JPH11146904A - 抗菌性樹脂製品およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 抗菌性を長期にわたって維持することがで
き、また、無色透明で製品表面の色調に影響を与えない
抗菌性樹脂製品、および複雑な工程を必要とせずに樹脂
製品を容易に製造することができる抗菌性樹脂製品の製
造方法を提供することを課題とする。 【解決手段】 樹脂成形装置により圧力を加えられる
ことによって、平均粒径 100ｎｍ以下の無機系抗菌剤
が、樹脂製品の表面から内部へ拡散しているように構成
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は樹脂製品表面に抗菌
性を付与した抗菌性樹脂製品およびその製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、抗菌性樹脂製品の形成は以下に示
す方法により行っていた。 練り込み法 抗菌剤を樹脂製品成形用組成物中に配合した後に樹脂製
品を成形する方法。 コーティング法 抗菌剤を含有する樹脂組成物を樹脂製品表面に塗布する
ことにより樹脂製品に抗菌性被覆層を形成する方法。 加熱による拡散方法 抗菌剤を含有する塗布液を樹脂製品表面に塗布して加熱
することにより樹脂製品表層部に拡散させる方法。 浸透による方法 抗菌剤溶液を樹脂製品と加熱条件下／加圧条件下で接触
により樹脂製品表面に浸透させる方法。

【０００３】〔問題点〕このような従来の技術には、そ
れぞれ以下のような問題点があった。 練り込み法では、樹脂製品内部の抗菌剤が抗菌効果
を発揮できないため、不経済であり、また、樹脂製品の
機械的強度の低下を招くことになる。 コーティング法では、抗菌性被覆層の摩耗や劣化に
よる消耗から長期にわたって抗菌性を維持することがで
きない。 加熱による拡散方法では、加熱温度・時間・雰囲気
などの条件が設定するのが困難であり、抗菌性の拡散を
十分に行うことができない。 浸透による方法では、表面が緻密で微細孔などの隙
間がない場合や隙間が少ない場合では、充分な抗菌性効
果が得られないなど、製品の表面状態に制限がある。ま
た、隙間に浸透させ定着させるのみでは、抗菌性の維持
に限界があり、耐久性に劣り、樹脂製品の使用範囲に制
限がある。さらに、抗菌剤の種類、大きさ、濃度により
着色してしまうことがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の技術
における問題点に鑑みて成されたものであり、この問題
点を解消するために具体的に設定された課題は、加工圧
によって無駄なく抗菌性を表面層に付与し、抗菌性を長
期にわたって維持することができ、また、無色透明で製
品表面の色調に影響を与えない抗菌性樹脂製品、および
複雑な工程を必要とせずに樹脂製品を容易に製造するこ
とができる抗菌性樹脂製品の製造方法を提供することに
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明における請求項１
に係る抗菌性樹脂製品は、樹脂成形装置により圧力を加
えられることによって、平均粒径 100ｎｍ以下の無機系
抗菌剤が、樹脂製品の表面から内部へ拡散したことを特
徴とするものである。

【０００６】また、請求項２に係る抗菌性樹脂製品は、
前記無機系抗菌剤が銀超微粒子であることを特徴とす
る。

【０００７】また、請求項３に係る抗菌性樹脂製品の製
造方法は、樹脂製品の表面に平均粒径 100ｎｍ以下の無
機系抗菌剤を含む塗布液を塗布した後、樹脂成形装置を
用いて加圧することによって、樹脂製品の表面から内部
へ前記無機系抗菌剤を拡散させることを特徴とするもの
である。

【０００８】また、請求項４に係る抗菌性樹脂製品の製
造方法は、成形前の樹脂製品の表面に平均粒径 100ｎｍ
以下の無機系抗菌剤を含む塗布液を塗布した後、樹脂成
形装置により成形加工することによって、樹脂製品の表
面から内部への前記無機系抗菌剤の拡散と樹脂製品の成
形とを同時に行うことを特徴とする。

【０００９】また、請求項５に係る抗菌性樹脂製品の製
造方法は、樹脂成形装置の金型、ロール、またはプレス
型等の成形部材に平均粒径 100ｎｍ以下の無機系抗菌剤
を含む塗布液を塗布した後、樹脂製品を成形加工するこ
とによって、樹脂製品の表面から内部への前記無機系抗
菌剤の拡散と樹脂製品の成形とを同時に行うことを特徴
とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を具体
的に説明する。ただし、この実施の形態は、発明の趣旨
をより良く理解させるため具体的に説明するものであ
り、特に指定のない限り、発明内容を限定するものでは
ない。

【００１１】この実施の形態における抗菌性樹脂製品
は、平均粒径 100ｎｍ以下の無機系抗菌剤が樹脂製品表
面から内部へ拡散している。無機系抗菌剤の粒径が平均
粒径 100ｎｍ超になると、分散液の状態で安定性が劣
り、また、加圧による無機系抗菌剤特有の着色の無色透
明化が進まず、樹脂製品表面の色調に影響を与えるよう
になる。また、平均粒径 100ｎｍ以下のものに比べ、拡
散の深さが浅くなり、製品が摩耗した時には長期にわた
る抗菌性の維持が困難になる。

【００１２】無機系抗菌剤としては、銀、銅、ニッケ
ル、亜鉛等の金属超微粒子あるいはそれらの化合物、ま
たは、それらを担持させたものを用いることができる。
特に、樹脂製品あるいは成形前の樹脂材料の表面に容易
に拡散・配合され、また、製品表面の色調に影響を与え
ることが少ない等の効果に優れた銀超微粒子を用いるこ
とが好ましい。

【００１３】この樹脂製品を構成する樹脂の種類として
は、特に限定することはなく、一般に知られている熱硬
化性樹脂または熱可塑性樹脂を用いることができる。例
えば、フェノール樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、
フッ素樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂等が適用
可能である。

【００１４】これらの樹脂材料を用いた樹脂製品として
は、板材、フィルム、シート、その他の成形品がある。
例えば、板材ではまな板、ショーケース、水槽、床板な
どの建材、テーブルなどの家具等が、フィルム材では
窓、鏡などのガラス製品へのコーティングフィルム、壁
などの建材へのコーティングフィルム、電化製品、精密
機器へのコーティングフィルム、ＡＴＭや自動販売機の
操作盤パネル等が、シート材ではレジャーシート、ラッ
プ、袋、シャワーカーテン（ＵＢ用など）、傘等が、あ
るいは、その他の種々の樹脂成形品としては電化製品な
どのボディ、容器、チューブ、排管、樹脂塗料、ＰＥＴ
ボトル、自動車内装（ハンドル、ダッシュボードな
ど）、吊り革把持部、水道蛇口等が挙げられる。

【００１５】樹脂成形装置としては、例えば圧延装置
（カレンダー加工機）、押出成形装置、圧縮成形装置、
射出成形装置、吹込み成形装置、積層成形装置等、一般
に知られている装置を使用することができる。樹脂製品
に無機系抗菌剤を拡散させるための加圧をする製造方法
には、ロールを用いた圧延装置、プレスを使用する圧縮
成形装置または積層成形装置、金型を使用する射出成形
装置または吹込み成形装置等の加圧装置を用いた製造方
法がある。

【００１６】これらの製造方法では、樹脂製品表面また
は加圧装置の製品との接触部位に無機系抗菌剤を塗布
し、加圧装置により樹脂製品表面に圧力を加えることに
より、無機系抗菌剤が樹脂製品表面から内部へ拡散す
る。加圧力は、特に制限されず、無機系抗菌剤が内部へ
拡散する程度でよい。そのため、抗菌処理を成形と同時
に行う場合、抗菌処理しない場合の通常の加工圧で良
い。また、拡散させる深さ、抗菌剤の大きさ、濃度、お
よび、樹脂の種類、表面状態などの条件を考慮して加工
圧を調節する。そして、加圧時間も同様である。加圧時
に加熱することにより、拡散が促進されるからさらに好
適となる。

【００１７】また、成形前の樹脂材料に成形と同時に拡
散させるための加圧をする製造方法には、成形前の樹脂
材料に無機系抗菌剤を含む塗布液を塗布して成形する方
法の場合は、ロールを用いた圧延装置、プレスを使用す
る圧縮成形装置、プレスを使用する積層成形装置等を用
いた製造方法があり、金型やロール等の加圧装置側に無
機系抗菌剤を含む塗布液を塗布して成形する方法の場合
は、ロールを用いた圧延装置、プレスを使用する圧縮成
形装置、プレスを使用する積層成形装置、金型を使用す
る射出成形装置、金型を使用する吹込み成形装置等を用
いた製造方法がある。

【００１８】例えば、ロールを用いた圧延装置による場
合、樹脂製品の表面に平均粒径 100ｎｍ以下の無機系抗
菌剤を含む塗布液を塗布し、その後、圧延装置を用いて
ロールにより圧力を加えることによって、樹脂製品の表
面から内部へ無機系抗菌剤を拡散させる。

【００１９】また、同様に、成形前の樹脂材料の表面に
平均粒径 100ｎｍ以下の無機系抗菌剤を含む塗布液を塗
布し、その後、圧延装置を用いて樹脂製品を成形させる
ことによって、成形時にロールによって加えられる圧力
により、樹脂製品の表面から内部へ無機系抗菌剤が拡散
し、製品成形と無機系抗菌剤の拡散とが同時に行われ
る。

【００２０】あるいはまた、圧延装置のロールに平均粒
径 100ｎｍ以下の無機系抗菌剤を含む塗布液を塗布し、
その後、樹脂製品を成形させることによって、成形時に
ロールによって加えられる圧力により、無機系抗菌剤が
樹脂製品の表面から内部へ拡散し、製品成形と無機系抗
菌剤の拡散とが同時に行われる。

【００２１】その他に、射出成形装置の金型に平均粒径
100ｎｍ以下の無機系抗菌剤を含む塗布液を塗布し、そ
の後、樹脂製品を射出成形させることによって、成形前
の樹脂材料が金型に射出される時に生じる圧力により、
無機系抗菌剤が樹脂製品の表面から内部へ拡散し、製品
成形と無機系抗菌剤の拡散とが同時に行われる。

【００２２】無機系抗菌剤を含む塗布液としては、無機
系抗菌剤が水に分散されているかまたはアルコール等の
有機溶媒に分散されているものとする。特に、銀超微粒
子がコロイド状に分散された分散液が好ましい。塗布液
における無機系抗菌剤の含有量、特に、銀超微粒子の含
有量は、全体の10 〜 0.001重量％で、必要に応じて含
有量を変えることができるものとする。塗布液には、分
散安定性の向上、塗料化等の目的のために非イオン系、
カチオン系、アニオン系などの各種界面活性剤、保護コ
ロイド、分散助剤などを添加することが可能である。

【００２３】樹脂製品、または成形前の樹脂材料、ある
いはロールや金型などの成形装置側に、塗布液を塗布す
る方法としては、スプレー法、ディップ法、はけ塗り
法、ローラー法、電気泳動法による塗布等、一般に用い
られている塗布方法が適用でき、特に制限はない。

【００２４】このような製造方法では、樹脂製品の成形
と同時に抗菌性を付与できるため新たに複雑な工程を必
要とせず、また、抗菌処理後に乾燥工程が不要であるた
め、工程が簡略化できるとともに加熱工程を含まないた
め加工時間が短縮でき、省エネルギ化ができる。

【００２５】加圧することから、抗菌剤のまわりの樹脂
が抗菌剤を圧力で押さえつけるため、浸透による方法で
の隙間への抗菌剤の定着と比べて抗菌剤の脱落がなく、
長期にわたって抗菌性を維持できる。樹脂製品表面から
表面近傍にわたる抗菌剤拡散層を形成するため、練り込
みによる方法のような樹脂内部深く存在する抗菌剤が無
駄になるような不経済なことが避けられ、経済性を向上
させることができる。抗菌剤拡散層の形成によりコーテ
ィング法のような抗菌性被覆層の摩耗、劣化、剥離等に
よる抗菌性の低下が生じなくなり、長期にわたり抗菌性
を維持できるようになる。

【００２６】本発明においては、塗布時に着色している
樹脂製品であっても、また、特有の着色を有する無機系
抗菌剤を用いた場合であっても、無機系抗菌剤を樹脂成
形装置により圧力を加えて樹脂製品の表面から内部へ拡
散したことにより、無機系抗菌剤の特有の着色の無色透
明化を促し、樹脂製品表面の色調に影響を与えずに済
む。その理由は定かでないが、加圧により平均粒径 100
ｎｍ以下の無機系抗菌剤が、さらに微小化されて拡散す
るためと考えられる。製品表面が緻密な構造であっても
抗菌剤が拡散により製品内部に取り込まれるので、製品
表面状態に制限がなく、適用範囲が広くなる。

【００２７】

【実施例】以下、具体的な実施例を説明する。 〔実施例１〕積層成形により得られた軟質ＰＶＣシート
に成形されたシート材に、公知方法により作製した平均
粒径 20 ｎｍの銀超微粒子の水分散液を塗布した後、室
温でローラーにより加工圧を加え、抗菌性軟質ＰＶＣシ
ートを得た。ついで、このようにして作製された抗菌性
樹脂シートの抗菌性を銀等無機抗菌剤研究会制定の「フ
ィルム密着法」に準拠して抗菌性試験を実施し、評価し
た。その結果を表１に示す。

【００２８】なお、フィルム密着法による試験の概要
は、以下の通りである。「試験体に１／500 に希釈した
普通ブイヨンを含み、菌濃度 10⁵ｃｆｕ／ｍｌに調整し
た大腸菌、黄色ブドウ球菌の菌液を 25 ｃｍ² 当たり
0.5ｍｌ接種し、その菌液の上に試験体と同一形状のポ
リエチレン製フィルムを載せる。そして、これを温度 3
5 ℃にて 24 時間培養した後、生存菌数を寒天平板法で
測定する。」

【００２９】〔実施例２〕公知方法にて作製した平均粒
径 20 ｎｍの銀超微粒子の水分散液を圧縮成形機の金型
に 0.1ｇ／ｍ² 塗布し、メラミン樹脂を通常の方法によ
り成形し、抗菌性メラミン樹脂成形品を作製した。つい
で、この抗菌性メラミン樹脂成形品の抗菌性を実施例１
に準じて評価した。その結果を表１に示す。

【００３０】〔実施例３〕公知方法にて作製した平均粒
径 20 ｎｍの銀超微粒子の水分散液を吹込み成形機の金
型に 0.1ｇ／ｍ² 塗布し、ポリエチレン樹脂を通常の方
法により成形し、抗菌性ポリエチレン樹脂成形品を作製
した。ついで、この抗菌性ポリエチレン樹脂成形品の抗
菌性を実施例１に準じて評価した。その結果を表１に示
す。

【００３１】〔実施例４〕公知方法にて作製した平均粒
径 20 ｎｍの銀超微粒子の水分散液を圧延装置のカレン
ダーロールに 0.1ｇ／ｍ² 塗布し、ポリ塩化ビニル樹脂
を通常の方法により圧延し、抗菌性ポリ塩化ビニル樹脂
シートを得た。ついで、この抗菌性ポリ塩化ビニル樹脂
シートの抗菌性を実施例１に準じて評価した。その結果
を表１に示す。

【００３２】〔比較例１〕積層成形により得られた軟質
ＰＶＣシートの抗菌性を実施例１に準じて評価した。そ
の結果を表１に示す。

【００３３】〔比較例２〕抗菌処理をせずに作製したメ
ラミン樹脂成形品の抗菌性を実施例１に準じて評価し
た。その結果を表１に示す。

【００３４】〔比較例３〕抗菌処理をせずに作製したポ
リエチレン樹脂成形品の抗菌性を実施例１に準じて評価
した。その結果を表１に示す。

【００３５】〔比較例４〕抗菌処理をせずに作製したポ
リ塩化ビニル樹脂シートの抗菌性を実施例１に準じて評
価した。その結果を表１に示す。

【００３６】

【表１】

【００３７】この表から明らかな通り、実施例１〜４の
抗菌処理樹脂製品は、抗菌試験開始後２４時間経過後に
は全て生存菌数が「５未満」となり、比較例１〜４の未
抗菌処理樹脂成形品の生存菌数「ｎ×１０⁶ 」とは明確
な差異が確認された。

【００３８】

【発明の効果】以上のように本発明では、請求項１に係
る抗菌性樹脂製品では、樹脂成形装置により圧力が加え
られることによって、平均粒径 100ｎｍ以下の無機系抗
菌剤が樹脂製品の表面から内部へ拡散しているため、樹
脂製品の抗菌剤拡散層が摩耗や劣化の影響を受けにくく
なり、長期にわたって充分な抗菌性が発揮でき、耐久性
のある抗菌性樹脂製品を実現することができるとともに
無色透明性を有するため製品表面の色調を変化させるこ
とがなくなる。

【００３９】また、請求項２に係る抗菌性樹脂製品で
は、前記無機系抗菌剤を銀超微粒子としたことによっ
て、比較的少ない加圧力で良好な抗菌剤拡散性を得るこ
とができるとともに、銀イオンにおける光化学反応およ
び酸化反応による褐色または黒色への変色がなく、製品
表面の色調を変化させることなく抗菌性を付与し、それ
を維持させることができる。

【００４０】また、請求項３に係る抗菌性樹脂製品の製
造方法では、樹脂製品の表面に平均粒径 100ｎｍ以下の
無機系抗菌剤を含む塗布液を塗布し、樹脂成形装置によ
り加圧して樹脂製品の表面から内部へ無機系抗菌剤を拡
散させたことにより、樹脂製品表面が緻密な構造であっ
ても抗菌剤が拡散により樹脂製品の表面から内部へ取り
込まれるので、樹脂製品表面状態に制限がなく、適用範
囲が広くなる。また、加圧することから、抗菌剤のまわ
りの樹脂が抗菌剤を圧力で押さえつけるため、抗菌剤の
脱落がなく、長期にわたって抗菌性を維持でき、塗布時
に着色していても、加圧により拡散されて無色透明化を
促し、製品表面の色調に影響を与えずに済む。そして、
練り込みによる方法のような樹脂内部深く存在する抗菌
剤が無駄になるような不経済なことが避けられ、コーテ
ィング法のような抗菌性被覆層の摩耗、劣化、剥離等に
よる抗菌性の低下が生じなくなり、長期にわたり抗菌性
を維持できるようになり、経済性を向上させることがで
きる。

【００４１】また、請求項４に係る抗菌性樹脂製品の製
造方法では、成形前の樹脂製品表面に無機系抗菌剤を含
む塗布液を塗布し、樹脂成形装置により成形加工するこ
とによって、樹脂製品の表面から内部への前記無機系抗
菌剤の拡散と樹脂製品の成形とを同時に行うようにした
ため、製品の成形と同時に抗菌性を付与できて、新たに
複雑な工程を必要とせず、また、抗菌処理後に乾燥工程
が不要であるため、工程が簡略化できるとともに加工時
間が短縮でき、省エネルギ化ができる。

【００４２】また、請求項５に係る抗菌性樹脂製品の製
造方法では、樹脂成形装置の金型、ロール、またはプレ
ス型等の成形部材に、無機系抗菌剤を含む塗布液を塗布
し、樹脂製品を成形加工することによって、樹脂製品の
表面から内部への前記無機系抗菌剤の拡散と樹脂製品の
成形とを同時に行うようにしたため、製品の成形と同時
に抗菌性を付与できて、新たに複雑な工程を必要とせ
ず、また、成形部材側に抗菌剤を含む塗布液を塗布する
ため、成形前の樹脂製品に特別な前処理を必要とせず、
従来の工程をそのまま利用できて、作業効率を向上させ
るとともに工程を簡略化させることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 矢澤 孝子 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事業部内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】樹脂成形装置により圧力を加えられること
   によって、平均粒径 100ｎｍ以下の無機系抗菌剤が、樹
   脂製品の表面から内部へ拡散したことを特徴とする抗菌
   性樹脂製品。
2. 【請求項２】前記無機系抗菌剤が銀超微粒子であること
   を特徴とする請求項１記載の抗菌性樹脂製品。
3. 【請求項３】樹脂製品の表面に平均粒径 100ｎｍ以下の
   無機系抗菌剤を含む塗布液を塗布した後、樹脂成形装置
   を用いて加圧することによって、樹脂製品の表面から内
   部へ前記無機系抗菌剤を拡散させることを特徴とする請
   求項１または２記載の抗菌性樹脂製品の製造方法。
4. 【請求項４】成形前の樹脂製品の表面に平均粒径 100ｎ
   ｍ以下の無機系抗菌剤を含む塗布液を塗布した後、樹脂
   成形装置により成形加工することによって、樹脂製品の
   表面から内部への前記無機系抗菌剤の拡散と樹脂製品の
   成形とを同時に行うことを特徴とする請求項１または２
   記載の抗菌性樹脂製品の製造方法。
5. 【請求項５】樹脂成形装置の金型、ロール、またはプレ
   ス型等の成形部材に平均粒径 100ｎｍ以下の無機系抗菌
   剤を含む塗布液を塗布した後、樹脂製品を成形加工する
   ことによって、樹脂製品の表面から内部への前記無機系
   抗菌剤の拡散と樹脂製品の成形とを同時に行うことを特
   徴とする請求項１または２記載の抗菌性樹脂製品の製造
   方法。