JP2004238359A

JP2004238359A - プラスチック製品の溶射による抗菌処理方法

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Publication number: JP2004238359A
Application number: JP2003031324A
Authority: JP
Inventors: Shogo Tobe; 省吾戸部; Yoshitane Naruse; 嘉種成瀬
Original assignee: NARUPURA KK
Current assignee: NARUPURA KK
Priority date: 2003-02-07
Filing date: 2003-02-07
Publication date: 2004-08-26
Anticipated expiration: 2023-02-07
Also published as: JP4424913B2

Abstract

【目的】プラスチック製品の表面に、必要十分な量及び強度をもって、抗菌剤を固定できるようにするとともに、一定量の抗菌剤で一定の抗菌性能が確実に保証されるようにする。
【構成】プラスチック製品に対する抗菌処理のための方法であって、溶射法によって、抗菌剤をプラスチック製品の表面に固定したことを特徴とするプラスチック製品の溶射による抗菌処理方法。
【選択図】なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラスチック製品の溶射による抗菌処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
抗菌をうたったプラスチック製品は多種多様にわたっているが、その殆どは、イオン化しやすい金属粒子を抗菌剤としてプラスチック材料中に混合したものであるから、抗菌剤はプラスチック製品全体に分散された状態にある。しかし抗菌性は、表面だけが受け持つ性能であるので、プラスチック製品全体に抗菌剤が分散された状態では、抗菌性能も十分ではなく、また抗菌剤の分量も多量に必要となるので高価になるという欠点がある。
【０００３】
これに対して、特開平９−１００２０５号、同６−２４６７７３号の発明ではプラスチックの成形用金型表面に、銀ゼオライトのような抗菌剤を予めコートしておき、成形製品表面に転写するという技術を提案している。しかしプラスチック製品表面に対する転写がどの程度になされるか不明であり、また付着した抗菌剤がいつまで剥離せずにいられるかについても疑問が残る。
【０００４】
さらに、特開平９−１２４４２４号の発明では、粒子表面を無電解メッキ法により抗菌防黴性を有する金属で被膜した組成物を開示している。この場合、組成物を塗料として使用することが可能であり、プラスチック製品全体に分散するような無駄は避けることができる。しかしながら、プラスチック製品の場合には表面に塗装をするということが少なく、従って特殊なケースを除いてはあまり有効であるとは思えない。しかもまた、この場合抗菌剤の保持力は塗料のプラスチック表面への付着力によって左右されることになり、塗装が剥れてしまえば、効果はなくなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前記の点に着目してなされたものであり、その課題はプラスチック製品の表面に、必要十分な量及び強度にて抗菌剤を固定できるようにすることである。また本発明の他の課題は、一定量の抗菌剤で一定の抗菌性能が確実に保証されるプラスチック製品を提供できるようにすることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するため、本発明は、プラスチック製品に対する抗菌処理のための方法として、溶射法によって、抗菌剤をプラスチック製品の表面に固定するという手段を講じたものである。
【０００７】
抗菌剤をプラスチック製品の表面に固定する溶射法としては幾つかの方法がある。例えば、燃焼ガスを熱源とするフレーム溶射、高速フレーム溶射、爆発溶射の各方法、電気を熱源とするアーク溶射その他の各種のプラズマ溶射方法、レーザー光線を熱源にする場合のレーザー溶射方法、その他には、コールドスプレー法、熱源を必要としない方法としてショットピーニングのようなブラスト法等様々な溶射方法がある。本発明の場合これらのほぼすべての方法を適用することが可能である。しかし一長一短があるので、どのような溶射法も適用できるとしても、本発明の場合には粒子の飛行速度が極めて速く、かつ温度が低い溶射法として高速フレーム溶射法が最適である。またコールドスプレー法も好適であるが、数千万円以上の設備投資を必要とする。また室温ブラスト法は低コストで実施可能であるので実用的である。
【０００８】
抗菌剤は、微生物及び超微生物の破壊又は成長阻害を起こす化学物質のことであり、例えば銀、銅、亜鉛その他の金属が用いられる。これらの金属は単独で、或いは他の物質との混合物として使用され、本発明については特に銀、或いは銀と他の物質との混合粉の形で使用される。
【０００９】
抗菌剤をプラスチック製品の表面に固定する方法の第１としては、溶射法によって抗菌剤の粒子を、プラスチック製品の表面にまばらに打ち込む方法がある（請求項２記載の発明）。この方法１によって溶射処理されたプラスチック表面の状態を模式的に示せば図１のようになる。図１は約２００倍の倍率で観察した顕微鏡像であり、銀粒子、又は金属を除く他の物質と銀との混合物を造粒した銀複合粒子の粒径は１５〜２５μｍである。なお、本発明おいて「まばらに」という場合は０．５ｍｍ×０．５ｍｍに１〜２個という程度の分布密度を言う。しかし最大粒径２５μｍというのは抗菌性能面での上限であり、これを越えても経済性が低下するだけである。
【００１０】
抗菌剤の使用形態は、銀粒子、或いは銀と他の物質例えばアルミナとの造粒粉である銀複合粒子の２形態である。後者の場合、他の物質には銀と混合し造粒されるすべての物質を適用可能であるが、溶射中に溶融し、銀と合金を作ってしまう金属は使用できない。酸化物セラミックスが主要な材料となる。前記の銀とアルミナの場合には、銀１重量部に対して、アルミナ５０重量部の比率でも十分な抗菌効果がある。なお銀以外の金属についても、ほぼ同様に取り扱うことができる。
【００１１】
また溶射法は成膜法の一つであるので、溶射装置において噴出する皮膜材料（抗菌剤の粒子）の分量も、成膜に必要な量となっている。しかし本発明における使用形態１では、成膜するほどの多量の材料を必要としないために、材料供給装置に若干の改造が必要である。また、プラスチック製品表面を溶射の熱にさらす時間を最小限に止めるために、溶射ガンの移動速度を早めに設定することも必要である。上の２点に留意することにより、すべての溶射装置を抗菌処理用として使用することが可能となる。
【００１２】
銀、或いは銀と他の物質との複合粒子を、本発明の抗菌処理方法によりプラスチック製品表面にまばらに打ち込んだ状態は図２に示したようになる。即ち、プラスチック製品の表面１１に銀、又はその複合物質の粒子１２がまばらに打ち込まれ、その内のあるものは表面から一部が外に出、あるものは浅く或いは深く入って外部と通じるような状態になる。
【００１３】
抗菌剤をプラスチック製品の表面に固定する方法の第２として、抗菌剤粒子とプラスチック粉末とを混合し、溶射法によってプラスチック製品表面に成膜する方法がある（請求項４記載の発明）。この第２番目の形態でも、抗菌剤粒子には銀粒子或いは銀粒子と他の粒子との複合粒子を使用することができる。プラスチック粉末の材質は、本発明方法を実施するプラスチック製品と同じ材質である
か、或いは親和性の良い材質であることが望ましい。
【００１４】
抗菌剤の固定方法の第２は、プラスチック溶射法を本発明の方法に適用するために開発されたものである。プラスチック溶射法は本来は鉄鋼製品の表面にプラスチックを溶射、成膜して耐食性を付与することが目的であるが、本発明は抗菌剤をプラスチック製品表面に固定する手段としてプラスチック溶射法を応用している。抗菌剤は前記の銀粒子又は銀複合粒子であり、またその粒径も１５〜２５μｍの範囲で良い。この粒径に対しては、粒子１２とともに成膜されるプラスチック皮膜１３の厚さは２０〜３０μｍの範囲に設定することになる。ほとんどの粒子を皮膜１３から露出させるためであり、この状態を模式的に図示したのが図３である。なお、第２の固定方法における銀粒子又は銀複合粒子の粒径は皮膜の厚さとの関係から決められる相対的なものである。
【００１５】
特筆すべき点として、銀粒子又は銀複合粒子とプラスチック粉末との「濡れ性」の極めて良いことを指摘することができる。プラスチックが銀粒子又は銀複合粒子をしっかりと保持している状態は図３に示した通りであることが顕微鏡下に観察され、また後述するように耐久性の面でも確認されている。
【００１６】
【実施例】
１．銀粉末とアルミナ粉末とを重量比２０：８０で混合し造粒した銀複合粒子を用いて、ＰＰ、ＡＢＳなどを素材とするプラスチック製品の表面に、高速フレーム溶射法によって、約１秒間溶射し、１ｃｍ^２当たり約４００個の密度で打ち込んだ。
【００１７】
得られた抗菌処理済みのプラスチック製品は、抗菌処理を経ないものと比較して外観的に差が殆んど分からなかった。すなわち表面の光沢は全く失われていない。また、ＪＩＳＺ２８０１に規定されている試験方法により抗菌性評価を行ったところ、本発明による処理後のプラスチック製品の抗菌性はもとより非の打ち所がなく、熱湯による３００回〜１０００回の洗浄後も黄色ぶどう状球菌、大腸菌とも、接種対称区には１０^５〜１０^６個の生菌があったにも拘らず１８時間経過後には夫々１０個以下となり、抗菌活性値は５．２以上を示した。
【００１８】
２．銀粉末とアルミナ粉末とを重量比１：５０で混合し造粒した直径２０μｍ銀複合粒子を用いて、５秒間溶射成膜し、膜厚約２０μｍの皮膜を形成し、１ｃｍ^２当たり約３００個の密度で上記抗菌剤を固定した。
【００１９】
得られた抗菌処理済みのプラスチック製品は、成膜プラスチックの外観を持っている。また、実施例１と同法により抗菌性評価を行ったところ、実施例１と同等の抗菌効果を確認し、また熱湯による洗浄後も実施例１の場合とほぼ同等の抗菌性能を示すことが確認された。
【００２０】
【発明の効果】
本発明は以上の如く構成されかつ作用するものであるから、プラスチック製品の表面に、溶射によって、必要十分な量の抗菌剤を必要な強度で固定することができ、その結果、一定量の抗菌剤で一定の抗菌性能が確実に保証され、無駄がなく、最小限度のコストで最良の効果を期待することができるという効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプラスチック製品の溶射による抗菌処理方法を実施した、プラスチック製品表面における抗菌剤の分布状態を示す、倍率約２００倍の顕微鏡写真に基づく模式図。
【図２】請求項２記載の発明によりプラスチック製品表面に固定された、抗菌剤の状態を模式的に示す断面図。
【図３】請求項４記載の発明によりプラスチック製品表面に固定された、抗菌剤の状態を模式的に示す断面図。

Claims

プラスチック製品に対する抗菌処理のための方法であって、溶射法によって、抗菌剤をプラスチック製品の表面に固定したことを特徴とするプラスチック製品の溶射による抗菌処理方法。
請求項１において、溶射法によって抗菌剤の粒子を、プラスチック製品の表面にまばらに打ち込むことを特徴とするプラスチック製品の溶射による抗菌処理方法。
抗菌剤の粒子は、銀粒子、或いは金属を除く他の物質と銀との混合物を造粒した銀複合粒子である請求項２に記載のプラスチック製品の溶射による抗菌処理方法。
請求項１において、抗菌剤粒子とプラスチック粉末とを混合し、得られた粒子をプラスチック溶射法によって、プラスチック製品の表面に成膜することを特徴とするプラスチック製品の溶射による抗菌処理方法。
抗菌剤の粒子は直径１５〜２５μｍであり、粒子とともに成膜されるプラスチック皮膜の厚さは２０〜３０μｍである請求項４記載のプラスチック製品の溶射による抗菌処理方法。