JP2003334883A - 金属修飾アパタイト含有膜の形成方法、これに用いられるコーティング液、および金属修飾アパタイト含有膜で被覆された部位を有する電子機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 金属修飾アパタイトの有する抗菌作用または
防汚作用などを充分に発揮しつつ透明性に優れている金
属修飾アパタイト含有膜の形成方法、これに用いられる
コーティング液、および、そのような金属修飾アパタイ
ト含有膜で被覆された部位を有する電子機器を提供する
こと。 【解決手段】 金属修飾アパタイト含有膜の形成方法に
おいて、粉末状の金属修飾アパタイトと無機コーティン
グ液材とを含んで金属修飾アパタイトの含有率が０．０
１〜５ｗｔ％である金属修飾アパタイト含有コーティン
グ液を、基材に対して塗布することとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光触媒機能を有す
る金属修飾アパタイトを含有する膜を所定の保護対象箇
所に形成する方法、これに用いられるコーティング液、
および、金属修飾アパタイト含有膜で被覆された部位を
有する電子機器に関する。

【０００２】

【従来の技術】ノートパソコンや携帯電話などの電子機
器には、使用態様に応じて、手脂やタバコタール及びこ
れらを介して埃などが付着してしまう。また、手脂やタ
バコタールが付着すると、機器表面における雑菌などの
繁殖が助長される場合がある。手脂、タバコタール、雑
菌などによるこのような汚染を放置しておくと、電子機
器の外観ひいては清潔感が損われることがある。一方、
生活環境における抗菌に対する関心が高まるにつれて、
ノートパソコンや携帯電話などの電子機器においても、
その筐体や操作キーなどに対して抗菌性が強く要求され
るようになってきた。そのため、電子機器の分野では、
手脂、タバコタール、雑菌などによる汚染に適切に対応
するための抗菌・防汚技術の導入が望まれている。

【０００３】近年、酸化チタン（ＴｉＯ₂）などの一部
の半導体物質の光触媒機能が注目を集めており、この光
触媒機能に基づいて抗菌作用や防汚作用が発揮され得る
ことが知られている。光触媒機能を有する半導体物質で
は、一般に、価電子帯と伝導帯のバンドギャップに相当
するエネルギーを有する光を吸収することによって、価
電子帯の電子が伝導帯に遷移し、この電子遷移により、
価電子帯には正孔が生ずる。伝導帯の電子は、当該光触
媒性半導体の表面に吸着している物質に移動する性質を
有し、これにより当該吸着物質は還元され得る。価電子
帯の正孔は、当該光触媒性半導体の表面に吸着している
物質から電子を奪い取る性質を有し、これにより当該吸
着物質は酸化され得る。

【０００４】光触媒機能を有する酸化チタン（Ｔｉ
Ｏ₂）においては、伝導帯に遷移した電子は、空気中の
酸素を還元してスーパーオキシドアニオン（・Ｏ₂ ^-）を
生成させる。これとともに、価電子帯に生じた正孔は、
酸化チタン表面の吸着水を酸化してヒドロキシラジカル
（・ＯＨ）を生成させる。ヒドロキシラジカルは、非常
に強い酸化力を有している。そのため、光触媒性酸化チ
タンに対して例えば有機物が吸着すると、ヒドロキシラ
ジカルが作用することによって、当該有機物は、最終的
には水と二酸化炭素に分解される場合がある。

【０００５】有機物におけるこのような酸化分解反応を
光触媒機能に基づいて促進することが可能な酸化チタン
は、抗菌剤、殺菌剤、防汚剤、脱臭剤、環境浄化剤など
において、広く利用されている。例えば、特開平１１−
１９５３４５号公報には、電子機器の押ボタンに光触媒
性の酸化チタンを付着させることにより当該押ボタンに
対して抗菌性を付与する技術が開示されている。しか
し、酸化チタン自体は、その表面に何らかの物質を吸着
する能力に乏しい。したがって、光触媒機能に基づく酸
化チタンの酸化分解作用ひいては抗菌作用や防汚作用な
どを充分に享受するためには、酸化分解されることとな
る分解対象物と酸化チタンとの接触効率を向上させる必
要がある。

【０００６】分解対象物と酸化チタンとの接触効率を向
上するための技術は、例えば特開２０００−３２７３１
５号公報に開示されている。当該公報には、光触媒機能
を有する例えば酸化チタンと、吸着力の高い例えばカル
シウムハイドロキシアパタイトとが原子レベルで複合化
された金属修飾アパタイトが開示されている。具体的に
は、当該金属修飾アパタイトは、カルシウムハイドロキ
シアパタイト（ＣａＨＡＰ、Ｃａ₁₀(ＰＯ₄)₆(ＯＨ)₂）
の結晶構造に含まれるＣａの一部がＴｉに置換された構
造を有し、当該Ｔｉ導入部位には、光触媒性酸化チタン
の化学構造に近似する酸化チタン様部分構造が形成され
ている。

【０００７】カルシウムハイドロキシアパタイトは、歯
や骨などの生体硬組織の主成分であり、人工骨、人工歯
根、人工臓器などの医用材料として広く利用されてい
る。また、ＣａＨＡＰは、カチオンともアニオンともイ
オン交換し易いために吸着性に富んでおり、特にタンパ
ク質などの有機物を吸着する能力に優れていることが知
られている。そのため、ＣａＨＡＰについては、クロマ
トグラフィ用吸着剤、化学センサ、イオン交換体など、
幅広い分野への応用技術の研究が盛んに行われている。

【０００８】上掲の特開２０００−３２７３１５号公報
に開示されている金属修飾アパタイトにおいては、上述
のように有機物吸着性に優れたＣａＨＡＰの結晶構造中
に、光触媒機能を発揮し得る酸化チタン様部分構造を設
けることによって、有機物と酸化チタン様部分構造との
接触効率の向上が図られている。その結果、当該酸化チ
タン様部分構造は、光触媒機能に基づいて、例えば手脂
や細菌細胞膜などの有機物を効率良く酸化分解すること
が可能となっている。そのため、電子機器における所定
の部材に対してこのような金属修飾アパタイトを練り込
んだり付着させたりすることによって、当該部材に対し
て抗菌性や防汚性を付与することができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】抗菌性や防汚性を向上
させるという観点からは、部材に対する金属修飾アパタ
イトの練り込み量または付着量は多い方がよい。しかし
ながら、上掲の特開２０００−３２７３１５号公報に開
示されている金属修飾アパタイト製造方法によると、金
属修飾アパタイトは白色の粉体として得られる。そのた
め、抗菌剤や防汚剤などとして当該金属修飾アパタイト
を使用すると、金属修飾アパタイトが白色であることに
起因して、部材が本来的に有すべき色調が影響を受けて
しまう場合がある。また、金属修飾アパタイトは、例え
ば溶剤中にて粉体どうしが凝集する傾向を有し、当該凝
集に起因して部材の質感に影響を与えてしまう場合もあ
る。ノートパソコンや携帯電話などの電子機器において
は、例えば筐体や表示画面保護用の透明カバーについ
て、そのような不具合を回避する必要のある場合は多
い。

【００１０】上述の外観的不具合を回避することを目的
として単に金属修飾アパタイトの使用量を低減すると、
部材表面における金属修飾アパタイトによる抗菌作用や
防汚作用は比例的に低下する傾向にある。そのため、抗
菌剤や防汚剤などとして金属修飾アパタイトを使用する
にあたっては、金属修飾アパタイトの抗菌作用や防汚作
用などを高く維持しつつ外観的不具合を回避するのには
困難性がある。したがって、ノートパソコンや携帯電話
などの電子機器においては、従来、抗菌剤や防汚剤など
として金属修飾アパタイトを使用するのは実用的でなか
った。

【００１１】本発明はこのような事情のもとで考え出さ
れたものであって、金属修飾アパタイトの有する抗菌作
用または防汚作用などを充分に発揮しつつ透明性に優れ
ている金属修飾アパタイト含有膜の形成方法、これに用
いられるコーティング液、および、そのような金属修飾
アパタイト含有膜で被覆された部位を有する電子機器を
提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の側面によ
ると金属修飾アパタイト含有膜の形成方法が提供され
る。この方法は、粉末状の金属修飾アパタイトと無機コ
ーティング液材とを含んで前記金属修飾アパタイトの含
有率が０．０１〜５ｗｔ％である金属修飾アパタイト含
有コーティング液を、基材に対して塗布することを特徴
とする。ここで金属修飾アパタイトとは、アパタイト結
晶構造に含まれる金属原子の一部が光触媒性金属原子で
あるアパタイトをいい、光触媒性金属原子とは、酸化物
の状態で光触媒中心として機能し得る金属原子をいうも
のとする。また、無機コーティング液材は、実質的に透
明であって可視領域における透過率が９０％以上である
のが好ましい。

【００１３】本発明で用いられる金属修飾アパタイトに
おいて、その基本骨格を構成するアパタイトは、次のよ
うな一般式によって表すことができる。

【００１４】

【化１】

【００１５】式（１）におけるＡは、Ｃａ，Ｃｏ，Ｎ
ｉ，Ｃｕ，Ａｌ，Ｌａ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｍｇなどの各種の
金属原子を表す。Ｂは、Ｐ，Ｓなどの原子を表す。Ｘ
は、水酸基（−ＯＨ）やハロゲン原子（例えば、Ｆ，Ｃ
ｌ）などである。より具体的には、金属修飾アパタイト
の基本骨格を構成するアパタイトとしては、例えば、ハ
イドロキシアパタイト、およびフルオロアパタイト、ク
ロロアパタイトなどの金属塩、並びに、リン酸三カルシ
ウムおよびリン酸水素カルシウムなどが挙げられる。本
発明において好適に用いることのできるアパタイトは、
上式におけるＸが水酸基（−ＯＨ）であるハイドロキシ
アパタイトである。より好ましくは、上式におけるＡが
カルシウム（Ｃａ）であって、Ｂがリン（Ｐ）であっ
て、Ｘが水酸基（−ＯＨ）であるカルシウムハイドロキ
シアパタイト（ＣａＨＡＰ）、即ちＣａ ₁₀(ＰＯ₄)₆(Ｏ
Ｈ)₂である。

【００１６】カルシウムハイドロキシアパタイトは、上
述のように、カチオンともアニオンともイオン交換し易
いため吸着性に富んでおり、特にタンパク質などの有機
物を吸着する能力に優れている。加えて、ＣａＨＡＰ
は、カビや細菌などを強力に吸着することによって、そ
れらの増殖を阻止ないし抑制し得ることが知られてい
る。

【００１７】金属修飾アパタイトに含まれる光触媒性金
属原子、すなわち、酸化物の状態で光触媒中心として機
能し得る金属原子としては、例えば、チタン（Ｔｉ）、
亜鉛（Ｚｎ）、タングステン（Ｗ）、マンガン（Ｍ
ｎ）、スズ（Ｓｎ）、インジウム（Ｉｎ）、鉄（Ｆｅ）
などが挙げられる。このような光触媒性金属原子が、上
掲の一般式で表されるアパタイトの結晶構造を構成する
金属原子の一部としてアパタイト結晶構造中に取り込ま
れることによって、アパタイト結晶構造内において光触
媒機能を発揮し得る光触媒性部分構造が形成される。光
触媒性部分構造とは、より具体的には、式（１）におけ
るＡの一部に代わって取り込まれる光触媒性金属原子
と、式（１）における酸素原子とからなり、光触媒機能
を有する金属酸化物の構造に相当するものであると考え
られる。

【００１８】このような化学構造を有する金属修飾アパ
タイトは、光照射条件下においては、高い吸着力および
光触媒機能の相乗効果により、吸着力に乏しい光触媒性
金属酸化物よりも効率のよい分解作用ひいては効率のよ
い抗菌作用や防汚作用などを示す。また、暗所において
は、高い吸着力により、カビや細菌などを強力に吸着し
てそれらの増殖を阻止ないし抑制するという抗菌作用を
示す。

【００１９】上述のような本発明の第１の側面に係る方
法によると、このような金属修飾アパタイトの抗菌作用
や防汚作用などを充分に発揮することができる金属修飾
アパタイト含有膜を形成することができる。金属修飾ア
パタイトは、上述のように、吸着性に優れたアパタイト
と光触媒物質とが原子レベルで複合化しており、その結
果、光照射条件下では光触媒分解作用に基づく抗菌作用
や防汚作用を示し、且つ、暗所では吸着力に基づく抗菌
作用を示す。これに対し、抗菌・防汚剤として従来から
知られている例えば光触媒性酸化チタンは、吸着力に乏
しいので実用的な抗菌・防汚効果を得るためには多量に
使用する必要があり、且つ、暗所では抗菌・防汚作用を
示さない。そのため、抗菌剤や防汚剤などとして金属修
飾アパタイト粉末を使用すると、酸化チタンを使用する
よりも、優れた抗菌効果や防汚効果などを享受すること
ができるのである。このような金属修飾アパタイトの特
性を有効活用すべく、本発明者らは、金属修飾アパタイ
ト粉末と無機コーティング液材とからなるコーティング
液を塗布した後に乾燥硬化させて得られる金属修飾アパ
タイト含有膜において、金属修飾アパタイトの含有率が
０．０１〜５ｗｔ％と低くとも、コーティング液の調製
に際して金属修飾アパタイト粉末を適切に分散させてお
くことによって、例えば電子機器表面に要求される抗菌
性や防汚性は充分に付与することができるという知見を
得た。

【００２０】また、本発明の第１の側面に係る方法によ
ると、透明性に優れた金属修飾アパタイト含有膜を形成
することができる。具体的には、実質的に無色透明な無
機コーティング液材に適切に分散されている白色の金属
修飾アパタイトの含有率は０．０１〜５ｗｔ％と低いた
め、当該コーティング液を適切な膜厚で塗布した後に乾
燥硬化させて得られる金属修飾アパタイト含有膜を、実
質的に無色透明とすることができる。

【００２１】このように、本発明の第１の側面による
と、金属修飾アパタイトの抗菌作用や防汚作用などを充
分に発揮しつつ透明性に優れている金属修飾アパタイト
含有膜を形成することができるのである。

【００２２】本発明における金属修飾アパタイト含有コ
ーティング液の調製に際しては、例えば、まず、粉末状
の金属修飾アパタイトをアルコール溶媒に分散させる前
処理工程を行う。次に、アルコール溶媒に分散している
金属修飾アパタイトを無機コーティング液材に添加す
る。次に、金属修飾アパタイトと無機コーティング液材
とを適切に混合する。好ましくは、前処理工程では、ア
ルコール溶媒における金属修飾アパタイトの２次粒子径
が５μｍ以下となるように、ボールミルによる粉砕およ
び／またはろ過を行う。このような手法により、無機コ
ーティング液材に対して、金属修飾アパタイト粉末を好
適な粒径で適切に分散させることが可能となる。金属修
飾アパタイト粉末の粒径が小さい方が、金属修飾アパタ
イトにおける単位体積あたりの光触媒機能は多大とな
り、且つ、膜形成後の外観的不具合は低減される傾向に
ある。

【００２３】好ましくは、金属修飾アパタイトは、Ｃａ
ＨＡＰのＣａの一部がＴｉで置換された化学構造を有す
るチタン修飾カルシウムハイドロキシアパタイト（Ｔｉ
−ＣａＨＡＰ）である。Ｔｉ−ＣａＨＡＰは、ＣａＨＡ
Ｐの優れた吸着力と、酸化チタンの優れた光触媒機能と
を併有する。

【００２４】好ましくは、金属修飾アパタイトにおい
て、ＣａおよびＴｉの総和に対するＴｉの比率は３〜１
１ｍｏｌ％である。このような比率によると、Ｔｉ−Ｃ
ａＨＡＰにおいて、ＣａＨＡＰの優れた吸着力と、酸化
チタンの優れた光触媒機能とを効率よく発現することが
できる。

【００２５】本発明において、無機コーティング液材と
しては、例えば、ヒートレスグラスなどを用いることが
できる。金属修飾アパタイト粉末の分散媒である無機コ
ーティング液材としてヒートレスグラスを用いると、金
属修飾アパタイト含有コーティング液は、塗布された後
に常温にて乾燥硬化することができる。例えば、ヒート
レスグラスとしては、アルコール可溶性無機系樹脂を７
０〜８０ｗｔ％、イソプロピルアルコールを５〜１２ｗ
ｔ％、メタノールを３〜４ｗｔ％、ジブチルスズジアセ
テートを２〜３ｗｔ％含むものを用いることができる。

【００２６】本発明の第２の側面によるとコーティング
液が提供される。このコーティング液は、粉末状の金属
修飾アパタイトと無機コーティング液材とを含み、金属
修飾アパタイトの含有率は０．０１〜５ｗｔ％であるこ
とを特徴とする。このようなコーティング液は、本発明
の第１の側面に係る方法に使用することができる。

【００２７】本発明の第３の側面によると、粉末状の金
属修飾アパタイトと無機コーティング材とを含んで前記
金属修飾アパタイトの含有率が０．０１〜５ｗｔ％であ
る金属修飾アパタイト含有膜により被覆された部位を有
することを特徴とする電子機器が提供される。

【００２８】このような構成を有するノートパソコン、
携帯電話、ＰＤＡなどの電子機器は、本発明の第１の側
面に係る方法により、電子機器を構成する部材の所定箇
所に対して金属修飾アパタイト含有膜を形成することに
より得られる。電子機器を構成する部材としては、例え
ば、筐体、操作キー、表示画面保護用透明カバーなどが
挙げられる。第１の側面に係る方法により形成される金
属修飾アパタイト含有膜は、抗菌作用または防汚作用を
充分に発揮しつつ透明性に優れている。したがって、第
３の側面に係る電子機器は、金属修飾アパタイト含有膜
により充分な抗菌性や防汚性が付与されつつ当該膜によ
り外観への影響を受けていない箇所を有する。

【００２９】本発明の第３の側面においても、好ましく
は、金属修飾アパタイトは、カルシウムハイドロキシア
パタイトのＣａの一部がＴｉで置換された化学構造を有
する。より好ましくは、金属修飾アパタイトにおいて、
ＣａおよびＴｉの総和に対するＴｉの比率は３〜１１ｍ
ｏｌ％である。また、好ましくは、金属修飾アパタイト
の２次粒子径は５μｍ以下である。

【００３０】

【本発明の実施の形態】本発明で用いられる金属修飾ア
パタイトは、光触媒機能を示す金属酸化物と、いわゆる
アパタイトとを原子レベルで複合化したものである。そ
のような金属修飾アパタイトにおいて光触媒機能を発現
させるための金属としては、例えば、チタン（Ｔｉ）、
亜鉛（Ｚｎ）、タングステン（Ｗ）、マンガン（Ｍ
ｎ）、スズ（Ｓｎ）、インジウム（Ｉｎ）、鉄（Ｆｅ）
などが挙げられる。また、そのような金属修飾アパタイ
トにおいて基本構造を構成するアパタイトとしては、例
えば、ハイドロキシアパタイト、フルオロアパタイト、
クロロアパタイトなどの金属塩が挙げられる。図１は、
当該金属としてＴｉを選択し、当該アパタイトとしてカ
ルシウムハイドロキシアパタイトを選択してなるＴｉ−
ＣａＨＡＰの表面化学構造のモデルを表す。

【００３１】Ｔｉ−ＣａＨＡＰにおいては、図１に示す
ようにＴｉが取り込まれることによって、ＣａＨＡＰ結
晶構造中にＴｉを活性中心とした光触媒性部分構造が形
成されている。このようなＴｉ−ＣａＨＡＰでは、光触
媒性部分構造すなわち触媒サイトと、分解対象物である
所定の有機物（図示せず）に対する吸着力が高い吸着サ
イトとが、同一結晶面上において、原子レベルのスケー
ルで散在している。したがって、Ｔｉ−ＣａＨＡＰは、
高い吸着力と光触媒機能とを併有して、抗菌作用や防汚
作用などを効率よく発揮することができる。

【００３２】具体的には、光照射条件下においては、Ｔ
ｉ−ＣａＨＡＰにおける酸化チタン様の触媒サイトで
は、酸化チタンと同様に吸着水からヒドロキシラジカル
（・ＯＨ）が生成しており、吸着サイトには有機物が吸
着される。吸着した有機物は、表面拡散によりＴｉ−Ｃ
ａＨＡＰ表面を移動して、触媒サイトおよびその近傍に
てヒドロキシラジカルによって酸化分解される。また、
Ｔｉ−ＣａＨＡＰの吸着サイトにより微生物が強力に吸
着されると、当該微生物の増殖は阻止・抑制されるの
で、Ｔｉ−ＣａＨＡＰが光照射条件下にないために触媒
サイトが光触媒として機能しない場合であっても、当該
Ｔｉ−ＣａＨＡＰは抗菌性を有する。

【００３３】したがって、充分量のＴｉ−ＣａＨＡＰ粉
末を含有する膜により例えば電子機器の所定箇所を被覆
すると、光照射条件下では、当該被覆箇所に付着したカ
ビや細菌などの細胞膜やこれら微生物からの毒素などは
効率よく分解される。その結果、微生物が殺菌された
り、或は、その増殖が阻止・抑制されたりして、電子機
器におけるＴｉ−ＣａＨＡＰ含有膜被覆箇所は抗菌され
る。また、当該被覆箇所に手脂やタバコタールなどが付
着しても、これら有機物は効率よく分解される。その結
果、被覆箇所に対する有機物の付着性が低下したり、或
は、当該有機物を介して付着していた埃などが除去され
たりして、電子機器におけるＴｉ−ＣａＨＡＰ含有膜被
覆箇所は防汚される。また、暗所においては、微生物な
どは、Ｔｉ−ＣａＨＡＰの吸着サイトの作用によりＴｉ
−ＣａＨＡＰ含有膜に強力に吸着される。その結果、当
該微生物の増殖は阻止・抑制されて、電子機器における
Ｔｉ−ＣａＨＡＰ含有膜被覆箇所は抗菌される。Ｔｉ−
ＣａＨＡＰ含有膜が一旦光照射条件下に曝露されると、
吸着作用により増殖が阻止・抑制されていた微生物は上
述のようにして分解される。

【００３４】本発明で用いられる金属修飾アパタイトの
アパタイト結晶構造に含まれる全金属原子に対する光触
媒性金属の存在比率は、金属修飾アパタイトの吸着性お
よび光触媒機能の両方を効果的に向上するという観点よ
り、３〜１１ｍｏｌ％の範囲が好ましい。すなわち、例
えばＴｉ−ＣａＨＡＰでは、Ｔｉ／（Ｔｉ＋Ｃａ）の値
が０．０３〜０．１１（モル比）であるのが好ましい。
当該比率が１１ｍｏｌ％を上回ると、結晶構造が乱れて
しまう場合がある。当該比率が３ｍｏｌ％を下回ると、
過剰な吸着サイトに吸着した物質が少ない触媒発現サイ
トでは充分に処理されない状態となり、触媒効果が充分
に発揮されない場合がある。

【００３５】図２は、本発明の金属修飾アパタイト含有
膜の形成方法に用いられる金属修飾アパタイトの製造に
おけるフローチャートである。金属修飾アパタイトの製
造においては、まず、原料混合工程Ｓ１１において、金
属修飾アパタイトを構成するための原料を混合する。例
えば、単一の水溶液系に対して、上掲のアパタイト一般
式におけるＡ，ＢＯ_y，Ｘおよび光触媒性金属イオンに
相当する化学種を、各々、所定の量を添加し、混合す
る。金属修飾アパタイトとしてＴｉ−ＣａＨＡＰを形成
する場合には、Ｃａ供給剤としては、硝酸カルシウムな
どを用いることができる。ＰＯ₄供給剤としては、リン
酸などを用いることができる。水酸基は、後述のｐＨ調
節時に使用されるアンモニア水溶液、水酸化カリウム水
溶液、または水酸化ナトリウム水溶液などのアルカリ水
溶液から供給される。光触媒性金属としてのＴｉの供給
剤としては、塩化チタンや硫酸チタンを用いることがで
きる。

【００３６】アパタイト結晶構造に含まれる全金属原子
における光触媒性金属の比率は、上述のように、３〜１
１ｍｏｌ％の範囲が好ましい。したがって、原料混合工
程Ｓ１１では、形成される金属修飾アパタイトにおける
光触媒性金属の比率が３〜１１ｍｏｌ％となるように、
各原料について供給量を決定し、供給すべき相対的な物
質量を調整するのが好ましい。

【００３７】次に、ｐＨ調節工程Ｓ１２において、上述
のようにして用意された原料溶液について、目的とする
金属修飾アパタイトの生成反応が開始するｐＨに調節す
る。このｐＨの調節には、アンモニア水溶液、水酸化カ
リウム水溶液および水酸化ナトリウム水溶液などを用い
ることができる。金属修飾アパタイトとして例えばＴｉ
−ＣａＨＡＰを形成する場合には、原料溶液のｐＨは８
〜１０の範囲に調節するのが好ましい。

【００３８】次に、生成工程Ｓ１３において、金属修飾
アパタイトの生成を促進することによって、目的とする
金属修飾アパタイトの結晶性を高める。具体的には、例
えば、アパタイト成分および光触媒性金属の一部を共沈
させた原料液を、１００℃で６時間にわたってエージン
グすることによって、結晶性の高い金属修飾アパタイト
が得られる。例えばＴｉ−ＣａＨＡＰを製造する場合に
は、本工程では、共沈に際してアパタイト結晶構造にお
けるＣａ位置にＴｉイオンが取り込まれ、Ｔｉ−ＣａＨ
ＡＰが成長する。

【００３９】次に、乾燥工程Ｓ１４において、前の工程
で生成した金属修飾アパタイトを乾燥する。具体的に
は、生成工程Ｓ１３にて析出した金属修飾アパタイト粉
末をろ過した後、ろ別した沈殿を純水で洗浄し、更に、
乾燥する。乾燥温度は、１００〜２００℃が好ましい。
本工程によって、原料溶液における液体成分が、金属修
飾アパタイトから除去される。

【００４０】このようにして製造された粉末状の金属修
飾アパタイトは、必要に応じて焼結工程Ｓ１５に付され
る。焼結工程Ｓ１５では、乾燥工程Ｓ１４とは別に、金
属修飾アパタイトを再び加熱することによって、金属修
飾アパタイトを焼結する。焼結温度は、５８０〜６６０
℃の範囲が好ましい。例えばＴｉ−ＣａＨＡＰにあって
は、本工程を経ることによって、光触媒活性は向上する
傾向にある。

【００４１】図３は、本発明の金属修飾アパタイト含有
膜形成方法のフローチャートである。金属修飾アパタイ
ト含有膜の形成においては、まず、前処理工程Ｓ２１に
て、粉末状の金属修飾アパタイトに対して、前処理を施
す。上述のようにして得られた金属修飾アパタイト粉末
は、その１次粒子どうしが凝集して比較的大きな２次粒
子を形成しているので、そのような凝集状態を解くため
に、後述の無機コーティング液材と混合する前に当該金
属修飾アパタイト粉末に対して前処理を施す。具体的に
は、まず、金属修飾アパタイトをアルコールに添加し
て、金属修飾アパタイトの含有率が１〜１５ｗｔ％のア
ルコール溶液を調製する。アルコールとしては、例え
ば、イソプロピルアルコールやエタノールを用いること
ができる。次に、このアルコール溶液に対して、金属修
飾アパタイトの２次粒子径が５μｍ以下となるまで、ボ
ールミルによる粉砕処理を施す。ボールミルによる粉砕
処理は、例えば、ジルコニウム製の１０ｍｍ径のボール
で１時間、続いて５ｍｍ径のボールで１時間、続いて３
ｍｍ径のボールで１時間、続いて１．７５ｍｍ径のボー
ルで１時間、続いて１ｍｍ径のボールで１時間行う。こ
のような粉砕処理に代えて、金属修飾アパタイトの２次
粒子径が５μｍ以下となるように、アルコール溶液をろ
過してもよい。或は、粉砕処理により金属修飾アパタイ
トの２次粒子径をある程度小さくした後にろ過を行うこ
とにより、アルコール溶液における金属修飾アパタイト
の２次粒子径を５μｍ以下としてもよい。

【００４２】次に、コーティング液調製工程Ｓ２２に
て、アパタイト含有コーティング液を調製する。具体的
には、上述のようにして得られたアルコール溶液を無機
コーティング液材に添加し、これらを混合する。このと
き、金属修飾アパタイトの含有率が０．０１〜５ｗｔ％
となるように、アルコール溶液を無機コーティング液材
に添加する。本発明における金属修飾アパタイトは、有
機物に対する分解作用が強い傾向にあるので、コーティ
ング液のベース材料としては、金属修飾アパタイトによ
り分解されない無機コーティング液材を使用する。無機
コーティング液材としては、本実施形態においてはヒー
トレスグラスを使用する。ヒートレスグラスとしては、
例えば、ceraZ（（株）ダイワ製）、ユーベルＨＧＳ
（ユーベルエース製）、および、主剤としてアルキルシ
ロキサンを含む常温硬化型無機コーティング剤Ｓ００
（日本山村硝子製）などを用いることができる。

【００４３】次に、塗布工程Ｓ２３にて、電子機器筐体
の所定箇所に対してコーティング液をスプレー塗布す
る。塗布の手法としては、塗布対象によっては、スプレ
ー塗布に代えて、コーティング液への浸漬、スピンコー
ト、またはロールコートを採用することもできる。

【００４４】次に、乾燥硬化工程Ｓ２４にて、電子機器
筐体の所定箇所に塗布されたコーティング液を乾燥硬化
させる。本実施形態では、コーティング液のベース材料
としてヒートレスグラスを用いているため、本工程では
過大な加熱を行う必要はない。

【００４５】このようにして電子機器筐体の所定箇所に
形成された金属修飾アパタイト含有膜は、２次粒子径が
５μｍ以下の金属修飾アパタイト粉末を０．０１〜５ｗ
ｔ％の含有率で含んでいる。このような構成の金属修飾
アパタイト含有膜は、電子機器筐体に必要な充分な抗菌
性や防汚性を有する。併せて、このような構成の金属修
飾アパタイト含有膜は、実質的に透明であり且つ金属修
飾アパタイト粒子の不当に大きな凝集体を有さないの
で、電子機器筐体において外観的不具合を生じない。

【００４６】

【実施例】次に、本発明の実施例について、比較例とと
もに説明する。

【００４７】

【実施例１】＜金属修飾アパタイト含有膜の形成＞金属
修飾アパタイトとしてのＴｉ−ＣａＨＡＰ粉末（平均２
次粒子径５．７μｍ、Ｔｉ比率１０mol％）に対して前
処理を施した。具体的には、まず、当該金属修飾アパタ
イトをイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）に添加し、Ｔ
ｉ−ＣａＨＡＰ含有率が５ｗｔ％のアルコール溶液を調
製した。次に、このアルコール溶液に対して、ボールミ
ルによる粉砕処理を施した。ボールミルによる粉砕処理
は、ジルコニウム製の１０ｍｍ径のボールで１時間、続
いて５ｍｍ径のボールで１時間、続いて３ｍｍ径のボー
ルで１時間、続いて１．７５ｍｍ径のボールで１時間、
続いて１ｍｍ径のボールで１時間行った。このような粉
砕処理により、Ｔｉ−ＣａＨＡＰの平均２次粒子径は
３．５μｍとなり、アルコール溶液におけるＴｉ−Ｃａ
ＨＡＰの分散性が高まった。次に、アルコール溶液をろ
過して、２次粒子径２．５μｍ以下のＴｉ−ＣａＨＡＰ
を含有するアルコール溶液を得た。

【００４８】このアルコール溶液０．２ｇを、無機コー
ティング液材としての常温硬化型無機コーティング剤
（日本山村硝子製の、商品名Ｓ００の液材と商品名ＵＴ
Ｅ０１の液材を、１０：１で混合したもの）２ｇに添加
し、混合した。次に、このようにして調製したコーティ
ング液を所定の電子機器筐体に対してスプレー塗布し
た。これを乾燥硬化させることによって、電子機器筐体
表面にＴｉ−ＣａＨＡＰ含有膜を形成することができ
た。本実施例のＴｉ−ＣａＨＡＰ含有膜は充分な透明性
を有していた。また、本実施例のＴｉ−ＣａＨＡＰ含有
膜においては、筐体表面の質感を損うようなＴｉ−Ｃａ
ＨＡＰ粒子凝集体は観察されなかった。

【００４９】＜光触媒活性の評価＞本実施例のＴｉ−Ｃ
ａＨＡＰ含有膜の光触媒活性を、メチレンブルー分解試
験により調べた。具体的には、まず、上述と同様の手法
によりガラスプレート（１００×１００ｍｍ）の所定箇
所にＴｉ−ＣａＨＡＰ含有膜を形成し、当該ガラスプレ
ートを、１０μＭのメチレンブルー水溶液に浸漬して染
色した。次に、このようにして染色されたガラスプレー
トに対して、１０ｍＷ／ｃｍ²の紫外線ランプ（照射波
長領域２００〜４００ｎｍ）を１２時間照射した。する
と、Ｔｉ−ＣａＨＡＰ含有膜が形成されている箇所は退
色し、形成されていない箇所は退色せず、本実施例のＴ
ｉ−ＣａＨＡＰ含有膜は光触媒機能に基づく分解作用を
有していることが判った。また、紫外線照射の前後にお
いて、ガラスプレートの透過率を測定したところ、図４
の結果を得た。

【００５０】図４によると、紫外線照射によって、メチ
レンブルー由来の吸収が消失していることが理解できよ
う。これは、Ｔｉ−ＣａＨＡＰ含有膜の光触媒機能によ
ってメチレンブルーが分解されたことを示唆するもので
ある。また、Ｔｉ−ＣａＨＡＰ含有膜を形成していない
ガラスプレートのみの可視領域における透過率は９０％
程度であり、図４に示すように、Ｔｉ−ＣａＨＡＰ含有
膜が形成されている同一のガラスプレートの可視領域に
おける透過率は８５％程度であるので、本実施例に係る
Ｔｉ−ＣａＨＡＰ含有膜は実質的に透明であることが理
解できよう。

【００５１】

【比較例１，２】アルコール溶液におけるＴｉ−ＣａＨ
ＡＰ含有率を５ｗｔ％に代えて１０ｗｔ％（比較例１）
または１５ｗｔ％（比較例２）とした以外は実施例１と
同様にして、Ｔｉ−ＣａＨＡＰに対する前処理工程から
乾燥硬化工程までを行うことによって、ガラスプレート
上にＴｉ−ＣａＨＡＰ含有膜を形成した。これらのＴｉ
−ＣａＨＡＰ含有膜について、実施例１と同様にして可
視領域の透過率を測定したところ、比較例１のＴｉ−Ｃ
ａＨＡＰ含有膜では、可視領域の一部において透過率９
０％を下回る波長領域が確認された。比較例２のＴｉ−
ＣａＨＡＰ含有膜では、可視領域の全てにおいて透過率
９０％を下回った。

【００５２】

【比較例３〜５】ボールミルによる粉砕処理工程の後に
行うろ過工程において、２次粒子径２．５μｍ以下に代
えて８μｍ以下（比較例３）、１１μｍ以下（比較例
４）または２５μｍ以下（比較例５）のＴｉ−ＣａＨＡ
Ｐを含有するアルコール溶液を得た以外は実施例１と同
様にして、Ｔｉ−ＣａＨＡＰに対する前処理工程から乾
燥硬化工程までを行うことによって、電子機器筐体表面
にＴｉ−ＣａＨＡＰ含有膜を形成した。その結果、比較
例３のＴｉ−ＣａＨＡＰ含有膜においてはＴｉ−ＣａＨ
ＡＰ粒子凝集体が散見され、筐体表面の質感は損われて
いた。比較例４，５のＴｉ−ＣａＨＡＰ含有膜において
は、比較例３よりも多数のＴｉ−ＣａＨＡＰ粒子凝集体
が観察され、筐体表面の質感は著しく損われていた。

【００５３】以上のまとめとして、本発明の構成および
そのバリエーションを以下に付記として列挙する。

【００５４】（付記１）粉末状の金属修飾アパタイトと
無機コーティング液材とを含んで前記金属修飾アパタイ
トの含有率が０．０１〜５ｗｔ％である金属修飾アパタ
イト含有コーティング液を、基材に対して塗布すること
を特徴とする、金属修飾アパタイト含有膜の形成方法。 （付記２）粉末状の金属修飾アパタイトと無機コーティ
ング液材とを混合することによって、前記金属修飾アパ
タイトの含有率が０．０１〜５ｗｔ％の金属修飾アパタ
イト含有コーティング液を得る調製工程と、前記金属修
飾アパタイト含有コーティング液を基材に対して塗布す
る塗布工程と、を含むことを特徴とする、金属修飾アパ
タイト含有膜の形成方法。 （付記３）前記調製工程の前に、粉末状の金属修飾アパ
タイトをアルコール溶媒に分散させる前処理工程を更に
含み、前記調製工程は、アルコール溶媒に分散している
金属修飾アパタイトを無機コーティング液材に添加する
工程を含む、付記２に記載の金属修飾アパタイト含有膜
の形成方法。 （付記４）前記前処理工程では、前記アルコール溶媒に
おける前記金属修飾アパタイトの２次粒子径が５μｍ以
下となるように、ボールミルによる粉砕および／または
ろ過を行う、付記３に記載の金属修飾アパタイト含有膜
の形成方法。 （付記５）前記金属修飾アパタイトは、カルシウムハイ
ドロキシアパタイトのＣａの一部がＴｉで置換された化
学構造を有する、付記１から４のいずれか１つに記載の
金属修飾アパタイト含有膜の形成方法。 （付記６）前記金属修飾アパタイトの２次粒子径は５μ
ｍ以下である、付記１から３および５のいずれか１つに
記載の金属修飾アパタイト含有膜の形成方法。 （付記７）前記無機コーティング液材はヒートレスグラ
スである、付記１から６のいずれか１つに記載の金属修
飾アパタイト含有膜の形成方法。 （付記８）粉末状の金属修飾アパタイトと無機コーティ
ング液材とを含み、前記金属修飾アパタイトの含有率は
０．０１〜５ｗｔ％であることを特徴とする、コーティ
ング液。 （付記９）粉末状の金属修飾アパタイトと無機コーティ
ング材とを含んで前記金属修飾アパタイトの含有率が
０．０１〜５ｗｔ％である金属修飾アパタイト含有膜に
より被覆された部位を有することを特徴とする、電子機
器。 （付記１０）前記金属修飾アパタイトは、カルシウムハ
イドロキシアパタイトのＣａの一部がＴｉで置換された
化学構造を有する、付記９に記載の電子機器。 （付記１１）前記金属修飾アパタイトにおいて、Ｃａお
よびＴｉの総和に対するＴｉの比率は３〜１１ｍｏｌ％
である、付記１０に記載の電子機器。 （付記１２）前記金属修飾アパタイトの２次粒子径は５
μｍ以下である、付記９から１１のいずれか１つに記載
の電子機器。

【００５５】

【発明の効果】本発明によると、金属修飾アパタイトの
有する抗菌作用または防汚作用などを充分に発揮しつつ
透明性に優れている金属修飾アパタイト含有膜を形成す
ることができる。このような膜により表面コーティング
が施されている部位を有する電子機器においては、当該
部位は、その下地塗装色や表面質感を損わずに良好に抗
菌や防汚され得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明で用いる金属修飾アパタイトの表面化学
構造のモデルを表す。

【図２】本発明で用いる金属修飾アパタイトの製造方法
のフローチャートである。

【図３】本発明の金属修飾アパタイト含有膜形成方法の
フローチャートである。

【図４】実施例における金属修飾アパタイト含有膜付き
ガラスプレートの透過率を表す。

【符号の説明】

Ｓ１１ 原料混合工程 Ｓ１２ ｐＨ調節工程 Ｓ１３ 生成工程 Ｓ１４ 乾燥工程 Ｓ１５ 焼結工程 Ｓ２１ 前処理工程 Ｓ２２ コーティング液調製工程 Ｓ２３ 塗布工程 Ｓ２４ 乾燥硬化工程

フロントページの続き Ｆターム(参考） 4F100 AA01B AA17 AB01B AC10B AT00A BA02 CB00B DE01B EH462 EJ64B GB41 JB20 JC00 JL06 YY00B 4G069 AA03 AA08 BA14A BA14B BA48A BB14A BB14B BC09A BC09B BC18A BC22A BC35A BC50A BC50B BC60A BC62A BC66A CA01 CA11 EA07 EA11 FA03 FB15 FB23 FB24 FC08 4J038 AA001 HA416 HA441 HA451 KA04 KA15 NA05

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粉末状の金属修飾アパタイトと無機コー
   ティング液材とを含んで前記金属修飾アパタイトの含有
   率が０．０１〜５ｗｔ％である金属修飾アパタイト含有
   コーティング液を、基材に対して塗布することを特徴と
   する、金属修飾アパタイト含有膜の形成方法。
2. 【請求項２】 前記金属修飾アパタイトは、カルシウム
   ハイドロキシアパタイトのＣａの一部がＴｉで置換され
   た化学構造を有する、請求項１に記載の金属修飾アパタ
   イト含有膜の形成方法。
3. 【請求項３】 前記金属修飾アパタイトの２次粒子径は
   ５μｍ以下である、請求項２に記載の金属修飾アパタイ
   ト含有膜の形成方法。
4. 【請求項４】 粉末状の金属修飾アパタイトと無機コー
   ティング液材とを含み、前記金属修飾アパタイトの含有
   率は０．０１〜５ｗｔ％であることを特徴とする、コー
   ティング液。
5. 【請求項５】 粉末状の金属修飾アパタイトと無機コー
   ティング材とを含んで前記金属修飾アパタイトの含有率
   が０．０１〜５ｗｔ％である金属修飾アパタイト含有膜
   により被覆された部位を有することを特徴とする、電子
   機器。