JP2004359755A - 抗菌性樹脂組成物およびその成形品 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】全光線透過率80%以上の樹脂に、ガラス組成中に銀を含有せず、かつZnOを25〜60重量%含有する抗菌性ガラス組成物を添加し、その全光線透過率が80%以上、かつヘイズが20以下とする。
【選択図】 なし
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、抗菌性樹脂組成物およびその成形品に関する。
【0002】
【従来の技術】
【0003】
ポリカーボネート(PC)、ポリスチレン(GPPS)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、アクリロニトリル−スチレン共重合体(AS樹脂)は、光透過率が高く、透明性に優れた樹脂である。加えて、耐熱性、成形性、実用強度に優れることから、電気製品、自動車部品、文具、家具、日用品などに幅広く使用されている。
【0004】
ところで昨今は、抗菌性が付与された樹脂製品が多く用いられるようになっている。特に、食品製造設備、薬品製造設備、医療設備には、抗菌性を有する樹脂材料が当然のように使われている。PC,GPPS、PET、AS樹脂などの樹脂についても、抗菌性を付与したものが多くあるが、抗菌剤を添加することにより、これらの樹脂の有意な特性の1つである透明性が低下するという問題も出てくる。
【0005】
【特許文献1】
特開平8−109296
【特許文献2】
特開平8−231811
【0006】
そこで、抗菌性を付与しつつも、透明性の低下を抑制した抗菌性樹脂組成物が、上記文献に記載されている。上記文献に記載された抗菌性樹脂組成物は、例えば銀イオンを抗菌成分として含むものである。銀イオンを担持させた抗菌剤は高い抗菌性を付与するが、樹脂と複合すると変色しやすい。また、抗菌剤と樹脂との、透明性や屈折率の違いから、十分な透明性が得られない場合が多い。そのため、抗菌剤と樹脂の改良によって、より変色しにくく、透明性に優れた抗菌性樹脂組成物が望まれている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、高い抗菌性を付与しつつも透明性と耐変色性に優れた抗菌性樹脂組成物と、その成形品を提供することを課題とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の抗菌性樹脂組成物は、全光線透過率80%以上の樹脂に、ガラス組成中に銀を含有せず、かつZnOを25〜60重量%含有する抗菌性ガラス組成物を添加し、その全光線透過率が80%以上、かつヘイズが20以下となることを特徴とする。
【0009】
また、上記課題を解決するために、本発明の抗菌性樹脂組成物は、全光線透過率80%以上の樹脂に、
B2O3 40〜60重量%
MgO、CaO、ZnOから選択される、1種または2種以上 25〜45重量%、(かつ、CaO、ZnOの合計は、4〜40重量%)
P2O5 0.1〜10重量%
Al2O3 0.1〜10重量%
Li2O、Na2O、K2Oから選択される、1種または2種以上 0.1〜10重量%
Ag2O 0.1〜5重量%
からなる抗菌性ガラス組成物を添加し、その全光線透過率が80%以上、かつヘイズが20以下となることを特徴とする。
【0010】
また、上記課題を解決するために、本発明の抗菌性樹脂組成物は、全光線透過率80%以上、かつ屈折率が1.56〜1.61の樹脂に、ガラス組成中に銀を含有せず、かつZnOを25〜60重量%含有し、かつ該樹脂との屈折率差を0.02以下に調整した抗菌性ガラス組成物を添加することを特徴とする。
【0011】
また、上記課題を解決するために、本発明の抗菌性樹脂組成物は、全光線透過率80%以上、かつ屈折率が1.56〜1.61の樹脂に、
B2O3 40〜60重量%
MgO、CaO、ZnOから選択される、1種または2種以上 25〜45重量%、(かつ、CaO、ZnOの合計は、4〜40重量%)
P2O5 0.1〜10重量%
Al2O3 0.1〜10重量%
Li2O、Na2O、K2Oから選択される、1種または2種以上 0.1〜10重量%
Ag2O 0.1〜5重量%
からなり、かつ該樹脂との屈折率差を0.02以下に調整した抗菌性ガラス組成物を添加することを特徴とする。
【0012】
また、上記の抗菌性ガラス組成物は、平均粒径が0.5〜20μmに調整されたものであることを特徴とする。
【0013】
また、上記の樹脂は、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、アクリロニトリル−スチレン共重合体であることを特徴とする。
【0014】
また、本発明の抗菌性樹脂成形品は、上記の抗菌性樹脂組成物を成形してなることを特徴とする。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。抗菌性樹脂組成物の、透明性の基準としては、全光線透過率が80%以上で、かつJIS K 7136:2000で定めるヘイズが20以下であることが望ましい。このような基準を満たすためには、樹脂の屈折率に近い屈折率の抗菌剤を配合する必要がある。前記構成の抗菌性ガラス組成物は、屈折率を1.56〜1.61の間で調整することができる。樹脂の屈折率が1.56〜1.61の間であるとき、抗菌性ガラス組成物と樹脂の屈折率の差を0.02以下に調整し、それを粉末にして樹脂に配合すれば、良好な透明性を保つことができる。抗菌性ガラス組成物と、樹脂の屈折率の差が、上記の範囲を大きく逸脱するような場合には、樹脂の透明性が大きく損なわれる。なお、屈折率の差を0.01以下、さらには0.006以下に調整することがより望ましい。
【0016】
前記構成の抗菌性ガラス組成物は、溶解性ガラスであって、ガラス組成中に含まれるAg2OまたはZnOに基づくAgまたはZn成分が任意の期間にわたって定められた一定速度で溶出され、抗菌性ガラス組成物は高い抗菌性を備えるものとなる。
【0017】
次に、本発明の抗菌性ガラス組成物に含有される、各成分の臨界的意味(限定効果)を以下に説明する。
【0018】
抗菌成分が銀を含まず、亜鉛のみとしたときは、ガラス組成中に亜鉛成分をZnO換算で25〜60重量%とするとよい。ZnOが25重量%以下では、抗菌性ガラス組成物の屈折率が1.56以下となり、好ましくない。60重量%以上ではガラス化が困難となり、非晶質でなくなるため透明性が認められなくなる。ZnOの含有率は、好ましくは30〜55重量%である。さらに好ましくは30〜45重量%である。
【0019】
抗菌成分に銀を含む場合は、ガラス組成中にB2O3が40〜60重量%、MgO、CaO、ZnOから選択される1種または2種以上の合計が25〜45重量%、(その内CaO、ZnOの合計が4〜40重量%)、P2O5が0.1〜10重量%、Al2O3が0.1〜10重量%、Li2O、Na2O、K2Oから選択される1種又は2種以上の合計が0.1〜10重量%、Ag2Oが0.1〜5重量%であることが好ましい。
【0020】
B2O3は、抗菌成分である銀の溶出量を制御する成分である。ガラス組成中の含有率が40重量%以下になるとガラス化が困難となる。60重量%以上では,ガラス組成の屈折率を調整できなくなる。また、十分な抗菌性が得られない場合がある。
【0021】
MgO、CaO、ZnOは、屈折率を調整し、特に高めるために添加される成分である。この成分は単独で用いてもよいし、2種以上を同時に用いてもよい。この成分の合計が25重量%以下ではガラス組成の屈折率を調整できなくなる。45重量%以上ではガラス化が困難になる。特に屈折率を高めるのに有効なのはCaOとZnOであり、その合計は4〜40重量%であることが好ましい。
【0022】
P2O5はガラスの屈折率を下げるのに有効な成分である。ガラス組成中の含有率は、0.1〜10重量%が好ましい。
【0023】
Al2O3はガラスの屈折率を下げるのに有効な成分である。ガラス組成中の含有率は、0.1〜10重量%が好ましい。
【0024】
Li2O、Na2O、K2Oは、アルカリ金属の酸化物であり、ガラス化を促進するとともに、屈折率を下げるのに有効な成分である。また、水溶解性の調整をする。ガラス組成が溶解する時、抗菌成分である銀または亜鉛が溶け出す。そのため、この成分は抗菌成分の溶出量を調整することができる。ガラス組成中の含有率は、0.1〜10重量%が好ましい。
【0025】
抗菌成分として銀を使用する場合は、Ag2O含有率が0.1〜5重量%となることが好ましい。0.1重量%以下では十分な抗菌性が得られない場合がある。5重量%を超えると、樹脂と複合したとき、変色の度合いが大きくなる場合がある。好ましくは0.1〜3.0重量%、さらに好ましくは1.0〜2.6重量%である。
【0026】
抗菌性ガラス組成物の平均粒径は、0.5〜20μmであるのがよい。0.5μm以下では、樹脂中の分散性が悪化し、透明性の低下が顕著となる。また、抗菌性ガラス組成物の生産性の低下や、コスト高となることも懸念される。20μm以上では樹脂の表面が荒れたようになり、外観上好ましくない。より好ましい平均粒径は、2〜15μmである。なお、99体積%の粒径では、4μm以上100μm以下とするのがよい。
【0027】
透明性を示す樹脂は、屈折率が1.56〜1.61の間で調整されたものが好ましい。このような樹脂としては、ポリカーボネート(PC樹脂)、ポリスチレン(GP−PS)、ポリエチレンテレフタレート(PET樹脂)、アクリロニトリル−スチレン共重合体(AS樹脂)がある。また、透明性を確保できる範囲内で、例えばアクリル樹脂やポリカーボネート、低密度ポリエチレン、塩化ビニールなどの他の樹脂を混ぜ合わせたポリマーアロイとすることもできる。なお、ここで言う透明性の基準は、全光線透過率80%以上、かつヘイズ20以下である。
【0028】
また、抗菌性樹脂組成物の成形品を得るための成形方法としては、射出成形、圧縮成形、トランスファ成形、押出成形、ブロー成形、カレンダ成形、積層成形、シートフォーミングなどの公知の方法を採用するとよい。その際、必要に応じて、透明性を損ねない程度に、消色剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤等の、他の添加剤を加えてもよい。
【0029】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明する。樹脂に添加する抗菌性ガラス組成物を、次のようにして作成した。まず、表1に示す組成比(重量%)となるように各原料を調合、混合し、これを1250℃〜1350℃に調節した電気炉で1時間溶融した。その後、原料の融液を電気炉から取り出し、カーボン板上に流し出して放冷し、表1に記すA、B、C、Dの各抗菌性ガラス組成物(抗菌剤)を得た。Aは銀を含有せず亜鉛を含有する抗菌剤であり、BとCは銀を含有する抗菌剤である。Dはガラス組成の屈折率が、1.56〜1.61から外れた抗菌剤である。
【0030】
【表1】
【0031】
これらの抗菌性ガラス組成物について、屈折率を測定したところ、表1に記すとおりであった。屈折率は、アッベ屈折計(アタゴ光学器械製作所製)を使用して測定した。
【0032】
次に、抗菌性ガラス組成物を、ロールクラッシャー、ボールミルを用いて微粉砕化し、表2に示す平均粒径に調整して抗菌性ガラス組成物粉末とした。このようにして得られた各抗菌性ガラス組成物粉末を、透明性を示す樹脂に、表2に記す添加量で添加、混錬した。表2に記すポリエチレンテレフタレート(PET樹脂)として三菱化学株式会社製 ノバペックスGM330を用い、ポリスチレン(GP−PS樹脂)として東洋スチレン株式会社製 MW1を用い、ポリカーボネート(PC樹脂)として帝人化成株式会社製 パンライトK−1225を用い、アクリロニトリル−スチレン共重合体(AS樹脂)として東洋スチレン株式会社製 トーヨーAS AS41を用いた。
【0033】
【表2】
【0034】
その後、射出成形機にて長さ50mm、幅50mm、厚さ2mmとし、本発明に属する抗菌性樹脂(実施例1、2、3,4)および、本発明外としてのサンプル(比較例1、2)を得た。平均粒径は、マイクロトラックHRA(日機装株式会社製)にて測定した。
【0035】
上記のようにして作成した各サンプル(実施例1、2、3、4および比較例1、2)について、以下の試験を行った。
【0036】
抗菌性の評価試験は、JIS Z 2801:2000に基づいて行った。大腸菌を含む菌液と、黄色ブドウ球菌を含む菌液をそれぞれシート状の試料に載せ、液上部をフィルムで覆って菌液を活性化した後、フィルムを剥がして洗浄し、35℃48時間培養した。上記抗菌性サンプルの、培養後の生菌数の対数値と、抗菌加工を施していないサンプルの、培養後の生菌数の対数値との差をとり、抗菌活性値とした。抗菌活性値が2.0以上の場合を○、抗菌活性値が2.0未満の場合を×で表した。
【0037】
曇価(ヘイズ)および全光線透過率は、JIS K 7136:2000に基づいて、NDH−2000(日本電色工業製)を用いて測定した。
【0038】
表2に示すように、本発明に属する実施例1、2、3、4については、高い抗菌性を示しながらも、十分な全光線透過率および曇価を示した。他方、樹脂との屈折率差が0.02を超える比較例1、2は、抗菌性は十分であるものの、曇価が20以上となり、透明性は不十分であった。
【0039】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の抗菌性樹脂組成物は、抗菌性を付与するために添加する抗菌性ガラス組成物の屈折率が、樹脂の屈折率に近接しているので、高い透明性を維持したものとなっている。添加する抗菌性ガラス組成物の適切な平均粒径も、抗菌性樹脂組成物の透明性の低下抑制に寄与している。ガラス組成を調整することで、比較的簡単に屈折率の調整も行える。ガラス組成中に含まれる銀または亜鉛の作用で、高い抗菌性を示すことができる。また、銀の溶出量が適切なので、樹脂の耐変色性に優れている。
Claims (9)
- 全光線透過率80%以上の樹脂に、ガラス組成中に銀を含有せず、かつZnOを25〜60重量%含有する抗菌性ガラス組成物を添加し、その全光線透過率が80%以上、かつヘイズが20以下となることを特徴とする抗菌性樹脂組成物。
- 全光線透過率80%以上の樹脂に、
B2O3 40〜60重量%
MgO、CaO、ZnOから選択される、1種または2種以上 25〜45重量%、(かつ、CaO、ZnOの合計は、4〜40重量%)
P2O5 0.1〜10重量%
Al2O3 0.1〜10重量%
Li2O、Na2O、K2Oから選択される、1種または2種以上 0.1〜10重量%
Ag2O 0.1〜5重量%
からなる抗菌性ガラス組成物を添加し、その全光線透過率が80%以上、かつヘイズが20以下となることを特徴とする抗菌性樹脂組成物。 - 全光線透過率80%以上、かつ屈折率が1.56〜1.61の樹脂に、ガラス組成中に銀を含有せず、かつZnOを25〜60重量%含有し、かつ該樹脂との屈折率差を0.02以下に調整した抗菌性ガラス組成物を添加することを特徴とする抗菌性樹脂組成物。
- 全光線透過率80%以上、かつ屈折率が1.56〜1.61の樹脂に、
B2O3 40〜60重量%
MgO、CaO、ZnOから選択される、1種または2種以上 25〜45重量%、(かつ、CaO、ZnOの合計は、4〜40重量%)
P2O5 0.1〜10重量%
Al2O3 0.1〜10重量%
Li2O、Na2O、K2Oから選択される、1種または2種以上 0.1〜10重量%
Ag2O 0.1〜5重量%
からなり、かつ該樹脂との屈折率差を0.02以下に調整した抗菌性ガラス組成物を添加することを特徴とする抗菌性樹脂組成物。 - 前記樹脂は、屈折率が1.56〜1.61である請求項1または2記載の抗菌性樹脂組成物。
- 前記樹脂は、前記抗菌性ガラス組成物との屈折率差が0.02以下である請求項1または2記載の抗菌性樹脂組成物。
- 前記抗菌性ガラス組成物は、平均粒径が0.5〜20μmに調整されたものである請求項1〜4のいずれか1項に記載の抗菌性樹脂組成物。
- 前記樹脂は、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、アクリロニトリル−スチレン共重合体である請求項1〜6のいずれか1項に記載の抗菌性樹脂組成物。
- 請求項1〜6のいずれか1項に記載の抗菌性樹脂組成物を成形してなることを特徴とする抗菌性樹脂成形品。
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