CN112638644A

CN112638644A - 抗菌片材及其制造方法

Info

Publication number: CN112638644A
Application number: CN201980056743.1A
Authority: CN
Inventors: 小石川敦史; 野濑健二
Original assignee: UACJ Corp
Current assignee: UACJ Corp
Priority date: 2018-10-25
Filing date: 2019-10-17
Publication date: 2021-04-09
Also published as: DE112019004802T5; US20220033957A1; JP7084846B2; WO2020085175A1; JP2020066187A

Abstract

抗菌片材(1)具有树脂膜(2)和附着于树脂膜(2)的至少单面的铜颗粒(3)。波长380～780nm下的抗菌片材(1)的总透光率为20％以上。铜颗粒(3)的平均圆当量直径为10～30nm。铜颗粒(3)的附着量为100～200mg/μm²。抗菌片材(1)例如可以通过如下方法制作：将压力控制在1×10^‑4～1×10^‑2Pa的范围内进行真空蒸镀、在树脂膜(2)上形成铜颗粒(3)。

Description

抗菌片材及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种抗菌片材及其制造方法。

背景技术

近年来，在医疗设施或食品加工设施等中，一直在推进个人计算机等电子设备的使用。在医疗设施等中，要求抑制室内的病原菌等有害微生物的繁殖，使室内保持清洁。目前，在该种设施中，通过用水擦拭进行的清扫、或使用药剂的除菌等各种方法来维持室内的清洁。为了通过清扫或除菌等方法维持室内的清洁。需要定期进行清扫或除菌。

但是，键盘或操作面板、触摸面板等电子设备的界面由于许多人频繁地触摸，所以容易对清洁造成损害。为了保持这些部分的清洁，理想而言，期望每次使用都进行清扫或除菌，但每次使用都进行清扫等非常麻烦。因此，要求减少清扫或除菌的频率。

针对所述的问题，利用具有抗菌作用、即抑制菌的繁殖的作用的片材或膜覆盖界面，减少清扫或除菌的频率的方法备受关注。例如，在专利文献1中记载有一种抗菌膜，其在挠性高分子膜基材的至少一表面形成至少1层抗菌性金属薄膜，该金属薄膜通过使金属蒸发源加热熔融而进行的真空蒸镀法而形成。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-247450号公报

发明内容

发明所要解决的问题

在专利文献1的抗菌膜中，为了使抗菌性金属薄膜充分地发挥抗菌效果，需要使抗菌性金属薄膜的厚度某种程度上变厚。但是，抗菌性金属薄膜的厚度变厚时，可见光不易透过抗菌膜。因此，在键盘或操作面板、触摸面板等电子设备的界面中使用专利文献1的抗菌膜时，有可能招致界面的可视性(日文原文：視認性)的降低。

本发明是鉴于所述的背景而完成的，提供一种可见光的透射性及抗菌效果高的抗菌片材。

用于解决问题的技术方案

本发明的一个方式是一种抗菌片材，其具有树脂膜和附着于所述树脂膜的至少单面的铜颗粒，

所述抗菌片材在波长380～780nm下的总透光率为20％以上，

所述铜颗粒的平均圆当量直径为10～30nm，

所述铜颗粒的附着量为100～200mg/μm²。

发明效果

所述抗菌片材具有树脂膜和铜颗粒，所述铜颗粒形成于树脂膜上且具有所述特定的范围的平均圆当量直径。通过将铜颗粒的附着量设为所述特定的范围，可以得到对各种细菌发挥高的抗菌效果的抗菌片材。

另外，通过在树脂膜上形成具有所述特定的范围的平均圆当量直径的铜颗粒，可以显著提高可见光的透射性。其结果，可以实现所述特定的范围的总透光率。具有所述特定的范围的总透光率的抗菌片材的可见光的透射性优异，可以抑制键盘或操作面板、触摸面板等电子设备的界面的可视性的变差。

如上所述，所述抗菌片材的抗菌效果及可见光的透射性优异。因此，可以适合用于电子设备的界面的保护。

附图说明

图1是实施例中的抗菌片材的局部放大剖视图。

图2是试验材料A2的SEM图像。

图3是试验材料A6的SEM图像。

图4是试验材料A11的SEM图像。

图5是试验材料A21的SEM图像。

图6是表示将试验材料A10和印刷物重叠的状态的附图代用照片。

图7是表示将试验材料A11和印刷物重叠的状态的附图代用照片。

图8是表示将试验材料A12和印刷物重叠的状态的附图代用照片。

图9是表示将试验材料A13和印刷物重叠的状态的附图代用照片。

具体实施方式

在所述抗菌片材中，作为树脂膜，可以使用相对于可见光透明的树脂膜。树脂膜优选包含聚酯、聚烯烃、聚碳酸酯、聚氨酯、聚氯乙烯及有机硅中的1种或2种以上的树脂。由于这些树脂具有高的折射率，因此，可以进一步提高抗菌片材的可见光的透射性。另外，由于这些树脂具有高的耐热性，因此可以抑制在抗菌片材的制造过程中进行真空蒸镀时的树脂膜的劣化。

作为聚酯，可以使用例如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚亚甲基对苯二甲酸酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸丁二醇酯等。另外，作为聚烯烃，可以使用例如聚乙烯、聚丙烯等烯烃的均聚物、或乙烯-丙烯共聚物等含有烯烃的共聚物。

树脂膜的厚度例如可以设为5～250μm。在树脂膜的厚度低于5μm的情况下，制造过程中的树脂膜的处理容易变得困难。另一方面，在树脂膜的厚度超过250μm的情况下，有可能招致可见光的透射性的降低。

在树脂膜上附着有许多铜颗粒。铜颗粒可以由纯铜构成，也可以由铜合金构成。铜颗粒由铜合金构成的情况下，从充分地发挥铜引起的抗菌效果的观点出发，铜合金中的铜的含量优选为60质量％以上。

铜颗粒的平均圆当量直径为10～30nm。通过将铜颗粒的平均圆当量直径设为所述特定的范围，可以得到可见光的透射性优异的抗菌片材。在铜颗粒的平均圆当量直径低于10nm的情况下，可见光容易被铜颗粒散射。另外，此时，铜颗粒的层在光学上表现为连续膜，因此，有可能招致可见光的透射性的降低。

另外，在铜颗粒的平均圆当量直径超过30nm的情况下，铜颗粒彼此凝聚，铜颗粒的层成为接近于连续膜的状态。因此，此时也有可能招致可见光的透射性的降低。

需要说明的是，铜颗粒的平均圆当量直径为通过以下的方法所算出的值。首先，使用SEM(即扫描式电子显微镜)观察树脂膜上的铜颗粒，取得铜颗粒的SEM图像。就观察倍率及视野面积而言，只要可以使视野内的铜颗粒的数量充分地增多，就没有特别限定。例如，观察倍率可以从1万～30万倍的范围中适当选择。使用图像分析装置算出存在于得到的SEM图像中的铜颗粒的圆当量直径。将这些圆当量直径的算术平均设为铜颗粒的平均圆当量直径即可。

另外，铜颗粒的附着量设为100～200mg/μm²。由此，可以得到抗菌效果及可见光的透射性这两者均优异的抗菌片材。在铜颗粒的附着量低于100mg/μm²的情况下，附着于树脂膜上的铜的量不足，因此，有可能招致抗菌效果的降低。在铜颗粒的附着量超过200mg/μm²的情况下，铜颗粒的层的厚度变得过厚，有可能招致可见光的透射性的降低。

铜颗粒的附着量可以通过如下方式算出：例如，利用荧光X射线分析来测定Cu的特性X射线强度之后，使用预先制成的标准曲线将特性X射线强度换算成附着量。

露出于抗菌膜的表面的铜颗粒的数量优选为1500～5000个/μm²。此时，可以进一步提高抗菌片材的可见光的透射性。露出于抗菌膜的表面的铜颗粒的数量可以通过如下方式算出：在与上述的平均圆当量直径同样地取得铜颗粒的SEM图像之后，利用图像分析装置计数存在于铜颗粒的SEM图像中的铜颗粒的数量，将该数换算成每单位面积的数量。

波长380～780nm下的所述抗菌片材的总透光率为20％以上。具有所述特定的范围的总透光率的抗菌片材由于可见光的透射性高，所以可以不损害键盘等电子设备的界面的可视性而发挥抗菌效果。因此，所述抗菌片材适于界面的保护。需要说明的是，波长380～780nm下的抗菌片材的总透光率为通过以JIS K7361-1：1997为基准的方法所测定的值。总透光率的测定例如可以使用雾度仪。

波长380～780nm下的总透光率优选为30％以上，更优选为40％以上，进一步优选为45％以上，特别优选为50％以上。该情况下，由于抗菌片材的颜色变得更淡，所以可以更有效地抑制由抗菌片材被覆时的界面的色调的变化。

如上所述，所述抗菌片材具有高的抗菌效果，并且具有优异的可见光的透射性。因此，例如不仅对于具有触摸面板等的背光的界面，而且对于键盘等不具有背光的界面，也可以不损害可视性地保护界面。因此，所述抗菌片材作为键盘罩特别适合。

所述抗菌片材可以在树脂膜和铜颗粒之间具有底漆层。该情况下，能够进一步提高树脂膜和铜颗粒的粘接性，能够更长期地抑制铜颗粒从树脂膜的剥离。其结果，可以更长期地维持所述抗菌片材的抗菌效果。

作为底漆层，例如可以使用与树脂膜和铜颗粒这两者具有高的粘接性的粘接剂。作为所述的粘接剂，有例如含有聚酰胺类树脂、聚烯烃类树脂、环氧类树脂、聚酯类树脂、聚氨酯类树脂、丙烯酸类树脂、硝化棉类树脂等树脂的粘接剂。

另外，可以在所述抗菌片材中的树脂膜的背面、即不具有铜颗粒的一侧的面上设置用于贴附在要保护抗菌片材的对象物上的粘合层。粘合层的材质只要是透明的，就没有特别限定。例如，作为粘合层，可以使用丙烯酸类粘合剂、橡胶类粘合剂、聚氨酯类粘合剂、有机硅类粘合剂等。

在制作所述抗菌片材时，例如可以采用如下方法：在准备所述树脂膜之后，通过将压力控制在1×10^-4～1×10^-2Pa的范围内进行真空蒸镀而在所述树脂膜上形成所述铜颗粒。

通过将真空蒸镀时的压力设为所述特定的范围内，可以将形成于树脂膜上的铜颗粒的平均圆当量直径控制在所述特定的范围内。在真空蒸镀中的压力低于1×10^-4Pa的情况下，在树脂膜上容易形成铜的连续膜。另外，在真空蒸镀中的压力超过1×10^-2Pa的情况下，铜颗粒的平均圆当量直径容易变大。因此，在真空蒸镀时的压力偏离所述特定的范围的情况下，有可能招致可见光的透射性的降低。从在树脂膜上可靠地形成铜颗粒的观点出发，优选将真空蒸镀时的压力控制在1×10^-3～1×10^-2Pa的范围内进行真空蒸镀。

真空蒸镀时的蒸镀速度优选为0.5～5nm/秒。通过将蒸镀速度设为所述特定的范围内，可以避免生产率的变差，并且更可靠地形成具有所述特定的范围的平均圆当量直径的铜颗粒。在蒸镀速度低于0.5nm/秒的情况下，真空蒸镀所需要的时间变长，有可能招致生产率的变差。另外，在蒸镀速度超过5nm/秒的情况下，在树脂膜上容易形成铜的连续膜，有可能招致可见光的透射性的降低。

在所述的制造方法中，在准备树脂膜之后、进行真空蒸镀之前，也可以根据需要对树脂膜实施预处理。作为预处理，可以进行例如用于将树脂膜的表面正常化的处理等。作为该处理，具体而言，可采用电晕放电处理、等离子体处理、辉光放电处理等表面处理。

实施例

使用图1，对所述抗菌片材及其制造方法的实施例进行说明。需要说明的是，本发明的抗菌片材及其制造方法的具体的方式并不限定于以下的方式，可以在不损害本发明的主旨的范围内适当变更结构。

如图1所示，本例的抗菌片材1具有树脂膜2和附着于树脂膜2的单面的铜颗粒3。抗菌片材1例如可以通过以下的方法来制作。

首先，作为树脂膜2，准备含有聚对苯二甲酸乙二醇酯的厚度30μm的透明膜。利用真空蒸镀法使纯铜附着于该树脂膜2的单面。需要说明的是，作为真空蒸镀中的蒸发源，使用直径约1mm的呈现粒状的纯度99.9质量％以上的纯铜。

真空蒸镀例如可以如下进行。首先，在蒸镀装置内的冷却台上载置树脂膜。其后，将蒸镀装置内进行减压。然后，一边通过冷却台将树脂膜冷却，一边进行真空蒸镀。这样，通过一边将树脂膜冷却一边进行真空蒸镀，可以抑制树脂膜的热收缩或皱褶、变形等的产生。

通过将装置内的压力控制在表1所示的范围并适当变更蒸镀速度及时间，可以得到表1所示的抗菌片材(试验材料A1～A24)。需要说明的是，本例中的蒸镀速度为0.05～5nm/秒的范围内。

各试验材料中的铜颗粒的平均圆当量直径、附着量及露出于表面的铜颗粒的数量的测定方法如下所述。

·平均圆当量直径

使用场发射型扫描电子显微镜(株式会社Hitachi High-Technologies制“SU8230”)，取得各试验材料中的附着有铜颗粒的面的SEM图像。需要说明的是，取得SEM图像时的加速电压设为1.0kV，运行距离设为3.0mm，观察倍率设为10万倍。从映射于得到的SEM图像中的铜颗粒中随机地选择30个映射了颗粒整体的铜颗粒。而且，将这些铜颗粒的圆当量直径的算术平均设为铜颗粒的平均圆当量直径。各试验材料中的铜颗粒的平均圆当量直径如表1所示。

·露出于表面的铜颗粒的数量

在上述的SEM图像内随机地设定一边为200nm的正方形的区域，计数存在于区域内的铜颗粒的数量。以将该数换算成每1μm²的数量而得到的值为露出于表面的铜颗粒的数量。各试验材料中的露出于表面的铜颗粒的数量如表1所示。

·附着量

使用荧光X射线分析装置(株式会社Rigaku制“RIX3100”)，进行各试验材料中的附着有铜颗粒的面的荧光X射线分析并测定铜的附着量。各试验材料中的铜颗粒的附着量如表1所示。

另外，各试验材料中的可见光的透射性及抗菌效果的评价方法如下所述。

·可见光的透射性

使用雾度仪(日本电色工业株式会社制“NDH-2000”)，通过以JIS K7361-1：1997为基准的方法测定波长380～780nm下的各试验材料的总透光率。各试验材料的总透光率如表1的“透射率”一栏所示。

另外，在本例中，在评价上述的透射率的同时，对使利用激光打印机进行了单色印刷的印刷物和试验材料重叠时的印刷内容的可视性进行评价。需要说明的是，在本例中使用的印刷物P中，如图6～图9所示，在白底的纸面上以黑色印刷“ABC”之类的文字。在表1的“印刷物的可视性”一栏中，在使印刷物和试验材料重叠的状态下，在可以辨识印刷内容的情况下记为符号“A”，在不能辨识印刷内容的情况下记为符号“B”。

·抗菌效果

从各试验材料上提取呈现一边为40mm的正方形的抗菌加工试验片。另外，从进行真空蒸镀之前的树脂膜2提取呈现一边为40mm的正方形的无加工试验片。使用这些试验片，通过JIS Z2801：2010中所规定的方法进行抗菌性试验。用于试验的细菌为金黄色葡萄球菌及大肠杆菌，培养时间为24小时。

基于各试验片中的24小时培养后的活菌数，能够算出表示抗菌效果的大小的抗菌活性值。抗菌活性值R具体而言为利用下式算出的值。需要说明的是，下述式中的符号Ut为无加工试验片中的24小时培养后的活菌数的常用对数的平均值，At为抗菌加工试验片中的24小时培养后的活菌数的常用对数的平均值。

R＝Ut－At

将各试验材料中的抗菌活性值示于表1。在抗菌效果的评价中，对于金黄色葡萄球菌及大肠杆菌这两者，将抗菌活性值R为2.0以上的情况判定为合格，将至少一个低于2.0的情况判定为不合格。

[表1]

如表1所示，试验材料A5～A7、A10～A12、A15～A17在树脂膜2上具有平均圆当量直径10～30nm的铜颗粒3。另外，这些试验材料中的铜颗粒3的附着量为100～200mg/m²，波长380～780nm下的总透光率为20％以上。图3及图4中，作为这些试验材料的代表，示出试验材料A6及试验材料A11的SEM图像。

如图3及图4所示，这些试验材料在树脂膜的整个表面附着有微细的铜颗粒3。因此，可以理解为这些试验材料如表1所示那样可见光的透射性优异、且具有高的抗菌效果。

另外，在这些试验材料中，特别是波长380～780nm下的总透光率为30％以上的试验材料A5、A6、A10、A11、A15在如图6中所例示的试验材料A10及图7中所例示的试验材料A11那样使印刷物P和试验材料重叠时，即使在从背面不使光透射的情况下，也可以容易地辨识印刷内容。因此，这些试验材料在触摸面板等具有背光的界面及键盘等不具有背光的界面的任一个界面中都可以确保可视性并且发挥抗菌效果。

与此相对，波长380～780nm下的总透光率为20％以上且低于30％的试验材料如图8中所例示的试验材料A12那样，与总透光率为30％以上的试验材料相比，印刷物P的可视性低。因此，在抗菌片材的总透光率为20％以上且低于30％的情况下，为了提高界面的可视性，优选使用背光等从界面的背后照射光。

在如试验材料A4、A9、A14所示那样铜颗粒3的附着量小于所述特定的范围的情况下，抗菌效果有可能变得不充分。另外，如试验材料A8、A13、A18所示那样，即使铜颗粒3的平均圆当量直径为所述特定的范围内，在附着量过多的情况下，波长380～780nm下的总透光率也低于20％。这些试验材料如图9中所例示的试验材料A13那样，几乎不能辨识印刷物P的印刷内容。这样，波长380～780nm下的总透光率低于20％的抗菌片材由于难以隔着抗菌片材辨识界面，所以不优选用作界面的保护。

另外，真空蒸镀中的装置内的压力降低至10^-5Pa台时，如图2中所例示的试验材料A2那样，在树脂膜2上容易形成纯铜的连续膜。纯铜的连续膜与由铜颗粒形成的层相比，可见光的透射性低。因此，为了提高可见光的透射性而使附着量变少时，如试验材料A1那样招致抗菌效果的降低。另外，为了充分地得到抗菌效果而使附着量增多时，如试验材料A2、A3那样，波长380～780nm下的总透光率低于20％。

另外，真空蒸镀中的装置内的压力上升至10^-1Pa台时，如图5中所例示的试验材料A21那样，在树脂膜2上容易形成铜颗粒彼此凝聚而成的连续膜那样的结构。此时，与由具有所述特定的范围的平均圆当量直径的铜颗粒形成的层相比，可见光的透射性变低。因此，与连续膜的情况同样地，为了提高可见光的透射性而使附着量变少时，如试验材料A19那样，招致抗菌效果的降低。另外，为了充分地得到抗菌效果而使附着量增多时，如试验材料A20～A23那样，波长380～780nm下的总透光率低于20％。

Claims

1.一种抗菌片材，其具有树脂膜和附着于所述树脂膜的至少单面的铜颗粒，

所述抗菌片材在波长380～780nm下的总透光率为20％以上，

所述铜颗粒的平均圆当量直径为10～30nm，

所述铜颗粒的附着量为100～200mg/μm²。

2.根据权利要求1所述的抗菌片材，其中，

所述树脂膜包含聚酯、聚烯烃、聚碳酸酯、聚氨酯、聚氯乙烯及有机硅中的1种或2种以上的树脂。

3.根据权利要求1或2所述的抗菌片材，其中，

所述树脂膜的厚度为5～250μm。

4.一种键盘罩，其包含权利要求1～3中任一项所述的抗菌片材。

5.一种权利要求1～3中任一项所述的抗菌片材的制造方法，其中，

通过将压力控制在1×10^-4～1×10^-2Pa的范围内进行真空蒸镀而在所述树脂膜上形成所述铜颗粒。