JP2001097741A

JP2001097741A - 抗菌・防黴・防藻性物品およびその製造方法

Info

Publication number: JP2001097741A
Application number: JP2000229550A
Authority: JP
Inventors: Keijiro Shigeru; 啓二郎茂; Takako Yazawa; 孝子矢澤; Yoshitomo Inoue; 善智井上; Yasuyuki Kurino; 恭行栗野
Original assignee: Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Priority date: 2000-07-28
Filing date: 2000-07-28
Publication date: 2001-04-10

Abstract

(57)【要約】【課題】工業的あるいは日常において頻繁に利用され
る金属、ガラス、セラミックス製品等の抗菌・防黴・防
藻性を付与した抗菌・防黴・防藻性物品およびその製造
方法に関し、抗菌剤が表層部に集中して分布し、しかも
短期に消耗しないようにすることを課題とする。【解決手段】粒径 10 μｍ以下の抗菌・防黴・防藻性
成分の微粒子分散液を物品の所望表面に塗布し、前記物
品が焼結品の場合はその焼結温度未満、前記物品が焼結
品でない場合にはその溶融温度未満、前記物品に予めコ
ーティング層が形成されている場合にはそのコーティン
グ層の融点未満の温度のいずれかの温度にて加熱するこ
とにより、前記抗菌・防黴・防藻性成分を前記物品の表
面から内部方向へ拡散させ、前記抗菌・防黴・防藻性成
分が拡散した物品表層部を形成するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は抗菌・防黴・防藻性
を付与した物品、詳しくは、工業的あるいは日常におい
て頻繁に利用されるステンレス、アルミニウム等の金属
材料、ガラス材料、陶磁器等のセラミックス材料からな
る物品に、抗菌・防黴・防藻性を付与した抗菌・防黴・
防藻性物品およびその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】金属、ガラス、およびセラミックス材料
等からなる物品に抗菌・防黴・防藻性を付与する方法に
は大別すると２種類ある。一方は、抗菌・防黴・防藻剤
を材料の中に直接練り込む練り込み法で、金属、ガラ
ス、セラミックス製物品の場合は成形温度が高温である
ため、銀および銅等の抗菌剤を含む無機系の抗菌・防黴
・防藻剤が使用されている。

【０００３】もう一方は、物品表面に抗菌・防黴・防藻
剤を含むコーティング層を形成するコーティング法で、
例えば抗菌・防黴・防藻剤を樹脂ビヒクルと共に各種溶
媒中に分散した塗料を塗布したり、釉成分に抗菌・防黴
・防藻剤を添加した釉薬を用いて施釉するものであり、
前者の場合は有機系、無機系両方の抗菌・防黴・防藻剤
が、そして後者の場合は無機系の抗菌・防黴・防藻剤が
使用されている。

【０００４】しかしながら、従来の抗菌性を付与する方
法においては、例えば練り込み法では、金属、ガラス、
およびセラミックス製物品の成形温度が高いため、耐熱
性の高い無機系の抗菌・防黴・防藻剤を用いてもなかな
か抗菌性が発現し難いこと、抗菌・防黴・防藻性を発現
させたとしても、抗菌・防黴・防藻剤が物品の内部深く
まで存在し、これが表面に付着した菌に対して何の有効
な作用も及ぼさないから不経済的である等の問題点があ
った（図１（イ）参照）。

【０００５】また、コーティング法では、既に成形され
た材料表面に抗菌・防黴・防藻性を有する層を新たに形
成するため、練り込み法の経済的な不合理性はないが、
コーティング層のバインダー（樹脂ビヒクル、釉成分）
が比較的短期に摩耗等により消耗すること、コーティン
グ層の形成により物品の表面性質（例えば、色調、物性
等）を著しく変えてしまうことの他、抗菌・防黴・防藻
剤を釉成分に添加した釉薬を塗布・焼成する場合にあっ
ては、少なくとも 800℃以上の高温度下での焼き付け処
理であるために抗菌・防黴・防藻性が劣化する等の問題
点がある（図１（ロ）参照）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術に
おける前記問題点に鑑みてなされたもので、抗菌・防黴
・防藻剤が物品表層部に集中して分布し、しかも摩滅等
により短期に、抗菌・防黴・防藻性が消耗せず、また加
熱処理により抗菌・防黴・防藻性が劣化することがな
く、しかもコーティング層が新たに形成されて物品の表
面性質が著しく変化することがない抗菌・防黴・防藻性
物品およびその製造方法を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明における請求項１
に係る抗菌・防黴・防藻性物品の製造方法は、粒径 10
μｍ以下の抗菌・防黴・防藻性成分の微粒子分散液を物
品の所望表面に塗布し、前記物品が焼結品の場合はその
焼結温度未満、前記物品が焼結品でない場合にはその溶
融温度未満、前記物品に予めコーティング層が形成され
ている場合にはそのコーティング層の融点未満の温度の
いずれかの温度にて加熱することにより、前記抗菌・防
黴・防藻性成分を前記物品の表面から内部方向へ拡散さ
せ、前記抗菌・防黴・防藻性成分が拡散した物品表層部
を形成することを特徴とするものである。

【０００８】請求項２に係る抗菌・防黴・防藻性物品
は、請求項１記載の抗菌・防黴・防藻性物品の製造方法
により製造されたことを特徴とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明者等は、抗菌・防黴・防藻
性成分の微粒子分散液を物品表面に塗布し、比較的低温
で加熱処理すれば、従来技術の問題点を解決し得ること
を見い出し、本発明を完成した。

【００１０】図１に本発明による抗菌・防黴・防藻性物
品を従来の練込み法、コーティング法による物品と比較
して示す。本発明では、物品表面から物品表面層の内部
に、直接、抗菌・防黴・防藻性成分を拡散させるもので
ある。すなわち、物品表面近傍には抗菌・防黴・防藻性
成分が多量に存在し、一方、物品中央部には抗菌・防黴
・防藻性成分がほとんど存在しておらず、さらに、物品
表面にバインダー成分や抗菌・防黴・防藻性成分の融着
膜が実質的に存在していない。したがって、物品表面が
少々磨滅するような場合でも、抗菌・防黴・防藻性が消
失することはなく、さらに、物品表面が別材料によりコ
ーティングされるわけではないから、物品表面の性質、
例えば物品の色調を著しく変えることがほとんどない
（図１（ハ）参照）。

【００１１】以下、実施の形態を具体的に説明する。抗
菌・防黴・防藻性成分を物品表面層の内部に拡散させる
には、抗菌・防黴・防藻性成分の微粒子分散液（以下、
塗布液という）を、物品の所望表面に塗布し、加熱処理
することにより、抗菌・防黴・防藻性成分を物品表面か
ら物品表層部の内方へ拡散させる。

【００１２】抗菌・防黴・防藻処理される物品は、少な
くとも 200℃の加熱処理に耐えられるものでなくてはな
らず、例えば、金属、ガラスおよびセラミックス等が挙
げられる。そして、これらの物品は、外部空間に連繋す
気孔を有している必要はなく、実質的にこのような気孔
を有していない緻密質なものであっても良い。また、こ
れらの物品は、耐熱性のコーティング層、例えば、釉が
け、ホウロウがけ等が予め施されていても良い。これら
の物品は、塗布液を塗布する前に、抗菌・防黴・防藻処
理面を十分に洗浄して汚れを取り除いておく。

【００１３】抗菌・防黴・防藻性成分としては、耐熱性
に富み、かつオリゴジナミー効果を有するものであっ
て、加熱処理後に残存する有機系または無機系のバイン
ダー成分（例えば釉薬成分等）を含まないものを使用す
る。好適な抗菌・防黴・防藻性成分としては、物品の表
層部の内部への拡散しやすさ、安全性、物品の表面性
質、例えば色調への影響がない等の点から、銀、銅、銀
−銅合金、クエン酸銀等の有機銀化合物、クエン酸銅等
の有機銅化合物、塩化銀、硫化銀、酸化銀、硫酸銀、塩
化第一銅、塩化第二銅、硫化第一銅、硫化第二銅、酸化
第一銅、酸化第二銅、硫酸第一銅、硫酸第二銅のうちの
いずれか１種または２種以上であることが好ましい。

【００１４】塗布液は、上記の抗菌・防黴・防藻性成分
の微粒子を水や有機溶媒中に分散させたものであり、界
面活性剤を併用して物品表面へのぬれ性を良くするのが
好適である。塗布液の塗布法は、刷毛塗り、ディッ
プ、スプレーがけ等があり、特に制約はない。

【００１５】塗布液の抗菌・防黴・防藻性成分の濃度は
0.01 〜 10 ％が好適で、これより薄くすると充分な抗
菌・防黴・防藻性が得られず、これより濃くすると物品
表面に抗菌・防黴・防藻性成分の融着膜が形成された
り、汚れが残る場合が多くなる。また、塗布液中の抗菌
・防黴・防藻性成分の粒径は 10 μｍ以下とし、特に
0.1μｍ以下のコロイドとすることが好適である。コロ
イド状の抗菌・防黴・防藻性成分を使用すると、物品表
層部の内部への拡散が容易に起こる。

【００１６】加熱処理温度は 200℃以上あれば良い。適
正な加熱処理温度は使用される物品の材質や使用される
抗菌・防黴・防藻性成分の種類により異なる。すなわ
ち、加熱処理温度は高いほど拡散速度が大きくなるので
200℃以上とし（ 200℃以下では銀、銅等の容易に拡散
する抗菌・防黴・防藻性成分でも拡散はほとんど起こら
ない）、かつ物品に悪影響（例えば、物品の色調変化や
物品強度の劣化）を与えない、そして抗菌・防黴・防藻
性成分の性能が劣化しない温度を選ぶ。

【００１７】物品に悪影響を与えないためには、加熱処
理温度を、例えば、物品が焼結品の場合にはその焼結温度未満、物品が焼結品でない場合はその溶融温度未満、物品表面に予めコーティング層（釉薬層、ホウロウ
層等）が形成されている場合には、コーティング層の融
点未満、のいずれかとする必要がある。すなわち、上記の温度以
上で加熱処理すると、物品の寸法精度、強度、表面色調
等に悪影響を与える。また、上記温度以下であっても、物品の物性値が劣化する温度域、例えばステンレス
鋼にあっては 400〜800℃の温度範囲は避ける必要があ
る。一方、抗菌・防黴・防藻性成分の性能が低下しないため
の適正な加熱温度は、使用する抗菌・防黴・防藻性成分
の種類により定まるが、通常、 800℃以下である。

【００１８】加熱処理時間は、使用する物品の種類、抗
菌・防黴・防藻性成分の種類、および抗菌・防黴・防藻
性成分を拡散させる深さにより定まる。通常、１０分〜
１００時間程度である。例えば、代表的なセラミックス
材料である陶磁器の場合では 300℃程度で加熱すること
ができる。この場合、１０分程度の加熱で十分である。
一般的なガラス材料である板ガラスでは軟下点以下の 4
00〜500 ℃程度で加熱するのが好適であり、要する加熱
時間は１０分程度である。

【００１９】金属材料であるアルミニウムの場合、 500
℃程度で加熱する。 500℃程度の温度では３０分〜１時
間程度の加熱処理が必要となる。金属材料であるステン
レス鋼の場合、物品が 400〜800 ℃の範囲で強度低下す
るため、この温度範囲の上下で加熱するのが必要であ
る。 380℃では１時間程度の加熱が必要となり、 820℃
では数十分で済む。

【００２０】塗布−加熱処理は、製品の製造工程中の加
熱処理工程を利用することもできる。例えば金属材料や
ガラス材料の場合、焼なまし、焼もどし等の熱処理工程
があるが、この加熱工程前に塗布液を塗布しておけば、
焼なまし、焼もどし工程が抗菌・防黴・防藻性付与工程
にもなる。

【００２１】加熱処理時の雰囲気は、特に制限されない
が、物品に何らかの影響を受けるときは、例えば、非酸
化性雰囲気とする。加熱処理時に、特に加圧する必要も
ないが、加圧すれば加熱処理時間を短縮することがで
き、更に、より深く拡散させることができる。

【００２２】加熱処理後、物品表面に、未拡散分が融着
膜を形成したり、不純物等を残留することがあるが、こ
れは酸洗いや研磨により容易に取り除くことができる。
抗菌・防黴・防藻性成分は物品表層部の内部に拡散して
いるので、未拡散分を取り除いた後においても抗菌・防
黴・防藻性が消失・低下することはなく、依然として良
好な抗菌・防黴・防藻性を有する。

【００２３】抗菌・防黴・防藻性については、抗菌・防
黴・防藻性成分で物品表面に露出しているものが抗菌・
防黴・防藻性を発揮するものと考えられる。また、物品
表面が磨滅あるいは浸食されても、内部の抗菌・防黴・
防藻性成分が新しく露出するので、抗菌・防黴・防藻性
が低下することはない。いずれにしても、銀と銅に代表
される抗菌・防黴・防藻性成分を金属、ガラスおよびセ
ラミックス等の物品の表面に塗布し、加熱すると、抗菌
・防黴・防藻性成分が物品の内部に拡散し、この物品の
表面で抗菌・防黴・防藻性を示すようになる。

【００２４】このように、本発明による実施の態様で
は、抗菌・防黴・防藻性成分がバインダー成分の存在な
しに物品の表面近傍に直接存在するため（図１（ハ）参
照）、従来における練り込み法の経済的問題や抗菌・防
黴・防藻性の低下、コーティング法の剥がれ、落ち、あ
るいは表面性質の変化等の問題が生じない。さらに、そ
の製造方法が、基本的に塗布して加熱するというもので
あるため、成形時の制約も小さい。

【００２５】このため、外部空間に連繋する気孔を実質
的に有しない緻密質物品（緻密質セラミックス、金属、
ガラス等）であっても、抗菌・防黴・防藻性成分が粒
界、格子中を拡散して行き、抗菌・防黴・防藻性成分を
表層部奥深部まで拡散させることができる。この緻密質
物品の表面に抗菌・防黴・防藻性成分の微粒子を塗布す
る際には、これらの微粒子を含有する分散液または溶液
を用いると、表層部内部に拡散させやすく、均一に拡散
させやすい。

【００２６】

【実施例】本発明を実施例により詳述する。ただし、本
発明はこれに限定されるものではない。なお、各物品は
塗布液を塗布する前に石鹸水で十分に洗浄したものを使
用した。

【００２７】（実施例１）公知方法により銀コロイドの
水分散液（濃度１％、平均粒径 0.08 ミクロン）を作成
し、これを緻密なソーダ石灰板ガラス（密度約 100％、
ガラス軟化点 520℃）にディップ法により塗布し（塗布
量； 5ｇ／ｍ²）、乾燥後、大気中、温度500℃で３０
分間加熱処理した。これにより得られた板ガラスは処理
前と同様に透明であり、着色も認められなかった。

【００２８】（実施例２）銅粉をテレピン油中で粉砕
し、銅分散液（濃度１ｗｔ％、平均粒径１ミクロン）を
作成し、これをハケ塗りで陶磁器（施釉品、陶磁器の焼
結温度 1200 ℃、釉の融点 920℃）の表面に塗布（塗布
量；１ｇ／ｍ²）した後、大気中で温度 300℃により１
０分間加熱処理した。これにより得られた陶磁器は若干
青味を呈していたが、 10 ｗｔ％硝酸溶液で洗浄したと
ころ元の外観となった。

【００２９】（実施例３）硫酸銅をテレピン油中で粉砕
し、硫酸銅分散液（濃度 2％、平均粒径 2ミクロン）を
作成し、これを溶製法により得られた緻密なステンレス
板（密度 99.5 ％、融点 1400 ℃）にスプレー法で塗布
し（塗布量； 0.5ｇ／ｍ²）、水素雰囲気中で温度 400
℃で２０分間加熱した。得られたステンレス板表面に若
干銅分が付着していたが、 10 ｗｔ％硝酸溶液で洗浄す
ると、もとの外観になった。

【００３０】（実施例の評価）実施例１〜３で作成した
試験体の抗菌性を評価した。各実施例で作成した試験
体、および比較例１〜３として抗菌・防黴・防藻処理を
施さない各実施例の物品表面に、黄色ブドウ球菌、枯草
菌、大腸菌、肺炎桿菌、サルモネラ菌、緑膿菌の各菌液
を 0.1ｍｌのせ、温度 37 ℃で２４時間放置した後の生
存菌数を寒天平板法で測定した。また、黴、藻について
も、 27 ℃で所定時間培養し、発生状況を目視観察し
た。その結果を表１，２に示す。

【００３１】（比較例４）実施例２の分散液から、テレ
ピン油をアルコールで洗浄除去して、銅の微粒子（平均
粒子径１ミクロン）を得た。この銅微粒子を含有する釉
薬を実施例２の陶磁器と同一の陶磁器に塗布し、大気中
で 1200 ℃の条件下で加熱処理した。こうして得られた
陶磁器表面の、釉薬層中の銅の含有量は、実施例２と同
様に0.01 ｇ／ｃｍ²であった。この施釉後の陶磁器を
用い、実施例の場合に準じて、抗菌・防黴・防藻性を評
価した。その結果を表１，２に併せて示す。

【００３２】

【表１】

【００３３】

【表２】

【００３４】（実施例の評価結果）表１では、すべての
例、すべての菌において、抗菌・防黴・防藻処理を実施
したものは、菌数が 100 cfu／ml以下に減少した。これ
に対して、抗菌・防黴・防藻処理を実施していない比較
例としての未処理物品の表面では、菌数の減少はほとん
どなかった。また、すべての実施例において、抗菌・防
黴・防藻処理を実施したものは、黴、藻の発生が認めら
れず、これに対して抗菌・防黴・防藻処理を実施してい
ない比較例としての未処理物品の表面では、黴、藻の発
生が認められた。従って、本発明品は抗菌・防黴・防藻
性を示すことが確認された。また、抗菌・防黴・防藻処
理後の物品表面を酸洗いしたもの（実施例２，３）にも
良好な抗菌・防黴・防藻性を示すことが確認されたこと
から、抗菌・防黴・防藻性成分は物品表面層の内部に拡
散していることも確認された。また、表１，２の結果か
ら、比較例４は実施例２よりも抗菌・防黴・防藻性に劣
ることが判る。

【００３５】

【発明の効果】以上のように、請求項１に係る抗菌・防
黴・防藻性物品の製造方法は、粒径 10 μｍ以下の抗菌
・防黴・防藻性成分の微粒子分散液を物品の所望表面に
塗布し、前記物品が焼結品の場合はその焼結温度未満、
前記物品が焼結品でない場合にはその溶融温度未満、前
記物品に予めコーティング層が形成されている場合には
そのコーティング層の融点未満の温度のいずれかの温度
にて加熱することにより、前記抗菌・防黴・防藻性成分
を前記物品の表面から内部方向へ拡散させ、前記抗菌・
防黴・防藻性成分が拡散した物品表層部を形成すること
により、外部空間に連繋する気孔を有していない緻密質
の物品にも抗菌・防黴・防藻性成分を容易に拡散させる
ことができ、抗菌・防黴・防藻性の耐久性を向上させる
とともに性能低下を防止し、抗菌・防黴・防藻性成分の
使用量を減少させ、作業性を向上させて、経費を節減さ
せ、経済性を高めることができる。この製造方法は簡便
であり、比較的低い温度で熱処理することができるため
抗菌・防黴・防藻性成分の性能が劣化せず、また、抗菌
・防黴・防藻性成分の多すぎる使用量等を防止すること
ができる。

【００３６】請求項２に係る抗菌・防黴・防藻性物品
は、請求項１記載の抗菌・防黴・防藻性物品の製造方法
により製造されたことにより、拡散現象を利用して物品
表面にコーティング層を実質的に形成させずに抗菌・防
黴・防藻性を付与でき、セラミックス、ガラス、金属材
料等の緻密質な材料からなる物品に抗菌・防黴・防藻性
を付与することができ、また物品本体が抗菌・防黴・防
藻性を持つために、物品の特質を損なうことがなくな
る。これらの材料は、水まわり品、病院用具、日常品、
建築材料、食品容器、各種機械など清潔さが要求される
部材に適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】抗菌・防黴・防藻性を付与した物品の抗菌・防
黴・防藻性成分の分布状態を模式的に示した断面図であ
り、それぞれ（イ）は従来の練り込み法、（ロ）はコー
ティング法、および（ハ）は本発明の方法によって抗菌
・防黴・防藻性を付与した物品を示す。

【符号の説明】

１物品２抗菌・防黴・防藻性成分３表面４バインダ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者井上善智千葉県船橋市豊富町585番地住友大阪セメント株式会社新材料研究部内 (72)発明者栗野恭行千葉県船橋市豊富町585番地住友大阪セメント株式会社新材料研究部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】粒径 10 μｍ以下の抗菌・防黴・防藻性成
分の微粒子分散液を物品の所望表面に塗布し、前記物品
が焼結品の場合はその焼結温度未満、前記物品が焼結品
でない場合にはその溶融温度未満、前記物品に予めコー
ティング層が形成されている場合にはそのコーティング
層の融点未満の温度のいずれかの温度にて加熱すること
により、前記抗菌・防黴・防藻性成分を前記物品の表面
から内部方向へ拡散させ、前記抗菌・防黴・防藻性成分
が拡散した物品表層部を形成することを特徴とする抗菌
・防黴・防藻性物品の製造方法。
【請求項２】請求項１記載の抗菌・防黴・防藻性物品の
製造方法により製造されたことを特徴とする抗菌・防黴
・防藻性物品。