JPH0433843A - 抗菌性被膜およびその形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は抗菌性被膜およびその形成方法に関する。さら
に詳しくは、塗膜などによって抗菌性ゼオライトの抗菌
作用が損なわれない抗菌性被膜およびその形成方法に関
する。

〔従来の技術〕

従来より、容器などの対象物の表面に直接抗菌作用をも
たせる方法として、人体に無害な抗菌性ゼオライトを混
入した塗料を対象物に吹き付け、さらに焼き付けて容器
表面に抗菌性被膜を設けることが提案されている。しか
しその方法により形成された抗菌性被膜は抗菌効果にば
らつきがあり、しかも抗菌性ゼオライトそのものに比し
てかなり抗菌効果が低いという問題がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

その問題の原因についで、塗料、抗菌材料および塗装方
法などについで鋭意検討した結果、第６図に示すように
ゼオライトは比重が比較的大きい（約２，１）ので、吹
き付は後に粒子（３）が、ベースとなる塗料（比重約１
）中に沈降してしまい、焼き付けた後に抗菌性ゼオライ
トの抗菌効果が発揮されないためであることを見出した
。

なお抗菌性ゼオライトを塗膜表面から露出させるために
、ゼオライトに対する塗料の割合を少なくして塗膜を薄
くすることも考えられるが、個々のゼオライト粒子の表
面が塗膜で被覆されてしまうため、やはり抗菌効果は不
充分なものとなることが明らかになった。

本発明はかかる問題を解消するためになされたものであ
り、抗菌性ゼオライトの抗菌作用か塗膜によって損なわ
れず、しかも抗菌作用のばらつきの少ない抗菌性被膜お
よびその好適な形成方法を提供することを目的とする。

〔課題を解決するだめの手段〕

本発明の抗菌性被膜は、対象物の表面に形成された塗膜
と、該塗膜の表面に、少なくともその一部が露出するよ
うに保持された多数の抗菌性ゼオライトの粒子とからな
ることを特徴としている。

そのばあい前記塗膜と対象物の表面の間に両者の結合度
を高めるための下地層を設けるのか好ましい。

本発明の抗菌性被膜形成方法は、被膜を形成しようとす
る対象物の表面に塗料を塗布し、該塗料の表面が乾燥す
る前に抗菌性ゼオライトの粒子を実質的に均一に散布し
、ついで加熱することにより対象物の表面に塗膜を形成
し、同時に抗菌性ゼオライトの粒子を塗膜上に固定する
ことを特徴としている。

かかる方法においては、分散媒中に抗菌性ゼオライトの
粒子を分散させた分散液を準備してておき、該分散液を
前記塗料の表面に散布し、加熱時に分散媒を蒸発させる
のが好ましい。

前記塗料または分散媒中に沈降抑制剤を含有させておく
と、抗菌性ゼオライトの粒子が塗膜内に埋没しにくくな
るのでとくに好ましい。

〔実施例〕

つぎに添付の図面を参照しながら本発明の抗菌性被膜お
よびその形成方法についで説明する。

第１図は本発明の抗菌性被膜の一実施例を示す断面図、
第２〜５図はそれぞれ本発明の方法の一実施例の主要な
工程を示す説明図である。

第１図において（１）は金属容器などの抗菌性被膜を形
成しようとする対象物である。対象物（１）の表面には
塗膜（２）が形成されており、塗膜（２）の表面には抗
菌性ゼオライトの粒子（３）が５〜９割程度塗膜（２）
に埋まるように設けられている。粒子（３）は通常は塗
膜（２］上に均一に分布するように分散している。

本発明で用いられる抗菌性ゼオライトは、人体に対する
安全性がきわめて高く、長時間にわたり種々の細菌やカ
ビに対してすぐれた抗菌効果を奏し、しかも約５００℃
まで安定であるという耐熱性をも有するものである。前
記抗菌性ゼオライトは、ゼオライト中のイオン交換可能
なイオンの一部または全部を抗菌性金属イオンでイオン
交換したものである。

ゼオライト中のイオン交換可能なイオンとしては、たと
えばナトリウムイオン、カルシウムイオン、カリウムイ
オン、マグネシウムイオン、鉄イオンなどがあげられる
。

抗菌性金属イオンの具体例としては、たとえば銀、銅や
亜鉛などの金属のイオンがあげられる。また、本発明に
用いられる抗菌性ゼオライト中のイオン交換可能なイオ
ンの一部は、アンモニウムイオンでイオン交換されてい
るものであってもよい。アンモニウムイオンを含む抗菌
性ゼオライトを固着させた塗膜は、経時的に変色するこ
とが少ないのでとくに好ましいものである。

抗菌性金属イオンとして銀イオンを用いたばあい、抗菌
性ゼオライト中の銀イオンの含有率は０．１〜１５％（
重量％、以下同様）、なかんづ＜０．１〜５％とするこ
とが好ましい。また、抗菌性金属イオンとして銅イオン
または亜鉛イオンを用いたばあい、抗菌性ゼオライト中
の銅イオンまたは亜鉛イオンの含有率は０．１〜８％と
することが好ましい。前記抗菌性金属イオンの含有率が
、前記範囲よりも小さいばあいには、抗菌力が小さくな
りすぎる傾向があり、また前記範囲をこえるばあいでも
、抗菌効果は変わらないが経済的に不利となる傾向があ
る。

また、抗菌性ゼオライト中にアンモニウムイオンを含有
させるばあいには、抗菌性ゼオライト中のアンモニウム
イオンの含有率は０．５〜５％、好ましくは０．５〜２
％とすることか、抗菌性ゼオライトが変色するのを有効
に防止するという点から適切である。

本発明において抗菌性ゼオライトに用いられるゼオライ
トとしては、天然ゼオライトおよび合成ゼオライトのい
ずれを用いることもできる。

前記ゼオライトは、一般に三次元骨格構造を有するアル
ミノシリケートてあり、一般式＝ＸＭ２／ｎＯ・Ａｇ２
Ｏ３・ＹＳｉＯ２・ｚＨ２０（式中、Ｘはイオン交換可
能なイオンを示し、通常は１価または２価の金属イオン
、ｎは金属イオンの原子価、ＸおよびＹはそれぞれ金属
酸化物、シリカのモル比率を示し、Ｚは結晶水の数を示
す）で表わされる化合物である。かかるゼオライトの具
体例としては、たとえばＡ型ゼオライト、Ｘ型ゼオライ
ト、Ｙ型ゼオライトなどの合成ゼオライト；モルデナイ
ト、クリノプチロライト、チャバザイト、エリオナイト
などの天然ゼオライトがあげられる。

これらの例示したゼオライトのイオン交換容量は、Ａ型
ゼオライトが７ミリ当Ｊｉ／ｇＳＸ型ゼオライトが６，
４　ミリ当量／ｇＳＹ型ゼオライトが５ミリ当量／ｇ１
モルデナイトが２．６ミリ当ｆｆｉ／ｇ、クリノプチロ
ライトが２６ミリ当ｍ／ｇｓチャバザイトが５ミリ当量
／ｇ１エリオナイトが３．８　ミリ当量／ｇであり、い
ずれもアンモニウムイオンおよび抗菌性金属イオンでイ
オン交換するのに充分な容量を有している。

天然ゼオライトとしては、その粒子径が通常１００〜２
５０メツシユの比較的細かいものを使用するのが、被膜
への分散性がよいことから望ましい。

また、合成ゼオライトが用いられるばあいは、平均粒径
か０５〜１０１Ｘｒ１１好ましくは２〜３証であり、最
大粒径が１０項以下、好ましくは６万以下のものである
ことが、たとえばスプレーなどによる吹き付けのときの
噴霧状態か良好であることから望ましい。

また、被膜の１００　ｕｍ　Ｘ　１００　ｍｌあたりに
分散している抗菌性ゼオライト粒子の個数（以下、分散
個数という）は、１〜１１０００個、好ましくは１２〜
９５００個に調整されることが望ましく、とくに耐熱性
かある金属容器をえようとするばあいには１２〜２１０
０個であることがさらに望ましい。

かかる分散個数が前記範囲未満のばあい、抗菌性が付与
されず、また前記範囲を超えるばあい抗菌性は向上する
が、経済的に不利になる傾向がある。

なお、前記被膜の厚さは、乾燥後において通常５〜１０
左程度が好ましい。本発明における塗膜（２）を構成す
る塗料としては、たとえばエポキシ系塗料、油性塗料、
ラッカー、ワニス、アルキル樹脂系塗料、アミノアルキ
ド樹脂系塗料、アクリル樹脂系塗料、ウレタン樹脂系塗
料、水系塗料、ポリアミドイミド樹脂系塗料、シリコー
ン樹脂系塗料などが用いられる。

なおそれらの塗料は、加熱による固化温度が抗菌性ゼオ
ライトの抗菌効果に影響を及ぼさないものが好ましい（
５００℃以下）。前述の塗料の固化温度は２００〜２８
０℃であるので、抗菌性ゼオライトの抗菌作用に何ら影
響を及ぼさない。

また第５図に示すように塗膜（２）と対象物（１）との
間に下地層（アンカーコート）（５）を設けておくと、
塗膜（２）が剥がれにくくなるので好ましい。

つぎに前記抗菌性被膜の形成方法の好ましい実施例を説
明する。

まず第２図に示すように、対象物（１）にスプレーなど
により塗料を塗布し、塗膜（２）を形成する。

なお塗膜（２）は未だ乾いていない状態である。塗布方
法としては吹き付けに限らずｌ＼ケ塗りなど、種々の方
法を採用しつる。

ついで、第３図に示すごとく、分散媒に抗菌性ゼオライ
トの粒子（３）を分散させた分散液を吹き付けなどによ
り前記塗膜（２）の表面に塗布する。

前記塗膜（２１は充分に乾いていない状態（／＼−フキ
ュアないしノーキュア）であるので、粒子（３）は塗膜
（２）の表面に付着する。吹き付は方法としてはエアス
プレーを使用し、ウェットな塗膜（２）表面を荒さない
ように、吹き付は圧をたとえば約０゜５ｋｇη程度で吹
き付けるのが好ましい。また分散液の吹き付は量は、た
とえば後述する実施例１のアルミチューブでは、チュー
ブ１本当り約０．０２ｇとするのか好ましい。

第４図はその状態を示す断面図であり、個々の抗菌性ゼ
オライトの粒子（３）か、充分に乾いていない塗膜にい
くらかめり込んだ状態になっており、塗膜中に完全に埋
没してはいない。そして分散媒の膜（４）が抗菌性ゼオ
ライトの粒子（３）が粘着した塗膜表面を覆っている。

ついで、焼き付は作業を行なう。焼き付けにより、素膜
表面を覆っていた前記分散媒の膜（４）は蒸発して消散
してしまい、抗菌性ゼオライトの粒子（３）だけが残る
。それにより粒子（３）は塗膜表面に完全に露出される
。また焼き付けによって分散媒の膜（４）を蒸発させる
ときに、同時に塗膜を固化するため、塗膜に粘着してい
た抗菌性ゼオライト（３）は塗膜（２）に完全に固着さ
れてしまい、容易にはとれない。このようにして抗菌性
被膜が形成される（第１図参照）。

このように形成される抗菌性被膜は、抗菌性ゼオライト
の粒子（３）か外部に露出しているので、その抗菌作用
が充分に発揮される。

前記抗菌性ゼオライト粒子の分散媒としては、メチルエ
チルケトン、キシレン、チクロヘキサノン、ジアセトン
アルコール などの揮発性のものか通常用いられる。そして、分散媒
の選定は、原則として塗料に含有されている溶剤を使用
することが望ましく、後述する実施例のように、エポキ
シフェノール系塗料を用いるばあいはメチルエチルケト
ンがもつとも適する。

これらの分散媒はすべて焼き付けのための加熱時、たと
えば２００〜２４０℃程度で蒸発してしまい、完全に除
去されしまうので、抗菌性ゼオライトの抗菌作用に影響
を及はすことがない。

なお充分に乾いていない塗膜に抗菌性ゼオライトの分散
液を塗布する工程において、抗菌性ゼオライトの塗膜中
への沈降がいっそう抑制されるように、いいかえればよ
りいっそう多く露出させるために、塗料に沈降抑制剤（
増粘剤）を含有させておくのがとくに好ましい。

また乾燥した状態（水分量が少ない状態）の抗菌性ゼオ
ライトは塗膜中へ沈降しにくい性質があるので、抗菌性
ゼオライトの粒子はあらかしめ充分に乾燥させておくの
が好ましい。分散方法としては、抗菌性ゼオライトの粒
子を直接分散媒に混入し、ガラス棒などで充分に撹拌す
るのが好ましい。

なお分散液を吹き付けている最中でも、スプレーガン、
分散液ホース、分散液タンクの中で抗菌性ゼオライトの
沈降が進むため（分散媒の比重は典型的には約０．９で
ある）、前記ホースやタンクの位置をスプレーガンより
も高い位置に設定するのが好ましい。そのようにすると
自ずと分散液を撹拌しながら散布することになるので、
均一な濃度の分散液を吹き付けることができるからであ
る。

さらに分散液は粘度が低いため、塗膜に吹き付けるとき
はまだ乾いていない塗料に「たれＪや「たまり」を生じ
させるばあいがある。そういうばあいはスプレー圧力を
下げるなどして対処するとよい。

っぎに具体的な実施例および比較例をあげて本発明の被
膜の効果を説明する。

実施例１ 対象物としてアルミチューブ（外径２５．４ｍｍ、長さ
１４０■、厚さ０．１４ｍｍ）を用い、その内面にエポ
キシフェノール系塗料（型番：　ＴＰＩ−３０１）を塗
布した。その塗装品のノーキュアの状態の上に、あらか
じめ分散媒（メチルエチルケトン）に粒径２．８１ｕｒ
Ｉｌのゼオライト（シナネンニューセラミック製銀２．
８％含有抗菌性ゼオライト粒子）を３重量％を加えて、
分散させておいたものをスプレーにより塗布した。つぎ
に、アルミチューブを乾燥炉中に入れ、２３０℃で６分
間の条件にて焼き付けを行ない、塗膜厚さ４〜７虜の抗
菌性被膜を有するアルミチューブを実施例１として１０
個製造した。

実施例２ 実施例１の条件のうち、分散媒にさらに沈降抑制剤（比
表面積１１０±２０ｒｒｆ／ｇ、見掛比重５０ｇ／Ｄ）
を１重量％加えたほかは実施例１と同一の条件で実施例
２のアルミチューブを製造した。

実施例３ 沈降抑制剤の添加量を２重量％としたほかは実施例２と
同一の条件で実施例２のアルミチューブを製造した。

比較例１ 対象物として実施例１と同じアルミチューブを用い、エ
ポキシフェノール系塗料（型番：ＴＰＩ−３０１）に粒
径２．８１卯のゼオライト（シナネンニューセラミック
製銀２．８％含有抗菌性ゼオライト粒子）を３重量％を
加えて、ボットミルで分散させたものを前記アルミチュ
ーブの内面にスプレーにより塗布した。つぎに、アルミ
チューブを乾燥炉中に入れ、２３０℃で６分間の条件に
て焼き付けを行ない、塗膜厚さ４〜７通の抗菌性被膜を
有するアルミチューブを比較例１として１０個製造した
。

比較例２ 比較例１の条件のうち、塗料にさらに沈降抑制剤を１重
量％加えたほかは比較例１と同一の条件で比較例２のア
ルミチューブを製造した。

比較例３ 沈降抑制剤の添加量を２重量９ｏとしたほかは比較例２
と同一の条件で比較例３のアルミチューブを製造した。

（抗菌性試験） 被膜が形成されたそれぞれのアルミチューブから２５ｍ
ｍＸ　２５１ａｍにカットしたものを３個所ずつとり出
し、実施例１〜３および比較例１〜３についでそれぞれ
の試験片を３０個ずつ用意した。

それらの試験片を紫外線で滅菌したのち、大腸菌・−絞
細菌液（１０４〜１０６個／ｍｌ）１ｍｌを表面に噴霧
し、３７℃で２４時間菌類を培養した。培養後、試験片
表面を滅菌済み生理食塩水１００ｍ１にて洗い出した。

この生理食塩水に存在する大腸菌数・−絞細菌数を１０
倍または１０［］倍に希釈しその中の１　ｍｌを寒天借
地に植菌し３７℃４８時間培養し成長したコロニーを計
数した。初期菌数に比べて２桁以上（滅菌率９９％以上
）の結果が得られた件数を調べ抗菌効果のばらつきを評
価した。その結果を表１に示す。

（分散個数の測定） 前述の抗菌性被膜が形成されたアルミチューブから２５
ｍｍＸ　４０ｍｍの試験片を切り取り、実施例１〜３お
よび比較例１〜３についでそれぞれ１０個ずつ準備した
。それらについで被膜表面を走査式電子顕微鏡にて１０
００倍の写真を撮影し１００ｔｓ　Ｘ　１００　ｕｍ当
たりのセオライト粒子数（露出数）を測定し、その平均
値、最大値、最小値を算ａし、抗菌性ゼオライト加工の
ばらつきを評価した。その結果を表１に示す。

なお、対象物としてアルミチューブを用いたが、本発明
ではそのほかＤＩ缶、エアゾール缶、金属トレイなどの
金属容器の内面をも適用できる。

〔以下余白〕

抗菌性試験の結果によれば、本発明に係る天施例１．２
．３のアルミチューブは比較例１．２．３のチューブと
比較して安定した滅菌率を示しており、分散個数も比較
例より多い。これは本発明に係る抗菌性被膜が、塗膜表
面からゼオライトが露出している個数が多く、ゼオライ
トの抗菌作用が塗膜によって妨げられていないことを示
している。

〔発明の効果〕

本発明に係る抗菌性被膜は、抗菌効果にばらつきが少な
く、かつ確実で高い抗菌作用を有する効果を奏する。ま
た、本発明の方法によれば、優れた抗菌性被膜を簡単に
製造しつる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る抗菌性被膜の一実施例を示す断面
図、第２〜５図はそれぞれ本発明に係る形成方法の一実
施例の主要な工程を示す説明図、第６図は従来の抗菌性
被膜の一例を示す断面図である。 （図面の主要符号） （１）二対象物 （２）、塗　膜 （３）、抗菌性ゼオライトの粒子 （４）３分散媒の膜 （５）：下地層 特許出願人　　武内プレス工業株式会社はか１名 ２１　　図 Ａ′２図 ２＠膜 　　　　　−一 １＼　　　　　　＼ せ　　　　　　　　　　宅

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　対象物の表面に形成された塗膜と、 該塗膜の表面に、少なくともその一部が露出するように
   保持された多数の抗菌性ゼオライトの粒子とからなる抗
   菌性被膜。 ２　前記塗膜と対象物の表面の間に介在される下地層を
   有する請求項１記載の抗菌性被膜。 ３　その表面に請求項１または請求項２記載の抗菌性被
   膜が形成されている金属容器。 ４　被膜を形成しようとする対象物の表面に塗料を塗布
   し、 該塗料の表面が乾燥するまえに抗菌性ゼオライトの粒子
   を実質的に均一に散布し、 ついで加熱することにより対象物の表面に塗膜を形成し
   、同時に抗菌性ゼオライトの粒子を塗膜上に固定する抗
   菌性被膜の形成方法。 ５　あらかじめ分散媒中に抗菌性ゼオライトの粒子を分
   散させた分散液を準備しておき、該分散液を前記塗料の
   表面に散布し、加熱時に分散媒を蒸発させる請求項４記
   載の方法。 ６　前記塗料中に沈降抑制剤を含有させておく請求項４
   または５記載の方法。 ７　前記分散媒中に沈降抑制剤を含有させておく請求項
   ５記載の方法。