JPH0672033B2 - 微生物にもとづく被害を防止する光ファイバー - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は微生物による被害を防止し、また藻類や貝類等
の付着物を防止するための対策をほどこした通信用光フ
ァイバーおよび光ファイバーケーブルに関するものであ
る。より詳しくは本発明は細菌や真菌（カビ類）の微生
物の作用にもどつく光ファイバーケーブル構成材料の腐
敗や劣化を防止したり、前記付着物の防止対策をほどこ
して伝送損失を少なくする通信用光ファイバーおよび光
ファイバーケーブルに関するものである。

従来技術 光信号を伝送し得る光伝導ファイバーは信号を伝える通
信用途、光をコントロールする工業用途、光を導くディ
スプレーの用途等多岐に亘っている。光信号を伝送する
光伝導ファイバーは高屈折率心線部（コア部）、それを
取り巻く低屈折率部（クラッド部）よりなる。これら
は、さらに被覆されて、単数の光ファイバーあるいは複
数本をまとめて光ファイバーの束として使用される。コ
ア部、クラッド部および被覆材料としてはガラスのよう
な無機物質からアクリル樹脂のような有機物質および他
の種々の有機系の物質が使用されている。例えばコア部
には透明性の高いガラス、メタクリル樹脂（ポリメチル
メタアクリレート）等が、クラッ部には有機系のポリマ
ー（例：フッ素樹脂）が使用される。また被覆材として
は各種のポリマー（例：ポリエチレン、ポリ塩化ビニ
ル）が使用されている。さらに光ケーブルへ水分侵入を
防止するために防水型光ファイバーケーブルにおいては
改質アクリルを始めとして各種の防水材（剤）が使用さ
れる。尚、本明細書においては１本の光ファイバー単体
を「光ファイバー」、光ファイバーの集合体を「光ファ
イバー束」、また鉄線等の強度メンバーをも含むものを
「光ファイバーケーブル」と呼ぶ。

発明が解決すべき課題 上述のような構成をとる光ファイバーは、それの使用条
件によっては温度や湿度の影響を受ける。水分（湿気）
が侵入すると細菌や真菌（カビ類）のような微生物が発
生したり、増殖しやすい状態になる。細菌やカビ類が繁
殖して、これらの微生物がクラッド部やコア部を侵蝕す
ると光ファイバーの光伝導性は劣化して伝送損失が増加
する。従って微生物の繁殖防止対策は温度や湿度の高い
場所で使用される光ファイバーケーブル、特に水中等で
使用される光ファイバーケーブルにおいて使用される光
ファイバーにあっては重要な問題である。また海水や水
中で使用される光ファイバーケーブルにおいては、それ
に藻類や貝類等の付着も考えられる。この点も解決でき
ればさらに好ましいものである。

光ファイバーの微生物対策として、有機系や無機系の抗
菌ないし殺菌剤の使用が考えられる。しかしながら有機
系の抗菌−殺菌剤は、耐熱性、蒸発損失、構造の安定
性、抗菌−殺菌効果の長期間持続性、溶出性等より見て
難点がある。長期に亘り使用される光ファイバーケーブ
ルに使用される場合には使用される抗菌ないし殺菌剤の
物性変化が起こらないこと、また抗菌ないし殺菌効果が
半永久的に持続されることが望ましい。これらの点より
見れば有機系の抗菌ないし殺菌剤は光ファイバーを構成
する材料の微生物による劣化を防止する目的には不適当
である。

課題を解決するための手段 本発明者はシリカゲルまたはアルミナの母体表面に殺菌
作用を有する金属イオンを保持した皮膜を有する抗菌性
組成物を光ファイバーの被覆部や吸水材に混合して使用
すれば、微生物による被害を防止し、併せて藻類、貝類
の付着も少なくできることを見出して本発明に到着し
た。以下に本発明の細部について記載する。

母体表面に殺菌作用を有する金属イオンを保持したアル
ミノ珪酸塩の皮膜を有する抗菌性組成物を含む被覆層を
有する光ファイバーであって、前記母体がシリカゲルお
よびアルミナからなる群より選ばれた少なくともひとつ
の無機物であることを特徴とする微生物にもとづく被害
を防止する光ファイバーを本発明は提供するものであ
る。

なお本願発明で使用されるシリカゲルまたはアルミナ母
体の表面（細孔やマクロ孔の表面）に形成される抗菌な
いし殺菌性の金属を含むアルミノ珪酸塩皮膜は銀、銅、
亜鉛および錫よりなる金属群より選ばれた少なくとも一
種以上の殺菌性の金属を含有していることを特徴とする
ものである。さらに、殺菌作用を有する金属イオンが
銀、銅および亜鉛より選ばれた少なくとも一種以上の金
属イオンと錫とを含有してなる皮膜をシリカゲルやアル
ミナの母体に保持した抗菌性組成物は耐侯（光）性に優
れている。前述のアルミノ珪酸塩皮膜は結晶質および／
または非晶質のアルミノ珪酸塩より構成される。

次に、本発明にかゝるシリカゲルおよびアルミナを母体
とする抗菌性組成物の製造法について説明する。

本発明にかゝるシリカゲルを母体とした抗菌性組成物は
多孔質のシリカゲルをアルカリ溶液とアルミン酸塩溶液
で化学処理を行うことにより得られる。

アルカリ溶液としては例えばNaOH,KOH,LiOHのようなア
ルカリ金属の水酸化物の溶液が用いられ、水溶液相をア
ルカリ性、例えばpHは9.5〜11の範囲に保持して処理が
行われる。一方後者のアルミン酸塩溶液としては例えば
NaAlO₂，KAlO₂，LiAlO₂のようなアルカリ金属のアルミ
ン酸塩溶液が用いられる。なお前記のアルカリ溶液とア
ルミン酸塩溶液を用いたシリカゲルの化学処理は常温ま
たは加温下に行われる。かゝる化学処理によりシリカゲ
ルの毛細孔やマクロ孔表面に存在するSiO₂は反応して、
イオン交換可能な金属を含有するアルミノ珪酸塩の皮膜
が細孔やマクロ孔の活性表面に形成される。なお本発明
のシリカゲルを母体とする抗菌性組成物の細孔容積は少
なくとも0.3cm³/gであって、少なくとも100m²/gの比表
面積を有することが、菌類に対する殺菌速度をより促進
して好ましい抗菌〜殺菌力を発揮するためにも望まし
い。

前記の化学処理を終了したシリカゲルは水洗されて、固
相に存在する過剰のアルカリや金属成分は除去される。
水洗はバッチ法またはカーラム法の何れの方法を適用し
てもよい。次いで抗菌〜殺菌金属イオンを皮膜に保持さ
せるためのイオン交換が行われる。つまり、殺菌作用を
有する金属イオンとしては銀、銅、亜鉛および錫からな
る群より選ばれた金属イオンの単独または２種以上を含
む塩類の中性ないし微酸性液で処理される。前記液とし
ては例えばAgNO₃，Cu(NO₃)₂，AgNO₃−Zn(NO₃)₂のような
硝酸塩、ZnSO₄，SnSO₄，CuSO₄−SnSO₄のような硫酸塩、
AgClO₄，Cu(ClO₄)₂，Zn(ClO₄)₂，のような過塩素酸塩、
ZnCl₂のような塩酸塩、Ag−酢酸塩,Zn−酢酸塩,Cu−酒
石酸塩のような有機酸塩が使用される。さらに殺菌金属
の単独または複数以上をアルミノ珪酸塩皮膜中のイオン
交換可能な金属Ｍ（後述の一般式中のＭ）と、常温また
は加温下で、イオン交換させて、所定量の殺菌金属をイ
オン結合により皮膜中に安定に担持せしめる工程を実施
して本発明のシリカを母体とした抗菌性組成物を調製す
る。前記のイオン交換に際して使用する殺菌性塩類含有
液中には、他の無抗菌性の金属イオンが共存していても
差支えない。皮膜中のイオン交換可能な金属Ｍと殺菌金
属の置換率は殺菌金属を含有する塩類溶液の濃度や組
成、イオン交換時の反応温度や時間等により調節でき
る。アルミノ珪酸塩皮膜の調製条件および殺菌性金属イ
オンのイオン交換条件を調節することにより、殺菌金属
の総量を、例えば0.003〜0.5ミリモル/100m²（但し無水
の抗菌性組成物の表面積100m²基準）に保持することも
可能である。イオン交換時の液性を前記のように調節す
ることにより、シリカゲルの細孔やマクロ孔の活性表面
に形成された抗菌〜殺菌性のアルミノ珪酸塩皮膜中の
銀、銅、亜鉛および錫の殺菌性金属イオンの加水分解に
もとづく生成物、例えば酸化物、塩基性塩等のような生
成物の発生により、形成された抗菌性皮膜が汚染されて
不純となり、その結果抗菌性組成物の本来の抗菌〜殺菌
能が低下する傾向を防止することが可能である。上述の
殺菌性金属イオン含有液のイオン交換の代りに、アルコ
ール類、エステル類等の有機溶媒を用いて、または溶媒
〜水の混合系を用いてイオン交換を実施してもよい。例
えば加水分解を受けやすい殺菌性の金属イオンSn²⁺を皮
膜中のイオン交換可能な金属Ｍとのイオン交換により置
換する際に、メチルアルコール、エチルアルコール等の
アルコール系溶媒を使用すれば、SnO,SnO₂，塩基性錫化
合物等の皮膜への析出を防止することが可能であるので
皮膜の抗菌能を低下される現象を防止することが可能で
ある。次に上記の化学処理を経たシリカゲルは、液中
に殺菌金属イオンが認められなくなるまで、水洗された
後、100°〜110℃で乾燥されて本発明のシリカゲルを母
体とした抗菌性組成物が最終的に調製される。本組成物
の用途により、含水率をさらに低減する必要がある場合
は、減圧乾燥を実施するか、または200°〜350℃に加熱
温度を高めて水分を除去すればよい。

上述のように調製されるシリカゲルを母体とする抗菌性
組成物中の殺菌金属の総量は細菌や真菌に対して好まし
い抗菌〜殺菌力を発揮したり、また防藻効果を上げるた
めには、0.003ミリモル/100m²以上であることが好まし
く、より好ましくは0.005ミリモル/100m²以上〔無水の
抗菌性組成物の表面積100m²基準〕であり、通常は0.03
〜0.5ミリモル/100m²の範囲であればよい。

二種以上の殺菌性金属を複合使用した場合には、その合
計量が上記の範囲にあることが好ましい。

次に本発明にかゝるアルミナを母体とする抗菌性組成物
の調製法について説明する。本発明にかゝる活性アルミ
ナを母体とする抗菌性組成物は、多孔質のアルミナ、好
ましくは活性アルミナをアルカリ溶液とシリカ含有液と
で化学処理を行う工程を経て得られる。アルカリ溶液と
しては、例えばNaOH,KOH,LiOHのようなアルカリ金属の
水酸化物、Ca(OH)₂のようなアルカリ土類金属の水酸化
物やNaOH−Na₂CO₃のような混合系のアルカリ溶液が使用
され、アルミナを含む水溶液相はアルカリ性、好ましく
は強アルカリ性に保持する処理が行われる。一方後者の
シリカ含有液としては、例えばメタ珪酸ナトリウム（Na
₂SiO₃，Na₂SiO₃・９H₂O）、水ガラス（例えばJIS−１〜
３号品）、コロイダルシリカ、シリカゲル、シリカゾ
ル、シリカハイドロゾルのようなシリカ含有液が使用さ
れる。なお前述したアルカリ溶液とシリカ含有液による
アルミナの化学処理は、常温または加温下で、バッチ法
またはカーラム法により実施される。かゝる化学処理に
よりアルミナの表面即ち細孔やマクロ孔表面に存在する
Al₂O₃は反応して、イオン交換可能な金属を含有するア
ルミノ珪酸塩の皮膜が、前記の孔の活性表面に形成され
る。前述の化学処理を終了したアルミナはバッチ法また
はカーラム法で水洗されて固相に存在する過剰のアルカ
リや未反応物質は除去される。次いで殺菌性金属イオン
を皮膜にイオン結合により保持させるためのイオン交換
操作が行われる。この場合、殺菌作用を有する金属イオ
ンとしては、銀、銅、亜鉛および錫からなる群より選ば
れた金属イオンの単独または２種以上を含む塩類の中性
〜微酸性溶液を用いて処理される。前記液としては、例
えば、AgNO₃，Cu(NO₃)₂，AgNO₃−Zn(NO₃)₂のような硝酸
塩、ZnSO₄，SnSO₄，CuSO₄−SnSO₄のような硫酸塩、AgCl
O₄，Cu(ClO₄)₂，Zn(ClO₄)₂のような過塩素酸塩、ZnCl₂
のような塩酸物、Ag−酢酸塩,Zn−酢酸塩,Cu−酒石酸塩
のような有機酸塩の液が使用される。かゝる殺菌性を有
する塩類溶液を用いて、殺菌金属の単独または複数以上
をアルミノ珪酸皮膜中のイオン交換可能な金属Ｍ（後述
の一般式中のＭ）と、常温または加熱下で、イオン交換
させて、所定量の殺菌金属をイオン結合により皮膜中に
安定保持せしめる工程を実施して本発明で使用されるア
ルミナを母体とした抗菌性組成物は調製される。前述の
イオン交換に際して使用される殺菌性金属を含有する塩
類溶液中には、他の無抗菌性の金属イオンが共存してい
ても差支えない。皮膜中のイオン交換可能な金属Ｍと殺
菌性金属の置換率は殺菌金属を含有する塩類溶液の濃度
や組成、イオン交換時の反応条件等により調節できる。
アルミノ珪酸塩皮膜の調製条件および殺菌性金属イオン
のイオン交換条件を調節することにより殺菌金属の総量
を、例えば0.002〜0.5ミリモル/100m²（但し無水の抗菌
性組成物の表面積100m²基準）に保持することが可能で
ある。イオン交換時の液性を前述のように調節すること
により、アルミナの細孔やマクロ孔の活性表面に形成さ
れた抗菌〜殺菌性のアルミノ珪酸皮膜中の銀、銅、亜鉛
および錫の殺菌性金属イオンの加水分解に起因する生成
物、例えば酸化物、塩基性塩等のような生成物の発生に
より形成された抗菌性皮膜が汚染されて不純となり、そ
の結果抗菌性組成物の本来の抗菌〜殺菌能が低下する傾
向を防止することが可能である。上述の殺菌性金属イオ
ン含有液を用いる水溶液のイオン交換の代りに、アルコ
ール類、エステル類等の有機溶媒を用いて、または溶媒
〜水の混合溶媒系を用いてイオン交換を実施してもよ
い。例えば加水分解を受けやすい殺菌性の金属イオンSn
²⁺を皮膜中のイオン交換可能な金属Ｍとのイオン交換に
より置換する際に、メチルアルコール、エチルアルコー
ル等のアルコール系溶媒やアルコール−水系混合溶媒を
使用すれば、SnO,SnO₂，塩基性錫化合物等の皮膜への析
出を防止することができるので、従って皮膜の抗菌能を
低下させる現象を防止することが可能である。次に上記
の化学処理を経たアルミナは液中に殺菌金属イオンが
認められなくなるまで、水洗された後、100°〜110℃で
乾燥されて本発明にかゝるアルミナを母体とした抗菌性
組成物が最終的に調製される。本組成物の用途により、
含水率をさらに低減する必要がある場合は減圧乾燥を実
施するか、または加熱温度をさらに高めることにより水
分を希望値までに除去すればよい。得られるアルミナを
母体とする抗菌性組成物中の殺菌金属の総量は、細菌や
真菌に対して好ましい抗菌〜殺菌力を発揮したり、また
防藻効果を上げるためにも、少なくとも0.002ミリモル/
100m²以上であることが好ましく、より好ましくは0.005
ミリモル/100m²以上（無水の抗菌性組成物の表面積100m
²基準）であり、通常は0.002〜0.5ミリモル/100m²の範
囲であればよい。２種以上の殺菌性金属を複合使用した
場合は、その合計量が上記の範囲にあることが好まし
い。

なお本発明のアルミナを母体とした抗菌性組成物の細孔
容積は少なくとも0.4cm³/gであり、かつ少なくとも80m²
/gの比表面積を有するように調製することが、菌類に対
する殺菌速度を促進したり、また好ましい防藻効果を上
げるためにも必要である。

本発明にかゝわるアルミナならびにシリカゲルを母体と
する抗菌性組成物は上述の方法により調製される。これ
らの抗菌性組成物の調製に際しては、既述のように、ア
ルミナまたはシリカゲルの細孔やマクロ孔表面に、無抗
菌性のアルミノ珪酸塩皮膜を形成せしめ、ついで前記皮
膜中のイオン交換可能な金属と殺菌作用を有する銀、
銅、亜鉛および錫よりなる群より選ばれる少なくとも一
種以上の金属イオンとイオン交換を実施するか、または
殺菌作用を有する銀、銅および亜鉛よりなる群より選ば
れる少なくとも一種以上の金属イオンと錫イオンを含む
溶液のイオン交換を実施することにより、抗菌〜殺菌性
を有するアルミノ珪酸塩の皮膜が形成される。後者の組
合せにより得られる錫と他の殺菌金属を含む皮膜よりな
る抗菌性組成物の耐候性は大きい利点がある。

上述の無抗菌性のアルミノ珪酸塩は下記の一般式で表わ
されるものをいう。

こゝにｘおよびｙはそれぞれ金属酸化物および二酸化珪
素の係数、Ｍはイオン交換可能な金属、ｎはＭの原子
価、ｚは水の分子数を表わす。Ｍは通常Li,Na,Kのよう
な１価の金属であり、またNH₄ ⁺でもよい。さらにこれ
を、例えばMg,Ca,Sr,Ba,Mn,Ni,CoまたはFeのような２価
金属により部分置換または完全置換してもよい。

前述のアルミノ珪酸塩よりなる皮膜は結晶質（ゼオライ
ト）でも非晶質でもよく、また両者が併存していてもよ
い。アルミノ珪酸塩皮膜の厚さおよび組成は、シリカゲ
ルやアルミナ原料物質の物性や使用量、アルカリ濃度、
アルミン酸塩の添加量、反応温度および反応時間等によ
り調節できる。結晶質、非結晶質どちらの場合でもSiO₂
／Al₂O₃モル比は1.4〜40の範囲が好ましい。代表的には
SiO₂／Al₂O₃モル比が1.4〜2.4のＡ型ゼオライト、上記
の比が２〜３のＸ型ゼオライト、３〜６のＹ型ゼオライ
トやSiO₂／Al₂O₃モル比が主として1.4〜30の非晶質アル
ミノ珪酸塩、または前記の結晶質および非晶質アルミノ
珪酸塩混合物が使用される。上記の無抗菌性のアルミノ
珪酸塩よりなる皮膜は、既述したイオン交換法により、
抗菌〜殺菌化される。

次に本発明は、水分侵入防止のために水分吸収材を用い
る光ファイバーにおいて、水分吸収材に銀、銅、亜鉛お
よび錫よりなる金属群より選ばれた少なくとも一種以上
の金属を含有してなる抗菌ないし殺菌性アルミノ珪酸塩
皮膜を有するシリカゲルまたはアルミナを母体とした抗
菌性組成物を含有せしめたものを使用することを特徴と
する微生物による被害を防止する光ファイバーを提供す
るものである。

水分吸収材は水の侵入を防止するために、光ファイバー
ケーブルのスロット（溝）内に入れられて光ファイバー
ケーブルの心線が脱落しないように固定されている。前
記の水分吸収材に抗菌−殺菌性のアルミノ珪酸塩皮膜を
含有するシリカゲルまたはアルミナを母体とした抗菌性
組成物の所定量を含有保持させれば微生物による被害防
止対策が可能である。

本発明で光ファイバーの被覆部の材料や水分吸収材に混
合されて使用されるシリカゲルまたはアルミナを母体と
した抗菌性組成物の毒性は少なく、生体に対する安全性
を、有機系の抗菌剤に比較して極めて高い。また一般細
菌や真菌（カビ類）に対する抗菌−殺菌効果は有機系の
抗菌剤に比較して、より長期（半永久的）に持続する特
徴ががある。従って前述したような抗菌−殺菌性の皮膜
を含有してなるシリカゲルまたはアルミナを母体とした
抗菌性組成物を光ファイバーで使用される被覆部（使用
ポリマー例：ポリエチレン、ポリ塩化ビニル）や水分吸
収材に例えば改質アクリル系吸収材を添加混合して使用
すれば光ファイバーの微生物による繁殖にもとづく腐敗
や劣化を防止して伝送損失を防ぐことが可能である。本
発明の抗菌性光ファイバーの構成を第１図〜３図に示し
た。１はコア部、２はクラッド部であり、３は被覆部で
ある。４は光ファイバー、５は被覆部、６は光ファイバ
ー、および7,8は被覆部である。被覆部に使用する材料
を上述したような抗菌−殺菌性のシリカゲルまたはアル
ミナを母体とした抗菌性組成物を用いて抗菌ないし殺菌
性にすればよい。また水分（湿気）侵入防止のために、
水分を吸収すると膨潤して水の流入を阻止するような光
ファイバーにあっては、水分吸収材（例：高分子水分吸
収材）に前記の抗菌ないし殺菌性組成物を添加・混合し
て使用すれば満足すべき微生物対策が行える利点があ
る。

光ファイバーの被覆部の素材や吸水材に使用される高分
子体の抗菌ないし殺菌化や防カビのために使用される抗
菌ないし殺菌性のシリカゲルまたはアルミナを母体とし
た抗菌性組成物の粒子径については特に制限を加えるも
のではないが、より細かいものが望ましい。それの添加
量は通常0.2〜30％（無水基準）が好ましい範囲であ
り、もっとも好ましい範囲は0.5〜20％（無水基準）で
ある。上記の抗菌−殺菌性の粒子の添加量が0.2％より
少ない添加では細菌やカビに対する効果、特にカビに対
する効果が不充分である。また防藻面から見ても不充分
である。一方添加量が30％より多い領域では効果は飽和
してしまい不変となる。高分子体の物性変化を極力防止
し、かつ充分な殺菌または防カビ効果を上げるために
は、既述のように、抗菌ないし殺菌性の粒子の添加量は
0.5〜20％（無水基準）がもっとも好ましい範囲であ
る。

本発明にかゝる被覆材料は、単独の光ファイバーを被覆
するために用いられるのはもちろん、光ファイバーを複
数本一緒にして束にした後、この束全体を本発明にかゝ
る被覆材料によって被覆しても良い。この際、各光ファ
イバーについては被覆されていてもよいし、被覆されて
いなくてもよい。各光ファイバーが被覆されていない場
合の光ファイバー束の構成を第２図に、被覆されている
場合の光ファイバー束の構成を第３図に示した。上記の
うちのどのような態様においても、本発明にかゝる被覆
材料を使用すれば、微生物による被害を防止できる。

尚、本明細書においては、主として通信用光ファイバー
への適用に関して述べてきたが、例えば装飾用に用いら
れるような単に光を誘導するために用いられる光ファイ
バーにも当然に適用可能である。

作用 本発明にかゝるシリカゲルまたはアルミナを母体とす
る、既述抗菌性組成物およびこれらの組成物を含有して
なる被覆材料（光ファイバー被覆層）のポリマーは以下
のような作用をする。

抗菌性組成物の母体として用いられるシリカゲルやアル
ミナは多孔質であり両者の細孔やマクロ孔（表面）は活
性であるという特徴を有している。そのため、アルミノ
珪酸塩皮膜の形成やイオン交換に際し、化学種や金属イ
オンの拡散が迅速に行われ、化学反応がシリカゲルやア
ルミナ表面で速やかに進行する。

本願で使用するシリカゲルやアルミナを母体とした抗菌
性組成物の有する細孔（ミクロポアー）の大きさは、公
知のアルミノ珪酸塩系（ゼオライト）の抗菌剤に比較し
てより大きいので、本組成物の解離にもとづく殺菌性の
金属イオンは孔内を拡散して容易に菌類と接触しやすい
状態になる。一方公知のアルミノ珪酸塩を母体とする抗
菌性組成物、例えば抗菌性ゼオライトにおいては、それ
の細孔径が小さいので、解離した殺菌性の金属イオンの
拡散に時間がかゝり、場合によっては、菌類との接触が
不可能になることもあった。従って、多孔質のアルミノ
珪酸塩粒子を用いて見かけの比表面積を増大させても実
質的に殺菌金属と菌とが接触しうる面積はさして増大せ
ず、抗菌性能も期待されるほどには増大しなかった。つ
まり、殺菌金属が母体の表面に存在していても菌と接触
できないデッドスペースが存在していたのである。

本発明にかゝるシリカゲルまたはアルミナを母体とする
抗菌性組成物ではこのようなことはなく、母体の表面に
存在するすべての殺菌金属が菌と接触可能であり、有効
に作用する。

さらに、本発明では母体たるシリカゲルやアルミナを殺
菌金属で置換されたアルミノ珪酸塩の抗菌層で被覆して
いるので、内部に存在し菌と接触することのない、いわ
ば無駄な殺菌金属の量は大幅に減少した。

以上の二つの要因のために、殺菌金属の有効利用率、す
なわち、使用した金属に対する表面に存在する金属の割
合が著しく向上し、少ない使用量で優れた抗菌性能を得
ることができる。

従って上記のシリカゲルまたはアルミナを母体とする抗
菌性組成物を光ファイバーで防菌・防カビ対策を必要と
する材料に混合すれば、材料を抗菌ないし殺菌化して光
ファイバーの微生物にもとづく腐敗や劣化を防止して、
それの寿命を恒久化して伝送損失を防止することができ
る。

本発明は実施態様として下記各項に記載された態様のも
のを含む。

1.母材表面に殺菌作用を有する金属イオンを保持したア
ルミノ珪酸塩の皮膜を有する抗菌性組成物を含む被覆層
を有する光ファイバーであって、前記母体がシリカゲル
およびアルミナからなる群より選ばれた少なくともひと
つの無機物であることを特徴とする微生物にもとづく被
害を防止する光ファイバー。

2.殺菌作用を有する金属イオンが銀、銅、亜鉛および錫
よりなる群より選ばれた少なくとも一種以上の金属イオ
ンを含有してなる前記第１項記載の微生物にもとづく被
害を防止する光ファイバー。

3.殺菌作用を有する金属イオンが銀、銅および亜鉛より
なる群より選ばれた少なくとも一種以上の金属イオンと
錫イオンを含有してなる前記第１項記載の微生物にもと
づく被害を防止する光ファイバー。

4.殺菌作用を有する金属イオンを保持したアルミノ珪酸
塩の皮膜が非晶質および／または結晶質よりなる前記第
１項ないし第３項のいづれかに記載の微生物にもとづく
被害を防止する光ファイバー。

5.シリカゲルを母体とする抗菌性組成物中に含まれる抗
菌ないし殺菌金属の合量が少なくとも0.003ミリモル/10
0m²（無水基準）以上である前記第１項から第４項記載
の微生物にもとづく被害を防止する光ファイバー。

6.アルミナを母体とする抗菌性組成物中に含まれる抗菌
ないし殺菌金属の合量が少なくとも0.002ミリモル/100m
²（無水基準）以上である前記第１項から第４項記載の
微生物にもとづく被害を防止する光ファイバー。

7.光ファイバーの被覆部の素材や吸水材に使用される高
分子体に添加、混合されるシリカゲルまたはアルミナを
母体とする抗菌性組成物が、前記高分子体に対して、0.
2〜30％（無水基準）であることを特徴とする前記第１
項から第６項記載の微生物にもとづく被害を防止する光
ファイバー。

8.水分侵入防止のために水分吸収材を用いる光ケーブル
において、水分吸収材に対して、銀、銅、亜鉛および錫
よりなる金属群より選ばれた少なくとも一種以上の金属
を含有してなるアルミノ珪酸塩の皮膜を有するシリカゲ
ルまたはアルミナを母体とした抗菌性組成物を含有せし
めたものを使用することを特徴とする微生物にもとづく
被害を防止する光ファイバー。

9.アルミノ珪酸塩の皮膜を有する、シリカゲルを母体と
した抗菌性組成物中に含まれる抗菌ないし殺菌金属の合
量が少なくとも0.003ミリモル/100m²（無水基準）以上
である前記第８項記載の微生物にもとづく被害を防止す
る光ファイバー。

10.アルミノ珪酸塩の皮膜を有するアルミナを母体とし
た抗菌性組成物中に含まれる抗菌ないし殺菌金属の合量
が少なくとも0.002ミリモル/100m²（無水基準）以上で
ある前記第８項記載の微生物にもとづく被害を防止する
光ファイバー。

11.光ファイバーの被覆部材料に無機系の抗菌ないし殺
菌性の金属を含有してなるアルミノ珪酸塩の皮膜を有す
るシリカゲルまたはアルミナを母体とした抗菌性組成物
を含む被覆材料により被覆されており、個々の光ファイ
バーが被覆され、または被覆されていない微生物にもと
づく被害を防止する光ファイバー束。

12.抗菌ないし殺菌性の金属を含むアルミノ珪酸塩の皮
膜が銀、銅、亜鉛および錫よりなる金属群より選ばれた
少なくとも一種以上の金属を含有してなる前記第11項記
載の微生物にもとづく被害を防止する光ファイバー束。

13.アルミノ珪酸塩の皮膜を有するシリカゲルを母体と
した抗菌性組成物中に含まれる抗菌ないし殺菌金属の合
量が少なくとも0.003ミリモル/100m²（無水基準）以上
である前記第11項ないし第12項記載の微生物にもとづく
被害を防止する光ファイバー束。

14.アルミノ珪酸塩の皮膜を有するアルミナを母体とし
た抗菌性組成物中に含まれる抗菌ないし殺菌金属の合量
が少なくとも0.002ミリモル/100m²（無水基準）以上で
ある前記第11項ないし第12項記載の微生物にもとづく被
害を防止する光ファイバー束。

15.水分侵入防止のために水分吸収材を用いる光ケーブ
ルにおいて、水分吸収材に対して、銀、銅、亜鉛および
錫よりなる金属群より選ばれた少なくとも一種以上の金
属を含有してなるアルミノ珪酸塩の皮膜を有するシリカ
ゲルまたはアルミナを母体とした抗菌性組成物を含有せ
しめたものを使用することを特徴とする微生物にもとづ
く被害を防止する光ファイバー束。

光ファイバーの被覆部の素材に使用される有機物質（ポ
リマー）の抗菌化ないし殺菌化および防カビ方法と、得
られたポリマーの抗菌力試験について述べる。抗菌力試
験に際しては噴霧法（スプレー法）とカビ抵抗性試験が
実施されて抗菌力が評価された。

噴霧法による抗菌力の試験法 菌液の調製…普通寒天培地で37℃,18時間培養した試験
菌をリン酸緩衝溶液 に浮遊させ細菌（黄色ブドウ球菌Staphylococcusaureus
または大腸菌escherichia coil）の胞子数約10⁸個/mlの
懸濁液を調製し、これを適時希釈して試験に供した。

噴霧法による試験法…アルコール綿で洗浄した試験片
（50×50mm）の表面に菌液を一定量噴霧してから35℃で
保存した。試験片上の菌液を洗い出して、この洗い出し
液について菌数測定を行った。

なお培地としてはMueller Hinton 2 （BBL）が使用され
た。

カビ抵抗性評価の試験法 カビ抵抗性評価の試験はASTM G−21の試験法に準じて実
施された。培地の組成としてはKH₂PO₄（0.7g），K₂HPO₄
（0.7g），MgSO₄・７H₂O（0.7g），NH₄NO₃（1.0g）,NaC
l（0.005g），FeSO₄・７H₂O（0.002g），ZnSO₄・７H₂O
（0.002g），MnSO₄・７H₂O（0.001g），寒天（15g）お
よび純水1000mlよりなる培地が使用された。試験菌とし
てはAspergillus niger（ATCC 9642）、Penicillium fu
niculosum（ATCC 9644）、Chaetomium globosum（ATCC
6205）、Trichoderma T−１（ATCC 9645）およびAureob
asidium pullulans（ATCC 9348）の５種を用い、これら
の菌を混合接種した。培養は相対湿度85〜95％で30日間
実施して試験結果の評価を下記の５段階に別けて行っ
た。

次に本発明にかゝる参考実施例ならびに実施例について
述べるが、本発明はその要旨を越えぬ限り、本実施例に
限定されるものではない。

参考実施例−１ 本例はシリカゲルを母体とし、殺菌金属として銀と亜鉛
を複合させた本発明の抗菌性組成物の調製例に関するも
のである。

シリカゲル〔豊田（株）の球状シリカゲル（比表面積45
0m²/g;細孔径60A;細孔容積0.75cm³/g;粒子径40meshパ
ス）〕約1.3kgに対して脱塩水2.5lが添加され、次いで
混合液は400〜450rpmで攪拌されて均質のスラリー液と
された。これに対して、0.5N水酸化ナトリウム溶液が徐
々に加えられて最終的にスラリー液のpHが9.5〜10.0に
なるように調節された。上記のスラリー液に対して0.27
モル/lの濃度のアルミン酸ナトリウム水溶液約2.6lが加
えられた後、スラリー液は20°〜23℃で約15時間、450
〜500rpmで攪拌されてシリカゲルの細孔表面へアルミノ
珪酸塩の皮膜形成が行われた。次いで過が行われ、得
られた固相は水洗されて、固相に存在する過剰のアルカ
リや未反応のアルミン酸ナトリウムは除去された。この
場合の水洗時の液のpHは約９に保持された。前記の水
洗終了済みの固相に対してAgNO₃−Zn(NO₃)₂混合液（AgN
O₃およびZn(NO₃)₂として、それぞれ0.6Mおよび0.2Mを含
有する水希釈液;pH＝4.1）が添加され、得られた混合液
は、20°〜21℃に保持され、約15時間に亘り450〜500rp
mで連続攪拌された。上記のイオン交換反応を実施し
て、殺菌性の銀および亜鉛を含有する抗菌性組成物は調
製され、次いでこれは過された後水洗されて固相に存
在する過剰の銀および亜鉛は除去された。水洗品は100
°〜110℃で乾燥されて本発明のシリカゲルを母体と
し、殺菌金属として銀および亜鉛を含有する抗菌性組成
物が調製された。

参考実施例−１で試作された抗菌性組成物の比表面積は
319m²/g（BETのN₂ガス吸着による測定値）であり、細孔
容積は0.67cm³/gであり、また銀および亜鉛の定量値は
それぞれ3.79％および0.83％（無水基準）であった。参
考実施例−１で得られた抗菌性組成物（無水基準）の表
面積100m²当りの銀および亜鉛量はそれぞれ0.11ミリモ
ルおよび0.04ミリモルであった。

実施例−１ 本例は光ファイバーの被覆部（第１図〜３図）の素材に
使用されるポリ塩化ビニル（PVC）を、殺菌金属として
銀と亜鉛とをイオン結合により保持した抗菌性アルミノ
珪酸塩の皮膜を有するシリカゲルを母体とした抗菌性組
成物の微粉末を用いて、抗菌ないし殺菌化した、いわゆ
る抗菌〜殺菌性のPVCポリマーの試作とそれの抗菌試験
に関するものである。

参考実施例−１で得られたシリカゲルを母体とする抗菌
性組成物（比表面積319m²/g;細孔容積0.67cm³/g;Ag＝0.
11ミリモル/100m²;Zn＝0.04ミリモル/100m²）の微粉砕
品（平均粒子径D_aV＝８μｍ）を加熱活性化して、その
中の水分が２％以下になるように調製された。上記処理
を経た抗菌性組成物の微粉末を、PVC100部と可塑剤DOP4
5部を加えて得られた混合物に対して添加して、前者の
含有量が混合物全体に対して５％になるように調製され
た。次いで前記混合物は昇温されて約150℃に保持さ
れ、ミキシングロールを用いて錬り込み（Kneading）が
行われて均質化されてから、厚さ約3mmのシート状に成
型された。さらに前記のシートは切断されて小試験片
（PVC−１＆2:50×50mm;厚さ約3mm）とされ、これを用
いて抗菌力の評価試験が実施された。なお前記の方法に
準じて空試験用の小試験片（PVC−BL−１＆2:50×50mm;
厚さ約3mm）も調製された。

噴霧法（スプレー法）による抗菌力の試験結果を表−２
に示した。シリカゲルを母体とした抗菌性組成物（参考
実施例−１）を含有するPVC検体（PVC−１＆２）は、Es
cherichia coilやStaphylococcus aureusのような細菌
に対して優れた殺菌力を発揮している。一方、抗菌剤無
添加の空試験用の検体（PVC−BL−１＆２）では前記の
ような細菌に対して全く抗菌〜殺菌効果は見られない。

実施例−２ 本例は光ファイバーの被覆部（第１図〜３図）の素材に
使用されるポリマーの典型例として低密度ポリエチレン
（LDPE）を選び、これを殺菌金属として銀と銅を複合保
持させた抗菌性アルミノ珪酸塩の皮膜を有するアルミナ
（活性アルミナ）を母体とした抗菌性組成物を用いて抗
菌ないし殺菌化した、いわゆる抗菌ないし殺菌性のLDPE
ポリマーの試作とそれの抗菌力試験に関するものであ
る。

本例においては、活性アルミナを母体とする抗菌性組成
物（比表面積203m²/g;細孔容積0.63cm³/g;Ag＝0.14ミリ
モル/100m²;Cu＝0.06ミリモル/100m²）の微粉砕品（D_aV
＝９μｍ）は加熱活性化されて水分が３％以下になるよ
うに調製された。前記の処理を経た活性アルミナを母体
とする抗菌性組成物の活性化粉末は粒状のLDPEに添加さ
れ、前者の含有量が全混合物に対して、４％になるよう
に調整された。次いで混合物は加熱されて熔融状態に保
持され均質化された後、常法により成型されて100×100
0mm（厚さ約2mm）のプレート状の成型体にされた。これ
は切断されて小試験片（LDPE−１＆2;50×50mm;厚さ約2
mm）とされ、これを用いて抗菌力の評価が行われた。な
お前記の成型法に従って空試験用の試験片（LDPE−BL−
１＆2:50×50mm;厚さ約2mm）も調製された。

噴霧法による抗菌力の評価結果を表−３に記載した。活
性アルミナを母体とした抗菌性組成物を含有するLDPE−
１＆２検体は、Escherichia coilやStaphylococcus aur
eusのような細菌に対して、優れた殺菌力を示してお
り、一方空試験用のLDPE−BL−１＆２検体は前記の細菌
に対して全く抗菌力を発揮していないことは表−３の結
果より明白である。

実施例−３ 本例は、光ファイバーの被覆部（第１図〜３図）の素材
に使用される抗菌ないし殺菌性ポリマーのカビ抵抗性試
験に関するものである。

実施例−１（PVC関連）および実施例−２（LDPE関連）
で試作された抗菌ないし殺菌性ポリマーの成型体は切断
されて、それぞれ小試験片PVC−３およびLDPE−３（50
×50mm）が調製された。これらの試験片を用いて、既述
した方法に従って、カビ抵抗性試験が実施された。得ら
れた結果を表−４に示した。

シリカゲルを母体とした抗菌性組成物（Ａ）を５％含有
する抗菌ないし殺菌性のPVC−３ポリマーでは試験片の
表面全域に亘りカビの発生は認められず、評価値は０で
あった。一方空試験用のPVC−BL−３（抗菌剤無添加）
では評価値は３であり、検体表面積の30〜60％に亘って
カビの発生が確認された。

次に活性アルミナを母体とした抗菌性組成物（Ｂ）を４
％含有する抗菌ないし殺菌性のLDPE−３検体の表面には
カビの発生は認められず、それの評価値は０であり、一
方空試験用の検体LDPEBL−BL−３（抗菌剤無添加）では
評価値は１であり、試験片の表面積10％以下に亘ってカ
ビの発育が確認された。

以上のカビ抵抗性試験の結果より、シリカゲルまたはア
ルミナを母体とした抗菌性組成物を含有する、抗菌ない
し殺菌性ポリマーは優れたカビ抵抗性を示すことは明ら
かである。

実施例−４ 本例は光ファイバーの素材に使用される抗菌ないし殺菌
性ポリマーの海水浸漬試験に関するものである。

実施例−２で試作されるアルミナ（活性アルミナ）を母
体とする抗菌性組成物４％を含有する抗菌ないし殺菌性
のLDPEポリマー成型体（100×1000mm;厚さ約2mm）は切
断されて、海水浸漬用の試験片（LDPE−D:30×1000mm;
厚さ約2mm）に調製された。なお前記と同一形状の空試
験用の試験片（LDPE−Ｄ−BL;抗菌剤無添加）も調製さ
れた。

これらの試験片は６ケ月海水（大阪湾）中に浸漬され
て、藻類、貝類等の付着試験が行われた。６ケ月の期間
経過後に前記の試験片は引上げられ付着物の状態が観察
された。空試験用のLDPE−Ｄ−BL試験片には、藻類は全
表面に亘って驚く程多量に付着しており、さらに小さな
フジツボ等の貝類も可成りの量が付着していることが確
認された。一方抗菌ないし殺菌性のLDPE−Ｄポリマー試
験片の藻類の付着は全表面積の約10％以下であり、それ
の付着量も空試験用の試験片に比較して驚くべき程少量
であることが認められた。またLDPE−Ｄに対するフジツ
ボ等の貝類の付着はLDPE−Ｄ−BLのそれに比較して少な
く、前者に対する貝類の付着量は後者のそれの約13％以
下であった。

以上の海水浸漬実験より本発明にかゝわる抗菌ないし殺
菌性ポリマーは藻類等の付着防止に有効であることがわ
かる。

本願発明より通信用光ファイバーおよび光ファイバーケ
ーブルの微生物による被害を防止することが可能とな
り、また藻類や貝類等の付着を軽減する効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかゝる光ファイバーの構成を示す図、 第２図は、被覆していない光ファイバーを束にし、被覆
した本発明にかゝる光ファイバー束の構成を示す図、 第３図は、被覆した光ファイバーを束にし、さらに被覆
した本発明にかゝる光ファイバー束の構成を示す図であ
る。 符号の説明 １……コア部、２……クラッド部 ３……被覆部、４……光ファイバー ５……被覆部、６……光ファイバー 7,8……被覆部

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】母体表面に殺菌作用を有する金属イオンを
   保持したアルミノ珪酸塩の皮膜を有する抗菌性組成物を
   含む被覆層を有する光ファイバーであって、前記母体が
   シリカゲルおよびアルミナからなる群より選ばれた少な
   くともひとつの無機物であることを特徴とする微生物に
   もとづく被害を防止する光ファイバー。
2. 【請求項２】前記殺菌作用を有する金属イオンが銀、
   銅、亜鉛および錫よりなる群より選ばれる少なくとも一
   種以上の金属イオンである請求項１記載の光ファイバ
   ー。
3. 【請求項３】前記殺菌作用を有する金属イオンが銀、銅
   および亜鉛よりなる群より選ばれる少なくとも一種以上
   の金属イオンと錫イオンとを含む請求項１記載の光ファ
   イバー。
4. 【請求項４】シリカゲルおよびアルミナからなる群より
   選ばれた少なくともひとつの無機物の表面に殺菌作用を
   有する金属イオンを含むアルミノ珪酸塩の皮膜を有する
   抗菌性組成物を含む被覆材料により被覆されており、個
   々の光ファイバーが被覆され、または被覆されてない微
   生物にもとづく被害を防止する光ファイバー束。
5. 【請求項５】前記殺菌作用を有する金属イオンが銀、
   銅、亜鉛および錫よりなる群より選ばれる少なくとも一
   種以上の金属イオンである請求項４記載の光ファイバー
   束。
6. 【請求項６】前記殺菌作用を有する金属イオンが銀、銅
   および亜鉛よりなる群より選ばれる少なくとも一種以上
   の金属イオンと錫イオンとを含む請求項４記載の光ファ
   イバー束。