JPH11302570A

JPH11302570A - 抗菌塗膜の製造方法

Info

Publication number: JPH11302570A
Application number: JP10753898A
Authority: JP
Inventors: Seiji Hagino; 清二萩野; Tsutomu Usami; 勉宇佐見
Original assignee: Nippon Aluminium Co Ltd; Sumitomo Light Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Aluminium Co Ltd; Sumitomo Light Metal Industries Ltd
Priority date: 1998-04-17
Filing date: 1998-04-17
Publication date: 1999-11-02

Abstract

(57)【要約】【課題】抗菌成分である銀又は銅が塗膜内部に十分に
且つ均一に分散してなる塗膜を得ることができる製造方
法を提供すること。【解決手段】抗菌性を有する塗膜を製造する方法にお
いて、未焼成の塗膜の表面に、銀イオン又は銅イオンと
還元剤とを含んでなる抗菌水溶液を塗布し、その後、塗
膜を焼成して銀イオン又は銅イオンを還元することを特
徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、抗菌性を有する塗
膜を製造する方法に関するものである。

【０００２】

【従来技術及びその課題】特公平２−４０７５４号公報
には、塗膜に抗菌性を付与する方法として、有機系抗菌
剤を含有した塗膜を陽極酸化皮膜表面に形成することが
示されている。しかし、有機系抗菌剤はＶＯＣ規制等の
問題があり、また、有機系抗菌剤は即効性の点で優れて
いるが、持続性や安全性の点では無機系抗菌剤が優れて
いるので、無機系抗菌剤が主として使用されるようにな
ってきている。現在市販されている無機系抗菌剤として
は、抗菌成分である銀、銅、亜鉛等の金属の微粒子又は
イオンを、ゼオライト、リン酸ジルコニウム等の無機微
粒子に担持させたものがある。

【０００３】ところで、これらの無機系抗菌剤を水性電
着塗料中に添加して塗膜を形成することによって塗膜に
抗菌性を付与する方法が、提案されている（特開平９−
１５７５５０号公報）。しかし、これらの無機系抗菌剤
は、一般に２〜１０μｍの大きさを有しており、小さい
ものでも０．３μｍの大きさを有しているので、電着塗
料中で沈降したり、塗膜内部に均一に析出しなかった
り、フィルターによって除去されたりしてしまい、それ
故、上記方法では、満足し得る抗菌性を有する塗膜を得
るのが困難であった。また、上記方法では、塗膜表面
に、ぶつぶつ、ざらつき等の不良も生じていた。

【０００４】一方、銀コロイド溶液を用いて塗膜に抗菌
性を付与する方法も提案されている。例えば、焼成後の
塗膜表面に銀コロイド溶液を塗布した後、再度塗膜を焼
成する方法や、未焼成の塗膜表面に銀コロイド溶液を塗
布した後、塗膜を焼成する方法がある。しかし、銀コロ
イドは、安定性に欠け、しかも、コロイド自体が小さい
ものでも５〜２０ｎｍの大きさを有しているので、塗膜
を通過できるものが水等のイオンのレベルのものである
ことに鑑みると、銀コロイドが塗膜表面から塗膜内部へ
浸透するのは不可能であり、それ故、これらの方法で
は、銀の塗膜内部への拡散は熱拡散のみとなり、銀の拡
散量は非常に少ないものとなり、膜厚の大きな塗膜の下
部まで抗菌性を付与するのが困難であった。

【０００５】本発明は、抗菌成分である銀又は銅が内部
に十分に且つ均一に分散してなる塗膜を得ることができ
る製造方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、抗菌性を有す
る塗膜を製造する方法において、未焼成の塗膜の表面
に、銀イオン又は銅イオンと還元剤とを含んでなる抗菌
水溶液を塗布し、その後、塗膜を焼成して銀イオン又は
銅イオンを還元することを特徴としている。

【０００７】抗菌性を有する塗膜は、母材の表面に直接
形成する場合に限るものではなく、母材表面に通常の方
法で形成し焼成した塗膜の表面に、形成してもよい。母
材としては、特に制限はないが、例えば、鉄、ステンレ
ス、アルミニウム、チタン等が用いられる。

【０００８】塗装の前処理としては、通常の塗装仕様を
そのまま適用できる。例えば、母材表面を、化成処理し
たり、陽極酸化処理したりしてもよい。また、母材に対
して前処理しなくてもよい。

【０００９】塗膜を形成する塗料は、水性塗料に限る。
塗装方法は、電着、スプレー、浸漬、ロール、刷毛塗り
等のいずれの方法でもよい。なお、電着で行う場合に
は、塗料は、アニオン樹脂系、カチオン樹脂系のいずれ
でもよい。

【００１０】抗菌水溶液は、水に、銀又は銅を含む金属
塩を溶解し、還元剤を添加して作製する。好ましくは、
更にｐＨ７．５〜９．５の弱アルカリ性に調整して作製
する。金属塩としては、銀又は銅の、硫酸塩、硝酸塩、
塩化物、酢酸塩、シュウ酸塩、酒石酸塩等が用いられる
が、特にこれらに限るものではない。金属濃度は、０．
００１〜０．１％（重量％、以下同じ）とする。還元剤
としては、グルコース等の単糖類、サッカロース等の二
糖類、セルロース，デンプン，グリコーゲン等の多糖
類、エチレングリコール，プロピレングリコール，グリ
セリン等の多価アルコール、硫酸ヒドラジン，ヒドラジ
ンヒドラート等のヒドラジン類、水素化ホウ素ナトリウ
ム，水素化リチウム等の水素化物、次亜リン酸，次亜リ
ン酸ナトリウム等の次亜リン酸塩を用いることができ
る。抗菌水溶液は、イオン交換等によって硫酸根、硝酸
根等を除去して用いてもよい。この場合、錯形成剤とし
て、エチレンジアミン、エチレンジアミン四酢酸塩、ト
リエチレンテトラミン、ジエチレントリアミン、１，３
−ジアミノプロパン、ニトリロ三酢酸塩、アラニン、グ
リシン、ピコリン酸、ゼラチン等を、また、界面活性剤
として、アルキルベンゼンスルホン酸塩，アルキルエー
テル硫酸塩等のアニオン系界面活性剤、ポリオキシエチ
レンアルキルエーテル，ポリエチレングリコール等のノ
ニオン系界面活性剤を、用いることができる。弱アルカ
リ性への調整は、アミン類を添加して行う。アミン類と
しては、トリエチルアミン、トリエタノールアミン等を
用いることができる。

【００１１】抗菌水溶液の塗膜表面への塗布は、スプレ
ー又は浸漬により行うのが好ましい。塗布量は、銀又は
銅として０．００００１〜０．１ｇ／ｍ²とするのが好
ましい。

【００１２】塗膜の焼成は、使用する塗料の標準焼成条
件でよい。一般には、６０〜３００℃で焼成する。

【００１３】本発明において、未焼成の塗膜の表面に抗
菌水溶液が塗布されると、抗菌水溶液中の銀イオン又は
銅イオンと還元剤とが塗膜表面から塗膜内部へ浸透して
いく。そして、塗膜が焼成されると、銀イオン又は銅イ
オンが還元されて銀又は銅の微粒子が生成する。銀イオ
ン又は銅イオンは塗膜内部へ円滑且つ確実に浸透してい
くので、銀又は銅の微粒子は、塗膜表面だけでなく、塗
膜内部にも多量に存在することとなる。従って、塗膜が
劣化して表面層が脱落しても、抗菌性は殆ど低下しな
い。

【００１４】

【発明の実施の形態】（実施形態１）・塗膜の形成リン酸亜鉛処理した溶融亜鉛めっき鋼板を陰極として、
カチオン型アクリル樹脂系電着塗料（商品名「アクアN
o.４８３０ＬＡＩ」、日本油脂株式会社製）中で、５０
Ｖで３分間電解し、電着塗膜を形成した。この際の目標
膜厚は８μｍとした。・抗菌水溶液の作製０．０１％の銀を含む硫酸銀水溶液５００ｍｌに、Ｄ−
グルコース１．０ｇを加え、更に、トリエチルアミンを
添加してｐＨ８に調整して、抗菌水溶液を作製した。・処理電着塗膜を、抗菌水溶液中に１分間浸漬した後、１７０
℃で３０分間焼成した。得られた電着塗膜中の銀量を分
析して求めたところ、０．００４ｇ／ｍ²であった。

【００１５】（実施形態２）・塗膜の形成純アルミニウム板（Ａ１１００Ｐ−Ｈ２４）を、常法に
より、脱脂処理、エッチング処理、及びスマット除去処
理した後、１７０ｇ／ｌ硫酸溶液中で陽極酸化処理し
て、厚さ１０μｍの陽極酸化皮膜を形成した。次に、こ
の陽極酸化皮膜を陽極として、アニオン型アクリル樹脂
系艶有り電着塗料（商品名「ハニーライトＡＬ−８００
Ｎ」、ハニー化成株式会社製）中で、１２０Ｖで３分間
電解し、電着塗膜を形成した。この際の目標膜厚は９μ
ｍとした。・抗菌水溶液の作製０．００５％の銀を含む硝酸銀水溶液５００ｍｌに、ニ
トリロトリ酢酸０．１ｇを加えた後、陰イオン交換樹脂
に通して硝酸根を除去した。次に、この水溶液に、エチ
レングリコール１ｍｌを加え、更に、トリエタノールア
ミンを添加してｐＨ８．５に調整して、抗菌水溶液を作
製した。・処理電着塗膜に、塗装用スプレーガンを用いて抗菌水溶液を
塗布した後、１９０℃で３０分間焼成した。得られた電
着塗膜中の銀量を分析して求めたところ、０．００７ｇ
／ｍ²であった。

【００１６】（実施形態３）・塗膜の形成純チタン板を、３％リン酸と４％硫酸の混合溶液中で、
６０Ｖで５分間電解して、青色の干渉膜を形成した。次
に、この干渉膜に、ポリウレタン系塗料（商品名「アノ
ダールＳＰ−１リキッド」、クラリアント・ジャパン株
式会社製）をロール塗りし、厚さ２μｍの塗膜を形成し
た。・抗菌水溶液の作製実施形態２と同じ抗菌水溶液を作製した。・処理塗膜に、塗装用スプレーガンを用いて抗菌水溶液を塗布
した後、８０℃で２０分間焼成した。得られた電着塗膜
中の銀量を分析して求めたところ、０．００５ｇ／ｍ²
であった。

【００１７】（実施形態４）・塗膜の形成アルミニウム合金板（Ａ６０６３Ｓ−Ｔ５）を、常法に
より、脱脂処理、エッチング処理、及びスマット除去処
理した後、陰極として、カチオン型アクリル樹脂系電着
塗料（商品名「アクアNo.４８３０ＬＡＩ」、日本油脂
株式会社製）中で、６０Ｖで３分間電解し、電着塗膜を
形成した。この際の目標膜厚は９μｍとした。・抗菌水溶液の作製０．０５％の銅を含む酢酸銅水溶液５００ｍｌに、ヒド
ラジンヒドラート１．０ｍｌを加えて作製した。なお、
ｐＨは９．１であった。・処理電着塗膜を、抗菌水溶液中に３分間浸漬した後、１７０
℃で３０分間焼成した。得られた電着塗膜中の銅量を分
析して求めたところ、０．０１２ｇ／ｍ²であった。

【００１８】（比較形態１）抗菌水溶液への浸漬を行わ
ない点以外は、実施形態１と同様に行った。

【００１９】（比較形態２）抗菌水溶液の塗布を行わな
い点以外は、実施形態２と同様に行った。

【００２０】（比較形態３）抗菌水溶液の塗布を行わな
い点以外は、実施形態３と同様に行った。

【００２１】（比較形態４）抗菌水溶液への浸漬を行わ
ない点以外は、実施形態４と同様に行った。

【００２２】（試験）実施形態１〜４及び比較形態１〜
４で得た塗膜について、その抗菌性を、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、評価した。フ
ィルム密着法とは、５０×５０ｍｍの平板状の試験片
に、１／５００普通ブイヨン培地に１×１０⁵ｃｆｕの
菌を均一に分散させてなる接種用菌液０．５ｍｌを接種
し、その上に同じ形状のポリエチレン製フィルムを載
せ、これを３５℃で２４時間培養し、その後、生存菌数
を寒天平板法により測定する方法である。なお、ここで
は、菌として、大腸菌及び黄色ブトウ球菌を用いた。表
１に、各塗膜試験片の抗菌性の評価結果を示す。

【００２３】

【表１】

【００２４】表１から明らかなように、実施形態１〜４
の塗膜では、いずれも生存菌数が１００未満即ち検出限
界以下であり、優れた抗菌性が発揮されているが、比較
形態１〜４の塗膜では、いずれも多くの菌が残存してお
り、抗菌性は見られなかった。

【００２５】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、塗膜表
面だけでなく、塗膜内部にも、銀又は銅の微粒子を多量
に存在させることができるので、十分な抗菌性を発揮で
きる塗膜を得ることができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】抗菌性を有する塗膜を製造する方法にお
いて、未焼成の塗膜の表面に、銀イオン又は銅イオンと還元剤
とを含んでなる抗菌水溶液を塗布し、その後、塗膜を焼
成して銀イオン又は銅イオンを還元することを特徴とす
る抗菌塗膜の製造方法。