやすいことから、両者が直接接触しないように配置することが好ましい。具体的には、例えば動植物を網、かごあるいはガーゼ等に包んで、直接基材に触れないようにすることが好ましい。この方法の場合には、超臨界二酸化炭素で処理するための槽が一槽で済むことから、銘柄切り替え時の清掃が容易で、要する二酸化炭素量も少なくて済む点から好適である。また、槽や配管の数が少なくて良いので装置の簡略化も可能である。
【００４４】
また、別の好適な含浸処理方法として、抽出槽と含浸槽を有する含浸処理装置を用い、前記抽出槽で動植物から抽出し、前記含浸槽で基材に含浸させ、これら両槽の間で超臨界二酸化炭素を循環させる含浸処理方法が挙げられる。この方法では、抽出槽に動植物を投入し、その中で有効成分が超臨界二酸化炭素によって抽出される。固形分が散逸しないようにするためには、例えばガーゼ等に包む、あるいは金網に入れることなどが好ましい。また、抽出槽から含浸槽に流れる配管にフィルターを設けて、動植物由来の不溶成分が含浸槽に入らないようにすることも好ましい。抽出された有効成分は含浸槽の中で基材への含浸に利用され、含浸後の超臨界二酸化炭素はポンプ等を用いて、再び抽出槽に送られることになる。この方法によれば、抽出と含浸を並行して行い、抽出された分だけ徐々に含浸させることができるために、均質な含浸を行うことが可能である。また、循環して抽出槽に導入される超臨界二酸化炭素は含有する有効成分の濃度が低くなっているために効率的な抽出が可能である。
【００４５】
抽出及び含浸処理に際して共溶媒を使用する場合には、超臨界状態になっている抽出槽あるいは含浸槽中に後から共溶媒を供給しても良いし、予め動植物や基材を投入する際に共溶媒も一緒に投入しておいて、後から二酸化炭素を供給して超臨界状態にしても良い。含浸ムラを防止するためには、超臨界状態になっている抽出槽あるいは含浸槽中に後から共溶媒を供給するほうが好ましい。
【００４６】
本発明の含浸処理方法では含浸操作後に放圧することによって、二酸化炭素を気化させて容易に動植物抽出成分の残渣と分離することが可能である。これによって廃水を排出することがなく環境に優しい含浸処理方法を提供できる。気化させた二酸化炭素は回収、再使用が可能である。
【００４７】
含浸処理に際して共溶媒を使用する場合には、含浸処理後に二酸化炭素を気化させて容易に動植物抽出成分及び共溶媒から分離することできる。残った動植物抽出成分と共溶媒の混合物からは、共溶媒成分を蒸留によって分離することができるので、共溶媒成分も二酸化炭素同様に回収、再使用が可能である。結局のところ、最終的な残渣は、動植物から抽出されながら基材に含浸されなかった成分のみである。
【００４８】
本発明の含浸処理方法によって得られた製品は、天然物から抽出された有効成分が含浸されているので、自然派志向の消費者の要求に応えるものである。特に本発明の含浸方法によって得られた繊維製品は人体に対する安全性も高いので、人体や食品に直接接触する用途に最適である。
【００４９】
好適な用途の一つは包装用資材であり、特に食品包装用資材として有用である。本発明の含浸処理方法によって動植物由来の有効成分を含浸させた布帛あるいは紙は、食品包装用資材として好適である。例えば、有効成分として芳香成分を含浸させる場合には、食品を好ましい芳香で包むことができる。また、有効成分として抗菌性成分を含浸させる場合には、食品の保存性を向上させることができる。食品包装においては、脱酸素剤などを用いた密封包装が長期保存には有効であるが、包装装置や包装資材にコストがかかるだけでなく、商品が蒸れるなどの問題も有している。これに対し、例えば、簡単に包むだけで一定の保存期間の長期化を達成できれば有用である。しかも、天然物の抽出物が含浸されていることから安全性も高いものである。
【００５０】
また別の好適な用途は医療用資材である。例えば、有効成分として抗菌成分や抗炎症成分を含浸させた布帛、特に綿布は、包帯、ガーゼ、創傷被覆剤などとして好適である。また、芳香成分を含浸させた布帛や紙をマスクに使用することも好ましい。抗アレルギー成分を含有するマスクは、花粉症の改善などに役立つことも期待できる。
【００５１】
また、衣料品としても有用であり、抗菌成分や抗炎症成分を含浸させた衣料品、例えば下着、靴下などは、水虫や皮膚炎の予防や改善に役立つことが期待される。また化学物質に対して過敏な人の衣料、あるいは乳幼児用の衣料としても有用である。また、繊維製品以外にも例えば乳幼児用玩具等のプラスチック成形品や食品包装用フィルム等のフィルムに対して本発明の含浸処理方法を適用することも安全性の面から有用である。
【００５２】
上記の各種用途では、使用直前まで有効成分が揮発あるいは劣化しないことが好ましいことから、使用直前まで密封包装されることが好ましい。また、下記の露光量モニターに対して本発明の含浸処理方法を適用することも好適である。
【００５３】
本件の他の発明は、動植物抽出成分で染色してなる露光量モニターであって、その色が露光量に対応して変化することによって露光量を表示することを特徴とする露光量モニターである。この露光量モニターにおいても前述の方法によって含浸処理されたものが好適であるが、その方法によって製造されたものだけに限定されるものではない。
【００５４】
本発明の露光量モニターは、天然色素の変色によって露光量を表示することが可能になるものである。近年は日焼けを気にする女性が多く、そのような女性は日常生活で浴びる日光の量に対して関心が強い。合成色素を用いた露光量モニターは既に知られていたものの、動植物由来の色素で染色された露光量モニターは知られていなかった。身に付けるものであるから、それが天然物由来のものであることが近年の消費者の要求に合致するところである。
【００５５】
露光量モニターに使用できる動植物は特に限定されるものではなく、露光量に応じて変色するものでありさえすればよい。色調が変化するものであっても良いし、色の濃度が変化するものであっても良い。なかでも、露光によって消色するものが好ましく、露光後にトータルＫ／Ｓ値が１／２以下になるものが好ましく、１／５以下になるものがより好ましく、１／１０以下になるものがさらに好ましい。実施例でも示すように、ウコン、ドクダミ、ペパーミント及びヨモギのいずれにおいても露光によって消色することが認められている。特にウコンは露光によるコントラストの変化が大きく、濃い黄色が露光によってほとんど無色になるので、本用途に特に好適である。
【００５６】
露光量モニターは、単一の動植物から抽出した成分だけで染色して製造しても良いし、他の染料と併用しても良い。特に、露光によって変色しにくい染料と同時に染色する場合には、一方の染料が消色することによって色調が変化することになるので、単に濃度変化するだけよりもその変化の程度を認識しやすい。また、色の変化を認識しやすくするために、文字等のパターンを形成するように染色しても良い。
【００５７】
本発明の露光量モニターで、染色される基材は特に限定されるものではなく、布帛や紙あるいはフィルムなどの形態の基材が採用される。例えば、染色して得られた布帛片に、安全ピンや粘着剤を組み合わせれば、着衣などに対して簡単に着脱させることができる。布帛片を適宜のデザインの形状にしても良いし、リボンのように結んだりすることもでき、ファッション性を向上させることも可能である。これらの露光量モニターは、使用直前まではアルミ包装などの遮光材で包装しておくことが好ましい。
【００５８】
【実施例】
実施例１
容量５００ｍｌのオートクレーブに抽出用原料素材として乾燥ウコン（（株）田中直染料店製）１０ｇをガーゼに包んで投入し、同時に基材として綿製のガーゼ１０ｇを投入した後、オートクレーブ内を１００℃まで上昇させ、二酸化炭素を供給して２０ＭＰａまで昇圧した。その後共溶媒としてエタノール５ｍｌを注入し、１００℃、２０ＭＰａの状態を６０分間保ち、抽出及び含浸操作を行った。放圧後取り出したガーゼを試料とした。
【００５９】
得られたガーゼを用い、ＪＩＳ　Ｌ１９０２「繊維製品の抗菌性試験方法」にしたがって抗菌性能を評価した。「８．定量試験」の方法にしたがって、黄色ブドウ球菌を用いて試験を行い、下記の式で与えられる静菌活性値（Ｓ）を得た。
Ｓ＝Ｍｂ−Ｍｃ
ここで、Ｍｂ：無加工試料の１８時間培養後の生菌数の常用対数値
Ｍｃ：加工試料の１８時間培養後の生菌数の常用対数値
である。加工試料は本実施例で得られたガーゼでありＭｂは４．８であった。また、無加工試料は、原料として用いた無処理のガーゼであり、Ｍｃは０．５であった。その結果、Ｓは４．３であり、一般に抗菌効果を有するとされる２．２を上回り、本実施例の染布が抗菌効果を有することが確認された。結果を表１にまとめて示す。
【００６０】
実施例２及び３
実施例１において、乾燥ウコンを使用する代わりに、乾燥ヨモギ（実施例２；（株）釜屋もぐさ製）及び乾燥ドクダミ（実施例３；（株）日本薬草研究所製）を使用した以外は実施例１と同様にして試料のガーゼを作製し、同様に評価した。結果を表１にまとめて示す。
【００６１】
比較例１
乾燥ウコン（（株）田中直染料店製）６０ｇに６リットルの水を加え、１００分間煮沸した。途中、蒸発した水は追加補充した。得られた抽出液をポリエステル濾過布で濾過し常温になるまで放置した。こうして得られた抽出液に綿製のガーゼ６０ｇを浸し、８０℃で３０分間含浸処理した。含浸処理終了後、含浸液より引き上げて水洗を行い、水洗後のガーゼを乾燥して試料として用い、実施例１と同様に評価した。結果を表１にまとめて示す。
【００６２】
比較例２
１リットルの水に、合成抗菌剤である長鎖アルカリシリル第４アンモニウム塩（松本油脂製薬（株）製「ゾンデスＲＩ」）５ｇを溶解し、溶液を４０℃に加熱してから綿製のガーゼ１０ｇを浸し、３０分間放置した。３０分後、溶液より引き上げて含水率６０％（外掛け）まで脱水し、室内で２４時間乾燥した。得られたガーゼを使用して、実施例１と同様に評価した。結果を表１にまとめて示す。
【００６３】
【表１】
2004143613.tif 000002
【００６４】
表１に示されるように、ウコン、ヨモギ及びドクダミから超臨界二酸化炭素中で抽出された成分を含浸させた実施例１〜３では、比較例２で使用した合成抗菌剤と同程度以上の抗菌性が認められた。これに対し、水中でウコンから抽出された成分を含浸させた比較例１では、抗菌性が不十分であった。
【００６５】
実施例４
容量５００ｍｌのオートクレーブに抽出用原料素材として乾燥ウコン（（株）田中直染料店製）１．５ｇをガーゼに包んで投入し、同時に基材として綿製のガーゼ１０ｇを投入した後、オートクレーブ内を１１０℃まで上昇させ、二酸化炭素を供給して２０ＭＰａまで昇圧した。その後共溶媒としてエタノール５ｍｌを注入し、１１０℃、２０ＭＰａの状態を６０分間保ち、抽出及び含浸操作を行った。放圧後取り出したガーゼを試料とした。
【００６６】
得られた試料のガーゼを７ｃｍ×２５ｃｍの大きさに切断し、食パン、餅、竹輪をそれぞれ包み、湿度１００％の雰囲気下に静置した。湿度１００％の雰囲気は、８０ｃｍ×４５ｃｍ×２５ｃｍのステンレス製容器に２００ｍｌの水道水を入れて上部を透明なアクリル板で蓋をして調整した。静置中の容器内の温度は、３２℃〜４２℃で推移した。試料のガーゼで包んだ食パン及び餅は３日間、竹輪は７日間、それぞれ水面より１０ｃｍ高い位置に静置した。その結果、食パン、餅及び竹輪のいずれにもカビが発生しなかった。結果を表２にまとめて示す。
【００６７】
実施例５〜７
実施例４において、乾燥ウコンを使用する代わりに、乾燥ヨモギ（実施例５；グリーンドッグ（株）製）、乾燥ドクダミ（実施例６；グリーンドッグ（株）製）及び乾燥ペパーミント（実施例７；グリーンドッグ（株）製）を使用した以外は実施例５と同様にして試料のガーゼを作製し、同様に評価した。結果を表２にまとめて示す。
【００６８】
比較例３
乾燥ウコン（（株）田中直染料店製）６０ｇに６リットルの水を加え、１００分間煮沸した。途中、蒸発した水は追加補充した。得られた抽出液をポリエステル濾過布で濾過し常温になるまで放置した。こうして得られた抽出液にガーゼ６０ｇを浸し、８０℃で３０分間含浸処理した。含浸処理終了後、含浸液より引き上げて水洗を行い、水洗後のガーゼを乾燥して試料として用い、実施例５と同様に評価した。結果を表２にまとめて示す。
【００６９】
比較例４
含浸させる前のガーゼを試料として用い、実施例５と同様に評価した。結果を表２にまとめて示す。
【００７０】
比較例５
ガーゼで包まずに、食パン、餅及び竹輪をむき出しのままで、実施例５と同様に評価した。結果を表２にまとめて示す。
【００７１】
【表２】
2004143613.tif 000003
【００７２】
表２に示されるように、植物から超臨界二酸化炭素中で抽出し含浸させたガーゼを使用した実施例４〜７では、カビが発生しなかった。これに対し、水中で含浸させた比較例３では、表面にカビが少し発生した。また、含浸処理をしていないガーゼで包装した比較例４では黒色のカビが点在し、包装しなかった比較例５では全面に黒色のカビが発生した。以上のことから、超臨界二酸化炭素中で抽出し、含浸させたガーゼは、各種の食品の保存性を向上させる包装資材として有用であることが明らかになった。
【００７３】
実施例８
容量５００ｍｌのオートクレーブに抽出用原料素材として乾燥ヨモギ（（株）釜屋もぐさ製）１．６ｇをガーゼに包んで投入し、同時に基材として２種類の紙（コクヨ（株）製ＰＰＣ用和紙０．８ｇ及びコピー用紙０．８ｇ）を合計量で１．６ｇ投入した後、オートクレーブ内を１００℃まで上昇させ、二酸化炭素を供給して２０ＭＰａまで昇圧した。その後共溶媒としてエタノール１．２ｍｌを注入し、１００℃、２０ＭＰａの状態を６０分間保ち、抽出及び含浸操作を行った。放圧後取り出した紙を試料とした。得られた紙は２種類とも形態が崩れることなく、投入したときと同様の形態を保っていた。
【００７４】
得られた紙を試料として、実施例１と同様にして抗菌性能を評価した。ＰＰＣ用和紙においては、Ｍｂが５．４、Ｍｃが０．８であり、Ｓは４．６であった。また、コピー紙においては、Ｍｂが２．６、Ｍｃが０．４であり、Ｓは２．２であった。結果を表３にまとめて示す。
【００７５】
実施例９
容量５００ｍｌのオートクレーブに抽出用原料素材として乾燥ドクダミ（（株）日本薬草研究所製）１．６ｇをガーゼに包んで投入し、同時に基材としてコクヨ（株）製ＰＰＣ用和紙１．６ｇ投入した後、オートクレーブ内を１００℃まで上昇させ、二酸化炭素を供給して２０ＭＰａまで昇圧した。その後共溶媒としてエタノール１．２ｍｌを注入し、１００℃、２０ＭＰａの状態を６０分間保ち、抽出及び含浸操作を行った。放圧後取り出した紙を試料とした。得られた紙は形態が崩れることなく、投入したときと同様の形態を保っていた。
【００７６】
得られた紙を試料として、実施例１と同様にして抗菌性能を評価したところ、Ｍｂが５．０、Ｍｃが０．８であり、Ｓは４．２であった。結果を表３にまとめて示す。
【００７７】
比較例６
乾燥ヨモギ（（株）田中直染料店製）６０ｇを乳鉢ですりつぶし、水５００ｍｌを加えて撹拌し、含浸液を調製した。これに対し、コクヨ（株）製ＰＰＣ用和紙０．８ｇ及びコピー用紙０．８ｇをゆっくりと浸漬した。しかしながら、いずれの紙も水中で形態を保つことができなかった。
【００７８】
【表３】
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【００７９】
表３に示されるように、ヨモギ及びドクダミから、超臨界二酸化炭素中で抽出し、含浸させた実施例９及び１０では十分な抗菌性が認められた。このとき、基材としてＰＰＣ用和紙を使用したものの方が、コピー用紙を使用したものに比べて抗菌性がより優れていた。また、紙に対して水中で含浸させようとしても形態を保持することは困難であるが、超臨界二酸化炭素中では形態を保持したまま含浸処理することが可能であり、この点は特に有効な点である。
【００８０】
実施例１０
容量５００ｍｌのオートクレーブに抽出用原料素材として乾燥ウコン（（株）田中直染料店製）１．５ｇをガーゼに包んで投入し、同時に基材として３種類の紙（コクヨ（株）製ＰＰＣ用和紙０．５ｇ、書道用半紙０．５ｇ及びコピー用紙０．５ｇ）を合計量で１．５ｇ投入した後、オートクレーブ内を１２０℃まで上昇させ、二酸化炭素を供給して２０ＭＰａまで昇圧した。その後共溶媒としてエタノール１．２ｍｌを注入し、１２０℃、２０ＭＰａの状態を６０分間保ち、抽出及び含浸操作を行った。放圧後取り出した紙を試料とした。得られた紙は３種類とも形態が崩れることなく、投入したときと同様の形態を保っていた。
【００８１】
得られた試料の紙を７ｃｍ×７ｃｍの大きさに切断し、半切りにしたあん入り饅頭を包み、湿度１００％の箇所に静置した。湿度１００％の雰囲気は、８０ｃｍ×４５ｃｍ×２５ｃｍのステンレス製容器に２００ｍｌの水道水を入れて上部を透明なアクリル板で蓋をして調整した。試料の紙で包んだ半切りにしたあん入り饅頭は、水面より１０ｃｍ高い位置に７日間静置した。その結果、あん入り饅頭にはカビが発生しなかった。結果を表４にまとめて示す。
【００８２】
実施例１１〜１３
実施例１０において乾燥ウコンを使用する代わりに、乾燥ヨモギ（実施例１１；グリーンドッグ（株）製）、乾燥ドクダミ（実施例１２；グリーンドッグ（株）製）及び乾燥ペパーミント（実施例１３；グリーンドッグ（株）製）を使用した以外は実施例１０と同様にして試料の紙を作製し、同様に評価した。結果を表４にまとめて示す。
【００８３】
比較例７
含浸させる前の３種類の紙を試料として用い、実施例１０と同様に評価した。結果を表４にまとめて示す。
【００８４】
比較例８
紙で包まずに、あん入り饅頭をむき出しのままで実施例１０と同様に評価した。結果を表４にまとめて示す。
【００８５】
【表４】
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【００８６】
表４に示されるように、ウコン、ヨモギ、ドクダミ及びペパーミントから、超臨界二酸化炭素中で抽出し、含浸させた実施例１０〜１３では、カビが発生しなかった。これに対し、含浸処理をしていない紙で包装した比較例７では黒色のカビが点在し、包装しなかった比較例８では全面に黒色のカビが発生した。以上のことから、超臨界二酸化炭素中で抽出し、含浸させた紙は、各種の食品の保存性を向上させる包装紙として有用であることが明らかになった。
【００８７】
実施例１４
容量５００ｍｌのオートクレーブに抽出用原料素材として乾燥ペパーミント（グリーンドッグ（株）製）１．５ｇをガーゼに包んで投入し、同時に基材として綿製のガーゼ１０ｇを投入した後、オートクレーブ内を４５℃まで上昇させ、二酸化炭素を供給して１８ＭＰａまで昇圧した。その後共溶媒としてエタノール５ｍｌを注入し、４５℃、１８ＭＰａの状態を６０分間保ち、抽出及び含浸操作を行った。放圧後取り出したガーゼを試料とした。
【００８８】
得られた試料のガーゼを２０ｃｍ×７ｃｍの大きさに切断し、それを３重折にしてガーゼマスクに挟み、マスク装着による官能試験を行った。装着した６名のパネラーの感想から、芳香性、快適性の有無を判断した。６名のパネラー（Ａ〜Ｆ）の感想は以下の通りであった。
Ａ：良い香りがし、気分が爽快になった。
Ｂ：気持ちがスーッとした。
Ｃ：いやな匂いではないが、少しきつい感じがする。
Ｄ：風邪気味だったが、鼻が通るようになった。
Ｅ：心が和らいだ。
Ｆ：気分が爽快になった。
パネラーＣについては、ガーゼの面積を１／５の大きさにすることによって快適な香りになったとの感想を述べた。以上の試験の結果からわかるように、本実施例で得られたガーゼは、芳香性を有し、装着者を爽快な気分にさせることができた。
【００８９】
実施例１５
容量５００ｍｌのオートクレーブに抽出用原料素材として乾燥ウコン（（株）田中直染料店製）１．５ｇをガーゼに包んで投入し、同時に基材として綿製のガーゼ１０ｇを投入した後、オートクレーブ内を１００℃まで上昇させ、二酸化炭素を供給して２０ＭＰａまで昇圧した。その後共溶媒としてエタノール５ｍｌを注入し、１００℃、２０ＭＰａの状態を６０分間保ち、抽出及び含浸操作を行った。放圧後取り出したガーゼを試料とした。
【００９０】
得られた試料を２０ｃｍ×２０ｃｍの大きさに切断し、露光量モニター試験に供した。試料の一つは室内の直射日光が照射せず、蛍光灯の光のみが照射される場所に配置し、他の一つは室内の窓際の、直射日光がガラス越しに入射する位置であって、蛍光灯の光も照射される場所に配置した。試料作製直後と、２４時間、７２時間及び１６８時間経過した後の着色度を測定した。測定に際しては着色度をトータルＫ／Ｓにて評価した。トータルＫ／Ｓは４００ｎｍ〜７００ｎｍの測定範囲で２０ｎｍおきに測定した１６波長でのＫ／Ｓ値１６個を合計した値であり、倉敷紡績株式会社製色度計ＡＵＣＯＬＯＲ　ＮＦ（２視野、光源ＦＬ４０ＳＷ）により測定したものである。結果を表５にまとめて示す。
【００９１】
実施例１６〜１８
実施例１５において乾燥ウコンを使用する代わりに、乾燥ヨモギ（実施例１６；グリーンドッグ（株）製）、乾燥ドクダミ（実施例１７；グリーンドッグ（株）製）及び乾燥ペパーミント（実施例１８；グリーンドッグ（株）製）を使用した以外は実施例１５と同様にして試料のガーゼを作製し、同様に評価した。結果を表５にまとめて示す。
【００９２】
【表５】
2004143613.tif 000006
【００９３】
表５からわかるように、実施例１５〜１８のいずれにおいても露光によって消色する傾向が認められ、露光量モニターとして使用可能であることがわかった。なかでも、ウコンで処理した実施例１５においては、含浸処理直後の染色濃度が高く、濃い黄色に染色することが可能でありながら、露光によってきれいに消色することが可能であり、露光量モニターとして特に適していることが明らかになった。
【００９４】
【発明の効果】
できるだけ揮発したり変質したりしないようにして、天然物である動植物からその有効成分を抽出し、それを超臨界二酸化炭素中で基材に含浸させる含浸処理方法を提供できる。超臨界二酸化炭素中で含浸処理する方法は廃液が発生しないことなどから、環境保護の面からも優れた方法である。