(57)【要約】【課題】地球温暖化や大気汚染などの環境問題が発生せず、石油資源の節約を可能とし、優れた抗菌性を発揮し得る複合材料を提供する。【解決手段】竹とシェラック樹脂とを含み、前記竹と前記シェラック樹脂との配合割合は、竹：シェラック樹脂＝８０：２０〜３０：７０である、複合材料。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
竹とシェラック樹脂とを含み、
前記竹と前記シェラック樹脂との配合割合は、竹：シェラック樹脂＝８０：２０〜３０：７０である、複合材料。
【請求項２】
前記竹は、粉末状または繊維状であり、前記シェラック樹脂中に分散されている、請求項１記載の複合材料。
【請求項３】
請求項１または２記載の複合材料が加熱成形された、抗菌性物品。
【請求項４】
前記複合材料は、粉末状またはチップ状である、請求項３記載の抗菌性物品。
【請求項５】
７０〜１２０°で、竹とシェラック樹脂とを、竹：シェラック樹脂＝８０：２０〜３０：７０となるよう混合する混合工程を含む、複合材料の製造方法。
【請求項６】
前記混合工程の前に、前記竹を粉末状または繊維状に粉砕する一次粉砕工程を含む、請求項５記載の複合材料の製造方法。
【請求項７】
請求項５または６記載の複合材料の製造方法によって得られた複合材料を、粉末状またはチップ状に粉砕する二次粉砕工程と、
得られる粉砕物を加熱成形する加熱成形工程を含む、抗菌性物品の製造方法。
【請求項８】
前記加熱成形工程と同時、または、前記加熱成形工程後に、前記シェラック樹脂の熱硬化処理を行う熱硬化処理工程を含む、請求項７記載の抗菌性物品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合材料、該複合材料を含む抗菌性物品、複合材料の製造方法および抗菌性物品の製造方法に関する。より詳細には、本発明は、優れた抗菌性を発揮し得る複合材料、該複合材料を含む抗菌性物品、複合材料の製造方法および抗菌性物品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
我々の身の回りには、細菌やウイルス等の実に多様な病原体が存在する。これら病原体は、皮膚、粘膜、経口、創傷といった種々の経路から体内に侵入し、体の各所で炎症、発熱、けいれん、麻痺等を引き起こし得る。病原体が体内に侵入したときに感染症を発症するかどうかは、病原体自体の感染力と、生体に備わった免疫機能がその病原体の増殖の防止にどれだけ有効であるかの２つに大きく依存する。例えば、生まれて間もない乳幼児は、免疫機能が充分に発達していない。また、冷え、体力の消耗、ストレス、加齢は免疫機能を低下させる。そのため、免疫機能の低下した者が多く集まる病院等では、病原体は、充分な脅威になり得る。
【０００３】
このような院内感染がしばしば各種メディアで取り沙汰されることもあり、最近は健康志向が高まり、感染症の予防に多くの関心が寄せられている。これに伴い、多くの抗菌性物品が開発されている。ところで、抗菌性物品と言っても、利用されている分野は広範にわたる。たとえば、抗菌性物品は、調理器具、水回り用品、衣類のように、付着した細菌類が増殖すると食中毒や肺炎、皮膚疾患などの感染症に直接つながりかねないものだけでなく、感染症とは直接つながりの小さな文房具、ファンシーグッズ等もある。
【０００４】
多くの抗菌性物品は、抗菌効果を発現する抗菌成分を含む。しかしながら、一般に、抗菌成分は、汎用の資材と比較すると高価である。そのため、より安価であり、大量かつ安定的に供給できる抗菌成分が求められている。このような観点から、竹は、安価で優れた抗菌性を有する材料である。竹は、特に成長初期に多くの栄養分を体内に有し、カビや細菌類から自身を保護するために、２，６−ジメトキシ−１，４−ベンゾキノン、パラベンゾキノン等を主成分とする抗菌成分を分泌する。また、竹は、他の木質材料と比較して、特に繊維方向に対して高い引っ張り強度、圧縮強度と、優れた耐摩耗性、耐衝撃性等を示す。
【０００５】
しかしながら、竹は、円筒形状であり、切断や切削では複雑な形状に加工することが困難である。そこで、粉末状に粉砕した竹材を、樹脂による結着成分で成形加工する技術が知られている。たとえば、特許文献１には、細胞壁を形成するセルロースおよびヘミセルロースをリグニンより解離させた解繊状の竹繊維チョップドストランドを用い、１０〜２００ミクロンの微粉末に粉砕した粉末を、でんぷん、加工でんぷんなどの天然糊剤およびＣＭＣ（カルボキシメチルセルロース）、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）、ＰＶＡＣ（ポリビニルアセテート）、アクリル、エポキシなどの加工糊剤などの糊剤で任意のブロックに成型した生竹粉の抗菌・脱臭・防臭剤に関する技術が開示されている。
【０００６】
ところで、近年、環境問題は、業種を問わず企業が取り組まねばならない最重要テーマの１つである。プラスチック製品（全体がプラスチックで構成されているほか、複合材料の一部をプラスチックで構成しているものも含む）などの廃棄物の処理もその１つである。プラスチック製品の廃棄物を処理する方法としては、焼却処理および埋め立て処理が一般的である。埋め立て処理は、二酸化炭素が発生せず、また、環境ホルモンなどの懸念は残るものの、焼却処理と比較して有害物質の排出が抑制される。しかしながら、埋め立て処理は、廃棄物の量だけ埋め立てる土地が必要となる。そうすると、全てのプラスチック廃棄物をこの方法で処理するのは、不可能である。
【０００７】
これに対し、焼却処理は、限られた施設で大量の廃棄物を処理し得る。しかしながら、焼却する際に排出される高い熱量や二酸化炭素、その他の有害物質が、焼却施設の建設や維持にかかる経済的負担の他、地球温暖化や大気汚染などの環境問題の原因にもなっている。二酸化炭素の排出に伴う地球温暖化の問題は、水不足、食糧枯渇、砂漠化、病原菌や害虫の生息地域の拡大等、地球規模で深刻な事態を引き起こす虞がある。
【０００８】
二酸化炭素の排出に焦点を絞れば、たとえば、特許文献１において開示されている、青竹粉および天然の糊剤としてのでんぷん、加工でんぷんやＣＭＣは焼却処理しても、排出される二酸化炭素は、もともとそれらの材料が大気から取り込んだ二酸化炭素と同量（カーボンニュートラル）である。そのため、大気中の二酸化炭素の濃度は、増加されない。このような材料は、「再生可能な、生物由来の有機性資源で化石資源を除いたもの」であり、バイオマス材料と呼ばれている。一方、他の糊剤であるＰＶＡ、ＰＶＡＣ、アクリル、エポキシは、石油由来成分を含んでいる。したがって、これらの糊剤を使用した特許文献１で開示された物品およびその技術を応用して得られる他の分野での物品が廃棄され、焼却処理された場合、大気中の二酸化炭素の濃度は増加する。
【０００９】
石油はプラスチック類の原料になるだけでなく、極めて重要なエネルギー源でもある。しかしながら、石油は、埋蔵量に限りがある。そのため、石油を使用し続けると、やがて枯渇する。一方、バイオマス材料は、カーボンニュートラルの観点だけでなく、再生産可能である利点もある。そこで、再生産可能という利点を生かして、石油からバイオマス材料への代替が急がれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１３−６４０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記のとおり、バイオマス材料である竹材および結着成分を利用した抗菌性物品を提供することは、予防医学的な見地からも、環境負荷の低減や省資源の見地からも、大きな意義を有する。ところで、竹材とともに使用される結着成分は、バイオマス材料であれば何でも利用できるというものではない。特許文献１で結着成分として開示されているでんぷん、加工でんぷん、ＣＭＣは、耐水性が充分ではない。そのため、調理器具や食器、水回りの物品の用途としては不適切である。
【００１２】
一方、耐水性のある結着成分は、簡単に水に溶かして利用することはできない。そのため、耐水性の結着成分を使用する場合、主として、粉末、有機溶剤による溶解、または加熱溶融の状態で成形物品を製造する必要がある。しかしながら、結着成分は、粉末の状態では竹粉と均一に混合しない。そのため、成形後の物品にドリルによる孔開け加工や鋸による切断加工を行う場合において、これらの適性（後加工適性）や機械的強度が低下する傾向がある。また、結着成分は、有機溶剤で溶解される場合、成形するには有機溶剤を乾燥させることが必要である。また、発生する有機溶剤を大気中に放出すると、大気汚染等の問題になる虞があるため、別途の処理を要する。さらに、多くのバイオマス材料からなる結着成分は、熱可塑性を有する。そのため、加熱溶融して利用する場合、低融点の材料は、溶融させるのに熱エネルギーが少なくて済む代わりに耐熱性が弱くなる。また、高融点の材料は、溶融させるのに多くの熱エネルギーが必要となる。
【００１３】
本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたものであり、地球温暖化や大気汚染などの環境問題が発生せず、また、石油資源の節約を可能とするバイオマス材料の中から、竹材とシェラック樹脂とを利用して、優れた抗菌性を発揮し得る複合材料および該複合材料の製造方法を提供することを目的とする。また、本発明は、優れた抗菌性を発揮し、かつ、充分に実用的な後加工適性や機械的強度を併せ持つ抗菌性物品および該抗菌性物品の製造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】
【００１４】
本発明者らは、上記の課題を解決するために鋭意検討した結果、抗菌性の材料として竹を使用し、結着成分として、バイオマス材料であり、かつ、熱硬化性を有するシェラック樹脂を使用し、竹とシェラック樹脂との配合割合を特定の範囲とすることにより、良好な抗菌性を示し得る複合材料が得られることを見出し、本発明を完成させた。また、本発明者らは、このような複合材料を用いて得られる抗菌性物品が、後加工適性や機械的強度を併せ持つことを見出し、本発明を完成させたる。
【００１５】
すなわち、上記課題を解決する本発明の複合材料、該複合材料を含む抗菌性物品、複合材料の製造方法および抗菌性物品の製造方法には、以下の構成が主に含まれる。
【００１６】
（１）竹とシェラック樹脂とを含み、前記竹と前記シェラック樹脂との配合割合は、竹：シェラック樹脂＝８０：２０〜３０：７０である、複合材料。
【００１７】
このような構成によれば、複合材料は、竹とシェラック樹脂とを８０：２０〜３０：７０の割合で含む。このような複合材料は、地球温暖化や大気汚染などの環境問題が発生せず、また、石油資源の節約を可能とする。また、たとえば加熱成形することにより抗菌性物品を作製すると、得られる抗菌性物品は、優れた抗菌性を示すだけでなく、充分に実用的な後加工適性や機械的強度を併せ持つ。
【００１８】
（２）前記竹は、粉末状または繊維状であり、前記シェラック樹脂中に分散されている、（１）記載の複合材料。
【００１９】
このような構成によれば、竹は、シェラック樹脂中に分散されている。このような複合材料は、たとえば加熱成形することにより抗菌性物品を作製すると、得られる抗菌性物品は、分散性が不均一な複合材料を加熱成形した抗菌性物品と比較して、後加工適性や機械的強度のバラツキがより小さい。
【００２０】
（３）（１）または（２）記載の複合材料が加熱成形された、抗菌性物品。
【００２１】
このような構成によれば、抗菌性物品は、地球温暖化や大気汚染などの環境問題が発生せず、また、石油資源の節約を可能とする。また、抗菌性物品は、優れた抗菌性を示すだけでなく、充分に実用的な後加工適性や機械的強度を併せ持つ。
【００２２】
（４）前記複合材料は、粉末状またはチップ状である、（３）記載の抗菌性物品。
【００２３】
このような構成によれば、抗菌性物品は、一旦、粉末状またはチップ状に加工された複合材料を加熱成形して得られる。そのため、抗菌性物品は、加熱成形により種々の形状に加工され得る。
【００２４】
（５）７０〜１２０°で、竹とシェラック樹脂とを、竹：シェラック樹脂＝８０：２０〜３０：７０となるよう混合する混合工程を含む、複合材料の製造方法。
【００２５】
このような構成によれば、７０〜１２０°で溶融されたシェラック樹脂に対し、竹：シェラック樹脂＝８０：２０〜３０：７０となるよう竹が混合される。得られる複合材料は、優れた抗菌性を示すだけでなく、充分に実用的な後加工適性や機械的強度を併せ持つ。
【００２６】
（６）前記混合工程の前に、前記竹を粉末状または繊維状に粉砕する一次粉砕工程を含む、（５）記載の複合材料の製造方法。
【００２７】
このような構成によれば、粉末状または繊維状に粉砕された竹が、混合工程で使用される。そのため、竹は、シェラック樹脂中により均一に分散される。その結果、得られる複合材料を用いた抗菌性物品は、分散性が不均一な複合材料を用いた抗菌性物品と比較して、後加工適性や機械的強度のバラツキがより小さい。
【００２８】
（７）（５）または（６）記載の複合材料の製造方法によって得られた複合材料を、粉末状またはチップ状に粉砕する二次粉砕工程と、得られる粉砕物を加熱成形する加熱成形工程を含む、抗菌性物品の製造方法。
【００２９】
このような構成によれば、得られる複合材料は、一旦、粉末状またはチップ状に粉砕され、その後、加熱成形される。そのため、抗菌性物品は、加熱成形により種々の形状に加工され得る。
【００３０】
（８）前記加熱成形工程と同時、または、前記加熱成形工程後に、前記シェラック樹脂の熱硬化処理を行う熱硬化処理工程を含む、（７）記載の抗菌性物品の製造方法。
【００３１】
このような構成によれば、シェラック樹脂を含む抗菌性物品は、耐熱性、耐水性、耐薬品性、耐摩耗性、機械的強度等がより改善され得る。なお、熱硬化処理工程は、加熱成形工程と同時に行われてもよい。この場合、加熱成形工程は、熱硬化処理工程を兼ねる。一方、熱硬化処理工程は、加熱成形工程後に行われてもよい。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、優れた抗菌性を発揮し得る複合材料および該複合材料の製造方法を提供することができる。また、本発明によれば、優れた抗菌性を発揮し、かつ、充分に実用的な後加工適性や機械的強度を併せ持つ抗菌性物品および該抗菌性物品の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】図１は、竹およびシェラック樹脂の配合割合と、抗菌性または成形性・加工適性との関係を説明するための模式的なグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
＜複合材料＞
本発明の一実施形態の複合材料は、竹とシェラック樹脂とを含む。竹とシェラック樹脂との配合割合は、竹：シェラック樹脂＝８０：２０〜３０：７０である。まず、本実施形態を具体的に説明する前に、本実施形態の概念について説明する。
【００３５】
本実施形態で使用される竹は、結着成分として機能するリグニン等や、抗菌作用を有する２，６−ジメトキシ−１，４−ベンゾキノン、パラベンゾキノン等を含む。このような竹は、たとえば粉末状に粉砕し、金型内に仕込み、加圧成形すると、一応、金型に応じた形状に成形された成形物品が得られる。成形物品の表面には、竹のみが存在する。そのため、抗菌性は、竹の有する抗菌作用がそのまま効果として反映される。また、成形物品の後加工適性や機械的強度は、結着力に依存すると考えられる。そのため、竹に含まれるリグニン等の結着成分の効果が、後加工適性や機械的強度といてそのまま反映される。
【００３６】
これに対し、粉末状に粉砕された竹と、シェラック樹脂との複合物から得られる成形物品では、成形物品の表面には、竹だけでなくシェラック樹脂が露出する。このような成形物品の抗菌性は、大まかに言うと、それぞれ、竹の有する抗菌作用とシェラック樹脂の有する抗菌作用とを、竹が露出している面積とシェラック樹脂が露出している面積とで案分した程度になると推察される。また、成形物品の後加工適性や機械的強度は、竹とシェラック樹脂の両方の特性に依存すると推察される。
【００３７】
ここで、抗菌作用としては、竹の抗菌作用の方がシェラック樹脂の抗菌作用よりも優れている。そのため、竹に対するシェラック樹脂の配合割合が増加すると、シェラック樹脂が露出している面積は増加し、成形物品の抗菌性は、竹のみからなるときに最も良好で、シェラック樹脂の配合割合が増加するにつれて低下すると予想される。
【００３８】
一方、成形物品の後加工適性や機械的強度は、竹のみの場合では結着成分の絶対量が不足するため不良である。そして、シェラック樹脂は結着成分として作用する。そのため、成形物品の後加工適性や機械的強度は、竹に対するシェラック樹脂の配合割合が増加するにつれて改善され、次いで、シェラック樹脂の硬くてやや脆いという特性が発現し、複雑に推移する。
【００３９】
図１は、竹材およびシェラック樹脂の配合割合と、抗菌性または成形性・加工適性との関係を説明するための模式的なグラフである。図１には、上記の予想をもとに、加圧成形して得られる成形物品中に含まれる竹とシェラック樹脂との配合比率（竹／シェラック樹脂  質量比率）を横軸、抗菌性を左縦軸、後加工適性および機械的強度を右縦軸としたときの関係が示されている。表１において、グラフ１は、竹およびシェラック樹脂の配合比率と抗菌性との関連を表し、グラフ２は、竹およびシェラック樹脂の配合比率と後加工適性および機械的強度との関連を表す。なお、図１は、飽くまで模式的なグラフである。そのため、図１における曲線の傾き等は、必ずしも正確に実態を反映するものではない。
【００４０】
図１に示されるように、粉末状にした竹だけを加圧成形して得られる成形物品は、最も優れた抗菌性を示す。一方、この成形物品は、後加工適性や機械的強度が不良であり、実用上、支障をきたす。そこで、竹とシェラック樹脂との複合材料にして、後加工適性や機械的強度を観察すると、シェラック樹脂の配合割合が増加するにつれて、後加工適性や機械的強度が改善される。しかしながら、シェラック樹脂の配合割合が多くなり過ぎると、シェラック樹脂の配合割合の増加により後加工適性や機械的強度が低下し始める。一方、抗菌性は、シェラック樹脂が、後加工適性や機械的強度が実用レベルを下回る配合割合を超えても、しばらく高い効果を維持する。以上より、結果的には、本実施形態の複合材料から得られる抗菌性物品の効果が維持される領域は、実用レベル以上の後加工適性や機械的強度が得られる領域に等しくなる。
【００４１】
なお、シェラック樹脂は、汎用の樹脂材料と比較して脆い。したがって、汎用の強靭な樹脂材料を結着成分として使用すれば、実用レベル以上の後加工適性や機械的強度が得られる領域は、拡張される可能性がある。しかしながら、汎用の樹脂材料のほとんどは、石油由来成分を含む。そのため、このような樹脂材料は、本実施形態の課題（特に地球温暖化や大気汚染などの環境問題）を解決し得ない。
【００４２】
本実施形態の説明に戻り、以上の理由に基づき、本実施形態の複合材料は、竹とシェラック樹脂との配合割合は、竹：シェラック樹脂＝８０：２０〜３０：７０である。竹とシェラック樹脂との配合割合は、７５：２５〜４０：６０であることがより好ましい。竹とシェラック樹脂との配合割合が上記範囲内である場合、複合材料を用いて得られる抗菌性物品は、抗菌性だけでなく、後加工適性や機械的強度においても実用性を有する。竹の配合割合が８０％を超える場合、後加工適性や機械的強度が低下する傾向がある。一方、竹の配合割合が３０％未満である場合、抗菌性物品は、後加工適性や機械的強度が低下する傾向がある。また、竹の配合割合が１０％未満である場合、抗菌性物品は、抗菌性が大きく低下する傾向がある。
【００４３】
次に、複合材料の原料（竹およびシェラック樹脂）について説明する。竹（竹材）は、竹類に属する木質材料であり、抗菌性を示す。また、竹は、「再生可能な、生物由来の有機性資源で化石資源を除いたもの」と定義されるバイオマス材料である。
【００４４】
竹には、２，６−ジメトキシ−１，４−ベンゾキノン、パラベンゾキノン等の抗菌成分が含まれている。これらの抗菌成分は、強力な抗菌作用を示す。一例を挙げると、後記する実施例における抗菌性試験の条件と結果からして、粉砕された竹を加圧成形して得られる成形物の抗菌活性値は、６．７以上の数値を示し得る。なお、本実施形態において、抗菌活性値は、ＪＩＳ  Ｚ  ２８０１で定められ、以下の計算式により算出される「抗菌加工製品と無加工製品とにおける細菌を接種培養後の生菌数の対数値の差を示す値」である。
【００４５】
Ｒ＝（Ｕｔ−Ｕｏ）−（Ａｔ−Ｕｏ）
ここで、Ｒは抗菌活性値、Ｕｏは無加工試験片の接種直後の生菌数の対数値、Ｕｔは無加工試験片の２４時間後の生菌数の対数値、Ａｔは抗菌加工試験片の２４時間後の生菌数の対数値である。
【００４６】
上記抗菌成分は、特に竹表面の緑の部分に多く含まれている。本実施形態の複合材料は、竹の特別な部位（たとえば竹表面の緑の部分）のみを利用するのではなく、竹の全部位を均一に粉砕して得られる粉末が利用される場合であっても、良好な効果が得られ得る。より好適には、本実施形態の複合材料は、竹表面の緑の部分が多く含まれるよう利用される。
【００４７】
竹の種類は特に限定されない。一例を挙げると、竹は、孟宗竹、真竹、淡竹、笹等である。これらの中でも、孟宗竹は、日本各地に生息することから容易に入手でき、大型種であり、高い抗菌効果を示す点から好ましい。
【００４８】
竹は、粉末状や繊維状に粉砕し得る。本実施形態の竹は、粉末状または繊維状に粉砕された後に、後述するシェラック樹脂中に分散されることが好ましい。粉末状または繊維状に粉砕された竹が使用されることにより、複合材料は、たとえば加熱成形することにより抗菌性物品を作製すると、得られる抗菌性物品の後加工適性や機械的強度のバラツキが、分散性が不均一な複合材料を加熱成形した抗菌性物品と比較して、より小さくなる。
【００４９】
竹を粉砕する方法は特に限定されない。一例を挙げると、竹は、切削、圧縮、切断等の機械的な力を付加する粉砕機に通すことにより、粉末状や繊維状に粉砕し得る。他にも、竹は、爆砕処理や蒸煮処理により繊維状に粉砕されてもよい。粉末状に粉砕された竹の大きさは、概ね、粒子径が２ｍｍ以下、好ましくは１ｍｍ以下、より好ましくは０．５ｍｍ以下である。また、繊維状に粉砕された竹の大きさは、概ね、繊維の直径が０．２ｍｍ以下、長さが１０ｍｍ以下、好ましくは５ｍｍ以下である。
【００５０】
一方、シェラック樹脂（セラック樹脂）は、ラックカイガラムシおよびその近縁の数種のカイガラムシが自らを覆うために分泌する樹脂状の物質を精製して得られる樹脂である。シェラック樹脂は、バイオマス材料である。また、シェラック樹脂はバイオマス材料としては珍しく、適度な加熱温度と加熱時間において自己架橋性を示す。したがって、架橋反応が起こる条件で熱硬化処理を行うと、耐熱性、耐水性、耐油性、耐摩耗性等が向上し得る。
【００５１】
シェラック樹脂は、主にシェロリン酸（shellolic acid）、アロイリチン酸（aleuritic acid）およびジャラール酸（jalaric acid）のエステル化物である。このエステル化物の熱軟化温度（熱硬化処理により架橋反応を行わない状態）は、約７０〜７５℃である。また、シェラック樹脂は、約１２０〜１８０℃で適度な時間加熱して熱硬化処理を行うことにより、耐熱性、耐水性、耐油性、耐摩耗性等が向上し得る。そのため、複合材料が、７０℃以上の耐熱温度や高い耐水性などを必要としない用途に使用される場合には、抗菌性物品は、熱硬化処理を行うことなく得られ得る。一方、複合材料が、優れた耐熱性や耐水性などが要求される用途に使用される場合には、一旦、軟化させた後に、さらに、高温で熱硬化処理が行われてもよい。このように、シェラック樹脂は、複合材料の用途に応じて好ましい加工方法を選択し得る。なお、このような加熱方法の詳細については後述する。
【００５２】
以上、本実施形態によれば、複合材料は、竹とシェラック樹脂とを８０：２０〜３０：７０の割合で含む。このような複合材料は、たとえば加熱成形することにより抗菌性物品を作製すると、得られる抗菌性物品は、優れた抗菌性を示すだけでなく、充分に実用的な後加工適性や機械的強度を併せ持つ。
【００５３】
＜複合材料の製造方法＞
本発明の一実施形態の複合材料の製造方法は、７０〜１２０℃で、竹とシェラック樹脂とを、竹：シェラック樹脂＝８０：２０〜３０：７０となるよう混合する混合工程を含む。本実施形態で使用する竹およびシェラック樹脂は、複合材料の実施形態において上記したものと同じである。そのため、これらの説明は適宜省略される。
【００５４】
上記のとおり、シェラック樹脂の熱軟化温度は、約７０〜７５℃である。そのため、混合工程において、シェラック樹脂は、７０〜１２０℃、より好ましくは８０〜１１５℃に加熱されると、架橋反応を起こすことなく軟化され、溶融状態となる。このような溶融状態のシェラック樹脂に対して、本混合工程では、竹：シェラック樹脂＝８０：２０〜３０：７０となるように竹を混合する。混合された竹は、溶融状態のシェラック樹脂に対して、適宜分散され得る。
【００５５】
シェラック樹脂に混合される竹は、予め粉砕されている方が、シェラック樹脂中に均一に混合されやすい。そのため、本実施形態の複合材料の製造方法は、混合工程の前に、竹を粉末状または繊維状に粉砕する一次粉砕工程を含むことが好ましい。これにより、竹は、シェラック樹脂中により均一に分散される。その結果、得られる複合材料を用いた抗菌性物品は、分散性が不均一な複合材料を用いた抗菌性物品と比較して、後加工適性や機械的強度のバラツキがより小さくなる。
【００５６】
一次粉砕工程および混合工程を実施する方法は特に限定されない。一例を挙げると、竹の粉砕は、前記のとおり、機械的な力を付加する粉砕機の利用や、爆砕処理や蒸煮処理により実施し得る。また、竹とシェラック樹脂との混合は、ロールミル、ニーダー、二軸押出機等の各種混練装置を用いることにより実施し得る。竹とシェラック樹脂との混合は、シェラック樹脂を溶融させてから、粉末状や繊維状に粉砕された竹を加えて混練することが好ましい。
【００５７】
混合工程を経て得られた複合材料は、その後、加圧成形されて、抗菌性物品に加工される。
【００５８】
＜抗菌性物品の製造方法＞
本発明の一実施形態の抗菌性物品の製造方法は、上記混合工程を経て得られた複合材料を、粉末状またはチップ状に粉砕する二次粉砕工程と、得られる粉砕物を加熱成形する加熱成形工程を含む。
【００５９】
二次粉砕工程は、混合工程を経て得られた複合材料を、粉末状またはチップ状に粉砕する工程である。複合材料を粉砕する方法は特に限定されない。一例を挙げると、複合材料は、公知の各種粉砕機を用いて粉末状またはチップ状に粉砕され得る。粉末状またはチップ状に粉砕された複合材料は、続く加熱成形工程において、種々の形状に加工され得る。
【００６０】
加熱成形工程は、二次粉砕工程で得られた複合材料の粉砕物を加熱成形によって種々の形状に加工する工程である。粉砕物を加熱成形する方法は特に限定されない。一例を挙げると、加熱成形は、固定型と可動型との組み合わせからなる金型内に粉砕物を仕込み、加圧成形を行う等の方法により実施し得る。
【００６１】
ここで、シェラック樹脂は、バイオマス材料としては稀な熱硬化性樹脂である。そのため、熱硬化処理が行われると、シェラック樹脂を構成する成分のカルボキシル基と水酸基とのエステル化反応により分子間架橋が起こり得る。なお、エステル化反応によって生成される水がエステルの加水分解反応を引き起こし、また、成形物内で水蒸気の気泡として残る可能性を考慮して、シェラック樹脂の含有比率の高い複合材料を用いる場合は、熱硬化処理中に発生する水を直ちに除去することが好ましい。
【００６２】
このようなシェラック樹脂の熱硬化処理（熱硬化処理工程）は、加熱成形工程と同時、または、加熱性工程後に行われることが好ましい。すなわち、加熱成形工程における加熱温度および加熱時間が、シェラック樹脂が熱硬化反応を起こす条件も充足するよう調整されている場合、加熱成形工程と同時に、熱硬化処理工程が実施され得る。一方、シェラック樹脂が充分に軟化するが熱硬化反応を起こさない温度域（たとえば８０〜１２０℃程度）で加熱成形工程のみを行い、次いで、熱による変形等が生じない条件を保ちながら、温度を１２０〜１８０℃程度に上げることにより、熱硬化処理が行われてもよい。熱硬化処理工程が実施されることにより、シェラック樹脂は硬化され、シェラック樹脂を含む抗菌性物品は、耐熱性、耐水性、耐薬品性、耐摩耗性、機械的強度等がより改善される。
【００６３】
以上、本実施形態の抗菌性物品の製造方法によれば、上記複合材料が種々の形状に加工された抗菌性物品が得られる。得られる抗菌性物品は、優れた抗菌性を示すだけでなく、充分に実用的な後加工適性や機械的強度を併せ持つ。
【００６４】
また、得られる抗菌性物品は、種々の用途に使用される。一例を挙げると、抗菌性物品は、湯飲みや椀、鉢、皿等の食器類、しゃもじやまな板、包丁の柄、鍋の柄等の調理用品類、風呂桶や風呂蓋、すのこ等のバス用品類、医療関係の建物の手すりや床材、壁材等に利用され得る。これらの中でも、抗菌性物品は、優れた抗菌性だけでなく、充分に実用的な後加工適性や機械的強度を示すため、これらが厳しく要求される分野（たとえば医療関係の建物の手すりや床材、壁材等）において使用される場合であっても充分に要求を満たし得る。
【００６５】
なお、食器類や調理用品等のように、食物と直接接触する面が形成された抗菌性物品を製造する場合には、食品の安全性および衛生面から、シェラック樹脂は、好ましくは第十六改正日本薬局方に収載された精製セラック樹脂や白セラック樹脂であることが好ましい。
【実施例】
【００６６】
以下、実施例により本発明をより具体的に説明する。本発明は、これら実施例に何ら限定されない。
【００６７】
（実施例１）
・複合材料の作製
竹（種類：孟宗竹）を、機械式粉砕機を用いて粉砕した（一次粉砕工程）。得られた竹（竹粉）は、３６メッシュ（見開き：０．４２ｍｍ）の篩を通過させた。１００℃に加熱した二本のロールを用いて、まず、シェラック樹脂（商品名：乾燥透明白ラック、日本シェラック工業（株）製）を加熱溶融し（混合工程）、篩過後の竹を竹：シェラック樹脂＝７５：２５（質量比）となるように混合し、１０分間混練して薄い板状の複合材料を得た。その後、複合材料を室温まで冷却し、粉砕機（Ｗｏｎｄｅｒ  Ｂｌｅｎｄｅｒ、大阪ケミカル（株）製）を用いて粉砕し（二次粉砕工程）、複合材料を得た。
【００６８】
・抗菌性物品の作製
直径１００ｍｍの円盤状に成型できる金型中に、上記複合材料を３６ｇ仕込み（混合工程）、熱プレス加工機（（株）神藤金属工業所製）にて、加熱温度１４０〜１６０℃、圧力１０ＭＰａ、加熱時間１５分の条件下で加圧成形を行い（加熱成形工程および熱硬化処理工程）、直径１００ｍｍ、厚さ約４ｍｍの抗菌性物品を作製した。
【００６９】
（実施例２）
竹とシェラック樹脂との配合割合を、竹：シェラック樹脂＝５０：５０に変更した以外は、実施例１と同様の方法により、複合材料および抗菌性物品を作製した。
【００７０】
（比較例１）
シェラック樹脂を配合せずに竹だけを使用し、加熱温度１８０℃、圧力２０ＭＰａ、加熱時間５分の条件下で加圧成形を行った以外は、実施例１と同様の方法により、複合材料および抗菌性物品を作製した。
【００７１】
（比較例２）
竹とシェラック樹脂との配合割合を、竹：シェラック樹脂＝２５：７５に変更した以外は、実施例１と同様の方法により、複合材料および抗菌性物品を作製した。
【００７２】
（比較例３）
竹を配合せずにシェラック樹脂だけを使用し、加熱温度１４０℃、圧力０ＭＰａ、加熱時間１５分の条件下で加圧成形を行った以外は、実施例１と同様の方法により、複合材料および抗菌性物品を作製した。
【００７３】
実施例１〜２および比較例１〜３において得られたそれぞれの抗菌性物品について、以下の方法により抗菌性、後加工適性および機械的強度を評価した。
【００７４】
（抗菌性試験）
それぞれの抗菌性物品から、一辺５０ｍｍの正方形に切り出して抗菌性試験用テストピースを作製し、ＪＩＳ  Ｚ２８０１に準じて抗菌性試験を行った。なお、菌種には大腸菌のEscherichia coli NBRC3972を用い、試験菌液の調製は、１／５０ＮＢの希釈により行った。抗菌性物品の抗菌活性値を表１に示す。なお、抗菌活性値は、２．０以上であれば実用的な抗菌性を示すと判断され得る。
【００７５】
（後加工適性）
市販の卓上ボール盤（ＥＡＲＴＨ  ＭＡＮ  ＤＰ−２００、（株）高儀製、ドリル径：６．５ｍｍ、回転速度：約２３００ｒｐｍ、送り速度：約６０ｍｍ／分）と卓上バンドソー（ＥＡＲＴＨ  ＭＡＮ  卓上木工バンドソー  ＲＢＳ-１０、（株）高儀製、ブレードの刃幅：６．３５ｍｍ、山数：６山／インチ、厚さ：０．３５ｍｍ、ブレード速度：約１９ｍ／秒）を用いて、それぞれの抗菌性物品の孔開けおよび切断を行った。それぞれの抗菌性物品の孔開け面および切断面（抗菌性物品においてドリルおよびブレードの刃が先にあたる面を表面、その反対側を裏面としたときの裏面側）を目視で観察し、以下の評価基準に沿って後加工適性を評価した。結果を表１に示す。
（評価基準）
○：孔開け面および切断面は、荒れ具合が少なく、後加工適性があると判断された。
×：孔開け面および切断面は、荒れ具合が多く、後加工適性がないと判断された。
【００７６】
（機械的強度）
それぞれの抗菌性物品（ただし比較例１および比較例３の抗菌性物品を除く）を幅１０ｍｍ、長さ８０ｍｍの短冊状に切り出して試験片とし、以下の条件で曲げ荷重試験を行い、試験片が破壊に至るまでの最大荷重をもとに機械的強度（曲げ強さ）を評価した。曲げ強さの数値を表１に示す。なお、比較例１の抗菌性物品は、試験片の作製段階で容易に破壊されたため、本評価は行わずに機械的強度が極めて低いと判断された。また、比較例３の抗菌性物品は、上記抗菌性試験で抗菌活性値が２を下回っていたため、本評価は行われなかった。
試験の種類：３点曲げ
試験速度：１．５ｍｍ／ｍｉｎ
【００７７】
【表１】
2016026250.tif 000002
【００７８】
機械的強度（曲げ強さ）の数値について、たとえば、日本プラスチック工業連盟の資料によれば、代表的な汎用プラスチックであるポリプロピレンの曲げ強さは４１〜５５ＭＰａである。これに対して、表１に示されるように、比較例２の抗菌性物品の曲げ強さは３５．３ＭＰａであり、ポリプロピレンと比較すると少し低かった。本発明では、抗菌性物品は、より高い強度の方が有利であり、適用範囲も広がる。そのため、本評価では、比較例２の抗菌性物品よりも大きな機械的強度を示すものを好ましいと判断した。この点から、実施例１〜２の抗菌性物品は、優れた機械的強度を示した。また、これら実施例１〜２の抗菌性物品は、いずれも抗菌性試験および後加工適性の結果が優れていた。
【００７９】
一方、竹：シェラック樹脂＝７５：２５〜２５：７５の範囲から外れる比較例１の抗菌性物品は、後加工適性が劣っており、かつ、機械的強度も極めて低くなった。同様に、比較例３の抗菌性物品は、抗菌性試験の結果が劣り、抗菌性物品の用途として不適切であった。
【００８０】
以上より、竹とシェラック樹脂とが、竹：シェラック樹脂＝８０：２０〜３０：７０の質量比で含まれる本発明の複合材料からなる抗菌性物品は、抗菌性と後加工適性や機械的強度との間でバランスが図られ、かつ、良好な抗菌性と充分に実用的な後加工適性や機械的強度を有する抗菌性物品であると判断された。
【符号の説明】
【００８１】
１  竹およびシェラック樹脂の配合比率と抗菌性との関連を表すグラフ
２  竹およびシェラック樹脂の配合比率と後加工適性および機械的強度との関連を表すグラフ
【図１】
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