JP2007231032A - Antimicrobial coating and resin molding coated with the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、抗菌性塗料とそれを用いて塗装した電子機器筐体等の樹脂成形体に関する。 The present invention relates to an antibacterial paint and a resin molded body such as an electronic device casing coated with the antibacterial paint.
近年、酸化チタンの光触媒機能（酸化分解機能）を利用して、酸化チタンを抗菌剤、殺菌剤、脱臭剤、環境浄化剤等として使用することが行われている。しかし、酸化チタンそのものは、有機物をその表面に吸着する能力を有していないため、得られる酸化分解機能には限界がある。 In recent years, titanium oxide has been used as an antibacterial agent, bactericidal agent, deodorizing agent, environmental purification agent, etc., utilizing the photocatalytic function (oxidative decomposition function) of titanium oxide. However, since titanium oxide itself does not have an ability to adsorb organic substances on its surface, there is a limit to the oxidative decomposition function obtained.
最近では、上記した酸化チタン等の半導体物質とカルシウムハイドロキシアパタイト等の燐酸カルシウム系化合物とを組み合わせて、両者の特性を効果的に引き出すことができる製品の研究及び開発が行われている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。 Recently, research and development of products that can effectively bring out the characteristics of both of the above-described semiconductor materials such as titanium oxide and calcium phosphate compounds such as calcium hydroxyapatite have been conducted (for example, (See Patent Document 1 and Patent Document 2).
さらに、上記アパタイト中のカルシウムイオンの一部をチタンイオンと交換することにより、光触媒機能を有するカルシウム・チタンハイドロキシアパタイトＣａ9Ｔｉ（ＰＯ4）6（ＯＨ）2も開発されている（例えば、特許文献３、特許文献４、特許文献５、特許文献６参照）。これにより、酸化チタンと同等の光触媒機能を有し、さらにアパタイトが有する特異的吸着特性によってその光触媒機能の効率を向上させることができる。 Furthermore, calcium / titanium hydroxyapatite Ca 9 Ti (PO 4 ) 6 (OH) 2 having a photocatalytic function has been developed by exchanging a part of calcium ions in the apatite with titanium ions (for example, patents). Reference 3, Patent Document 4, Patent Document 5, and Patent Document 6). Thereby, it has a photocatalytic function equivalent to that of titanium oxide, and further, the efficiency of the photocatalytic function can be improved by the specific adsorption property of apatite.
なお、本発明に関連する先行技術文献としては、特許文献７、特許文献８等がある。
しかし、上記カルシウム・チタンハイドロキシアパタイトでは、光触媒を励起するのに必要な光エネルギーは３．２ｅＶであり、光の波長に換算すると約３８０ｎｍとなる。従って、カルシウム・チタンハイドロキシアパタイトを抗菌性塗料等に用いた場合は、紫外光の下では光触媒機能により抗菌性を発揮できるが、暗所や、紫外光がほとんど存在しない蛍光灯下の室内では抗菌性を発揮することができない問題がある。従って、従来は室内での使用が主となる電子機器筐体等への抗菌性付与手段としてカルシウム・チタンハイドロキシアパタイトを用いた抗菌性塗料は使用されていない。 However, in the above-mentioned calcium / titanium hydroxyapatite, the light energy required to excite the photocatalyst is 3.2 eV, which is about 380 nm in terms of the wavelength of light. Therefore, when calcium / titanium hydroxyapatite is used in antibacterial paints, it can exhibit antibacterial properties due to its photocatalytic function under ultraviolet light, but it is antibacterial in dark places and indoors under fluorescent lamps where there is almost no ultraviolet light. There is a problem that can not be exhibited. Accordingly, conventionally, an antibacterial paint using calcium / titanium hydroxyapatite has not been used as a means for imparting antibacterial properties to an electronic device casing or the like mainly used indoors.
本発明は、上記問題を解決したもので、紫外線照射下はもちろん、暗所及び室内でも抗菌性を発揮できる抗菌性塗料を提供するものである。 The present invention solves the above problems and provides an antibacterial paint capable of exhibiting antibacterial properties not only under ultraviolet irradiation but also in dark places and indoors.
本発明の抗菌性塗料は、合成樹脂と、光触媒機能を有する金属原子を含むアパタイトＡと、抗菌機能を有する金属原子を含むアパタイトＢとを含むことを特徴とする。 The antibacterial paint of the present invention comprises a synthetic resin, apatite A containing a metal atom having a photocatalytic function, and apatite B containing a metal atom having an antibacterial function.
また、本発明の樹脂成形体は、上記本発明の抗菌性塗料を用いて塗装されたことを特徴とする。 The resin molded body of the present invention is characterized by being coated using the antibacterial paint of the present invention.
本発明の抗菌性塗料によれば、紫外線照射下のみならず、暗所及び室内においても抗菌性を発揮できる抗菌性塗料を提供できる。 According to the antibacterial paint of the present invention, it is possible to provide an antibacterial paint that can exhibit antibacterial properties not only under ultraviolet irradiation but also in dark places and indoors.
また、本発明の樹脂成形体によれば、紫外線照射下のみならず、暗所及び室内においても抗菌性を発揮できる樹脂成形体を提供できる。 Moreover, according to the resin molding of this invention, the resin molding which can exhibit antibacterial property not only under ultraviolet irradiation but in a dark place and a room | chamber interior can be provided.
以下、本発明の実施の形態を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below.
（実施形態１）
先ず、本発明の抗菌性塗料の実施形態を説明する。本発明の抗菌性塗料は、合成樹脂と、光触媒機能を有する金属原子を含むアパタイトＡと、抗菌機能を有する金属原子を含むアパタイトＢとを含む塗料である。
(Embodiment 1)
First, an embodiment of the antibacterial paint of the present invention will be described. The antibacterial paint of the present invention is a paint containing a synthetic resin, apatite A containing a metal atom having a photocatalytic function, and apatite B containing a metal atom having an antibacterial function.
本発明の抗菌性塗料は、光触媒機能を有する金属原子を含むアパタイトＡを含むので、昼間や屋外等の紫外線照射下では、その光触媒機能により強い抗菌性を発揮し、さらに付着した細菌の死骸等の異物を水と二酸化炭素に分解することができるので、長期にわたって抗菌性の維持が可能となる。また、本発明の抗菌性塗料は、抗菌機能を有する金属原子を含むアパタイトＢを含むので、紫外線照射量が少ない暗所及び室内においても抗菌性を発揮できる。 Since the antibacterial paint of the present invention contains apatite A containing a metal atom having a photocatalytic function, it exhibits a strong antibacterial property due to its photocatalytic function under ultraviolet irradiation in the daytime or outdoors, and further adheres to dead bacteria. Since the foreign matter can be decomposed into water and carbon dioxide, antibacterial properties can be maintained over a long period of time. Moreover, since the antibacterial paint of this invention contains the apatite B containing the metal atom which has an antibacterial function, it can exhibit antibacterial property also in the dark place and room | chamber interior with few ultraviolet irradiation amounts.
上記アパタイトＡと上記アパタイトＢとは、それぞれ上記合成樹脂の中に粉末状で分散していることが好ましい。これにより、塗料全体、特に塗膜表面に満遍なく抗菌性を付与できる。 The apatite A and the apatite B are preferably dispersed in powder form in the synthetic resin. Thereby, antibacterial properties can be imparted evenly to the entire coating material, particularly to the coating film surface.
上記アパタイトＡと上記アパタイトＢとの合計含有量は、抗菌性塗料の全重量に対して１重量％以上１０重量％以下であることが好ましい。アパタイトＡとアパタイトＢの含有量が多ければ抗菌性は向上するが、両者の合計含有量が１０重量％を超えると、塗料本来の外観性の維持が困難となる。また、１重量％未満では抗菌性の発揮が困難となる。また、アパタイトＡとアパタイトＢの個別的な含有量としては、アパタイトＡの含有量は、抗菌性塗料の全重量に対して３重量％以上９重量％以下とすることができ、アパタイトＢの含有量は、抗菌性塗料の全重量に対して１重量％以上５重量％以下とすることができる。 The total content of the apatite A and the apatite B is preferably 1% by weight or more and 10% by weight or less based on the total weight of the antibacterial paint. If the content of apatite A and apatite B is large, the antibacterial property is improved. However, if the total content of both exceeds 10% by weight, it is difficult to maintain the original appearance of the paint. If it is less than 1% by weight, it is difficult to exhibit antibacterial properties. As the individual contents of apatite A and apatite B, the content of apatite A can be 3 wt% or more and 9 wt% or less with respect to the total weight of the antibacterial paint. The amount can be 1% by weight or more and 5% by weight or less based on the total weight of the antibacterial paint.
上記アパタイトＡは、例えば、ハイドロキシアパタイト、フルオロアパタイト、クロロアパタイト、燐酸三カルシウム、燐酸水素カルシウム等に含まれる金属原子を、光触媒機能を有する金属原子で置換したものである。また、上記アパタイトＢは、上記アパタイトに抗菌機能を有する金属原子を付加したものである。 The apatite A is obtained by replacing metal atoms contained in, for example, hydroxyapatite, fluoroapatite, chloroapatite, tricalcium phosphate, and calcium hydrogen phosphate with metal atoms having a photocatalytic function. The apatite B is obtained by adding a metal atom having an antibacterial function to the apatite.
上記光触媒機能を有する金属原子としては、Ｔｉ、Ｚｒ及びＷから選ばれる少なくとも１種の金属原子を用いることができる。特に、光触媒機能が大きいＴｉが最も好ましい。 As the metal atom having the photocatalytic function, at least one metal atom selected from Ti, Zr and W can be used. In particular, Ti having a large photocatalytic function is most preferable.
上記アパタイトＡとしては、カルシウムハイドロキシアパタイトのＣａの一部がＴｉで置換されているカルシウム・チタンハイドロキシアパタイトＣａ9Ｔｉ（ＰＯ4）6（ＯＨ）2が好ましい。このアパタイトは、光触媒機能が大きいからである。 As the apatite A, calcium / titanium hydroxyapatite Ca 9 Ti (PO 4 ) 6 (OH) 2 in which a part of Ca of calcium hydroxyapatite is substituted with Ti is preferable. This is because this apatite has a large photocatalytic function.
上記抗菌機能を有する金属原子としては、Ａｇ、Ｃｕ及びＺｎから選ばれる少なくとも１種の金属原子を用いることができる。特に、抗菌機能が大きいＡｇが最も好ましい。 As the metal atom having the antibacterial function, at least one metal atom selected from Ag, Cu and Zn can be used. In particular, Ag having a large antibacterial function is most preferable.
上記アパタイトＢとしては、カルシウムハイドロキシアパタイトの一部にＡｇが付加されているカルシウム・銀ハイドロキシアパタイトＣａ10ＸＡｇ（ＰＯ4）6（ＯＨ）2が好ましい。このアパタイトは、抗菌性が大きいからである。なお、上記化学式中のＸは、任意の金属原子であり、例えば、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｏ等が該当する。 The apatite B is preferably calcium / silver hydroxyapatite Ca 10 XAg (PO 4 ) 6 (OH) 2 in which Ag is added to a part of calcium hydroxyapatite. This is because this apatite has a large antibacterial property. Note that X in the above chemical formula is an arbitrary metal atom, for example, Fe, Cr, Mn, Ni, Co, and the like.
上記アパタイトＡとアパタイトＢの平均粒径は、それぞれ４μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましい。これは一般的な合成樹脂系塗料の乾燥時の塗膜の厚さが５〜１５μｍであるのに対し、上記アパタイトＡ、Ｂの平均粒径が４μｍ未満では、アパタイトＡ、Ｂが塗膜下部に沈降してしまい表面露出が少なくなり、光触媒作用、抗菌作用が低くなるためである。また、アパタイトＡ、Ｂの平均粒径が１０μｍを超えると、塗膜表面が粗面化し、意匠性塗料としての性能が著しく損なわれるためである。 The average particle diameters of the apatite A and apatite B are each preferably 4 μm or more and 10 μm or less. This is because the thickness of the coating film when drying a general synthetic resin-based paint is 5 to 15 μm, whereas when the average particle size of the apatite A and B is less than 4 μm, the apatite A and B are below the coating film. This is because the surface exposure is reduced and the photocatalytic action and antibacterial action are lowered. Moreover, when the average particle diameter of apatite A and B exceeds 10 micrometers, the coating-film surface will become rough and the performance as a designable coating material will be impaired remarkably.
上記合成樹脂は特に限定されるものではなく、通常の塗料に使用される合成樹脂を用いることができる。例えば、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂等を使用できる。 The said synthetic resin is not specifically limited, The synthetic resin used for a normal coating material can be used. For example, urethane resin, epoxy resin, acrylic resin, etc. can be used.
（実施形態２）
次に、本発明の樹脂成形体の実施形態について説明する。本発明の樹脂成形体は、実施形態１に記載の抗菌性塗料を用いて塗装された樹脂成形体である。これにより、昼間や屋外等の紫外線照射下、並びに、紫外線照射量が少ない暗所及び室内のいずれにおいても抗菌性を発揮できる樹脂成形体を提供できる。
(Embodiment 2)
Next, an embodiment of the resin molded body of the present invention will be described. The resin molded body of the present invention is a resin molded body coated with the antibacterial paint described in the first embodiment. Thereby, it is possible to provide a resin molded body that can exhibit antibacterial properties under ultraviolet irradiation such as in the daytime or outdoors, and in the dark and indoors where the ultraviolet irradiation amount is small.
上記塗装により形成された塗膜の厚さは、３μｍ以上１２μｍ以下であることが好ましい。３μｍ未満では抗菌性の発揮が不十分であり、１２μｍを超えても抗菌性はほぼ一定で推移するからである。 The thickness of the coating film formed by the coating is preferably 3 μm or more and 12 μm or less. This is because the antibacterial effect is insufficient when the thickness is less than 3 μm, and the antibacterial property remains almost constant even when the thickness exceeds 12 μm.
本発明の樹脂成形体には、例えば、ノートパソコン、パーソナルデジタルアシスタンス（ＰＤＡ）、携帯電話、カーナビゲーションシステム等の電子機器筐体が含まれる。図１は、本発明の樹脂成形体の一例を示すノートパソコン用筐体の正面図である。図１の筐体の表面には、実施形態１の抗菌性塗料が塗装されている。 The resin molded body of the present invention includes, for example, electronic equipment housings such as notebook computers, personal digital assistance (PDA), mobile phones, car navigation systems, and the like. FIG. 1 is a front view of a notebook personal computer casing showing an example of a resin molded body of the present invention. The antibacterial paint of Embodiment 1 is applied to the surface of the housing in FIG.
次に、本発明を実施例に基づき具体的に説明する。但し、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 Next, the present invention will be specifically described based on examples. However, the present invention is not limited to the following examples.
（実施例１）
合成樹脂としてミカサペイント製のウレタン樹脂塗料“ＰＲＯＸＹＯＮ−１００”（商品名）９０重量部と、アパタイトＡとして太平化学工業製のカルシウム・チタンハイドロキシアパタイト〔Ｃａ9Ｔｉ（ＰＯ4）6（ＯＨ）2〕“ＴｉＨＡＰ０２０１”（商品名、平均粒径：４μｍ）５重量部と、アパタイトＢとして太平化学工業製のアパタイト銀“シルバーエースＢ−１００”（商品名、平均粒径：４μｍ）５重量部とを均一に混合して、本実施例の抗菌性塗料を作製した。
Example 1
90 parts by weight of urethane resin paint “PROXYON-100” (trade name) made by Mikasa Paint as a synthetic resin, and calcium / titanium hydroxyapatite [Ca 9 Ti (PO 4 ) 6 (OH) 2 made by Taihei Chemical Industries as apatite A ] 5 parts by weight of “TiHAP0201” (trade name, average particle size: 4 μm) and 5 parts by weight of apatite silver “Silver Ace B-100” (trade name, average particle size: 4 μm) manufactured by Taihei Chemical Industry as apatite B Were mixed uniformly to prepare the antibacterial paint of this example.
（比較例１）
アパタイト銀“シルバーエースＢ−１００”を用いなかった以外は、実施例１と同様にして本比較例の抗菌性塗料を作製した。
(Comparative Example 1)
An antibacterial paint of this comparative example was prepared in the same manner as in Example 1 except that apatite silver “Silver Ace B-100” was not used.
（比較例２）
アパタイト銀“シルバーエースＢ−１００”に代えて、カネボウ製のＡｇ系抗菌剤“バクテキラー”（商品名）１０重量部を用いた以外は、実施例１と同様にして本比較例の抗菌性塗料を作製した。
(Comparative Example 2)
In place of apatite silver “Silver Ace B-100”, the antibacterial paint of this comparative example is the same as Example 1 except that 10 parts by weight of Ag-based antibacterial agent “Bactekiller” (trade name) manufactured by Kanebo is used. Was made.
＜抗菌性の評価＞
実施例１及び比較例１、２の抗菌性塗料を、ＡＢＳ樹脂製の試験片（５０ｍｍ×５０ｍｍ×５ｍｍ）の表面に、乾燥時の膜厚が１０μｍとなるように、スプレーにより塗布した。また、試験菌として大腸菌を準備した。
<Evaluation of antibacterial properties>
The antibacterial paints of Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 were applied to the surface of a test piece made of ABS resin (50 mm × 50 mm × 5 mm) by spraying so that the film thickness upon drying was 10 μm. In addition, E. coli was prepared as a test bacterium.
上記試験片と大腸菌とを用いて、ＪＩＳ Ｚ ２８０１で規定するフィルム密着法により、紫外線照射時と暗所時における各抗菌性塗料の抗菌性を評価した。紫外線の照射には、ブラックライト（１ｍＷ／ｃｍ2）を用いた。その結果を表１と表２に２４時間経過後の菌数として示した。試験は各３サンプルについて行った。 Using the test piece and Escherichia coli, the antibacterial property of each antibacterial paint at the time of ultraviolet irradiation and in the dark was evaluated by a film adhesion method defined in JIS Z 2801. Black light (1 mW / cm 2 ) was used for ultraviolet irradiation. The results are shown in Tables 1 and 2 as the number of bacteria after 24 hours. The test was conducted on 3 samples each.
表１及び表２から、実施例１では、紫外線照射時及び暗所時ともに高い抗菌性を発揮できていることが分かる。これは塗料内の各成分が均一に分散しており、塗膜表面における光触媒機能と抗菌機能とが十分に発揮されたからと考えられる。 From Table 1 and Table 2, it can be seen that in Example 1, high antibacterial properties can be exhibited both during ultraviolet irradiation and in the dark. This is presumably because each component in the paint was uniformly dispersed, and the photocatalytic function and the antibacterial function on the surface of the coating film were sufficiently exhibited.
一方、比較例１及び比較例２では、暗所時において抗菌性は発揮されていないことが分かる。これは、比較例１ではアパタイト銀を使用しなかったからであり、比較例２では高い抗菌性を有するＡｇ系抗菌剤を使用したが、抗菌剤が塗膜の内部に沈降して塗膜表面での露出が少ないからと考えられる。 On the other hand, it can be seen that Comparative Example 1 and Comparative Example 2 do not exhibit antibacterial properties in the dark. This is because apatite silver was not used in Comparative Example 1, and an Ag-based antibacterial agent having high antibacterial properties was used in Comparative Example 2, but the antibacterial agent settled inside the coating film and was on the coating film surface. This is thought to be due to low exposure.
以上のように、本発明の抗菌性塗料を用いることにより、人間の手等を通して付着した細菌類は紫外線照射のない暗所に置いても例えばアパタイト銀により殺菌される。また、紫外線照射時には、さらに強力な抗菌性を発揮し、付着した細菌の死骸等の異物を分解するため、表面の抗菌物質は常に表面に露出する。これにより長期にわたり抗菌性を有した塗膜の形成が可能となる。 As described above, by using the antibacterial paint of the present invention, bacteria attached through human hands and the like can be sterilized by, for example, apatite silver even in a dark place without ultraviolet irradiation. In addition, when exposed to ultraviolet rays, the antibacterial substance on the surface is always exposed to the surface because it exhibits stronger antibacterial properties and decomposes foreign substances such as dead bacteria. This makes it possible to form a coating film having antibacterial properties over a long period of time.
また、本発明の抗菌性塗料を用いて家電・電子機器筐体を塗装することにより、各種細菌類の汚れに対し、少ない工程及び低コストにて、優れた抗菌防汚性を長期にわたり付与することができる。 In addition, by coating the housing of home appliances and electronic equipment using the antibacterial paint of the present invention, it provides excellent antibacterial antifouling properties over a long period of time with less steps and low cost against various bacterial stains. be able to.
以上の実施例を含む本発明の実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。 Regarding the embodiment of the present invention including the above examples, the following additional notes are further disclosed.
（付記１） 合成樹脂と、光触媒機能を有する金属原子を含むアパタイトＡと、抗菌機能を有する金属原子を含むアパタイトＢとを含むことを特徴とする抗菌性塗料。 (Additional remark 1) Antibacterial paint characterized by including a synthetic resin, apatite A containing the metal atom which has a photocatalytic function, and apatite B containing the metal atom which has an antibacterial function.
（付記２） 前記アパタイトＡと前記アパタイトＢとは、それぞれ前記合成樹脂の中に粉末状で分散している付記１に記載の抗菌性塗料。 (Supplementary note 2) The antibacterial paint according to supplementary note 1, wherein the apatite A and the apatite B are each dispersed in powder form in the synthetic resin.
（付記３） 前記アパタイトＡと前記アパタイトＢとの合計含有量が、抗菌性塗料の全重量に対して１重量％以上１０重量％以下である付記１又は２に記載の抗菌性塗料。 (Additional remark 3) The antibacterial coating material of Additional remark 1 or 2 whose sum total content of the said apatite A and the said apatite B is 1 to 10 weight% with respect to the total weight of an antibacterial coating material.
（付記４） 前記光触媒機能を有する金属原子は、Ｔｉ、Ｚｒ及びＷから選ばれる少なくとも１種の金属原子である付記１に記載の抗菌性塗料。 (Additional remark 4) The antibacterial coating material of Additional remark 1 whose metal atom which has the said photocatalytic function is at least 1 sort (s) of metal atom chosen from Ti, Zr, and W.
（付記５） 前記アパタイトＡは、カルシウムハイドロキシアパタイトのＣａの一部がＴｉで置換されている付記１に記載の抗菌性塗料。 (Additional remark 5) The said apatite A is an antibacterial coating material of Additional remark 1 by which some Ca of calcium hydroxyapatite is substituted by Ti.
（付記６） 前記アパタイトＡの平均粒径が、４μｍ以上１０μｍ以下である付記１に記載の抗菌性塗料。 (Supplementary note 6) The antibacterial coating material according to supplementary note 1, wherein the average particle diameter of the apatite A is 4 µm or more and 10 µm or less.
（付記７） 前記抗菌機能を有する金属原子は、Ａｇ、Ｃｕ及びＺｎから選ばれる少なくとも１種の金属原子である付記１に記載の抗菌性塗料。 (Supplementary note 7) The antibacterial paint according to supplementary note 1, wherein the metal atom having the antibacterial function is at least one metal atom selected from Ag, Cu and Zn.
（付記８） 前記アパタイトＢは、カルシウムハイドロキシアパタイトの一部にＡｇが付加されている付記１に記載の抗菌性塗料。 (Additional remark 8) The said apatite B is an antibacterial coating material of Additional remark 1 by which Ag is added to a part of calcium hydroxyapatite.
（付記９） 前記アパタイトＢの平均粒径が、４μｍ以上１０μｍ以下である付記１に記載の抗菌性塗料。 (Additional remark 9) The antibacterial coating material of Additional remark 1 whose average particle diameter of the said apatite B is 4 micrometers or more and 10 micrometers or less.
（付記１０） 付記１〜９のいずれかに記載の抗菌性塗料を用いて塗装されたことを特徴とする樹脂成形体。 (Additional remark 10) The resin molding characterized by being coated using the antibacterial coating material in any one of Additional remarks 1-9.
（付記１１） 前記塗装により形成された塗膜の厚さが、３μｍ以上１２μｍ以下である付記１０に記載の樹脂成形体。 (Additional remark 11) The resin molded object of Additional remark 10 whose thickness of the coating film formed by the said coating is 3 micrometers or more and 12 micrometers or less.
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