CN106255727A - 液态组合物和抗菌性物品 - Google Patents
液态组合物和抗菌性物品 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106255727A CN106255727A CN201580023990.3A CN201580023990A CN106255727A CN 106255727 A CN106255727 A CN 106255727A CN 201580023990 A CN201580023990 A CN 201580023990A CN 106255727 A CN106255727 A CN 106255727A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- antibacterial
- fluid composition
- compound
- composition
- group
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
- C09D7/40—Additives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
- C03C17/006—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with materials of composite character
- C03C17/008—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with materials of composite character comprising a mixture of materials covered by two or more of the groups C03C17/02, C03C17/06, C03C17/22 and C03C17/28
- C03C17/009—Mixtures of organic and inorganic materials, e.g. ormosils and ormocers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D1/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, based on inorganic substances
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
- C09D5/14—Paints containing biocides, e.g. fungicides, insecticides or pesticides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
- C09D7/40—Additives
- C09D7/60—Additives non-macromolecular
- C09D7/61—Additives non-macromolecular inorganic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
- C09D7/40—Additives
- C09D7/60—Additives non-macromolecular
- C09D7/63—Additives non-macromolecular organic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C2217/00—Coatings on glass
- C03C2217/40—Coatings comprising at least one inhomogeneous layer
- C03C2217/43—Coatings comprising at least one inhomogeneous layer consisting of a dispersed phase in a continuous phase
- C03C2217/44—Coatings comprising at least one inhomogeneous layer consisting of a dispersed phase in a continuous phase characterized by the composition of the continuous phase
- C03C2217/445—Organic continuous phases
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C2217/00—Coatings on glass
- C03C2217/40—Coatings comprising at least one inhomogeneous layer
- C03C2217/43—Coatings comprising at least one inhomogeneous layer consisting of a dispersed phase in a continuous phase
- C03C2217/46—Coatings comprising at least one inhomogeneous layer consisting of a dispersed phase in a continuous phase characterized by the dispersed phase
- C03C2217/47—Coatings comprising at least one inhomogeneous layer consisting of a dispersed phase in a continuous phase characterized by the dispersed phase consisting of a specific material
- C03C2217/475—Inorganic materials
- C03C2217/476—Tin oxide or doped tin oxide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C2217/00—Coatings on glass
- C03C2217/40—Coatings comprising at least one inhomogeneous layer
- C03C2217/43—Coatings comprising at least one inhomogeneous layer consisting of a dispersed phase in a continuous phase
- C03C2217/46—Coatings comprising at least one inhomogeneous layer consisting of a dispersed phase in a continuous phase characterized by the dispersed phase
- C03C2217/47—Coatings comprising at least one inhomogeneous layer consisting of a dispersed phase in a continuous phase characterized by the dispersed phase consisting of a specific material
- C03C2217/475—Inorganic materials
- C03C2217/478—Silica
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C2217/00—Coatings on glass
- C03C2217/40—Coatings comprising at least one inhomogeneous layer
- C03C2217/43—Coatings comprising at least one inhomogeneous layer consisting of a dispersed phase in a continuous phase
- C03C2217/46—Coatings comprising at least one inhomogeneous layer consisting of a dispersed phase in a continuous phase characterized by the dispersed phase
- C03C2217/48—Coatings comprising at least one inhomogeneous layer consisting of a dispersed phase in a continuous phase characterized by the dispersed phase having a specific function
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C2217/00—Coatings on glass
- C03C2217/70—Properties of coatings
- C03C2217/74—UV-absorbing coatings
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C2218/00—Methods for coating glass
- C03C2218/10—Deposition methods
- C03C2218/11—Deposition methods from solutions or suspensions
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Plant Pathology (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Surface Treatment Of Glass (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
- Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
Abstract
本发明提供能够制造不仅具有紫外线截止性还兼具抗菌性的汽车用玻璃的液态组合物和使用该液态组合物的抗菌性物品。所述液态组合物含有紫外线吸收剂(a)、粘结剂成分(b)、抗菌活性物质(c)和液态介质(d),所述紫外线吸收剂(a)含有选自二苯甲酮系化合物、三嗪系化合物和苯并三唑系化合物中的1种以上,所述粘结剂成分(b)以氧化硅系基质原料成分为主体,所述抗菌活性物质(c)为选自银、铜、锌和具有抗菌活性基团的水解性硅化合物中的至少1种,所述抗菌性物品(1)具有基体(2)和在基体(2)的表面使用上述液态组合物形成的紫外线吸收·抗菌性膜(3)。
Description
技术领域
本发明涉及液态组合物和抗菌性物品,特别是涉及适于形成具有紫外线吸收能力和抗菌性的被膜的液态组合物和使用该液态组合物制造的具有紫外线吸收能力的抗菌性物品。
背景技术
近年来,对移动设备、带触摸面板的显示装置要求顾及卫生性。例如,移动设备的框体的使用频率多,因此,菌附着的可能性高,要求优异的抗菌性。另外,大量非特定人群所利用的车站的售票机、银行的ATM、医疗设施内所使用的设备等的带触摸面板的显示装置由于它们的使用环境,各种菌附着的可能性高,因此,具有同样的问题。
例如在专利文献1中公开了一种具有抗菌面的制品的制造方法,具有使含有具有抗菌效果的离子或这些离子的前体的液体附着于制品的表面的工序和对所述制品进行加热而将具有抗菌效果的量的金属离子导入原材料表面的工序。另外,在专利文献2公开了一种抗菌性结晶化玻璃物品,是在由结晶化玻璃构成的基材上形成由玻璃和抗菌剂构成的表面层而成的。
由于这样的公众的抗菌意识的提高,对于汽车,在方向盘、变速杆、车座的基础上,也开始要求对玻璃的抗菌处理。但是,在汽车玻璃的情况下,以确保透明性为前提,强烈要求紫外线(UV)截止性,认为在不牺牲其它性能的情况下兼具抗菌性和UV截止性的汽车用玻璃的附加价值高。但是,目前还不知道兼具这样的特性的玻璃。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2005/030665号
专利文献2:日本特开平11-60277号公报
发明内容
本发明是根据上述观点而完成的,其目的在于提供能够制造不仅具有高紫外线截止性、还兼具高抗菌性并且不会牺牲其它性能的汽车用玻璃的液态组合物和使用该液态组合物的抗菌性物品。
本发明提供以下的[1]~[17]的液态组合物和抗菌性物品。
[1]一种液态组合物,其特征在于,含有紫外线吸收剂(a)、粘结剂成分(b)、抗菌活性物质(c)和液态介质(d),所述紫外线吸收剂(a)含有选自二苯甲酮系化合物、三嗪系化合物和苯并三唑系化合物中的1种以上,所述粘结剂成分(b)以氧化硅系基质原料成分为主体,所述抗菌活性物质(c)为选自银、铜、锌和具有抗菌活性基团的水解性硅化合物中的至少1种。
[2]根据[1]所述的液态组合物,其中,所述抗菌活性物质(c)为银,以银单质或银离子的状态存在,所述抗菌活性物质(c)在所述液态介质中的固体成分中的含量为0.00001~1质量%。
[3]根据[1]所述的液态组合物,其中,所述抗菌活性物质(c)为铜,以铜单质或铜离子的状态存在,所述抗菌活性物质(c)在所述液态介质中的固体成分中的含量为0.00001~1质量%。
[4]根据[1]所述的液态组合物,其中,所述抗菌活性物质(c)为锌,以铜单质或铜离子的状态存在,所述抗菌活性物质(c)在所述液态介质中的固体成分中的含量为0.00001~1质量%。
[5]根据[1]所述的液态组合物,其中,所述抗菌活性物质(c)为具有抗菌活性基团的水解性硅化合物,该抗菌活性基团为季铵基团,所述抗菌活性物质(c)在所述液态介质中的固体成分中的含量为1~25质量%。
[6]根据[1]~[4]中任一项所述的液态组合物,其中,所述抗菌活性物质(c)为选自银、铜和锌中的金属,所述液态组合物含有具有与所述金属形成螯合物的能力的螯合剂(e)。
[7]根据[6]所述的液态组合物,其中,所述螯合剂为选自乙二胺四乙酸(EDTA)、1-羟基乙烷-1,1-二膦酸(HEDP)和它们的盐中的至少1种的螯合剂。
[8]根据[1]~[7]中任一项所述的液态组合物,其中,所述液态组合物的pH为2~5。
[9]根据[1]~[8]中任一项所述的液态组合物,其中,含有含羟基的二苯甲酮系化合物作为所述紫外线吸收剂(a)。
[10]根据[9]所述的液态组合物,其中,含有选自二苯甲酮系化合物、三嗪系化合物和苯并三唑系化合物中的1种以上作为紫外线吸收剂(a),所述二苯甲酮系化合物、三嗪系化合物和苯并三唑系化合物含有具有水解性基团的甲硅烷基。
[11]根据[1]~[10]中任一项所述的液态组合物,其中,含有4官能性烷氧基硅烷化合物作为所述粘结剂成分(b)。
[12]根据[1]~[11]中任一项所述的液态组合物,其中,进一步含有红外线吸收剂(f),所述红外线吸收剂(f)含有选自掺锡氧化铟、掺锑氧化锡和复合钨氧化物中的1种以上。
[13]根据[1]~[12]中任一项所述的液态组合物,其中,进一步含有表面拒油剂(i),所述表面拒油剂(i)含有表面张力为17.5~30mN/m的硅化合物。
[14]一种具有紫外线吸收能力的抗菌性物品,其特征在于,具有基体和在所述基体的表面使用[1]~[13]中任一项所述的液态组合物形成的紫外线吸收·抗菌性膜。
[15]根据[14]所述的抗菌性物品,其中,所述基体为玻璃基材。
[16]根据[14]或[15]所述的抗菌性物品,其中,所述抗菌性物品的依照JIS R3212(1998年)测得的可见光透射率为70%以上,依照ISO-9050(1990年)测得的紫外线透射率为3%以下。
[17]根据[14]~[16]中任一项所述的抗菌性物品,其中,所述紫外线吸收·抗菌性膜的厚度为1.0~7.0μm。
根据本发明的液态组合物,通过利用该液态组合物在基体表面形成被膜,能够制造除具有紫外线吸收能力(紫外线截止性)以外还具有抗菌性的抗菌性物品。
根据本发明的抗菌性物品,能够提供一种具有紫外线吸收能力(紫外线截止性)并且抗菌性优异的物品。
附图说明
图1是作为本发明的一实施方式的抗菌性物品的截面图。
具体实施方式
以下,对本发明的实施方式进行说明。应予说明,本发明并不受下述说明限定性地解释。
[液态组合物]
本实施方式的液态组合物适于具有紫外线吸收能力的抗菌性膜的形成,含有紫外线吸收剂(a)、粘结剂成分(b)、抗菌活性物质(c)和液态介质(d)作为必需成分,所述紫外线吸收剂(a)含有选自二苯甲酮系化合物、三嗪系化合物和苯并三唑系化合物中的1种以上,所述粘结剂成分(b)以氧化硅系基质原料成分为主体,所述抗菌活性物质(c)为选自银、铜、锌和具有抗菌活性基团的水解性硅化合物中的至少1种。应予说明,在本说明书,也有时将上述各成分仅以符号表示,例如将紫外线吸收剂(a)表示为(a)成分。
以下,关于本实施方式的液态组合物,对该液态组合物所含有的各成分进行说明。
<紫外线吸收剂(a)>
紫外线吸收剂(a)为含有选自二苯甲酮系化合物、三嗪系化合物和苯并三唑系化合物中的1种以上的具有紫外线吸收能力的材料。
作为上述苯并三唑系化合物,具体而言,可以举出:2-[5-氯(2H)-苯并三唑-2-基]-4-甲基-6-(叔丁基)苯酚(作为市售品,有TINUVIN 326(商品名,Ciba Japan公司制)等)、3-[3-叔-4-羟基-5-[5-氯-2H-苯并三唑-2-基]丙酸辛酯、2-(2H-苯并三唑-2-基)-4,6-二叔戊基苯酚、2-(2-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑、2-[2-羟基-3-(3,4,5,6-四氢邻苯二甲酰亚胺基-甲基)-5-甲基苯基]苯并三唑、2-(2-羟基-5-叔辛基苯基)苯并三唑、2-(2-羟基-5-叔丁基苯基)-2H-苯并三唑、3-(3-(2H-苯并三唑-2-基)-5-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸甲酯、2-(2H-苯并三唑-2-基)-4,6-双(1-甲基-1-苯基乙基)苯酚、2-(2H-苯并三唑-2-基)-6-(1-甲基-1-苯基乙基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯酚等。其中,优选使用2-[5-氯(2H)-苯并三唑-2-基]-4-甲基-6-(叔丁基)苯酚。
作为上述三嗪系化合物,具体而言,可以举出:2-[4-[(2-羟基-3-十二烷氧基丙基)氧基]-2-羟基苯基]-4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪、2-[4-[(2-羟基-3-(2’-乙基)己基)氧基]-2-羟基苯基]-4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4-双(2-羟基-4-丁氧基苯基)-6-(2,4-双-丁氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2-(2-羟基-4-[1-辛基羰基乙氧基]苯基)-4,6-双(4-苯基苯基)-1,3,5-三嗪、TINUVIN477(商品名,Ciba Japan株式会社制))等。其中,优选使用2-(2-羟基-4-[1-辛基羰基乙氧基]苯基)-4,6-双(4-苯基苯基)-1,3,5-三嗪。
作为上述二苯甲酮系化合物,具体而言,可以举出:2,4-二羟基二苯甲酮、2,2’,3(或4、5、6中的任一者)-三羟基二苯甲酮、2,2’,4,4’-四羟基二苯甲酮、2,4-二羟基-2’,4’-二甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮等。其中,优选使用2,2’,4,4’-四羟基二苯甲酮。
在本实施方式中,作为紫外线吸收剂(a),可以单独使用这些化合物中的1种,也可以并用2种以上。另外,对于紫外线吸收·抗菌性膜形成用的液态组合物,从在溶剂中的溶解度高和吸收波长带在理想的范围内的方面考虑,上述例示的化合物中优选使用含羟基的二苯甲酮系化合物。进而,可以根据需要在不损害本发明的效果的范围内并用这些以外的紫外线吸收性材料。
从得到的紫外线吸收·抗菌性膜具有充分的紫外线吸收能力和抗菌性并且确保该膜的机械强度的方面考虑,该液态组合物中的紫外线吸收剂(a)的含量优选相对于粘结剂成分(b)100质量份为1~50质量份,更优选为5~40质量份,特别优选为8~30质量份。
应予说明,对于该液态组合物,为了防止紫外线吸收剂(a)从得到的紫外线吸收·抗菌性膜渗出,可以根据需要使外线吸收剂(a)为以下的构成。例如,在后述的粘结剂成分(b)具有反应性基团,该反应性基团聚合而进行膜形成时,若预先将能够与上述反应性基团反应的官能团导入紫外线吸收剂(a)的化合物中,则在聚合链中引入(a)成分,能够有效地防止渗出。在此,该导入所使用的化合物在计算紫外线吸收·抗菌性膜形成用的液态组合物中的紫外线吸收剂(a)的含量时,视作粘结剂成分(b)的一部分。即,如此得到的紫外线吸收剂(a)也兼具粘结剂成分(b)的功能,考虑到该方面,将具有紫外线吸收能力的残基部分和其以外的具有粘结剂功能的部分分开而算出上述含量。
在此,作为具有能够与粘结剂成分(b)的反应性基团反应的官能团的紫外线吸收剂(a),例如可以举出:分别以适当的方法对上述例示的二苯甲酮系化合物、三嗪系化合物和苯并三唑系化合物导入具有水解性基团的甲硅烷基而成的化合物。若如此制成含有具有水解性基团的甲硅烷基的紫外线吸收剂(a),则在膜形成时会保持紫外线吸收剂(a)作为粘结剂成分的一部分。应予说明,以下将含有具有水解性基团的甲硅烷基的上述紫外线吸收剂称为甲硅烷基化紫外线吸收剂。
具体而言,可以例示含羟基的二苯甲酮系化合物和含有与羟基具有反应性的基团(例如环氧基)的水解性硅化合物的反应产物(以下,也称为“甲硅烷基化二苯甲酮系化合物”)作为紫外线吸收剂(a)。若使甲硅烷基化二苯甲酮系化合物与水解性硅化合物类一起含于紫外线吸收·抗菌性膜形成用的液态组合物,则它们通过水解反应一起交联而形成氧化硅系基质。由此,来自甲硅烷基化二苯甲酮系化合物的具有紫外线吸收能力的基团被固定于氧化硅系基质,防止渗出。其结果,得到的紫外线吸收·抗菌性膜能够长期保持紫外线吸收能力。
以下,关于甲硅烷基化紫外线吸收剂,以甲硅烷基化二苯甲酮系化合物为例进行说明。
作为上述甲硅烷基化二苯甲酮系化合物的原料之一的二苯甲酮系化合物,可以举出:下述通式(A)所示的具有2~4个羟基的二苯甲酮系化合物。从甲硅烷基化后也具有优异的紫外线吸收能力的方面考虑,优选使用该二苯甲酮系化合物。特别是从至380nm为止的长波长的紫外线吸收能力的方面考虑,该二苯甲酮系化合物所具有的羟基数更优选为3个或4个。
(式(A)中,X各自可以相同,也可以不同,表示氢原子或羟基,其中的至少1个为羟基)
进而,上述通式(A)所示的具有羟基的二苯甲酮系化合物中,更优选2,4-二羟基二苯甲酮、2,2’,3(或4、5、6中的任一者)-三羟基二苯甲酮、2,2’,4,4’-四羟基二苯甲酮等,特别优选2,2’,4,4’-四羟基二苯甲酮。在将具有羟基的二苯甲酮系化合物进行甲硅烷基化的反应中,含羟基的二苯甲酮系化合物可以单独使用1种,或者可以作为2种以上的混合物使用。
另外,作为上述甲硅烷基化二苯甲酮系化合物的原料之一的含有与羟基具有反应性的基团的水解性硅化合物,例如可以举出:具有环氧基的非水解性的1价有机基团键合于3官能性或2官能性的水解性硅化合物的硅原子而成的化合物。可以优选举出:3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基甲基二甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三乙氧基硅烷和2-(3,4-环氧环己基)乙基甲基二乙氧基硅烷等。
其中,从能够提高在本实施方式的液态组合物中的溶解性的观点考虑,作为上述含环氧基的水解性硅化合物,特别优选使用3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基甲基二甲氧基硅烷等。应予说明,在将含羟基的二苯甲酮系化合物进行甲硅烷基化时使用的含环氧基的水解性硅化合物可以单独使用1种,或者可以作为2种以上的混合物使用。
作为如上由含羟基的二苯甲酮系化合物和含环氧基的水解性硅化合物得到甲硅烷基化二苯甲酮系化合物的方法,可以没有特别限定地应用通常的甲硅烷基化反应所涉及的方法。
作为本实施方式中优选使用的甲硅烷基化二苯甲酮系化合物,可以举出:具有3个以上的羟基的二苯甲酮系化合物的1~2个羟基与含环氧基的水解性硅化合物的环氧基反应而得到的反应产物。作为这样的反应产物,例如可以举出:下述式(B)所示的4-[2-羟基-3-[(3-三甲氧基甲硅烷基)丙氧基]丙氧基]-2,2’,4’-三羟基二苯甲酮等。应予说明,下述式(B)中,Me表示甲基。
应予说明,对于本实施方式的液态组合物,当粘结剂(b)成分以氧化硅系基质原料成分为主体,含有上述甲硅烷基化二苯甲酮系化合物作为紫外线吸收剂(a)时,只要按照该甲硅烷基化二苯甲酮系化合物中的含羟基的二苯甲酮系化合物残基的量成为上述所示的紫外线吸收·抗菌性膜形成用的液态组合物中的紫外线吸收剂的含量的方式进行调整即可。另外,甲硅烷基化二苯甲酮系化合物中的含羟基的二苯甲酮系化合物残基以外的部分被视作粘结剂(b)成分中的氧化硅系基质原料成分。
<粘结剂成分(b)>
紫外线吸收·抗菌性膜形成用的液态组合物所含有的粘结剂成分(b)为以氧化硅系基质原料成分为主体的用于膜形成的原料成分。应予说明,粘结剂成分(b)以氧化硅系基质原料成分为主体是指氧化硅系基质原料成分相对于粘结剂成分(b)的总量的比例为50质量%以上。如此,在本说明书中,以某成分(x)为主体的成分(Y)或材料(Y)是指成分(x)相对于成分(Y)或材料(Y)整体的含有比例为50质量%以上。
作为用于本实施方式的粘结剂成分(b),优选使用能够通过溶胶-凝胶法形成氧化硅系基质膜的以氧化硅系基质原料成分为主体的粘结剂成分(b)。
在本说明书中,通过溶胶-凝胶法形成的“氧化硅系基质”是指通过水解性硅化合物类水解(共)缩合而得到的高分子化合物,是通过-Si-O-Si-所示的硅氧烷键进行直线或三维地高分子量化而成的高分子化合物。即,氧化硅系基质的原料成分由选自水解性硅化合物类中的至少1种构成。应予说明,为了得到氧化硅系基质,在水解性硅化合物类进行水解(共)缩合时,需要水、酸催化剂等,但在本说明书中,它们被视作与氧化硅系基质的原料成分、粘结剂成分(b)不同的成分。
另外,在本说明书中,“水解性硅化合物类”作为至少1个水解性基团键合于硅原子的硅烷化合物组以及这样的硅烷化合物组的1种或2种以上的部分水解(共)缩合物的总称来使用。另外,以下,水解性硅化合物的4官能性、3官能性、2官能性等官能性的数量是指上述硅烷化合物组的化合物中的键合于硅原子的水解性基团的数量。另外,部分水解(共)缩合物可以为具有水解性基团和硅烷醇基(键合于硅原子的羟基)的化合物,也可以为仅具有硅烷醇基的化合物。
在本说明书中,根据需要将部分水解缩合物和部分水解共缩合物总括起来使用部分水解(共)缩合物的术语。
作为该粘结剂成分(b)中所使用的水解性硅化合物类,与仅为硅烷化合物组的化合物(例如,四烷氧基硅烷)相比,优选至少其一部分为部分水解(共)缩合物。这是因为在上述液态组合物中的水解性硅化合物类的稳定性、均匀的反应性方面有利。因此,优选通过使用部分水解缩合物作为原料制成液态组合物,或以硅烷化合物组的化合物为原料、使该化合物的至少一部分进行部分水解缩合而制成液态组合物等来得到液态组合物。例如,使用四烷氧基硅烷时,优选在将四烷氧基硅烷、其反应催化剂和其它成分混合后,在该混合物中进行使四烷氧基硅烷的至少一部分水解缩合的处理,制成液态组合物。此时,作为使一部分水解缩合的处理,例如可以举出:在常温下或加热下搅拌规定时间的处理。
作为硅烷化合物组的化合物使用2种以上时(例如,4官能性水解性硅化合物和3官能性水解性硅化合物),通过使它们预先水解共缩合而制成部分水解共缩合物,在由液态组合物形成紫外线吸收·抗菌性膜时容易得到均匀的膜。另外,当使用上述甲硅烷基化紫外线吸收剂时、当使用后述的甲硅烷基化抗菌活性物质时,也同样地通过使其与其它水解性硅化合物类预先水解共缩合,能够使紫外线吸收剂更均匀地分散在氧化硅系基质中。
在本实施方式中,氧化硅系基质的原料成分优选含有4官能性水解性硅化合物的至少1种(或其部分水解(共)缩合物)。此时,本实施方式的液态组合物优选进一步含有后述的挠性赋予成分作为粘结剂成分(b)。另外,作为上述氧化硅系基质原料成分,也优选含有4官能性水解性硅化合物和3官能性水解性硅化合物的各自的至少1种(或各自的部分水解缩合物、它们的部分水解共缩合物)。
作为氧化硅系基质原料成分的特别优选的形态,是如下形态:水解性硅化合物类仅由4官能性水解性硅化合物的至少1种(或其部分水解(共)缩合物)构成,与挠性赋予成分一起作为粘结剂成分(b)含有在液态组合物中;或由4官能性水解性硅化合物和3官能性水解性硅化合物的各自的至少1种(或,各自的部分水解缩合物、它们的部分水解共缩合物)构成,根据需要与挠性赋予成分一起作为粘结剂成分(b)含有在液态组合物中。
作为水解性硅化合物所具有的水解性基团,具体而言,优选烷氧基、烯氧基、酰氧基、亚氨基氧基、氨基氧基等有机氧基,特别优选烷氧基。作为烷氧基,优选碳原子数4以下的烷氧基和碳原子数4以下的烷氧基取代烷氧基(2-甲氧基乙氧基等),特别优选甲氧基和乙氧基。
作为上述硅烷化合物组的化合物的4官能性水解性硅化合物为4个水解性基团键合于硅原子的化合物。4个水解性基团可以彼此相同,也可以不同。水解性基团优选为烷氧基,更优选为碳原子数4以下的烷氧基,进一步优选为甲氧基和乙氧基。具体而言,可以举出:四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、四正丙氧基硅烷、四正丁氧基硅烷、四仲丁氧基硅烷、四叔丁氧基硅烷等,在本实施方式中,优选使用四乙氧基硅烷、四甲氧基硅烷等。它们可以单独使用1种,也可以并用使用2种以上。
作为上述硅烷化合物组的化合物的3官能性水解性硅化合物为3个水解性基团和1个非水解性基团键合于硅原子的化合物。3个水解性基团可以彼此相同,也可以不同。水解性基团优选为烷氧基,更优选为碳原子数4以下的烷氧基,进一步优选为甲氧基和乙氧基。
作为非水解性基团,优选为非水解性的具有官能团或不具有官能团的1价有机基团,更优选为具有官能团的非水解性的1价有机基团。非水解性的1价有机基团是指该有机基团和硅原子通过碳-硅键键合的有机基团。
在此,本说明书中使用的官能团是表示与单纯的取代基相区别的涵盖表示具有反应性的基团的术语,例如,饱和烃基这样的非反应性的基团不包含在其中。另外,像单体在侧链所具有的不参与高分子化合物的主链形成的加成聚合性的不饱和双键(烯键式双键)为官能团的1种。另外,本说明书中使用的(甲基)丙烯酸酯等“(甲基)丙烯酸…”的术语是表示“丙烯酸…”和“甲基丙烯酸…”这两者的术语。
上述非水解性的1价有机基团中,作为不具有官能团的非水解性的1价有机基团,优选烷基、芳基等烃基、卤代烷基等卤代烃基。该不具有官能团的非水解性的1价有机基团的碳原子数优选20以下,更优选10以下。作为该1价有机基团,优选碳原子数4以下的烷基。
作为含有不具有官能团的非水解性1价有机基团的3官能性水解性硅化合物,具体而言,可以举出:甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、甲基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、甲基三乙酰氧基硅烷、甲基三丙氧基硅烷、甲基三异丙烯氧基硅烷、甲基三丁氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、苯基三乙酰氧基硅烷等。它们可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
作为上述具有官能团的非水解性的1价有机基团中的官能团,可以举出:环氧基、(甲基)丙烯酰氧基、伯氨基或仲氨基、氧杂环丁烷基、乙烯基、苯乙烯基、脲基、巯基、异氰酸酯基、氰基、卤原子等,优选环氧基、(甲基)丙烯酰氧基、伯氨基或仲氨基、氧杂环丁烷基、乙烯基、脲基、巯基等。特别优选环氧基、伯氨基或仲氨基、(甲基)丙烯酰氧基。作为具有环氧基的1价有机基团,优选具有环氧丙氧基、3,4-环氧环己基的1价有机基团,作为具有伯氨基或仲氨基的有机基团,优选具有氨基、单烷基氨基、苯基氨基、N-(氨基烷基)氨基等的1价有机基团。
1价有机基团中的官能团可以存在2个以上,但除伯氨基或仲氨基的情况以外,优选具有1个官能团的1价有机基团。在伯氨基或仲氨基的情况下,可以具有2个以上的氨基,此时,优选具有1个伯氨基和1个仲氨基的1价有机基团、例如N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基、3-脲基丙基等。具有这些官能团的1价有机基团的总碳原子数优选20以下,更优选10以下。
作为含有具有官能团的非水解性1价有机基团的3官能性水解性硅化合物,具体而言,可以举出以下的化合物。
是在碳原子数2或3的烷基的末端具有环氧丙氧基、3,4-环氧环己基、氨基、烷基氨基(烷基的碳原子数为4以下)、苯基氨基、N-(氨基烷基)氨基(烷基的碳原子数为4以下)和(甲基)丙烯酰氧基中的任一官能团的1价有机基团1个和碳原子数4以下的烷氧基3个键合于硅原子而成的3官能性水解性硅化合物。
从与硅烷化合物的反应性的方面考虑,特别优选3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三乙氧基硅烷等。它们可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
氧化硅系基质原料成分可以根据需要含有2官能性水解性硅化合物。2官能性水解性硅化合物为2个水解性基团和2个非水解性基团键合于硅原子的化合物。2个水解性基团可以彼此相同,也可以不同。水解性基团优选为烷氧基,更优选为碳原子数4以下的烷氧基,进一步优选为甲氧基和乙氧基。
作为非水解性基团,优选为非水解性的1价有机基团。非水解性的1价有机基团可以根据需要具有与上述3官能性水解性硅化合物同样的官能团。
它们可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
另外,在氧化硅系基质原料成分中,上述4官能性水解性硅化合物、3官能性水解性硅化合物、2官能性水解性硅化合物可以以其自身的形式含有在本实施方式的液态组合物中,也可以作为各自的部分水解缩合物而含有,还可以作为它们的2种以上的部分水解共缩合物而含有。
部分水解(共)缩合物为水解性硅化合物通过水解、接着脱水缩合而生成的低聚物(多聚体)。部分水解(共)缩合物为溶解于常规溶剂的程度地高分子量化了的低聚物。部分水解(共)缩合物具有水解性基团、硅烷醇基,具有进一步进行水解(共)缩合而最终成为固化物的性质。可以仅由某1种水解性硅化合物得到部分水解缩合物,另外,也可以由2种以上的水解性硅化合物得到作为它们的共缩合体的部分水解共缩合物。
应予说明,4官能性水解性硅化合物、3官能性水解性硅化合物、2官能性水解性硅化合物不论以上述任何状态含有在液态组合物中,最终均会作为构成氧化硅系基质的单元而各自相区别。以下,在粘结剂成分(b)中,例如,将4官能性水解性硅化合物其自身、其部分水解缩合物、部分水解共缩合物中的来自该水解性硅化合物的成分一并称为来自4官能性水解性硅化合物的成分。
上述氧化硅系基质原料成分中的水解性硅化合物类优选如上所述,(1)仅由来自4官能性水解性硅化合物的成分构成,或者(2)由来自4官能性水解性硅化合物的成分和来自3官能性水解性硅化合物的成分构成。应予说明,在(1)的情况下,为了在特别地确保得到的紫外线吸收·抗菌性膜具有一定的厚度的同时获得充分的耐裂纹性,液态组合物优选进一步含有挠性赋予成分作为粘结剂成分(b)。另外,在(2)的情况下,来自4官能性水解性硅化合物的成分和来自3官能性水解性硅化合物的成分的含有比例以来自4官能性水解性硅化合物的成分/来自3官能性水解性硅化合物的成分的质量比计优选30/70~95/5,更优选40/60~90/10,特别优选50/50~85/15。
另外,上述来自2官能性水解性硅化合物的成分在(1)、(2)中可以根据需要任意地使用。优选其含量相对于水解性硅化合物类总量以质量%计为30质量%以下的量。
在该液态组合物中,粘结剂成分(b)以氧化硅系基质原料成分为主体时,通过使作为该原料成分的水解性硅化合物类水解(共)缩合并干燥而形成紫外线吸收·抗菌性膜。该反应通常与上述水解性硅化合物的部分水解(共)缩合同样地在酸催化剂和水的存在下进行。因此,本实施方式的液态组合物含有酸催化剂和水。使用的酸催化剂的种类、含量均与上述部分水解(共)缩合的情况同样。
粘结剂成分(b)如上所述,可以并优选任意地在液态组合物中含有对氧化硅系基质赋予挠性的挠性赋予成分作为粘结剂成分(b)成分的一部分。通过含有挠性赋予成分,可以有助于防止所形成的紫外线吸收·抗菌性膜产生裂纹。
应予说明,上述氧化硅系基质原料成分无论是哪一种构成,挠性赋予成分的配合均有效,但特别是仅由4官能性水解性硅化合物构成的氧化硅系基质有时挠性不充分,若液态组合物含有4官能性水解性硅化合物和挠性赋予成分,则能够容易地制作机械强度和耐裂纹性两者优异的紫外线吸收·抗菌性膜。
作为挠性赋予成分,例如可以举出:有机硅树脂、丙烯酸树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂、含有聚氧化烯基的亲水性有机树脂、环氧树脂等各种有机树脂、甘油等有机化合物。
使用有机树脂作为挠性赋予成分时,作为其形态,优选液态、微粒状等。有机树脂还可以是在上述氧化硅系基质原料成分的固化·干燥等时发生交联·固化这样的固化性树脂。此时,在不阻碍氧化硅系基质的特性的范围内,上述氧化硅系基质原料成分的一部分和作为挠性赋予成分的固化性树脂可以部分地反应而交联。
使用环氧树脂作为挠性赋予成分时,优选使用聚环氧化物类和固化剂的组合或单独使用聚环氧化物类。聚环氧化物类为具有多个环氧基的化合物的总称。即,聚环氧化物类的平均环氧基数为2以上,在本实施方式中,优选平均环氧基数为2~10的聚环氧化物类。
作为这样的聚环氧化物类,可以举出聚缩水甘油醚化合物、聚缩水甘油酯化合物和聚缩水甘油胺化合物等聚缩水甘油基化合物作为优选的聚环氧化物类。另外,作为聚环氧化物类,可以为脂肪族聚环氧化物类、芳香族聚环氧化物类中的任一者,优选脂肪族聚环氧化物类。
其中,优选聚缩水甘油醚化合物,特别优选脂肪族聚缩水甘油醚化合物。作为聚缩水甘油醚化合物,优选为2官能以上的醇的缩水甘油醚,从能够提高耐光性的方面考虑,特别优选为3官能以上的醇的缩水甘油醚。应予说明,这些醇优选为脂肪族醇、脂环式醇或糖醇。
从能够提高耐光性的方面考虑,特别优选甘油聚缩水甘油醚、二甘油聚缩水甘油醚、聚甘油聚缩水甘油醚和山梨糖醇聚缩水甘油醚等具有3个以上羟基的脂肪族多元醇的聚缩水甘油醚(每1分子的平均缩水甘油基(环氧基)数大于2的化合物)。它们可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
在本实施方式中,上述挠性赋予成分中,从能够使得到的紫外线吸收·抗菌性膜在保持机械强度的同时赋予充分的挠性的方面考虑,优选环氧树脂、特别是聚环氧化物类、聚乙二醇(PEG)、甘油等。另外,上述环氧树脂、特别是聚环氧化物类、PEG、甘油等除具有防止因长期的光照射所致的裂纹的产生的功能以外,还具有在确保得到的紫外线吸收·抗菌性膜的无色透明性的同时通过防止上述红外线吸收能力、紫外线吸收能力的降低来提高耐光性的功能。应予说明,在本实施方式中,这些挠性赋予成分中特别优选聚环氧化物类。
本实施方式的液态组合物中的上述挠性赋予成分的含量只要是不损害其效果且能够对得到的紫外线吸收·抗菌性膜赋予挠性而提高耐裂纹性的量就没有特别限制,优选相对于上述氧化硅系基质原料成分100质量份为0.1~20质量份的量,更优选为1.0~20质量份的量。
另外,在本实施方式的液态组合物中,作为粘结剂成分(b)的含量,优选相对于该组合物中的总固体成分量为3~30质量%,更优选5~20质量%。
在此,本说明书中的总固体成分是指紫外线吸收·抗菌性膜形成用的液态组合物所含有的成分中的紫外线吸收·抗菌性膜的形成成分,表示除在膜形成过程中因加热等而挥发的液态介质(d)等挥发性成分以外的总成分。
另外,液态组合物中的氧化硅系基质原料成分的含量优选相对于该组合物总量以将该氧化硅系基质原料成分中所含的硅原子换算为SiO2时的SiO2含量计为1~20质量%,更优选为3~15质量%。若氧化硅系基质原料成分相对于该液态组合物总量的含量以SiO2换算计小于1质量%,则为了形成期望的厚度需要增多液态组合物的涂布量,其结果,外观有可能变差。另外,若该含量大于20质量%,则涂布液态组合物的状态的涂膜的厚度变厚,得到的紫外线吸收·抗菌性膜有可能产生裂纹。
<抗菌活性物质(c)>
抗菌活性物质(c)为选自银、铜、锌和具有抗菌活性基团的水解性硅化合物中的至少1种的具有抗菌活性的物质。以下,将该抗菌活性物质分成金属系的抗菌活性物质和有机化合物系的抗菌活性物质分别进行说明。
(金属系抗菌活性物质)
作为本实施方式中的金属系的抗菌活性物质,可以举出:银、铜和锌。这些金属系抗菌活性物质已知具有抗菌活性。在本实施方式中,使用这些金属时,只要在本实施方式的液态组合物中含有上述金属即可。
这些银、铜和锌的金属系抗菌活性物质优选在上述液态组合物中以金属单质、离子状态、胶体状态等含有。另外,金属也可以以氧化物、氢氧化物等金属化合物的形式含有。特别是以离子状态含有时有效,此时,可以将金属离子担载于沸石等而含有。应予说明,以金属单质的形式使用时,从分散稳定性的方面等考虑,优选以粒径为0.001~0.15μm的金属粒子的形式含有。
这些金属系抗菌活性物质考虑表现出的抗菌活性和紫外线吸收·抗菌性膜的功能维持的平衡进行配合。
金属系抗菌活性物质为银时,其在液态组合物的固体成分中的含有比例优选为0.00001~1质量%。应予说明,使用银化合物时,只要使不是银化合物而是换算为金属银的质量为上述范围即可。
金属系抗菌活性物质为铜时,其在液态组合物的固体成分中的含有比例优选为0.00001~1质量%。应予说明,使用铜化合物时,只要使不是铜化合物而是换算为金属铜的质量为上述范围即可。
金属系抗菌活性物质为锌时,其在液态组合物的固体成分中的含有比例优选为0.00001~1质量%。应予说明,使用锌化合物时,只要使不是锌化合物而是换算为金属锌的质量为上述范围即可。
(有机化合物系抗菌活性物质)
本实施方式中的有机化合物系的抗菌活性物质为具有抗菌活性基团的水解性硅化合物。在本实施方式中,使用具有抗菌活性基团的水解性硅化合物时,只要在用于形成紫外线吸收·抗菌性膜的液态组合物中含有上述具有抗菌活性基团的水解性硅化合物即可。
在此,作为抗菌活性基团,可以举出公知的具有抗菌活性的有机基团,例如优选季铵基团、双胍基、咪唑基等。
抗菌活性物质为有机化合物系的抗菌活性物质时,其在液态组合物的固体成分中的含量优选为1~25质量%。
另外,该具有抗菌活性基团的水解性硅化合物与上述的紫外线吸收剂(a)同样地可以使水解性硅化合物与含抗菌活性基团的化合物反应而得到。即,在后述的粘结剂成分(b)具有反应性基团、该反应性基团聚合而进行膜形成时,若预先将能够与上述反应性基团反应的官能团导入抗菌活性物质(c)的化合物中,则在聚合链中引入(c)成分,能够有效地防止渗出。此时,在组合物整体中,抗菌活性物质(c)所占的来自水解性硅化合物成分的比例低,因此,可以不考虑抗菌活性物质(c)中所含的(b)成分的比例,算出抗菌活性物质(c)总量作为(c)成分。
在此,作为具有能够与粘结剂成分(b)的反应性基团反应的官能团的抗菌活性物质(c),例如可以举出:分别以适当的方法对上述例示的具有季铵基团的化合物导入具有水解性基团的甲硅烷基而成的化合物。若如此制成含有具有水解性基团的甲硅烷基的抗菌活性物质(c),则在膜形成时会保持抗菌活性物质(c)作为粘结剂成分的一部分。应予说明,以下,将含有具有水解性基团的甲硅烷基的上述抗菌活性物质(c)称为甲硅烷基化抗菌活性物质。
具体而言,可以例示含有羟基的季铵盐化合物和含有与羟基具有反应性的基团(例如环氧基)的水解性硅化合物的反应产物(以下,也称为“甲硅烷基化季铵盐化合物”)作为抗菌活性物质(c)。若使甲硅烷基化季铵盐化合物与水解性硅化合物类一起含有在紫外线吸收·抗菌性膜形成用的液态组合物中,则它们通过水解反应一起交联而形成氧化硅系基质。由此,来自甲硅烷基化季铵盐化合物的具有抗菌活性的基团被固定于氧化硅系基质,防止渗出。其结果,得到的紫外线吸收·抗菌性膜能够长期保持抗菌活性。
以下,关于甲硅烷基化抗菌活性物质,以甲硅烷基化季铵盐化合物为例进行说明。
作为本实施方式中优选使用的甲硅烷基化季铵盐化合物,例如可以举出:下述式(C)所示的化合物等。应予说明,下述式(C)中,RC4优选甲基、乙基。另外,在下述式(C)中,示出氯离子作为阴离子,但也可以为由其它卤素、碳酸根离子、硫酸根离子等阴离子形成的盐。
(式中,RC1~RC3各自相同或不同,表示碳原子数1~30的烷基、苯基等有机基团,RC4表示碳原子数1~3的烷基,RC5表示2价的碳原子数1~20的烷基链、含有2价的碳原子数1~20的醚基、酰胺基、羰基、酯基的烃基链等。)
该甲硅烷基化季铵盐化合物可以使用市售的甲硅烷基化季铵盐化合物,例如可以举出:Polon-MF50(信越化学工业株式会社制)、Etak(Campus Medico公司制)等。
应予说明,在本实施方式的液态组合物中,粘结剂(b)成分以氧化硅系基质原料成分为主体,且含有上述甲硅烷基化季铵盐化合物作为抗菌活性物质(c)时,甲硅烷基化季铵盐化合物的含量只要以该甲硅烷基化季铵盐化合物中的含羟基的季铵盐化合物残基的量为上述所示的本实施方式的液态组合物中的紫外线吸收剂的含量的方式进行调整即可。另外,甲硅烷基化抗菌活性物质的含羟基的季铵盐化合物残基以外的部分被视作粘结剂(b)成分中的氧化硅系基质原料成分。
<液态介质(d)>
紫外线吸收·抗菌性膜形成用的液态组合物如下制备:将作为必需成分的紫外线吸收剂(a)、粘结剂成分(b)和抗菌活性物质(c)以规定的量配合,进而将后述的任意成分等以任意的量配合,将它们溶解、分散在液态介质(d)中而制备。上述紫外线吸收·抗菌性膜形成用的液态组合物中的全部固体成分需要稳定地溶解、分散在液态介质(d)中。
液态介质(d)是指使必需成分的紫外线吸收剂(a)、粘结剂成分(b)、抗菌活性物质(c)和任意成分溶解或分散而含有的介质,是指较低沸点的在常温下为液态的化合物。液态介质(d)由醇等有机化合物、水等无机化合物构成,也可以为2种以上的混合物。使用2种以上的液态介质时,紫外线吸收·抗菌性膜形成用的液态组合物中的液态介质(d)为它们的混合物。此时,以该混合物成为均匀的混合物的方式以具有相溶性的组合使用。
紫外线吸收剂(a)、粘结剂成分(b)和抗菌活性物质(c)的必需成分以及后述的任意成分的各配合成分分别以溶液、分散液的状态提供时,可以不除去这些溶液、分散液中所使用的溶剂、分散介质而直接使用,制成紫外线吸收·抗菌性膜形成用的液态组合物。此时,上述溶剂、分散介质成为液态介质(d)的一部分。
为了得到紫外线吸收·抗菌性膜形成用的液态组合物所含有的各成分稳定地溶解或分散的状态,液态介质(d)含有至少20质量%以上、优选50质量%以上的醇。作为这样的液态介质(d)中使用的醇,优选甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、2-甲基-1-丙醇、1-甲氧基-2-丙醇、2-乙氧基乙醇、4-甲基-2-戊醇和2-丁氧基乙醇等,其中,从上述氧化硅系基质原料成分的溶解性良好的方面、对基材的涂敷性良好的方面考虑,优选沸点为80~160℃的醇。具体而言,优选乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、2-甲基-1-丙醇、1-甲氧基-2-丙醇、2-乙氧基乙醇、4-甲基-2-戊醇和2-丁氧基乙醇。
另外,作为本实施方式的液态组合物中使用的液态介质(d),含有在制造粘结剂成分(b)的过程中使用的溶剂、副产物例如水解性硅化合物的部分水解(共)缩合物时,可以直接含有在其制造过程中随着将原料水解性硅化合物(例如,具有烷氧基的硅烷类)水解而产生的低级醇等、作为溶剂使用的醇等。
进而,在紫外线吸收·抗菌性膜形成用的液态组合物中,作为上述以外的液态介质(d),可以并用能够与水/醇混合的醇以外的其它液态介质,作为这样的液态介质(d),可以举出:上述丙酮、乙酰丙酮等酮类;乙酸乙酯、乙酸异丁酯等酯类;丙二醇单甲醚、二丙二醇单甲醚、二异丙醚等醚类。
本实施方式的液态组合物中所含的液态介质(d)的量优选该液态组合物中的总固体成分浓度为3.5~50质量%的量,更优选为9~30质量%的量。通过使液态介质(d)的量为上述范围,作业性良好。
本实施方式的液态组合物优选除上述必需成分以外还含有提高(c)抗菌活性物质的稳定性的第1螯合剂(e),含有选自掺锡氧化铟、掺锑氧化锡和复合钨氧化物中的1种以上的红外线吸收剂(f)作为任意成分。但是,含有红外线吸收剂(f)时,红外线吸收剂(f)有时与紫外线吸收剂(a)螯合结合而显色为黄色。因此,优选在液态组合物中进一步配合选自分散剂(g)和能够与红外线吸收剂(f)形成配合物的第2螯合剂(h)中的至少1种成分,更优选配合两成分,在确保红外线吸收剂(f)的分散性的同时进一步抑制红外线吸收剂(f)和紫外线吸收剂(a)的螯合结合。以下,对这些任意成分进行说明。
<第1螯合剂(e)>
第1螯合剂(e)是能够与抗菌活性物质(c)中的金属系抗菌活性物质形成配合物的化合物。作为该第1螯合剂(e),是与上述的银、铜和锌的抗菌活性物质(c)形成螯合配合物的物质,例如可以举出:乙二胺四乙酸、1-羟基乙烷-1,1-二膦酸、柠檬酸、六偏磷酸、苹果酸、葡糖酸、草酸、有机磺酸、有机膦酸等以及它们的盐。
通过使该第1螯合剂(e)含有在本实施方式的液态组合物中,能够与抗菌活性物质(c)形成螯合配合物。抗菌活性物质(c)即使螯合化也不会失去抗菌活性,能够在成膜后的紫外线吸收·抗菌性膜中稳定地存在。因此,使用金属系抗菌活性物质作为抗菌活性物质(c)时,通过含有第1螯合剂(e),抑制可见光透射率、黄色度变差,得到能够形成透明度更良好的紫外线吸收·抗菌性膜的液态组合物。
该第1螯合剂(e)的含量优选相对于上述金属活性物质(c)100质量份为10~400质量份的比例的量。若该含量小于10质量份,则有可能无法使金属系抗菌活性物质充分地稳定化。另外,若该含量大于400质量份,则紫外线吸收·抗菌性膜的透明性有可能降低。
<红外线吸收剂(f)>
红外线吸收剂(f)含有选自复合钨氧化物、掺锑氧化锡(ATO)和掺锡氧化铟(ITO)中的1种以上。应予说明,这些红外线吸收剂(f)以微粒的形状使用。
作为复合钨氧化物,具体而言,可以举出:通式:MxWyOz(其中,M元素为选自Cs、Rb、K、Tl、In、Ba、Li、Ca、Sr、Fe、Sn中的1种以上的元素,W为钨,O为氧,0.001≤x/y≤1、2.2≤z/y≤3.0)所示的复合钨氧化物。对于上述通式所示的复合钨氧化物,由于生成足够量的自由电子,因此,有效地作为红外线吸收剂起作用。
应予说明,从提高耐候性的观点考虑,上述复合钨氧化物微粒的表面优选被选自Si、Ti、Zr、Al等中的金属的氧化物被覆。被覆方法没有特别限定,可以通过在分散复合钨氧化物微粒而成的溶液中添加上述金属的醇盐来被覆复合钨氧化物微粒的表面。
上述复合钨氧化物微粒、ATO微粒、和ITO微粒可以作为红外线吸收剂(f)单独使用,也可以混合使用2种以上。在本实施方式中,从透射率损失和环境安全性的方面考虑,优选使用ITO微粒。进而,也可以将选自上述复合钨氧化物微粒、ATO微粒和ITO微粒中的至少1种与它们以外的红外线吸收性的微粒组合而作为红外线吸收剂(f)使用。
红外线吸收剂(f)的微粒的平均一次粒径优选为100nm以下,更优选为50nm以下,特别优选为30nm以下。
若使平均一次粒径为100nm以下,则在含有其的液态组合物中微粒彼此的凝聚倾向不会增大,能够避免微粒的沉降。另外,在利用液态组合物形成紫外线吸收·抗菌性膜时,能够抑制因散射所致的浑浊的发生(雾值、雾度的上升),从维持透明性的方面考虑,优选为上述粒径。应予说明,平均一次粒径的下限没有特别限定,也可以使用通过目前的技术能够制造的2nm左右的红外线吸收剂(f)微粒。在此,微粒的平均一次粒径是指根据透射型电子显微镜的观察图像测得的粒径。
在此,从对得到的紫外线吸收·抗菌性膜进一步附加充分的红外线吸收能力并且确保该膜的机械强度的方面考虑,液态组合物中的红外线吸收剂(f)的含量优选相对于粘结剂成分(b)100质量份为1~80质量份,更优选为5~60质量份,特别优选为5~40质量份。
应予说明,上述紫外线吸收剂(a)所含有的紫外线吸收性有机化合物的光的极大吸收波长在325~425nm的范围,大多大致在325~390nm的范围。如此,对于较长波长的紫外线也具有吸收能力的紫外线吸收性有机化合物根据其特性而优选使用,但认为这些化合物由于具有酚性羟基而容易与构成上述红外线吸收剂(f)的无机微粒螯合结合而显色为黄色。
因此,为了抑制红外线吸收剂(f)与紫外线吸收剂(a)螯合结合而显色为黄色,优选在本实施方式的液态组合物中进一步配合分散剂(g)和能够与红外线吸收剂(f)形成配合物的第2螯合剂(h)中的至少1种成分,进而,更优选配合两成分,在确保红外线吸收剂(f)的分散性的同时抑制红外线吸收剂(f)和紫外线吸收剂(a)的螯合结合。
<分散剂(g)>
本实施方式的液态组合物中配合的分散剂(g)优选分子量1000~100000的分散剂(g)。配合量优选相对于上述红外线吸收剂(f)100质量份为5~15质量份的比例的量。
在本说明书中,分散剂(g)是具有下述功能的化合物的总称,即,通过在分子中至少具有与构成红外线吸收剂(f)的微粒的表面进行吸附的部位和在吸附于该微粒后从吸附的部位向分散介质(成为液态介质(d)的一部分)中延伸并利用其自身所具有的电荷的排斥、立体位阻而使该微粒在紫外线吸收·抗菌性膜形成用的液态组合物中稳定地分散的部位,从而使红外线吸收剂(f)的微粒的分散稳定性增大的功能。分散剂(g)和后述的第2螯合剂(h)在第2螯合剂(h)虽然吸附于红外线吸收剂(f)的微粒但不具有使分散稳定性增大的功能的方面不同。
分散剂(g)的分子量优选1000~100000,更优选1500~100000,特别优选2000~100000。应予说明,分散剂(g)的分子量为通过凝胶渗透色谱法(GPC)测得的质均分子量。在本说明书中,只要没有特别说明,则分子量是指通过凝胶渗透色谱法(GPC)测得的质均分子量。
在本实施方式中,使用的分散剂(g)的高分子链的种类可以根据液态介质(d)的种类适当选择。如上所述,由于液态介质(d)含有水/醇,因此,作为分散剂(g),优选含有聚环氧乙烷基的高分子分散剂等。作为分散剂(g),也优选使用苯乙烯系分散剂。
<第2螯合剂(h)>
在本实施方式的液态组合物中,第2螯合剂(h)是能够与红外线吸收剂(f)形成配合物的螯合剂。因此,不含红外线吸收剂(f)时,也可以不使用第2螯合剂(h)。应予说明,该第2螯合剂(f)作为粘结剂(b)的基质形成中的溶胶·凝胶反应的酸催化剂发挥作用时,有时不是作为螯合剂而是作为酸催化剂而含有。作为该第2螯合剂(h),是分子量为1000~100000的螯合剂,优选上述形成的配合物对可见光波长的光实质上不显示吸收的螯合剂。
在此,“实质上不显示吸收”是指例如将相对于红外线吸收剂(f)100质量份加入50质量份的第2螯合剂(h)而成的液态组合物按照红外线吸收剂(f)在基体上以0.7g/m2的量堆积的方式成膜,对得到的带被膜的基板基于JIS K7105(1981年)测得的YI的值与仅对基板测得的YI之差为2.0以下。
应予说明,在本说明书中,第2螯合剂(h)是能够以1分子与红外线吸收剂(f)的微粒的表面的多个位置配位结合的化合物,是下述化合物的总称:分子结构所致的吸附于微粒后的立体位阻小,不具有使红外线吸收剂(f)的微粒的分散稳定性增大的功能。
在本实施方式的液态组合物中,分散剂(g)具有吸附于红外线吸收剂(f)的微粒的表面的部分和向分散介质(成为液态介质(d)的一部分)中延伸并确保分散稳定性的部分,含有确保该组合物中的红外线吸收剂(f)的微粒的分散稳定性的适当量。通常,这样的分散剂(g)的适当量未必是充分覆盖红外线吸收剂(f)的微粒的表面、能够抑制与紫外线吸收剂(a)的螯合结合的充分的量。若在本实施方式的液态组合物中含有第2螯合剂(h),则第2螯合剂(h)和分散剂(g)能够协同地充分覆盖红外线吸收剂(f)的微粒的表面,能够充分地抑制紫外线吸收剂(a)对红外线吸收剂(f)微粒的螯合结合。
本实施方式中使用的第2螯合剂(h)是如上所述能够与红外线吸收剂(f)形成配合物的螯合剂。另外,优选该形成的配合物对可见光波长的光实质上不显示吸收,其分子量优选1000~100000。分子量更优选1500~100000,特别优选2000~100000。若第2螯合剂(h)的分子量在上述范围,则与分散剂(g)一起在红外线吸收剂(f)微粒的表面吸附、配位,即使使用能够充分地抑制紫外线吸收剂(a)与红外线吸收剂(f)的微粒螯合结合的量,在紫外线吸收·抗菌性膜形成后第2螯合剂(h)也基本不会从该层渗出,对分子的吸附点也基本不会减少,进而紫外线吸收·抗菌性膜的硬度也基本不会降低等。
紫外线吸收·抗菌性膜形成用的液态组合物中的第2螯合剂(h)的含量如上所述优选相对于红外线吸收剂(f)100质量份为1~13质量份的比例,只要与上述分散剂(g)的含量相适应地在上述范围内适当调整即可。将上述分子量的第2螯合剂(h)与上述分散剂(g)一起使用时,第2螯合剂(h)的上述含量是在本实施方式的液态组合物中能够充分地抑制紫外线吸收剂(a)与红外线吸收剂(f)的微粒螯合结合而且难以产生第2螯合剂(h)从得到的紫外线吸收·抗菌性膜渗出的量。
第2螯合剂(h)可以含有在含有上述红外线吸收剂(f)的微粒、分散剂(g)和分散介质(成为液态介质(d)的一部分)的分散液中,但通常从高效地抑制红外线吸收剂(f)和紫外线吸收剂(a)的螯合结合的方面考虑,优选含有在与该分散液分开地另外准备的紫外线吸收剂(a)、粘结剂成分(b)溶解于液态介质(d)而成的溶液中。
第2螯合剂(h)可以根据液态介质(d)的种类适当选择。如上所述液态介质(d)含有水/醇,因此,优选在这些极性溶剂中可溶的第2螯合剂(h)。
作为这样的第2螯合剂(h),具体而言,可以举出以选自马来酸、丙烯酸和甲基丙烯酸中的1种以上为单体的聚合物,优选举出上述分子量的范围的聚合物等。该聚合物可以为均聚物,也可以为共聚物。本实施方式中优选使用聚马来酸、聚丙烯酸。它们可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
在本实施方式中,作为上述第2螯合剂(h),可以使用市售品。作为市售品,例如,作为聚马来酸,可以举出:Nonpol PMA-50W(商品名,日油公司制,分子量:1200,固体成分40~48质量%的水溶液)等,作为聚丙烯酸,可以举出:Aqualic HL(商品名,日本触媒公司制,分子量:10000,固体成分45.5质量%的水溶液)等。
应予说明,第2螯合剂(h)和第1螯合剂(e)也可以为相同的化合物。即,是能够与抗菌活性金属和红外线吸收剂两者形成配合物的化合物时,也有时使用1种化合物作为螯合剂。此时,为了充分地表现出两功能,可以适当调整添加方法、添加量等。
在本实施方式的液态组合物中,只要表面拒油剂(i)是表面张力为17.5~30mN/m的硅化合物,则能够没有特别限定地使用。若该表面拒油剂(i)的表面张力在该范围内,则能够对被膜的表面赋予充分的防污性,且与组合物中的其它成分的相溶性良好,能够形成均匀的被膜。该表面张力优选为17.6~25mN/m,更优选为17.7~20mN/m。在此,本说明书中的“表面张力”是指通过气泡压力法(最大泡压法)测得的值。具体而言,是在温度22℃下使用气体空气测得的值。更具体而言,本说明书中作为基准的是使用表面张力计(英弘精机公司制:Science line t60)在上述条件下测得的表面张力。
本发明的液态组合物中的表面拒油剂(i)的含量优选相对于液态组合物中的固体成分总量为0.01~10质量%,虽取决于表面拒油剂(i)的种类,更优选0.1~3质量%。在此,在本说明书中,固体成分是指液态组合物所含有的成分中的被膜形成成分,表示溶剂(d)等因被膜形成过程中的加热等而挥发的挥发性成分以外的全部成分。
作为该表面拒油剂(i),例如可以举出:水解性硅烷化合物(i1)、水解性硅烷化合物(i2)、二有机硅油(i3)等。它们可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。若使用如上所述的水解性硅烷化合物(i1)、(i2)作为表面拒油剂(i),则表面拒油剂(i)与粘结剂成分(b)一起通过水解反应而成为具有羟基(硅烷醇基)的化合物,接着,在分子间发生缩合反应而形成Si-O-Si键,由此表面拒油剂(i)容易被固定于被膜。
水解性硅烷化合物(i1)为下述通式(i1)所示的化合物,是表面张力为17.5~30mN/m的硅化合物。
(A-Rf)a-Si(R2)bX2 (4-a-b)…(i1)
(式(i1)中,Rf为含有至少1个氟亚烷基的可以具有醚性氧原子的碳原子数1~20的2价有机基团,A为氟原子或-Si(R2)bX2 (3-b),R2为不具有氟原子的取代或非取代的碳原子数1~10的烃基,X2表示水解性基团。a为1或2,b为0或1,a+b为1或2。A-Rf和X2存在多个时,它们可以彼此不同,也可以相同。)
化合物(i1)为具有1个或2个2官能性或3官能性的水解性甲硅烷基的含氟水解性硅烷化合物。
作为水解性硅烷化合物(i1)的具体例,可以举出以下的化合物。
F(CF2)CH2CH2Si(OCH3)3(表面张力;23.4mN/m)、
F(CF2)2CH2CH2Si(OCH3)3、
F(CF2)3CH2CH2Si(OCH3)3、
F(CF2)4CH2CH2Si(OCH3)3、
F(CF2)6CH2CH2Si(OCH3)3、
F(CF2)6CH2CH2CH2Si(OCH3)3、
(CH3O)3SiCH2CH2(CF2)4CH2CH2Si(OCH3)3、
(CH3O)3SiCH2CH2(CF2)6CH2CH2Si(OCH3)3、
(CH3O)3SiCH2CH2(CF2)6CH2CH2CH2Si(OCH3)3。
作为水解性硅烷化合物(i1),其中,特别优选F(CF2)6CH2CH2Si(OCH3)3(表面张力;18.4mN/m)。
水解性硅烷化合物(i2)为下述通式(i2)所示的化合物,是表面张力为17.5~30mN/m的硅化合物。
R3-(SiR4 2O)k-SiR4 2-Y1-Si(R5)n2(X3)3-n2…(i2)
(式(i2)中,R3表示碳原子数10以下的烷基或-Y1-Si(R5)n2(X3)3-n2基,R4各自独立地表示碳原子数3以下的烷基,Y1各自独立地表示碳原子数2~4的亚烷基,R5表示不具有氟原子的取代或非取代的碳原子数1~20的烃基,X3表示水解性基团。k为10~200的整数,n2为0、1或2。R5和X3存在多个时,它们可以彼此不同,也可以相同。)
化合物(i2)为在单末端或两末端介由亚烷基键合水解性甲硅烷基而成的直链状的聚有机硅氧烷。R3为碳原子数10以下的烷基时,化合物(i2)为在单末端具有水解性甲硅烷基的直链状的聚有机硅氧烷。此时,R3优选碳原子数1~5的烷基,更优选碳原子数为1~5的直链状烷基。
作为化合物(i2)的具体例,可以举出下述的化合物。应予说明,各化合物中k为10~150的整数。
CH3(Si(CH3)2O)kSi(CH3)2C2H4SiCl3、
CH3(Si(CH3)2O)kSi(CH3)2C2H4Si(OCH3)3、
CH3(Si(CH3)2O)kSi(CH3)2C2H4Si(OC2H5)3、
C4H9(Si(CH3)2O)kSi(CH3)2C2H4SiCl3、
C4H9(Si(CH3)2O)kSi(CH3)2C2H4Si(OCH3)3、
C4H9(Si(CH3)2O)kSi(CH3)2C2H4Si(OC2H5)3、
Cl3SiC2H4(Si(CH3)2O)kSi(CH3)2C2H4SiCl3、
(CH3O)3SiC2H4(Si(CH3)2O)kSi(CH3)2C2H4Si(OCH3)3、
(C2H5O)3SiC2H4(Si(CH3)2O)kSi(CH3)2C2H4Si(OC2H5)3。
化合物(i2)可以通过公知的方法,例如在氢甲硅烷基化催化剂的存在下使在硅原子上键合有含乙烯基的基团和水解性基团的硅烷化合物与在末端具有氢甲硅烷基的直链状的聚二有机硅氧烷反应,或者在氢甲硅烷基化催化剂的存在下使在硅原子上键合有氢原子和水解性基团的硅烷化合物与在末端具有含乙烯基的基团的直链状的聚二有机硅氧烷反应等来制造。
作为二有机硅油(i3),一般而言可以没有特别限制地应用分类为二有机硅油的硅化合物中的表面张力为17.5~30mN/m的硅化合物。
作为二有机硅油(i3),具体而言,可以举出:下述式(i3)所示的化合物(i3)(其中,表面张力为17.5~30mN/m)。
R6 3Si-O-(SiR7 2O)m1-(SiR7R8O)m2-SiR6 3…(i3)
(式(i3)中,R6各自独立地表示碳原子数1~20的烷基,R7各自独立地表示碳原子数1~20的烷基或芳基、芳烷基,R8表示具有聚氧亚烷基、酰胺基或酯基的碳原子数1~20的1价有机基团。m1为0~200,m2为0~200,m1+m2为10~200的整数。)
在本发明中,二有机硅油(i3)可以单独使用1种,也可以并用2种以上。二有机硅油(i3)可以通过公知的方法来制造。作为二有机硅油(i3),可以使用市售品、例如BYK307(商品名,BYK Chemie公司制,聚醚改性聚二甲基硅氧烷,表面张力;26.4mN/m)等。
使用二有机硅油(i3)作为表面拒油剂(i)时,其含量优选相对于液态组合物中的固体成分总量为0.01~10质量%,更优选0.5~3质量%。若液态组合物中的二有机硅油(i3)的含量在上述范围,则能够对得到的紫外线吸收性的被膜的上表面赋予充分的防污性,并且没有损害该被膜的透明性、因厚度不均等损害外观的担心。
<液态组合物的pH>
液态组合物的pH优选为2~5的范围。若液态组合物的pH小于2,则有可能产生紫外线吸收·抗菌性膜的着色变大或固化无法充分进行等问题。另一方面,若液态组合物的pH大于5,则有可能液体的稳定性降低而保存性变差。
另外,若提高液态组合物的pH,则存在可见光透射率、黄色度得到改善的倾向,因此,使用透明基体时,优选在上述范围内提高pH。此时的pH优选3.4以上,更优选3.7以上,特别优选3.9以上。
<液态组合物的制造方法>
本实施方式的液态组合物在液态介质(d)中均匀地混合上述作为必需成分的(a)成分~(d)成分、作为任意成分的(e)成分~(i)成分以及根据需要的其它添加成分而得到。此时,液态介质(d)可以为单一的液态介质,也可以为由多种构成的液态介质,使用多种的液态介质(d)时,可以选择这些液态介质彼此的相溶性高的液态介质并均匀地混合。
另外,对于这些(a)成分~(i)成分和其它添加成分,可以预先将每种成分溶解或分散于相同或不同的液态介质(d)而制备成原材料溶液或原材料分散液,将它们混合而制成液态组合物。此时,作为原材料溶液或原材料分散液,可以含有多个成分或进行规定的处理。它们最终全部被混合,原材料溶液或原材料分散液中所使用的液态介质(d)构成液态组合物中的液态介质(d)的一部分。
应予说明,含有第1螯合剂(e)时,优选与形成螯合配合物的成分预先混合而形成螯合配合物,然后制造液态组合物。另一方面,从液态组合物中的混合稳定性的方面考虑,第2螯合剂(h)优选不预先与红外线吸收剂(f)螯合化。然后,优选混合其它成分,制成液态组合物。
[抗菌性物品]
本实施方式的抗菌性物品是在基体的表面包含具有紫外线吸收能力和抗菌性的紫外线吸收·抗菌性膜而成的。图1示出作为本发明的一实施方式的抗菌性物品。该抗菌性物品1在基体2的一侧主面上具有以下说明的紫外线吸收·抗菌性膜3而成。在此,紫外线吸收·抗菌性膜3使用本实施方式的紫外线吸收·抗菌性膜形成用的液态组合物而形成。以下,对本实施方式的抗菌性物品的构成详细地进行说明。
(1)基体
作为本实施方式的抗菌性物品中所使用的基体,通常只要是由要求赋予抗菌性的材质构成的基体就没有特别限制。在此,作为基体,可以举出:玻璃、塑料、金属、陶瓷、木材、金属氧化物等的基体,其中,优选玻璃、塑料等透明基体,特别优选由玻璃构成的透明基体。
作为玻璃,可以举出:通常的钠钙玻璃、铝硅酸盐玻璃、硼硅酸玻璃、无碱玻璃、石英玻璃等、其中,特别优选钠钙玻璃。另外,作为塑料,可以举出:聚甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸系树脂、聚碳酸亚苯酯等芳香族聚碳酸酯系树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等芳香族聚酯系树脂等,其中,优选聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸亚苯酯等。上述各种透明基体中,特别优选由钠钙玻璃构成的透明基体。
基体的形状可以为平板,也可以整个面或一部分具有曲率。另外,基体可以为对多张基材夹持中间膜等粘接层的构成。例如,材质为玻璃时是指夹层玻璃。基体的厚度可以根据抗菌性物品的用途适当选择,一般而言,优选为1~10mm。
应予说明,基体为透明基体时,该透明基体的可见光透射率以依照JISR3212(1998年)测得的可见光透射率计优选为70%以上,更优选为74%以上。
另外,基体优选在表面具有反应性基团。作为反应性基团,优选亲水性基团,作为亲水性基团,优选羟基。另外,通过对基体实施氧等离子体处理、电晕放电处理、臭氧处理等,将附着于表面的有机物分解除去或在表面形成微细的凹凸结构,也可以使基体表面具有亲水性。应予说明,玻璃、金属氧化物通常在表面具有羟基。
(2)紫外线吸收·抗菌性膜
本实施方式的抗菌性物品1所具有的紫外线吸收·抗菌性膜3为设置于上述基体的表面的膜。紫外线吸收·抗菌性膜通常只要设置于基体的任一侧表面即可,也可以设置于两面。
该紫外线吸收·抗菌性膜3为使用上述的紫外线吸收·抗菌性膜形成用的液态组合物形成的膜。紫外线吸收·抗菌性膜3具体而言以如下形式形成:将紫外线吸收·抗菌膜形成用的液态组合物涂布于基体的被膜形成面并干燥,由此在除去液态介质(d)并且粘结剂成分(b)固化时,紫外线吸收剂(a)和抗菌活性物质(c)分散在膜整体中。
此时,紫外线吸收·抗菌性膜3的以氧化硅基质为主体的基质以包含非反应成分的形式构成。紫外线吸收·抗菌性膜3是具有紫外线屏蔽功能和抗菌性、任意地具有红外线吸收功能、同时可以确保无色透明性、进而耐候性也优异、渗出的产生得到抑制的膜。
该紫外线吸收·抗菌性膜3的厚度优选为1.0~7.0μm,更优选为1.5~5.5μm。若紫外线吸收·抗菌性膜3的厚度小于1.0μm,则有时紫外线吸收、任意具有的红外线吸收的效果变得不充分。另外,若紫外线吸收·抗菌性膜3的厚度大于7.0μm,则有时产生裂纹。另外,从能够抑制膜的着色的方面考虑,紫外线吸收·抗菌性膜3的厚度进一步优选为2.0μm以下。
如此得到的紫外线吸收·抗菌性膜3是紫外线遮蔽能优异且具有抗菌性、对被形成面、特别是玻璃具有优异的密合性的膜。
应予说明,基体2为属于透明基体的玻璃时,该抗菌性物品1可以用于汽车用的玻璃、建筑物等的玻璃等通常要求透明性的用途。特别是在汽车用时,从安全方面考虑,要求高透明性,色调(色味)等也受严格限制。若为本抗菌性物品,则能够在不牺牲其它性能的情况下屏蔽紫外线,进而能够通过抗菌性防止玻璃自身的因细菌引起的污染。这样的抗菌性物品能够应用于室外用抗菌性玻璃物品例如汽车等车辆用的窗材料、安装于房屋、大厦等建筑物的建筑材料用的窗材料等。应予说明,应用于建筑用窗材料时,优选在室内侧的基体表面形成紫外线吸收·抗菌性膜,应用于车辆用窗材料时,优选形成于车内侧的基体表面。由此,对于将建物内、汽车的车内长期保持清洁有效。
应予说明,上述的抗菌性物品1具有优异的抗菌性,紫外线吸收能力也优异。进而,该抗菌性物品1除紫外线遮蔽性以外,在含有红外线吸收剂(f)而具有红外线吸收能力时,热辐射屏蔽性也优异。
抗菌性物品1的紫外线遮蔽能力具体而言可以使用分光光度计(日立制作所制:U-4100)以依照ISO-9050(1990年)测得的紫外线透射率进行评价。该紫外线透射率优选为5.0%以下,更优选为3.0%以下,特别优选为1.0%以下。
另外,本实施方式的抗菌性物品的使用分光光度计(日立制作所制:U-3500)测得的波长380nm的光的透射率优选为21.0%以下,更优选14.3%以下,特别优选6.3%以下。
进而,本实施方式的抗菌性物品的可见光透射率以依照JIS R3212(1998年)测得的可见光透射率计优选为50%以上,更优选为70%以上,特别优选为71.5%以上。
另外,紫外线吸收·抗菌性膜含有红外线吸收剂(f)时的抗菌性玻璃物品的日射透射率(日射透過率)以依照JIS R3106(1998年)测得的日射透射率计优选为45.0%以下,更优选为44.0%以下,特别优选为43.0%以下。
另外,本实施方式的抗菌性物品的依照JIS K7105(1981年)算出的YI为黄色感的指标,优选20以下,更优选12以下。
以上是使用透明基体时的特性,但本实施方式的抗菌性物品的基体可以为不透明的基体。使用这样的基体时,能够通过上述紫外线吸收·抗菌性膜从外部识别基体的材质,能够制成直接利用基体的质地的制品。此时,由于具有紫外线吸收能力,因此,即使在设置于室外被太阳光等照射这样的情况下,也能够抑制基体因紫外线而劣化,能够改善制品寿命。
<抗菌性物品的制造方法>
以下,对本实施方式的抗菌性物品的制造方法进行说明。抗菌性物品1在基体2的一侧主面上包含具有紫外线吸收能力和抗菌性的紫外线吸收·抗菌性膜3而构成,关于其制造,如上所述,通过在基体2的表面涂布本实施方式的液态组合物并将其干燥而得到。此时,以如下形式形成:在通过干燥除去液态介质(d)并且粘结剂成分(b)固化时,紫外线吸收剂(a)和抗菌活性物质(c)分散在膜整体中。
作为在基体2上形成紫外线吸收·抗菌性膜3的具体的方法,可以举出包含如下工序的方法:(A1)在基体2上涂布紫外线吸收·抗菌性膜形成用的液态组合物而形成涂膜的工序和(B1)从得到的涂膜除去液态介质(d),进一步进行与使用的粘结剂成分(b)的膜形成条件相应的固化处理,形成紫外线吸收·抗菌性膜3的工序。
应予说明,在本说明书中,将涂布在基体2上的由含有液态介质(d)的紫外线吸收·抗菌性膜形成用的液态组合物构成的膜称为“涂膜”,将通过从该涂膜除去液态介质(d)并进行固化等与使用的粘结剂成分(b)相应的处理从而制膜完全结束的状态称为“紫外线吸收·抗菌性膜”。
首先,在(A1)工序中,在基体2上涂布本实施方式的液态组合物而形成该组合物的涂膜。应予说明,在此形成的涂膜为含有上述液态介质(d)的涂膜。在基体2上涂布本实施方式的液态组合物的方法只要是能够均匀地涂布的方法就没有特别限定,可以使用流涂法、浸涂法、旋涂法、喷涂法、柔版印刷法、丝网印刷法、凹版印刷法、辊涂法、弯月面涂布法(メニスカスコート法)、模涂法等公知的方法。涂布液的涂膜的厚度可以考虑最终得到的紫外线吸收·抗菌性膜的厚度来确定。
在接着进行的(B1)工序中,从基体2上的紫外线吸收·抗菌性膜形成用的液态组合物的涂膜除去液态介质(d),并且使上述水解性硅化合物等氧化硅系基质原料成分固化而形成紫外线吸收·抗菌性膜3。
此时,(B1)工序中的从涂膜除去液态介质(d)优选通过加热和/或减压干燥来进行。从提高涂膜的流平性的观点考虑,优选在基体2上形成涂膜后,在室温~120℃左右的温度下进行临时干燥。通常在该临时干燥的操作中,与其并行地将液态介质(d)气化而除去,因此,液态介质(d)的除去的操作包含在临时干燥中。临时干燥的时间、即用于除去液态介质(d)的操作的时间取决于膜形成中使用的紫外线吸收·抗菌性膜形成用的液态组合物,但优选为3秒~2小时左右。
应予说明,此时,优选充分除去液态介质(d),但也可以不完全地除去。即,也可以在不影响最终得到的紫外线吸收·抗菌性膜3的性能的范围内在紫外线吸收·抗菌性膜3中残留一部分液态介质(d)。另外,为了除去上述液态介质(d)而进行加热时,可以连续地实施用于除去上述液态介质(d)的加热、即一般而言的临时干燥和之后如下根据需要进行的用于制作氧化硅系化合物的加热。
如上所述从涂膜除去液态介质(d)后,使上述水解性硅化合物等氧化硅系基质原料成分固化。该反应可以在常温下或加热下进行。在加热下生成固化物(氧化硅系基质)时,由于固化物含有有机成分,其加热温度的上限优选250℃,特别优选210℃。从在常温下也能够生成固化物的方面考虑,其加热温度的下限没有特别限定。但是,在打算通过加热促进反应时,加热温度的下限优选60℃,更优选80℃。因此,该加热温度优选60~250℃,更优选80~210℃。加热时间取决于膜形成中使用的液态组合物的组成,但优选为数分钟~数小时。
如此,能够得到在基体2上形成有上述紫外线吸收·抗菌性膜3的本实施方式的抗菌性物品1。以上,以抗菌性物品1为例对本实施方式的抗菌性物品和其制造方法进行了说明,但制造方法并不限定于此,可以在不脱离本发明的主旨和范围的范围内进行变更。
实施例
以下、通过实施例对本发明具体地进行说明,但本发明并不受这些例子限定。应予说明,例1~3、5~12、14~19为实施例,例4、13为比较例。
将各例中各膜形成用组合物的制备中使用的化合物、市售品(商品名)等示于以下。
<紫外线吸收剂(a)>
·甲硅烷基化紫外线吸收剂溶液:加入2,2’,4,4’-四羟基二苯甲酮(BASF公司制)49.2g、3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷(信越化学公司制)123.2g、氯化苄基三乙基铵(纯正化学公司制)0.8g、乙酸丁酯(纯正化学公司制)100g,一边搅拌一边升温至60℃使其溶解,再加热至120℃使其反应4小时,由此得到含有作为紫外线吸收剂的4-[2-羟基-3-[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙氧基]丙氧基]-2,2’,4’-三羟基二苯甲酮的固体成分浓度63质量%的甲硅烷基化紫外线吸收剂溶液。对甲硅烷基化紫外线吸收剂溶液的固体成分而言,算出69%作为(a)紫外线吸收剂成分,31%作为(b)粘结剂成分。
·TINUVIN360分散液:加入TINUVIN360(BASF公司制,2,2’-亚甲基双[4-(1,1,3,3-四甲基丁基)-6-(2H-苯并三唑-2-基)苯酚])4g、DISPERBYK-190(BYK ChemieJapan公司制,酸值10mgKOH/g、分子量2200的分散剂的40质量%水溶液)5.0g、纯水31g,利用球磨机搅拌48小时后,用规定量的纯水稀释,得到固体成分浓度8质量%的TINUVIN360分散液。
<粘结剂成分(b)>
·四乙氧基硅烷(TEOS):纯正化学公司制,商品名:四乙氧基硅烷
·SiO2微粒分散液:日产化学工业公司制,商品名:甲醇二氧化硅溶胶
<抗菌活性物质(c)>
·硝酸银水溶液:将硝酸银(纯正化学公司制)溶解于纯水,制备以金属银换算计为1质量%浓度或10质量%浓度的硝酸银水溶液。
·乙酸银水溶液:将乙酸银(纯正化学公司制)溶解于纯水,制备以金属银换算计为1质量%浓度的硝酸银水溶液。
·Polon MF-50:信越化学工业株式会社制,商品名;含季铵盐的硅烷偶联剂
<液态介质(d)>
·Solmix AP-1(日本醇贩卖公司制,商品名;乙醇:2-丙醇:甲醇=85.5:13.4:1.1(质量比)的混合溶剂)
<第1螯合剂(e)>
·乙二胺四乙酸二铵盐一水合物(纯正化学公司制:分子量344.32;EDTA-2NH4)。应予说明,在以下的实施例和比较例中,第1螯合剂在制备液态组合物之前,在硝酸银或乙酸银水溶液中与硝酸银或乙酸银等摩尔量地添加,由此预先制备螯合化硝酸银水溶液或螯合化乙酸银水溶液而使用。
<红外线吸收剂(f)>
·ITO分散液:将ITO超微粒(三菱材料公司制;平均一次粒径20nm)的11.9g、DISPERBYK-190(BYK Chemie Japan公司制,酸值10mgKOH/g、分子量2200的分散剂的40质量%水溶液)的3.0g、Solmix AP-1的24.2g使用球磨机进行48小时分散处理,然后再添加Solmix AP-1以ITO固体成分浓度为20质量%的方式进行稀释,得到含有作为红外线吸收剂的ITO超微粒的ITO分散液。
<第2螯合剂(h)>
·第2螯合剂:Nonpol PMA-50W(日油公司制固体成分浓度50%的马来酸聚合物水溶液)
<表面拒油剂(i)>
·TSL8257(Momentive Performance Materials公司制,商品名:氟烷基硅烷;粘结剂成分(b)15%、表面拒油剂成分(i)85%)
<其它>
<酸催化剂>
·马来酸(纯正化学公司制、商品名:马来酸)
·盐酸水溶液:将纯正化学公司制的特级盐酸用纯水稀释成0.7质量%浓度,得到盐酸水溶液。
<树脂;挠性赋予成分>
·SR-SEP:阪本药品工业社制,商品名;山梨糖醇系聚缩水甘油醚
·多元醇G300:ADEKA公司制聚醚多元醇
<表面调节剂>
·BYK307(BYK Chemie Japan公司制聚醚改性聚二甲基硅氧烷)
[具有紫外线吸收能力的抗菌膜的制造]
(例1)
加入甲硅烷基化紫外线吸收剂12.8g、四乙氧基硅烷15.3g、SiO2微粒分散液0.7g、Solmix AP-1 50.6g、纯水19.5g、SR-SEP 1.1g、马来酸0.116g、Nonpol PMA-50W0.081g、BYK307 0.060g,在50℃搅拌2小时后,添加1质量%浓度硝酸银水溶液0.1g,得到具有紫外线吸收能力的抗菌膜形成用涂布液1(该涂布液1的固体成分中的银含量为0.01质量%)。
然后,在将表面进行清洁的10cm×10cm×3.5mm的高热辐射吸收绿色玻璃(旭硝子公司制,通称UVFL)上通过旋涂法涂布抗菌膜形成用涂布液1后,在大气中、在200℃干燥30分钟,得到具有紫外线吸收能力的带抗菌膜的玻璃板1。
(例2)
使1质量%浓度硝酸银水溶液为0.7g、使纯水为19.0g,除此以外,通过与例1相同的操作,得到具有紫外线吸收能力的抗菌膜形成用涂布液2(该涂布液2的固体成分中的银含量为0.05质量%)。另外,使抗菌膜形成用涂布液1为抗菌膜形成用涂布液2,除此以外,通过与例1相同的操作得到具有紫外线吸收能力的带抗菌膜的玻璃板2。
(例3)
使1质量%浓度硝酸银水溶液为2.8g、使纯水为16.9g,除此以外,通过与例1相同的操作得到具有紫外线吸收能力的抗菌膜形成用涂布液3(该涂布液3的固体成分中的银含量为0.2质量%)。另外,使抗菌膜形成用涂布液1为抗菌膜形成用涂布液3,除此以外,通过与例1相同的操作得到具有紫外线吸收能力的带抗菌膜的玻璃板3。
[具有紫外线吸收能力的膜的制造]
(例4)
不使用硝酸银水溶液(0.0g),使纯水为19.7g,除此以外,通过与例1相同的操作得到具有紫外线吸收能力的膜形成用的液态组合物涂布液4(该涂布液4的固体成分中的银含量为0.0质量%)。另外,使抗菌膜形成用涂布液1为膜形成用涂布液4,除此以外,通过与例1相同的操作得到具有紫外线吸收能力的带膜的玻璃板4。
[具有紫外线和红外线吸收能力的抗菌膜的制造]
(例5)
加入甲硅烷基化紫外线吸收剂11.7g、四乙氧基硅烷14.0g、Solmix AP-1 53.7g、纯水17.9g、SR-SEP 1.0g、马来酸0.012g、Nonpol PMA-50W 0.081g、BYK307 0.060g,在50℃搅拌2小时后,添加ITO分散液7.0g、1质量%浓度硝酸银水溶液0.14g,得到具有紫外线和红外线吸收能力的抗菌膜形成用涂布液5(该涂布液5的固体成分中的银含量为0.01质量%)。
然后,在将表面进行清洁的10cm×10cm×3.5mm的高热辐射吸收绿色玻璃(旭硝子公司制,通称UVFL)上通过旋涂法涂布抗菌膜形成用涂布液5后,在大气中、在200℃干燥30分钟,得到具有紫外线和红外线吸收能力的带抗菌膜的玻璃板5。
(例6)
使1质量%浓度硝酸银水溶液为0.0014g,使纯水为18.1g,除此以外,通过与例5相同的操作得到具有紫外线和红外线吸收能力的抗菌膜形成用涂布液6(该涂布液6的固体成分中的银含量为0.0001质量%)。另外,使抗菌膜形成用涂布液5为抗菌膜形成用涂布液6,除此以外,通过与例5相同的操作得到具有紫外线和红外线吸收能力的带抗菌膜的玻璃板6。
(例7)
使1质量%浓度硝酸银水溶液为0.70g,使纯水为17.4g,除此以外,通过与例5相同的操作得到具有紫外线和红外线吸收能力的抗菌膜形成用涂布液7(该涂布液7的固体成分中的银含量为0.05质量%)。另外,使抗菌膜形成用涂布液5为抗菌膜形成用涂布液7,除此以外,通过与例5相同的操作得到具有紫外线和红外线吸收能力的带抗菌膜的玻璃板7。
(例8)
使1质量%浓度硝酸银水溶液为2.79g,使纯水为15.3g,除此以外,通过与例5相同的操作得到具有紫外线和红外线吸收能力的抗菌膜形成用涂布液8(该涂布液8的固形中的银含量为0.2质量%)。另外,使抗菌膜形成用涂布液5为抗菌膜形成用涂布液8,除此以外,通过与例5相同的操作得到具有紫外线和红外线吸收能力的带抗菌膜的玻璃板8。
(例9)
加入甲硅烷基化紫外线吸收剂11.5g、四乙氧基硅烷13.7g、Solmix AP-1 54.5g、纯水14.9g、SR-SEP 1.0g、马来酸0.116g、Nonpol PMA-50W 0.081g、BYK307 0.060g,在50℃搅拌2小时后,添加ITO分散液6.9g、10质量%浓度硝酸银水溶液2.75g,得到具有紫外线和红外线吸收能力的抗菌膜形成用涂布液9(该涂布液9的固体成分中的银含量为1.96质量%)。另外,使抗菌膜形成用涂布液5为抗菌膜形成用涂布液9,除此以外,通过与例5相同的操作得到具有紫外线和红外线吸收能力的带抗菌膜的玻璃板9。
(例10)
使1质量%浓度硝酸银水溶液2.79g为1质量%浓度乙酸银水溶液2.79g,除此以外,通过与例5相同的操作得到具有紫外线和红外线吸收能力的抗菌膜形成用涂布液10(该涂布液10的固体成分中的银含量为0.2质量%)。另外,使抗菌膜形成用涂布液5为抗菌膜形成用涂布液10,除此以外,通过与例5相同的操作得到具有紫外线和红外线吸收能力的带抗菌膜的玻璃板10。
(例11)
加入甲硅烷基化紫外线吸收剂11.7g、四乙氧基硅烷8.0g、PolonMF-50 6.93g、Solmix AP-1 64.6g、纯水10.2g、马来酸0.116g、Nonpol PMA-50W 0.081g、BYK3070.060g,在50℃搅拌2小时后,添加ITO分散液7.0g,得到具有紫外线和红外线吸收能力的抗菌膜形成用涂布液11(该涂布液11的固体成分中的PolonMF50含量为19.8质量%)。另外,使抗菌膜形成用涂布液5为抗菌膜形成用涂布液11,除此以外,通过与例5相同的操作得到具有紫外线吸收能力的带抗菌膜的玻璃板11。
(例12)
加入TINUVIN360分散液34.6g、四乙氧基硅烷39.6g、Solmix AP-121.7g、多元醇G300 0.63g、0.7质量%浓度盐酸水溶液3.2g,在50℃搅拌2小时后,添加10质量%浓度硝酸银水溶液0.23g,得到具有紫外线吸收能力的抗菌膜形成用涂布液12。该涂布液12的固体成分中的银含量为0.2质量%)。另外,使抗菌膜形成用涂布液5为抗菌膜形成用涂布液12,除此以外,通过与例5相同的操作得到具有紫外线吸收能力的带抗菌膜的玻璃板12。
[紫外线红外线吸收膜的形成]
(例13)
不使用硝酸银水溶液(0.00g),使纯水为18.1g,除此以外,通过与例5相同的操作得到具有紫外线和红外线吸收能力的膜形成用涂布液13(该涂布液13的固体成分中的银含量为0.0质量%)。另外,使抗菌膜形成用涂布液5为膜形成用涂布液13,除此以外,通过与例5相同的操作得到具有紫外线和红外线吸收能力的带膜的玻璃板13。
[具有紫外线吸收能力、红外线吸收能力和表面拒水性的抗菌膜的制造]
(例14)
加入甲硅烷基化紫外线吸收剂11.7g、四乙氧基硅烷14.0g、Solmix AP-1 53.5g、纯水17.9g、SR-SEP 1.0g、马来酸0.012g、Nonpol PMA-50W 0.081g、TSL8257 0.14g、BYK307 0.060g,在50℃搅拌2小时后,添加ITO分散液7.0g、1质量%浓度硝酸银水溶液0.14g,得到具有紫外线吸收能力、红外线吸收能力和表面拒水性的抗菌膜形成用涂布液14(该涂布液14固体成分中的银含量为0.01质量%)。
然后,在将表面进行清洁的10cm×10cm×3.5mm的高热辐射吸收绿色玻璃(旭硝子公司制,通称UVFL)上通过旋涂法涂布抗菌膜形成用涂布液14后,在大气中、在200℃干燥30分钟,得到具有紫外线吸收能力、红外线吸收能力和表面拒水性的带抗菌膜的玻璃板14。
关于例1~例14的液态组合物的组成,汇总示于表1和表2。应予说明,在这些表中,也一并示出固体成分中的各成分的含量。应予说明,在例1~例4中,未使用含有红外线吸收剂的ITO分散液,为了作为粘结剂成分的溶胶-凝胶反应中的酸催化剂起作用,添加ITO螯合剂。
[表1]
[表2]
[试验例]
〈抗菌活性〉
关于通过例1~3、5~12、14得到的带抗菌膜的玻璃板1~3、5~12、14和通过例4、13得到的带膜的玻璃板4、13,基于JIS Z 2801:2010(抗菌性试验方法)通过膜密合法实施抗菌活性试验。作为比较用的抗菌未处理试验,实施仅利用被覆膜的试验,使用得到的结果算出抗菌活性值。
〈光学特性〉
关于通过例1~3、5~12、14得到的带抗菌膜的玻璃板1~3、5~12、14和通过例4、13得到的带膜的玻璃板4、13,使用分光光度计(日立制作所制,商品名:U-4100)进行测定,依照JIS R 3212:1998算出可见光透射率(Tv(%))和紫外线透射率(Tuv(%)),进而,依照JIS K 7105:1981算出黄色度(YI(%))。
〈接触角〉
由注射针将1μL的水或油酸以1.5cm间隔滴加于6个部位,由从水平方向拍摄的水滴的半径和高度通过θ/2法算出各自的接触角,将6点的平均值作为该膜的接触角。
将这些结果一并示于表3和表4。
[表3]
[表4]
根据这些结果,通过含有银或季铵盐的抗菌活性物质,能够形成除具有紫外线、红外线的吸收能力以外还具有抗菌活性的涂敷膜。即,例1~例3、例5~例12和例14相对于不含银的例4、13的玻璃板,大肠杆菌的抗菌活性值均提高,另外,在例1~例3、例5、例7~例9中到达其上限值,能够确认具有良好的抗菌活性。应予说明,对例1~14中的抗菌活性值而言,对于大肠杆菌,6.0为上限值,对于金黄色葡萄球菌,4.1为上限值,成为接种的细菌全灭的状态。
[色调的改善]
如例7~例9、例12所示,可知在具有紫外线和红外线吸收能力的抗菌膜中,存在由于银含量增加,可见光透射率Tv和黄色度YI变差,产生着色的倾向,对于要求透明性的玻璃,存在色调降低的倾向。因此,本发明人等对其改善方法进行了研究。
〈利用螯合剂的稳定化〉
(例15)
加入甲硅烷基化紫外线吸收剂11.7g、四乙氧基硅烷14.0g、Solmix AP-1 53.7g、纯水15.2g、SR-SEP 1.0g、马来酸0.116g、Nonpol PMA-50W 0.081g、BYK307 0.060g,在50℃搅拌2小时后,添加ITO分散液7.0g、1质量%浓度硝酸银水溶液2.79g,得到具有紫外线和红外线吸收能力的抗菌膜形成用涂布液15(该涂布液15的固体成分中的银含量为0.2质量%)。
然后,在将表面进行清洁的10cm×10cm×3.5mm的高热辐射吸收绿色玻璃(旭硝子公司制,通称UVFL)上通过旋涂法涂布抗菌膜形成用涂布液15后,在大气中、在200℃干燥30分钟,得到具有紫外线·红外线吸收能力的带抗菌膜的玻璃板15。
(例16)
使1质量%浓度硝酸银水溶液2.79g为混合1质量%浓度硝酸银水溶液2.79g和第1螯合剂0.057g而成的螯合化硝酸银水溶液2.847g,除此以外,通过与例15相同的操作得到具有紫外线和红外线吸收能力的抗菌膜形成用涂布液16(该涂布液16固体成分中的银含量为0.2质量%)。另外,使抗菌膜形成用涂布液15为抗菌膜形成用涂布液16,除此以外,通过与例15相同的操作得到具有紫外线·红外线吸收能力的带抗菌膜的玻璃板16。
(例17)
使1质量%浓度硝酸银水溶液2.79g为混合1质量%浓度乙酸银水溶液2.79g和第1螯合剂0.058g而成的螯合化乙酸银水溶液2.848g,除此以外,通过与例15相同的操作得到具有紫外线吸收能力的抗菌膜形成用涂布液17(该涂布液17的固体成分中的银含量为0.2质量%)。另外,使抗菌膜形成用涂布液15为抗菌膜形成用涂布液17,除此以外,通过与例15相同的操作得到具有紫外线·红外线吸收能力的带抗菌膜的玻璃板17。
关于例15~例17的液态组合物的组成,汇总示于表5。应予说明,在这些表中,也一并示出固体成分中的各成分的含量。
[表5]
关于得到的带抗菌膜的玻璃板15~17,与上述同样地算出抗菌活性、可见光透射率、紫外线透射率和黄色度,将其结果示于表6。应予说明,对例15~17中的抗菌活性值而言,对于大肠杆菌,6.2为上限值,对于金黄色葡萄球菌,4.1为上限值,成为接种的细菌全灭的状态。根据该结果,可知通过添加螯合剂,可见光透射率和黄色度均得到改善。
[表6]
〈组合物溶液的pH的调节〉
(例18)
使马来酸为0.046g,除此以外,通过与例15相同的操作得到具有紫外线吸收能力的抗菌膜形成用涂布液18(该涂布液18的固体成分中的银含量为0.2质量%)。另外,使抗菌膜形成用涂布液15为抗菌膜形成用涂布液18,除此以外,通过与例15相同的操作得到具有紫外线吸收能力的带抗菌膜的玻璃板18。
(例19)
不使用马来酸(0.000g),除此以外,通过与例15相同的操作得到具有紫外线吸收能力的抗菌膜形成用涂布液19(该涂布液19的固体成分中的银含量为0.2质量%)。另外,使抗菌膜形成用涂布液15为抗菌膜形成用涂布液19,除此以外,通过与例15相同的操作得到具有紫外线吸收能力的带抗菌膜的玻璃板19。
关于例18~例19的液态组合物的组成,汇总示于表7。应予说明,在这些表中,也一并示出固体成分中的各成分的含量。
[表7]
关于得到的带抗菌膜的玻璃板18、19和作为与它们对比液态组合物的pH的带抗菌膜的玻璃板8、15,与上述同样地算出抗菌活性、可见光透射率、紫外线透射率和黄色度,将其结果示于表8。应予说明,对例18~19中的抗菌活性值而言,对于大肠杆菌,6.0为上限值,对于金黄色葡萄球菌,4.1为上限值,成为接种的细菌全灭的状态。根据该结果,可知通过提高液态组合物的pH,可见光透射率和黄色度均得到改善。另外,将分别为相同的组成、仅改变了抗菌性膜的膜厚的例子(例8’、例15’、例18’、例19’)示于表9。根据该结果,可知通过膜厚变薄,可见光透射率和黄色度均得到改善。
[表8]
[表9]
〈色调的经时变化〉
接着,关于例3、6~8、13的带抗菌膜的玻璃板3、6~8、13,通过促进耐候性试验(SXe照射试验)和50℃95%RH环境下的高温高湿试验调查黄色度的经时变化。将其结果示于表10。
[表10]
根据该结果,可知银含量越低越难以产生黄色度的经时变化。
应予说明,对促进耐候试验1000小时后的玻璃板和50℃95%RH环境下1000小时后的玻璃板调查抗菌活性,结果可知为上限值,充分地保持抗菌活性。应予说明,对各例中的抗菌活性(大肠杆菌)的初期值而言,6.0为上限值,对SXeWOM1000小时后的值而言,5.3为上限值,成为接种的细菌全灭的状态。
根据以上的结果,使用本实施方式的液态组合物形成的抗菌性物品具有良好的抗菌性,同时具有紫外线吸收能力。另外,使用玻璃等透明基体作为基体时,其可见光透射率、黄色度等也良好,适合作为汽车用玻璃、建筑用玻璃。
产业上的可利用性
本发明的液态组合物能够简便地在基体上形成具有紫外线吸收能力和抗菌性的树脂膜,例如能够广泛应用于如汽车等车辆用的窗材料、建筑材料用的窗材料等那样要求不会使紫外线透射至内部并且使表面保持清洁的制品,要求防止基体自身的因紫外线所致的劣化并且使表面保持清洁的制品等各种制品。
符号说明
1…抗菌性物品、2…基体、3…紫外线吸收·抗菌性膜。
Claims (17)
1.一种液态组合物,其特征在于,含有紫外线吸收剂(a)、粘结剂成分(b)、抗菌活性物质(c)和液态介质(d),
所述紫外线吸收剂(a)含有选自二苯甲酮系化合物、三嗪系化合物和苯并三唑系化合物中的1种以上,所述粘结剂成分(b)以氧化硅系基质原料成分为主体,所述抗菌活性物质(c)为选自银、铜、锌和具有抗菌活性基团的水解性硅化合物中的至少1种。
2.根据权利要求1所述的液态组合物,其中,所述抗菌活性物质(c)为银,以银单质或银离子的状态存在,该抗菌活性物质(c)在所述液态介质中的固体成分中的含量为0.00001~1质量%。
3.根据权利要求1所述的液态组合物,其中,所述抗菌活性物质(c)为铜,以铜单质或铜离子的状态存在,该抗菌活性物质(c)在所述液态介质中的固体成分中的含量为0.00001~1质量%。
4.根据权利要求1所述的液态组合物,其中,所述抗菌活性物质(c)为锌,以锌单质或锌离子的状态存在,该抗菌活性物质(c)在所述液态介质中的固体成分中的含量为0.00001~1质量%。
5.根据权利要求1所述的液态组合物,其中,所述抗菌活性物质(c)为具有抗菌活性基团的水解性硅化合物,该抗菌活性基团为季铵基团,该抗菌活性物质(c)在所述液态介质中的固体成分中的含量为1~25质量%。
6.根据权利要求1~4中任一项所述的液态组合物,其中,所述抗菌活性物质(c)为选自银、铜和锌中的金属,所述液态组合物含有具有与所述金属形成螯合物的能力的第1螯合剂(e)。
7.根据权利要求6所述的液态组合物,其中,所述第1螯合剂(e)为选自乙二胺四乙酸即EDTA、1-羟基乙烷-1,1-二膦酸即HEDP和它们的盐中的至少1种的螯合剂。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的液态组合物,其中,所述液态组合物的pH为2~5。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的液态组合物,其中,含有含羟基的二苯甲酮系化合物作为所述紫外线吸收剂(a)。
10.根据权利要求9所述的液态组合物,其中,含有选自二苯甲酮系化合物、三嗪系化合物和苯并三唑系化合物中的1种以上作为所述紫外线吸收剂(a),所述二苯甲酮系化合物、三嗪系化合物和苯并三唑系化合物含有具有水解性基团的甲硅烷基。
11.根据权利要求1~10中任一项所述的液态组合物,其中,含有4官能性烷氧基硅烷化合物作为所述粘结剂成分(b)。
12.根据权利要求1~11中任一项所述的液态组合物,其中,进一步含有红外线吸收剂(f),所述红外线吸收剂(f)含有选自掺锡氧化铟、掺锑氧化锡和复合钨氧化物中的1种以上。
13.根据权利要求1~12中任一项所述的液态组合物,其中,进一步含有表面拒油剂(i),所述表面拒油剂(i)含有表面张力为17.5~30mN/m的硅化合物。
14.一种具有紫外线吸收能力的抗菌性物品,其特征在于,具有基体和在所述基体的表面使用权利要求1~13中任一项所述的液态组合物形成的紫外线吸收·抗菌性膜。
15.根据权利要求14所述的抗菌性物品,其中,所述基体为玻璃基材。
16.根据权利要求14或15所述的抗菌性物品,其中,所述抗菌性物品的依照JIS R3212(1998年)测得的可见光透射率为70%以上,依照ISO-9050(1990年)测得的紫外线透射率为3%以下。
17.根据权利要求14~16中任一项所述的抗菌性物品,其中,所述紫外线吸收·抗菌性膜的厚度为1.0~7.0μm。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014093200A JP2017025120A (ja) | 2014-04-28 | 2014-04-28 | 液状組成物および抗菌性物品 |
JP2014-093200 | 2014-04-28 | ||
PCT/JP2015/062251 WO2015166858A1 (ja) | 2014-04-28 | 2015-04-22 | 液状組成物および抗菌性物品 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN106255727A true CN106255727A (zh) | 2016-12-21 |
CN106255727B CN106255727B (zh) | 2021-06-15 |
Family
ID=54358589
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201580023990.3A Active CN106255727B (zh) | 2014-04-28 | 2015-04-22 | 液态组合物和抗菌性物品 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP3138880A4 (zh) |
JP (2) | JP2017025120A (zh) |
CN (1) | CN106255727B (zh) |
WO (1) | WO2015166858A1 (zh) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107459893A (zh) * | 2017-08-03 | 2017-12-12 | 合肥隆延科技有限公司 | 抗菌水性木器涂料 |
CN107987722A (zh) * | 2017-11-30 | 2018-05-04 | 深圳南玻应用技术有限公司 | 有机硅杀菌液、有机硅杀菌剂、抗菌玻璃、其制备方法及应用 |
CN109811421A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-05-28 | 福建省银河服饰有限公司 | 一种抗菌无机填料及制备方法 |
CN110959124A (zh) * | 2017-07-27 | 2020-04-03 | 日本板硝子株式会社 | 光学滤波器 |
CN116496653A (zh) * | 2023-04-25 | 2023-07-28 | 厦门耀铭科技有限公司 | 一种含紫外线吸收剂接枝纳米二氧化硅防雾液的制备方法 |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017033926A1 (ja) | 2015-08-25 | 2017-03-02 | 富士フイルム株式会社 | 抗菌液、抗菌膜、スプレー、クロス |
JP6542716B2 (ja) * | 2015-08-25 | 2019-07-10 | 富士フイルム株式会社 | 抗菌液、抗菌膜、スプレー、クロス |
WO2019243623A1 (en) | 2018-06-21 | 2019-12-26 | University College Cork - National University Of Ireland, Cork | A coating composition comprising integrated functionality |
CN111807711B (zh) * | 2020-07-24 | 2022-05-13 | 江苏秀强玻璃工艺股份有限公司 | 一种超亲水长寿命有机硅季铵盐抗菌玻璃的制造工艺 |
WO2022168660A1 (ja) * | 2021-02-05 | 2022-08-11 | 住友化学株式会社 | 積層体 |
JP7047171B1 (ja) | 2021-02-05 | 2022-04-04 | 住友化学株式会社 | 積層体 |
DE112022005217T5 (de) | 2021-11-29 | 2024-08-14 | Canon Kabushiki Kaisha | Beschichtungszusammensetzung und Gegenstand |
KR20230152508A (ko) * | 2022-04-27 | 2023-11-03 | 엘지전자 주식회사 | 고내열성 항균 유리 조성물, 이의 제조방법 및 이를 이용한 사출물 |
US20240225004A9 (en) * | 2022-10-24 | 2024-07-11 | Microban Products Company | Durable omniphobic and/or hydrophobic antimicrobial coating |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0867835A (ja) * | 1994-08-31 | 1996-03-12 | Matsushita Electric Works Ltd | 抗菌性無機塗料 |
EP0931811A1 (en) * | 1998-01-14 | 1999-07-28 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Antibacterial and mildewproofing organopolysiloxane composition |
WO2009123020A1 (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-08 | 株式会社クレハ | 銅塩組成物、並びに、これを用いた樹脂組成物、赤外吸収膜及び光学部材 |
CN103443224A (zh) * | 2011-03-24 | 2013-12-11 | 旭硝子株式会社 | 液状组合物及其制造方法以及玻璃物品 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2856754B2 (ja) * | 1989-02-17 | 1999-02-10 | 株式会社東芝 | 紫外線抑制発光源、紫外線抑制発光源用塗布剤、及び紫外線抑制発光源の製造方法 |
DE69829798T2 (de) * | 1997-06-04 | 2006-03-09 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Verfahren zur Herstellung antibakterieller/antifungaler Holzkomposite mit anorgansichem Material |
JP2000159509A (ja) * | 1998-11-27 | 2000-06-13 | Kansai Shingijutsu Kenkyusho:Kk | 無機粒子の製造方法および無機粒子 |
JP3926117B2 (ja) * | 2001-07-17 | 2007-06-06 | リンテック株式会社 | ハードコートフィルム |
WO2011142463A1 (ja) * | 2010-05-14 | 2011-11-17 | 旭硝子株式会社 | 紫外線吸収膜形成用塗布液および紫外線吸収ガラス物品 |
-
2014
- 2014-04-28 JP JP2014093200A patent/JP2017025120A/ja active Pending
-
2015
- 2015-04-22 JP JP2016516338A patent/JP6481685B2/ja active Active
- 2015-04-22 CN CN201580023990.3A patent/CN106255727B/zh active Active
- 2015-04-22 EP EP15785890.3A patent/EP3138880A4/en not_active Withdrawn
- 2015-04-22 WO PCT/JP2015/062251 patent/WO2015166858A1/ja active Application Filing
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0867835A (ja) * | 1994-08-31 | 1996-03-12 | Matsushita Electric Works Ltd | 抗菌性無機塗料 |
EP0931811A1 (en) * | 1998-01-14 | 1999-07-28 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Antibacterial and mildewproofing organopolysiloxane composition |
WO2009123020A1 (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-08 | 株式会社クレハ | 銅塩組成物、並びに、これを用いた樹脂組成物、赤外吸収膜及び光学部材 |
CN103443224A (zh) * | 2011-03-24 | 2013-12-11 | 旭硝子株式会社 | 液状组合物及其制造方法以及玻璃物品 |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110959124A (zh) * | 2017-07-27 | 2020-04-03 | 日本板硝子株式会社 | 光学滤波器 |
CN110959124B (zh) * | 2017-07-27 | 2021-12-31 | 日本板硝子株式会社 | 光学滤波器 |
CN107459893A (zh) * | 2017-08-03 | 2017-12-12 | 合肥隆延科技有限公司 | 抗菌水性木器涂料 |
CN107987722A (zh) * | 2017-11-30 | 2018-05-04 | 深圳南玻应用技术有限公司 | 有机硅杀菌液、有机硅杀菌剂、抗菌玻璃、其制备方法及应用 |
CN107987722B (zh) * | 2017-11-30 | 2019-11-05 | 深圳南玻应用技术有限公司 | 有机硅杀菌液、有机硅杀菌剂、抗菌玻璃、其制备方法及应用 |
US11219217B2 (en) | 2017-11-30 | 2022-01-11 | Shenzhen Csg Applied Technology Co., Ltd | Organosilicon antimicrobial solution, organosilicon antimicrobial agent, antimicrobial glass, preparation method therefor and use thereof |
CN109811421A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-05-28 | 福建省银河服饰有限公司 | 一种抗菌无机填料及制备方法 |
CN109811421B (zh) * | 2018-12-28 | 2021-03-23 | 福建省银河服饰有限公司 | 一种抗菌无机填料及制备方法 |
CN116496653A (zh) * | 2023-04-25 | 2023-07-28 | 厦门耀铭科技有限公司 | 一种含紫外线吸收剂接枝纳米二氧化硅防雾液的制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6481685B2 (ja) | 2019-03-13 |
CN106255727B (zh) | 2021-06-15 |
WO2015166858A1 (ja) | 2015-11-05 |
EP3138880A1 (en) | 2017-03-08 |
EP3138880A4 (en) | 2017-11-15 |
JPWO2015166858A1 (ja) | 2017-04-20 |
JP2017025120A (ja) | 2017-02-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106255727A (zh) | 液态组合物和抗菌性物品 | |
CN104662111B (zh) | 液态组合物和玻璃物品 | |
JPWO2015166858A6 (ja) | 液状組成物および抗菌性物品 | |
US10301214B2 (en) | Liquid composition, glass article and method of forming coating film | |
EP2431433B1 (en) | Coating fluid for forming ultraviolet-absorbing film, and ultraviolet-absorbing glass article | |
JP5942983B2 (ja) | 液状組成物およびその製造方法、並びにガラス物品 | |
WO2015186360A1 (ja) | 防曇膜つき透明物品 | |
JP6617699B2 (ja) | ガラス物品 | |
WO2015166863A1 (ja) | 液状組成物およびガラス物品 | |
JP2010065174A (ja) | 組成物、反射防止膜基板、並びに、太陽電池システム | |
CN107021642A (zh) | 带有被膜的透明基体 | |
WO2015174373A1 (ja) | 防曇性物品および輸送機器用物品 | |
JP2008255192A (ja) | 防曇性被膜形成塗布液、防曇性被膜及び防曇性被膜の形成方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
CB02 | Change of applicant information | ||
CB02 | Change of applicant information |
Address after: Tokyo, Japan, Japan Applicant after: AGC Corporation Address before: Tokyo, Japan, Japan Applicant before: Asahi Glass Co., Ltd. |
|
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |