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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-12-26
(45)【発行日】2024-01-10
(54)【発明の名称】コーティング膜、及びコーティング膜が表面に形成された物品
(51)【国際特許分類】
C09D 1/00 20060101AFI20231227BHJP
A61L 31/08 20060101ALI20231227BHJP
A61L 31/12 20060101ALI20231227BHJP
A61L 31/14 20060101ALI20231227BHJP
A61L 31/16 20060101ALI20231227BHJP
C09D 7/61 20180101ALI20231227BHJP
C09D 7/63 20180101ALI20231227BHJP
【ＦＩ】
C09D1/00
A61L31/08
A61L31/12
A61L31/14 400
A61L31/16
C09D7/61
C09D7/63
【請求項の数】
12
(21)【出願番号】P 2022528451
(86)(22)【出願日】2021-03-19
(86)【国際出願番号】 JP2021011458
(87)【国際公開番号】W WO2021246026
(87)【国際公開日】2021-12-09
【審査請求日】2022-11-25
(31)【優先権主張番号】P 2020098916
(32)【優先日】2020-06-05
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】715005239
【氏名又は名称】株式会社エナジーフロント
(73)【特許権者】
【識別番号】509105857
【氏名又は名称】学校法人就実学園
(73)【特許権者】
【識別番号】301021533
【氏名又は名称】国立研究開発法人産業技術総合研究所
(74)【代理人】
【識別番号】110000408
【氏名又は名称】弁理士法人高橋・林アンドパートナーズ
(72)【発明者】
【氏名】上田 剛慈
(72)【発明者】
【氏名】山田 陽一
(72)【発明者】
【氏名】明渡 純
【審査官】桜田 政美
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１５／１０４８９４（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０２０－０４０２６７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００４－０８１００８（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｃ０９Ｄ １／００
Ａ６１Ｌ ３１／０８
Ａ６１Ｌ ３１／１２
Ａ６１Ｌ ３１／１４
Ａ６１Ｌ ３１／１６
Ｃ０９Ｄ ７／６１
Ｃ０９Ｄ ７／６３
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
疎水基又は親油基、及び親水基を有する有機化合物と、表面に、前記有機化合物を担持することが可能な空孔を有するセラミックス膜と、を有し、
前記セラミックス膜は、厚み方向に貫通する前記空孔を含む多孔質膜であり、
前記セラミックス膜の膜厚は、１μｍ～１０μｍである、コーティング膜。
【請求項2】
前記有機化合物は、親油基の炭素数が５以上であり、室温において揮発性がない、請求項１に記載のコーティング膜。
【請求項3】
前記多孔質膜の空孔率は、５％以上６０％以下である、請求項１に記載のコーティング膜。
【請求項4】
前記有機化合物は、アビエチン酸系化合物である、請求項１に記載のコーティング膜。
【請求項5】
前記有機化合物は、クロルヘキシジンである、請求項１に記載のコーティング膜。
【請求項6】
前記空孔の孔径は、１．２μｍ以上である、請求項１に記載のコーティング膜。
【請求項7】
前記空孔の孔径は、８０ｎｍ未満である、請求項１に記載のコーティング膜。
【請求項8】
前記空孔の孔径は、１ｎｍ以下である、請求項７に記載のコーティング膜。
【請求項9】
前記有機化合物は、前記セラミックス膜の表面の前記空孔に親油基が吸着し、親水基が露出する、請求項１に記載のコーティング膜。
【請求項10】
前記有機化合物は、前記セラミックス膜の表面の前記空孔に親水基が吸着し、親油基が露出する、請求項１に記載のコーティング膜。
【請求項11】
請求項１に記載のコーティング膜が表面に形成された物品。
【請求項12】
請求項１に記載のコーティング膜が表面に配置され、前記コーティング膜は、ＨＡＺＥ値で１０％以下の透明性を有する、物品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、医療及び介護の現場又は日常生活で用いられる用具及び衣類、並びに建材などに適用可能な抗ウイルス機能を有するコーティング膜、及びコーティング膜の製造方法、並びにコーティング膜が表面に形成された物品に関するものである。
【背景技術】
【0002】
近年、２００３年のＳＡＲＳコロナウイルス、高病原性鳥インフルエンザウイルスをはじめ、２０１２年のＭＡＲＳコロナウイルス、２０１４年のエボラウイルス、２０２０年には新型コロナウイルス等が次々に人間社会に出現しては、流行し、ヒトの生命を脅かしている。
【0003】
このような背景により、消費者の衛生志向がより高まり、生活環境で使用されるあらゆるものについて、ウイルスを除去することが強く望まれている。そのため、人の手が触れるドアノブ、電車のつり革、衣類及び履物、並びに建造物の内装など様々な対象に対して、表面に抗ウイルス活性物質を安定的及び持続的にコーティングする方法が求められている。
【0004】
特許文献１には、界面活性剤を化学結合によって水酸基を持つ布等の素材に固定する技術が開示されている。また、引用文献２には、シート状物に、ヒドロキシラジカルを発生する微粒子状の抗ウイルス活性物質をポリビニルアルコール等の接着材によって付着させる方法について開示されている。ここでは、界面活性剤は使用されているが、ウイルスを含む飛沫の水分をシート内部に取り込みやすくする補助剤として使用されるだけである。引用文献３には、スルホン酸系界面活性剤を無機充填剤に担持し塗料樹脂で固定する方法が開示されている。このように、人の手が触れるものの表面から様々なウイルスを除去するために、界面活性剤を活用した様々な方法が検討されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開２０１１－９８９７６号公報
【文献】特開２０１２－７２１００号公報
【文献】特開２０１７－２１０５６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、界面活性剤を、抗ウイルス機能を十分に発揮できる形態で所望の固体表面、特に金属や樹脂やセラミックスなど多様な素材に固定すること、あるいは布などの柔軟な素材やドアノブなどの立体構造物の表面に容易且つ安定的に固定することは困難である。
【0007】
特許文献１にて開示の方法では、ＯＨ基のある物質上に限定されるため応用範囲が限られ、その付着量も限られるため、摩耗により抗ウイルス機能は失われやすい。特許文献２では界面活性剤は樹脂に埋め込まれておりその抗ウイルス性能を発揮できない。また、特許文献３では、樹脂などに抗ウイルス活性物質を混ぜてコーティングする場合には、抗ウイルス活性物質が樹脂などに埋もれてしまい、抗ウイルス活性物質が表面に滲出しないため、抗ウイルス効果を十分に発揮できない。
【0008】
上記問題に鑑み、本発明の一実施形態では、多様な素材上に形成可能な抗ウイルス活性等の機能を有するコーティング膜、若しくはコーティング膜を形成する方法、又はコーティング膜が表面に形成された物品を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の一実施形態に係るコーティング膜は、疎水基又は親油基、及び親水基を有する界面活性剤と、表面に、界面活性剤を担持することが可能な空孔を有する膜と、を有する。
【0010】
上記構成において、界面活性剤は、親油基の炭素数が５以上であり、室温において揮発性がない。
【0011】
上記構成において、多孔質膜の空孔率は、５％以上６０％以下である。
【0012】
上記構成において、界面活性剤は、アビエチン酸系化合物である。
【0013】
上記構成において、界面活性剤は、クロルヘキシジンである。
【0014】
上記構成において、空孔の孔径は、ウイルスサイズの１０倍よりも大きい。
【0015】
上記構成において、空孔の孔径は、ウイルスサイズよりも小さい。
【0016】
上記構成において、空孔の孔径は、１ｎｍ以下である。
【0017】
上記構成において、界面活性剤は、膜の表面の空孔に親油基が吸着し、親水基が露出する。
【0018】
上記構成において、界面活性剤は、膜の表面の空孔に親水基が吸着し、親油基が露出する。
【0019】
本発明の一実施形態に係る物品は、本発明の一実施形態に係るコーティング膜が表面に形成されたものである。
【0020】
本発明の一実施形態に係る物品は、本発明の一実施形態に係るコーティング膜が表面に配置され、コーティング膜は、ＨＡＺＥ値で１０％以下の透明性を有するものである。
【発明の効果】
【0021】
本発明の一実施形態によれば、多様な素材上に形成可能な抗ウイルス活性等の機能を有するコーティング膜、若しくはコーティング膜を形成する方法、又はコーティング膜が表面に形成された物品を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1A】本発明の一実施系形態に係るコーティング膜の断面図である。
【図1B】コーティング膜の一部の領域を拡大した図である。
【図1C】界面活性剤を示す図である。
【図2A】本発明の一実施系形態に係るコーティング膜の断面図である。
【図2B】コーティング膜の一部の領域を拡大した図である。
【図3】本発明の一実施形態に係るコーティング膜表面におけるエンベロープ型ウイルスを破壊するメカニズムを説明する図である。
【図4A】本発明の一実施形態に係るコーティング膜表面におけるエンベロープ型ウイルスを破壊するメカニズムを説明する図である。
【図4B】本発明の一実施形態に係るコーティング膜表面におけるエンベロープ型ウイルスを破壊するメカニズムを説明する図である。
【図5A】コーティング膜の空孔に担持された界面活性剤によって、ウイルスが破壊されるメカニズムを説明する図である。
【図5B】コーティング膜の空孔に担持された界面活性剤によって、ウイルスが破壊されるメカニズムを説明する図である。
【図6A】コーティング膜の空孔に担持された界面活性剤によって、ウイルスが破壊されるメカニズムを説明する図である。
【図6B】コーティング膜の空孔に担持された界面活性剤によって、ウイルスが破壊されるメカニズムを説明する図である。
【図7A】膜の硬度が高いコーティング膜の経時的変化を説明する模式図である。
【図7B】膜の硬度が高いコーティング膜の経時的変化を説明する模式図である。
【図7C】膜の硬度が高いコーティング膜の経時的変化を説明する模式図である。
【図8A】膜の硬度が低いコーティング膜の経時的変化を説明する模式図である。
【図8B】膜の硬度が低いコーティング膜の経時的変化を説明する模式図である。
【図8C】膜の硬度が低いコーティング膜の経時的変化を説明する模式図である。
【図9A】直鎖アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムの化学式である。
【図9B】直鎖アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムの化学式の模式図である。
【図9C】直鎖アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムがエンベロープを破壊するメカニズムを説明する図である。
【図10A】デヒドロアビエチン酸の化学式である。
【図10B】デヒドロアビエチン酸がエンベロープを破壊するメカニズムを説明する図である。
【図11A】クロルヘキシジンの化学式である。
【図11B】クロルヘキシジンの化学式の模式図である。
【図12A】クロルヘキシジンがエンベロープを破壊するメカニズムを説明する図である。
【図12B】クロルヘキシジンが膜たんぱく質を破壊するメカニズムを説明する図である。
【図13】本発明の一実施形態に係るコーティング膜表面におけるノンエンベロープ型ウイルスを破壊するメカニズム説明する図である。
【図14A】本発明の一実施形態に係るコーティング膜の製造方法を説明する図である。
【図14B】本発明の一実施形態に係るコーティング膜の製造方法を説明する図である。
【図14C】本発明の一実施形態に係るコーティング膜の製造方法を説明する図である。
【図15A】多孔質粒子の外観を示す図である。
【図15B】多孔質粒子の断面を説明する図である。
【図15C】本発明の一実施形態に係るコーティング膜の製造方法を説明する図である。
【図15D】本発明の一実施形態に係るコーティング膜の製造方法を説明する図である。
【図16A】本発明の一実施形態に係るコーティング膜の断面図である。
【図16B】本発明の一実施形態に係るコーティング膜の断面図である。
【図17A】ＩＳＯ２１７０２準拠試験の概要を説明する図である。
【図17B】ＩＳＯ２１７０２準拠試験の概要を説明する図である。
【図17C】ＩＳＯ２１７０２準拠試験の概要を説明する図である。
【図17D】ＩＳＯ２１７０２準拠試験の概要を説明する図である。
【図18】時間（ｍｉｎ）と残存ウィルス（ＰＦＵ／ｍＬ）との関係を示すグラフである。
【図19】比較例１について超音波洗浄後に、ラマン散乱分光法によりラマンピーク強度を測定した結果である。
【図20】実施例１について超音波洗浄後に、ラマン散乱分光法によりラマンピーク強度を測定した結果である。
【図21】実施例１について、ボール・オン・ディスク試験後に、ラマン散乱分光法によりラマンピーク強度を測定した結果である。
【発明を実施するための形態】
【0023】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨の範囲内で種々変形して実施することができる。
【0024】
（第１実施形態）
本実施形態では、本発明の一実施形態に係る抗ウイルス機能を有するコーティング膜１００、及びコーティング膜１００の製造方法について、図１～図１６を参照して説明する。本明細書等において、抗ウイルスとは、病原体ウイルスの不活性化を意味する。
本実施形態では、本発明の一実施形態に係る抗ウイルス機能を有するコーティング膜１００、及びコーティング膜１００の製造方法について、図１～図１６を参照して説明する。本明細書等において、抗ウイルスとは、病原体ウイルスの不活性化を意味する。
【0025】
＜概要＞
病原体ウイルスの感染拡大を防ぐためには感染経路の把握が重要である。例えば、コロナウイルスの感染経路は、接触感染及び飛沫感染であると言われている。接触感染には感染者との直接接触による唾液や体液による感染、及び物を介して起こる間接接触による感染がある。固体表面を介した飛沫感染に対してはアルコールを用いて拭くことが対策となり得る。しかしながら、電車のシートやつり革、エスカレータの手すりなど、十分な対応が難しい場所も多く存在する。
病原体ウイルスの感染拡大を防ぐためには感染経路の把握が重要である。例えば、コロナウイルスの感染経路は、接触感染及び飛沫感染であると言われている。接触感染には感染者との直接接触による唾液や体液による感染、及び物を介して起こる間接接触による感染がある。固体表面を介した飛沫感染に対してはアルコールを用いて拭くことが対策となり得る。しかしながら、電車のシートやつり革、エスカレータの手すりなど、十分な対応が難しい場所も多く存在する。
【0026】
そのため、人の手が触れるドアノブ、電車のつり革、衣類や履物、トイレの床材など建造物の内装など様々な対象に対して、長期耐久性のある形態で表面に抗ウイルス活性物質を安定的及び持続的にコーティングする方法が求められている。
【0027】
抗ウイルス機能を持つ表面処理には、いくつかの技術が存在する。（１）Ａｇ、Ｃｕなどのウイルス不活性化に効果があるとされる金属微粒子、金属酸化物、又は金属水酸化物を付着させること、（２）ウイルスタンパク質と結合して活性を阻害する特定の官能基を持った分子を表面に固定すること、（３）光触媒による酸化分解能力の活用すること、などが挙げられる。しかしながら、（１）～（３）の方法は、それぞれコスト、耐久性、持続性に課題がある。
【0028】
エタノール洗浄や石鹸による手洗いは、新型コロナウイルス（ＳＡＲＳ－ＣｏＶ－２）を含むエンベロープ型ウイルスを不活性化できる有効な方法として知られており、界面活性剤を適切に選択すればノンエンベロープ型のウイルスにも効果を示すことは公知の事実である。しかし、界面活性剤を抗ウイルスの目的で多様な素材の上に固定するコーティングに適用する技術は限られている。
【0029】
従来、界面活性剤は洗剤や消毒剤として水への溶解度が高いものを溶液として用いるのが一般的である。固体状態の界面活性剤として固形石鹸などがあるが、水に触れた時の滑りや強度が問題となる。人の手が触れるドアノブや手すりなどではグリップ時の摩擦や手触りなどが課題となる。また、ドアノブや手すり、つり革など公共の場で人の手が振れるものに対して、界面活性剤で頻繁に清拭することは困難である。これらのものに対して、抗ウイルスの効果を短時間で発現させ、その持続性が求められる。水中の界面活性剤は、ミセルを形成することでエンベロープを分解することができるが、界面活性剤の分子を完全に固定した場合、界面活性剤は完全なミセルを形成できず機能性は制限される。ウイルス表面の脂質膜は負帯電、タンパク質は正帯電の部分があり、水溶液中の界面活性剤はその電荷や親油基を適切な方向性を持って作用することでウイルスの不活化を行っている。したがって、基材にコーティング膜が施された状態においても、界面活性剤がウイルス付着時に自由度のある状態で徐放され機能することが望まれる。以下、本発明の一実施形態に係るコーティング膜１００及びコーティング膜１００の製造方法について詳細に説明する。
【0030】
＜コーティング膜の構成＞
図１Ａは、本発明の一実施形態に係る抗ウイルス機能を有するコーティング膜１００を示す図である。図１Ａに示すように、コーティング膜１００は、基材１０１上に設けられている。コーティング膜１００は、疎水基又は親油基、及び親水基を有する界面活性剤１２０と、表面に、界面活性剤１２０を担持することが可能な空孔１１１を有する膜１１０と、を有する。
図１Ａは、本発明の一実施形態に係る抗ウイルス機能を有するコーティング膜１００を示す図である。図１Ａに示すように、コーティング膜１００は、基材１０１上に設けられている。コーティング膜１００は、疎水基又は親油基、及び親水基を有する界面活性剤１２０と、表面に、界面活性剤１２０を担持することが可能な空孔１１１を有する膜１１０と、を有する。
【0031】
本発明の一実施形態に係るコーティング膜１００は、様々な基材１０１の表面に設けることができる。基材１０１は、金属、木材、ステンレス、ガラス、又はプラスチックなどの硬い固体であってもよいし、布、ゴムシート、スポンジ、アルミ箔、又は薄い膜状のフィルムなどの変形可能な固体であってもよい。
【0032】
本発明の一実施形態に係るコーティング膜１００において、界面活性剤１２０は、エンベロープ型ウイルス及びノンエンベロープ型ウイルスを破壊する機能を有する。そのため、コーティング膜１００の表面にウイルス又はウイルスを含む飛沫液が付着すると、ウイルスを破壊して不活性化させることができる。つまり、コーティング膜１００は、抗ウイルス機能を有することができる。以下、コーティング膜１００の構成について、詳細に説明する。
【0033】
コーティング膜１００は、少なくとも表面に、界面活性剤１２０を担持することが可能な空孔１１１を有する膜１１０を有する。膜１１０の材質は、表面に界面活性剤１２０を担持することが可能な空孔１１１を有することができることが好ましい。膜１１０の材質として、セラミックス、金属、及び有機樹脂が用いられる。セラミックスとして、ゼオライト、二酸化チタン、酸化亜鉛、及び酸化アルミニウム等が挙げられる。例えば、酸化亜鉛は紫外線を吸収する。そのため、コーティング膜１００を屋外で使用した場合であっても、酸化亜鉛が紫外線を吸収することで、界面活性剤１２０が劣化することを抑制することができる。また、二酸化チタンは、光触媒及び光照射時の親水性により、膜１１０の表面の汚れを分解することができる。金属として、銀、又は銅等の抗菌性金属が挙げられる。有機樹脂として、例えば、熱硬化性樹脂又は光硬化性樹脂等が挙げられる。また、膜１１０として、上記の材質に加えて、抗ウイルス性を有する金属塩、金属水酸化物、又は金属粒子を用いてもよい。
【0034】
膜１１０は、多孔質膜であってもよい。多孔質膜の表面には、界面活性剤１２０を担持することが可能な空孔１１１を有する。ここで、界面活性剤１２０は、空孔１１１に物理吸着されるものである。界面活性剤１２０は、多孔質膜に化学結合するものではない。多孔質膜は、多孔質粒子を堆積することで成膜される。多孔質粒子として、活性炭、ゼオライト、メソポーラスシリカ、メソポーラスアルミナ、多孔質ガラス、ポーラス金属、ポーラス金属錯体、又はアロフェン等、様々な物質を単独又は併用して用いる。
【0035】
多孔質膜は、貫通孔型の多孔質膜であってもよいし、独立孔型の多孔質膜であってもよい。ここで、貫通孔型の多孔質膜とは、空孔１１１が厚み方向に貫通する孔（貫通孔）を含む膜であり、独立孔型の多孔質膜とは、空孔１１１Ａが、球形に近い曲面で囲まれた空孔（独立孔）を含む膜である。なお、空孔１１１Ａは、完全な閉じられた空間ではなく、その一部に細孔が設けられていてもよい。なお、本明細書等において、細孔とは、数１００ｐｍ～数ｎｍ程度の小さい孔径を有する空孔をいう。なお、独立孔型の多孔質膜であっても、膜１１０の表面には、閉じられていない空孔１１１を有していてもよく、空孔１１１に界面活性剤１２０が担持されていればよい。独立孔型のセラミックス多孔質膜では、強度を保ちつつ、表面が削れると界面活性剤１２０を徐放することが可能である。当該多孔質膜は、セラミックスと界面活性剤を含むマイクロカプセルとの複合材料として形成される。
【0036】
図１Ａにおいては、膜１１０として、貫通孔型の多孔質膜を示している。図１Ｂに、膜１１０の一部の領域１６０を拡大した図を示す。膜１１０には、膜の厚み方向に貫通した空孔１１１が設けられている。空孔１１１の内部には、界面活性剤１２０が担持されている。
【0037】
図２Ａは、本発明の一実施形態に係る抗ウイルス機能を有するコーティング膜１００Ａを示す図である。図２Ａにおいては、膜１１０Ａとして、独立孔型の多孔質膜を示している。図２Ｂに、膜１１０Ａの一部の領域１６０Ａを拡大した図を示す。膜１１０Ａには、球形に近い曲面で囲まれた空孔１１１Ａが設けられている。空孔１１１Ａの内部には、界面活性剤１２０Ａが担持されている。
【0038】
膜１１０の表面に設けられた空孔１１１の孔径は、界面活性剤１２０を担持しやすい大きさであることが好ましい。また、空孔１１１の孔径は、ウイルス又は破壊されたウイルスが空孔１１１内に残存しにくい大きさであることが好ましい。さらに、空孔１１１の孔径は、界面活性剤１２０を担持しやすい大きさ、かつウイルス又は破壊されたウイルスが空孔１１１内に残存しにくい大きさであることがより好ましい。界面活性剤１２０を担持するために、例えば、空孔１１１の孔径は、数１００ｐｍ以上５０μｍ以下の範囲であることが好ましい。本明細書等において、孔径とは、空孔を球と仮定した場合、その直径をいう。また、孔径とは、空孔が楕円体である場合には、楕円体の長径をいう。また、孔径とは、空孔が球形でない場合は、球形と仮定した場合、その外径をいう。膜１１０が多孔質膜である場合には、膜１１０表面に設けられた空孔１１１の孔径は、数１００ｐｍ以上５０μｍ以下の範囲であればよく、空孔１１１の孔径は均一でなくてもよい。また、多孔質膜に形成される空孔１１１の空孔率は、例えば、５％以上６０％以下であることが好ましい。
【0039】
膜１１０として多孔質膜を用いる場合、多孔質膜の空孔１１１内に界面活性剤１２０を担持することができる。この場合、膜１１０の中に含まれる界面活性剤１２０の量は、膜１１０の膜厚や空孔率に応じて増加させることができる。膜１１０の膜厚が大きいほど、膜１１０の内部に担持できる界面活性剤１２０の量を増加させることができる。また、膜１１０に形成される空孔１１１の空孔率が大きいほど、膜１１０の内部に担持できる界面活性剤１２０を担持できる量を増加させることができる。一方で、空孔率が大きすぎると膜の耐摩耗性や密着力など機械的強度は低下し、そのため抗ウイルスコーティングとしての実用的か効果は長期にわたり維持できない。このような薬剤の徐放性と膜の耐久性の点から抗ウイルスコーティングとして最適な空孔率を検討した結果、膜の空孔率は、５％～６０％の範囲が好ましいことがわかった。
【0040】
担持量と徐放性に関係する因子は孔径の他に、多孔質膜表面の濡れ性および等電点によっても影響を受ける。濡れ性にも親油性と親水性があり、その程度によって界面活性剤の吸着方向が親油性か親水性のいずれかに変わる。さらに、多孔質膜は表面が酸塩基性を示し、接触する水溶液のｐＨ上昇に応じて水素イオン等を放出し一般に表面の帯電状態が正から負に変化する。この帯電状態が平均してゼロになるｐＨは等電点とよばれ多孔質材料ごとに固有の値となる。多孔質表面の帯電と界面活性剤の帯電の符号が逆であれば静電気的引力により孔内への浸透性を高めることができ徐放速度が遅くなる傾向がある。一方多孔質表面と界面活性剤の帯電が同符号の場合には静電気的反発により細孔に担持し難く徐放速度は高くなる傾向がある。従って適切な担持量と徐放速度の観点で等電点を選択した材料系の使用が望ましい。例えばアルミナの等電点は９付近であり、シリカの等電点は２.５付近であることが知られ、複合材料とすれば中性付近に等電点が定まる。発明者らの検討によれば、ウイルスを含む飛沫液は中性付近であることから、界面活性剤が負帯電であれば中性溶液で正帯電となる等電点が７以上の多孔質材料がより好ましく、界面活性剤が正帯電であれば中性溶液で負帯電となる等電点が７以下の多孔質材料がより好ましい。しかし解離度が低いもしくは中性界面活性剤、あるいは疎水基が大きい界面活性剤の場合は帯電よりも細孔径および多孔質材料表面の親油性の方が担持と徐放にとってより優位な制御因子となる。
【0041】
また、膜１１０は、表面に界面活性剤１２０を担持することが可能な空孔１１１を有することができれば、多孔質膜に限定されない。例えば、膜１１０の表面に空孔１１１が形成されたものであってもよい。膜１１０の表面が、例えば、エッチングによって加工されることで空孔１１１が形成されたものであってもよい。または、膜１１０自体が、ナノインプリントで形成されたものであってもよい。ここで、ナノインプリントとは、微細な凹凸構造をもったモールドを用いて、樹脂が塗布された基材１０１に押し付けて、加熱又は光硬化を行うことで樹脂に微細な凹凸パターンを転写する技術である。ナノインプリントにより、表面に界面活性剤１２０を担持することが可能な空孔１１１を有する膜が形成されてもよい。ここで、表面に界面活性剤１２０を担持することが可能な空孔１１１とは、表面に露出した開口又は凹凸パターンである。ナノインプリントを用いて、空孔１１１を有する膜１１０が形成される場合には、上述した有機樹脂が用いられることが好ましい。このように、膜１１０がエッチングやナノインプリントで加工されたものである場合は、空孔１１１の孔径が５０ｎｍ以上５０μｍ以下の範囲で概ね均一であってもよい。膜１１０の膜厚は、基材１０１の材質や、コーティング膜１００を設ける目的に応じて適宜設定すればよい。
【0042】
膜１１０が有する空孔１１１には、界面活性剤１２０が担持される。本明細書等において、界面活性剤１２０とは、分子内に水になじみやすい部分（親水基）及び油になじみやすい部分（親油基又は疎水基）を持つ物質である。図１Ｃに示すように、界面活性剤１２０は、親水基２１と親油基２２（又は疎水基）を有する。この場合、コーティング膜１００の表面において、ウイルスを破壊することが困難となる場合がある。そのため、コーティング膜１００の表面において、界面活性剤１２０は親水基及び親油基の少なくとも一方が、コーティング膜１００の表面に露出することが好ましい。コーティング膜１００の表面に、界面活性剤１２０の親水基のみが露出していても良いし、または界面活性剤１２０の親油基のみが露出していてもよい。または、界面活性剤１２０の親水基及び親油基の双方が露出していてもよい。界面活性剤１２０の親水基がコーティング膜１００の表面に露出されていると、界面活性剤１２０の親水基がウイルスの親水基に静電気的に引き寄せられること、あるいは接触時の相互作用によりで界面活性剤１２０によってウイルスを破壊する。また、界面活性剤１２０の親油基がコーティング膜１００の表面に露出されていると、界面活性剤１２０の親油基がウイルスの親油基に接触した時に界面活性剤１２０によって相互作用を生じ、結果的にウイルスを破壊する。また、界面活性剤１２０の臨界ミセル濃度は低いことが好ましく、例えば、０．６ｇ／Ｌ以下の物質が好ましい。界面活性剤１２０として、水への溶解度が、例えば、７５０ｇ／Ｌ以下である物質、より好ましくは、１５０ｇ／Ｌ以下である物質が好ましい。
【0043】
界面活性剤１２０の親油基は、炭素数が５以上であり、室温において実質的に蒸発しない有機化合物であることが好ましい。ここで、室温とは、１℃～３０℃の温度の範囲をいう。または、界面活性剤１２０の親油基は、炭素数が５以上であり、少なくとも使用環境下において実質的に蒸発しない有機化合物であることが好ましい。本明細書等において、「実質的に蒸発しない」とは、使用環境下における有機化合物の蒸気圧が無視できるほどに小さいことをいう。ここで、使用環境下とは、－１０℃～５０℃の温度の範囲をいう。
【0044】
界面活性剤１２０の親水基として、例えば、カルボニル基、アゾ基、アミノ基、イミノ基、イミン基、ニトロ基、ニトロソ基、ハロゲン基、チオ基、オキシ基、オキソ基、ホスフィノ基、第４級アンモニウム基、カルボキシ基、スルホ基、ヒドロキシ基、アルデヒド基、アミノ基、シアノ基、アミド基、エステル結合、エーテル結合等が挙げられる。
【0045】
界面活性剤１２０として、テルペノイド、スチルベン、ポリフェノールなどの植物由来の界面活性剤を用いる。
【0046】
テルペン系化合物とは、２つ以上のイソプレン単位（Ｃ５）から構成されており、イソプレン単位の数に応じて、それぞれモノテルペン系化合物（Ｃ１０）、セスキテルペン系化合物（Ｃ１５）、ジテルペン系化合物（Ｃ２０）、セステルテルペン系化合物（Ｃ２５）、トリテルペン系化合物（Ｃ３０）、テトラテルペン系化合物（Ｃ４０）が挙げられる。
【0047】
スチルベンとして、骨格Ｃ６－Ｃ２－Ｃ６が挙げられる。
【0048】
ポリフェノールとして、タンニン、アルカロイド、ポリケチド、フラボノイド、フェニルプロパノイドが挙げられる。
【0049】
界面活性剤１２０として、例えば、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム（ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム）、塩化ベンザルコニウム、デヒドロアビエチン酸、クロルヘキシジン等を用いることが好ましい。
【0050】
以下に、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムを例示する。直鎖アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、特に、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム（分子式：Ｃ１８Ｈ２９ＮａＯ３Ｓ）は、分子量３４８．４８、２０℃における溶解度は１０ｇ／１００ｍＬ～３０ｇ／１００ｍＬ、長さは２ｎｍ～３ｎｍである。直鎖アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムは、溶解度が高く、水中では負に帯電している。
【0051】
【化1】
【0052】
以下に、塩化ベンザルコニウムを例示する。塩化ベンザルコニウム（Ｒ＝Ｃ１３Ｈ２７の場合の分子式：Ｃ２２Ｈ４０ＣｌＮ）は、分子量３５４．０２、２０℃における溶解度は１０ｇ／１００ｍＬ以上、長さは約２．５ｎｍ～３．５ｎｍである。塩化ベンザルコニウムは、溶解度が高く、正に帯電している。
【0053】
【化2】
【0054】
以下に、デヒドロアビエチン酸を例示する。デヒドロアビエチン酸（分子式：Ｃ２０Ｈ２８Ｏ２）は、分子量３００．４４、溶解度は０．４ｍｇ／１００ｍＬ～０．７ｍｇ／１００ｍＬ、長さは１．５ｎｍ～２．５ｎｍ、幅は０．５ｎｍ～１ｎｍである。デヒドロアビエチン酸は、溶解度が低く、負に帯電している。
【0055】
【化3】
【0056】
界面活性剤１２０として、例えば、アビエチン酸を用いる場合、膜１１０中にアビエチン酸化合物を、多く見積もって、例えば、１０ｍｇ／ｃｍ２担持することにより、コーティング膜１００は抗ウイルス効果を発揮することができる。
【0057】
以下に、クロルヘキシジンを例示する。クロルヘキシジン（分子式：Ｃ２２Ｈ３０Ｃｌ２Ｎ１０）は、分子量５０５．４、溶解度は約８０ｍｇ／１００ｍＬ、長さは２．５ｎｍ～３．５ｎｍである。クロルヘキシジンは、溶解度が低く、正に帯電している。
【0058】
【化4】
【0059】
クロルヘキシジンの２０℃における水への溶解度は、上述した通り、８０ｍｇ／１００ｍＬである。一般的に、クロルヘキシジンは、クロルヘキシジングルコン酸塩として用いることが多い。クロルヘキシジングルコン酸塩の２０℃における水への溶解度は、２１００ｍｇ／１００ｍＬ以上であり、クロルヘキシジンの２０℃における水への溶解度よりも高い。したがって、本発明の一実施形態に係るコーティング膜１００の界面活性剤として使用する場合には、クロルヘキシジングルコン酸塩よりも、溶解度が低いクロルヘキシジンを用いることが好ましい。したがって、コーティング膜１００の表面を洗浄しても、クロルヘキシジンが溶け出すことを抑制することができる。これにより、コーティング膜１００のウイルス不活性化効果を長期間にわたって持続させることができる。さらに、クロルヘキシジンは、口腔ケアにも用いられる物質である。そのため、仮に、クロルヘキシジンが水へ溶けだしたとしても、人体への安全性も確保することができる。
【0060】
本発明の一実施形態に係るコーティング膜１００は、エンベロープ型ウイルス及びノンエンベロープ型ウイルスに対して抗ウイルス効果を発揮する。エンベロープ型ウイルスとして、例えば、ＳＡＲＳコロナウイルス、高病原性鳥インフルエンザウイルス、ＭＡＲＳコロナウイルス、エボラウイルス、新型コロナウイルス、天然痘ウイルス、Ｂ型肝炎ウイルス、麻疹ウイルス、及び狂犬病ウイルス等が挙げられる。ノンエンベロープ型ウイルスとして、ノロウイルス、ロタウイルス、ポリオウイルス、及びアデノウイルス等が挙げられる。
【0061】
＜ウイルスを破壊するメカニズム１＞
次に、コーティング膜１００の表面において、エンベロープ型のウイルスを破壊させるメカニズムついて説明する。図３～図４Ｂは、本発明の一実施形態に係るコーティング膜表面におけるエンベロープ型ウイルスを破壊するメカニズムを説明する図である。図３～図４Ｂでは、エンベロープ型ウイルスの一例を示している。
次に、コーティング膜１００の表面において、エンベロープ型のウイルスを破壊させるメカニズムついて説明する。図３～図４Ｂは、本発明の一実施形態に係るコーティング膜表面におけるエンベロープ型ウイルスを破壊するメカニズムを説明する図である。図３～図４Ｂでは、エンベロープ型ウイルスの一例を示している。
【0062】
図３～図４Ｂに示すエンベロープ型のウイルス２００として、コロナウイルスを例に挙げて説明する。ウイルス２００は、プラス鎖一本鎖のＲＮＡ２０１をウイルスゲノムとして有する。ウイルス２００は、エンベロープ２０２（脂質二重膜）、スパイク２０３、及びマトリックス２０４、の主に３つの要素で覆われている。ＲＮＡ２０１は、エンベロープ２０２、スパイク２０３、及びマトリックス２０４によって、その周りが覆われている。
【0063】
図３に、ウイルス２００を含む飛沫液２１０がコーティング膜１００に向かって飛んでいる様子を示す。感染者がくしゃみや咳をすることにより、ウイルス２００を含んだ飛沫液２１０が飛び散る。飛沫液２１０は、水分を含んでいる。その後、飛沫液２１０は、コーティング膜１００に付着する。
【0064】
図４Ａに、ウイルス２００を含む飛沫液２１０がコーティング膜１００に付着した様子を示す。コーティング膜１００の表面にウイルス２００を含む飛沫液２１０が付着すると、飛沫液２１０に含まれる水分によって、コーティング膜１００の表面の空孔１１１に担持された界面活性剤１２０は親水基を有するため、飛沫液２１０中に溶け出してくる。界面活性剤１２０は、飛沫液２１０中を移動してウイルス２００に到達する。
【0065】
図４Ｂに、ウイルス２００が界面活性剤１２０によって破壊される様子を示す。エンベロープ２０２は脂溶性であるので、界面活性剤１２０の親油基２２がウイルス２００のエンベロープ２０２に挿入される。そして、界面活性剤１２０の効果であるエンベロープ２０２の不安定化によって、エンベロープ２０２が破壊される。エンベロープ２０２が破壊されることで、ウイルス２００は感染力を失う。
【0066】
次に、膜１１０の空孔１１１の孔径とウイルスの大きさとの関係について、図５Ａ～図６Ｂを参照して説明する。図５Ａ～図６Ｂは、コーティング膜１００の空孔１１１に担持された界面活性剤１２０によって、ウイルスが破壊されるメカニズムを説明する図である。図５Ａ～図６Ｂは、コーティング膜１００に形成された空孔１１１の一つを拡大した図である。
【0067】
本発明の一実施形態に係るコーティング膜１００において、膜１１０の空孔１１１の孔径は、ウイルスのサイズよりも小さいことが好ましい。例えば、コロナウイルスの径は５０ｎｍ～２００ｎｍであり、インフルエンザウイルスの径は８０ｎｍ～１２０ｎｍである。そこで、図５Ａ～図６Ｂでは、空孔１１１の孔径を５０ｎｍ程度と仮定し、ウイルス２００の径を１００ｎｍ程度と仮定して説明する。
【0068】
膜１１０には空孔１１１が形成されている。膜１１０の表面は、親水性であっても良いし、親油性であってもよい。膜１１０の表面が親水性であるか、親油性であるかは膜１１０の材質によって制御できる。ここでは、膜１１０の表面が親水性である場合において、ウイルス２００が破壊されるメカニズムについて説明する。
【0069】
膜１１０に形成された空孔１１１には、界面活性剤１２０が担持されている（図５Ａ参照）。膜１１０の表面が親水性を有する場合、界面活性剤１２０の親水基が膜１１０の表面と接触し、親油基が露出した状態となる。この状態で、ウイルス２００が空孔１１１に接近すると、界面活性剤１２０の親油基が、ウイルス２００の表面に近づいていく（図５Ｂ参照）。空孔１１１の孔径はウイルス２００の径よりも小さいため、界面活性剤１２０は、ウイルス２００の一部と接触する（図６Ａ）。そして、界面活性剤１２０の親油基は、接触したウイルス２００のエンベロープ２０２の一部を破壊する（図６Ｂ）。
【0070】
このように、空孔１１１の孔径がウイルス２００の径よりも小さい場合、空孔１１１に担持された界面活性剤１２０は、ウイルス２００の一部と接触する。界面活性剤１２０は、部分的にエンベロープ２０２を集中して破壊することができるため、ウイルス２００を破壊するために必要な界面活性剤の量を低減することができる。また、ウイルス２００を破壊するための界面活性剤１２０の使用量を少なくすることができるため、コーティング膜１００の抗ウイルス機能を長期間持続させることができる。
【0071】
また、界面活性剤によって破壊されたウイルスは、コーティング膜の表面に残存する場合がある。空孔の孔径がウイルスのサイズよりも大きい場合、破壊されたウイルスが、空孔の中で凝着する可能性がある。この場合、破壊されたウイルスが空孔内に残存する界面活性剤をふさぐことによって、界面活性剤がコーティング膜の表面に溶出できなくなる可能性がある。これにより、コーティング膜の表面において、ウイルスを破壊する効果が著しく低下するおそれがある。
【0072】
本発明の一実施形態に係るコーティング膜１００において、膜１１０の空孔１１１の孔径は、ウイルスのサイズよりも小さい。この場合、コロナウイルスの径は概ね５０ｎｍ～２００ｎｍであるので、膜１１０の空孔１１１の孔径は、好ましくは５０ｎｍ未満とすることが好ましい。また、インフルエンザウイルスの径は、８０ｎｍ～１２０ｎｍであるので、膜１１０の空孔１１１の孔径は、例えば、８０ｎｍ未満とすることが好ましい。これにより、破壊されたウイルスが空孔１１１内に残存したとしても、空孔１１１の孔径がウイルスサイズよりも充分に小さいため、破壊されたウイルスが空孔１１１内で凝着されることを抑制することができる。したがって、コーティング膜１００の表面を水やアルコールによってふき取ることで、破壊されたウイルスを簡単に除去することが可能となる。よって、コーティング膜１００の表面に、界面活性剤１２０を露出させることができるため、抗ウイルス機能を長期間持続させることができる。
【0073】
また、本発明の一実施形態に係るコーティング膜１００において、膜１１０の空孔１１１の孔径が、ウイルスのサイズの約１０倍よりも大きくてもよい。この場合、コロナウイルスの径は概ね５０ｎｍ～２００ｎｍであるので、膜１１０の空孔１１１の孔径は、例えば、２．０μｍ以上とする。また、インフルエンザウイルスの径は、８０ｎｍ～１２０ｎｍであるので、膜１１０の空孔１１１の孔径は、例えば、１．２μｍ以上とする。これにより、破壊されたウイルスが空孔１１１内に残存したとしても、空孔１１１の孔径がウイルスサイズよりも充分に大きいため、破壊されたウイルスが空孔１１１で凝着されることを抑制することができる。したがって、コーティング膜１００の表面を水やアルコールによってふき取ることで、破壊されたウイルスを簡単に除去することが可能となる。これにより、コーティング膜１００の表面に、界面活性剤１２０を露出させることができるため、抗ウイルス機能を長期間持続させることができる。
【0074】
膜１１０として用いる材料の硬度が高い場合のコーティング膜１００の界面活性剤１２０の持続性について、図７Ａ～図７Ｃを参照して説明する。図７Ａ～図７Ｃは、硬度が高いコーティング膜の経時的変化を説明する模式図である。硬度が高い材料で形成された膜１１０を用いたコーティング膜１００の初期状態を表す図である。硬度が高い材料として、例えば、アルミナ、シリカ、ゼオライトなどのセラミックスを用いることができる。これら材料は単独で用いてもよく、また複合的に用いても良い。セラミックスは、成膜の条件に応じて、膜の緻密さを高めることで、硬度の高い膜１１０を形成することができる。図７Ｂは、コーティング膜１００を使用して一定期間経過後を表す図である。図７Ｃは、コーティング膜１００を使用してさらに一定期間経過後を表す図である。ウイルス及び破壊されたウイルスを除去するために、コーティング膜１００の表面をふき取っていく。膜１１０として用いる材料の硬度が高いため、コーティング膜１００の表面が削られることがない。そのため、コーティング膜１００の耐久性を高めることができる。したがって、コーティング膜１００の抗ウイルス機能の持続性を長期化することができる。また、コーティング膜１００のグリップ感などの質感を保つことができる。
【0075】
次に、膜１１０として用いる材料の硬度が低い場合のコーティング膜１００の界面活性剤１２０の持続性について、図８Ａ～図８Ｃを参照して説明する。図８Ａ～図８Ｃは、硬度が低いコーティング膜の経時的変化を説明する模式図である。図８Ａは、硬度が低い材料で形成された膜１１０を用いたコーティング膜１００の初期状態を表す図である。硬度が低い材料として、例えば、アルミナ、シリカ、ゼオライトなどのセラミックス、又は抗菌性のある銅や銀などの金属を用いることができる。セラミックスは、成膜の条件に応じて、膜の緻密さを低下させることで、硬度の低い膜を形成することができる。図８Ｂは、コーティング膜１００を使用して一定期間経過後を表す図である。図８Ｃは、コーティング膜１００を使用してさらに一定期間経過後を表す図である。ウイルス及び破壊されたウイルスを除去するために、コーティング膜１００の表面をふき取っていく。膜１１０として用いる材料の硬度が低いため、コーティング膜１００の表面が徐々に削られていく。これに伴い、界面活性剤１２０も、膜１１０の表面に露出しやすくなる。したがって、コーティング膜１００の抗ウイルス機能の持続性を長期化することができる。
【0076】
さらに、このような硬度の低いセラミックス材料としては、メゾポーラスシリカやマシナブルセラミックスが適用できる。この場合、図２において説明した独立孔型の多孔質膜であっても、膜１１０として用いる材料が徐々に削られることで、上記独立孔内部に担持された界面活性剤は常に膜１１０表面に現れ、抗ウイルス効果を発現できる。また、ＡＤ法を用いれば、このような多孔質膜を１０μｍ以上の厚さで密着力高く成膜できるため、抗ウイルス性を長時間にわたり発現することも可能になる。
【0077】
また、空孔１１１の孔径と界面活性剤１２０のサイズとの関係から空孔１１１における界面活性剤１２０の担持性について述べる。界面活性剤１２０のサイズは、数ｎｍ程度であるため、空孔１１１の孔径が１０ｎｍ以上あれば、空孔１１１の内部に容易に担持することが可能である。
【0078】
ここで、膜１１０の材料としてゼオライトを用いた多孔質膜の空孔に界面活性剤１２０を担持させる場合について説明する。ゼオライトはセラミックスの一種であり、結晶性アルミノケイ酸塩の総称である。構成元素は、Ａｌ、Ｓｉ、Ｏ、カチオン（陽イオン）であり、ＳｉＯ４とＡｌＯ４の四面体構造を基本としている。これらが複雑かつ規則正しく繋がることで、直径が数１００ｐｍ～数ｎｍの小さな分子とほぼ同じ大きさの細孔が、一次元、二次元、又は三次元に規則的に形成される。
【0079】
ゼオライトの表面は一般的に負に帯電している。また、親水性であることによって、カチオン系の界面活性剤１２０を吸着しやすい。また、他のセラミックスでは、一般に正に帯電しており、親油性であることが多い。その場合は、界面活性剤の親油基を吸着しやすい。これらのセラミックスの組み合わせによって、膜１１０表面に親水基を露出させたり、疎水基を露出させたりするなどの制御が可能となる。また、ゼオライトの細孔は、１ｎｍ程度であるため、金属イオンやかなり小さい界面活性剤しか担持できないが、１ｎｍ未満の界面活性剤１２０であれば担持させることができる。また、ゼオライトの粒子同士の空隙により形成された空孔１１１の孔径を、ウイルスサイズよりも小さくすることで、数ｎｍ程度の界面活性剤を担持させることができる。このように、膜１１０において孔径が１ｎｍ未満の細孔と、孔径が１０ｎｍ以上の空孔とを含めることで、ゼオライトの細孔及びゼオライトの粒子同士の空隙により形成された空孔１１１のそれぞれに合うサイズの界面活性剤を担持させることができる。したがって、コーティング膜１００における界面活性剤１２０の有効表面積を向上させることができる。また、膜１１０に対する界面活性剤１２０の重量比は、５０％以下であることが好ましい。
【0080】
膜１１０の材料としてゼオライトを用いる場合、ゼオライトの細孔が１ｎｍであっても、１ｎｍ未満の小さい界面活性剤１２０であれば担持することができる。界面活性剤１２０のサイズが１ｎｍ未満の界面活性剤１２０として、フェノール、クレゾール、ジクロロベンジルアルコール、アミルメタクレゾール（５－Ｍｅｔｈｙｌ－２－ｐｅｎｔｙｌｐｈｅｎｏｌ）等を用いることができる。
【0081】
フェノールとして、好ましくは以下のフェノールを例示することができる。フェノールの分子量は９４．１１であり、融点は、約４１℃であり、溶解度は約８３ｇ／Ｌである。界面活性剤１２０として、１．５％～２％で手指、皮膚、２％～５％で医療機器、３％～５％で排泄物の処理に適用できる。
【0082】
【化5】
【0083】
クレゾールとして、好ましくは以下のクレゾールを例示することができる。クレゾールの分子量は１０８．１４であり、融点は１１℃～３６℃であり、溶解度は約１９ｇ／Ｌ～２７ｇ／Ｌである。界面活性剤１２０として、０．５％～１％で手指、皮膚、医療機器、排泄物の処理に適用できる。クレゾールの効果は、フェノールと同程度だが、フェノールより安全性が高い。
【0084】
【化6】
【0085】
ジクロロベンジルアルコールとして、好ましくは以下の２，４－ジクロロベンジルアルコールを例示することができる。２，４－ジクロロベンジルアルコールの分子量は１７７．０３であり、融点は５５℃であり、溶解度は約１ｇ／Ｌである。Ｃｌが２、４の位置にあるものが日本国外で医薬品として使用されている。なお、Ｃｌの位置は特に限定されない。ジクロロベンジルアルコールは、のど飴やトローチの口腔内殺菌、抗ウイルス機能を有する。
【0086】
【化7】
【0087】
また、界面活性剤１２０として、上記の有機化合物の大きさよりも大きいアミルメタクレゾール（５－Ｍｅｔｈｙｌ－２－ｐｅｎｔｙｌｐｈｅｎｏｌ）を適用してもよい。以下に、アミルメタクレゾールを示す。アミルメタクレゾールの分子量は１７８．２７であり、融点は２４℃であり、溶解度は約０．１ｇ／Ｌ未満である。アミルメタクレゾールは、のど飴やトローチの口腔内殺菌、抗ウイルス機能を有する。
【0088】
【化8】
【0089】
上述した１ｎｍ程度の有機化合物を、ゼオライトの１ｎｍの細孔に担持させることで、膜１１０に担持できる界面活性剤１２０の量を増加させることができる。また、ゼオライトの粒子同士の空隙に、数ｎｍ程度の界面活性剤１２０を担持させることで、膜１１０に担持できる界面活性剤１２０の量をより増加させることができる。そのため、コーティング膜１００の抗ウイルス効果の持続性を長期化させることができる。
【0090】
【0091】
まず、界面活性剤１２０として、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムを用いる場合について図９Ａ～図９Ｃを参照して説明する。図９Ａは、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムの化学式である。図９Ｂは、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムの模式図である。図９Ｂにおいて、親水基３１、疎水性の大きな構造３２、炭素鎖３３を簡略化して記載している。また、疎水性の大きな構造３２は、ベンゼン環などの大きな構造であり、炭素鎖３３は、炭素が直鎖で２０程度接続している。
【0092】
図９Ｃは、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムがエンベロープ２０２を破壊するメカニズムを説明する図である。直鎖アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムは負に帯電している。そのため、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム１３０がエンベロープ２０２に接近する場合には、膜表層タンパク質の正電荷を利用して接近する（図９Ｃ中矢印の方向）。エンベロープ２０２に使用される脂肪酸（脂肪膜の脂溶性部分）の多くは、炭素鎖が１６～１８であり細長い構造である。また、エンベロープ２０２において、隣同士の分子は化学結合ではなく、疎水的相互作用（ファンデルワールス力）で結合している。そのため、炭素数２０個程度までの直鎖の炭素鎖は、エンベロープ２０２の脂溶性部分にまっすぐに挿入されることで、エンベロープ２０２の構造に影響を与える。続いて、ベンゼン環などの疎水性の大きな構造３２を、エンベロープ２０２の挿入することで、脂質膜表面の安定性を大きく乱すことができる。さらに、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムの親水基３１によって、エンベロープ２０２を不安定化させることができる。
【0093】
なお、界面活性剤１２０として塩化ベンザルコニウムを用いる場合は、正に帯電しているため、エンベロープ２０２の表面の負電荷を利用して接近する。その後のメカニズムは、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムと同様であるため、詳細な説明は省略する。
【0094】
次に、界面活性剤１２０として、デヒドロアビエチン酸を用いる場合について図１０Ａ、図１０Ｂを参照して説明する。図１０Ａは、デヒドロアビエチン酸１４０の化学式である。デヒドロアビエチン酸１４０は、親水基４１と、親油性の大きな構造４２と、親油性の平面構造４３を有している。親油性の大きな構造４２は、六員環である。
【0095】
図１０Ｂは、デヒドロアビエチン酸がエンベロープ２０２を破壊するメカニズムを説明する図である。デヒドロアビエチン酸は負に帯電している。そのため、デヒドロアビエチン酸１４０がエンベロープ２０２に接近する場合には、膜表層のたんぱく質の正電荷を利用して接近する（図１０Ｂ中の矢印の方向）。図９Ｃにおいて説明したとおり、エンベロープ２０２の脂肪酸は細長い構造である。そのため、デヒドロアビエチン酸の親油性の平面構造４３であれば、脂肪酸の間にスムーズに挿入することができる。平面構造４３が脂肪酸の間に挿入することで、脂肪酸の間をより押し広げることができる。続いて、６員環などの親油性の大きな平面構造４３を膜に挿入することで、脂質膜表面の安定性を大きく乱すことができる。さらに、デヒドロアビエチン酸の親水基４１によって、エンベロープ２０２を不安定化させることができる。
【0096】
次に、界面活性剤１２０として、クロルヘキシジンを用いる場合について図１１Ａ～図１２Ｂを参照して説明する。図１１Ａは、クロルヘキシジン１５０の化学式である。図１１Ｂは、クロルヘキシジンの化学式の模式図である。図１１Ｂにおいて、クロルヘキシジンは、多くの正電荷を有する構造５１ａ、５１ｂと、大きな構造５２ａ、５２ｂと、を有している。大きな構造５２ａ、５２ｂは、六員環である。
【0097】
図１２Ａは、クロルヘキシジンがエンベロープ２０２を破壊するメカニズムを説明する図である。クロルヘキシジン１５０はＮを多く含むことで正に帯電している。そのため、クロルヘキシジン１５０がエンベロープ２０２に接近する場合には、エンベロープ２０２表面の負電荷を利用して接近する（図１２Ａ中の矢印の方向）。ただし、エンベロープ２０２の表面に強固に結合するためには、多くの正電荷が必要である。続けて、６員環などの大きな構造５２ａ、５２ｂを膜の表面に挿入し、脂質膜の安定性を大きく乱すことができる。なお、クロルヘキシジンの正電荷と、エンベロープ２０２の表面の負電荷とが強固に結合しているため、クロルヘキシジンをエンベロープ２０２の表面からはがれにくくすることができる。さらに、クロルヘキシジンの親水基によってエンベロープ２０２を不安定化させることができる。
【0098】
図１２Ｂは、クロルヘキシジンが膜たんぱく質（例えば、スパイク２０３等）を破壊するメカニズムを説明する図である。クロルヘキシジンがエンベロープ２０２表面に接近するメカニズムは、図１２Ａにおいて説明した通りである。ただし、エンベロープ２０２の表面に強固に結合するためには、多くの正電荷が必要である。続けて、６員環などの大きな構造５２ａ、５２ｂ及び正電荷の一部はスパイク２０３に結合し、スパイク２０３の安定性を大きく乱す。さらに、クロルヘキシジンの親水基によってエンベロープ２０２を不安定化させることができる。
【0099】
＜ウイルスを破壊するメカニズム２＞
次に、コーティング膜１００の表面において、ノンエンベロープ型のウイルスを破壊させるメカニズムついて説明する。図１３は、本発明の一実施形態に係るコーティング膜１００の表面におけるノンエンベロープ型ウイルスを破壊するメカニズムを説明する図である。図１３では、ノンエンベロープ型ウイルスの一例を示している。
次に、コーティング膜１００の表面において、ノンエンベロープ型のウイルスを破壊させるメカニズムついて説明する。図１３は、本発明の一実施形態に係るコーティング膜１００の表面におけるノンエンベロープ型ウイルスを破壊するメカニズムを説明する図である。図１３では、ノンエンベロープ型ウイルスの一例を示している。
【0100】
図１３に示すノンエンベロープ型のウイルス２００Ａとして、ノロウイルスを例に挙げて説明する。ウイルス２００Ａは、プラス鎖一本鎖のＲＮＡ２１１をウイルスゲノムとして有する。ウイルス２００Ａは、たんぱく質からなるカプシド２２２という外殻によって、ＲＮＡ２１１が覆われた構成である。カプシド２２２の表面は、場所によって親水性（正電荷、負電荷）、親油性を示す。
【0101】
ウイルス２００Ａの一部の領域２５０を拡大して説明する。コーティング膜１００に、ウイルス２００Ａが付着した場合、カプシド２２２の表面が親油基であれば、界面活性剤１２０は、親油基を利用してウイルス２００Ａと相互作用する。また、カプシド２２２の表面が親水基であれば、界面活性剤１２０は、親水基を利用してウイルス２００Ａと相互作用する。このようにして、界面活性剤１２０がカプシド２２２に作用してたんぱく質を変性させることで、ウイルス２００の立体構造が破壊される。これにより、ウイルス２００Ａは、感染力を失う。
【0102】
以上説明した通り、本発明の一実施形態に係るコーティング膜１００によれば、エンベロープ型のウイルス及びノンエンベロープ型のウイルスの双方に対して、抗ウイルス効果を発揮することができる。
【0103】
また、飛沫液２１０に溶け出した界面活性剤により、飛沫液２１０中のウイルス２００、２００Ａの分解、つまり、親油基によるエンベロープの分解及び親水基のたんぱく質への攻撃によるウイルスの分解を両面で進めることができる。さらに、膜１１０表面に界面活性剤１２０が存在することによる濡れ性によって、ウイルス２００、２００Ａが、膜１１０表面に付着すると同時にウイルス２００、２００Ａを消滅させることができる。
【0104】
また、本発明の一実施形態に係るコーティング膜１００の表面は、摩擦係数μ＝１前後である。コーティング膜１００の表面は、ぬめりがなく、ビロードのような肌触りにすることができる。
【0105】
【0106】
図１４Ａは、基材１０１上に、表面に界面活性剤１２０を担持することが可能な空孔を有する膜１１０を形成する工程を説明する図である。ここでは、膜１１０を、エアロゾルデポジション法（Ａｅｒｏｓｏｌ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ：ＡＤ法）を用いて形成する。エアロゾルとは、空気や不活性ガスと微粒子との混合体である。ＡＤ法は、このエアロゾルをノズルから基材に向けて噴射して基材に衝突させ、基材上に微粒子を含む膜を直接成膜する方法である。ＡＤ法によって膜１１０を形成する場合は常温で実行でき、基材１０１を傷めず、原料となる微粒子の性質を損なうことなく成膜を実行することができる。ここでは、ＡＤ法を用いて、ガスの流量として３～２０Ｌ／ｍｉｎ、搬送ガスとして空気又は窒素等を用い、真空度を１００～１０ｋＰａとする。このとき、ガスと混合させる微粒子の粉体粒度は、１００ｎｍ以下の粒子径のものを５％以上含み、平均粒子径は、１００ｎｍ以上１０μｍ以下の粒度分布であることが好ましい。また、微粒子の材質は、一種類に限定されず、複数種を混合してもよい。このようにして形成された膜は、微粒子間に適度な空孔を形成することができる。これにより、基材１０１上に、多孔質膜である膜１１０を形成することができる。ＡＤ法により形成された多孔質膜の膜厚は、例えば、１μｍ～１０μｍである。
【0107】
次に、基材１０１上に形成された膜１１０に界面活性剤１２０を含む溶液に含侵させる。図１４Ｂは、基材１０１に形成された膜１１０に界面活性剤１２０を含む溶液１２１を含侵させた後の様子を説明する図である。ここで、界面活性剤１２０を含む溶液１２１とは、界面活性剤１２０が溶媒に溶解したものである。溶媒として、界面活性剤１２０を溶解可能な水又は有機溶媒を使用する。界面活性剤１２０を含む溶液１２１は、膜１１０表面に形成されている空孔１１１から内部に浸透している。
【0108】
例えば、膜１１０として二酸化チタンを用いる場合、膜１１０に形成される空孔１１１は貫通孔型であり、空孔１１１は、左右に複雑に入り組んだ構造となっている。そのため、界面活性剤１２０は、キャピラリー効果および拡散によって空孔１１１内の奥に浸透する。
【0109】
また、膜１１０としてゼオライトを用いる場合、膜１１９に形成される空孔１１１の孔径は１ｎｍ以下のものと、ウイルスサイズよりも小さい孔径のものとを含む。そのため、それぞれの空孔の孔径に合わせて、界面活性剤１２０として、例えば、サイズが１ｎｍ未満の有機化合物と、サイズが１０ｎｍ未満の有機化合物の用いることができる。この場合、まずはサイズが１ｎｍ未満の有機化合物の界面活性剤１２０を含む溶液に含侵させた後、サイズが数ｎｍの有機化合物の界面活性剤１２０を含む溶液に含侵させてもよい。また、サイズが１ｎｍ未満の有機化合物及びサイズが数ｎｍの有機化合物を混合した界面活性剤１２０を含む溶液に含侵させてもよい。これにより、ゼオライトが有する１ｎｍ程度の細孔にサイズが１ｎｍ未満の界面活性剤が担持され、ゼオライト粒子同士の間隙によって形成される空孔にサイズが数ｎｍ程度の界面活性剤が担持される。
【0110】
最後に、膜１１０中に含まれる界面活性剤１２０を含む溶液１２１の溶媒を蒸発させることで、膜１１０が有する空孔１１１に界面活性剤１２０を担持させる。膜１１０を室温（２５℃）にて大気中で自然乾燥させる。または、界面活性剤１２０及び基材１０１が熱変性を起こさなければ、１００℃以下において加熱処理を行ってもよい。
【0111】
以上の工程により、図１４Ｃに示すように、本発明の一実施形態に係るコーティング膜１００を製造することができる。
【0112】
基材上に多孔質膜を形成する場合に、多孔質粒子とバインダーとを混合して成膜する方法がある。しかしながら、多孔質粒子とバインダーとを混合する場合、多孔質粒子の細孔をバインダーがふさいでしまうため、細孔に吸着できる界面活性剤の量が低減してしまうおそれがある。そのため、基材上に形成する多孔質膜の膜厚が増加してしまう可能性がある。一方、バインダーを用いずに基材に多孔質膜を形成する方法として、相分離を利用して高分子膜を形成する方法や、溶融金属にガスを吹き込むことでポーラス金属膜を形成する方法や、ゾル－ゲル法により多孔質シリカ膜を形成する方法が挙げられる。しかしながら、いずれの方法も特殊な条件が必要であり、素材を変質又は破壊させてしまうおそれがある。
【0113】
これに対し、本発明の一実施形態に係るコーティング膜１００の製造方法によれば、多孔質膜をＡＤ法によって形成している。ＡＤ法を用いることにより、多孔質粒子と多孔質粒子との間で結合させ、多孔質粒子と基材１０１との間で結合させることができる。このように、ＡＤ法を用いることにより、常温で実行でき、素材を傷めず、原料となる多孔質粒子の性質を損なうことなく、且つバインダーを用いることなく、膜１１０として多孔質膜を形成することができる。そのため、基材１０１上に形成する膜１１０の膜厚を不要に増加させることなく、界面活性剤１２０を担持させることができる。また、ＡＤ法により形成された多孔質膜は、粒子の基材への衝突で成膜されるため、吹き付ける原料粒子の硬度と同等かそれ以下の基材硬度にすると、５０ｎｍ～５００ｎｍの厚さのアンカー層が形成される。そのため、多孔質膜の機材に対する密着力は、１０ＭＰａ以上と大幅に向上でき、耐久性の高いコーティング膜となる。
【0114】
＜コーティング膜の製造方法２＞
次に、コーティング膜１００Ａの製造方法について、図１５Ａ～図１５Ｄを参照して説明する。図１５Ａ～図１５Ｄに示す製造方法では、界面活性剤１２０が担持された多孔質粒子１０を用いて多孔質粒子１０を堆積することで、コーティング膜１００を製造する方法について説明する。
次に、コーティング膜１００Ａの製造方法について、図１５Ａ～図１５Ｄを参照して説明する。図１５Ａ～図１５Ｄに示す製造方法では、界面活性剤１２０が担持された多孔質粒子１０を用いて多孔質粒子１０を堆積することで、コーティング膜１００を製造する方法について説明する。
【0115】
まず、多孔質粒子を、界面活性剤１２０Ａを含む溶液に含侵させることで、多孔質粒子に界面活性剤１２０を担持させる。
【0116】
図１５Ａは、界面活性剤１２０が担持された多孔質粒子１０の外観を示す図である。多孔質粒子１０の表面には細孔１１２が複数存在する。多孔質粒子１０の表面及び細孔１１２は、界面活性剤１２０Ａが担持されている。図１５Ｂは、多孔質粒子１０の断面を説明する図である。多孔質粒子１０は、例えばポーラスシリカである。ポーラスシリカの細孔１１２に、界面活性剤１２０Ａが含まれている。なお、界面活性剤１２０Ａは、多孔質粒子１０の細孔に担持されていれば、表面に付着していなくてもよい。多孔質粒子１０の粒度分布は、例えば、平均粒子径が１００ｎｍ以上５０μｍ以下である。細孔１１２に担持される界面活性剤１２０Ａとして、例えば、カチオン界面活性剤を用いることができる。カチオン界面活性剤として、例えば、テトラデシルトリメチルアンモニウムブロミド（以下ＴＴＡＢと略す）、ドデシルトリメチルアンモニウムブロミド（以下ＤＴＡＢと略す）などを用いる。
【0117】
図１５Ｃは、基材１０１上に、多孔質粒子１０をＡＤ法により成膜する工程を説明する図である。ここでは、膜１１０を、ＡＤ法を用いて、ガスの流量として１～１０Ｌ／ｍｉｎ、搬送ガスとして空気又は窒素等を用い、真空度を１００～１０ｋＰａとする。このとき、ガスと混合させる微粒子の粉体粒度は、平均粒子径が１００ｎｍ以上５０μｍ以下の粒度分布であることが好ましい。
【0118】
以上の工程により、図１５Ｄに示すように、本発明の一実施形態に係るコーティング膜１００Ａを製造することができる。
【0119】
基材上に界面活性剤を担持した多孔質粒子を用いて多孔質膜を形成する場合、成膜温度が高くなってしまうと、界面活性剤１２０が蒸発してしまうおそれがある。そのため、基材上に形成された多孔質膜に担持される界面活性剤１２０が減少してしまい、抗ウイルス効果を発揮できなくなる可能性がある。
【0120】
これに対し、本発明の一実施形態に係るコーティング膜１００Ａの製造方法によれば、界面活性剤１２０Ａを担持した多孔質粒子を、ＡＤ法によって成膜している。ＡＤ法を用いることにより、常温にて多孔質膜を成膜することができる。したがって、成膜する工程において、界面活性剤１２０Ａを蒸発させることなく、界面活性剤１２０Ａを担持させたまま多孔質粒子を堆積させることができる。さらに、ＡＤ法によれば、膜１１０を厚く成膜することができるため、その分、界面活性剤１２０の担持量を増加させることができる。
【0121】
さらに、このような界面活性剤を担持した原料粒子をＡＤ法で室温成膜する手法は、図２Ａ、図２Ｂ、及び図８Ａ～図８Ｃにおいて述べた独立孔を有する多孔質膜を用いる際に、多孔膜質膜の表面だけでなく、膜内部にある独立孔内にも界面活性剤を担持させることを可能にする。
【0122】
本発明の一実施形態に係るコーティング膜１００は、下地膜１０２を有していてもよい。図１６Ａは、基材１０１上に設けられたコーティング膜１００Ｂの断面図である。下地膜１０２は、基材１０１と膜１１０との間に設けられる。下地膜１０２は、基材１０１とコーティング膜１００Ａとの間に設けてもよい。図１６Ｂは、基材１０１上に設けられたコーティング膜１００Ｃの断面図である。下地膜１０２Ａは、基材１０１と膜１１０Ａとの間に設けられる。下地膜１０２Ａは、例えば、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルアルコール、ポリアミド樹脂等の有機樹脂、又は金属薄膜を用いる。また、下地膜１０２Ａの膜厚は、５０ｎｍ以上５μｍ以下である。下地膜１０２Ａは、基材１０１上に上述した材料を塗布して硬化することで形成される。ＡＤ法を用いて、膜１１０を形成する場合、膜１１０を形成する表面は硬さを有することが好ましい。そのため、下地膜１０２、１０２Ａがある程度の硬さを有することで、エアロゾルがノズルから基材１０１に向けて噴射されて基材１０１に衝突されたときに、微粒子の構造を適度に変形させて付着することで多孔質膜が形成される。
【0123】
基材１０１と膜１１０との間に下地膜１０２を設けることにより、基材１０１と膜１１０との間に厚さ５０ｎｍ～５００ｎｍ程度のアンカー層が形成され密着性が向上する。ここでいうアンカー層とは、膜１１０を形成する原料粒子が、ＡＤ法により基材に吹き付けられ、衝突した粒子が、粒子と同等か粒子より低い硬度の基材に食い込むことにより形成される凹凸層のことを指す。例えば、コーティング膜１００の表面が機械的にこすられた場合であっても、コーティング膜１００が基材１０１から剥がれ落ちることを抑制することができる。また、コーティング膜１００が柔軟性のある固体に設けられた場合、折り曲げられたりした場合であっても、コーティング膜１００が基材１０１から剥がれ落ちることを抑制することができる。なお、下地膜１０２Ａについても、下地膜１０２によって得られる効果と同様の効果が得られる。
【0124】
また、ガラスや透明な樹脂材料の表面に多孔質膜をセラミック材料で膜をコーティングした場合は、光透過性を付与することは可能だが、多孔質なため入射した光は、空孔内の空気との屈折率差のため散乱し、透明性を有さない。これに対し、屈折率の高い界面活性剤をセラミックス多孔膜に担持させると、光散乱は大幅に抑えられ、目的によっては十分な視認性が得られる程度の透明性を付与することも可能である。
【0125】
例えば、通常、界面活性剤の屈折率は乾燥固体状態あるいは低揮発性で液状でも概ね１．３～１．６になるので、屈折率２．２以下のセラミックス材料で形成され、空孔径が可視光波長以下（３００ｎｍ以下）の微細なサイズの多孔質膜に担持させれば、ＨＡＺＥ値１０％以下の、視認性の高い透明の抗ウイルスコーティングが実現できる。
【0126】
本発明の一実施形態に係るコーティング膜１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃを表面に形成する物品として、例えば、人の手が触れるドアノブ、電気スイッチ、キーボード、手すり、履物や衣類や脇パッドなど人の汗が触れるもの、また、家族感染の原因と指摘のあるトイレの床材や便座、タクシーなど乗用車の座面、浄水やエアコンのフィルター等が挙げられる。また、物品として、電車のシートやつり革、エスカレータのすり、建造物の建材、包装素材等が挙げられる。このように、本発明の一実施形態に係るコーティング膜１００は、多岐にわたる物品に対してコーティングすることが可能である。
【0127】
また、感性拡大防止に有効性が指摘され常態的にエチケットとして広く使われるフェイスマスクは、通常は布や紙などで作られており不透明なため、会話時の相手の表情の読み取りや漏話者の唇の読み取りを妨げるものとしての課題を抱えている。これに対し、本発明で透明な樹脂フィルム上に抗ウイルス性、抗菌性や、その維持性が高いコーティングを施せば、透明性と柔軟性に加え抗ウイルス性、抗菌性を有する素材を提供でき、マスクの唇を囲む領域に部分的に使用すれば、表情の読み取りや会話時の唇の動きを読み取ることができ、その抗菌性からも長時間使用しても安全性が大幅に向上する。
【0128】
本発明の一実施形態に係るコーティング膜１００によれば、人の手が触れるドアノブ、電車のつり革、衣類や履物、トイレの床材など建造物の内装など様々な物品に対して、実用的な質感があり、長期耐久性のある形態で表面に抗ウイルス活性物質を安定的及び持続的にコーティングすることができる。したがって、物品の表面にウイルスが付着して、すぐにアルコールを用いて拭くことが困難な場合であっても、コーティング膜１００に含まれる界面活性剤が作用することで、ウイルスを不活性化することができる。
【0129】
本発明の一実施形態に係るコーティング膜１００には、徐放効果がある。そのため、コーティング膜１００を長期間使用する場合には、膜１１０に界面活性剤１２０を噴霧、塗布、又は含侵することによって、徐放後も同じ方法で膜１１０に界面活性剤１２０を補充することができるため好ましい。
【0130】
以上、本発明の実施形態を詳細に説明したが、特許請求の範囲から逸脱することなく改造、変形及び変更を行うことができることは理解すべきである。
【0131】
本発明において、上述した実施形態によりもたらされる作用効果とは異なる他の作用効果であっても、本明細書の記載から明らかなもの、又は、当業者において容易に予測し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと解される。
【実施例】
【0132】
本実施例では、本発明の一実施形態に係るコーティング膜の抗ウイルス性、耐洗浄性、及び耐摩耗性について検証した結果について説明する。
【実施例1】
【0133】
本実施例では、エンベロープ型ウイルスとしてＡ型インフルエンザウイルスを用いて、ＩＳＯ２１７０２準拠試験を行った結果について説明する。図１７Ａ～図１７Ｄは、ＩＳＯ２１７０２準拠試験の概要を説明する図である。
【0134】
（実施例１）
実施例１として、５ｃｍ×５ｃｍのＳＵＳ基板上に、ＡＤ法によって３μｍのアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）の多孔質膜（ナノポーラス膜）を４ｃｍ×４ｃｍとして形成した。当該多孔質膜に、１２８μｇ／ｃｍ２のクロルヘキシジンを塗布した。実施例１は、コーティング膜に相当する。
実施例１として、５ｃｍ×５ｃｍのＳＵＳ基板上に、ＡＤ法によって３μｍのアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）の多孔質膜（ナノポーラス膜）を４ｃｍ×４ｃｍとして形成した。当該多孔質膜に、１２８μｇ／ｃｍ２のクロルヘキシジンを塗布した。実施例１は、コーティング膜に相当する。
【0135】
本実施例において、クロルヘキシジンの化学式を以下に示す。
【化9】
【0136】
（比較例１）
比較例１として、ＳＵＳ基板（５ｃｍ×５ｃｍ）に、１２８μｇ／ｃｍ２のクロルヘキシジンを塗布した。
比較例１として、ＳＵＳ基板（５ｃｍ×５ｃｍ）に、１２８μｇ／ｃｍ２のクロルヘキシジンを塗布した。
【0137】
次に、ＩＳＯ２１７０２に基づいて抗ウイルス試験を行った概要について説明する。
【0138】
図１７Ａに示すように、試験片３０１（実施例１及び比較例１のそれぞれ）に、１×１０７ＰＦＵ／ｍＬを含むＡ型インフルエンザウイルスのウイルス懸濁液３０２を２５ｃｍ２あたり０．４ｍＬ滴下し、フィルム３０３で覆った。
【0139】
次に、図１７Ｂに示すように、試験片３０１を乾燥を防ぎながら、２５℃で２４時間、静置した。次に、試験片３０１の表面を１０ｍＬのＳＣＤＬＰで洗浄して、残存ウイルスを回収した。次に、ＳＣＤＬＰで回収液の１０倍希釈系列を作成した。
【0140】
次に、図１７Ｃに示すように、各希釈液を、ＭＤＣＫ細胞(イヌ腎細胞)を培養したシャーレ３０５に塗布し、続けて培養した（プラーク法という）。
【0141】
次に、図１７Ｄに示すように、生細胞を染色し、染色されなかった（細胞が死に剥離）領域をカウントした。最後に、カウント数と希釈倍率からウイルス感染価を算出した。
【0142】
ウイルス感染価の算出には下記の式を用いた。
Ｖ＝（１０×Ｃ×Ｄ）／Ａ
Ｖ：試験片１ｃｍ２当たりのウイルス感染価（ＰＦＵ／ｃｍ２）
Ｃ：プラーク数
Ｄ：洗い出し液の希釈倍率
Ａ：試験片とウイルスとの接触面積
Ｖ＝（１０×Ｃ×Ｄ）／Ａ
Ｖ：試験片１ｃｍ２当たりのウイルス感染価（ＰＦＵ／ｃｍ２）
Ｃ：プラーク数
Ｄ：洗い出し液の希釈倍率
Ａ：試験片とウイルスとの接触面積
【0143】
以下の式に従い、抗ウイルス活性値を算出した。
抗ウイルス活性値＝ｌｏｇ（Ｖｂ）－ｌｏｇ（Ｖｃ）
Ｌｏｇ（Ｖｂ）：２４時間後の比較例１の１ｃｍ２当たりのウイルス感染価の常用対数値
Ｌｏｇ（Ｖｃ）：２４時間後の実施例１の１ｃｍ２当たりのウイルス感染値の常用対数値
抗ウイルス活性値＝ｌｏｇ（Ｖｂ）－ｌｏｇ（Ｖｃ）
Ｌｏｇ（Ｖｂ）：２４時間後の比較例１の１ｃｍ２当たりのウイルス感染価の常用対数値
Ｌｏｇ（Ｖｃ）：２４時間後の実施例１の１ｃｍ２当たりのウイルス感染値の常用対数値
【0144】
抗ウイルス活性値が３．０以上の場合、抗ウイルス効果を有していると評価した。
【0145】
表１は、コントロールポリエチレン板と実施例１とを比較した結果をまとめた表である。ここで、不活性化率とは、対照サンプルと試験サンプルのそれぞれの活性のあるウイルス数（ＰＦＵ/ｍＬ）から算出されるウイルスの不活性化の割合をいう。不活性化率の算出には、以下の式を用いた。
【0146】
【数1】
【0147】
【表1】
【0148】
図１８は、時間（ｍｉｎ）と残存ウィルス（ＰＦＵ／ｍＬ）との関係を示すグラフである。実施例１と比較例１とを比較すると、実施例１は、２４時間後における抗ウイルス活性値は≧４．５３、不活性化率≧９９．９９７％以上という、高い抗ウイルス効果が確認された。
【0149】
さらに、実施例１と比較例１を用いて、２時間後における残存ウイルスを測定した。実施例１は、２時間後における抗ウイルス活性値は、３．７であり、不活性化率は、９９．９８％という、高い抗ウイルス効果が確認された。このように、実施例１について、２時間という短時間であっても、高い抗ウイルス効果が得られることが確認された。
【実施例2】
【0150】
次に、実施例１及び比較例１について、水洗浄試験を行った後のクロルヘキシジンの残存量を評価した結果について説明する。
【0151】
実施例１及び比較例１について、１．５ｍｉｎ、５ｍｉｎ、１０ｍｉｎ、３０ｍｉｎ、水溶液中にて超音波洗浄を行った。
【0152】
図１９は、比較例１について超音波洗浄後に、ラマン散乱分光法によりラマンピーク強度を測定した結果である。図２０は、実施例１について超音波洗浄後に、ラマン散乱分光法によりラマンピーク強度を測定した結果である。図１９及び図２０において、矢印で示すピークが、クロルヘキシジン（ＣＨＸ）のラマンピークである。
【0153】
図１９に示すように、比較例１では、０ｍｉｎにおいて、クロルヘキシジンのラマンピークが確認されているが、１．５ｍｉｎ後において、クロルヘキシジンのラマンピークが消失していることが確認された。これに対し、図２０に示すように、実施例１では、１．５ｍｉｎにおいて、クロルヘキシジンのラマンピークが確認されており、さらに、１０ｍｉｎ後においても、クロルヘキシジンのラマンピークを確認することができた。
【実施例3】
【0154】
次に、実施例１について、ボール・オン・ディスク（ＢｏＤ）試験を行った後のクロルヘキシジンの残存量を評価した結果について説明する。ボール・オン・ディスク試験とは、摩擦摩耗試験の一種であり、試験片にボールを一定の荷重と速度で回転接触摺動させ、このときの摩擦力を計測するとともに、所定距離摺動後の摩耗量を測定する方法である。
【0155】
以下に、ボール・オン・ディスク試験における条件を記載する。
ボール材質：タングステン・カーバイド（ＷＣ）
ボール径：２ｍｍ
荷重：５０ｇ
回転直径：２ｍｍ
摺動速度：６０ｒｐｍ
ボール材質：タングステン・カーバイド（ＷＣ）
ボール径：２ｍｍ
荷重：５０ｇ
回転直径：２ｍｍ
摺動速度：６０ｒｐｍ
【0156】
実施例１について、０ｍｉｎ、５ｍｉｎ、３０ｍｉｎ、６０ｍｉｎ、上記の条件にて、ボール・オン・ディスク試験を行った。
【0157】
図２１は、実施例１について、ボール・オン・ディスク試験後に、ラマン散乱分光法によりラマンピーク強度を測定した結果である。
【0158】
図２１に示すように、実施例１では、５ｍｉｎにおいて、クロルヘキシジンのラマンピークが確認されており、さらに、３０ｍｉｎ後においても、クロルヘキシジンのラマンピークを確認することができた。
【0159】
以上説明した通り、実施例１に係るコーティング膜は、界面活性剤として安全性が高いクロルヘキシジンを用いることにより、短期間でウイルスを不活性化することができ、また抗ウイルス性を高くできることが確認された。また、耐久性に優れたポーラス膜によって界面活性剤を担持及び固定化できるため、膜表面の洗浄や、摩耗したとしても、ウイルス不活性化効果が長期に持続させることができることが確認された。
【符号の説明】
【0160】
１０：多孔質粒子、１０１：基材、１０２、１０２Ａ：下地膜、１１０、１１０Ａ：膜、１１１、１１１Ａ：空孔、１１２：細孔、１１３：外殻、１１４：中空、１２０、１２０Ａ：界面活性剤、２１：親水基、２２：親油基、２００、２００Ａ：ウイルス、２０２：エンベロープ、２０３：スパイク、２０４：マトリックス、２１０：飛沫液
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図2A】
【図2B】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図5A】
【図5B】
【図6A】
【図6B】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
【図8A】
【図8B】
【図8C】
【図9A】
【図9B】
【図9C】
【図10A】
【図10B】
【図11A】
【図11B】
【図12A】
【図12B】
【図13】
【図14A】
【図14B】
【図14C】
【図15A】
【図15B】
【図15C】
【図15D】
【図16A】
【図16B】
【図17A】
【図17B】
【図17C】
【図17D】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】