JPH1036713A - Ag−ゼオライトコーティング用溶液及びコーティング方法 - Google Patents

Ag−ゼオライトコーティング用溶液及びコーティング方法

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JPH1036713A
JPH1036713A JP8212035A JP21203596A JPH1036713A JP H1036713 A JPH1036713 A JP H1036713A JP 8212035 A JP8212035 A JP 8212035A JP 21203596 A JP21203596 A JP 21203596A JP H1036713 A JPH1036713 A JP H1036713A
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JP
Japan
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zeolite
mol
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organic solvent
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JP8212035A
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English (en)
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Setsuko Koura
節子 小浦
Kenji Sakado
健二 坂戸
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Nippon Steel Nisshin Co Ltd
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Nisshin Steel Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 貯蔵安定性に優れ、大気中で長時間コーティ
ングに使用しても黒濁やゲル化のない貯蔵安定性に優れ
たコーティング溶液を得、抗菌性を呈する均一なAg−
ゼオライトコーティング膜を1工程で製造する。 【解決手段】 このコーティング溶液は、アルミニウム
アルコキシド,アルコキシシラン,アルカリ土類金属及
び/又はアルカリ土類金属のアルコキシド,アミン類,
オルガノアルコキシシラン,水及び増粘剤を有機溶媒に
溶解させた溶液に、銀塩を溶解させたアミン系有機溶媒
を添加することにより調整されている。オルガノアルコ
キシシランとしては、次式の構造をもつ物質が好ましく
アルミニウムアルコキシド1モルに対し0.1〜10モ
ルの割合で添加される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、鋼板,ステンレス鋼
板,アルミ板等の金属表面に抗菌・防カビ性をもつゼオ
ライト層をゾル−ゲル法によって形成するときに使用す
るコーティング溶液及びコーティング方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ゼオライト粉末に抗菌・防カビ性をもつ
金属イオンをイオン交換法で担持させた抗菌剤が知られ
ているが、粉末状のため取扱いに難点がある。取扱いが
容易な膜状の抗菌剤として用いるため粉末抗菌剤を樹脂
中に分散させているが、抗菌剤が表面に露出している割
合が少なく、抗菌・防カビ性の効果の点から全面被覆が
望まれる。全面被覆するための手段としては、ゼオライ
ト膜を形成した後にイオン交換で抗菌・防カビ性をもつ
金属イオンを担持することが考えられる。ゼオライト膜
は、シリカゾル,アルカリ金属又はアルカリ土類金属の
ケイ酸塩及びアルミン酸塩の混合水溶液をオートクレー
ブのような密封容器中で80〜120℃に加熱して、結
晶を析出・熟成する方法で形成されている。しかし、こ
の方法では、密封容器を大きくすることに限界があり、
分離膜のように寸法の大きなものや連続した長尺のもの
が製造できない。本発明者等は、この欠点を解消する新
規なゼオライトコーティング法を開発した。この方法で
は、アルミニウムアルコキシド1モルに対してアルコキ
シシラン0.6〜30モル,アルカリ金属のアルコキシ
ド又は水酸化物1.2〜3.6モルの割合で低級アルコ
ール等の有機溶媒に溶解した溶液をコーティングし、焼
成によってゼオライト膜を合成している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】水熱合成法又はゾル−
ゲル法で得られたゼオライト膜にAgイオンを担持させ
る手段としては、粉末の場合と同様に適当なpHに調整
した硝酸銀等の銀塩溶液に浸漬してイオン交換する方法
が一般的である。しかし、ゼオライト膜の形成後にイオ
ン交換によってAgイオンを担持させるため、ゼオライ
ト膜の形成及びAgイオン交換の2工程が必要とされ、
製造コストを上昇させる原因となる。本発明者等は、工
程の複雑化を無くすため、Ag−ゼオライト膜を1工程
で形成させる方法を開発し、特願平8−40558号と
して提案した。新しく提案した方法では、アルミニウム
アルコキシド,アルコキシシラン,アルカリ土類金属又
はアルカリ土類金属のアルコキシド,安定化剤及び水を
有機溶媒に溶解させた溶液に、Agのアルコキシド又は
β−ジケトネートを添加してコーティング溶液を調整す
る。このコーティング溶液を浸漬,塗布,スプレー等で
鋼板表面に施し、焼成することにより、Agイオンを担
持したゼオライト膜が1工程で形成される。
【0004】しかし、Agのアルコキシド又はβ−ジケ
トネートの安定性が低いことから、コーティング溶液の
保存性が悪く、製造が困難で、得られた製品も高価なも
のになる。また、ゼオライトコーティング浴にAgのア
ルコキシド又はβ−ジケトネートを添加することによっ
て透明な浴が得られるものの、数時間放置すると黒濁し
てコーティング不可能になってしまう。本発明は、この
ような問題を解消すべく案出されたものであり、アミン
系化合物を添加した有機溶媒を使用することにより、貯
蔵安定性に優れ、大気中で長時間コーティングに使用し
ても黒濁やゲル化のない貯蔵安定性に優れたコーティン
グ溶液を得、抗菌性を呈する均一なAg−ゼオライトコ
ーティング膜を1工程で製造することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明のAg−ゼオライ
トコーティング用溶液は、その目的を達成するため、ア
ルミニウムアルコキシド,アルコキシシラン,アルカリ
土類金属及び/又はアルカリ土類金属のアルコキシド,
アミン類,オルガノアルコキシシラン,水及び増粘剤を
有機溶媒に溶解させた溶液に、銀塩を溶解させたアミン
系有機溶媒を添加することにより調整されていることを
特徴とする。オルガノアルコキシシランとしては、次式
の構造をもつ物質が使用される。オルガノアルコキシシ
ランは、アルミニウムアルコキシド1モルに対し0.1
〜10モルの割合で添加される。
【0006】
【0007】銀塩を溶解させた有機溶媒は、たとえば銀
塩1モルに対して0.5モル以上の割合でアミン系有機
溶媒で銀塩を溶解さることにより調製される。本発明に
従ってAgを担持させたゼオライトコーティング膜は、
Ag−ゼオライトコーティング用溶液を浸漬,塗布又は
スプレーにより金属表面に塗布し、200〜800℃で
焼成することにより形成される。皮膜が形成される金属
材料としては、鋼板,ステンレス鋼板,めっき鋼板,化
成処理鋼板,アルミ板等の広範な材料が掲げられる。
【0008】
【作用】本発明者等は、アルミニウムアルコキシド,ア
ルコキシシラン,アルカリ金属及び/又はアルカリ土類
金属のアルコキシド又は水酸化物及び水を有機溶媒に溶
解し、アミン類を添加した溶液に増粘剤を加えたものを
ゼオライトコーティング用の基本溶液とし、硝酸銀等の
一般的なAg塩を溶液中に溶解させるべく種々調査検討
した。基本溶液に硝酸銀を直接添加すると、浴が黒濁し
てゲル化する。これは、安定化剤としてアミン類が含ま
れているため基本のゼオライトコーティング溶液が塩基
性であり、アルカリ浴中ではAgが酸化銀として沈澱す
るため、透明な浴を建浴できないものと推察される。ま
た、硝酸銀等を有機溶媒に溶解させて添加することも研
究したが、有機溶媒に対する銀塩の溶解度が低いことか
ら、必要とする溶液が得られなかった。
【0009】この調査・研究の過程で、有機溶媒にアミ
ン系化合物を添加したところ、硝酸銀等の銀塩が容易に
溶解することを見い出した。これは、アミン系化合物の
添加によって有機溶媒に極性が付与され、銀塩の溶解が
可能になったものと推察される。更に、基本のゼオライ
トコーティング溶液にアミノ系オルガノアルコキシシラ
ンを添加すると、銀塩を含むゼオライトコーティング溶
液の貯蔵安定性が大幅に向上することを見い出した。貯
蔵安定性の向上は、アミン系化合物及びアミノ系オルガ
ノアルコキシシランがAgイオンに配位し、安定な錯イ
オンが形成されたことに起因するものと推察される。こ
のようにして調製した溶液を浸漬,塗布,スプレー等で
鋼板表面に施し、焼成すると、透明なAg−ゼオライト
膜が形成される。得られたAg−ゼオライト膜は、抗菌
・防カビ性に有効なAgをイオンの形態でゼオライト結
晶に保持している。
【0010】
【実施の形態】アルミニウムアルコキシド,アルコキシ
シラン,アルカリ土類金属及び/又はアルカリ土類金属
のアルコキシド,アミン類,オルガノアルコキシシラ
ン,水及び増粘剤を有機溶媒に溶解させた溶液に、銀塩
を溶解させたアミン系有機溶媒を添加することにより、
Ag−ゼオライトコーティング用溶液を調整すると、貯
蔵安定性に優れたコーティング浴が得られる。また、こ
の溶液を鋼板等の金属表面に施し、焼成すると、抗菌・
防カビ性を呈するAg−ゼオライト膜が形成される。銀
塩としては、AgNO3 の外に、Ag2 SO4 ,CH3
COOAg,AgOCN等が使用される。オルガノアル
コキシシランとしては、次式の構造をもつ物質が使用さ
れる。
【0011】
【0012】式中、Xはアミノ基であり、アミノ基以外
のビニル基,エポキシ基,メタクリロキシ基等のオルガ
ノアルコキシシランを加えると、銀塩添加後に茶濁又は
黒濁してゲル化する。すなわち、Xがアミノ基であるオ
ルガノアルコキシシランを使用する場合のみ、浴を黒濁
又はゲル化させることなく銀塩を添加することが可能に
なる。オルガノアルコキシシランは、アルミニウムアル
コキシド1モルに対し0.1〜10モルの割合で添加す
ることが好ましい。0.1モルに満たない添加量では、
Ag−ゼオライトコーティング溶液の貯蔵安定性を向上
させる作用が不十分である。逆に、10モルを超える添
加量では、基板に対する溶液の濡れ性が悪くなり、均一
なゼオライト膜が得られ難くなる。
【0013】コーティング溶液中にAgイオンを安定し
て存在させるためには、アミン系化合物を含む有機溶媒
に銀塩を溶解させた溶液を加えることが好ましい。アミ
ン系化合物としては、モノエタノールアミン,ジエタノ
ールアミン,トリエタノールアミン,モノイソプロパノ
ールアミン,ジイソプロパノールアミン,トリイソプロ
パノールアミン等が使用される。銀塩の溶解性は、モノ
>トリ>ジの順に高いため、モノエタノールアミン又は
モノイソプロパノールアミンが中でも好ましい。これら
アミン系化合物を複数混合して使用することもでき、銀
塩1モルに対して0.5モル以上の割合で添加される。
アミン系化合物の添加量が0.5モルに満たないと、有
機溶媒中で安定な錯イオンを形成できず、銀塩の溶解が
不十分となる。
【0014】調製されたAg−ゼオライトコーティング
溶液は、浸漬,塗布,スプレー等の方法で金属表面に施
され、200〜800℃の温度域で焼成される。焼成
中、アルコキシド,アルコキシシラン等の加水分解や重
合が急速に進行し、Ag−ゼオライト皮膜が合成され
る。この反応と平行し、溶媒,加水分解抑制剤,増粘剤
等も除去される。なお、200℃に達しない焼成温度で
は、増粘剤や安定化剤の除去が不十分となる。逆に80
0℃を超える焼成温度では、Ag−ゼオライト皮膜の構
造が破壊される。
【0015】
【実施例】
実施例1:アルミニウムイソプロポキシド1.0モル,
エトキシシラン2.5モル,ナトリウムメトキシド0.
9モル,モノイソプロパノールアミン5.0モル,水
7.0モルをブチルセロソルブ15モルに溶解した後、
各種オルガノアルコキシシランを添加して十分撹拌する
ことにより、ゼオライトコーティング用溶液を作製し
た。また、ブチルセロソルブ8.0モルにモノイソプロ
パノールアミン8.0モルを加えた溶液にAgNO3
1.0モルを溶解させることにより、AgNO3 溶液を
予め調整した。ゼオライトコーティング用溶液に、溶液
中のAgNO3 濃度が0.1モルとなるようにAgNO
3 溶液を加えた。このようにして得られた各種Ag−ゼ
オライトコーティング用溶液それぞれについて、建浴2
4時間後の状態を表1に示す。表1から明らかなよう
に、アミノ系オルガノアルコキシシランを添加した場合
のみ、Agイオンが浴中で安定に存在し、透明浴が建浴
されることが判った。
【0016】
【0017】実施例2:実施例1と同様の溶液として、
各種アミノ系オルガノアルコキシシランを添加してAg
−ゼオライトコーティング溶液を調製し、得られた溶液
の貯蔵安定性を調査した。調査結果を、アミノ系オルガ
ノアルコキシシランの種類及び添加量とAg−ゼオライ
トコーティング溶液の安定性との関係として表2に示
す。なお、貯蔵安定性は、溶液の外観から判断し、黒濁
又はゲル化までの日数で比較した。また、表2に掲げた
各種溶液を使用し、板厚0.5mmのステンレス鋼板S
US430を基板とし、塗布法でコーティングを施した
後、300℃で2分間焼成してAg−ゼオライト被覆鋼
板を製造した。形成されたAg−ゼオライト膜の成膜状
態を調査し、均一な膜が形成されたものを○,濡れ性が
悪く均一な膜が得られなかったものを×として評価し
た。調査結果を、表2に併せ示す。表2から明らかなよ
うに、無添加の浴では建浴後数時間でゲル化するのに対
し、0.1モルのアミノ系オルガノアルコキシシランを
添加するだけで浴の安定性が向上していることが判る。
また、アミノ系オルガノアルコキシシランを2モル以上
添加した溶液では、1か月以上の期間にわたって透明性
が維持されていた。しかし、12モル添加した溶液で
は、基板に対する濡れ性が極端に低下したことから、均
一なAg−ゼオライト膜が形成されなかった。
【0018】
【0019】実施例3:アルミニウムイソプロポキシ
ド,エトキシシラン,ナトリウムメトキシド,モノイソ
プロパノールアミン,水及びヒドロキシプロピルセルロ
ースをブチルセロソルブに溶解させた溶液に、N−(2
−アミノエチル)3−アミノプロピルメチルジメトキシ
シラン及びAgNO3 を加えてAg−ゼオライトコーテ
ィング溶液を調製した。この溶液の塗布法で鋼板表面に
コーティングした後、300℃で2分間焼成した。得ら
れたAg−ゼオライト被覆鋼板から5cm×5cmの試
験片を切り出し、抗菌性試験に供した。抗菌性試験で
は、大腸菌及び黄色ブドウ球菌を試験菌として使用し、
105 個/mlの濃度に調製した菌液1mlを試験片に
滴下し、37℃で24時間培養した後、リン酸緩衝液で
菌を洗い出した。洗い出した菌液の生菌数を計測し、生
菌数の多少で抗菌力を判定した。表3の調査結果にみら
れるように、何れも優れた抗菌性を示している。なかで
も、0.1重量%以上のAgを担持させたゼオライト膜
は、抗菌性が顕著に向上していることが判る。
【0020】
【0021】実施例4:アルミニウムイソプロポキシド
1.0モル,エトキシシラン2.5モル,ナトリウムメ
トキシド0.9モル,モノイソプロパノールアミン5.
0モル,水7.0モル,N−(2−アミノエチル)−3
−アミノプロピルメチルジメトキシシラン2.0モルを
ブチルセロソルブ15モルに溶解した後、ヒドロキシプ
ロピルセルロース0.5重量%を添加してコーティング
溶液を調製した。このコーティング溶液を使用し、ステ
ンレス鋼板SUS430に塗布法でコーティングを施
し、150〜850℃で2分間焼成した。形成されたA
g−ゼオライト膜の密着性を調査し、焼成温度との関係
で整理した。調査結果を表4に示す。なお。密着性は、
密着折り曲げにより判定し、皮膜に剥離が発生しなかっ
たものを○,皮膜に剥離が検出されたものを×として評
価した。表4から明らかなように、本発明で規定した2
00〜800℃の温度範囲で焼成したものでは、Ag−
ゼオライト膜が十分な密着性をもって鋼板表面に付着し
ており、加工性のあるAg−ゼオライト被覆鋼板が得ら
れていることが判る。
【0022】
【0023】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明に従って
アミン系化合物を添加した有機溶媒を使用するとき、貯
蔵安定性に優れ、大気中で長時間コーティングに使用し
ても黒濁やゲル化のない貯蔵安定性に優れたAg−ゼオ
ライト膜用のコーティング溶液が得られる。コーティン
グ溶液は、浸漬,塗布,スプレー等で金属板表面に施し
た後で焼成することにより、1工程でAg−ゼオライト
膜に合成される。Ag−ゼオライト膜が被覆された金属
板は、優れた抗菌性が付与されており、Ag−ゼオライ
ト膜の密着性が良好なため加工も可能である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C09D 185/00 PMW C09D 185/00 PMW

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アルミニウムアルコキシド,アルコキシ
    シラン,アルカリ土類金属及び/又はアルカリ土類金属
    のアルコキシド,アミン類,下式の構造をもつオルガノ
    アルコキシシラン,水及び増粘剤を有機溶媒に溶解させ
    た溶液に、銀塩を溶解させたアミン系有機溶媒を添加す
    ることにより調整されたAg−ゼオライトコーティング
    用溶液。
  2. 【請求項2】 アルミニウムアルコキシド1モルに対す
    るオルガノアルコキシシランの添加量が0.1〜10モ
    ルである請求項1記載のAg−ゼオライトコーティング
    用溶液。
  3. 【請求項3】 銀塩1モルに対して0.5モル以上のア
    ミン系有機溶媒で銀塩を溶解させている請求項1記載の
    Ag−ゼオライトコーティング用溶液。
  4. 【請求項4】 請求項1〜3の何れかに記載のAg−ゼ
    オライトコーティング用溶液を浸漬,塗布又はスプレー
    により金属表面に塗布し、200〜800℃で焼成する
    Ag−ゼオライトコーティング方法。
JP8212035A 1996-07-22 1996-07-22 Ag−ゼオライトコーティング用溶液及びコーティング方法 Withdrawn JPH1036713A (ja)

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Cited By (4)

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