TWI576372B - Antimicrobial resin and its production method - Google Patents

Description

抗菌樹脂及其製作方法

本發明是有關於一種樹脂及其製作方法，特別是指一種抗菌樹脂及其製作方法。

日常環境中潛伏著許多細菌和病毒，尤其是醫院、公共區域、學校等人口眾多的環境。除此之外，現今觸控式產品的大量使用，更容易成為細菌、病毒等微生物孳生與傳播的溫床。有鑑於此，便需要使用具有抑菌和殺菌功能的抗菌產品來減少細菌、病毒等微生物的孳生，以改善生活環境，維護人體健康。

現有的抗菌產品種類眾多，其作用的機制也不盡相同，市面上銷售的抗菌劑主要可分為天然抗菌劑、無機抗菌劑與有機抗菌劑三大類。

詳細的說，天然抗菌劑主要是提取植物中特定的成分，例如甲殼素、芥末、山葵等，成分較單純且使用方便，但缺點是殺菌率較低，抗菌的效果有限，且耐熱性較差，使 用壽命短而不能長時間使用。

無機抗菌劑則是利用銀、銅、鋅等金屬的抗菌能力，透過物理吸附離子交換等方法，使其固定在多孔材料的表面製成抗菌劑。例如美國專利US 2014/0017462 A1公開號(Antimicrobial action of Cu,CuO and Cu₂O nanoparticles on glass surfaces and durable coatings)則是提供一種具有抗菌或抗微生物特性的玻璃物件，其主要是將Cu(銅)、CuO(氧化銅)或Cu₂O(氧化亞銅)奈米顆粒形成於玻璃的表面，從而利用該些銅奈米顆粒達到抗菌或抗微生物的功效。然而，使用無機抗菌劑的缺點在於銅、鎳等金屬離子帶有顏色，會影響產品的外觀，銀離子的抗菌效果佳，是目前最廣為應用的抗菌劑，但缺點是成本高，且在使用的過程中也容易因氧化而變色。

有機抗菌劑則有醯基苯胺類、四級銨鹽類、酚類等，其中，四級銨鹽類的抗菌機制主要是利用正離子與細菌的負離子易於結合的特性，進而破壞細菌的細胞膜或細胞壁，達到殺菌及抑菌的功效。例如美國專利US 5,959,014公告號(Water-stabilized organosilane compounds and methods for using the same)所揭示的內容可知，其可利用烷基二甲基叔胺與氯丙基三甲基矽烷反應合成出具有四級銨鹽基團的抗菌劑，反應機構如下式所示。

然而，上述專利文獻(美國專利US 5,959,014公告號)中，其合成出的抗菌劑含有氯離子，易於高溫環境下產生有毒的氯氣，氯氣具有強烈刺激性，也容易產生有致癌風險的三鹵甲烷等有機氯化合物。

再者，前述各抗菌劑不是需要以額外添加金屬離子的方式進行製作，就是透過有機合成的方式進行製作，其步驟繁多，且製作流程也較為繁瑣。而且，各抗菌劑的抗菌能力亦與抗菌成份的添加量、耐久性與溶出量等因素有關，因此，若不能保持其抗菌成份的有效濃度，便會失去其抗菌的能力。

因此，進一步開發或研究一種能以簡單的方式進行製作，且不具有毒性風險並具有優異的抗菌功效的抗菌產品，係為本發明研究改良的重要目標。

因此，本發明之一目的，即在於提供一種抗菌樹脂。

於是，本發明抗菌樹脂用於塗覆於一基材的表 面，或可添加於其他樹脂材料中，該抗菌樹脂包含一樹脂型基團，及一抗菌分子。

其中，該抗菌分子是由含有氨基矽烷氧官能基團的反應單體經水解反應及縮合反應而得。

此外，本發明之另一目的，即在於提供一種抗菌樹脂的製作方法。

於是，本發明抗菌樹脂的製作方法包含一反應步驟，及一混合步驟。

該反應步驟是將一含有氨基矽烷氧官能基團的反應單體，進行水解反應及縮合反應的其中至少一種，反應完成後得一半成品。

該混合步驟是將該半成品與一樹脂型基團進行混合，即得一抗菌樹脂。

此外，本發明之又一目的，即在於提供一種抗菌樹脂的製作方法。

於是，本發明抗菌樹脂的製作方法包含一混合步驟，及一反應步驟。

該混合步驟是將一含有氨基矽烷氧官能基團的反應單體，與一樹脂型基團進行混合，而得一混合物。

該反應步驟是將該混合物中含有氨基矽烷氧官能基團的反應單體進行水解反應及縮合反應的其中至少一種，即得一抗菌樹脂。

本發明之功效在於：將含有氨基矽烷氧官能基團的反應單體，藉由水解反應及縮合反應的其中至少一種反應，而得該抗菌分子，該抗菌分子與各式樹脂型基團材料進行混合，即能製得該抗菌樹脂。

有關本發明之技術內容、特點與功效，在以下的詳細說明中，將可清楚的呈現。

本發明抗菌樹脂的一實施例包含一樹脂型基團，及一抗菌分子。其中，該抗菌分子是由含有氨基矽烷氧官能基團的反應單體經水解反應及縮合反應的其中至少一種反應而得。

較佳地，該樹脂型基團可選自丙烯酸系樹脂(acrylic resin)、環氧丙烯酸酯(epoxy acrylate)、氫氧基環氧樹脂(hydroxyl functional epoxy)、氨基甲酸酯丙烯酸酯(urethane acrylate)、聚酯(polyester)、聚碳酸酯(polycarbonate)、聚己內酯(polycaprolactone，PCL)、聚酯丙烯酸酯(polyester acrylate，PEA)、聚醚(polyether)、聚醚丙烯酸酯(polyether acrylate)、酚醛樹脂(phenolic resin)、聚氨酯(polyurethane，PU)、聚醣(poly carbohydrate)、氫氧基纖維素(hydroxyl cellulose)、呋喃樹脂(furan resin)、醇酸樹脂(alkyd resin)、及石油樹脂(petroleum resin)，或前述之一組合。

又，該含有氨基矽烷氧官能基團的反應單體可選自3-氨基丙基三甲氧基矽烷(3-aminopropyltrimethoxysilane)、3-氨基丙基三乙氧基矽烷(3-aminopropyltriethoxysilane)、2-氨基乙基-3-氨基丙基三甲氧基矽烷(2-aminoethyl-3-aminopropyltrimethoxysilane)、三氨基官能基丙基三甲氧基矽烷(triamino-functional propyltrimethoxysilane)、雙[3-(三乙氧基矽基)丙基]胺(bis(3-triethoxysilypropyl)amine)、二氨基烷基官能基矽氧烷(diamino alky-functional siloxane)、陽離子苯氨官能基矽烷(cationic benzylamino-function silane)、陽離子乙烯基芐基氨官能基矽烷(cationic vinylbenzylamino-functional silane)、2-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基矽烷(2-aminoethyl-3-aminopropylmethyldimethoxysilane)、3-氨丙基甲基二乙氧基矽烷(3-aminopropylmethyldiethoxysilane)、3- 脲丙基三乙氧基矽烷(3-ureidopropyltriethoxysilane)，或前述之一組合。

此外，本發明抗菌樹脂還可包含一金屬化合物及一含氟化合物的其中至少一種。

該金屬化合物可選自含有鋁(Al)、鋯(Zr)、鋅(Zn)、銀(Ag)、金(Au)、銅(Cu)，或前述之一組合的金屬化合物。

較佳地，該含鋁的金屬化合物可選自氧化鋁(aluminum oxide)、乙醯丙酮鋁(aluminum acetyl acetone)、醋酸鋁(aluminum acetate)、硫酸鋁(aluminum sulfate)、氫氧化鋁(aluminum hydroxide)、三仲丁氧基鋁(aluminum tri-sec-butoxide)、異丙醇鋁(aluminum isopropoxide)、氯化鋁(aluminum chloride)、氯化鋁六水合物(aluminum chloride hexahydrate)、硝酸鋁(aluminum nitrate)、磷酸鋁(aluminum phosphate)、鋁粉(aluminum powder)、奈米鋁(nano-aluminum ions)，或前述之一組合。

該含鋯的金屬化合物可選自氧化鋯(zirconium oxide)、氯化鋯(zirconium chloride)、氧氯化鋯(zirconyl chloride octahydrate)、硝酸氧鋯(zirconyl nitrate)、正丙醇鋯(zirconium n-propoxide)、三醇胺鋯(triethanolamine zirconate)、鋯酸四丁酯(zirconium n-butoxide)、烷醇胺鋯(alkanolamine zirconate)、丙酸鋯(zirconyl propionate)、奈米鋯(nano-zirconium ions)，或前述之一組合。

該含鋅的金屬化合物可選自碘化鋅(zinc iodide)、氯化鋅(zinc chloride)、六水合硝酸鋅(zinc nitrate hexahydrate)、七水硫酸鋅(zinc sulfate heptahydrate)、硫酸鋅(zinc sulfate)、硝酸鋅(zinc nitrate)、醋酸鋅(zinc acetate)、氧化鋅(zinc oxide)、乙酸鋅二水合物(zinc acetate dihydrate)、鋅粉(zinc powder)、奈米鋅(nano-zinc ions)，或前述之一組合。

該含銀的金屬化合物可選自硫酸銀(silver sulfate)、四氟硼酸銀(silver tetrafluoroborate)、氧化銀(silver oxide)、N,N-二乙基二硫代氨基甲酸銀(silver N,N-diethyldithiocarbamate)、六氟銻酸銀(silver hexafluoroantimonate)、碳酸銀(silver carbonate)、醋酸銀(silver acetate)、銀粉(silver powder)、奈米銀(nano-silver ions)，或前述之一組合。

該含金的金屬化合物可選自氯化金(gold chloride)、金粉(gold powder)、奈米金(nano-gold ions)，或前述之一組合。

該含銅的金屬化合物可選自硝酸銅(copper nitrate)、醋酸銅(copper acetate)、硫酸銅(copper sulfate)、二水合氯化銅(copper chloride dihydrate)、三水硝酸銅(copper nitrate trihydrate)、六水合高氯酸銅(copper perchlorate hexahydrate)、高氯酸銅(copper perchlorate)、氧化銅(copper oxide)、氯化銅(copper chloride)、溴化銅(copper bromide)、乙醯丙酮酸銅(copper acetylacetonate)、乙二胺銅(copper ethylenediamine)、三氟甲磺酸銅(copper trifluoromethanesulfonate)、氰化亞銅(copper cyanide)、碘化亞銅(copper iodide)、銅粉(copper powder)、奈米銅(nano-copper ions)，或前述之一組合。

詳細地說，當該金屬化合物為選自含有鋁或鋯的金屬化合物，可用以提升該抗菌樹脂的硬度與耐磨耗特性。 當該金屬化合物為選自含有鋅、銀、金、銅的金屬化合物，則可進一步強化該抗菌樹脂的抗菌效果。

該含氟化合物可選自十三氟代辛基三乙氧基矽烷(tridecafluorooctyl triethoxysilane)、S-(3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-十三氟辛基)硫代乙酸酯(ethanethioic acid s-(3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-tridecafluorooctyl)ester)、 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-十三氟-1-辛醇(3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-tridecafluoro-1-octanol)、N-氟代雙苯磺醯胺(n-fluorobenzenesulfonimide)、1-氟-2-硝基苯(1-fluoro-2-nitrobenzene)、氟硼酸(fluoroboric acid)、呋氟脲嘧啶(5-fluoro-1-(tetrahydro-2-furyl)ruacil)、氟氯苄(fluorobenzyl chloride)、氟硝基苯(fluoronitrobenzene)、4-氟苯基溴化鎂(4-fluorophenylmagnesium bromide)、4-溴-3氟碘苯(4-bromo-3-fluoroiodobenzene)、4-氟-3-硝基苯胺(4-fluoro-3-nitroaniline)、4-氟-2-硝基苯胺(4-fluoro-2-nitroaniline)、氟苯乙酮(fluoroacetophenone)、3-氟苯甲醛(3-fluorobenzaldehyde)、4-氯-3-氟苯甲醛(4-chloro-3-fluorobenzaldehyde)、氟苯(fluorobenzene)、4-氟苯肼鹽酸鹽(4-fluorophenylhydrazine hydrochloride)，或前述之一組合。由於氟原子的高內聚力並具有降低表面能的功效，因而可使該抗菌樹脂具有疏水與疏油的特性，不易沾附汙染物而能抗髒污亦具有優良的自潔能力，從而使得該抗菌樹脂還具有抗指紋、防污等多重功效。

本發明抗菌樹脂可利用溶膠凝膠法(sol-gel)製得，茲將本發明抗菌樹脂的製作方法說明如下。

本發明抗菌樹脂的製作方法的一第一實施例包含一反應步驟，及一混合步驟。

該反應步驟是先取用至少一種含有如前所述的氨基矽烷氧官能基團的反應單體。接著，於該反應單體加入水，或加入含水量0.001%以上的溶劑，令該反應單體進行水解反應(hydrolysis)；或是加入酸液或鹼液令該反應單體進行縮合反應(condensation)；或是加入水或含水量0.001%以上的溶劑後再加入酸液或鹼液，也就是令該反應單體先進行水解反應後再進行縮合反應。前述各反應時間皆不小於1秒，反應溫度介於4℃至250℃，且pH值介於1至14，反應完成後得一聚氨基矽烷氧的半成品。

較佳地，該水解反應的溶劑可選自含有醇基、苯基、醚基、氟基、酯基，或前述之一組合的溶劑；該縮合反應之酸液可選自硫酸(H₂SO₄)、鹽酸(HCl)、硝酸(HNO₃)、檸檬酸(C₆H₈O₇)、草酸(H₂C₂O4)、醋酸(CH₃COOH)、丙酸(CH₃CH₂COOH)、酒石酸(C₄H₆O₆)、順丁烯二酸(HO₂CCHCHCO₂H)、乙二胺四乙酸(EDTA)、二乙烯三胺五乙酸(DTPA)、含磺酸根、羧酸根，或磷酸根之溶液，或前述之一組合；鹼液可選自氫氧化鈉(NaOH)、氨水(NH₃)、醋酸鈉 (CH₃COONa)、含鈉基、鉀基，或胺基之溶液，或前述之一組合。

該混合步驟則是將該半成品添加於如前所述的樹脂型基團中，再將二者均勻混合，即得該抗菌樹脂。其中，該半成品於該抗菌樹脂的含量大於0.001ppm，即能具有抗菌的效果。

此處要說明的是，該混合步驟還可進一步將如前所述的金屬化合物及含氟化合物的其中至少一種，與該半成品及該樹脂型基團進行混合。也就是說，若要於該抗菌樹脂中額外增加或強化其抗菌或防汙等功效時，僅需將所選擇的金屬化合物或含氟化合物直接添加進行混合即可。

本發明抗菌樹脂的製作方法的一第二實施例與該第一實施例大致相同，其不同之處在於，該第二實施例是包含一混合步驟，及一反應步驟，即該等步驟之實施順序不同。

該混合步驟是先將至少一種含有如前所述的氨基矽烷氧官能基團的反應單體，加入如前所述的樹脂型基團中進行混合，而得一混合物。

該反應步驟則是將該混合物中含有氨基矽烷氧官能基團的反應單體進行水解反應及縮合反應的其中至少一 種，即得該抗菌樹脂。

也就是說，該第二實施例是先將該含有氨基矽烷氧官能基團的反應單體與該樹脂型基團進行混合後，才進行水解反應及縮合反應的其中至少一種。

此外，與該第一實施例相同，該混合步驟也可進一步將如前所述的金屬化合物及含氟化合物的其中至少一種，與該含有氨基矽烷氧官能基團的反應單體及該樹脂型基團進行混合。

於此要說明的是，本發明抗菌樹脂的製作方法的該第一、二實施例皆是藉由水解反應及縮合反應的其中至少一種，使得氨基矽烷氧官能基團中的氨基質子化而帶正電荷(N⁺)，於是，利用帶正電荷的氨基與帶負電荷的真菌、細菌、病毒等微生物結合，進而穿透細胞膜或細胞壁進入細胞內，造成細胞內蛋白質變性，影響代謝而無法正常地進行催化或其他反應；或是利用帶正電荷的氨基使細菌的表層產生誘導的負電，造成細菌表層的電荷分佈不均，因而破壞菌體內的電子傳遞系統、代謝系統與物質輸送系統的電荷平衡，致使蛋白質凝固而破壞細胞合成酶的活性；或是阻礙細胞壁的合成，致使細胞壁缺損；或是改變細胞膜的通透性，破壞細胞 膜的結構導致胞內物質外滲，使得代謝受阻或喪失增殖能力而死亡，以有效地抑制真菌、細菌、病毒等微生物的孳生，從而達到抗菌的功效。

此外，由於帶正電荷的氨基不須直接參與殺菌反應，僅作為破壞細胞電荷平衡及破壞細胞壁或細胞膜之用，因此當細菌等微生物失去活性後，帶正電荷的氨基並不會有任何的消耗並可保持原有的抗菌能力，而能重複進行殺菌。

特別地是，由於本發明抗菌樹脂中之抗菌分子即為一般常見用於做為偶聯劑的材料，可做為密封劑、黏接劑或增黏劑等，其可在無機物質與有機物質的界面架起分子橋，而具有把兩種性質懸殊的材料連接在一起以提高複合材料之性能並增加黏接強度的作用。而且，經由水解反應及縮合反應的其中至少一種，會使氨基矽烷氧官能基團中的部分氨基形成另一醯胺鍵結(例如O=C-NH-)，或是使矽烷氧官能基形成矽-氧-矽鍵結(Si-O-Si linkage)，該些鍵結也能促進不同物質間的黏合。因此，要再說明的是，本發明該抗菌樹脂除了可再添加如前所述的金屬化合物或含氟化合物之外，還可依實際需求或所欲強化的功能，再額外添加不同的添加劑，並不須特別限制。

不僅如此，本發明抗菌樹脂由於其優異的附著力以及具有與其它分子鍵合的能力，因此亦能附著於任何材料上做為塗料使用。具體地說，本發明抗菌樹脂可用於塗覆於一基材的表面，且該基材的材料不限，可選自金屬、合金、玻璃、陶瓷、玻璃陶瓷、半導體材料、高分子材料、纖維材料、皮革，或前述之一組合。較佳地，該高分子材料可選自聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate，PMMA)、聚乙烯(polyethylene，PE)、聚丙烯(polypropylene，PP)、聚氯乙烯(polyvinyl chloride，PVC)、聚醯亞胺(polyimide，PI)、聚碳酸酯(polycarbonate，PC)、聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate，PET)、美耐皿(melamine resin)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(acrylonitrile butadiene styrene，ABS)、聚氨酯(polyurethane，PU)、矽膠、乳膠，或前述之一組合；該纖維材料可選自玻璃纖維/纖維增強複合材料(fiber-reinforced plastic，FRP)、化學纖維、再生纖維(嫘縈，rayon)、半合成纖維(醋酸纖維，cellulose acetate)、合成纖維、聚醯胺纖維(polyamide fiber)、聚酯纖維(polyester fiber)、壓克力纖維(acrylic fiber)、彈性纖維、金屬纖維、絲緞、羊毛、棉線、麻紗，或前述之一組合。除此之外，還能應用於手機、平板 等觸控式產品的顯示器面板，從而使該顯示器面板具有抗菌的功效，以有效地解決觸控式產品因手指接觸所產生細菌、病毒等微生物孳生與傳播的問題。

詳細地說，當要將該抗菌樹脂塗覆於該基材的表面時，可先在該抗菌樹脂中加入例如醇類、酮類，或醚類等的有機溶液，並利用機械式葉片攪拌、攪拌子旋轉、上下震盪或滾筒式攪拌等混合方式進行稀釋，使該抗菌樹脂與該有機溶劑均勻混合，得到一高穩定性與分散性佳的均質化溶液。而後，利用浸鍍、旋鍍、噴塗、滾壓、轉印等塗佈方式，或物理氣相沉積法(physical vapor deposition，PVD)或化學氣相沉積法(chemical vapor deposition，CVD)，將該均質化溶液均勻的覆蓋於該基材的表面。接著，將該基材置於溫度20℃至350℃的環境中加熱至少2秒，經過熱處理乾燥後，即可使該抗菌樹脂穩固地附著於該基材的表面，從而使該基材具有抗菌、防汙等功效且具有長效的抗菌效果。

於此要說明的是，本發明抗菌樹脂亦可不經稀釋而直接塗覆於該基材的表面。

此外，還要說明的是，將該抗菌樹脂塗覆於該基材之表面的另一方式，則是先在該抗菌樹脂中添加一光起始 劑(photoinitiator)，並利用機械式葉片攪拌、攪拌子旋轉、上下震盪或滾筒式攪拌等方式，使該抗菌樹脂與該光起始劑均勻混合，而得一高穩定性與分散性佳的均質化UV型抗菌樹脂，再以如前所述之塗佈方式，將該均質化UV型抗菌樹脂均勻的覆蓋於該基材的表面，再將該基材經過熱處理乾燥後，以紫外燈照射使其固化，或是不經熱處理乾燥而直接以紫外燈照射使其乾燥固化。

本發明抗菌樹脂係將以往應用於黏結劑、交聯劑或表面改質劑等含有氨基矽烷氧官能基團的化合物材料，藉由水解反應及縮合反應的其中至少一種進行聚合反應，即能製得具有抗菌功效的表面塗料，與先前技術相較，不僅製作方法簡單而不需以複雜的有機合成方式進行製作，也不會產生具有毒性的氯化物。再者，由於製作流程的簡化，因此，還兼具節能減碳、少汙染與綠色環保等優點，不僅對環境友善減少對環境的衝擊，也保護人體不受細菌、病毒等微生物的危害。不僅如此，本發明抗菌樹脂亦不需以額外添加抗菌成份的方式進行製作，因此，其抗菌力不受抗菌成份的添加量、耐久性與溶出量等因素影響，而能維持其抗菌性並具有長效性。

為了使本發明抗菌樹脂的功效更為清楚，以下將以塗覆有本發明抗菌樹脂的試片進行抗菌性、耐久性、耐候性，及耐藥性測試，並量測該等試片於測試前、後之菌落形成數(CFU/ml)的差異，以評估該抗菌樹脂的抗菌功效。

其中，該抗菌樹脂中該抗菌分子是選自3-氨丙基三甲氧基矽烷為反應單體，該樹脂型基團是選自丙烯酸系樹脂，並以前述該第一實施例之製作方法所製得。此外，各測試項目中除了需準備含有該抗菌樹脂的試片作為實驗組外，還需提供未含有該抗菌樹脂的試片作為對照組。而用於測試的菌種係選自食物中常見且容易汙染飲食並造成人體不適的大腸桿菌(Escherichia coli，E.coli)及抗藥性金黃色葡萄球菌(Multiple-resistant Staphylococcus aureus，MRSA)。

茲將前述各測試項目的操作方法與測試條件分別說明如下。

〈抗菌性測試〉

將10⁵CFU/ml濃度的大腸桿菌及抗藥性金黃色葡萄球菌分別塗佈於該實驗組及該對照組的試片表面上，再將該等試片置於35℃的環境下溫育24小時，溫育完成後，以50毫升的無菌磷酸緩衝液(sterile phosphate buffer)進行沖 洗，除去死亡的大腸桿菌及抗藥性金黃色葡萄球菌，接著，再分別量測該實驗組及該對照組之試片的菌落形成數(CFU/ml)，量測結果如表1所示。

〈耐久性測試〉

耐久性測試條件分為三種：第一，使用#0000鋼絲絨，以荷重200g分別於該實驗組及對照組之該等試片的表面往復摩擦1次；第二，分別於該等試片的表面乾擦5000次；第三，分別於該等試片的表面濕擦5000次。將該等試片分別以不同的耐久性測試條件進行表面處理後，再將10⁵CFU/ml濃度的大腸桿菌及抗藥性金黃色葡萄球菌分別塗佈於該等試 片的表面，再將該等試片置於35℃的環境下溫育24小時，溫育完成後，以50毫升的無菌磷酸緩衝液進行沖洗，除去死亡的大腸桿菌及抗藥性金黃色葡萄球菌，接著，再分別量測該實驗組及該對照組之試片的菌落形成數(CFU/ml)，量測結果如表2所示。

表2係表示經耐久性測試後該實驗組及對照組的外觀檢視結果及抗菌效果，該實驗組於摩擦後外觀無脫膜且仍具有抗菌效果。

〈耐候性測試〉

耐候性測試條件分為三種：第一，溫度90℃，乾 燥條件，測試時間100小時；第二，溫度40℃，相對濕度80%，測試時間120小時；第三，溫度55℃，相對濕度93%，測試時間240小時。將該實驗組及對照組之該等試片分別以不同的耐候性測試條件進行處理後，再將10⁵CFU/ml濃度的大腸桿菌及抗藥性金黃色葡萄球菌分別塗佈於該等試片的表面，再將該等試片置於35℃的環境下溫育24小時，溫育完成後，以50毫升的無菌磷酸緩衝液進行沖洗，除去死亡的大腸桿菌及抗藥性金黃色葡萄球菌，接著，再分別量測該實驗組及該對照組之試片的菌落形成數(CFU/ml)，量測結果如表3所示。

表3係表示經耐候性測試後該實驗組及對照組的 外觀檢視結果及抗菌效果，外觀檢視係將該等試片置於白紙上，觀察顏色有無變化，該實驗組於耐候性測試後的外觀無變化且仍具有抗菌效果。

〈耐藥性測試〉

將該實驗組及對照組的該等試片分別浸泡於異丙醇(isopropyl alcohol，IPA)中，放置48小時，取出後再將10⁵CFU/ml濃度的大腸桿菌及抗藥性金黃色葡萄球菌分別塗佈於該等試片的表面，再將該等試片置於35℃的環境下溫育24小時，溫育完成後，以50毫升的無菌磷酸緩衝液進行沖洗，除去死亡的大腸桿菌及抗藥性金黃色葡萄球菌，接著，再分別量測該實驗組及該對照組之試片的菌落形成數(CFU/ml)，量測結果如表4所示。

表4係表示經耐藥性測試後該實驗組及對照組的外觀檢視結果及抗菌效果，外觀檢視係將該等試片置於白紙 上，觀察顏色有無變化，該實驗組於耐藥性測試後的外觀無變化且仍具有抗菌效果。

由上述表1至表4的測試結果可知，該等含有本發明抗菌樹脂之試片，以大腸桿菌與抗藥性金黃色葡萄球菌作為測試菌種，顯示該抗菌樹脂的抗菌率不小於99.9%。而且，於耐久性、耐候性，及耐藥性測試後亦無脫膜或變色的異常現象，且測試結果皆顯示該等塗佈有該抗菌樹脂的試片分別僅有低於0.002%的大腸桿菌及抗藥性金黃色葡萄球菌存活，證實該抗菌樹脂確實具有優異的抗菌效果。

綜上所述，本發明抗菌樹脂與多數材料的相容性極佳，可應用於顯示器面板等多樣化產品而提供持久的抗菌作用，亦可廣泛地應用於居家、醫院等環境，以維護人體健康。此外，本發明抗菌樹脂的製作方法更具有均勻性佳、製程簡單、操作方便、成本低等優點，且製作而得的該抗菌樹脂也不會產生具有毒性的氯化物，不僅對環境友善，且其優異的抗菌力也能有效地保護人體不受細菌、病毒等微生物的危害，故確實能達到本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍 及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

Claims (10)

1. 一種抗菌樹脂，用於塗覆於一基材的表面，或可添加於其他樹脂材料中，該抗菌樹脂包含：一樹脂型基團；及一抗菌分子，其中，該抗菌分子是由含有氨基矽烷氧官能基團的反應單體經水解反應及縮合反應而得。
2. 如請求項第1項所述的抗菌樹脂，其中，該樹脂型基團選自丙烯酸系樹脂、環氧丙烯酸酯、氫氧基環氧樹脂、氨基甲酸酯丙烯酸酯、聚酯、聚碳酸酯、聚己內酯、聚酯丙烯酸酯、聚醚、聚醚丙烯酸酯、酚醛樹脂、聚氨酯、聚醣、氫氧基纖維素、呋喃樹脂、醇酸樹脂、及石油樹脂，或前述之一組合。
3. 如請求項第1項所述的抗菌樹脂，其中，該含有氨基矽烷氧官能基團的反應單體選自3-氨丙基三甲氧基矽烷、3-氨丙基三乙氧基矽烷、2-氨乙基-3-氨丙基三甲氧基矽烷、三氨基官能基丙基三甲氧基矽烷、雙[3-(三乙氧基矽基)丙基]胺、二氨基烷基官能基矽氧烷、陽離子苯氨官能基矽烷、陽離子乙烯基苯氨官能 基矽烷、2-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基矽烷、3-氨丙基甲基二乙氧基矽烷、3-脲丙基三乙氧基矽烷，或前述之一組合。
4. 如請求項第1項所述的抗菌樹脂，還包含一金屬化合物，且該金屬化合物選自含有鋁、鋯、鋅、銀、金、銅，或前述之一組合的金屬化合物。
5. 如請求項第1項所述的抗菌樹脂，還包含一含氟化合物，且該含氟化合物選自十三氟代辛基三乙氧基矽烷、S-(3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-十三氟辛基)硫代乙酸酯、3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-十三氟-1-辛醇、N-氟代雙苯磺醯胺、1-氟-2-硝基苯、氟硼酸、呋氟脲嘧啶、氟氯苄、氟硝基苯、4-氟苯基溴化鎂、4-溴-3氟碘苯、4-氟-3-硝基苯胺、氟苯乙酮、3-氟苯甲醛、4-氯-3-氟苯甲醛、氟苯、4-氟苯肼鹽酸鹽，或前述之一組合。
6. 如請求項第1項所述的抗菌樹脂，其中，該抗菌樹脂是利用浸鍍、旋鍍、噴塗、滾壓、轉印、物理氣相沉積法、化學氣相沉積法，或前述之一組合的方式形成於該基材的表面。
7. 一種抗菌樹脂的製作方法，包含以下步驟： 一反應步驟，將一含有氨基矽烷氧官能基團的反應單體，進行水解反應及縮合反應的其中至少一種，反應完成後得一半成品；及一混合步驟，將該半成品與一樹脂型基團進行混合，即得一抗菌樹脂。
8. 如請求項第7項所述的抗菌樹脂的製作方法，其中，該反應步驟之水解反應選自水，或含水量0.001%以上之溶劑；該混合步驟還將一金屬化合物及一含氟化合物的其中至少一種，與該半成品及該樹脂型基團進行混合。
9. 一種抗菌樹脂的製作方法，包含以下步驟：一混合步驟，將一含有氨基矽烷氧官能基團的反應單體，與一樹脂型基團進行混合，而得一混合物；及一反應步驟，將該混合物中含有氨基矽烷氧官能基團的反應單體進行水解反應及縮合反應的其中至少一種，即得一抗菌樹脂。
10. 如請求項第9項所述的抗菌樹脂的製作方法，其中，該混合步驟還將一金屬化合物及一含氟化合物的其 中至少一種，與該含有氨基矽烷氧官能基團的反應單體及該樹脂型基團進行混合；該反應步驟之水解反應選自水，或含水量0.001%以上之溶劑。