JPH1129343A

JPH1129343A - 抗菌性ガラス粉末及び樹脂成形体

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Publication number: JPH1129343A
Application number: JP19779697A
Authority: JP
Inventors: Hajime Hikata; 元日方; Kazuyoshi Shindo; 和義新藤; Toshiro Yamanaka; 俊郎山中
Original assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Priority date: 1997-07-07
Filing date: 1997-07-07
Publication date: 1999-02-02
Anticipated expiration: 2017-07-07
Also published as: JP3845959B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ＺｎＯ含有ガラスからなり、樹脂と混合して
使用しても樹脂製品の外観に悪影響を及ぼすことのない
抗菌性ガラス粉末と、これを用いた樹脂成形体を提供す
る。【解決手段】本発明の抗菌性ガラス粉末は、ＺｎＯ−
Ｂ₂ Ｏ₃ −ＳｉＯ₂ 系ガラスからなるとともに、ガラス
中のＮａ₂ Ｏの含有量が４ｍｏｌ％以下であることを特
徴とする。また本発明の樹脂成形体は、充填材として上
記ガラス粉末が含有されてなることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は樹脂充填用抗菌剤として
使用される抗菌性ガラス粉末と、これを用いた樹脂成形
体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】歯ブラシ、石鹸入れ、たらい、洗面台、
浴槽等の樹脂製品は、高湿の条件下で使用されるので細
菌や黴が増殖しやすい。細菌や黴の増殖をおさえるため
に、従来より樹脂に抗菌剤を混合することが行われてい
る。抗菌剤には、抗菌性の強い酸化銀を利用したものが
多く用いられており、例えば酸化銀を担持させたゼオラ
イト粉末や、ガラス組成としてＡｇＯを含む溶解性ガラ
ス粉末等が知られている。ところが、酸化銀は価格が高
く使用量が制限される場合がある。またＡｇＯ含有ガラ
ス粉末は、長期間使用すると紫外線や熱等の作用で変色
する傾向があり好ましくない。この傾向は樹脂製品が白
色の場合には特に問題になりやすい。

【０００３】そこで、ＺｎＯを主成分とするガラスが抗
菌剤として提案されている。この系のガラスは安価であ
り、また紫外線や熱等の作用による変色がない。例えば
特開平７−２５７９３８号には、ＺｎＯ−Ｂ₂ Ｏ₃ −Ｎ
ａ₂ Ｏ系の組成を有する抗菌性ガラス粉末が開示されて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たような従来公知のＺｎＯ含有ガラス粉末を樹脂と混合
して使用すると、時間の経過とともに樹脂の光沢が失わ
れて濁ったようになったり、ざらつき感が発生する等、
外観上の問題が発生してしまう。

【０００５】本発明の目的は、ＺｎＯ含有ガラスからな
り、樹脂と混合して使用しても樹脂製品の外観に悪影響
を及ぼすことのない抗菌性ガラス粉末と、これを用いた
樹脂成形体を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者等は種々の実験
を行った結果、ＺｎＯ−Ｂ₂ Ｏ₃ −ＳｉＯ₂ 系ガラスに
おいて、Ｎａ₂ Ｏの含有量を４ｍｏｌ以下に制限するこ
とによって上記目的が達成できることを見いだし、本発
明として提案するものである。

【０００７】即ち、本発明の抗菌性ガラス粉末は、Ｚｎ
Ｏ−Ｂ₂ Ｏ₃ −ＳｉＯ₂ 系ガラスからなるとともに、ガ
ラス中のＮａ₂ Ｏの含有量が４ｍｏｌ％以下であること
を特徴とする。

【０００８】また本発明の樹脂成形体は、抗菌性ガラス
粉末が含有されてなる樹脂成形体において、該抗菌性ガ
ラス粉末がＺｎＯ−Ｂ₂ Ｏ₃ −ＳｉＯ₂ 系ガラスからな
るとともに、ガラス中のＮａ₂ Ｏの含有量が４ｍｏｌ％
以下であることを特徴とする。

【０００９】

【作用】本発明において、抗菌性ガラス粉末の組成系を
ＺｎＯ−Ｂ₂ Ｏ₃ −ＳｉＯ₂ 系に限定する理由は、適度
な溶解性があり、ＺｎＯがＺｎ²⁺イオンとして溶出して
樹脂に抗菌性を付与することができるためである。即
ち、ＺｎＯは抗菌性を与える主要因子であり必須成分で
ある。またＢ₂ Ｏ₃ 及びＳｉＯ₂ はガラス形成酸化物で
あり、ＺｎＯ成分を含み、かつ溶解性を有するガラスを
得るための必須成分である。さらに本発明において重要
なことは、ガラス中にナトリウム成分をＮａ₂ Ｏにして
４ｍｏｌ％以下に制限することである。Ｎａ₂ Ｏが４ｍ
ｏｌ％を越えると樹脂が長期使用で白くなり光沢性が失
われる。なお０．５ｍｏｌ％を越えるとこのような傾向
を示すので、好ましくは０．５ｍｏｌ％以下にすること
が望ましい。

【００１０】本発明の抗菌性ガラス粉末は、上記条件を
満たすものであれば種々の組成範囲を有するものが使用
可能である。好適な例として、ｍｏｌ％表示でＺｎＯ
２５〜８０％、Ｂ₂ Ｏ₃ ５〜５０％、ＳｉＯ₂ １〜
７０％、ＭｇＯ０〜４０％、ＣａＯ０〜４０％、Ｓ
ｒＯ０〜４０％、ＢａＯ０〜４０％、Ｎａ₂ Ｏ０〜
４％、Ｌｉ₂ Ｏ０〜２０％、Ｋ₂ Ｏ０〜２０％、Ａ
ｌ₂ Ｏ₃ ０〜４０％、ＴｉＯ₂ ０〜３０％、ＺｒＯ
₂ ０〜３０％の組成を有するガラスを使用することが
できる。

【００１１】上記組成範囲に限定した理由は次の通りで
ある。

【００１２】ＺｎＯの含有量は２５〜８０ｍｏｌ％、好
ましくは５０〜８０ｍｏｌ％である。ＺｎＯが５０ｍｏ
ｌ％よりも低くなると抗菌作用が弱まる傾向が出始め、
２５ｍｏｌ％より少なくなると抗菌効果が全く期待でき
なくなる。一方、８０ｍｏｌ％を越えるとガラス化が困
難になる。

【００１３】Ｂ₂ Ｏ₃ の含有量は５〜５０ｍｏｌ％、好
ましくは５〜３５ｍｏｌ％である。Ｂ₂ Ｏ₃ が５ｍｏｌ
％よりも少なくなるとガラス化することが困難になる。
一方、３５ｍｏｌ％を越えるとガラスの耐水性が悪くな
る傾向がみられ、５０ｍｏｌ％を越えると耐水性が急激
に悪くなり、ガラスが樹脂の耐用期間中にすべて溶け出
してしまう。その結果、長期間に亘って抗菌性を維持す
ることが困難になる。

【００１４】ＳｉＯ₂ はガラス形成成分であり、その含
有量は１〜７０ｍｏｌ％、好ましくは１〜４５ｍｏｌ％
である。ＳｉＯ₂ が１％より少ないとガラスの溶融中に
結晶が析出して安定したガラスが得難くなる。一方、４
５ｍｏｌ％を越えるとガラスからのＺｎ²⁺イオンの溶出
量が低下する傾向にあり、７０ｍｏｌ％を越えるとＺｎ
²⁺イオンの溶出量が著しく低下して十分な抗菌性を付与
し難くなる。

【００１５】アルカリ土類金属酸化物であるＭｇＯ、Ｃ
ａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯは、ガラスの粘性を下げる効果
があり、ガラスの溶融を助けるフラックスのような働き
をする。その含有量は何れも０〜４０ｍｏｌ％、好まし
くは０〜２０％である。これらの各成分が２０ｍｏｌ％
を越えると樹脂の外観に影響を及ぼし易くなり、４０ｍ
ｏｌ％を越えると樹脂が長期使用で白くなって光沢性が
失われる。

【００１６】Ｎａ₂ Ｏはガラスの溶融性を改善するため
に４ｍｏｌ％まで、好ましくは０．５ｍｏｌ％まで添加
しても良いが、上記したように樹脂の外観に及ぼす影響
が大きいため、できれば不含有とすることが望ましい。

【００１７】Ｌｉ₂ ＯとＫ₂ Ｏの含有量は各々０〜２０
ｍｏｌ％、好ましくは各々０〜１ｍｏｌ％である。Ｌｉ
₂ ＯとＫ₂ Ｏはともにガラスの粘性を下げ、ガラスの溶
融性を助ける働きがあるが、それぞれ１ｍｏｌ％をこえ
ると耐水性が悪くなる傾向が現れ、２０ｍｏｌ％を越え
るとガラスが樹脂の耐用期間中にすべて溶け出してしま
うおそれがある。

【００１８】Ａｌ₂ Ｏ₃ の含有量は０〜４０ｍｏｌ％、
好ましくは０〜３０ｍｏｌである。Ａｌ₂ Ｏ₃ は耐水性
を上げる効果があるが、３０ｍｏｌ％を越えるとガラス
の粘性が上昇する傾向が現れ、４０ｍｏｌ％を越えると
ガラスの粘性が高くなりすぎて商業レベルの温度域での
溶融が困難になる。

【００１９】ＴｉＯ₂ とＺｒＯ₂ の含有量は各々０〜３
０ｍｏｌ％、好ましくは各々０〜２０ｍｏｌ％である。
ＴｉＯ₂ やＺｒＯ₂ はガラスの耐酸性や耐アルカリ性を
調整するための成分であり、目的の樹脂製品が酸やアル
カリによる暴露が予測される場合に適当量含有させるこ
とによって、適度な抗菌性を長期にわたって実現するこ
とが可能になる。各成分が２０ｍｏｌ％を越えると溶融
し難くなる傾向が現れ、３０ｍｏｌ％を越えると商業レ
ベル温度での溶融が困難になる。

【００２０】上記ガラス粉末が良好な抗菌性を示すため
には、平均粒径が１〜２０μｍ、好ましくは２〜２０μ
ｍであることが好ましい。つまりガラス粉末の平均粒径
が１μｍより小さいと樹脂等との混合が行い難くなり、
２０μｍより大きくなると単位重量当たりのＺｎ²⁺イオ
ンの溶出量が小さくなって好ましくないためである。

【００２１】また上記ガラス粉末は、熱硬化性樹脂や熱
硬化性樹脂樹脂の充填用抗菌剤として使用可能である。
例えばフェノール系樹脂、ポリエステル系樹脂、メラミ
ン系樹脂、ユリア系樹脂、ジアリルフタレート系樹脂、
エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、塩化ビニル系樹
脂、酢酸ビニル系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリスチ
レン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、アクリル系樹脂、
ポリウレタン系樹脂、ＳＡＮ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリス
チレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、フッ素系樹
脂、ポリイミド系樹脂、ポリフェニルサルファイド系樹
脂等や、これらの複合体に使用できる。これら樹脂のな
かでも、特に衛生容器等の用途に用いられるアクリル系
樹脂、ポリエステル系樹脂又はメラミン系樹脂の充填用
抗菌剤として使用することが好ましい。

【００２２】なお本発明の抗菌性ガラス粉末は、樹脂充
填用に限られるものではなく、種々の抗菌用途に使用可
能である。

【００２３】本発明の樹脂成形体は、上記した抗菌性ガ
ラス粉末を含有するものであり、その含有量は０．１〜
７０容量％、特に０．１〜１０容量％であることが望ま
しい。含有量をこのように限定した理由は、０．１容量
％より少ないと樹脂に十分な抗菌性を付与し難くなる。
一方、ガラス粉末の含有量が多いほど抗菌力が大きくな
るが、１０容量％を越えると抗菌力は殆ど変わらなくな
り、７０容量％より多くなると樹脂の成形が困難にな
る。

【００２４】また樹脂としては、例えばフェノール系樹
脂、ポリエステル系樹脂、メラミン系樹脂、ユリア系樹
脂、ジアリルフタレート系樹脂、エポキシ系樹脂、シリ
コーン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、
ポリエチレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリプロピ
レン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、Ｓ
ＡＮ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリカー
ボネート系樹脂、フッ素系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポ
リフェニルサルファイド系樹脂等や、これらの複合体が
使用できる。これら樹脂のなかでも、特に衛生容器等の
用途に用いられるアクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂
又はメラミン系樹脂を使用することが好ましい。

【００２５】なお本発明の樹脂成形体においては、抗菌
性ガラス粉末以外にも、通常樹脂に含有される各種の添
加物を適宜含有させることが可能である。

【００２６】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する。

【００２７】表１及び表２は、本発明の実施例（試料Ｎ
ｏ．１〜９）及び比較例（試料Ｎｏ．１０）を示してい
る。

【００２８】

【表１】

【００２９】

【表２】

【００３０】各試料は次のようにして作製した。

【００３１】まず酸化亜鉛、硼酸、純珪石、酸化マグネ
シウム、炭酸カルシウム、炭酸ストロンチウム、炭酸バ
リウム、炭酸ナトリウム、炭酸リチウム、炭酸カリウ
ム、水酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウ
ムを所定に混合量になるようによく混合した後、白金−
ロジウム合金坩堝に入れ、１３００〜１６００℃で４時
間溶融した。溶融後、肉厚が約１ｍｍのフィルム状カレ
ットに成形した。これをボールミルによって粉砕し、目
開き１０５ミクロンの篩を通し、ガラス粉末の平均粒径
が空気透過式比表面積測定装置（（株）島津製作所製）
で７〜８μｍになるように調整し、試料を得た。

【００３２】さらにポリエステル系樹脂粉末と上記ガラ
スを容積比で９５：５の割合で混合し、約１０ｃｍの板
状に成形し、抗菌性及び樹脂の外観について評価した。
結果を各表に示す。

【００３３】表から明らかなように、本発明の実施例で
あるＮｏ．１〜９の試料を使用した樹脂板は、良好な抗
菌性を示し、また加速試験後も外観の劣化が認められな
かった。一方、比較例であるＮｏ．１０の試料を用いた
樹脂板は、良好な抗菌性を示したものの、加速試験後に
樹脂の光沢が無くなり、外観上の劣化が著しいことが分
かった。

【００３４】なお抗菌性については次のようにして評価
した。まず大腸菌が２×１０³ ／ｃｍ² の割合で存在す
るように調整された菌入りのゼラチンをシート状に加工
し、これを樹脂板上に貼り付けた。次に３５℃で１００
時間培養した後、菌数を測定し、生菌が１０個未満であ
ったものを良、１０個以上検出されたものを不良とし
た。樹脂の外観については、加速試験（樹脂板を水中に
浸漬して５００時間煮沸）を行った。その後、樹脂の表
面を試験前と比較し、初期の光沢を維持しているものを
良、白く濁って光沢を失っているものを不良とした。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の抗菌性ガ
ラス粉末は、樹脂と混合して使用しても樹脂製品の外観
に悪影響を及ぼすことがない。また樹脂に十分な抗菌性
を付与することができる。それゆえ樹脂充填用抗菌剤と
して好ましいものである。

【００３６】また本発明の樹脂成形体は、抗菌性を有し
ており、また外観が劣化することがない。それゆえ清潔
さが要求される歯ブラシ、石鹸入れ、たらい、洗面台、
浴槽等の樹脂製品として好適である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＺｎＯ−Ｂ₂ Ｏ₃ −ＳｉＯ₂ 系ガラスか
らなるとともに、ガラス中のＮａ₂ Ｏの含有量が４ｍｏ
ｌ％以下であることを特徴とする抗菌性ガラス粉末。
【請求項２】ｍｏｌ％表示でＺｎＯ２５〜８０％、
Ｂ₂ Ｏ₃ ５〜５０％、ＳｉＯ₂ １〜７０％、ＭｇＯ
０〜４０％、ＣａＯ０〜４０％、ＳｒＯ０〜４０
％、ＢａＯ０〜４０％、Ｎａ₂ Ｏ０〜４％、Ｌｉ₂
Ｏ０〜２０％、Ｋ₂ Ｏ０〜２０％、Ａｌ₂ Ｏ₃ ０
〜４０％、ＴｉＯ₂ ０〜３０％、ＺｒＯ₂ ０〜３０
％の組成を有することを特徴とする請求項１の抗菌性ガ
ラス粉末。
【請求項３】平均粒径が１〜２０μｍであることを特
徴とする請求項１又は２の抗菌性ガラス粉末。
【請求項４】樹脂充填用抗菌剤として使用されること
を特徴とする請求項１〜３の抗菌性ガラス粉末。
【請求項５】ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂又
はメラミン系樹脂に充填されることを特徴とする請求項
４の抗菌性ガラス粉末。
【請求項６】抗菌性ガラス粉末が含有されてなる樹脂
成形体において、該抗菌性ガラス粉末がＺｎＯ−Ｂ₂ Ｏ
₃ −ＳｉＯ₂ 系ガラスからなるとともに、ガラス中のＮ
ａ₂ Ｏの含有量が４ｍｏｌ％以下であることを特徴とす
る樹脂成形体。
【請求項７】ガラス粉末が、ｍｏｌ％表示でＺｎＯ
２５〜８０％、Ｂ₂Ｏ₃ ５〜５０％、ＳｉＯ₂ １〜
７０％、ＭｇＯ０〜４０％、ＣａＯ０〜４０％、Ｓ
ｒＯ０〜４０％、ＢａＯ０〜４０％、Ｎａ₂ Ｏ０
〜４％、Ｌｉ₂ Ｏ０〜２０％、Ｋ₂ Ｏ０〜２０％、
Ａｌ₂ Ｏ₃ ０〜４０％、ＴｉＯ₂０〜３０％、ＺｒＯ₂
０〜３０％の組成を有することを特徴とする請求項
６の樹脂成形体。
【請求項８】ガラス粉末の平均粒径が１〜２０μｍで
あることを特徴とする請求項６又は７の樹脂成形体。
【請求項９】樹脂がポリエステル系樹脂、アクリル系
樹脂又はメラミン系樹脂であることを特徴とする請求項
６〜８の樹脂成形体。
【請求項１０】ガラス粉末の含有量が０．１〜７０容
量％であることを特徴とする請求項６〜９の樹脂成形
体。