JP2003113003A - 人工的な表面構造を備えた表面、その製造方法及びその使用 - Google Patents

人工的な表面構造を備えた表面、その製造方法及びその使用

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JP2003113003A JP2002232757A JP2002232757A JP2003113003A JP 2003113003 A JP2003113003 A JP 2003113003A JP 2002232757 A JP2002232757 A JP 2002232757A JP 2002232757 A JP2002232757 A JP 2002232757A JP 2003113003 A JP2003113003 A JP 2003113003A
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ヌン エドヴィン
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 付着するバクテリア、藻類又は菌類により自
浄性作用を失うことがない自浄性表面及びその製造方法
を提供すること。」 【解決手段】 表面構造が抗微生物特性を有する材料を
有することを特徴とする、自浄性特性を有する凸部及び
凹部からなる人工的表面構造を備えた表面。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、疎水性及び抗生物
質性の粒子からなる粒子混合物を使用して自浄性及び抗
生物質性を付与した自浄性表面に関する。
【０００２】
【従来の技術】極端に濡れにくい表面、いわゆる蓮の葉
−効果−表面（Loutus-Effekt-Oberflaeche）を備えた
対象物は、一連の経済的に重要な特徴を有し、特にこの
ような表面は自浄性である。表面の清浄化は時間がかか
りかつ費用もかかる。従って、自浄性表面は経済的に極
めて重要である。付着メカニズムは一般に接触し合う２
つの表面の間の界面エネルギーパラメータに依存する。
この場合、一般にこの系はその界面自由エネルギーを低
下させることが試みられる。２成分間のこの界面自由エ
ネルギーが自発的にすでに十分低い場合には、一般にこ
の２成分間の付着は極端に弱い結果となる。この場合、
界面自由エネルギーの相対的低下が重要である。高い界
面エネルギーと低い界面エネルギーとのペアの場合には
相互作用の可能性が問題となる。例えば疎水性表面に水
を塗布する場合、界面エネルギーの目立った低下を引き
起こすことは不可能である。これは湿潤性が悪いことに
より認識できる。塗布された水は極めて大きな接触角を
有する液滴を形成する。ペルフルオロ化された炭化水
素、例えばポリテトラフルオロエチレンは、極めて低い
界面エネルギーを有する。このような表面上ではどのよ
うな成分もほとんど付着しないか、このような表面上に
付着した成分は極めて容易に再び除去することができ
る。
【０００３】疎水性表面の製造のために疎水性材料、例
えばペルフルオロ化されたポリマーの使用は公知であ
る。この表面をさらに発展させることは、この表面をμ
ｍ範囲〜ｎｍ範囲で構造化することにある。米国特許
（ＵＳ−ＰＳ）第５５９９４８９号明細書は、表面に相
応するサイズの粒子を衝突させて粗面化し、引き続きペ
ルフルオロ化することにより特別な付着防止性を付与す
ることができる方法を開示している。他の方法は、H. S
aito et alが "Service Coatings International"4, 19
97, p. 168ffに記載している。この文献にはフルオロポ
リマーからなる粒子を金属表面に塗布し、この場合、こ
うして製造された表面の水に対する極めて低い湿潤性が
著しく低い着氷性と共に確認される。
【０００４】米国特許（ＵＳ−ＰＳ）第３３５４０２２
号明細書及びＷＯ９６／０４１２３には、対象物の湿潤
性を表面のトポロジー変化により低下させる別の方法が
記載されている。ここでは、約５〜１０００μｍの高さ
を有しかつ約５〜５００μｍの間隔を有する人工的な凸
部もしくは凹部を、疎水性の材料上に又は構造化された
後に疎水化した材料上に設ける。この種の表面は急速な
液滴形成を生じさせ、この場合、転がり落ちる液滴が汚
れ粒子を吸収し、それにより表面を清浄化する。
【０００５】この原理は自然から学んでいる。僅かな接
触面積はファンデルワールスの相互作用を低下させ、こ
の相互作用が比較的低い表面エネルギーを有する平坦な
表面での付着の原因である。例えば植物の蓮の葉はワッ
クスからなる凸部を備えており、この凸部が水に対する
接触面を減少させる。ＷＯ００／５８４１０はこの構造
を記載しており、疎水性アルコール、例えばノナコサン
−１０−オール、又はアルカンジオール、例えばノナコ
サン−５，１０−ジオールの吹き付けによる前記の構造
の作成を請求の範囲に記載している。これについての欠
点は、自浄性表面の安定性が欠け、界面活性剤が前記の
構造を剥離させてしまうためである。
【０００６】簡単に清浄化可能な表面を作成する他の方
法は、ドイツ国特許出願公開（ＤＥ−Ａ１）第１９９１
７３６７号明細書に記載されている。しかしながらフッ
素含有の縮合物をベースとする被覆は自浄性ではない。
水と表面との間の接触面は確かに減少されるが、その程
度は十分ではない。
【０００７】欧州特許出願公開（ＥＰ−Ａ２）第１０４
０８７４号明細書は微細構造の作成及びこのような構造
の分析化学（マイクロ流体学）のための使用を特許請求
の範囲に記載している。この構造の欠点は機械的安定性
が不十分であることである。
【０００８】十分な自浄性表面にもかかわらず、自浄性
表面の形状が最小値を有する場合には特に、管及び容器
又は包装の表面上にバクテリアが定着しかつ繁殖するこ
とがある。水の集合も微生物の定着を可能にする。しか
しながら、微生物の定着は極めて望ましくない、それと
いうのも、全く抑制できない場合にはこの微生物は自浄
性を弱めてしまうためである。この微生物は頻繁にスラ
イム層を形成し、このスライム層は微生物の増殖を極端
に高め、この増殖が水質、飲料物の品質及び食品の品質
を後から損ない、さらに物品の腐敗並びに消費者の健康
障害を引き起こしかねない。
【０００９】衛生上重要である全ての生活領域におい
て、バクテリアは遠ざけるべきである。
【００１０】これに該当するのは、家具又は器具表面並
びにプライベート領域を保護するための分離装置並びに
衛生領域における壁面及び境界面である。
【００１１】現在、家具及び繊維製品の器具表面はバク
テリアに対して必要な場合に又は用心のために、殺菌剤
として程度に差はあるが広範囲の及び著しい殺菌性に作
用する化学薬品又は他の溶液又は混合物を用いて処理さ
れている。このような化学薬品は特異的に作用せず、頻
繁にそれ自体毒性であるか又は刺激性であり、健康上懸
念のある分解生成物が形成しかねない。頻繁に、相応し
て敏感なひとの場合には許容できない。
【００１２】撥水性の表面にもかかわらず、このような
プラスチック表面を備えている構造物の外面上で藻類の
繁殖が生じる。望ましくない光学的影響の他に、場合に
よっては相応する部材の機能も低減してしまう。この関
連で、例えば光起電力効果面での藻類の繁殖が考えられ
る。さらに自浄性作用は藻類の繁殖が増加すると共に失
われる。
【００１３】今日まで同様に技術的に十分な解決策は存
在しない微生物汚染の他の形態は、菌類による表面の攻
撃である。たとえば、湿った室内の目地及び壁のクロカ
ビ（Aspergillus niger）による攻撃は、視覚的外観像
を損なう他に、まさに健康に関わる観点である、それと
いうのも多くのひとは菌類により放出される物質に対し
てアレルギー反応し、このことが慢性の気管疾患を引き
起こしかねないためである。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の課題
は、付着するバクテリア、藻類又は菌類により自浄性作
用を失うことがない自浄性表面及びその製造方法を提供
することであった。
【００１５】
【課題を解決するための手段】意外にも、担体材料及び
粒子状の系からなり、構造化すべき材料が抗微生物性の
特性及び疎水性の特性を有する疎水性の自浄性表面が、
従来の自浄性表面よりも、バクテリア、藻類及び菌類の
繁殖を明らかに延長することが見出された。
【００１６】従って、本発明の対象は、表面構造が抗微
生物特性を有する材料を有することを特徴とする、自浄
性特性を有する凸部及び凹部からなる人工的な表面構造
を備えた請求項１記載の表面である。
【００１７】同様に、本発明の対象は、表面構造の製造
の際に抗微生物特性を有する少なくとも１つの材料を使
用することを特徴とする、自浄性特性を有する請求項１
から７までのいずれか１項記載の表面の請求項８記載の
方法である。
【００１８】この本発明による表面は、生物的汚染物、
例えばバクテリア、菌類及び藻類の付着及び繁殖が明ら
かに延長され、ひいては表面の自浄性特性がより長く作
用し続けるという利点を有する。
【００１９】以後、抗微生物及び殺微生物性とは１つの
同じ意味であると解釈されるべきである。
【００２０】欧州特許第０８６２８５８号明細書から
は、ｔ−ブチルアミノエチルメタクリレート、つまり第
２級アミノ官能基を有するメタクリル酸エステルのコポ
リマーは内在性の殺微生物特性を有することは公知であ
る。この例において、このコポリマーはAmina T 100と
呼ばれている。
【００２１】このポリマーは、殺微生物作用物質を添加
せずにいわゆる接触殺微生物性を示す。次の特許出願か
ら、多数の接触殺微生物性のポリマーは公知である：Ｄ
Ｅ１００２４２７０， ＤＥ １００２２４０６， ＰＣ
Ｔ／ＥＰ ００／０６５０１， ＤＥ １００１４７２
６， ＤＥ １０００８１７７。このポリマーは低分子量
成分を含有しない。殺微生物特性は、バクテリアが表面
と接触することに起因する。
【００２２】本発明による表面は、次に例示的に記載さ
れるが、本発明はこの実施例に制限されるものではな
い。
【００２３】本発明は自浄性特性を有する凸部及び凹部
からなる人工的な表面構造を有する表面に関しており、
その際、この表面構造は抗微生物特性を有する少なくと
も１種の材料を有することを特徴とする。
【００２４】抗微生物特性を有する材料として、特にメ
タクリル酸−２−ｔ−ブチルアミノエチルエステル、メ
タクリル酸−２−ジエチルアミノエチルエステル、メタ
クリル酸−２−ジエチルアミノメチルエステル、アクリ
ル酸−２−ｔ−ブチルアミノエチルエステル、アクリル
酸−３−ジメチルアミノプロピルエステル、アクリル酸
−２−ジエチルアミノエチルエステル、アクリル酸−２
−ジメチルアミノエチルエステル、ジエチルアミノプロ
ピルメタクリルアミド、ジエチルアミノ−プロピルメタ
クリルアミド、アクリル酸−３−ジメチルアミノプロピ
ルアミド、２−メタクリロイルオキシエチルトリメチル
アンモニウムメトスルフェート、メタクリル酸−２−ジ
エチルアミノエチルエステル、２−メタクリロイルオキ
シエチルトリメチルアンモニウムクロリド、３−メタク
リロイルアミノプロピルトリメチルアンモニウムクロリ
ド、２−メタクリロイルオキシエチルトリメチルアンモ
ニウムクロリド、２−アクリロイルオキシエチル−４−
ベンゾイルジメチルアンモニウムブロミド、２−メタク
リロイルオキシエチル−４−ベンゾイルジメチルアンモ
ニウムブロミド、２−アクリルアミド−２−メチル−１
−プロパンスルホン酸、２−ジエチルアミノエチルビニ
ルエーテル又は３−アミノプロピルビニルエーテルのホ
モポリマー又はコポリマーが適している。
【００２５】自浄性作用の達成のために、表面構造の疎
水性の凸部が５０ｎｍ〜２００μｍ、有利に５００ｎｍ
〜１００μｍ、特に有利に０．１〜２０μｍの間隔を有
する場合が有利である。同様に、表面構造の凸部が５０
ｎｍ〜１０００００ｎｍ、有利に５０〜５００００ｎ
ｍ、特に有利に１００〜３００００ｎｍの高さを有する
場合が有利である。
【００２６】本発明による表面の特に有利な実施態様に
おいて、凸部及び凹部は、表面がその上に設置された粒
子を有することにより形成されている。この粒子は、有
利に表面上に担体系によって固定されている。この粒子
は、疎水性の粒子と、抗微生物特性を有する粒子との混
合物であってもよい。表面が疎水性粒子と抗微生物特性
を有する粒子との混合物を有し、抗微生物特性を有する
粒子の含有量は、粒子混合物に対して０．０１〜２５質
量％、有利に０．１〜２０質量％、特に有利に１〜１５
質量％であるのが特に有利である。
【００２７】０．０２〜１００μｍ、有利に０．２〜５
０μｍ、特に有利に０．３〜３０μｍの粒子径を有する
疎水性又は疎水化された粒子を使用するのが有利であ
る。本発明による表面構造は表面上の個々の粒子を０〜
１０粒径、特に０〜３粒径の間隔で有している。抗微生
物性の疎水性粒子は、有利に１〜３０００μｍ、有利に
２０〜２０００μｍ、特に有利に５０〜５００μｍの粒
径を有することができる。
【００２８】この粒子は凝集体又は集合体として存在し
てもよく、その場合、ＤＩＮ５３２０６により、凝集体
とは平面上又はエッジ上の相互に堆積された一次粒子
（粒子）であり、集合体は点状に相互に堆積した一次粒
子（粒子）であると解釈される。この粒子として、一次
粒子から０．２〜１００μｍのサイズの凝集体又は集合
体に集合したようなものも使用することができる。
【００２９】使用した疎水性の又は疎水化された粒子は
構造化された表面を有する場合が有利である。表面上に
ナノメータ範囲で不規則な微細構造を有する粒子が有利
に使用される。この粒子の微細構造は、有利にナノメー
タ範囲で凸部及び／又は凹部を備えた凹凸のある構造で
ある。有利にこの高さは平均で２０〜５００ｎｍ、特に
有利に５０〜２００ｎｍの高さを有する。粒子上の凸部
もしくは凹部の間隔は有利に５００ｎｍより小さく、特
に有利に２００ｎｍより少ない。この凹設部、例えばク
レータ、割れ目状の切れ込み、切れ目、裂け目、孔及び
空洞は粒子の有効な構造を支持する。
【００３０】疎水性粒子として、ケイ酸塩、ドープされ
たケイ酸塩、鉱物、金属酸化物、シリカ、金属又はポリ
マーから選択される少なくとも１種の材料を有する粒子
を使用することができる。表面上にナノメーター範囲で
不規則な微細構造を有する粒子として、特に疎水性粒子
として、有利に煙霧シリカ、酸化アルミニウム、酸化ケ
イ素、混合酸化物、熱分解ケイ酸又は粉末状のポリマー
又は粉末状の金属から選択される少なくとも１種の化合
物を有するような粒子が使用される。本発明による表面
が疎水性特性を有する粒子を有する場合が特に有利であ
る。この粒子の疎水性特性は、粒子の使用材料によって
固有に存在することができる。しかしながら、例えばア
ルキルシラン、ペルフルオロアルキルシラン、パラフィ
ン、ワックス、脂肪酸エステル、官能化された長鎖アル
カン誘導体又はアルキルジシラザンのグループからの少
なくとも１種の化合物で処理することにより疎水性特性
を有する疎水化された粒子を使用することもできる。
【００３１】一般に、親水性の特性を有する抗微生物特
性を有する粒子としては、メタクリル酸−２−ｔ−ブチ
ルアミノエチルエステル、メタクリル酸−２−ジエチル
アミノエチルエステル、メタクリル酸−２−ジエチルア
ミノエチルエステル、アクリル酸−２−ｔ−ブチルアミ
ノエチルエステル、アクリル酸−３−ジメチルアミノプ
ロピルエステル、アクリル酸−２−ジエチルアミノエチ
ルエステル、アクリル酸−２−ジメチルアミノエチルエ
ステル、ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド、ジ
エチル亜ものプロピルメタクリルアミド、アクリル酸−
３−ジメチルアミノプロピルアミド、２−ｍ−クロロイ
ルオキシエチルトリメチルアンモニウムメトスルフェー
ト、メタクリル酸−２−ジエチルアミノエチルエステ
ル、２−メタクリロイルオキシエチルトリメチルアンモ
ニウムクロリド、３−メタクリロイルアミノプロピルト
リメチルアンモニウムクロリド、２−メタクリロイルオ
キシエチルトリメチルアンモニウムクロリド、２−アク
リロイルオキシエチル−４−ベンゾイル−ジメチルアミ
ノアンモニウムブロミド、２−メタクリロイルオキシエ
チル−４−ベンゾイルジメチルアンモニウムブロミド、
２−アクリロイルアミド−２−メチル−１−プロパンス
ルホン酸、２−ジエチルアミノエチルビニルエーテル又
は３−アミノプロピルビニルエーテルから選択されたホ
モポリマー又はコポリマーを有するようなものが有利に
使用される。
【００３２】本発明による表面は、ポリマー、例えばポ
リアミド、ポリウレタン、ポリエーテルブロックアミ
ド、ポリエステルアミド、ポリビニルクロリド、ポリオ
レフィン、ポリシリコーン、ポリシロキサン、ポリメチ
ルメタクリレート又はポリテレフタレート並びに金属、
木材、皮革、繊維、織物、ガラス又はセラミックから選
択される材料からなる成形体の少なくとも１つの面に存
在する。このポリマーの材料の列挙は単に例示しただけ
であり、この列挙により本発明が制限されるものではな
い。成形体がポリマーからなる成形体である場合に、こ
の成形体及びその表面が抗微生物特性を有するポリマー
を有するのが有利である。
【００３３】本発明による表面は、有利に、自浄性特性
を有する人工的表面構造を有する表面構造の製造におい
て、少なくとも１種の抗微生物特性を有する材料を使用
することを特徴とする本発明による製造方法により製造
される。
【００３４】凸部又は凹部を有するこの表面構造は、表
面上にそれ自体製造することができる。これは、例えば
表面上の粒子を設置しかつ固定することにより表面構造
を製造することにより行うことができる。表面上の粒子
の設置及び固定は、当業者に公知の種類及び方法で行わ
れる。固定の化学的方法としては、例えば担体系の使用
を用いることができる。担体系として多様な接着剤、定
着助剤又は塗料が挙げられる。当業者には他の担体系又
は化学的固定方法は明らかである。
【００３５】抗微生物特性を有する材料は表面中にも担
体系又は粒子系中にも存在することができる。有利に、
使用した粒子の少なくとも一部は抗微生物特性を有する
材料を有する。抗微生物性の材料として、メタクリル酸
−２−ｔ−ブチルアミノエチルエステル、メタクリル酸
−２−ジエチルアミノエチルエステル、メタクリル酸−
２−ジエチルアミノメチルエステル、アクリル酸−２−
ｔ−ブチルアミノエチルエステル、アクリル酸−３−ジ
メチルアミノプロピルエステル、アクリル酸−２−ジエ
チルアミノエチルエステル、アクリル酸２−ジメチルア
ミノエチルエステル、ジメチルアミノプロピルメタクリ
ルアミド、ジエチルアミノ−プロピルメタクリルアミ
ド、アクリル酸−３−ジメチルアミノプロピルアミド、
２−メタクリロイル−オキシエチルトリメチルアンモニ
ウムメトスルフェート、メタクリル酸−２−ジエチルア
ミノエチルエステル、２−メタクリロイルオキシエチル
トリメチルアンモニウムクロリド、メタクリル酸−２−
ジエチルアミノエチルエステル、２−メタクリロイルオ
キシエチルトリメチルアンモニウムクロリド、３−メタ
クリロイルオキシアミノプロピルトリメチルアンモニウ
ムクロリド、２−メタクリロイルオキシエチルトリメチ
ルアンモニウムクロリド、２−アクリロイルオキシエチ
ル−４−ベンゾイルジメチルアンモニウムブロミド、２
−メタクリロイルオキシエチル−４−ベンゾイルジメチ
ルアンモニウムブロミド、２−アクリルアミド−２−メ
チル−１−プロパンスルホン酸、２−ジエチルアミノエ
チルビニルエーテル又は３−アミノプロピルビニルエー
テルから製造されたホモポリマー又はコポリマーが有利
に使用される。
【００３６】抗微生物特性を有する粒子を有する粒子混
合物を表面上に設置するのが特に有利である。粒子混合
物が構造形成する粒子と抗微生物特性を有する粒子との
混合物を有し、この混合物の抗微生物特性を有する粒子
の含有量は、粒子混合物に対して０．０１〜２５質量
％、有利に０．１〜２０質量％、特に有利に１〜１５質
量％である場合が有利である。抗微生物特性を有する粒
子は、もちろん同様に構造形成に寄与することができ
る。この粒子混合物は、抗微生物作用を生じるが、自浄
性のために必要な疎水性がなお優位を占めるように調整
しなければならない。
【００３７】表面構造及び抗微生物特性を生じさせるた
めにこの粒子混合物を表面上に設置することは、例え
ば、硬化可能な物質であることができる担体系を噴霧塗
布、ブレード塗布、刷毛塗り又は吹き付け塗布により実
施することができる。有利に硬化可能な物質は１〜２０
０μｍの厚さで、有利に５〜７５μｍの厚さで塗布され
る。硬化可能な物質の粘度に応じて粒子の適用の前に物
質を初期硬化させるのが有利である。硬化可能な物質の
粘度は、適用された粒子が少なくとも部分的に硬化可能
な物質中に沈み込むことができ、硬化可能な物質もしく
はその上に適用された粒子が表面を垂直に立てた場合で
ももはや流れないのが理想的である。
【００３８】この粒子自体の塗布は、例えば噴霧によっ
て行うことができる。特に粒子の適用を静電スプレーガ
ンを用いた吹き付けにより行うことができる。粒子の適
用後に過剰の粒子、つまり硬化可能な材料に付着してい
ない粒子は、振盪、ブラシを用いた除去又は吹き飛ばし
により表面から除去することができる。この粒子は集め
られ、再使用される。
【００３９】本発明による方法のこの実施態様におい
て、担体系の硬化により表面上に粒子を固定し、その
際、有利に熱エネルギー及び／又は光エネルギーにより
行う。担体系の硬化は特に有利に光りエネルギーにより
行う。担体の硬化は不活性ガス雰囲気下で行うのが有利
であり、窒素雰囲気下で行うのが特に有利である。
【００４０】担体系として、特にＵＶ硬化性、熱硬化性
又は空気硬化性のコーティング系を用いることができ
る。このコーティング系とは、１つの不飽和を有するア
クリレート又はメタクリレートと、複数の不飽和を有す
るアクリレート又はメタクリレートとの塗料状の混合物
であるが、複数の不飽和を有するアクリレートもしくは
メタクリレートの相互の混合物でもある。ウレタンベー
スの塗料系も同様にこのコーティング系として通用す
る。この混合比は広範囲に変化することができる。後で
添加されるべき構造形成する成分に依存して、他の官能
基、例えばヒドロキシル基、エトキシ基、アミン、ケト
ン、イソシアネート又は類似のもの、同様にフッ素含有
モノマー又は不活性の充填成分、例えばモノマー混合物
中で可溶性のポリマーを添加することができる。付加的
な官能性は主に構造形成剤の付着の改善のために使用す
る。さらに、担体系としては純粋なアクリレート分散液
及び粉末塗料系を使用することができる。この担体系は
同様に抗微生物特性を有する材料である場合が有利であ
る。
【００４１】構造付与する粒子として、ケイ酸塩、ドー
プされた又は熱分解されたケイ酸塩、鉱物、金属酸化
物、シリカ、金属又はポリマーから選択される少なくと
も１種の材料を有する、疎水性の又は疎水化された粒子
を使用することができる。０．０２〜１００μｍ、有利
に０．１〜５０μｍ、特に有利に０．３〜３０μｍの粒
径を有する粒子を使用するのが特に有利である。
【００４２】自浄性表面を生じるための粒子は疎水特性
を有するのが有利である。この粒子はそれ自体疎水性で
ある、例えばＰＴＦＥを有する粒子であることができる
か又は使用された粒子は疎水化されていることができ
る。粒子の疎水化は当業者に公知の方法で、例えばアル
キルシラン、ペルフルオロアルキルシラン、パラフィ
ン、ワックス、脂肪酸エステル、官能化された長鎖アル
カン誘導体又はアルキルジシラザンのグループからの少
なくとも１種の化合物を用いた処理により行うことがで
きる。典型的な疎水化された粒子は、例えば微細粒、例
えばアエロジルＲ９７４又はアエロジルＲ８２００（De
gussa AG）であり、これらは市販されている。
【００４３】ケイ酸塩、ドープされたケイ酸塩、鉱物、
金属酸化物、金属混合酸化物、煙霧シリカ又は沈殿シリ
カ又はポリマーから選択される少なくとも１種の材料を
使用するような疎水性の粒子が有利である。粒子が、ケ
イ酸塩、煙霧シリカ又は沈殿シリカ、特にエアロジル、
鉱物、例えばマガジイット（Magadiit）、Ａｌ２Ｏ３、
ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、エアロジルＲ９７４で
被覆されたＺｎ−粉末又は粉末状のポリマー、例えば冷
凍粉砕した又は噴霧乾燥したポリテトラフルオロエチレ
ン（ＰＴＦＥ）を有するのが特に有利である。
【００４４】５０〜６００ｍ２／ｇのＢＥＴ表面積を有
する疎水性の粒子を使用するのが特に有利である。５０
〜２００ｍ２／ｇのＢＥＴ表面積を有する粒子を使用す
るのがさらに特に有利である。
【００４５】抗微生物特性を有する粒子として、メタク
リル酸−２−ｔ−ブチルアミノエチルエステル、メタク
リル酸−２−ジエチルアミノエチルエステル、メタクリ
ル酸−２−ジエチルアミノメチルエステル、アクリル酸
−２−ｔ−ブチルアミノエチルエステル、アクリル酸−
３−ジメチルアミノプロピルエステル、アクリル酸−２
−ジエチルアミノエチルエステル、アクリル酸−２−ジ
メチルアミノエチルエステル、ジメチルアミノプロピル
メタクリルアミド、ジエチルアミノプロピルメタクリル
アミド、アクリル酸−３−ジメチルアミノプロピルアミ
ド、２−メタクリロイルオキシエチルトリメチルアンモ
ニウムメトスルフェート、メタクリル酸−２−ジエチル
アミノエチルエステル、２−メタクリロイルオキシエチ
ルトリメチルアンモニウムクロリド、３−メタクリロイ
ルアミノプロピルトリメチルアンモニウムクロリド、２
−メタクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウム
クロリド、２−アクリロイルオキシエチル−４−ベンゾ
イルジメチルアンモニウムブロミド、２−メタクリロイ
ルオキシエチル−４−ベンゾイルジメチルアンモニウム
ブロミド、２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロ
パンスルホン酸、２−ジエチルアミノエチルビニルエー
テル又は３−アミノプロピルビニルエーテルから製造さ
れたホモポリマー又はコポリマーを有する粒子を使用す
ることができる。この粒子は、全部が抗微生物特性を有
する材料からなることができるか又は抗微生物材料を被
覆として有することができる。１〜３０００μｍ、有利
に２０〜２０００μｍ、特に有利に５０〜５００μｍの
粒径を有する抗微生物特性を有する粒子を使用するのが
特に有利である。
【００４６】抗微生物作用の粒子は疎水化されない、そ
れというのも疎水化試薬で表面を被覆することにより抗
微生物特性は失われてしまうためである。
【００４７】この粒子は凝集体又は集合体として存在し
てもよく、その場合、ＤＩＮ５３２０６により、凝集体
とは平面上又はエッジ上の相互に堆積された一次粒子
（粒子）であり、集合体は点状に相互に堆積した一次粒
子（粒子）であると解釈される。この粒子として、一次
粒子から０．２〜１００μｍのサイズの凝集体又は集合
体に集合したようなものも使用することができる。
【００４８】使用した粒子は構造化された表面を有する
場合が有利である。表面上にナノメータ範囲で不規則な
微細構造を有する粒子が有利に使用される。この粒子の
微細構造は、有利にナノメータ範囲で凸部及び／又は凹
部を備えた凹凸のある構造である。有利にこの高さは平
均で２０〜５００ｎｍ、特に有利に５０〜２００ｎｍの
高さを有する。粒子上の凸部もしくは凹部の間隔は有利
に５００ｎｍより小さく、特に有利に２００ｎｍより少
ない。凹設部、例えばクレータ、割れ目状の切れ込み、
切れ目、裂け目、孔及び空洞は粒子の有効な構造を支持
する。
【００４９】本発明による方法は、平坦な又は平坦でな
い対象物上に、特に平坦でない対象物上に自浄性表面の
製造のために有利に使用することができ、この表面はそ
れ自体損傷した後に抗微生物特性を有する。これは従来
の方法を用いて限定的に可能であったにすぎない。特
に、表面上に予め製造したフィルムを設置する方法を用
いて平坦でない対象物、例えば彫像は処理できないか又
は限定的に処理できるにすぎない。もちろん、本発明に
よる方法は、平坦な表面を有する対象物、例えば温室又
は公共の交通機関に自浄性表面を作成するためにも使用
できる。自浄性表面を製造するための本発明の方法を温
室に使用することが有利である、それというのもこの方
法を用いて自浄性表面は、例えば透明な材料、例えばガ
ラス又はプレキシガラス（Plexiglas（Ｒ））上に製造
できかつこの自浄性表面は少なくとも透明に構成するこ
とができ、温室内の植物の生長のために十分な太陽光が
自浄性表面を備えた透明な表面を通して進入できるため
である。定期的に特に葉、塵、石灰及び生物種、例えば
藻類を掃除しなければならない従来の温室とは反対に、
請求項１から８までのいずれか１項記載の本発明による
表面を有する温室はより長い掃除間隔で運転できる。
【００５０】本発明の対象は、さらに本発明により製造
された抗微生物性に作用する自浄性表面の使用である。
この製品は、有利にポリマー、例えばポリアミド、ポリ
ウレタン、ポリエーテルブロックアミド、ポリエステル
アミド、ポリビニルクロリド、ポリオレフィン、ポリシ
リコーン、ポリシロキサン、ポリメチルメタクリレート
又はポリテレフタレート並びに金属、木材、皮革、繊
維、織物、ガラス及びセラミックをベースとし、これは
本発明による化合物もしくはポリマー調製物及び構造形
成剤で被覆された表面を有する。このポリマーの材料の
列挙は単に例示しただけであり、この記載により本発明
が制限されるものではない。
【００５１】抗微生物性に作用する自浄性の層を有する
この種の製品は、例えば及び特にエアコンディショナー
の部材、被覆された管、半製品、屋根、浴室及びトイレ
ット製品、台所用品、衛生装置の構成部材、動物ケージ
及び住居の構成部材及びいわゆる繊維構造物の材料であ
る。
【００５２】抗微生物特性を有する自浄性の被覆は、で
きる限りバクテリアのない、藻類のない及び／又は菌類
のない、つまり殺菌性の表面及び付着防止特性を有する
表面が問題となるような全ての箇所に使用することがで
きる。
【００５３】本発明による表面の使用例は次の分野に見
られる： 船舶： 港湾施設、ブイ、プラットホーム 住宅： 屋根、壁、ファッサード、温室、ブライン
ド、庭の垣根、木材防腐加工、日除けテント、織物構造
物、 衛生： 公共の衛生設備、例えばトイレ、浴室、シャ
ワーカーテン、トイレット用品、サウナ、プール、病院
設備、診療所の施設及び理学療法の治療センター 食料品： 台所、台所用品 機械部品： バイオリアクター、ソーラー装置、光起
電性装置 実用品： 公的交通機関、乗用車シート、動物ケージ 図１〜図３において例１及び２並びに比較例からの試験
結果が図示されている。この場合、ＷＳＨは標準化され
た硬度の水を表し、２×２はｃｍで示す試験体サイズを
表す。
【００５４】図１は比較例の試験結果を示す。微生物成
長は不利に影響する因子が存在しないことが良好に認識
できる。
【００５５】図２は例１の試験結果を示す。１％の抗微
生物粉末の粒子混合物への混合が抗微生物作用を示すこ
とが良好に認識できる。
【００５６】図３は例２の試験結果を示す。１０％のAm
ina T100は菌の減少特性をさらに改善することが良好に
認識できる。
【００５７】
【実施例】次の実施例により本発明による表面を詳細に
説明するが、本発明はこの実施態様に制限されるもので
はない。
【００５８】比較例 メチルメタクリレート２０％、ペンタエリトリットテト
ラアクリレート２０％及びヘキサンジオールジメタクリ
レート６０％を相互に混合した。この混合物に対して、
14 Plex 4092（Roehm）及び２％ Darocur 1173（ＵＶ硬
化剤）を添加し、少なくとも６０分間撹拌した。この混
合物を２ｍｍの厚さのＰＭＭＡプレート上に５０μｍの
厚さに引き延ばし、この層を５分間乾燥した。引き続き
ケイ酸（Aerosil R8200, Degussa AG）を振り掛け、３
分間後に窒素下で３０８ｎｍの波長で硬化させた。過剰
量のAerosil R8200をブラシで落とした。表面の特性決
定を視覚により行い、＋＋＋を記録した、これは水滴が
ほとんど完全に形成され、転がり角は１０°を下回っ
た。標準化された硬度の水中で３０℃での試験菌Staphy
lococcus aureusに対する抗微生物作用の評価は、菌数
の減少は生じないことを示し、その際、図１中ではＮは
体積単位当たりの計測された菌数であり、Ｎｏは相応す
る時間の標準化された硬度の水中で測定した菌数に相当
する。
【００５９】例１：メチルメタクリレート２０％、ペン
タエリトリットテトラアクリレート２０％及びヘキサン
ジオールジメタクリレート６０％を相互に混合する。こ
の混合物に対して２％のDarocur 1173（ＵＶ硬化剤）及
び１４％のAmina T100を混合した。この混合物を少なく
とも６０分間撹拌し、２ｍｍのＰＭＭＡプレート上で５
０μｍの厚さに引き延ばし、５分間乾燥させた。引き続
き、９９％のAerosil R8200とAmina T100 １％とから
の混合物を設置し、３分間後に３０８ｎｍの波長で窒素
下で硬化させた。過剰量の粒子混合物をブラシで払い落
とした。表面の特性決定を視覚により行い、＋＋＋を記
録した、これは水滴がほとんど完全に形成され、転がり
角は１０°を下回った。標準化された硬度の水中で３０
℃での試験菌Staphylococcus aureusに対する抗微生物
効果の評価は、２．０８ｌｏｇ−段で示された。これ
は、グラフ中に示された対数ＫＢＥ値（コロニー形成ユ
ニット）の減法から得られた。
【００６０】例２：例１と同様にモノマーを混合し、被
覆を実施した。この粒子はAerosil R8200９０％とAmina
T100 １０％とから混合され、静電気的に塗布した。
この表面の特性決定を視覚的に行い、＋＋＋が記録され
た。標準化された硬度の水中で３０℃での試験菌Staphy
lococcus aureusに対する抗微生物効果の評価は、３．
４７ｌｏｇ−段で示された。これは、グラフ中に示され
た対数ＫＢＥ値（コロニー形成ユニット）の減法から得
られた。
【００６１】図２〜３に示された、自浄性表面の抗微生
物作用の評価のためのグラフは、例１及び２による本発
明により製造された表面上での菌形成ユニットの明らか
な減少が確認されたことを示す。抗微生物特性を有して
いない比較例による自浄性表面は、比較媒体と比較して
菌数の減少は示されない（図１）。
【図面の簡単な説明】
【図１】較例の試験結果をグラフで示す図。
【図２】例１の試験結果をグラフで示す図。
【図３】例２の試験結果をグラフで示す図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ａ０１Ｎ 61/00 Ａ０１Ｎ 61/00 Ｄ Ｂ０５Ｄ 5/00 Ｂ０５Ｄ 5/00 Ｈ 7/24 ３０２ 7/24 ３０２Ｐ (72)発明者 マルクス オレス ドイツ連邦共和国 ハッティンゲン イム ミューレンヴィンケル ２ Ｆターム(参考） 4D075 AC19 CA34 CA45 DA06 DB01 DB13 DB14 DB16 DB20 DB21 DB36 DB38 DB43 DB48 DB50 DB53 DB54 DC02 DC05 DC08 DC13 DC15 DC30 DC38 EA02 EB22 EB56 EB57 EC01 EC03 EC53 EC54 4H011 AA02 BA01 BB19 BC18 DA07 DD01 DH06 DH08

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 表面構造が抗微生物特性を有する材料を
    有することを特徴とする、自浄性特性を有する凸部及び
    凹部からなる人工的表面構造を備えた表面。
  2. 【請求項２】 表面が粒子を有している、請求項１記載
    の表面。
  3. 【請求項３】 表面が粒子を有し、前記の粒子は担体系
    を用いて表面に固定されている、請求項２記載の表面。
  4. 【請求項４】 粒子が疎水性粒子と抗微生物特性を有す
    る粒子との混合物からなる、請求項２又は３記載の表
    面。
  5. 【請求項５】 抗微生物特性を有する材料が、メタクリ
    ル酸−２−ｔ−ブチルアミノエチルエステル、メタクリ
    ル酸−２−ジエチルアミノエチルエステル、メタクリル
    酸−２−ジエチルアミノメチルエステル、アクリル酸−
    ２−ｔ−ブチルアミノエチルエステル、アクリル酸−３
    −ジメチルアミノプロピルエステル、アクリル酸−２−
    ジエチルアミノエチルエステル、アクリル酸−２−ジメ
    チルアミノエチルエステル、ジメチルアミノプロピルメ
    タクリルアミド、ジエチルアミノプロピルメタクリルア
    ミド、アクリル酸−３−ジメチルアミノプロピルアミ
    ド、２−メタクリロイルオキシエチルトリメチルアンモ
    ニウムメトスルフェート、メタクリル酸−２−ジエチル
    アミノエチルエステル、２−メタクリロイルオキシエチ
    ルトリメチルアンモニウムクロリド、３−メタクリロイ
    ルアミノプロピルトリメチルアンモニウムクロリド、２
    −メタクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウム
    クロリド、２−アクリロイルオキシエチル−４−ベンゾ
    イルジメチルアンモニウムブロミド、２−メタクリロイ
    ルオキシエチル−４−ベンゾイルジメチルアンモニウム
    ブロミド、２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロ
    パンスルホン酸、２−ジエチルアミノエチルビニルエー
    テル又は３−アミノプロピルビニルエーテルから選択さ
    れる少なくとも１種のモノマーから製造された少なくと
    も１種の抗微生物ポリマーを有する、請求項１から４ま
    でのいずれか１項記載の表面。
  6. 【請求項６】 粒子混合物が、この粒子混合物に対して
    ０．０１〜２５質量％の抗微生物特性を有する粒子含有
    量を有する、請求項４記載の表面。
  7. 【請求項７】 表面は、ポリマー、例えばポリアミド、
    ポリウレタン、ポリエーテルブロックアミド、ポリエス
    テルアミド、ポリビニルクロリド、ポリオレフィン、ポ
    リシリコーン、ポリシロキサン、ポリメチルメタクリレ
    ート又はポリテレフタレート並びに金属、木材、皮革、
    繊維、織物、ガラス又はセラミックから選択される材料
    からなる成形体の少なくとも１つの面に存在する、請求
    項１から６までのいずれか１項記載の表面。
  8. 【請求項８】 表面構造の製造の際に、抗微生物特性を
    有する少なくとも１種の材料を使用することを特徴とす
    る、自浄性特性を有する、請求項１から７までのいずれ
    か１項記載の、人工的表面構造を備えた表面の製造方
    法。
  9. 【請求項９】 凸部又は凹部を有する表面構造を表面自
    体の上に製造する、請求項８記載の方法。
  10. 【請求項１０】 表面上に粒子を適用及び固定すること
    により表面構造を製造する、請求項８記載の方法。
  11. 【請求項１１】 固定のために担体系を使用する、請求
    項１０記載の方法。
  12. 【請求項１２】 表面、粒子及び／又は担体系が抗微生
    物材料を有する、請求項８から１１までのいずれか１項
    記載の方法。
  13. 【請求項１３】 抗微生物材料として、メタクリル酸−
    ２−ｔ−ブチルアミノエチルエステル、メタクリル酸−
    ２−ジエチルアミノエチルエステル、メタクリル酸−２
    −ジエチルアミノメチルエステル、アクリル酸−２−ｔ
    −ブチルアミノエチルエステル、アクリル酸−３−ジメ
    チルアミノプロピルエステル、アクリル酸−２−ジエチ
    ルアミノエチルエステル、アクリル酸−２−ジメチルア
    ミノエチルエステル、ジメチルアミノプロピルメタクリ
    ルアミド、ジエチルアミノプロピルメタクリルアミド、
    アクリル酸−３−ジメチルアミノプロピルアミド、２−
    メタクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムメ
    トスルフェート、メタクリル酸−２−ジエチルアミノエ
    チルエステル、２−メタクリロイルオキシエチルトリメ
    チルアンモニウムクロリド、３−メタクリロイルアミノ
    プロピルトリメチルアンモニウムクロリド、２−メタク
    リロイルオキシエチルトリエチルアンモニウムクロリ
    ド、２−アクリロイルオキシエチル−４−ベンゾイルジ
    メチルアンモニウムブロミド、２−メタクリロイルオキ
    シエチル−４−ベンゾイルジメチルアンモニウムブロミ
    ド、２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパンス
    ルホン酸、２−ジエチルアミノエチルビニルエーテル又
    は３−アミノプロピルビニルエーテルから選択される少
    なくとも１種のモノマーから製造されたポリマーを使用
    する、請求項１２記載の方法。
  14. 【請求項１４】 粒子として、ケイ酸塩、ドープされた
    ケイ酸塩、鉱物、金属酸化物、シリカ又はポリマーから
    選択される少なくとも１種の材料を有する粒子と、メタ
    クリル酸−２−ｔ−ブチルアミノエチルエステル、メタ
    クリル酸−２−ジエチルアミノエチルエステル、メタク
    リル酸−２−ジエチルアミノメチルエステル、アクリル
    酸−２−ｔ−ブチルアミノエチルエステル、アクリル酸
    −３−ジメチルアミノプロピルエステル、アクリル酸−
    ２−ジエチルアミノエチルエステル、アクリル酸−２−
    ジメチルアミノエチルエステル、ジメチルアミノプロピ
    ルメタクリルアミド、ジエチルアミノ−プロピルメタク
    リルアミド、アクリル酸−３−ジメチルアミノプロピル
    アミド、２−メタクリロイルオキシエチルトリメチルア
    ンモニウムメトスルフェート、メタクリル酸−２−ジエ
    チルアミノエチルエステル、２−メタクリロイルオキシ
    エチルトリメチルアンモニウムクロリド、３−メタクリ
    ロイルアミノプロピルトリメチルアンモニウムクロリ
    ド、２−メタクリロイルオキシエチルトリメチルアンモ
    ニウムクロリド、２−アクリロイルオキシエチル−４−
    ベンゾイルジメチルアンモニウムブロミド、２−メタク
    リロイルオキシエチル−４−ベンゾイルジメチルアンモ
    ニウムブロミド、２−アクリルアミド−２−メチル−１
    −プロパンスルホン酸、２−ジエチルアミノエチルビニ
    ルエーテル又は３−アミノプロピルビニルエーテルから
    選択されるホモポリマー粒子又はコポリマー粒子とから
    なる混合物を有する、請求項１２又は１３記載の方法。
  15. 【請求項１５】 疎水性粒子が０．０５〜３０μｍの平
    均粒径を有する、請求項８から１４までのいずれか１項
    記載の方法。
  16. 【請求項１６】 抗微生物特性を有する粒子が２０〜２
    ０００μｍの粒径を有する、請求項８から１４までのい
    ずれか１項記載の方法。
  17. 【請求項１７】 粒子がその表面上にナノメーター領域
    での不規則な微細構造を有する、請求項８から１５まで
    のいずれか１項記載の方法。
  18. 【請求項１８】 港湾施設、ブイ、プラットホーム、屋
    根、壁、ファッサード、温室、ブラインド、庭の垣根、
    木材防腐加工、日除けテント、織物構造物、公共の衛生
    設備、浴室、シャワーカーテン、トイレット用品、サウ
    ナ、プール、病院設備、診療所の設備及び理学療法の治
    療センター、台所、台所用品、バイオリアクター、ソー
    ラ装置、光起電性装置、公的交通機関、乗用車シート又
    は動物ケージにおいて表面を設置するための、請求項１
    から７までのいずれか１項記載の表面の使用。
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