JP7229215B2 - 抗ウィルス部材 - Google Patents
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Description
近年また、病原体である種々の微生物を媒介とした感染症が短時間で急激に広がる、いわゆる「パンデミック」が問題になっており、SARS(重症急性呼吸器症候群)や、ノロウィルス、鳥インフルエンザ等のウィルス感染による死者も報告されている。
さらに、特許文献3には、亜酸化銅と還元性を有する糖からなる抗ウィルスコート剤が開示されている。
また、低コストで塗工性の高い抗微生物部材が望まれていた。
本発明の抗微生物部材は、基材表面に抗微生物成分を含むバインダ硬化物が固着形成されてなり、上記バインダ硬化物を含む基材表面のJIS Z 8741に準拠した光沢度が、45%未満であることを特徴とする。
本発明の抗微生物部材における抗微生物特性の中で、特に抗ウィルス、抗カビに有効であり、抗ウィルスが最も高い活性を持つ。
すなわち、本発明の抗微生物部材は、拭き取り処理がなされる態様で使用されることが望ましい。また、本発明は、本発明の抗微生物部材が、拭き取り処理がなされる態様での使用であってもよい。
さらに、微生物活性を有するバインダ硬化物が凹凸形状で形成されているため、ウィルス等の微生物が凹凸形状の凹部にトラップされやすく、ウィルス等の微生物を確実に失活させられる。上記光沢度は、特に10%以上、45%未満が好ましい。拭き取り清掃などの摩耗の力が働いた場合でも、抗ウィルス性能などの抗微生物性能を維持できるだけの耐久性を発揮できるからである。
なお、本発明において、上記光沢度は、JIS Z 8741(1997)に準じて測定し得られる値であり、測定機器としては、具体的に、コニカミノルタ製 CM-25cGを用いることができる。上記光沢度を測定する際の測定光の入射角度は60°で測定する。光沢度の表記は(%)とする。
なお、本発明の抗微生物部材において、上記バインダ硬化物が膜状に基材表面に固着してなる場合、上記膜表面に研磨処理やブラスト処理、賦形板を用いた転写処理などを行い、凹凸形状を形成して光沢度を調整することが好ましい。
また、上記バインダ硬化物は、バインダ硬化物が形成された領域とバインダ硬化物が形成されていない領域とが混在して設けられた状態のバインダ硬化物と、島状に形成されたバインダ硬化物とが混在していてもよい。
具体的には、X線光電子分光分析法により、925~955eVの範囲にあるCu(I)とCu(II)に相当する結合エネルギーを5分間測定することで算出される、上記銅化合物中に含まれるCu(I)とCu(II)とのイオンの個数の比率(Cu(I)/Cu(II))が1.0~4.0であると、より抗微生物性能に優れた抗微生物部材となる。
また、本発明は、本発明の抗微生物部材が、拭き取り処理される態様での使用でもある。
以下、本発明の抗微生物部材について詳細に説明する。
本発明の抗微生物部材は、基材表面に抗微生物成分を含むバインダ硬化物が固着形成されてなり、上記バインダ硬化物を含む表面のJIS Z 8741に準拠した光沢度が、45%未満であることを特徴とする。上記バインダ硬化物は、膜状に基材表面に固着してなるか、島状に分散して基材表面に固着されてなるか、もしくは基材表面に上記バインダ硬化物が形成された領域と上記バインダ硬化物が形成されていない領域が混在して設けられており、抗微生物部材表面に凹凸が形成される。本発明においては、バインダ硬化物は、基材表面の10%以上、95%以下を覆っていることが望ましい。
なお、本発明の抗微生物部材において、上記バインダ硬化物が膜状に基材表面に固着してなる場合、上記膜表面に研磨処理やブラスト処理、賦形板を用いた転写処理などを行い、凹凸形状を形成して光沢度を調整することが好ましい。
図2(a)及び(b)に示す本発明の抗微生物部材20では、基材21の表面に、抗微生物のバインダ硬化物22が島状に形成されている。
また、本発明の抗微生物部材を構成する基材となる部材も、特に限定されるものではなく、タッチパネルの保護用フィルムやディスプレイ用のフィルムであってもよく、建築物内部の内装材、壁材、窓ガラス、手すり等であってもよい。また、ドアノブ、トイレのスライド鍵などでもよい。さらに事務機器や家具等であってもよく、上記内装材の外、種々の用途に用いられる化粧板等であってもよい。
上記化粧板に使用する基板は、特に限定されるものではなく、一般的に化粧板に使用されるコア紙やマグネシアセメント等の不燃板等を使用することができる。コア紙は単独でもよく複数枚のコア紙を積層した積層体としてもよい。コア紙の枚数は特に限定されないが、1~20枚とすることができる。コア紙としては、例えば、水酸化アルミニウム抄造紙を使用することができる。コア紙には、フェノール樹脂を含浸させることができる。また、コア紙とマグネシアセメント不燃板を積層させて基板とすることもできる。
なお、填料とは紙に添加して、白色度や平滑度を調整するための無機粒子(フィラー)であり、炭酸カルシウム、タルク、クレーおよびカオリンから選ばれる少なくとも1種以上が望ましい。填料は無機粒子であるため、填料の含有量は紙の重量と紙を強熱して残存する灰分の重量から計算することができる。
上記バインダ硬化物中には、上記した無機系抗微生物剤が1種類のみ含まれていてもよく、2種類以上の無機系抗微生物剤が含まれていてもよく、上記した有機系抗微生物剤が1種類のみ含まれていてもよく、2種類以上の有機系抗微生物剤が含まれていてもよい。さらに、上記バインダ硬化物中には、上記無機系抗微生物剤と上記有機系抗微生物剤とが2種類以上含まれていてもよい。
バインダ硬化物中には、銀、銅、亜鉛及び白金の粒子が単独で含まれていてもよく、銀、銅、亜鉛及び白金のうち、2種類以上の金属粒子が含まれていてもよく、例えば、銀、銅、亜鉛及び白金のうち、少なくとも2種を含む合金の金属粒子が固定されていてもよい。
上記銅のカルボン酸塩としては、酢酸銅(II)、酢酸銅(I)、シュウ酸銅(I)、安息香酸銅(II)、フタル酸銅(II)等が挙げられる。
上記銅の錯体としては、例えば、アセチルアセトンと銅との錯体、5-メチル-2,4-ヘキサンジオン等のβジケトンと銅との錯体、銅(I)(1-ブタンチオレート)、銅(I)(へキサフルオロペンタンジオネートシクロオクタジエン)等が挙げられる。
上記銅の水溶性無機塩としては、例えば、硝酸銅(II)、硫酸銅(II)等が挙げられる。その他の銅化合物としては、二価の銅化合物が望ましく、例えば、銅(II)(メトキシド)、銅(II)エトキシド、銅(II)プロポキシド、銅(II)ブトキシド等が挙げられる。未硬化のバインダ中に銅化合物(II)を添加して、重合開始剤によって銅化合物を一価に還元することが望ましい。
ビニル基を有するモノマーの重合体は、付加重合で合成されるので水などの副生成物がなく、透明度の高い抗微生物樹脂を得ることができる。このため、基材の意匠性に与える影響を小さくすることができる。
スチレン、メタクリル酸、メタクリル酸エステル、ジビニルベンゼン、トリビニルベンゼンは、特に透明度の高い抗微生物樹脂を得ることができる。また、ジビニルベンゼン、トリビニルベンゼンは、モノマーに添加することによって架橋し、三次元網目構造を形成することができる。三次元網目構造を形成することによって、分解しにくくなり、耐久性を高くすることができる。
上記一般式(1)で表されるビス型ピリジニウム塩において、X-としては、例えば、Cl-、Br-、I-等が挙げられる。
R1、R2は、炭素数1~20のアルキル基が好ましく、上記アルキル基は、側鎖を有していてもよい。
上記一般式(1)中、R3で表される有機基は、-CO-O-(CH2)6-O-CO-、-CONH-(CH2)6-CO-、-NH-CO-(CH2)4-CO-NH-、-S-Ph-S-、-CONH-Ph-NHCO-、―NHCO-Ph-CONH-、-O-(CH2)6-O-または-CH2-O-(CH2)4-O-CH2-(但し、Phは、フェニレン基を表す。)で表されるものであることが望ましい。
上記ビス型キノリニウム塩としては、一般式(3)~一般式(10)で表されるビス型ピリジニウム塩を構成する下記の一般式(13)に表されるピリジニウム基を、一般式(14)に示すキノリウム基に置換した化学構造を有するビス型キノリニウム塩が挙げられる。上記ビス型キノリニウム塩において、他の置換基等は、一般式(3)~一般式(10)で表されるビス型ピリジニウム塩と同様である。
本発明の抗微生物部材では、上記抗微生物成分として、無機系抗微生物剤及び有機系抗微生物剤からなる群から選択される少なくとも1種と、バインダである有機バインダ、無機バインダ、有機・無機ハイブリッドのバインダ及び電磁波硬化型樹脂の少なくとも1種と、を混合したものを硬化させることにより、バインダ硬化物を得ることができる。
未硬化の電磁波硬化型樹脂であるモノマー又はオリゴマーと重合開始剤と各種添加剤と抗微生物成分とを含んだ抗微生物組成物を用いて基材表面に液滴を形成した後、電磁波を照射することにより、重合開始剤は、開裂反応、水素引き抜き反応、電子移動等の反応を起こし、これにより生成した光ラジカル分子、光カチオン分子、光アニオン分子等が上記モノマーや上記オリゴマーを攻撃してモノマーやオリゴマーの重合反応や架橋反応が進行し、抗微生物成分を含むバインダ硬化物が形成される。このような反応により生成する本発明のバインダ硬化物を構成する樹脂を電磁波硬化型樹脂という。
本発明においては、重合開始剤は、銅に対する還元剤として使用することができる。
このため、無機バインダ、銅化合物および分散媒からなる抗微生物組成物に重合開始剤を添加してもよい。
重合開始剤としては、光重合開始剤であることが望ましい。
重合開始剤により、銅(II)を銅(I)に還元することができる。
銅(I)の方が銅(II)よりも抗微生物性能が高ため、重合開始剤により、抗微生物組成物の抗微生物性能を高くすることができるのである。
また、電磁波硬化型樹脂に限らず、無機バインダ、銅化合物および分散媒からなる抗微生物組成物に重合開始剤を添加してもよい。
上記ポリエステル樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)等が挙げられる。
アルキッド樹脂としては、ポリエステルアルキッド樹脂等が挙げられる。
これらの樹脂は、透明性を有するとともに、基材に対する密着性にも優れる。
無機バインダと抗微生物成分と必要により各種添加剤や分散媒とを混合して抗微生物組成物を用いて基材表面に液滴を形成した後、乾燥させることにより、抗微生物成分を含むバインダ硬化物(無機バインダの硬化物)が形成される。
上記無機バインダは、分散媒として、水を用いたものと有機溶媒を用いたものが存在するので、添加する抗微生物成分の種類を考慮して、無機バインダを選択することができ、抗微生物成分が均一に分散した上記抗微生物組成物を得ることができる。
具体的には、画像解析・画像計測ソフトウェアを備えた走査型顕微鏡やレーザー顕微鏡を用いることにより、又は、走査型顕微鏡、レーザー顕微鏡で得られた画像を画像解析・画像計測ソフトウェアを用いて画像解析等を行うことにより、上記したバインダ硬化物の基材表面に平行な方向の最大幅やその厚さの平均値を求めることができる。
上記算術平均粗さ(Ra)は、東京精密製の接触式表面粗さ測定機であるHANDYSURFを用い、8mmの測定長さで測定することにより得ることができる。
上記抗微生物部材を製造する際には、まず、基材の表面に、抗微生物成分と未硬化のバインダと分散媒と重合開始剤とを含む抗微生物組成物を散布する散布工程を行い、続いて必要に応じて、上記散布工程により基材表面に散布された上記抗微生物組成物を乾燥させて上記分散媒を除去する乾燥工程を行い、最後に上記乾燥工程で分散媒を除去した上記混合抗微生物組成物中の上記未硬化のバインダを硬化させる硬化工程を行い、基材の表面に抗微生物成分を含むバインダ硬化物が基材表面に固着し、バインダ硬化物が基材表面の一部が露出するように被覆している抗微生物部材を得ることができる。バインダの硬化は、乾燥と同時でもよい。上記抗微生物成分としては、二価の銅化合物であることが望ましい。重合開始剤によって銅(II)を銅(I)に還元して、銅(II)と銅(I)を共存させることができるからである。
本発明の抗微生物部材を製造する際には、まず、散布工程として、基材の表面に、抗微生物成分と未硬化のバインダと分散媒と重合開始剤とを含む抗微生物組成物を散布する。
また、基材となる部材も、特に限定されるものではなく、建築物内部の内装材、壁材、窓ガラス、ドア等であってもよい、事務機器や家具等であってもよく、上記内装材の外、種々の用途に用いられる化粧板等であってもよい。
上記無機系抗微生物剤は、銀、銅、亜鉛、白金、亜鉛化合物、銀化合物、銅化合物、金属もしくは金属酸化物が担持された金属酸化物触媒、金属イオンでイオン交換されたゼオライト、及び、銅の錯体からなる群から選択される少なくとも1種であることが望ましく、上記有機系抗微生物剤は、抗微生物樹脂、スルホン酸系界面活性剤、銅のアルコキシド、及び、ビス型第四級アンモニウム塩からなる群から選択される少なくとも1種であることが望ましい。
上記散布方法としては、例えば、スプレー法、二流体スプレー法、静電スプレー法、エアロゾル法等が挙げられる。
本発明において、二流体スプレー法とは、スプレー法の一種であり、高圧の空気などのガスと抗微生物組成物とを混合した後、ノズルから霧の状態で噴霧し、基材表面に上記抗微生物組成物の液滴を付着させることをいう。
本発明において、静電スプレー法とは、帯電した抗微生物組成物を利用する散布方法であり、上記したスプレー法により抗微生物組成物を霧の状態で噴霧するが、上記抗微生物組成物を霧状にするための方式には、上記抗微生物組成物を噴霧器で噴霧するガン型と、帯電した抗微生物組成物の反発を利用した静電霧化方式があり、さらに、ガン型には帯電した抗微生物組成物を噴霧する方式と、噴霧した霧状の抗微生物組成物に外部電極からコロナ放電で電荷を付与する方式とがある。霧状の液滴は、帯電しているため、基材表面に付着し易く、良好に上記抗微生物組成物を、細かく分割された状態で基材表面に付着させることができる。
本発明において、エアロゾル法とは、金属の化合物を含む抗微生物組成物を物理的及び化学的に生成した霧状のものを対象物に吹き付ける手法である。
上記散布工程により基材の表面に散布された抗微生物成分と未硬化のバインダと分散媒と重合開始剤とを含む抗微生物組成物を乾燥させ、分散媒を蒸発、除去し、抗微生物成分を含むバインダ硬化物を基材表面に仮固定させるとともに、バインダ硬化物の収縮により、抗微生物成分をバインダ硬化物の表面から露出させることができる。
無機バインダ、銅化合物、分散媒および必要に応じて加えられる重合開始剤からなる抗微生物組成物の場合は、乾燥により分散媒を除去することで無機バインダの硬化が進行する。この抗微生物組成物の場合は、乾燥工程と硬化工程が同時に進行する。
乾燥条件としては、60~100℃、0.5~5.0分が望ましい。
上記の抗微生物部材を製造する際には、硬化工程として、上記乾燥工程で分散媒を除去した抗微生物組成物中の上記未硬化の電磁波硬化型樹脂であるモノマーやオリゴマーに電磁波を照射して上記未硬化のバインダを硬化させ、バインダ硬化物とする。
本発明の抗微生物部材の製造方法において、未硬化のバインダが電磁波硬化型樹脂である場合は、硬化のために照射する電磁波としては、特に限定されず、例えば、紫外線(UV)、赤外線、可視光線、マイクロ波、電子線(Electron Beam:EB)等が挙げられるが、これらのなかでは、紫外線(UV)が望ましい。
これらの工程により、基材表面に抗微生物成分を含むバインダ硬化物が基材表面に固着し、かつ、上記バインダ硬化物は、基材表面の一部を露出するように被覆している本発明の抗微生物部材を製造することができる。
本発明の抗微生物部材では、X線光電子分光分析法により、925~955eVの範囲にあるCu(I)とCu(II)に相当する結合エネルギーを5分間測定することでCu(I)とCu(II)の共存が確認されることが望ましい。
また、X線光電子分光分析法により、925~955eVの範囲にあるCu(I)とCu(II)に相当する結合エネルギーを5分間測定することで算出される、上記銅化合物中に含まれるCu(I)とCu(II)とのイオンの個数の比率(Cu(I)/Cu(II))は、0.4~50であることが望ましい。
また、Cu(I)の銅は、Cu(II)の銅と比較して抗微生物性により優れているため、第1の本発明の抗微生物部材において、X線光電子分光分析法により、925~955eVの範囲にあるCu(I)とCu(II)に相当する結合エネルギーを5分間測定することで算出される、上記銅化合物中に含まれるCu(I)とCu(II)とのイオンの個数の比率(Cu(I)/Cu(II))が1.0~4.0であると、より抗微生物に優れた抗微生物部材となる。Cu(I)とCu(II)を共存させることで、Cu(I)とCu(II)それぞれ単独で存在する場合に比べて、抗微生物活性が高いからである。
スプレーガンを用いて噴射する場合は、スプレーガンのエアー圧力やスプレー塗布幅、スプレーガンの移動速度、塗液の噴出速度、塗布距離を変化させることにより、バインダ硬化物の被覆率を調整できる。
(1)酢酸銅の濃度が1.75wt%になるように、酢酸銅(II)・一水和物粉末(富士フィルム和光純薬社製)を純水に溶解させた後、マグネチックスターラーを用い、600rpmで15分撹拌して酢酸銅水溶液を調製した。紫外線硬化樹脂液は、光ラジカル重合型アクリレート樹脂(ダイセル・オルネクス社製 UCECOAT7200)と光重合開始剤(IGM社製 Omnirad500)と光重合開始剤(IGM社製 Omnirad184)とを重量比97:2:1で混合し、ホモジナイザーを用い、8000rpmで30分間撹拌して調製した。上記1.75wt%酢酸銅水溶液と上記紫外線硬化樹脂液を重量比1.9:1.0で混合し、マグネチックスターラーを用い、600rpmで2分撹拌して抗微生物組成物を調製した。
なお、IGM社製のOmnirad500は、BASF社のIRGACURE500と同じもので、1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトン(アルキルフェノン)とベンゾフェノンとを重量比1:1で含む混合物である。この光重合開始剤は、水に不溶であり、紫外線により還元力を発現する。また、光重合開始剤(IGM社製 Omnirad184)は、1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトン(アルキルフェノン)であり、光重合開始剤としては、アルキルフェノンとベンゾフェノンとを重量比で2:1の割合で含む混合物である。
(実施例2)
実施例1の抗微生物組成物を黒色光沢メラミン基板に刷毛で膜状に塗布した後、この黒色光沢メラミン基板を80℃で3分間乾燥させ、さらに紫外線照射装置(COATTEC社製 MP02)を用い、30mW/cm2の照射強度で80秒間紫外線を照射して、紫外線硬化樹脂を硬化させ、実施例2に係る抗微生物部材を得た。
分散媒を含んだ状態で30.0g/m2に相当する抗微生物組成物をスプレーガンを用いて黒色光沢メラミン基板表面に付着させた以外は実施例1と同様にして実施例3に係る抗微生物部材を得た。
(実施例4)
分散媒を含んだ状態で20.0g/m2に相当する抗微生物組成物をスプレーガンを用いて黒色光沢メラミン基板表面に付着させた以外は実施例1と同様にして実施例4に係る抗微生物部材を得た。
(実施例5)
(1)光ラジカル重合型アクリレート樹脂(ダイセル・オルネクス社製UCECOAT7200)と光重合開始剤(IGM社製 Omnirad500)と光重合開始剤(IGM社製 Omnirad184)とを重量比97:2:1で混合し、ホモジナイザーを用いて、8000rpmで10分間撹拌して紫外線硬化樹脂液を調製した。なお、IGM社製 Omnirad500は、BASF社のIRGACURE500と同じもので、1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトン(アルキルフェノン)とベンゾフェノンの1:1の混合物である。この光重合開始剤は、水に不溶性であり、紫外線を吸収することで還元力を発現する。また、光重合開始剤(IGM社製 Omnirad184)は、1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトン(アルキルフェノン)であり、光重合開始剤としては、アルキルフェノンとベンゾフェノンとを重量比で2:1の割合で含む混合物である。
(2)水とビス型第四級アンモニウム塩(1,1′-ジデシル-3,3′-[ブタン-1,4-ジイルビス(オキシメチレン)]ジピリジニウム=ジブロミド)と上記紫外線硬化樹脂液を重量比19:0.51:10で混合し、マグネチックスターラーを用い、600rpmで2分撹拌して抗微生物組成物を調製した。
(3)ついで、500mm×500mmの大きさの黒色光沢メラミン板上に、7.5g/分の噴出速度で分散媒を含んだ状態で18.0g/m2に相当する抗微生物組成物をスプレーガン(明治機械製作所製 FINERSPOT G12)を用い、0.1MPaのエアー圧力、30cm/秒のストローク速度で霧状に散布し、抗微生物組成物の液滴を黒色光沢メラミン板表面に島状に散在させた。
(4)この後、黒色光沢メラミン板を80℃で3分間乾燥させ、さらに紫外線照射装置(COATTEC社製 MP02)を用い、30mW/cm2の照射強度で80秒間紫外線を照射することにより、基材である黒色光沢メラミン基板表面にビス型第四級アンモニウム塩を含むバインダ硬化物が固着した抗微生物部材を得た。
(1)光ラジカル重合型アクリレート樹脂(ダイセル・オルネクス社製UCECOAT7200)と光重合開始剤(IGM社製 Omnirad500)と光重合開始剤(IGM社製 Omnirad184)とを重量比97:2:1で混合し、ホモジナイザーを用いて、8000rpmで10分間撹拌して紫外線硬化樹脂液を調製した。なお、IGM社製 Omnirad500は、BASF社のIRGACURE500と同じもので、1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトン(アルキルフェノン)とベンゾフェノンの1:1の混合物である。この光重合開始剤は、水に不溶性であり、紫外線を吸収することで還元力を発現する。また、光重合開始剤(IGM社製 Omnirad184)は、1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトン(アルキルフェノン)であり、光重合開始剤としては、アルキルフェノンとベンゾフェノンとを重量比で2:1の割合で含む混合物である。
(2)水とビス型第四級アンモニウム塩(1,1′-ジデシル-3,3′-[ブタン-1,4-ジイルビス(オキシメチレン)]ジピリジニウム=ジブロミド)と上記紫外線硬化樹脂液を重量比19:0.51:10で混合し、マグネチックスターラーを用い、600rpmで2分撹拌して抗微生物組成物を調製した。
(3)ついで、500mm×500mmの大きさの黒色光沢メラミン板上に、抗微生物組成物をバーコータにて黒色光沢メラミン板表面に膜状に塗布した。
(4)この後、黒色光沢メラミン板を80℃で3分間乾燥させ、さらに紫外線照射装置(COATTEC社製 MP02)を用い、30mW/cm2の照射強度で80秒間紫外線を照射することにより、基材である黒色光沢メラミン基板表面にビス型第四級アンモニウム塩を含むバインダ硬化物が固着した抗微生物部材を得た。次に、♯100のアルミナ粒子を用いてショットブラスト処理を行い、光沢度を10%に調整した。
分散媒を含んだ状態で15.0g/m2に相当する抗微生物組成物をスプレーガンを用いて黒色光沢メラミン基板表面に付着させた以外は実施例1と同様にして試験例1に係る抗微生物部材を得た。
(1)塩化銅(I)の濃度が0.34wt%になるように、塩化銅(I)粉末(富士フイルム和光純薬社製)を純水に懸濁させた後、マグネチックスターラーを用い、600rpmで15分撹拌して塩化銅懸濁液を調製した。上記0.34wt%塩化銅(I)懸濁液とポリビニルアルコールとを重量比1.9:1.0で混合し、マグネチックスターラーを用い、600rpmで2分撹拌して抗微生物組成物を調製した。
(2)ついで、300mm×300mmの大きさの黒色光沢メラミン化粧板を用意し、霧吹きを用いて上記抗微生物組成物をこの黒色光沢メラミン化粧板表面に、当該抗微生物組成物の硬化物が固着した黒色光沢メラミン化粧板表面の光沢度が35%になるよう吹き付けた。
(3)この後、抗微生物組成物が付着したガラス板を室温で24時間乾燥させ、基材であるガラス板表面にその表面の一部が露出するように塩化銅(I)を含むバインダ硬化物が固着形成された抗微生物部材を得た。
(1)オレイン酸カリウム50.0gを水2000gに加熱溶解し、これに17.7%硝酸銅水溶液82.5gを添加し、オレイン酸銅の懸濁液を得た。この懸濁液を吸引ろ過により懸濁粒子を分取し、これを水で洗浄した後、真空乾燥を行うことにより、オレイン酸銅45.7gを得た。攪拌機を備えた1L容の4ツ口フラスコに、有機溶媒としてメチルイソブチルケトン500gを入れ、これにメタクリル酸メチル42.5gとジエチレングリコールジメタクリレート4.5gを添加溶解させ、次に、この溶液に上記のオレイン酸銅10.8gを添加して懸濁液とし、更に重合触媒として熱重合開始剤である過酸化ベンゾイル0.5gを添加して、抗微生物組成物とした。
(2)次いで、300mm×300mmの大きさの黒色光沢メラミン化粧板ガラス板を用意し、上記抗微生物組成物を黒色光沢メラミン基板上に霧吹きを用いて、当該抗微生物組成物の硬化物が固着した黒色光沢メラミン化粧板表面の光沢度が35%になるよう吹き付けた。
(3)この後、抗微生物組成物が付着した黒色光沢メラミン化粧板を、窒素置換により脱気を行いながら60℃に加熱し、10時間の加熱重合反応を行い、塩化銅(II)を含むバインダ硬化物が固着形成された抗微生物部材を得た。
♯100のアルミナを用いたショットブラスト処理に代えて、平均粒子径2μmのダイヤモンドスラリーを用いた研磨粗化処理を行い、表面の光沢度を47%に調整した以外は実施例6と同様にして試験例4に係る抗微生物部材を得た。
黒色光沢メラミン基板上に、抗微生物組成物を付着させなかった。
Cu(I)とCu(II)のイオンの個数の比率は、X線光電子分光分析法(XPS分析法)により計測した。測定条件は以下の通り。
・装置:アルバックファイ製 PHI 5000Versa probeII
・X線源:Al Kα 1486.6eV
・検出角:45°
・測定径:100μm
・帯電中和:有り
-ワイドスキャン
・測定ステップ:0.8eV
・pass energy:187.8eV
-ナロースキャン
・測定ステップ:0.1eV
・pass energy:46.9eV
測定時間は5分で、Cu(I)のピーク位置は、932.5eV±0.3eV、Cu(II)のピーク位置は933.8eV±0.3eVであり、それぞれのピークの面積を積分して、その比率からCu(I)/Cu(II)を得た。
光沢度は、JIS Z 8741(1997)に準じて測定した。測定機器は、コニカミノルタ製 CM-25cGを用いて行った。測定光の入射角度は60°で測定した。光沢度の表記は(%)とする。
実施例1、2、3、4、5、6及び、試験例1、2、3、4で得られた抗微生物部材、並びに、比較例1で用いた黒色光沢メラミン基板に対し、水道水を染み込ませたマイクロファイバークロスを用いて、150Paの圧力で11000回の拭き取り処理を実施した。以下の抗ウィルス評価、抗菌評価、抗カビ評価は、この拭き取り処理後の抗微生物部材に対して行った。
この抗ウィルス試験は以下のように実施した。
実施例、及び、試験例で得られた抗微生物部材、並びに、比較例で用いた黒色光沢メラミン基板における拭き取り処理後の抗ウィルス性を評価するために、JIS Z 2801 抗菌加工製品-抗菌性試験方法・抗菌効果を改変した手法を用いた。
改変点は、「試験菌液の接種」を「試験ウィルスの接種」に変更した点である。ウィルスを使用することによる変更点についてはすべてJIS L 1922繊維製品の抗ウィルス性試験方法に基づき変更した。
測定結果は実施例1、2で得られた抗微生物部材についてJIS L 1922付属書Bに基づき、大腸菌への感染能力を失ったファージウィルス濃度をウィルス不活度として表示する。
ここで、ウィルス濃度の指標として、大腸菌に対して不活性化されたウィルスの濃度(ウィルス不活度)を使用し、このウィルス不活度に基づいて抗ウィルス活性値を算出した。
(1)実施例、及び、試験例で得られた抗微生物部材、並びに、比較例で用いた黒色光沢メラミン基板について、当該抗微生物部材、及び、当該黒色光沢メラミン基板を1辺50mm角の正方形に切り出して試験試料とした。この試験試料を滅菌済プラスチックシャーレに置き、試験ウィルス液(>107PFU/mL)を0.4mL接種する。試験ウィルス液は108PFU/mLのストックを精製水で10倍希釈したものを使用した。
(2)対照試料として50mm角のポリエチレンフイルムを用意し、試験試料と同様にウィルス液を接種した。
(3)接種したウィルスの液の上から40mm角のポリエチレンを被せ、試験ウィルス液を均等に接種させた後、25℃で所定時間反応させた。
(4)接種直後または反応後、SCDLP培地10mLを加え、ウィルス液を洗い流した。
(5)JIS L 1922付属書Bによってウィルスの感染値を求めた。
(6)以下の計算式を用いて抗ウィルス活性値を算出した。
Mv=Log(Vb/Vc)
Mv:抗ウィルス活性値
Log(Vb):ポリエチレンフイルムの所定時間反応後の感染値の対数値
Log(Vc):試験試料の所定時間反応後の感染値の対数値
参考規格 JIS L 1922、JIS Z 2801
測定方法は、プラーク測定法によった。
得られた抗ウィルス活性値を表1に示す。
黄色ブドウ球菌を用いた抗菌性評価を、以下のように実施した。
(1)実施例、及び、試験例で得られた抗微生物部材、並びに、比較例で用いた黒色光沢メラミン基板を、それぞれ50mm角の正方形に切り出して試験試料とした。この試験試料を滅菌済プラスチックシャーレに置き、試験菌液(菌数2.5×105~10×105/mL)を0.4mL接種した。試験菌液は、培養器中で温度35±1℃で16~24時間前培養した培養菌を、さらに斜面培地に移植して、培養器中で温度35±1℃で16~20時間前培養したものを、1/500NB培地により適宜調整したものを使用した。
(2)対照試料として50mm角のポリエチレンフイルムを用意し、試験試料と同様に試験菌液を接種した。
(3)接種した試験菌液の上から40mm角のポリエチレンフイルムを被せ、試験菌液を均等に接種させた後、温度35±1℃で24±1時間反応させた。
(4)接種直後または反応後、SCDLP培地10mLを加え、試験菌液を洗い出した。
(5)洗い出し液を適宜希釈し、標準寒天培地と混合して生菌数測定用シャーレを作成し、温度35±1℃で40~48時間培養した後、集落数を測定した。
(6)生菌数の計算
以下の計算式を用いて生菌数を求めた。
N=C×D×V
N:生菌数
C:集落数
D:希釈倍率
V:洗い出しに用いたSCDLP培地の液量(mL)
(7)以下の計算式を用いて抗菌活性値を算出した。
R=(Ut-U0)-(At-U0)=Ut-At
R:抗菌活性値
U0:無加工試験片の接種直後の生菌数の対数値の平均値
Ut:無加工試験片の24時間後の生菌数の対数値の平均値
At:抗菌加工試験片の24時間後の生菌数の対数値の平均値
参考規格 JIS Z 2801
試験菌はStaphylococcus aureus NBRC12732を使用した。
得られた抗菌活性値を表1に示す。
クロコウジカビを用いた抗カビ性評価を、以下のように実施した。
(1)実施例、及び、試験例で得られた抗微生物部材、並びに、比較例で用いた黒色光沢メラミン基板を、それぞれ50mm角の正方形に切り出して試験試料とした。この試験試料を滅菌済プラスチックシャーレに置き、胞子懸濁液(胞子濃度>2x105個/ml)を0.4mL接種した。
(2)対照試料として50mm角のポリエチレンフイルムを用意し、試験試料と同様に胞子懸濁液を接種した。
(3)接種した胞子懸濁液の上から40mm角のポリエチレンフイルムを被せ、胞子懸濁液を均等に接種させた後、温度26℃で約900LUXの光を照射しながら42時間反応させた。
(4)接種直後または反応後、JIS L 1921 13発光量の測定に従い、ATP量を測定した。
(5)以下の計算式を用いて抗カビ活性値を算出した。
Aa=(LogCt-LogC0)-(LogTt-LogT0)
Aa:抗カビ活性値
LogC0:接種直後の対照試料3検体のATP量の算術平均の常用対数値
LogCt:培養後の対照試料3検体のATP量の算術平均の常用対数値
LogT0:接種直後の試験試料3検体のATP量の算術平均の常用対数値
LogTt:培養後の試験試料3検体のATP量の算術平均の常用対数値
参考規格 JIS Z 2801、JIS L 1921
試験カビはAspergillus niger NBRC105649を使用した。
得られた抗カビ活性値を表1に示す。
すなわち、本発明では、特に光沢度を10%以上、45%未満に調整することで、耐久性、抗ウィルス性能、抗菌性能、抗カビ性能に優れた抗微生物部材が得られる。また、スプレーで塗布するだけで、簡単に抗ウィルス性活性を含む抗微生物活性を付与できるので、特別な合成設備を必要とせず、低コストで現場施工を実現できる。
11、21 基材
12 膜形成領域
13 膜非形成領域
22 バインダ硬化物
Claims (9)
- 基材表面に抗ウィルス成分として銅化合物を含み、前記銅化合物は、X線光電子分光分析法により、925~955eVの範囲にあるCu(I)とCu(II)に相当する結合エネルギーを5分間測定することでCu(I)とCu(II)の共存が確認されるとともに、脂肪酸で被覆された一価の銅化合物粒子を含まないバインダ硬化物が固着形成されてなり、前記バインダ硬化物を含む基材表面のJIS Z 8741に準拠した光沢度が、45%未満であることを特徴とする抗ウィルス部材。
- 前記抗ウィルス成分は、TiO2を含まない請求項1に記載の抗ウィルス部材。
- 前記銅化合物は、光触媒物質の表面に担持された一価の銅化合物と二価の銅化合物の混合物を含まない請求項1又は2に記載の抗ウィルス部材。
- 前記バインダ硬化物は、膜状に基材表面に固着されてなるか、島状に分散して基材表面に固着されてなるか、もしくは、基材表面に前記バインダ硬化物が形成された領域と前記バインダ硬化物が形成されていない領域とが混在して設けられてなる請求項1~3のいずれかに記載の抗ウィルス部材。
- 前記バインダ硬化物は、有機バインダ、無機バインダ、及び、有機・無機ハイブリッドバインダからなる群から選択される少なくとも1種以上のバインダ硬化物を含む請求項1~4のいずれか1項に記載の抗ウィルス部材。
- 前記有機バインダは、熱硬化性樹脂及び電磁波硬化型樹脂からなる群から選択される少なくとも1種である請求項5に記載の抗ウィルス部材。
- 前記無機バインダは、シリカゾル、アルミナゾル、チタニアゾル、ジルコニアゾル、及び、ケイ酸ナトリウムからなる群から選択される少なくとも1種である請求項5に記載の抗ウィルス部材。
- 前記抗ウィルス部材は、拭き取り処理される態様で使用される請求項1~7のいずれか1項に記載の抗ウィルス部材。
- 前記請求項1~7に記載の抗ウィルス部材の拭き取り処理される態様での使用。
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