抗アレルゲン性と防塵性を有する複合部材
【課題】抗アレルゲン性に優れ、且つ耐久性の高い防塵性部材を提供する。
【解決手段】基体と、不飽和結合部を有するシランモノマーで被覆された無機微粒子と抗アレルゲン剤とを含み基体の表面部に備わる無機微粒子層とを有する抗アレルゲン性と防塵性とを有する複合部材であって、前記無機微粒子層内の無機微粒子同士が、互いのシランモノマーの不飽和結合部が化学結合することにより、無機微粒子層を形成するとともに、無機微粒層内の無機微粒子のシランモノマーの不飽和結合部と基体の表面部とが化学結合することにより、基体と無機微粒子層とが固定されてなる。
【解決手段】基体と、不飽和結合部を有するシランモノマーで被覆された無機微粒子と抗アレルゲン剤とを含み基体の表面部に備わる無機微粒子層とを有する抗アレルゲン性と防塵性とを有する複合部材であって、前記無機微粒子層内の無機微粒子同士が、互いのシランモノマーの不飽和結合部が化学結合することにより、無機微粒子層を形成するとともに、無機微粒層内の無機微粒子のシランモノマーの不飽和結合部と基体の表面部とが化学結合することにより、基体と無機微粒子層とが固定されてなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、花粉やダニ死骸などの微粒子状からなる粒子状アレルゲン物質が付着し難く、付着してもこれらの物質に含まれるアレルゲンを不活化可能な、抗アレルゲン性に優れ、且つ、防塵性を有する複合部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、スギ花粉やダニの死骸、カビの胞子、或いはハウスダストなどの浮遊性物質による様々なアレルギー疾患が社会的な大きな問題になってきている。これらの粒子状浮遊性物質は衣服やエアコン用フィルターなどに付着しやすいため、衣服やフィルターに付着した粒子状浮遊性物質が脱離して室内の環境汚染を引き起こす新たな原因であり、また、掃除機や換気扇などのフィルターでは吸引力や換気能力を低下させる原因となっている。これらの粒子状浮遊性物質は表面が凹凸状で複雑、且つ、空隙を有した複雑な構造を有する繊維構造体に付着し易く、また、スギ花粉は突起状構造体をその表面に有しているので、特に繊維構造体には付着しやすいことも室内にスギ花粉を持ち込む大きな要因となっている。さらに、樹脂成型部材で構成されたエアコン用フィルターやその筐体、換気扇用ファン、或いは掃除機などは、摩擦により帯電するので、粒子状浮遊性物質が付着して汚れや製品機能の低下を引き起こす大きな原因であることは良く知られているところである。
【０００３】
最近、スギ花粉対策として、スギ花粉が付着し難い繊維や処理方法が提案されている。例えば、非イオン性の帯電防止剤とアルミノシリケートで修飾されたコロイダルシリカを含むシリカゾルと、ポリエチレンの水性エマルジョンとが添加された処理剤で処理された布帛（例えば、特許文献１参照。）や、1.0μｍ以下のアルミナ微粒子を付着または含浸したセルロース系繊維（例えば、特許文献２参照。）や、コロイダルシリカ類とグリオキザール系樹脂や、シリコーン樹脂化合物を含む処理液で処理した繊維構造物（例えば、特許文献３参照。）などが挙げられる。
【０００４】
また、アレルゲンを不活化する方法も従来より検討が行われており、熱や紫外線により破壊する方法や、抗アレルゲン剤を含んだ繊維や繊維処理剤によりアレルゲンを不活化する方法が提案されている。例えば、触媒作用によりアレルゲンの分解を行う金属フタロシアニンを担持した繊維製品（例えば、特許文献４参照。）や、たんぱく質分解酵素を担持させたフィルター（例えば、特許文献５参照。）や、フェノール性水酸基を有する非水溶性高分子抗アレルゲン剤を用いた繊維処理剤（例えば、特許文献６参照。）などが挙げられる。
【特許文献１】特開２００４−２７００３９号公報
【特許文献２】特開２００５−１６３２３６号公報
【特許文献３】特開２００４−００３０４６号公報
【特許文献４】特開２００７−０３１９２９号公報
【特許文献５】特開２００５−２０６９５５号公報
【特許文献６】特開２００６−３２１７９１号公報
【特許文献７】特開２００４−２９０９２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の防塵性や抗アレルゲン性を有する布帛や繊維構造体などには、以下のような様々な問題がある。
【０００６】
例えば、特許文献１に記載の布帛では、非イオン性の帯電防止剤すなわち、界面活性剤により付着防止機能を付加したものであるので、洗濯や、雨がかかる屋外では界面活性剤が流失してしまうので、花粉の付着防止効果を長期間維持することは困難である。また、特許文献２に記載の繊維製品では、セルロース系繊維にアルミナ微粒子を付着固定化したものであり、繊維材料の種類が制限される問題がある。さらに、特許文献３に記載の繊維構造物は、コロイダルシリカ類をグリオキザール系樹脂からなるバインダーで繊維表面に固定化したものであり、樹脂成分によっては帯電しやすくなり、粒子状浮遊性物質が付着し易くなるとともに、付着した粒子状浮遊性物質が脱離しにくくなるなどの問題があった。
【０００７】
アレルゲン不活化機能を付加した繊維に関しても、長期間の機能の維持や、抗アレルゲン剤の溶出等の問題があるため、特許文献５のように抗アレルゲン剤を繊維表面に留めるために多量のバインダーを必要とする。このため、抗アレルゲン剤がバインダー内に埋もれてしまい、バインダー表面で機能を発揮できる抗アレルゲン剤の量が限られていた。また、抗アレルゲン剤が効率的に機能を発現するためには親水性ポリマーを必要とすることが多く（例えば特許文献６及び７）、処理を行った繊維は粘着性を持つと予想され、使用用途が限られたり、付着した粒子状浮遊性物質が脱離しにくくなることによりアレルゲンを不活化できる量に限度が生じるなどの問題があった。
【０００８】
本発明は、このような従来の問題を解決するためになされたもので、シランモノマーで被覆された無機微粒子を基体上に固定化、これに抗アレルゲン剤を複合化することで、粒子状浮遊性物質が付着し難くて、付着しても容易に除去でき、且つ、効率よくアレルゲンを不活化できる防塵性に優れた複合部材が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
すなわち、第１の発明は、基体と、不飽和結合部を有するシランモノマーで被覆された無機微粒子と抗アレルゲン剤とを含み基体の表面部に備わる無機微粒子層とを有し、無機微粒子層内の無機微粒子同士が、互いのシランモノマーの不飽和結合部が化学結合することにより、無機微粒子層を形成するとともに、無機微粒層内の無機微粒子のシランモノマーの不飽和結合部と基体の表面部とが化学結合することにより、基体と無機微粒子層とが固定されてなる抗アレルゲン性と防塵性とを有する複合部材を提供するものである。
【００１０】
さらにまた、本発明は、上記第１の発明において、化学結合はグラフト重合であることを特徴とする抗アレルゲン性と防塵性とを有する複合部材を提供するものである。
【００１１】
さらにまた、本発明は、上記第２の発明において、グラフト重合は、放射線グラフト重合であることを特徴とする抗アレルゲン性と防塵性とを有する複合部材を提供するものである。
【００１２】
さらにまた本発明は、上記第１乃至第３の発明のいずれかにおいて、上記の抗アレルゲン剤が、有機高分子化合物、及び、植物抽出物からなる群から選択された少なくとも１つの抗アレルゲン剤であることを特徴とする抗アレルゲン性と防塵性とを有する複合部材を提供するものである。
【００１３】
さらにまた本発明は、上記第１乃至第４の発明のいずれかにおいて、無機微粒子層は、バインダー成分をさらに含み、無機微粒子層に含まれるバインダー成分と抗アレルゲン剤との合計の含有量が、シランモノマーで被覆された無機微粒子の含有量に対して40質量%以下であることを特徴とする抗アレルゲン性と防塵性を有する複合部材を提供するものである。
【００１４】
さらにまた本発明は、上記第５の発明において、バインダー成分が少なくとも撥水性や撥油性を有する化合物であることを特徴とする抗アレルゲン性と防塵性を有する複合部材を提供するものである。
【００１５】
さらにまた本発明は、上記第６の発明において、撥水性や撥油性を有するバインダー成分が少なくともフッ素系化合物を含むことを特徴とする抗アレルゲン性と防塵性を有する複合部材を提供するものである。
【００１６】
さらにまた、本発明は、上記第１乃至第７の発明のいずれかにおいて、基体の少なくとも表面が樹脂であることを特徴とする抗アレルゲン性と防塵性とを有する複合部材を提供するものである。
【００１７】
さらにまた、本発明は、上記第１乃至第８の発明のいずれかにおいて、基体が、樹脂であることを特徴とする抗アレルゲン性と防塵性とを有する複合部材を提供するものである。
【００１８】
さらにまた、本発明は、上記第１乃至第９の発明のいずれかにおいて、基体が、繊維構造体であることを特徴とする抗アレルゲン性と防塵性とを有する複合部材を提供するものである。
【００１９】
さらにまた、本発明は、上記第１０の発明の抗アレルゲン性と防塵性とを有する複合部材を用いてなることを特徴とする衣類を提供するものである。
【００２０】
さらにまた、本発明は、上記第１０の発明の抗アレルゲン性と防塵性とを有する複合部材を用いてなることを特徴とするフィルターを提供するものである。
【００２１】
さらにまた、本発明は、上記第１０の発明の抗アレルゲン性と防塵性とを有する複合部材を用いてなることを特徴とする防虫網を提供するものである。
【００２２】
さらにまた、本発明は、上記第８の発明の抗アレルゲン性と防塵性とを有する複合部材を用いてなることを特徴とする建装材を提供するものである。
【００２３】
さらにまた、本発明は、上記第８の発明の抗アレルゲン性と防塵性とを有する複合部材を用いてなることを特徴とする内装材を提供するものである。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の抗アレルゲン性と防塵性を有する複合部材によれば、基体と、不飽和結合部を有するシランモノマーで被覆された無機微粒子と抗アレルゲン剤とを含み、基体の表面部に備わる無機微粒子層とを有することで無機微粒子層表面は摩擦帯電し難く、且つ、土埃や砂埃、或いは花粉などの粒子状浮遊性物質が付着し難くて、付着しても容易に脱離する。
【００２５】
ここで抗アレルゲン剤は、抗アレルゲン機能を持つ有機高分子化合物、植物抽出物からなる群のうちから選ばれた少なくとも一つの物質であることが好ましく、無機微粒子と複合化することで広い作用面積を得ることができ、効率よく機能を発現することができる。また、無機微粒子上のシランモノマーと抗アレルゲン剤の疎水部が疎水相互作用により結合し、無機微粒子と共に効率よく分散するため、低濃度でも強い抗アレルゲン性を発揮する。さらに、粒子と結合しているため多量のバインダー成分を必要とせずに抗アレルゲン剤を部材表面に安定して存在させることができる。さらにまた、抗アレルゲン剤が有機高分子化合物である場合には、シランモノマーで被覆した無機微粒子同士及び無機微粒子と基体とを、より強力に結合して無機微粒子層の耐久性を向上させることができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下に、本発明の実施形態の抗アレルゲン性と防塵性を有する複合部材について図を用いて詳述する。
【００２７】
図１は、本発明の実施形態の抗アレルゲン性と防塵性を有する複合部材１００の断面の一部を拡大した模式図である。本実施形態の抗アレルゲン性と防塵性を有する複合部材１００は、基体１上に無機微粒子２と抗アレルゲン剤５とを含む無機微粒子層１０が固定されることにより構成されている。
【００２８】
図２は、本発明の他の実施形態のバインダー成分６を含む抗アレルゲン性と防塵性を有する複合部材２００の断面の一部を拡大した模式図である。本実施形態の抗アレルゲン性と防塵性を有する複合部材２００は、基体１上に無機微粒子２と抗アレルゲン剤５およびバインダー成分６とを含む無機微粒子層２０が固定されることにより構成されている。
【００２９】
なお、図１および図２では本発明の実施形態を判りやすく模式的に示すため、無機微粒子層は微粒子が１種類で形成された図であらわしたが、無機微粒子が２種類以上で形成してあってもよく、また無機微粒子層１０および２０は単層または複数重なって微粒子の層を形成してあってもよい。
【００３０】
本実施形態の無機微粒子２の最表面には、不飽和結合を有するシランモノマー３が、不飽和結合を無機微粒子２の外側に向けて配向して結合して被覆を形成している。シランモノマー３の片末端であるシラノール基は親水性であるため、親水性である無機微粒子２の表面に引きつけられる。一方、逆末端の不飽和結合は疎水性であるため、無機微粒子２の表面からは離れようとする。このため、シラノール基は無機微粒子２の表面に脱水縮合により結合し、不飽和結合を外側に向けて配向する。
【００３１】
その方法としては、シランモノマー３を、無機微粒子２が有機溶剤に分散した溶液に、無機微粒子２の質量％に対して0.01質量％から40質量％加えて、粉砕により微粒子化した後、上記分散溶液を固液分離して、得られた無機微粒子２を100℃から180℃で加熱してシランモノマー３を無機微粒子２の表面に結合させる方法や、無機微粒子２を、有機溶剤に分散させた溶液に、シランモノマー３を無機微粒子２の質量％に対して0.01質量％から40質量％加えて、粉砕により微粒子化した後、上記分散溶液を、冷却管を備えたフラスコに移して、フラスコをオイルバスで加熱処理することにより、シランモノマー３を無機微粒子２の表面に結合させる方法などがある。
【００３２】
なお、無機微粒子の径、及びその他上記各種材料の微粒子径については本実施形態の方法によって作成すれば特に限定されないが、後述するグラフト重合を好適に行うには、これらの無機微粒子径につき平均の粒子径が300ｎｍ以下とすることが好ましく、さらに平均の粒子径が100ｎｍ以下であれば、基体１へのより強固な結合が達成されるため、耐久性の点より一層好適である。
【００３３】
本実施形態の抗アレルゲン性と防塵性を有する複合部材１００および２００に用いられる基体１を構成する材料としては、不飽和結合を有するシランモノマー３による化学結合４が可能なものであれば良い。このような材料としては、例えば、各種樹脂や、合成繊維や、天然繊維などが挙げられる。また、本実施形態の抗アレルゲン性と防塵性を有する複合部材１００および２００に用いられる基体１は、少なくともその表面が樹脂からなるものであれば良い。
【００３４】
ここで、基体１の表面ないし全体を構成する樹脂としては、合成樹脂や天然樹脂が用いられる。その一例としては、ポリエチレン樹脂や、ポリプロピレン樹脂や、ポリスチレン樹脂や、ＡＢＳ樹脂や、ＡＳ樹脂や、ＥＶＡ樹脂や、ポリメチルペンテン樹脂や、ポリ塩化ビニル樹脂や、ポリ塩化ビニリデン樹脂や、ポリアクリル酸メチル樹脂や、ポリ酢酸ビニル樹脂や、ポリアミド樹脂や、ポリイミド樹脂や、ポリカーボネート樹脂や、ポリエチレンテレフタレート樹脂や、ポリブチレンテレフタレート樹脂や、ポリアセタール樹脂や、ポリアリレート樹脂や、ポリスルホン樹脂や、ポリフッ化ビニリデン樹脂や、ベクトラン（登録商標）や、ＰＴＦＥなどの熱可塑性樹脂や、ポリ乳酸樹脂や、ポリヒドロキシブチレート樹脂や、修飾でんぷん樹脂や、ポリカプロラクト樹脂や、ポリブチレンサクシネート樹脂や、ポリブチレンアジペートテレフタレート樹脂や、ポリブチレンサクシネートテレフタレート樹脂や、ポリエチレンサクシネート樹脂などの生分解性樹脂や、フェノール樹脂や、ユリア樹脂や、メラミン樹脂や、不飽和ポリエステル樹脂や、ジアリルフタレート樹脂や、エポキシ樹脂や、エポキシアクリレート樹脂や、ケイ素樹脂や、アクリルウレタン樹脂や、ウレタン樹脂などの熱硬化性樹脂や、シリコーン樹脂や、ポリスチレンエラストマーや、ポリエチレンエラストマーや、ポリプロピレンエラストマーや、ポリウレタンエラストマーなどのエラストマーや、漆などの天然樹脂などが挙げられる。
【００３５】
本実施形態では、これらの基体１を構成する樹脂の形態は、板状や、フィルム状や、繊維状材料から構成される織物・編物・不織布などを含む繊維構造体や、ロール状や、ウェブ状や、ハニカム状など、使用目的に合った種々の形状及びサイズ等のものが適用でき、特に制限されるものではない。
【００３６】
また、これらの樹脂は、基体１の主要部がアルミニウムやマグネシウムや、鉄などの金属材料や、ガラスや、セラミックスなどの無機材料である場合には、これら各材料の表面に、フィルム状に積層されたり、吹き付け塗装や浸漬塗装、静電塗装などの塗装法や、スクリーン印刷やオフセット印刷などの印刷法により薄膜として形成されたものであっても良い。
【００３７】
さらに、これらの樹脂は、顔料や染料などにより着色されてあっても良く、シリカや、アルミナや、珪藻土や、マイカなどの無機材料が充填されてあっても良い。
【００３８】
また、基体１は、合成樹脂からなる繊維（合成繊維や化学繊維）であっても良く、基体１を構成する合成繊維の例としては、ポリエステル繊維や、ポリアミド繊維や、ポリビニルアルコール繊維や、アクリル繊維や、塩化ビニル繊維や、塩化ビニリデン繊維や、ポリオレフィン繊維や、ポリカーボネート繊維や、フッソ繊維や、ポリ尿素繊維や、エラストマー繊維や、ベックリー（登録商標）や、また、これら繊維を構成する材料と上記樹脂材料との複合繊維などが挙げられる。
【００３９】
なお、本実施形態の基体１においては、上述のように基体表面が樹脂であれば良いので、基体材料に合成樹脂以外の繊維を用いる場合には、樹脂を上述した各種塗装法で繊維表面に塗装することで、樹脂を薄膜として形成しておけば良い。したがって、天然繊維の例として、綿や、麻や、絹や、天然繊維から得られた和紙なども、基体の材料として用いることが可能である。
【００４０】
本実施形態の抗アレルゲン性と防塵性を有する複合部材１００および２００に用いられる無機微粒子２としては、非金属酸化物、金属酸化物、金属複合酸化物などが用いられ、また、その結晶性は、非晶性あるいは結晶性のどちらでも良い。非金属酸化物として酸化珪素や、金属酸化物として、例えば、酸化マグネシウムや、酸化バリウムや、過酸化バリウムや、酸化アルミニウムや、酸化スズや、酸化チタンや、過酸化チタンや、酸化ジルコニウムや、酸化鉄や、水酸化鉄や、酸化タングステンや、酸化ビスマスや、酸化インジウムや、金属複合酸化物として、酸化チタンバリウムや、酸化コバルトアルミニウムや、酸化ジルコニウム鉛や、酸化ニオブ鉛や、ＴｉＯ2−ＷＯ3や、ＡｌＯ３−ＳｉＯ２や、ＷＯ３−ＺｒＯ２や、ＷＯ３−ＳｎＯ２などが挙げられる。
【００４１】
これらの無機微粒子の１種類を用いて微粒子層を形成し、更にこの微粒子層の表面に他の無機微粒子を一種もしくは二種以上混合した微粒子層をさらに形成してあっても良い。また、これらの無機微粒子２と、たとえば光触媒機能を発現する材料や、抗菌性、抗ウィルス性、抗アレルゲン性を有する材料や、マイナスイオンを放出する材料や、遠赤外線を放出する材料や、反射防止特性を有する材料や、近赤外線を吸収する材料などとを混合したものでも良い。
【００４２】
ここで無機微粒子２として光触媒微粒子を用いる場合、または光触媒微粒子を含む場合には、光触媒微粒子のもつ親水性機能により、付着した汚れが容易に洗い流されるなどの効果や、光触媒微粒子のもつ有機物を光分解する機能による付着汚れの分解除去の効果も加わることにより、粒子状浮遊物質だけでなく液状やタール状、噴霧状、煙霧状、ガス状の汚染物質、吸着物質に対しても優れた防塵・防汚効果が得られる。
【００４３】
ここで光触媒粒子とは、そのバンドギャップ以上のエネルギーを持つ波長の光を照射することで、光触媒機能を発現する粒子のことであり、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化タングステン、酸化鉄、チタン酸ストロンチウム、硫化カドミウム、セレン化カドミウムなどの公知の金属化合物半導体を、単一または２種以上組み合わせて用いることができる。これらの光触媒粒子のうち、透明性、耐久性に優れ、無害である酸化チタンが好ましく用いられる。
【００４４】
酸化チタンの結晶構造はルチル型、アナダーセ型、ブルーカイト型、その他、無定形であってもよい。また、酸化チタンの一部の酸素原子がアニオンである窒素原子で置換されたTiO2-XNXや酸素原子が欠落し化学量論比から著しく外れたTiO2-X（Xは1.0以下）などを用いてもよい。
【００４５】
光触媒粒子の内部やその表面に、光触媒機能を増す目的で、バナジウム、銅、ニッケル、コバルト、クロム、パラジウム、銀、白金、金などの金属や金属化合物を含有させても良い。
【００４６】
無機微粒子２として抗菌性を有する微粒子を用いる場合は、特に黴や細菌、微生物の繁殖による汚れを防止することができる。無機系の抗菌性を有する材料としては、銀、銅、亜鉛、錫、鉛およびこれらの化合物などが通常知られているが、特にその中でも、銀、銅、亜鉛およびそれらの化合物から選ばれる1種以上の抗菌性を有する材料は、抗菌特性や
人体への安全性などの観点から様々な分野で利用されている。
【００４７】
これらの金属およびそれらの化合物は、単体としても用いられるが、材料によっては変色したり抗菌性を付与する材料の着色の原因となることから、無機材料の微粒子に担持して使用さる。無機材料としては、例えばイオン交換性を有する無機材料として、高シリカゼオライト、ソーダライト、モルデナイト、アナルサイト、エリナイトなどのゼオライト類、ハイドロキシアパタイトなどのアパタイト類などが挙げられ、他の一般的な無機材料としては、二酸化チタン、二酸化ケイ素、酸化アルミナ、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、酸化ジルコニウム、チタン酸バリウム、リン酸ジルコニウムなどが挙げられる。
【００４８】
また、一般に市販されている抗菌性を有する材料の微粒子、例えば、東亞合成（株）製「ノバロン」、（株）シナネンゼオミック製「ゼオミック」、（株）サンギ製「アパタイザーA」、大日精化工業（株）製「ダイキラー」、松下電器産業（株）製「アメニトップ」、触媒化成工業（株）製「アトミーボール」、カネボウ化成（株）製「バクテキラー」なども、これらを単一または２種以上組み合わせて用いることもできる。
【００４９】
本実施形態の複合部材は、無機微粒子２を含む無機微粒子層１０および２０を、不飽和結合を有するシランモノマー３により、上述した基体１上に化学結合４（図中の黒丸部）により固定するものである。
【００５０】
具体的なシランモノマー３が有する不飽和結合としては、ビニル基や、エポキシ基や、スチリル基や、メタクリロ基や、アクリロキシ基や、イソシアネート基などが挙げられる。
【００５１】
本実施形態の複合部材は、反応性に優れたシランモノマー３を用いることで、無機微粒子２を、シランモノマー３が有するシラノール基の脱水縮合反応による無機微粒子２の化学結合と上記官能基の基体１の樹脂表面への、後述するグラフト重合による化学結合４により、基体１の表面に結合せしめた抗アレルゲン性と防塵性を有する複合部材である。
【００５２】
本実施形態の抗アレルゲン性と防塵性を有する複合部材１００で用いられるシランモノマー３の一例としては、ビニルトリメトキシシランや、ビニルトリエトキシシランや、ビニルトリアセトキシシランや、Ｎ−β−（Ｎ−ビニルベンジルアミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシランや、N−（ビニルベンジル）−２−アミノエチル−３−アミノプロピルトリメトキシシランの塩酸塩や、２−（３、４エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシランや、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシランや、３−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシランや、３−グリシドキシプロピルトリエトキシシランや、ｐ−スチリルトリメトキシシランや、３−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシランや、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランや、３−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシランや、３−メタクリロキシプロピルトリエトキシシランや、３−アクリロキシプロピルトリメトキシシランや、３−イソシアネートプロピルトリエトキシシランなどが挙げられる。
【００５３】
これらのシランモノマー３は、一種もしくは二種以上混合して用いられる。その使用形態としては、必要量のシランモノマー３をメタノールやエタノールや、アセトンや、トルエンや、キシレンなどの有機溶剤に溶解して用いられる。また、分散性を改善するために塩酸や、硝酸などの鉱酸などが加えられる。
【００５４】
用いられる溶剤としては、エタノールや、メタノールや、プロパノールやブタノールなどの低級アルコール類や、蟻酸やプロピオン酸などの低級アルキルカルボン酸類や、トルエンやキシレンなどの芳香族化合物、酢酸エチルや酢酸ブチルなどのエステル類や、メチルセルソルブやエチルセルソルブなどのセロソルブ類を単独または複数組み合わせて用いても良い。
【００５５】
本実施形態の抗アレルゲン性と防塵性を有する複合部材１００および２００に用いられる無機微粒子２は、前述したシランモノマー３の溶液に分散した状態で製造に用いられる。無機微粒子２の分散は、ホモミキサーやマグネットスターラーなどを用いた撹拌分散や、ボールミルや、サンドミルや、高速回転ミルや、ジェットミルなどを用いた粉砕・分散、超音波を用いた分散などにより行われる。
【００５６】
また、無機微粒子２は、分散したコロイド状分散液や、粉砕により微粒子化して得られた分散液の状態で、抗アレルゲン性と防塵性を有する複合部材１００の製造に用いられる。無機微粒子２の分散液は、コロイド状分散液や粉砕して得られた分散液に、シランモノマー３を加え、その後、還流下で加熱させながら、無機微粒子２の表面にシランモノマー３を脱水縮合反応により結合させてシランモノマー３からなる被覆を形成する方法や、粉砕により微粒子化して得られた分散液にシランモノマー３を加えた後、或いは、シランモノマー３を加えて粉砕により微粒子化した後、固液分離して100℃から180℃で加熱してシランモノマーを無機微粒子２の表面に脱水縮合反応により結合させ、次いで、粉砕・解砕して再分散して用いられる。
【００５７】
粉砕により微粒子化して得られた分散液にシランモノマー３を加えた後、或いは、シランモノマー３を加えて粉砕により微粒子化した後、固液分離して100℃から180℃で加熱してシランモノマー３を無機微粒子２の表面に反応結合させる場合、無機微粒子２の質量％に対して、0.01質量％から40質量％のシランモノマー３（すなわち、無機微粒子２とシランモノマー３との質量比が、100：0.01〜40）が、無機微粒子２の表面に結合されてあれば、無機微粒子２の少なくとも表面が樹脂からなる基体１の表面への結合強度は実用上問題ない。
【００５８】
本実施形態の無機微粒子層１０および２０に複合化される抗アレルゲン剤５は、シランモノマー３で無機微粒子２を被覆した後に添加される。本実施形態の抗アレルゲン剤５は、有機高分子化合物と植物抽出物からなる群のうち少なくとも一つから選ばれた物質である。有機高分子化合物であれば、フェノール性水酸基を持つポリマー化合物、カテキンやタンニン酸などのポリフェノール類、フラボノイド類、カロテノイド類、両性界面活性剤、アミノ酸、ポリペプチド、酵素などがある。また、植物抽出物であれば、笹、竹、イチョウ葉、茶葉、ヒノキ、柿、ボダイジュ、ユッカ、月桃、ティーツリー、ユーカリ、レモングラス、タイム、オリーブ属、イボタノキ属などから得られる抽出物がある。抗アレルゲン剤５は、一種類で用いてもよく、二種類以上を混合して用いてもよい。
【００５９】
本実施形態の無機微粒子層１０および２０に含まれる抗アレルゲン剤５の含有量は、シランモノマー３で被覆された無機微粒子２の含有量に対して１質量％以上で添加すればよく、その添加量が多いほど、抗アレルゲン性の向上も期待できる。しかしながら、抗アレルゲン剤５が多くなると、無機微粒子２の表面を被覆する割合が大きくなることにより表面が帯電しやすくなり、防塵性や付着した粒子状浮遊性物質の塵離れ性は低下する。
【００６０】
特に、基体１上に形成された無機微粒子層１０および２０に含まれる抗アレルゲン剤５の含有量が、シランモノマー３で被覆された無機微粒子２の含有量に対して１質量％という低濃度でも抗アレルゲン性を発揮する。
【００６１】
図３は、無機微粒子２上のシランモノマー３と抗アレルゲン剤５が配向して結合している状態を示す模式図である。図３の様に無機微粒子２上のシランモノマー３と抗アレルゲン剤５の疎水性部位５ａが疎水相互作用を起こすことにより、抗アレルゲン機能を持つ抗アレルゲン剤の親水部位５ｂが効率よく外側を向くと共に、無機微粒子層１０および２０中に均一に分布することで、少量で抗アレルゲン性を発揮する。
【００６２】
しかしながら、無機微粒子層１０および２０に含まれる抗アレルゲン剤５の含有量が、シランモノマー３で被覆された無機微粒子２の含有量に対して20質量％より多くなると、帯電しやすくなるため防塵性や塵離れ性の低下は顕著になる。防塵性、塵離れ性が低下すると、アレルゲンを含んだ粒子状浮遊物質が部材表面に蓄積しやすくなる。その結果、部材表面に新たに飛来した粒子状浮遊物質が抗アレルゲン剤に触れることがなくなり抗アレルゲン性が機能しなくなってしまう。
【００６３】
したがって、防塵性、塵離れ性を保持しつつ抗アレルゲン性が発揮できる範囲としては、無機微粒子層１０および２０に含まれる抗アレルゲン剤５の含有量が、シランモノマー３で被覆された無機微粒子２の含有量に対して、1質量％以上20質量％以下、好ましくは3質量％以上15質量％以下、より好ましくは3質量％以上10質量％以下である。
【００６４】
さらに、無機微粒子２と抗アレルゲン剤５からなる無機微粒子層１０が厚くなると、無機微粒子層１０の応力や使用環境によっては凝集破壊により無機微粒子層１０が劣化することもあるので、シランモノマー３で無機微粒子２を被覆した後、抗アレルゲン剤５と共に、バインダー成分６を添加するのがよい。
【００６５】
バインダー成分６としては、不飽和結合を有する単官能、２官能、多官能のビニル系モノマー、一例として、アクリル酸、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、n-ブチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、アクリルアミド、メタクリルアミド、アクリロニトリル、酢酸ビニル、スチレン、イタコン酸、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレートなどや、不飽和結合を有するシランモノマーや、Si（OR1）4（式中、Ｒ1は炭素数1〜４のアルキル基を示す）で示されるアルコキシラン化合物、一例として、テトラメトキシシランや、テトラエトキシシランなどや、Ｒ2nSi（OR3）4−n（式中、Ｒ2は炭素数1〜６の炭化水素基、Ｒ3は炭素数1〜４のアルキル基、ｎは１〜３の整数を示す）で示されるアルコキシシラン化合物、一例として、メチルトリルメトキシシランや、メチルトリエトキシシランや、ジメチルジエトキシシランや、フェニルトリエトキシシランや、ヘキサメチルジシラザンや、ヘキシルトリメトキシシランなど、他にアルコキシオリゴマーなどが用いられる。
【００６６】
さらに、バインダー成分６としては、不飽和ポリエステルや、不飽和アクリルや、エポキシアクリレートや、ウレタンアクリレートや、ポリエステルアクリレートや、ポリエーテルアクリレートや、ポリブタジエンアクリレートや、シリコーンアクリレートや、マレイミドなどのオリゴマーやポリマーなどが用いられる。
【００６７】
さらに、バインダー成分６としては、撥水性や撥油性を示す化合物として、ステアリン酸アクリレートや、反応性シリコーンオイルや、反応性シリコーンオリゴマー、例えば、松下電器産業株式会社製フレッセラＤが用いられる。
【００６８】
さらに、バインダー成分６としては、撥水性や撥油性を有する物質として、パーフルオロアルキル基を有するアクリル単量体、例えば、２−（パーフルオロプロピル）エチルアクリレートや、２−（パーフルオロブチル）エチルアクリレートや、２−（パーフルオロペンチル）エチルアクリレートや、２−（パーフルオロヘキシル）エチルアクリレートや、２−（パーフルオロヘプチル）エチルアクリレートや、２−（パーフルオロオクチル）エチルアクリレートや、２−（パーフルオロノリル）エチルアクリレートや、２−（パーフルオロデシル）エチルアクリレートや、３−パーフルオロヘキシル−２−ヒドロキシプロピルアクリレートや、パーフルオロオクチルエチルメタクリレートや、３−パーフルオロオクチル−２−ヒドロキシプロピルアクリレートや、３−パーフルオロデシル−２−ヒドロキシプロピルアクリレートなどのフッ素化合物が用いられる。
【００６９】
さらに、バインダー成分６としては、撥水性や撥油性を有する物質として、例えば、２−パーフルオロオクチルエタノールや、２−パーフルオロデシルエタノールや、２−パフルオロアルキルエタノールや、パーフルオロ(プロピルビニルエーテル)や、パーフルオロアルキルアイオダイドや、パーフルオロオクチルエチレンや、２−パーフルオロオクチルエチルホスホニックアシッドなどのフッ素化合物が用いられる。
【００７０】
さらに、バインダー成分６としては、撥水性や撥油性を有する物質として、パーフルオロアルキル基を有するシランカップリング剤、例えば、ＣＦ３（ＣＨ２）２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３や、ＣＦ３（ＣＦ２）５（ＣＨ２）２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３や、ＣＦ３（ＣＦ２）７（ＣＨ２）２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３や、ＣＦ３（ＣＦ２）11（ＣＨ２）２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３や、ＣＦ３（ＣＦ２）15（ＣＨ２）２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３や、ＣＦ３（ＣＦ２）７（ＣＨ２）２Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）３や、ＣＦ３（ＣＨ２）２ＳｉＣＨ３（ＯＣＨ３）２や、ＣＦ３（ＣＦ２）２（ＣＨ２）２ＳｉＣＨ３（ＯＣＨ３）２、ＣＦ３（ＣＦ２）５（ＣＨ２）２ＳｉＣＨ３（ＯＣＨ３）２や、ＣＦ３（ＣＦ２）７（ＣＨ２）２ＳｉＣＨ３（ＯＣＨ３）２や、ＣＦ３（ＣＦ２）７（ＣＨ２）２ＳｉＣＨ３（ＯＣ２Ｈ５）２や、ＣＦ３（ＣＦ２）７（ＣＨ２）２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３や、ＣＦ３（ＣＦ２）７（ＣＨ２）２Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）３や、ＣＨ３（ＣＦ２）９（ＣＨ２）８Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）３や、ＣＦ３（ＣＦ２）７ＣＯＮＨ（ＣＨ２）３Ｓｉ（ＯＣＨ３）３や、ＣＦ３（ＣＦ２）７ＣＯＮＨ（ＣＨ２）２ＳｉＣＨ３（ＯＣＨ３）２ や、パーフルオロアルキル基とシラノール基を有するオリゴマー、例えば、ＫＰ−８０１Ｍ（信越化学工業（株）製）や、Ｘ−２４−７８９０（信越化学工業（株）製）などのフッ素化合物が用いられる。
【００７１】
バインダー成分６は一種類で用いてもよく、二種類以上を混合して用いてもよい。
【００７２】
ここでバインダー成分６は、シランモノマー３で被覆した無機微粒子２同士および無機微粒子２と基体１とを相互に結合し、無機微粒子層１０および２０が凝集破壊等により劣化し、剥離することを抑制するために添加するものである。バインダー成分６は、無機微粒子２を被覆しているシランモノマー３の反応性基と化学的に結合しうる反応サイトとして、ビニル基や、エポキシ基や、スチリル基や、メタクリロ基や、アクリロキシ基や、イソシアネート基等の不飽和基やアルコキシ基を分子の構成要素として保有することが望ましい。
【００７３】
バインダー成分６は、シランモノマー３で被覆された無機微粒子２に対して0.１質量％以上添加すればよく、その添加量が多いほど、耐久性の向上も期待できる。しかしながら、バインダー成分６が多くなると、無機微粒子２の表面を被覆する割合が大きくなることにより表面が帯電しやすくなり、防塵性や付着した粒子状浮遊性物質の塵離れ性は低下する。
【００７４】
特に、基体１上に形成された無機微粒子層１０に含まれるバインダー成分６が、シランモノマー３で被覆された無機微粒子２に対して40質量％より多くなると帯電しやすくなり、防塵性や塵離れ性の低下が顕著になる。したがって、抗アレルゲン性、防塵性、塵離れ性を保持しつつ耐久性の向上が達成できる範囲としては、無機微粒子層１０および２０に含まれるシランモノマー３で被覆された無機微粒子２の含有量に対して抗アレルゲン剤５とバインダー成分６との合計の含有量が40質量%以下であり、且つ、無機微粒子層１０および２０に含まれるシランモノマー３で被覆された無機微粒子２の含有量に対してバインダー成分６の含有量が0.1質量％以上40質量％以下、好ましくは0.1質量％以上30質量％以下、より好ましくは0.1質量％以上20質量％以下である。
【００７５】
次に、基体１と、表面にシランモノマーが結合した無機微粒子２と抗アレルゲン剤５の混合した溶液とを化学結合する方法について説明する。本実施形態においては、化学結合させる方法として、グラフト重合による結合方法を用いている。
【００７６】
本実施形態の抗アレルゲン性と防塵性を有する複合部材１００および２００におけるグラフト重合としては、例えばパーオキサイド触媒を用いるグラフト重合や、熱や光エネルギーを用いるグラフト重合や、放射線によるグラフト重合（放射線グラフト重合）などが挙げられる。
【００７７】
このうち、重合プロセスの簡便性や、生産スピード等の観点より、放射線グラフト重合が特に適している。ここで、グラフト重合において用いられる放射線としては、α線や、β線や、γ線や、電子線や、紫外線などを挙げることができるが、本実施形態において用いるには、γ線や、電子線や、紫外線が特に適している。
【００７８】
本実施形態でのグラフト重合を用いた抗アレルゲン性と防塵性を有する複合部材１００の製造方法は、以下に記した方法により好適に製造される。
【００７９】
本実施形態における第一の好適な方法としては、シランモノマー３が化学結合された無機微粒子２が分散した溶液に、抗アレルゲン剤５を添加し充分に混合した後に、結合しようとする基体１の表面（樹脂面）に塗布し、必要に応じて溶剤を加熱乾燥などの方法により除去した後、γ線や、電子線や、紫外線などの放射線を、シランモノマー３が化学結合した無機微粒子２が塗布された基体１の表面に照射することで、シランモノマー３を基体１の表面にグラフト重合させると同時に無機微粒子２を結合させる、所謂同時照射グラフト重合により製造される。
【００８０】
また、本実施形態における第二の好適な方法としては、予め基体１の表面にγ線や、電子線や、紫外線などの放射線を照射した後に、シランモノマー３が化学結合された無機微粒子２が分散した溶液に、抗アレルゲン剤５を添加し充分に混合した溶液を塗布して、シランモノマー３と基体１とを反応させると同時に無機微粒子２を結合させる所謂前照射グラフト重合により製造される。
【００８１】
本実施形態では、上述したように、固定化する無機微粒子２が分散した溶液に、抗アレルゲン剤５を添加し充分に混合した溶液を、固定化する基体１の表面に塗布して複合部材を製造する。
【００８２】
具体的な無機微粒子２の分散液の塗布方法としては、一般に行われているスピンコート法や、ディップコート法や、スプレーコート法や、キャストコート法や、バーコート法や、マイクログラビアコート法や、グラビアコート法や、または部分的に塗布する方法として、スクリーン印刷法や、パッド印刷法や、オフセット印刷法や、ドライオフセット印刷法や、フレキソ印刷法や、インクジェット印刷法などの様々な方法が用いられ、目的に合った塗布ができれば特に限定されない。
【００８３】
また、シランモノマー３のグラフト重合を効率良く、かつ、均一に行わせるためには、予め、基体１の表面が、コロナ放電処理やプラズマ放電処理や、火炎処理や、クロム酸や過塩素酸などの酸化性酸水溶液や水酸化ナトリウムなどを含むアルカリ性水溶液による化学的な処理などにより親水化処理されてあっても良い。
【００８４】
以上説明したように、本発明の実施形態の抗アレルゲン性と防塵性を有する複合部材１００によれば、少なくとも表面が樹脂からなる基体１と、基体１の表面に固定され、抗アレルゲン剤５と不飽和結合を有するシランモノマー３が被覆された無機微粒子２とを含む無機微粒子層１０とを備え、無機微粒子層１０および２０におけるシランモノマー３で被覆された無機微粒子２の含有量に対して抗アレルゲン剤５の含有量が1質量％以上20質量％以下であるため、土埃や砂埃、或いは花粉などの粒子状浮遊性物質が付着し難く、また、これら粒子状浮遊性物質が付着しても容易に除去可能で、粒子状浮遊性物質中のアレルゲンを不活化できる。
【００８５】
さらに、基体１の表面に対して、反応性に優れた不飽和結合を有するシランモノマー３を無機微粒子２の表面に脱水縮合反応で化学的に結合させて不飽和結合を導入し、無機微粒子２の表面に導入した不飽和結合同士または基体１の樹脂表面と反応させて無機微粒子２を固定化する。また、バインダー成分６を添加することで、シランモノマー３で被覆した無機微粒子２同士及び無機微粒子２と基体１とを強力に結合することに耐久性に優れた抗アレルゲン効果と防塵効果が長期間維持できるものである。
【００８６】
また、本実施形態によれば、無機微粒子２を化学結合４により基体１上に強固に固定できることから、紡糸後に製品形状とした後で、または、製品化の過程で行うことが可能であり、このため、様々な機能を有する無機微粒子２の存在が紡糸性に影響しないというメリットがある。
【００８７】
また、無機微粒子２は単粒子膜状や多層粒子膜状にもフィルムや樹脂プレート、繊維や布などからなる基体に形成できるので、これらの基材の風合いを損なわないことから、様々な分野で応用できる防塵性を有する複合部材を提供することが可能となる。
【００８８】
なお、本発明の実施形態において、基体は、例えば、フィルム状、繊維状、布状、メッシュ状、ハニカム状など、使用目的に合った様々な形態（形状、大きさ等）とすることが可能である。したがって、これら様々な形態の各種基体に抗アレルゲン性と防塵性の機能を付加することが可能となり、ハウス用フィルム、トンネルハウス用フィルムなどの農業資材、外壁材、サッシ、ドア、ブラインドなどの建装材、壁紙、カーペット、樹脂タイルなどの内装材、衣類、インナーウェア、靴下、手袋、靴等の履物、パジャマ、マット、シーツ、枕、枕カバー、毛布、タオルケット、蒲団および蒲団カバーなどの寝装材、帽子、ハンカチ、タオル、絨毯、カーテン、空気清浄機やエアコン、換気扇、電気掃除機、扇風機などのフィルターまたは防虫網やスクリーン印刷用メッシュなどの繊維構造体の製品へ応用が可能となる。従って、本発明は、様々な分野に優れた各種製品を提供することができる有用な部材である。
【実施例】
【００８９】
次に、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。ただし、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【００９０】
本発明方法による下記実施例及び比較例において、微粒子固定化体の製造にあたっては、岩崎電気株式会社製、エレクトロカーテン型電子線照射装置、ＣＢ２５０／１５／１８０Ｌ、を用い、電子線グラフト重合により実施した。
【００９１】
（シランモノマー被覆微粒子液の作製）
市販の二酸化チタン微粒子（テイカ株式会社製、ＭＴ−１００ＨＤ）をメタノールに対して10.0質量％、シランモノマーとして３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン（信越化学工業株式会社製、ＫＢＭ−５０３）を微粒子に対して3.0質量％加えてｐＨを3.0に塩酸で調製した後、ビーズミルにより平均粒子径18ｎｍに粉砕分散した。その後、凍結乾燥機により固液分離して120℃で加熱してシランモノマーを二酸化チタン微粒子の表面に脱水縮合反応により化学結合させて被覆を形成した。
【００９２】
（実施例１）
メタノールに上記方法で作製したシランモノマー被覆二酸化チタン微粒子を3質量％となるよう加え、シランモノマー被覆二酸化チタン微粒子に対して抗アレルゲン剤としてフェノール性水酸基を持つポリマー化合物（積水化学工業株式会社製、アレルバスター）を1質量％添加し、ビーズミルにより平均粒子径16ｎｍに再度粉砕分散した。次に、二酸化チタン微粒子分散液を塗布したポリエステル製メッシュ（メッシュ数50本／インチ）に電子線を200ｋＶの加速電圧で5Ｍｒａｄ照射することで、二酸化チタン微粒子をシランモノマーのグラフト重合によりポリエステルメッシュ表面に結合させた抗アレルゲン性と防塵特性を有する複合部材を得た。
【００９３】
（実施例２）
実施例１において、粉砕分散溶液中に抗アレルゲン剤としてフェノール性水酸基を持つポリマー化合物（積水化学工業株式会社製、アレルバスター）を、シランモノマーで被覆された無機微粒子に対して3質量％とすること以外は実施例１と同様である。
【００９４】
（実施例３）
実施例１において、粉砕分散溶液中に抗アレルゲン剤としてフェノール性水酸基を持つポリマー化合物（積水化学工業株式会社製、アレルバスター）を、シランモノマーで被覆された無機微粒子に対して5質量％とすること以外は実施例１と同様である。
【００９５】
（実施例４）
実施例１において、粉砕分散溶液中に抗アレルゲン剤としてフェノール性水酸基を持つポリマー化合物（積水化学工業株式会社製、アレルバスター）を、シランモノマーで被覆された無機微粒子に対して10質量％とすること以外は実施例１と同様である。
【００９６】
（実施例５）
実施例１において、粉砕分散溶液中に抗アレルゲン剤としてフェノール性水酸基を持つポリマー化合物（積水化学工業株式会社製、アレルバスター）を、シランモノマーで被覆された無機微粒子に対して15質量％とすること以外は実施例１と同様である。
【００９７】
（実施例６）
実施例１において、粉砕分散溶液中に抗アレルゲン剤としてフェノール性水酸基を持つポリマー化合物（積水化学工業株式会社製、アレルバスター）を、シランモノマーで被覆された無機微粒子に対して20質量％とすること以外は実施例１と同様である。
【００９８】
（実施例７）
実施例１において、粉砕分散溶液中に抗アレルゲン剤としてフェノール性水酸基を持つポリマー化合物（積水化学工業株式会社製、アレルバスター）を、シランモノマーで被覆された無機微粒子に対して10質量％とし、さらにバインダー成分としてハードコート剤（モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ、ＵＶＨＣ３０００）を10質量％添加すること以外は実施例１と同様である。
【００９９】
（実施例８）
実施例７において、ハードコート剤（モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ製、ＵＶＨＣ３０００）を20質量％添加すること以外は実施例７と同様である。
【０１００】
（実施例９）
実施例７において、ハードコート剤（モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ製、ＵＶＨＣ３０００）を30質量％添加すること以外は実施例７と同様である。
【０１０１】
（実施例１０）
実施例７において、ハードコート剤（モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ製、ＵＶＨＣ３０００）を40質量％添加すること以外は実施例７と同様である。
【０１０２】
（実施例１１）
実施例７において、バインダー成分としてパーフルオロ基を有する撥水撥油剤（信越化学工業製、KP-８０１M）を10質量％添加すること以外は実施例７と同様である。
【０１０３】
（比較例１）
実施例１において、粉砕分散溶液中に抗アレルゲン剤としてフェノール性水酸基を持つポリマー化合物（積水化学工業株式会社製、アレルバスター）を添シランモノマーで被覆された無機微粒子に対して0.5質量％とすること以外は実施例１と同様である。
【０１０４】
（比較例２）
実施例１において、粉砕分散溶液中に抗アレルゲン剤としてフェノール性水酸基を持つポリマー化合物（積水化学工業株式会社製、アレルバスター）を、シランモノマーで被覆された無機微粒子に対して30質量％とすること以外は実施例１と同様である。
【０１０５】
（比較例３）
メタノールに抗アレルゲン剤としてフェノール性水酸基を持つポリマー化合物（積水化学工業株式会社製、アレルバスター）を実施例4と同等量（10質量％相当）となるよう加え、良く攪拌した。この希釈液をポリエステル製メッシュ（メッシュ数50本／インチ）に塗付し、電子線を２００ｋＶの加速電圧で５Ｍｒａｄ照射した。
【０１０６】
（比較例４）
メタノールに、抗アレルゲン剤としてフェノール性水酸基を持つポリマー化合物（積水化学工業株式会社製、アレルバスター）を比較例２と同等量（30質量％相当）とする以外は比較例４と同様である。
【０１０７】
（比較例５）
比較例５として、未処理メッシュを用いて評価を行った。
【０１０８】
【表１】
【０１０９】
（防塵性の評価）
防塵性は、それぞれのサンプルを10×10ｃｍの大きさに切り取り、ＪＩＳ Ｚ ８９０１に準拠した、関東ローム、ケイ砂、コットンリンタ、カーボンブラックを混合した混合ダストを満遍なく振りかけた後、重量を測定してダスト付着前後のメッシュの重量を測定して評価した。
【０１１０】
さらに、塵離れ性はそれぞれのサンプルを10×10ｃｍの大きさに切り取り、ＪＩＳ Ｚ ８９０１に準拠した混合ダストを満遍なく振りかけた後、衝撃を加えて、衝撃前後におけるサンプルの重量変化を測定して評価した。
【０１１１】
また、防塵性の耐久性は、市販スポンジを用いサンプル表面を100ｇの荷重をかけながら往復10回洗浄した後の防塵性の測定を行った。
【０１１２】
（抗アレルゲン性評価）
抗アレルゲン性の評価はそれぞれのサンプルを3×3ｃｍの大きさに切り取り、さらに細断したのち、10μｇ／ｍｌのダニアレルゲンタンパク質溶液3ｍｌのなかに浸漬した。24時間後、上澄み液のダニアレルゲン量の判定を行った。ダニアレルゲン量の判定には、ダニアレルゲン簡易検査キットであるマイティチェッカー（シントーファイン株式会社製）を使用した。
【０１１３】
マイティチェッカーによるダニアレルゲン量の判定基準を表２に示す。試験紙のラインの発色状況にてダニアレルゲンの濃度レベルを判定するもので、「−」及び「＋−」での判定を、抗アレルゲン剤によりアレルゲン濃度が低く抑えられ効果があると判断し、「＋」及び「＋＋」を、抗アレルゲン剤による効果がないと判断した。
【０１１４】
【表２】
【０１１５】
また、抗アレルゲン性の耐久性はそれぞれのサンプルを沸騰水中に30分置いた後、抗アレルゲン性の評価を行った。
【０１１６】
【表３】
【０１１７】
表３の結果より以下のことが明らかとなった。すなわち、抗アレルゲン剤がシランモノマー被覆無機微粒子に対して1質量％以上20質量％以下であれば抗アレルゲン性、防塵性、塵離れ性に優れた複合部材を形成することが可能である（実施例１〜６）。
【０１１８】
これに対し、抗アレルゲン剤が0.5質量％と少量の場合、無機微粒子層は防塵性、塵離れ性には優れるものの、抗アレルゲン性の効果は弱く（比較例１）、また抗アレルゲン剤の量が30質量％と多くなると、防塵性、抗アレルゲン性とも低下することが認められた（比較例２）。
【０１１９】
また、抗アレルゲン剤のみで処理したメッシュでは抗アレルゲン性は示されたが、防塵性は未処理のメッシュより劣る結果となった（比較例３、４）。これは抗アレルゲン剤が乾燥後も軽い粘着性を有するためだと考えられる。
【０１２０】
抗アレルゲン性は抗アレルゲン剤の量に比例せず、3〜15質量％（実施例２〜５、７〜１１）、特に5〜10質量％（実施例３、４、７、８、１１）で強い効果を示した。これは、無機微粒子上のシランモノマーと抗アレルゲン剤の疎水部が疎水相互作用により結合し、低濃度では無機微粒子と共に効率よく分散するが、高濃度では抗アレルゲン剤同士での疎水的結合が起こるため効率が低下していると推測される。または、無機微粒子膜であるために表面積が増大し低い濃度でも優れた効果を発現するが、抗アレルゲン剤を過剰に添加すると無機粒子間が埋まるため作用面積が減少するためとも考えられる。
【０１２１】
さらに、バインダー成分を添加することで、無機微粒子層の強度が増し、防塵性の耐久性が向上した（実施例７〜９、１１）。
【０１２２】
しかしながら、バインダー成分の添加量を増やすと防塵性、塵離れ性が悪化し始め、抗アレルゲン剤とバインダー成分との合計が40質量％の場合、防塵性、抗アレルゲン性の低下も認められるようになった（実施例１０）。
【０１２３】
また、バインダー成分として、撥水、撥油性を有する化合物を使用しても、従来のバインダー成分と同等の防塵性、耐久性と抗アレルゲン性を示した。これにより、液体汚れやそれに含まれるアレルゲンに対しても防汚性、抗アレルゲン性を発揮できる可能性が見出された（実施例１１）。
【０１２４】
煮沸試験による抗アレルゲン性の耐久性の検討では、抗アレルゲン剤を直接メッシュに塗付したものでは、高濃度の塗布を行ったものでは耐久性は維持できるが（比較例４）、10質量％相当の塗布では、抗アレルゲン性の耐久性は低下する（比較例３）。比較例３と同等量の抗アレルゲン剤を、シランモノマーで被覆した無機微粒子と複合化させて使用すると、抗アレルゲン性が持続することが認められる（実施例４）。
【０１２５】
さらに、本発明による技術の実施形態は、基体を、例えば、フィルム状、繊維状、布状、メッシュ状、ハニカム状等、使用目的に合った様々な形態（形状、大きさ等）とすることが可能であり、様々な形態の各種基体に防塵性の機能を付加した製品に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１２６】
【図１】本発明の実施形態の抗アレルゲン性と防塵性を有する複合部材を部分拡大した模式図である。
【図２】本発明の他の実施形態のバインダー成分を含む抗アレルゲン性と防塵性を有する複合部材を部分拡大した模式図である。
【図３】本発明の実施形態で、無機微粒子２上のシランモノマー３と抗アレルゲン剤５が配向して結合している状態を示す模式図である。
【符号の説明】
【０１２７】
１００：防塵性を有する複合部材
１ ：基体
２ ：無機微粒子
３ ：シランモノマー
４ ：化学結合
５ ：抗アレルゲン剤
６ ：バインダー成分
１０ ：無機微粒子層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、花粉やダニ死骸などの微粒子状からなる粒子状アレルゲン物質が付着し難く、付着してもこれらの物質に含まれるアレルゲンを不活化可能な、抗アレルゲン性に優れ、且つ、防塵性を有する複合部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、スギ花粉やダニの死骸、カビの胞子、或いはハウスダストなどの浮遊性物質による様々なアレルギー疾患が社会的な大きな問題になってきている。これらの粒子状浮遊性物質は衣服やエアコン用フィルターなどに付着しやすいため、衣服やフィルターに付着した粒子状浮遊性物質が脱離して室内の環境汚染を引き起こす新たな原因であり、また、掃除機や換気扇などのフィルターでは吸引力や換気能力を低下させる原因となっている。これらの粒子状浮遊性物質は表面が凹凸状で複雑、且つ、空隙を有した複雑な構造を有する繊維構造体に付着し易く、また、スギ花粉は突起状構造体をその表面に有しているので、特に繊維構造体には付着しやすいことも室内にスギ花粉を持ち込む大きな要因となっている。さらに、樹脂成型部材で構成されたエアコン用フィルターやその筐体、換気扇用ファン、或いは掃除機などは、摩擦により帯電するので、粒子状浮遊性物質が付着して汚れや製品機能の低下を引き起こす大きな原因であることは良く知られているところである。
【０００３】
最近、スギ花粉対策として、スギ花粉が付着し難い繊維や処理方法が提案されている。例えば、非イオン性の帯電防止剤とアルミノシリケートで修飾されたコロイダルシリカを含むシリカゾルと、ポリエチレンの水性エマルジョンとが添加された処理剤で処理された布帛（例えば、特許文献１参照。）や、1.0μｍ以下のアルミナ微粒子を付着または含浸したセルロース系繊維（例えば、特許文献２参照。）や、コロイダルシリカ類とグリオキザール系樹脂や、シリコーン樹脂化合物を含む処理液で処理した繊維構造物（例えば、特許文献３参照。）などが挙げられる。
【０００４】
また、アレルゲンを不活化する方法も従来より検討が行われており、熱や紫外線により破壊する方法や、抗アレルゲン剤を含んだ繊維や繊維処理剤によりアレルゲンを不活化する方法が提案されている。例えば、触媒作用によりアレルゲンの分解を行う金属フタロシアニンを担持した繊維製品（例えば、特許文献４参照。）や、たんぱく質分解酵素を担持させたフィルター（例えば、特許文献５参照。）や、フェノール性水酸基を有する非水溶性高分子抗アレルゲン剤を用いた繊維処理剤（例えば、特許文献６参照。）などが挙げられる。
【特許文献１】特開２００４−２７００３９号公報
【特許文献２】特開２００５−１６３２３６号公報
【特許文献３】特開２００４−００３０４６号公報
【特許文献４】特開２００７−０３１９２９号公報
【特許文献５】特開２００５−２０６９５５号公報
【特許文献６】特開２００６−３２１７９１号公報
【特許文献７】特開２００４−２９０９２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の防塵性や抗アレルゲン性を有する布帛や繊維構造体などには、以下のような様々な問題がある。
【０００６】
例えば、特許文献１に記載の布帛では、非イオン性の帯電防止剤すなわち、界面活性剤により付着防止機能を付加したものであるので、洗濯や、雨がかかる屋外では界面活性剤が流失してしまうので、花粉の付着防止効果を長期間維持することは困難である。また、特許文献２に記載の繊維製品では、セルロース系繊維にアルミナ微粒子を付着固定化したものであり、繊維材料の種類が制限される問題がある。さらに、特許文献３に記載の繊維構造物は、コロイダルシリカ類をグリオキザール系樹脂からなるバインダーで繊維表面に固定化したものであり、樹脂成分によっては帯電しやすくなり、粒子状浮遊性物質が付着し易くなるとともに、付着した粒子状浮遊性物質が脱離しにくくなるなどの問題があった。
【０００７】
アレルゲン不活化機能を付加した繊維に関しても、長期間の機能の維持や、抗アレルゲン剤の溶出等の問題があるため、特許文献５のように抗アレルゲン剤を繊維表面に留めるために多量のバインダーを必要とする。このため、抗アレルゲン剤がバインダー内に埋もれてしまい、バインダー表面で機能を発揮できる抗アレルゲン剤の量が限られていた。また、抗アレルゲン剤が効率的に機能を発現するためには親水性ポリマーを必要とすることが多く（例えば特許文献６及び７）、処理を行った繊維は粘着性を持つと予想され、使用用途が限られたり、付着した粒子状浮遊性物質が脱離しにくくなることによりアレルゲンを不活化できる量に限度が生じるなどの問題があった。
【０００８】
本発明は、このような従来の問題を解決するためになされたもので、シランモノマーで被覆された無機微粒子を基体上に固定化、これに抗アレルゲン剤を複合化することで、粒子状浮遊性物質が付着し難くて、付着しても容易に除去でき、且つ、効率よくアレルゲンを不活化できる防塵性に優れた複合部材が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
すなわち、第１の発明は、基体と、不飽和結合部を有するシランモノマーで被覆された無機微粒子と抗アレルゲン剤とを含み基体の表面部に備わる無機微粒子層とを有し、無機微粒子層内の無機微粒子同士が、互いのシランモノマーの不飽和結合部が化学結合することにより、無機微粒子層を形成するとともに、無機微粒層内の無機微粒子のシランモノマーの不飽和結合部と基体の表面部とが化学結合することにより、基体と無機微粒子層とが固定されてなる抗アレルゲン性と防塵性とを有する複合部材を提供するものである。
【００１０】
さらにまた、本発明は、上記第１の発明において、化学結合はグラフト重合であることを特徴とする抗アレルゲン性と防塵性とを有する複合部材を提供するものである。
【００１１】
さらにまた、本発明は、上記第２の発明において、グラフト重合は、放射線グラフト重合であることを特徴とする抗アレルゲン性と防塵性とを有する複合部材を提供するものである。
【００１２】
さらにまた本発明は、上記第１乃至第３の発明のいずれかにおいて、上記の抗アレルゲン剤が、有機高分子化合物、及び、植物抽出物からなる群から選択された少なくとも１つの抗アレルゲン剤であることを特徴とする抗アレルゲン性と防塵性とを有する複合部材を提供するものである。
【００１３】
さらにまた本発明は、上記第１乃至第４の発明のいずれかにおいて、無機微粒子層は、バインダー成分をさらに含み、無機微粒子層に含まれるバインダー成分と抗アレルゲン剤との合計の含有量が、シランモノマーで被覆された無機微粒子の含有量に対して40質量%以下であることを特徴とする抗アレルゲン性と防塵性を有する複合部材を提供するものである。
【００１４】
さらにまた本発明は、上記第５の発明において、バインダー成分が少なくとも撥水性や撥油性を有する化合物であることを特徴とする抗アレルゲン性と防塵性を有する複合部材を提供するものである。
【００１５】
さらにまた本発明は、上記第６の発明において、撥水性や撥油性を有するバインダー成分が少なくともフッ素系化合物を含むことを特徴とする抗アレルゲン性と防塵性を有する複合部材を提供するものである。
【００１６】
さらにまた、本発明は、上記第１乃至第７の発明のいずれかにおいて、基体の少なくとも表面が樹脂であることを特徴とする抗アレルゲン性と防塵性とを有する複合部材を提供するものである。
【００１７】
さらにまた、本発明は、上記第１乃至第８の発明のいずれかにおいて、基体が、樹脂であることを特徴とする抗アレルゲン性と防塵性とを有する複合部材を提供するものである。
【００１８】
さらにまた、本発明は、上記第１乃至第９の発明のいずれかにおいて、基体が、繊維構造体であることを特徴とする抗アレルゲン性と防塵性とを有する複合部材を提供するものである。
【００１９】
さらにまた、本発明は、上記第１０の発明の抗アレルゲン性と防塵性とを有する複合部材を用いてなることを特徴とする衣類を提供するものである。
【００２０】
さらにまた、本発明は、上記第１０の発明の抗アレルゲン性と防塵性とを有する複合部材を用いてなることを特徴とするフィルターを提供するものである。
【００２１】
さらにまた、本発明は、上記第１０の発明の抗アレルゲン性と防塵性とを有する複合部材を用いてなることを特徴とする防虫網を提供するものである。
【００２２】
さらにまた、本発明は、上記第８の発明の抗アレルゲン性と防塵性とを有する複合部材を用いてなることを特徴とする建装材を提供するものである。
【００２３】
さらにまた、本発明は、上記第８の発明の抗アレルゲン性と防塵性とを有する複合部材を用いてなることを特徴とする内装材を提供するものである。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の抗アレルゲン性と防塵性を有する複合部材によれば、基体と、不飽和結合部を有するシランモノマーで被覆された無機微粒子と抗アレルゲン剤とを含み、基体の表面部に備わる無機微粒子層とを有することで無機微粒子層表面は摩擦帯電し難く、且つ、土埃や砂埃、或いは花粉などの粒子状浮遊性物質が付着し難くて、付着しても容易に脱離する。
【００２５】
ここで抗アレルゲン剤は、抗アレルゲン機能を持つ有機高分子化合物、植物抽出物からなる群のうちから選ばれた少なくとも一つの物質であることが好ましく、無機微粒子と複合化することで広い作用面積を得ることができ、効率よく機能を発現することができる。また、無機微粒子上のシランモノマーと抗アレルゲン剤の疎水部が疎水相互作用により結合し、無機微粒子と共に効率よく分散するため、低濃度でも強い抗アレルゲン性を発揮する。さらに、粒子と結合しているため多量のバインダー成分を必要とせずに抗アレルゲン剤を部材表面に安定して存在させることができる。さらにまた、抗アレルゲン剤が有機高分子化合物である場合には、シランモノマーで被覆した無機微粒子同士及び無機微粒子と基体とを、より強力に結合して無機微粒子層の耐久性を向上させることができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下に、本発明の実施形態の抗アレルゲン性と防塵性を有する複合部材について図を用いて詳述する。
【００２７】
図１は、本発明の実施形態の抗アレルゲン性と防塵性を有する複合部材１００の断面の一部を拡大した模式図である。本実施形態の抗アレルゲン性と防塵性を有する複合部材１００は、基体１上に無機微粒子２と抗アレルゲン剤５とを含む無機微粒子層１０が固定されることにより構成されている。
【００２８】
図２は、本発明の他の実施形態のバインダー成分６を含む抗アレルゲン性と防塵性を有する複合部材２００の断面の一部を拡大した模式図である。本実施形態の抗アレルゲン性と防塵性を有する複合部材２００は、基体１上に無機微粒子２と抗アレルゲン剤５およびバインダー成分６とを含む無機微粒子層２０が固定されることにより構成されている。
【００２９】
なお、図１および図２では本発明の実施形態を判りやすく模式的に示すため、無機微粒子層は微粒子が１種類で形成された図であらわしたが、無機微粒子が２種類以上で形成してあってもよく、また無機微粒子層１０および２０は単層または複数重なって微粒子の層を形成してあってもよい。
【００３０】
本実施形態の無機微粒子２の最表面には、不飽和結合を有するシランモノマー３が、不飽和結合を無機微粒子２の外側に向けて配向して結合して被覆を形成している。シランモノマー３の片末端であるシラノール基は親水性であるため、親水性である無機微粒子２の表面に引きつけられる。一方、逆末端の不飽和結合は疎水性であるため、無機微粒子２の表面からは離れようとする。このため、シラノール基は無機微粒子２の表面に脱水縮合により結合し、不飽和結合を外側に向けて配向する。
【００３１】
その方法としては、シランモノマー３を、無機微粒子２が有機溶剤に分散した溶液に、無機微粒子２の質量％に対して0.01質量％から40質量％加えて、粉砕により微粒子化した後、上記分散溶液を固液分離して、得られた無機微粒子２を100℃から180℃で加熱してシランモノマー３を無機微粒子２の表面に結合させる方法や、無機微粒子２を、有機溶剤に分散させた溶液に、シランモノマー３を無機微粒子２の質量％に対して0.01質量％から40質量％加えて、粉砕により微粒子化した後、上記分散溶液を、冷却管を備えたフラスコに移して、フラスコをオイルバスで加熱処理することにより、シランモノマー３を無機微粒子２の表面に結合させる方法などがある。
【００３２】
なお、無機微粒子の径、及びその他上記各種材料の微粒子径については本実施形態の方法によって作成すれば特に限定されないが、後述するグラフト重合を好適に行うには、これらの無機微粒子径につき平均の粒子径が300ｎｍ以下とすることが好ましく、さらに平均の粒子径が100ｎｍ以下であれば、基体１へのより強固な結合が達成されるため、耐久性の点より一層好適である。
【００３３】
本実施形態の抗アレルゲン性と防塵性を有する複合部材１００および２００に用いられる基体１を構成する材料としては、不飽和結合を有するシランモノマー３による化学結合４が可能なものであれば良い。このような材料としては、例えば、各種樹脂や、合成繊維や、天然繊維などが挙げられる。また、本実施形態の抗アレルゲン性と防塵性を有する複合部材１００および２００に用いられる基体１は、少なくともその表面が樹脂からなるものであれば良い。
【００３４】
ここで、基体１の表面ないし全体を構成する樹脂としては、合成樹脂や天然樹脂が用いられる。その一例としては、ポリエチレン樹脂や、ポリプロピレン樹脂や、ポリスチレン樹脂や、ＡＢＳ樹脂や、ＡＳ樹脂や、ＥＶＡ樹脂や、ポリメチルペンテン樹脂や、ポリ塩化ビニル樹脂や、ポリ塩化ビニリデン樹脂や、ポリアクリル酸メチル樹脂や、ポリ酢酸ビニル樹脂や、ポリアミド樹脂や、ポリイミド樹脂や、ポリカーボネート樹脂や、ポリエチレンテレフタレート樹脂や、ポリブチレンテレフタレート樹脂や、ポリアセタール樹脂や、ポリアリレート樹脂や、ポリスルホン樹脂や、ポリフッ化ビニリデン樹脂や、ベクトラン（登録商標）や、ＰＴＦＥなどの熱可塑性樹脂や、ポリ乳酸樹脂や、ポリヒドロキシブチレート樹脂や、修飾でんぷん樹脂や、ポリカプロラクト樹脂や、ポリブチレンサクシネート樹脂や、ポリブチレンアジペートテレフタレート樹脂や、ポリブチレンサクシネートテレフタレート樹脂や、ポリエチレンサクシネート樹脂などの生分解性樹脂や、フェノール樹脂や、ユリア樹脂や、メラミン樹脂や、不飽和ポリエステル樹脂や、ジアリルフタレート樹脂や、エポキシ樹脂や、エポキシアクリレート樹脂や、ケイ素樹脂や、アクリルウレタン樹脂や、ウレタン樹脂などの熱硬化性樹脂や、シリコーン樹脂や、ポリスチレンエラストマーや、ポリエチレンエラストマーや、ポリプロピレンエラストマーや、ポリウレタンエラストマーなどのエラストマーや、漆などの天然樹脂などが挙げられる。
【００３５】
本実施形態では、これらの基体１を構成する樹脂の形態は、板状や、フィルム状や、繊維状材料から構成される織物・編物・不織布などを含む繊維構造体や、ロール状や、ウェブ状や、ハニカム状など、使用目的に合った種々の形状及びサイズ等のものが適用でき、特に制限されるものではない。
【００３６】
また、これらの樹脂は、基体１の主要部がアルミニウムやマグネシウムや、鉄などの金属材料や、ガラスや、セラミックスなどの無機材料である場合には、これら各材料の表面に、フィルム状に積層されたり、吹き付け塗装や浸漬塗装、静電塗装などの塗装法や、スクリーン印刷やオフセット印刷などの印刷法により薄膜として形成されたものであっても良い。
【００３７】
さらに、これらの樹脂は、顔料や染料などにより着色されてあっても良く、シリカや、アルミナや、珪藻土や、マイカなどの無機材料が充填されてあっても良い。
【００３８】
また、基体１は、合成樹脂からなる繊維（合成繊維や化学繊維）であっても良く、基体１を構成する合成繊維の例としては、ポリエステル繊維や、ポリアミド繊維や、ポリビニルアルコール繊維や、アクリル繊維や、塩化ビニル繊維や、塩化ビニリデン繊維や、ポリオレフィン繊維や、ポリカーボネート繊維や、フッソ繊維や、ポリ尿素繊維や、エラストマー繊維や、ベックリー（登録商標）や、また、これら繊維を構成する材料と上記樹脂材料との複合繊維などが挙げられる。
【００３９】
なお、本実施形態の基体１においては、上述のように基体表面が樹脂であれば良いので、基体材料に合成樹脂以外の繊維を用いる場合には、樹脂を上述した各種塗装法で繊維表面に塗装することで、樹脂を薄膜として形成しておけば良い。したがって、天然繊維の例として、綿や、麻や、絹や、天然繊維から得られた和紙なども、基体の材料として用いることが可能である。
【００４０】
本実施形態の抗アレルゲン性と防塵性を有する複合部材１００および２００に用いられる無機微粒子２としては、非金属酸化物、金属酸化物、金属複合酸化物などが用いられ、また、その結晶性は、非晶性あるいは結晶性のどちらでも良い。非金属酸化物として酸化珪素や、金属酸化物として、例えば、酸化マグネシウムや、酸化バリウムや、過酸化バリウムや、酸化アルミニウムや、酸化スズや、酸化チタンや、過酸化チタンや、酸化ジルコニウムや、酸化鉄や、水酸化鉄や、酸化タングステンや、酸化ビスマスや、酸化インジウムや、金属複合酸化物として、酸化チタンバリウムや、酸化コバルトアルミニウムや、酸化ジルコニウム鉛や、酸化ニオブ鉛や、ＴｉＯ2−ＷＯ3や、ＡｌＯ３−ＳｉＯ２や、ＷＯ３−ＺｒＯ２や、ＷＯ３−ＳｎＯ２などが挙げられる。
【００４１】
これらの無機微粒子の１種類を用いて微粒子層を形成し、更にこの微粒子層の表面に他の無機微粒子を一種もしくは二種以上混合した微粒子層をさらに形成してあっても良い。また、これらの無機微粒子２と、たとえば光触媒機能を発現する材料や、抗菌性、抗ウィルス性、抗アレルゲン性を有する材料や、マイナスイオンを放出する材料や、遠赤外線を放出する材料や、反射防止特性を有する材料や、近赤外線を吸収する材料などとを混合したものでも良い。
【００４２】
ここで無機微粒子２として光触媒微粒子を用いる場合、または光触媒微粒子を含む場合には、光触媒微粒子のもつ親水性機能により、付着した汚れが容易に洗い流されるなどの効果や、光触媒微粒子のもつ有機物を光分解する機能による付着汚れの分解除去の効果も加わることにより、粒子状浮遊物質だけでなく液状やタール状、噴霧状、煙霧状、ガス状の汚染物質、吸着物質に対しても優れた防塵・防汚効果が得られる。
【００４３】
ここで光触媒粒子とは、そのバンドギャップ以上のエネルギーを持つ波長の光を照射することで、光触媒機能を発現する粒子のことであり、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化タングステン、酸化鉄、チタン酸ストロンチウム、硫化カドミウム、セレン化カドミウムなどの公知の金属化合物半導体を、単一または２種以上組み合わせて用いることができる。これらの光触媒粒子のうち、透明性、耐久性に優れ、無害である酸化チタンが好ましく用いられる。
【００４４】
酸化チタンの結晶構造はルチル型、アナダーセ型、ブルーカイト型、その他、無定形であってもよい。また、酸化チタンの一部の酸素原子がアニオンである窒素原子で置換されたTiO2-XNXや酸素原子が欠落し化学量論比から著しく外れたTiO2-X（Xは1.0以下）などを用いてもよい。
【００４５】
光触媒粒子の内部やその表面に、光触媒機能を増す目的で、バナジウム、銅、ニッケル、コバルト、クロム、パラジウム、銀、白金、金などの金属や金属化合物を含有させても良い。
【００４６】
無機微粒子２として抗菌性を有する微粒子を用いる場合は、特に黴や細菌、微生物の繁殖による汚れを防止することができる。無機系の抗菌性を有する材料としては、銀、銅、亜鉛、錫、鉛およびこれらの化合物などが通常知られているが、特にその中でも、銀、銅、亜鉛およびそれらの化合物から選ばれる1種以上の抗菌性を有する材料は、抗菌特性や
人体への安全性などの観点から様々な分野で利用されている。
【００４７】
これらの金属およびそれらの化合物は、単体としても用いられるが、材料によっては変色したり抗菌性を付与する材料の着色の原因となることから、無機材料の微粒子に担持して使用さる。無機材料としては、例えばイオン交換性を有する無機材料として、高シリカゼオライト、ソーダライト、モルデナイト、アナルサイト、エリナイトなどのゼオライト類、ハイドロキシアパタイトなどのアパタイト類などが挙げられ、他の一般的な無機材料としては、二酸化チタン、二酸化ケイ素、酸化アルミナ、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、酸化ジルコニウム、チタン酸バリウム、リン酸ジルコニウムなどが挙げられる。
【００４８】
また、一般に市販されている抗菌性を有する材料の微粒子、例えば、東亞合成（株）製「ノバロン」、（株）シナネンゼオミック製「ゼオミック」、（株）サンギ製「アパタイザーA」、大日精化工業（株）製「ダイキラー」、松下電器産業（株）製「アメニトップ」、触媒化成工業（株）製「アトミーボール」、カネボウ化成（株）製「バクテキラー」なども、これらを単一または２種以上組み合わせて用いることもできる。
【００４９】
本実施形態の複合部材は、無機微粒子２を含む無機微粒子層１０および２０を、不飽和結合を有するシランモノマー３により、上述した基体１上に化学結合４（図中の黒丸部）により固定するものである。
【００５０】
具体的なシランモノマー３が有する不飽和結合としては、ビニル基や、エポキシ基や、スチリル基や、メタクリロ基や、アクリロキシ基や、イソシアネート基などが挙げられる。
【００５１】
本実施形態の複合部材は、反応性に優れたシランモノマー３を用いることで、無機微粒子２を、シランモノマー３が有するシラノール基の脱水縮合反応による無機微粒子２の化学結合と上記官能基の基体１の樹脂表面への、後述するグラフト重合による化学結合４により、基体１の表面に結合せしめた抗アレルゲン性と防塵性を有する複合部材である。
【００５２】
本実施形態の抗アレルゲン性と防塵性を有する複合部材１００で用いられるシランモノマー３の一例としては、ビニルトリメトキシシランや、ビニルトリエトキシシランや、ビニルトリアセトキシシランや、Ｎ−β−（Ｎ−ビニルベンジルアミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシランや、N−（ビニルベンジル）−２−アミノエチル−３−アミノプロピルトリメトキシシランの塩酸塩や、２−（３、４エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシランや、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシランや、３−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシランや、３−グリシドキシプロピルトリエトキシシランや、ｐ−スチリルトリメトキシシランや、３−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシランや、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランや、３−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシランや、３−メタクリロキシプロピルトリエトキシシランや、３−アクリロキシプロピルトリメトキシシランや、３−イソシアネートプロピルトリエトキシシランなどが挙げられる。
【００５３】
これらのシランモノマー３は、一種もしくは二種以上混合して用いられる。その使用形態としては、必要量のシランモノマー３をメタノールやエタノールや、アセトンや、トルエンや、キシレンなどの有機溶剤に溶解して用いられる。また、分散性を改善するために塩酸や、硝酸などの鉱酸などが加えられる。
【００５４】
用いられる溶剤としては、エタノールや、メタノールや、プロパノールやブタノールなどの低級アルコール類や、蟻酸やプロピオン酸などの低級アルキルカルボン酸類や、トルエンやキシレンなどの芳香族化合物、酢酸エチルや酢酸ブチルなどのエステル類や、メチルセルソルブやエチルセルソルブなどのセロソルブ類を単独または複数組み合わせて用いても良い。
【００５５】
本実施形態の抗アレルゲン性と防塵性を有する複合部材１００および２００に用いられる無機微粒子２は、前述したシランモノマー３の溶液に分散した状態で製造に用いられる。無機微粒子２の分散は、ホモミキサーやマグネットスターラーなどを用いた撹拌分散や、ボールミルや、サンドミルや、高速回転ミルや、ジェットミルなどを用いた粉砕・分散、超音波を用いた分散などにより行われる。
【００５６】
また、無機微粒子２は、分散したコロイド状分散液や、粉砕により微粒子化して得られた分散液の状態で、抗アレルゲン性と防塵性を有する複合部材１００の製造に用いられる。無機微粒子２の分散液は、コロイド状分散液や粉砕して得られた分散液に、シランモノマー３を加え、その後、還流下で加熱させながら、無機微粒子２の表面にシランモノマー３を脱水縮合反応により結合させてシランモノマー３からなる被覆を形成する方法や、粉砕により微粒子化して得られた分散液にシランモノマー３を加えた後、或いは、シランモノマー３を加えて粉砕により微粒子化した後、固液分離して100℃から180℃で加熱してシランモノマーを無機微粒子２の表面に脱水縮合反応により結合させ、次いで、粉砕・解砕して再分散して用いられる。
【００５７】
粉砕により微粒子化して得られた分散液にシランモノマー３を加えた後、或いは、シランモノマー３を加えて粉砕により微粒子化した後、固液分離して100℃から180℃で加熱してシランモノマー３を無機微粒子２の表面に反応結合させる場合、無機微粒子２の質量％に対して、0.01質量％から40質量％のシランモノマー３（すなわち、無機微粒子２とシランモノマー３との質量比が、100：0.01〜40）が、無機微粒子２の表面に結合されてあれば、無機微粒子２の少なくとも表面が樹脂からなる基体１の表面への結合強度は実用上問題ない。
【００５８】
本実施形態の無機微粒子層１０および２０に複合化される抗アレルゲン剤５は、シランモノマー３で無機微粒子２を被覆した後に添加される。本実施形態の抗アレルゲン剤５は、有機高分子化合物と植物抽出物からなる群のうち少なくとも一つから選ばれた物質である。有機高分子化合物であれば、フェノール性水酸基を持つポリマー化合物、カテキンやタンニン酸などのポリフェノール類、フラボノイド類、カロテノイド類、両性界面活性剤、アミノ酸、ポリペプチド、酵素などがある。また、植物抽出物であれば、笹、竹、イチョウ葉、茶葉、ヒノキ、柿、ボダイジュ、ユッカ、月桃、ティーツリー、ユーカリ、レモングラス、タイム、オリーブ属、イボタノキ属などから得られる抽出物がある。抗アレルゲン剤５は、一種類で用いてもよく、二種類以上を混合して用いてもよい。
【００５９】
本実施形態の無機微粒子層１０および２０に含まれる抗アレルゲン剤５の含有量は、シランモノマー３で被覆された無機微粒子２の含有量に対して１質量％以上で添加すればよく、その添加量が多いほど、抗アレルゲン性の向上も期待できる。しかしながら、抗アレルゲン剤５が多くなると、無機微粒子２の表面を被覆する割合が大きくなることにより表面が帯電しやすくなり、防塵性や付着した粒子状浮遊性物質の塵離れ性は低下する。
【００６０】
特に、基体１上に形成された無機微粒子層１０および２０に含まれる抗アレルゲン剤５の含有量が、シランモノマー３で被覆された無機微粒子２の含有量に対して１質量％という低濃度でも抗アレルゲン性を発揮する。
【００６１】
図３は、無機微粒子２上のシランモノマー３と抗アレルゲン剤５が配向して結合している状態を示す模式図である。図３の様に無機微粒子２上のシランモノマー３と抗アレルゲン剤５の疎水性部位５ａが疎水相互作用を起こすことにより、抗アレルゲン機能を持つ抗アレルゲン剤の親水部位５ｂが効率よく外側を向くと共に、無機微粒子層１０および２０中に均一に分布することで、少量で抗アレルゲン性を発揮する。
【００６２】
しかしながら、無機微粒子層１０および２０に含まれる抗アレルゲン剤５の含有量が、シランモノマー３で被覆された無機微粒子２の含有量に対して20質量％より多くなると、帯電しやすくなるため防塵性や塵離れ性の低下は顕著になる。防塵性、塵離れ性が低下すると、アレルゲンを含んだ粒子状浮遊物質が部材表面に蓄積しやすくなる。その結果、部材表面に新たに飛来した粒子状浮遊物質が抗アレルゲン剤に触れることがなくなり抗アレルゲン性が機能しなくなってしまう。
【００６３】
したがって、防塵性、塵離れ性を保持しつつ抗アレルゲン性が発揮できる範囲としては、無機微粒子層１０および２０に含まれる抗アレルゲン剤５の含有量が、シランモノマー３で被覆された無機微粒子２の含有量に対して、1質量％以上20質量％以下、好ましくは3質量％以上15質量％以下、より好ましくは3質量％以上10質量％以下である。
【００６４】
さらに、無機微粒子２と抗アレルゲン剤５からなる無機微粒子層１０が厚くなると、無機微粒子層１０の応力や使用環境によっては凝集破壊により無機微粒子層１０が劣化することもあるので、シランモノマー３で無機微粒子２を被覆した後、抗アレルゲン剤５と共に、バインダー成分６を添加するのがよい。
【００６５】
バインダー成分６としては、不飽和結合を有する単官能、２官能、多官能のビニル系モノマー、一例として、アクリル酸、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、n-ブチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、アクリルアミド、メタクリルアミド、アクリロニトリル、酢酸ビニル、スチレン、イタコン酸、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレートなどや、不飽和結合を有するシランモノマーや、Si（OR1）4（式中、Ｒ1は炭素数1〜４のアルキル基を示す）で示されるアルコキシラン化合物、一例として、テトラメトキシシランや、テトラエトキシシランなどや、Ｒ2nSi（OR3）4−n（式中、Ｒ2は炭素数1〜６の炭化水素基、Ｒ3は炭素数1〜４のアルキル基、ｎは１〜３の整数を示す）で示されるアルコキシシラン化合物、一例として、メチルトリルメトキシシランや、メチルトリエトキシシランや、ジメチルジエトキシシランや、フェニルトリエトキシシランや、ヘキサメチルジシラザンや、ヘキシルトリメトキシシランなど、他にアルコキシオリゴマーなどが用いられる。
【００６６】
さらに、バインダー成分６としては、不飽和ポリエステルや、不飽和アクリルや、エポキシアクリレートや、ウレタンアクリレートや、ポリエステルアクリレートや、ポリエーテルアクリレートや、ポリブタジエンアクリレートや、シリコーンアクリレートや、マレイミドなどのオリゴマーやポリマーなどが用いられる。
【００６７】
さらに、バインダー成分６としては、撥水性や撥油性を示す化合物として、ステアリン酸アクリレートや、反応性シリコーンオイルや、反応性シリコーンオリゴマー、例えば、松下電器産業株式会社製フレッセラＤが用いられる。
【００６８】
さらに、バインダー成分６としては、撥水性や撥油性を有する物質として、パーフルオロアルキル基を有するアクリル単量体、例えば、２−（パーフルオロプロピル）エチルアクリレートや、２−（パーフルオロブチル）エチルアクリレートや、２−（パーフルオロペンチル）エチルアクリレートや、２−（パーフルオロヘキシル）エチルアクリレートや、２−（パーフルオロヘプチル）エチルアクリレートや、２−（パーフルオロオクチル）エチルアクリレートや、２−（パーフルオロノリル）エチルアクリレートや、２−（パーフルオロデシル）エチルアクリレートや、３−パーフルオロヘキシル−２−ヒドロキシプロピルアクリレートや、パーフルオロオクチルエチルメタクリレートや、３−パーフルオロオクチル−２−ヒドロキシプロピルアクリレートや、３−パーフルオロデシル−２−ヒドロキシプロピルアクリレートなどのフッ素化合物が用いられる。
【００６９】
さらに、バインダー成分６としては、撥水性や撥油性を有する物質として、例えば、２−パーフルオロオクチルエタノールや、２−パーフルオロデシルエタノールや、２−パフルオロアルキルエタノールや、パーフルオロ(プロピルビニルエーテル)や、パーフルオロアルキルアイオダイドや、パーフルオロオクチルエチレンや、２−パーフルオロオクチルエチルホスホニックアシッドなどのフッ素化合物が用いられる。
【００７０】
さらに、バインダー成分６としては、撥水性や撥油性を有する物質として、パーフルオロアルキル基を有するシランカップリング剤、例えば、ＣＦ３（ＣＨ２）２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３や、ＣＦ３（ＣＦ２）５（ＣＨ２）２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３や、ＣＦ３（ＣＦ２）７（ＣＨ２）２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３や、ＣＦ３（ＣＦ２）11（ＣＨ２）２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３や、ＣＦ３（ＣＦ２）15（ＣＨ２）２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３や、ＣＦ３（ＣＦ２）７（ＣＨ２）２Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）３や、ＣＦ３（ＣＨ２）２ＳｉＣＨ３（ＯＣＨ３）２や、ＣＦ３（ＣＦ２）２（ＣＨ２）２ＳｉＣＨ３（ＯＣＨ３）２、ＣＦ３（ＣＦ２）５（ＣＨ２）２ＳｉＣＨ３（ＯＣＨ３）２や、ＣＦ３（ＣＦ２）７（ＣＨ２）２ＳｉＣＨ３（ＯＣＨ３）２や、ＣＦ３（ＣＦ２）７（ＣＨ２）２ＳｉＣＨ３（ＯＣ２Ｈ５）２や、ＣＦ３（ＣＦ２）７（ＣＨ２）２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３や、ＣＦ３（ＣＦ２）７（ＣＨ２）２Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）３や、ＣＨ３（ＣＦ２）９（ＣＨ２）８Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）３や、ＣＦ３（ＣＦ２）７ＣＯＮＨ（ＣＨ２）３Ｓｉ（ＯＣＨ３）３や、ＣＦ３（ＣＦ２）７ＣＯＮＨ（ＣＨ２）２ＳｉＣＨ３（ＯＣＨ３）２ や、パーフルオロアルキル基とシラノール基を有するオリゴマー、例えば、ＫＰ−８０１Ｍ（信越化学工業（株）製）や、Ｘ−２４−７８９０（信越化学工業（株）製）などのフッ素化合物が用いられる。
【００７１】
バインダー成分６は一種類で用いてもよく、二種類以上を混合して用いてもよい。
【００７２】
ここでバインダー成分６は、シランモノマー３で被覆した無機微粒子２同士および無機微粒子２と基体１とを相互に結合し、無機微粒子層１０および２０が凝集破壊等により劣化し、剥離することを抑制するために添加するものである。バインダー成分６は、無機微粒子２を被覆しているシランモノマー３の反応性基と化学的に結合しうる反応サイトとして、ビニル基や、エポキシ基や、スチリル基や、メタクリロ基や、アクリロキシ基や、イソシアネート基等の不飽和基やアルコキシ基を分子の構成要素として保有することが望ましい。
【００７３】
バインダー成分６は、シランモノマー３で被覆された無機微粒子２に対して0.１質量％以上添加すればよく、その添加量が多いほど、耐久性の向上も期待できる。しかしながら、バインダー成分６が多くなると、無機微粒子２の表面を被覆する割合が大きくなることにより表面が帯電しやすくなり、防塵性や付着した粒子状浮遊性物質の塵離れ性は低下する。
【００７４】
特に、基体１上に形成された無機微粒子層１０に含まれるバインダー成分６が、シランモノマー３で被覆された無機微粒子２に対して40質量％より多くなると帯電しやすくなり、防塵性や塵離れ性の低下が顕著になる。したがって、抗アレルゲン性、防塵性、塵離れ性を保持しつつ耐久性の向上が達成できる範囲としては、無機微粒子層１０および２０に含まれるシランモノマー３で被覆された無機微粒子２の含有量に対して抗アレルゲン剤５とバインダー成分６との合計の含有量が40質量%以下であり、且つ、無機微粒子層１０および２０に含まれるシランモノマー３で被覆された無機微粒子２の含有量に対してバインダー成分６の含有量が0.1質量％以上40質量％以下、好ましくは0.1質量％以上30質量％以下、より好ましくは0.1質量％以上20質量％以下である。
【００７５】
次に、基体１と、表面にシランモノマーが結合した無機微粒子２と抗アレルゲン剤５の混合した溶液とを化学結合する方法について説明する。本実施形態においては、化学結合させる方法として、グラフト重合による結合方法を用いている。
【００７６】
本実施形態の抗アレルゲン性と防塵性を有する複合部材１００および２００におけるグラフト重合としては、例えばパーオキサイド触媒を用いるグラフト重合や、熱や光エネルギーを用いるグラフト重合や、放射線によるグラフト重合（放射線グラフト重合）などが挙げられる。
【００７７】
このうち、重合プロセスの簡便性や、生産スピード等の観点より、放射線グラフト重合が特に適している。ここで、グラフト重合において用いられる放射線としては、α線や、β線や、γ線や、電子線や、紫外線などを挙げることができるが、本実施形態において用いるには、γ線や、電子線や、紫外線が特に適している。
【００７８】
本実施形態でのグラフト重合を用いた抗アレルゲン性と防塵性を有する複合部材１００の製造方法は、以下に記した方法により好適に製造される。
【００７９】
本実施形態における第一の好適な方法としては、シランモノマー３が化学結合された無機微粒子２が分散した溶液に、抗アレルゲン剤５を添加し充分に混合した後に、結合しようとする基体１の表面（樹脂面）に塗布し、必要に応じて溶剤を加熱乾燥などの方法により除去した後、γ線や、電子線や、紫外線などの放射線を、シランモノマー３が化学結合した無機微粒子２が塗布された基体１の表面に照射することで、シランモノマー３を基体１の表面にグラフト重合させると同時に無機微粒子２を結合させる、所謂同時照射グラフト重合により製造される。
【００８０】
また、本実施形態における第二の好適な方法としては、予め基体１の表面にγ線や、電子線や、紫外線などの放射線を照射した後に、シランモノマー３が化学結合された無機微粒子２が分散した溶液に、抗アレルゲン剤５を添加し充分に混合した溶液を塗布して、シランモノマー３と基体１とを反応させると同時に無機微粒子２を結合させる所謂前照射グラフト重合により製造される。
【００８１】
本実施形態では、上述したように、固定化する無機微粒子２が分散した溶液に、抗アレルゲン剤５を添加し充分に混合した溶液を、固定化する基体１の表面に塗布して複合部材を製造する。
【００８２】
具体的な無機微粒子２の分散液の塗布方法としては、一般に行われているスピンコート法や、ディップコート法や、スプレーコート法や、キャストコート法や、バーコート法や、マイクログラビアコート法や、グラビアコート法や、または部分的に塗布する方法として、スクリーン印刷法や、パッド印刷法や、オフセット印刷法や、ドライオフセット印刷法や、フレキソ印刷法や、インクジェット印刷法などの様々な方法が用いられ、目的に合った塗布ができれば特に限定されない。
【００８３】
また、シランモノマー３のグラフト重合を効率良く、かつ、均一に行わせるためには、予め、基体１の表面が、コロナ放電処理やプラズマ放電処理や、火炎処理や、クロム酸や過塩素酸などの酸化性酸水溶液や水酸化ナトリウムなどを含むアルカリ性水溶液による化学的な処理などにより親水化処理されてあっても良い。
【００８４】
以上説明したように、本発明の実施形態の抗アレルゲン性と防塵性を有する複合部材１００によれば、少なくとも表面が樹脂からなる基体１と、基体１の表面に固定され、抗アレルゲン剤５と不飽和結合を有するシランモノマー３が被覆された無機微粒子２とを含む無機微粒子層１０とを備え、無機微粒子層１０および２０におけるシランモノマー３で被覆された無機微粒子２の含有量に対して抗アレルゲン剤５の含有量が1質量％以上20質量％以下であるため、土埃や砂埃、或いは花粉などの粒子状浮遊性物質が付着し難く、また、これら粒子状浮遊性物質が付着しても容易に除去可能で、粒子状浮遊性物質中のアレルゲンを不活化できる。
【００８５】
さらに、基体１の表面に対して、反応性に優れた不飽和結合を有するシランモノマー３を無機微粒子２の表面に脱水縮合反応で化学的に結合させて不飽和結合を導入し、無機微粒子２の表面に導入した不飽和結合同士または基体１の樹脂表面と反応させて無機微粒子２を固定化する。また、バインダー成分６を添加することで、シランモノマー３で被覆した無機微粒子２同士及び無機微粒子２と基体１とを強力に結合することに耐久性に優れた抗アレルゲン効果と防塵効果が長期間維持できるものである。
【００８６】
また、本実施形態によれば、無機微粒子２を化学結合４により基体１上に強固に固定できることから、紡糸後に製品形状とした後で、または、製品化の過程で行うことが可能であり、このため、様々な機能を有する無機微粒子２の存在が紡糸性に影響しないというメリットがある。
【００８７】
また、無機微粒子２は単粒子膜状や多層粒子膜状にもフィルムや樹脂プレート、繊維や布などからなる基体に形成できるので、これらの基材の風合いを損なわないことから、様々な分野で応用できる防塵性を有する複合部材を提供することが可能となる。
【００８８】
なお、本発明の実施形態において、基体は、例えば、フィルム状、繊維状、布状、メッシュ状、ハニカム状など、使用目的に合った様々な形態（形状、大きさ等）とすることが可能である。したがって、これら様々な形態の各種基体に抗アレルゲン性と防塵性の機能を付加することが可能となり、ハウス用フィルム、トンネルハウス用フィルムなどの農業資材、外壁材、サッシ、ドア、ブラインドなどの建装材、壁紙、カーペット、樹脂タイルなどの内装材、衣類、インナーウェア、靴下、手袋、靴等の履物、パジャマ、マット、シーツ、枕、枕カバー、毛布、タオルケット、蒲団および蒲団カバーなどの寝装材、帽子、ハンカチ、タオル、絨毯、カーテン、空気清浄機やエアコン、換気扇、電気掃除機、扇風機などのフィルターまたは防虫網やスクリーン印刷用メッシュなどの繊維構造体の製品へ応用が可能となる。従って、本発明は、様々な分野に優れた各種製品を提供することができる有用な部材である。
【実施例】
【００８９】
次に、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。ただし、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【００９０】
本発明方法による下記実施例及び比較例において、微粒子固定化体の製造にあたっては、岩崎電気株式会社製、エレクトロカーテン型電子線照射装置、ＣＢ２５０／１５／１８０Ｌ、を用い、電子線グラフト重合により実施した。
【００９１】
（シランモノマー被覆微粒子液の作製）
市販の二酸化チタン微粒子（テイカ株式会社製、ＭＴ−１００ＨＤ）をメタノールに対して10.0質量％、シランモノマーとして３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン（信越化学工業株式会社製、ＫＢＭ−５０３）を微粒子に対して3.0質量％加えてｐＨを3.0に塩酸で調製した後、ビーズミルにより平均粒子径18ｎｍに粉砕分散した。その後、凍結乾燥機により固液分離して120℃で加熱してシランモノマーを二酸化チタン微粒子の表面に脱水縮合反応により化学結合させて被覆を形成した。
【００９２】
（実施例１）
メタノールに上記方法で作製したシランモノマー被覆二酸化チタン微粒子を3質量％となるよう加え、シランモノマー被覆二酸化チタン微粒子に対して抗アレルゲン剤としてフェノール性水酸基を持つポリマー化合物（積水化学工業株式会社製、アレルバスター）を1質量％添加し、ビーズミルにより平均粒子径16ｎｍに再度粉砕分散した。次に、二酸化チタン微粒子分散液を塗布したポリエステル製メッシュ（メッシュ数50本／インチ）に電子線を200ｋＶの加速電圧で5Ｍｒａｄ照射することで、二酸化チタン微粒子をシランモノマーのグラフト重合によりポリエステルメッシュ表面に結合させた抗アレルゲン性と防塵特性を有する複合部材を得た。
【００９３】
（実施例２）
実施例１において、粉砕分散溶液中に抗アレルゲン剤としてフェノール性水酸基を持つポリマー化合物（積水化学工業株式会社製、アレルバスター）を、シランモノマーで被覆された無機微粒子に対して3質量％とすること以外は実施例１と同様である。
【００９４】
（実施例３）
実施例１において、粉砕分散溶液中に抗アレルゲン剤としてフェノール性水酸基を持つポリマー化合物（積水化学工業株式会社製、アレルバスター）を、シランモノマーで被覆された無機微粒子に対して5質量％とすること以外は実施例１と同様である。
【００９５】
（実施例４）
実施例１において、粉砕分散溶液中に抗アレルゲン剤としてフェノール性水酸基を持つポリマー化合物（積水化学工業株式会社製、アレルバスター）を、シランモノマーで被覆された無機微粒子に対して10質量％とすること以外は実施例１と同様である。
【００９６】
（実施例５）
実施例１において、粉砕分散溶液中に抗アレルゲン剤としてフェノール性水酸基を持つポリマー化合物（積水化学工業株式会社製、アレルバスター）を、シランモノマーで被覆された無機微粒子に対して15質量％とすること以外は実施例１と同様である。
【００９７】
（実施例６）
実施例１において、粉砕分散溶液中に抗アレルゲン剤としてフェノール性水酸基を持つポリマー化合物（積水化学工業株式会社製、アレルバスター）を、シランモノマーで被覆された無機微粒子に対して20質量％とすること以外は実施例１と同様である。
【００９８】
（実施例７）
実施例１において、粉砕分散溶液中に抗アレルゲン剤としてフェノール性水酸基を持つポリマー化合物（積水化学工業株式会社製、アレルバスター）を、シランモノマーで被覆された無機微粒子に対して10質量％とし、さらにバインダー成分としてハードコート剤（モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ、ＵＶＨＣ３０００）を10質量％添加すること以外は実施例１と同様である。
【００９９】
（実施例８）
実施例７において、ハードコート剤（モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ製、ＵＶＨＣ３０００）を20質量％添加すること以外は実施例７と同様である。
【０１００】
（実施例９）
実施例７において、ハードコート剤（モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ製、ＵＶＨＣ３０００）を30質量％添加すること以外は実施例７と同様である。
【０１０１】
（実施例１０）
実施例７において、ハードコート剤（モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ製、ＵＶＨＣ３０００）を40質量％添加すること以外は実施例７と同様である。
【０１０２】
（実施例１１）
実施例７において、バインダー成分としてパーフルオロ基を有する撥水撥油剤（信越化学工業製、KP-８０１M）を10質量％添加すること以外は実施例７と同様である。
【０１０３】
（比較例１）
実施例１において、粉砕分散溶液中に抗アレルゲン剤としてフェノール性水酸基を持つポリマー化合物（積水化学工業株式会社製、アレルバスター）を添シランモノマーで被覆された無機微粒子に対して0.5質量％とすること以外は実施例１と同様である。
【０１０４】
（比較例２）
実施例１において、粉砕分散溶液中に抗アレルゲン剤としてフェノール性水酸基を持つポリマー化合物（積水化学工業株式会社製、アレルバスター）を、シランモノマーで被覆された無機微粒子に対して30質量％とすること以外は実施例１と同様である。
【０１０５】
（比較例３）
メタノールに抗アレルゲン剤としてフェノール性水酸基を持つポリマー化合物（積水化学工業株式会社製、アレルバスター）を実施例4と同等量（10質量％相当）となるよう加え、良く攪拌した。この希釈液をポリエステル製メッシュ（メッシュ数50本／インチ）に塗付し、電子線を２００ｋＶの加速電圧で５Ｍｒａｄ照射した。
【０１０６】
（比較例４）
メタノールに、抗アレルゲン剤としてフェノール性水酸基を持つポリマー化合物（積水化学工業株式会社製、アレルバスター）を比較例２と同等量（30質量％相当）とする以外は比較例４と同様である。
【０１０７】
（比較例５）
比較例５として、未処理メッシュを用いて評価を行った。
【０１０８】
【表１】
【０１０９】
（防塵性の評価）
防塵性は、それぞれのサンプルを10×10ｃｍの大きさに切り取り、ＪＩＳ Ｚ ８９０１に準拠した、関東ローム、ケイ砂、コットンリンタ、カーボンブラックを混合した混合ダストを満遍なく振りかけた後、重量を測定してダスト付着前後のメッシュの重量を測定して評価した。
【０１１０】
さらに、塵離れ性はそれぞれのサンプルを10×10ｃｍの大きさに切り取り、ＪＩＳ Ｚ ８９０１に準拠した混合ダストを満遍なく振りかけた後、衝撃を加えて、衝撃前後におけるサンプルの重量変化を測定して評価した。
【０１１１】
また、防塵性の耐久性は、市販スポンジを用いサンプル表面を100ｇの荷重をかけながら往復10回洗浄した後の防塵性の測定を行った。
【０１１２】
（抗アレルゲン性評価）
抗アレルゲン性の評価はそれぞれのサンプルを3×3ｃｍの大きさに切り取り、さらに細断したのち、10μｇ／ｍｌのダニアレルゲンタンパク質溶液3ｍｌのなかに浸漬した。24時間後、上澄み液のダニアレルゲン量の判定を行った。ダニアレルゲン量の判定には、ダニアレルゲン簡易検査キットであるマイティチェッカー（シントーファイン株式会社製）を使用した。
【０１１３】
マイティチェッカーによるダニアレルゲン量の判定基準を表２に示す。試験紙のラインの発色状況にてダニアレルゲンの濃度レベルを判定するもので、「−」及び「＋−」での判定を、抗アレルゲン剤によりアレルゲン濃度が低く抑えられ効果があると判断し、「＋」及び「＋＋」を、抗アレルゲン剤による効果がないと判断した。
【０１１４】
【表２】
【０１１５】
また、抗アレルゲン性の耐久性はそれぞれのサンプルを沸騰水中に30分置いた後、抗アレルゲン性の評価を行った。
【０１１６】
【表３】
【０１１７】
表３の結果より以下のことが明らかとなった。すなわち、抗アレルゲン剤がシランモノマー被覆無機微粒子に対して1質量％以上20質量％以下であれば抗アレルゲン性、防塵性、塵離れ性に優れた複合部材を形成することが可能である（実施例１〜６）。
【０１１８】
これに対し、抗アレルゲン剤が0.5質量％と少量の場合、無機微粒子層は防塵性、塵離れ性には優れるものの、抗アレルゲン性の効果は弱く（比較例１）、また抗アレルゲン剤の量が30質量％と多くなると、防塵性、抗アレルゲン性とも低下することが認められた（比較例２）。
【０１１９】
また、抗アレルゲン剤のみで処理したメッシュでは抗アレルゲン性は示されたが、防塵性は未処理のメッシュより劣る結果となった（比較例３、４）。これは抗アレルゲン剤が乾燥後も軽い粘着性を有するためだと考えられる。
【０１２０】
抗アレルゲン性は抗アレルゲン剤の量に比例せず、3〜15質量％（実施例２〜５、７〜１１）、特に5〜10質量％（実施例３、４、７、８、１１）で強い効果を示した。これは、無機微粒子上のシランモノマーと抗アレルゲン剤の疎水部が疎水相互作用により結合し、低濃度では無機微粒子と共に効率よく分散するが、高濃度では抗アレルゲン剤同士での疎水的結合が起こるため効率が低下していると推測される。または、無機微粒子膜であるために表面積が増大し低い濃度でも優れた効果を発現するが、抗アレルゲン剤を過剰に添加すると無機粒子間が埋まるため作用面積が減少するためとも考えられる。
【０１２１】
さらに、バインダー成分を添加することで、無機微粒子層の強度が増し、防塵性の耐久性が向上した（実施例７〜９、１１）。
【０１２２】
しかしながら、バインダー成分の添加量を増やすと防塵性、塵離れ性が悪化し始め、抗アレルゲン剤とバインダー成分との合計が40質量％の場合、防塵性、抗アレルゲン性の低下も認められるようになった（実施例１０）。
【０１２３】
また、バインダー成分として、撥水、撥油性を有する化合物を使用しても、従来のバインダー成分と同等の防塵性、耐久性と抗アレルゲン性を示した。これにより、液体汚れやそれに含まれるアレルゲンに対しても防汚性、抗アレルゲン性を発揮できる可能性が見出された（実施例１１）。
【０１２４】
煮沸試験による抗アレルゲン性の耐久性の検討では、抗アレルゲン剤を直接メッシュに塗付したものでは、高濃度の塗布を行ったものでは耐久性は維持できるが（比較例４）、10質量％相当の塗布では、抗アレルゲン性の耐久性は低下する（比較例３）。比較例３と同等量の抗アレルゲン剤を、シランモノマーで被覆した無機微粒子と複合化させて使用すると、抗アレルゲン性が持続することが認められる（実施例４）。
【０１２５】
さらに、本発明による技術の実施形態は、基体を、例えば、フィルム状、繊維状、布状、メッシュ状、ハニカム状等、使用目的に合った様々な形態（形状、大きさ等）とすることが可能であり、様々な形態の各種基体に防塵性の機能を付加した製品に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１２６】
【図１】本発明の実施形態の抗アレルゲン性と防塵性を有する複合部材を部分拡大した模式図である。
【図２】本発明の他の実施形態のバインダー成分を含む抗アレルゲン性と防塵性を有する複合部材を部分拡大した模式図である。
【図３】本発明の実施形態で、無機微粒子２上のシランモノマー３と抗アレルゲン剤５が配向して結合している状態を示す模式図である。
【符号の説明】
【０１２７】
１００：防塵性を有する複合部材
１ ：基体
２ ：無機微粒子
３ ：シランモノマー
４ ：化学結合
５ ：抗アレルゲン剤
６ ：バインダー成分
１０ ：無機微粒子層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体と、
不飽和結合部を有するシランモノマーで被覆された無機微粒子と抗アレルゲン剤とを含み前記基体の表面部に備わる無機微粒子層とを、有し、
前記無機微粒子層に含まれる前記抗アレルゲン剤の含有量が、前記シランモノマーで被覆された無機微粒子の含有量に対して、１質量％以上20質量％以下であり、
前記無機微粒子層内の前記無機微粒子同士が、互いのシランモノマーの不飽和結合部が化学結合することにより、前記無機微粒子層を形成するとともに、前記無機微粒層内の無機微粒子上のシランモノマーの不飽和結合部と前記基体の表面部とが化学結合することにより、前記基体と前記無機微粒子層とが固定されてなることを特徴とする抗アレルゲン性と防塵性を有する複合部材。
【請求項２】
前記化学結合は、グラフト重合であることを特徴とする請求項１に記載の抗アレルゲン性と防塵性を有する複合部材。
【請求項３】
前記グラフト重合は、放射線グラフト重合であることを特徴とする請求項２に記載の抗アレルゲン性と防塵性を有する複合部材。
【請求項４】
前記抗アレルゲン剤が、有機高分子化合物、及び、植物抽出物からなる群から選択された少なくとも１つの抗アレルゲン剤であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の抗アレルゲン性と防塵性を有する複合部材。
【請求項５】
前記無機微粒子層は、バインダー成分をさらに含み、
前記無機微粒子層に含まれる前記バインダー成分と前記抗アレルゲン剤との合計の含有量が、前記シランモノマーで被覆された無機微粒子の含有量に対して40質量%以下であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の抗アレルゲン性と防塵性を有する複合部材。
【請求項６】
前記バインダー成分は、少なくとも撥水性や撥油性を有する化合物を含むことを特徴とする請求項５に記載の抗アレルゲン性と防塵性を有する複合部材。
【請求項７】
前記バインダー成分は、少なくともフッ素系化合物を含むことを特徴とする請求項５に記載の抗アレルゲン性と防塵性を有する複合部材。
【請求項８】
前記基体の少なくとも表面が樹脂であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の抗アレルゲン性と防塵性を有する複合部材。
【請求項９】
前記基体は、樹脂であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の抗アレルゲン性と防塵性を有する複合部材。
【請求項１０】
前記基体は、繊維構造体であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の抗アレルゲン性と防塵性を有する複合部材。
【請求項１１】
請求項１０に記載の抗アレルゲン性と防塵性を有する複合部材を用いてなることを特徴とする衣類。
【請求項１２】
請求項１０に記載の抗アレルゲン性と防塵性を有する複合部材を用いてなることを特徴とするフィルター。
【請求項１３】
請求項１０に記載の抗アレルゲン性と防塵性を有する複合部材を用いてなることを特徴とする防虫網。
【請求項１４】
請求項８に記載の抗アレルゲン性と防塵性を有する複合部材を用いてなることを特徴とする建装材。
【請求項１５】
請求項８に記載の抗アレルゲン性と防塵性を有する複合部材を用いてなることを特徴とする内装材。
【請求項１】
基体と、
不飽和結合部を有するシランモノマーで被覆された無機微粒子と抗アレルゲン剤とを含み前記基体の表面部に備わる無機微粒子層とを、有し、
前記無機微粒子層に含まれる前記抗アレルゲン剤の含有量が、前記シランモノマーで被覆された無機微粒子の含有量に対して、１質量％以上20質量％以下であり、
前記無機微粒子層内の前記無機微粒子同士が、互いのシランモノマーの不飽和結合部が化学結合することにより、前記無機微粒子層を形成するとともに、前記無機微粒層内の無機微粒子上のシランモノマーの不飽和結合部と前記基体の表面部とが化学結合することにより、前記基体と前記無機微粒子層とが固定されてなることを特徴とする抗アレルゲン性と防塵性を有する複合部材。
【請求項２】
前記化学結合は、グラフト重合であることを特徴とする請求項１に記載の抗アレルゲン性と防塵性を有する複合部材。
【請求項３】
前記グラフト重合は、放射線グラフト重合であることを特徴とする請求項２に記載の抗アレルゲン性と防塵性を有する複合部材。
【請求項４】
前記抗アレルゲン剤が、有機高分子化合物、及び、植物抽出物からなる群から選択された少なくとも１つの抗アレルゲン剤であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の抗アレルゲン性と防塵性を有する複合部材。
【請求項５】
前記無機微粒子層は、バインダー成分をさらに含み、
前記無機微粒子層に含まれる前記バインダー成分と前記抗アレルゲン剤との合計の含有量が、前記シランモノマーで被覆された無機微粒子の含有量に対して40質量%以下であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の抗アレルゲン性と防塵性を有する複合部材。
【請求項６】
前記バインダー成分は、少なくとも撥水性や撥油性を有する化合物を含むことを特徴とする請求項５に記載の抗アレルゲン性と防塵性を有する複合部材。
【請求項７】
前記バインダー成分は、少なくともフッ素系化合物を含むことを特徴とする請求項５に記載の抗アレルゲン性と防塵性を有する複合部材。
【請求項８】
前記基体の少なくとも表面が樹脂であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の抗アレルゲン性と防塵性を有する複合部材。
【請求項９】
前記基体は、樹脂であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の抗アレルゲン性と防塵性を有する複合部材。
【請求項１０】
前記基体は、繊維構造体であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の抗アレルゲン性と防塵性を有する複合部材。
【請求項１１】
請求項１０に記載の抗アレルゲン性と防塵性を有する複合部材を用いてなることを特徴とする衣類。
【請求項１２】
請求項１０に記載の抗アレルゲン性と防塵性を有する複合部材を用いてなることを特徴とするフィルター。
【請求項１３】
請求項１０に記載の抗アレルゲン性と防塵性を有する複合部材を用いてなることを特徴とする防虫網。
【請求項１４】
請求項８に記載の抗アレルゲン性と防塵性を有する複合部材を用いてなることを特徴とする建装材。
【請求項１５】
請求項８に記載の抗アレルゲン性と防塵性を有する複合部材を用いてなることを特徴とする内装材。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００９−１８５０３（Ｐ２００９−１８５０３Ａ）
【公開日】平成２１年１月２９日（２００９．１．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１８３０２０（Ｐ２００７−１８３０２０）
【出願日】平成１９年７月１２日（２００７．７．１２）
【出願人】（３９１０１８３４１）ＮＢＣ株式会社 (59)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１月２９日（２００９．１．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月１２日（２００７．７．１２）
【出願人】（３９１０１８３４１）ＮＢＣ株式会社 (59)
【Ｆターム（参考）】
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