(57)【要約】【課題】  特定の病原菌やかびなどの菌類に対応して有効な抗菌性を確実に保持できる信頼性に優れた抗菌材を提供する。【解決手段】  セメント及びその骨材成分、ポリマーエマルジョンを含む混合物に、所定粒度の酸化第一鉄を分散混合させた抗菌組成物を硬化させて抗菌材とし、特定の病原菌やかびなどの菌類に対する優れた抗菌性を保持させる。抗菌材を病院などの構造物や各種の医療装置などの表面抗菌被覆層に適用したり、粒状にした抗菌材を公園などの砂場に混ぜて適用したりして、その清潔性や安全性、造形性などを付加できる。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメント及びその骨材成分、ポリマーエマルジョンを含む混合物に、所定粒度の酸化第一鉄を分散混合させた抗菌組成物を硬化させたことを特徴とする抗菌材。
【請求項２】
前記抗菌組成物の硬化試験体を培養容器の培地上に載置し、緑膿菌や大腸菌を含む菌懸濁液を散布して前記培養器内を温度２９℃±１℃、相対湿度９０％以上の試験条件下で２４時間保持して前記硬化試験体周囲の培地上に形成される菌阻止領域の幅が６ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１記載の抗菌材。
【請求項３】
前記抗菌組成物におけるポリマーエマルジョンの含有量が１０〜３０質量％であり、前記酸化第一鉄の含有量が２〜４質量％であることを特徴とする請求項１又は２記載の抗菌材。
【請求項４】
請求項１〜３記載の抗菌材における抗菌組成物を構造物や医療装置などの表面に直接又は、表面に配置されるガラスクロスや不織布、織布等などに吹付塗布して硬化させ抗菌保護層を形成させることを特徴とする抗菌材の使用方法。
【請求項５】
請求項１〜３記載の抗菌材を所定粒度に破砕した粒状物を公園や学校などの砂場中に混合して配置し、又は、構造物や医療装置を形成させる生コンクリート中に混合して硬化させることを特徴とする抗菌材の使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、院内感染の主たる原因となる緑膿菌（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎｏｕｓ  Ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ）やＭＲＳＡ（Ｍｅｔｈｉｃｉｌｌｉｎ  Ｒｅｓｉｓｔａｎｔ  Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  Ａｅｒｅｕｓ）、大腸菌、かびなどの菌類に対して殺菌作用を有する抗菌材及びその使用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、病院などにおける壁材は、主としてセメントによるモルタル層やペイント等の美装材によって形成されている。
【０００３】
しかし、従来のモルタル層は吸水性が大きいため、そのモルタル層の表面が緑膿菌やＭＲＳＡなどの菌類の繁殖場所になるおそれがあり、院内感染やかびの発生を助長させる要因となっていた。
【０００４】
また、近年、衛生面に留意した商品、例えば、抗菌樹脂により成形されたトイレ用品や浴用用品が多く販売されている。
【０００５】
他方、公園や学校、あるいは団地等に設けられた砂場には犬猫などの糞が原因と考えられる大腸菌等が存在しているが、これらの殆どが放置状態となっているのが現状である。
【０００６】
このような構造物や公園などにおける清潔性や抗菌性を向上させる技術に関連して例えば以下のような技術が開示されている。
【０００７】
特許文献１には、モルタルに、アクリル酸エステル共重合体を主成分とする複合ポリマーエマルジョンとセラミック粉とを混入して生成した殺菌作用を有する壁材が記載されている。
【０００８】
特許文献２には、モルタルにアクリル酸エステル共重合体を主成分とする複合ポリマーエマルジョンを混入して生成するとともに、これを粒状に形成して砂と混合するようにした粒状抗菌材が記載されている。
【特許文献１】特開平７−４１３５３号公報
【特許文献２】特開平９−３２２９２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、前記特許文献１に記載の病院などの構造物に適用される壁材では、一般的なかび菌などに対してある程度の抗菌性を有するものの、壁材内の細孔などの水分吸着保持部を成長場所として成長する病原菌やかびなどの菌類に対して実際的な抗菌効果が不足する場合があるという課題があった。
【００１０】
さらに、壁材に含まれる複合ポリマーエマルジョンとセラミック粉との混合比率やセラミック粉などの種類や形態が適正化されていないので、ＭＲＳＡなどの特定の病原菌に対する抗菌効果が著しく低下する場合があるという課題があった。
【００１１】
特許文献２に記載の粒状抗菌材では、前記特許文献１と同様特定菌類などに対する抗菌性が適正に確保されていないために確実性に欠ける上に、その粒度が所定範囲に調整されていないので、砂場の砂としての取り扱い性や造形性に欠けるという課題があった。
【００１２】
本発明は上記従来の課題を解決するためになされたもので、特定の病原菌やかびなどの菌類に対応して有効な抗菌性を確実に保持できる信頼性に優れた抗菌材を提供するとともに、建物などの構造物や各種の医療装置の表面抗菌被覆層、公園の砂場などに適用して、その清潔性や安全性、造形性を付加することができる汎用性に優れた抗菌材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】
【００１３】
（１）本発明の抗菌材は、セメント及びその骨材成分、ポリマーエマルジョンを含む混合物に、所定粒度の酸化第一鉄を分散混合させた抗菌組成物を硬化させるように構成される。
（２）本発明の抗菌材は、前記（１）において、前記抗菌組成物の硬化試験体を培養容器の培地上に載置し、緑膿菌や大腸菌を含む菌懸濁液を散布して前記培養器内を温度２９℃±１℃、相対湿度９０％以上の試験条件下で２４時間保持して前記硬化試験体周囲の培地上に形成される菌阻止領域の幅が６ｍｍ以上となるようにしたことにも特徴を有する。
（３）本発明の抗菌材は、前記（１）又は（２）において、前記抗菌組成物におけるポリマーエマルジョンの含有量が１０〜３０質量％であり、前記酸化第一鉄の含有量が２〜４質量％であるように構成される。
（４）本発明の抗菌材の使用方法は、前記（１）〜（３）の抗菌材における抗菌組成物を構造物や医療装置などの表面に直接又は、表面に配置されるガラスクロスや不織布、織布等などに吹付塗布して硬化させ抗菌保護層を形成させようにすることもできる。
（５）本発明の抗菌材の使用方法は、前記（１）〜（３）の抗菌材を所定粒度に破砕した粒状物を公園や学校などの砂場中に混合して配置し、又は、構造物や医療装置を形成させる生コンクリート中に混合して硬化させることにも特徴を有する。
【発明の効果】
【００１４】
（１）本発明の請求項１に記載の抗菌材によれば、セメント及びその骨材成分、ポリマーエマルジョンを含む混合物に、所定粒度の酸化第一鉄を分散混合させた抗菌組成物を硬化させて形成するので、特定の病原菌やかびなどの菌類に対する優れた抗菌性を保持させることができる。また、この抗菌材を病院などの構造物や各種の医療装置などの表面抗菌被覆層に適用したり、粒状にした抗菌材を公園などの砂場に混ぜて適用したりして、その清潔性や安全性、造形性などを付加することができる。
（２）本発明の請求項２に記載の抗菌材によれば、前記抗菌組成物の硬化試験体を培養容器の培地上に載置し、緑膿菌や大腸菌を含む菌懸濁液を散布して前記培養器内を温度２９℃±１℃、相対湿度９０％以上の試験条件下で２４時間保持して前記硬化試験体周囲の培地上に形成される菌阻止領域の幅を６ｍｍ以上であるようにしているので、抗菌材を構成するセメントや骨材成分、ポリマー、酸化第一鉄の配合比率を所定範囲で調整することにより、特定菌種に対する抗菌性を適正状態に確保することができ、信頼性と有効性に優れた抗菌材を提供することができる。
（３）本発明の請求項３に記載の抗菌材によれば、前記抗菌組成物におけるポリマーエマルジョンの含有量が１０〜３０質量％であり、前記酸化第一鉄の含有量が２〜４質量％であるようにしているので、抗菌組成物を構成するポリマーエマルジョン、酸化第一鉄の組み合せ比率が適正範囲に設定され、さらに確実にその抗菌性を高めることができる。
（４）本発明の請求項４に記載の抗菌材の使用方法によれば、抗菌材における抗菌組成物を構造物や医療装置などの表面に直接又は、表面に配置されるガラスクロスや不織布、織布等などに吹付塗布して硬化させ抗菌保護層を形成させるので、セメントやポリマーエマルジョンにより硬化された組織中の酸化第一鉄や骨材成分又はそれらの相互作用などによる抗菌力によって緑膿菌やＭＲＳＡ、大腸菌などといった菌が人の手足等が触れる建物壁面や医療装置の表面等で繁殖するのを阻止して、院内感染や健康障害の防止に寄与させることができる。
（５）本発明の請求項５に記載の抗菌材の使用方法によれば、抗菌材を所定粒度に破砕した粒状物を公園や学校などの砂場中に混合して配置し、又は、構造物や医療装置を形成させる生コンクリート中に混合して硬化させるので、所定の抗菌性が確保され予め所定粒度に粒状化された抗菌材を適用でき、病院などの建物や医療装置などへの抗菌保護層の施工工事や施工管理を容易にでき、施工性や経済性に優れている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明は、酸化第一鉄とセメント及びその骨材成分、及びポリマーエマルジョンとを所定比率で含有させた組成物を硬化させることにより、緑膿菌やＭＲＳＡ、大腸菌などの菌類に対して顕著な抗菌性が発揮できることに着目してなされたものである。これによって、院内感染などの原因となる緑膿菌やＭＲＳＡ、あるいは大腸菌、各種のかびなどに対して所定の殺菌作用を有した抗菌材が得られる。以下このような酸化第一鉄を含有させた抗菌材及びその使用方法についてさらに具体的に説明する。
【００１６】
すなわち、セメント及びその骨材成分、ポリマーエマルジョンを含む混合物に、所定粒度の酸化第一鉄を分散混合させてこの抗菌組成物を硬化させることによりその固有の抗菌性を発揮させて抗菌材としたものである。
【００１７】
セメントとしては、ケイ酸カルシウムを主成分とするポルトランドセメント、酸化鉄分を０．５％以下にした白色ポルトランドセメント、アルミン酸カルシウムを主成分とするアルミナセメント、水砕スラグなどを混合した高炉セメント、フライアッシュをポルトランドセメントと添加したフライアッシュセメント，火山灰などのシリカ質を含んだシリカセメントなどの水硬性セメントを適用できる。これらの水硬性セメント及びその骨材成分に水を加えてペースト状にすると水和反応が始まって流動性が失われ、ケイ酸カルシウム水和物のゲルなどを生じて硬化する性質を有している。
【００１８】
これらのセメントに混合させる骨材成分としては、珪砂や鉄粉、酸化亜鉛、酸化チタン、四三酸化鉄、スラグ砕、川砂、山砂などを用いることができる。また、必要に応じてセメントの水和反応や施工時の流動性の程度などを調節するために公知の各種の混合補助剤や分散剤、水和反応遅延剤等を添加することができる。
【００１９】
ポリマーエマルジョンは、硬化後のセメント組織中に分散して、コンクリート中の隙間や細孔の部分を充填被覆してその吸水性を調整し、あるいは組織結合を強化保護させる結合剤としての機能を備え、その固形分として２５〜５０％のアクリル酸エステル共重合体などのアクリル樹脂等からなる水溶性ポリマーや種類のことなる合成樹脂を複合させた複合ポリマーが水中に分散されたエマルジョン液である。
【００２０】
ポリマーエマルジョン（Ｐ）とセメント及びその骨材からなるモルタル分（Ｍ）との質量混合比（Ｐ/Ｍ）は、１：１〜１：８．５の範囲とするのが好ましい。これは混合比（Ｐ/Ｍ）が１：１より大きくなると、セメント分による抗菌材強度への寄与が少なく劣化する傾向が生じ、逆に混合比が１：８．５より小さくなるとポリマーの含有量が不足して吸水率が大きくなりかび菌などの付着繁殖の傾向が強まるので好ましくない。
【００２１】
アクリル樹脂は主としてアクリル酸，メタクリル酸及びこれらの誘導体、たとえばアクリルアミド、アクリロニトリルなどの重合体を含むアクリル酸エステル樹脂やメタクリル酸エステル樹脂が含まれる。これらアクリル樹脂の側鎖にカルボン酸基を導入した場合には、増粘剤や高分子凝集剤、土壌改良剤などとしての機能をより高めることができる。なお、本発明に適用される水溶性ポリマーはこれらアクリル樹脂系のものに限定されるものではなく、また、種類の異なる高分子樹脂を複数混合して用いることもできる。
【００２２】
酸化第一鉄（ＦｅＯ）は黒色の立方晶系結晶となる鉄欠損型不定比化合物であって、空気中で次第に酸化されてＦｅ3Ｏ4となるような性質を有している。このような酸化第一鉄と前記セメント及びその骨材成分、水溶性などのポリマーとを所定比率で含有させた組成物を硬化させることにより、緑膿菌やＭＲＳＡ、大腸菌などの菌類に対して特異的かつ顕著な抗菌性を有した抗菌材とすることができる。
【００２３】
抗菌組成物に対する酸化第一鉄の含有量は、２〜４質量％とすることが好ましい。これは対象とする病原菌やかびなどの種類、温度、湿度などの環境条件にもよるが、酸化第一鉄の含有量が２質量％より少なくなると、緑膿菌等に対する抗菌性が低下して抗菌材を病院の壁部や床部に適用した場合の院内感染などの阻止が困難になるような傾向が生じ、逆に含有量が４質量％を超えても抗菌性が向上せず、抗菌材としての強度低下や色調不良などの弊害が生じ易くなるからである。
【００２４】
なお、特定の菌株に対する抗菌性は、抗菌組成物の硬化試験体を作成して、これを培養容器の培地上に載置し、緑膿菌や大腸菌などを含む菌懸濁液を散布して培養器内を温度２９℃±１℃、相対湿度９０％以上の試験条件下で２４時間保持して硬化試験体周囲の培地上に形成される菌阻止領域の幅を指標として評価することができる。この菌阻止領域の幅が６ｍｍ以上となるように、酸化第一鉄やポリマー、セメント及びその骨材成分などの各配合比率やそのセメント種別などの組み合せを調整することにより調整することができる。
【００２５】
この菌阻止領域の幅が６ｍｍより小さくなると、抗菌材としての抗菌能力が不足するために病院などの建物や医療装置への抗菌保護層として適用するのが困難となるので好ましくない。
【００２６】
上記した抗菌材は病院などの建築物や医療装置などの壁材や床材として用いることができる。ここでは前記抗菌組成物を、不織布やガラスクロス、織布等の表面に、スプレーガン等を用いて吹付塗布し、乾燥後にロール状に巻取って必要な寸法に裁断して建物の壁や床、天井材の表面に配置したり、直接抗菌組成物を吹き付けたりして抗菌保護層を形成させることもできる。これによって、特に壁面や床面に付着しやすい緑膿菌やＭＲＳＡの繁殖を効果的に阻止することができる。
【００２７】
前記医療装置としては、例えば手足などの体の一部に合せて抗菌材で型を取っておき、この型中に水虫や骨折した患部を保持させて治療するものなどが該当する。
【００２８】
また、これらの抗菌材を所定粒度に破砕した粒状物を公園や学校などの砂場中などに混合して配置して、砂中の病原菌を殺菌するようにしてその清潔性を維持させることもできる。さらに粒状にした抗菌材を生コンリート中に分散させて、生コンリートを硬化させることにより、生コンクリートが施工される建物や医療装置における抗菌性を極めて容易に高めることもできる。
【００２９】
以上説明したように本発明に係る抗菌材は、セメント及びその骨材成分、ポリマー、酸化第一鉄との組み合せにより生じる抗菌力によって緑膿菌やＭＲＳＡなどを著しく減少させることができ、院内感染などの防止や公共施設などの建物の衛生管理などに極めて有効である。
【００３０】
以下、前記抗菌材の成分やその配合比率などの範囲を規定するために行った実験結果などを参照してさらに具体的に説明する。
【００３１】
（実施例１）
水溶性のポリマーエマルジョンとしては、（１）カルボキシ変性スチレンブタジエン：１３％、メタクリル酸シクロヘキシル−スチレン共重合体：５１％、脂肪酸ソーダ石鹸：１％、水３５％のものや、（２）カルボキシ変性スチレンブタジエン：１３％、スチレン：２５％、メタクリル酸シクロヘキシル：２６％、顔料：５％、脂肪酸ソーダ石鹸：１％、水：３０％のものなどからなるエマルジョンを適用した。
【００３２】
セメント及びその骨材成分としては、白色セメント：２８．０％、珪砂：３５．５％、その他の珪酸成分：３５．５％、三四酸化鉄：０．２％、亜鉛華：０．１％、チタン白：０．１％として、これにグリシン：０．６％を添加して用いた。
【００３３】
なお、前記白色セメントは、ＣａＯ：６５．４％、ＳｉＯ2：２３．１％、Ａｌ2Ｏ3：４．３％、Ｆｅ3Ｏ4：０．２％、ＭｇＯ：０．６％、ＳＯ3：２．８％、灼熱減量（Ｉｇｌｏｓｓ）：２．７％、可溶性成分（Ｉｎｓｏｌ）：０．２％の成分組成を有しており（その他成分として０．７％）、この白色セメントに換えてボルトランドセメントを用いることもできる。
【００３４】
さらに、骨材としてその粒径が７４〜１４９μｍであり、ＳｉＯ2：７０．７％、Ａｌ2Ｏ3：２０．９％、Ｆｅ3Ｏ4：０．７８％、ＣａＯ：０．４５％、ＭｇＯ：０．１９％、その他：６．９８％の成分組成からなるセラミックス粉末を所定量さらに添加してもよい。また、上記した組成の顔料成分となるセラミックス粉末は、ポリマーエマルジョンのみに混入したが、セメントやその骨材部分のみ、或いは、両方に添加することにより、任意の色に着色することができる。
【００３５】
具体的には、無機顔料として、酸化チタン（白）、カーボンブラック（黒）、ベンガラ（赤）、チタンイエロー（黄）、酸化第２クロム（緑）、コンジョウ（青）などを用いることができる。また、有機顔料としては、パーマネントレッド（赤）、ハンサイエロー（黄）、フタロシアニングリーン（緑）、フタロシアニンブルー（青）、ジオキサジンバイオレット（紫）等を用いることもできる。
【００３６】
こうして、水溶性のポリマーエマルジョンの含有量を１０〜３０質量％の範囲に、また、添加する酸化第一鉄の含有量を２〜４質量％の範囲にそれぞれ調整して得られる抗菌組成物を、建物や医療装置などの壁材や床材の表面に吹き付け施工したり、型に鋳込んだりして所定形状に成形して乾燥硬化させ、殺菌作用を有する壁材を製造した。
【００３７】
（実施例２）
次に、上記のように製造された抗菌材の抗菌性評価試験の条件及びその評価結果を以下に説明する。
【００３８】
抗菌材の抗菌効果をＪＩＳ＿Ｚ＿２９１１等に規定されるかび抵抗性試験方法に準じた試験法で評価した。すなわち、グルコースを加えた無機塩寒天培地に試験体を載置して、かびや緑膿菌などが発生しやすい環境におけるかび抵抗性を評価する以下のかび抵抗性試験の手順（１）〜（６）により評価した。
（１）試験に使用するかびなどの菌株を新規に培養する。
（２）この菌株を湿潤剤添加溶液に懸濁する。
（３）試験体はエチルアルコール等で滅菌する。
（４）試験体にかび胞子懸濁液を噴霧する。なお、必要に応じて、試験体は無処理保存、かび摂取、かび無摂取の３通りの試験条件に分け、かび無摂取となる試験体には雑菌の発育を防ぐために滅菌剤（塩化ベンザルコニウム）を噴霧して同条件で培養を行う。
（５）温度２９±１℃、湿度９０％以上で所定時間培養する。質量変化等の評価を行う場合は必要に応じてさらに延長する。
（６）肉眼又は顕微鏡を用いて試験結果の評価を行う。必要とあれば物理的特性、質量変化等について測定する。
【００３９】
表１は、Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ  ＮｉｇｅｒとＰｅｎｉｃｌｌｉｕｍ  Ｃｉｔｒｉｎｕｍの二種類の菌株を試験菌株をとして、ＪＩＳ  Ａ  ６９０９などに規定するかび抵抗性試験をこれらの抗菌材に対して行った結果を示している。
【００４０】
表１から明らかなように、１４日後における「かびの生育」はかびの生育を認めないレベル（−）であり、「かび抵抗性表示」は菌糸の発育が認められないレベル（０）でありこれらのデータから本抗菌材は良好な抗菌効果を有していることがわかる。
【００４１】
【表１】
2005120040.tif 000002
【００４２】
なお、試験に用いるかびなどの菌株としては、アスペルギルスニゲル、ペニシリウムフニクロスム、パエシロミセスバリオッティ、グリオクラジウムビレンス、ケトミウムグロボスムなどの種類もあり、これらを単独又は混合して使用することもできる。これらのかびは微生物保存機関で入手でき、一旦新しい培地に移植して活力を高めておくことが望ましい。この移植において雑菌が混入すると正しい結果が得られなくなる。
【００４３】
培地は０．４％無機塩寒天培地及び無機塩寒天培地にグルコースを３％程度添加したものなどである。培地をアルカリ性にするとかびの発育を阻害するため、培地のｐＨは６．０〜６．５の範囲に規定することが望ましい。
【００４４】
抗菌組成物の硬化試験体は、例えば一辺が約３０〜４０ｍｍの正方形状などに裁断して形成した後、エチルアルコールなどの減菌剤に浸漬して減菌処理する。
【００４５】
（実施例３）
図１〜図３はそれぞれ緑膿菌（Ｍｅｔｈｉｃｉｌｌｉｎ  Ｒｅｓｉｓｔａｎｔ  Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ  Ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ）、ＭＲＳＡ（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  Ａｕｒｅｕｓ）、大腸菌（Ｏ−１５７）の三種を菌株として前記培養条件に保持して、抗菌組成物の硬化試験体周囲の培地上に形成される菌阻止領域の幅の時間変化を測定した結果を示すグラフである。
【００４６】
図から明らかなように、いずれの菌株の場合もこれら菌株に対する抗菌性の指標となる菌阻止領域の幅は時間と共に拡大しており、顕著な抗菌効果を有することがわかる。
【００４７】
すなわち、図１〜図３のいずれのケースにおいても２４時間経過後の菌阻止領域の幅は６ｍｍを超えており、これらの菌株に対して優れた抗菌性を示している。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、緑膿菌やＭＲＳＡ、大腸菌、かびなどの菌類に対して顕著な抗菌作用を有して、院内感染や健康障害などを抑制防止でき、病院などの建物や医療装置などの表面に配置される抗菌保護層の分野に広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】緑膿菌に対する菌阻止領域の時間変化を示すグラフである。
【図２】ＭＲＳＡに対する菌阻止領域の時間変化を示すグラフである。
【図３】Ｏ−１５７に対する菌阻止領域の時間変化を示すグラフである。
【図１】
2005120040.tif 000003
【図２】
2005120040.tif 000004
【図３】
2005120040.tif 000005