JP2008207987A

JP2008207987A - 抗菌部材及びその製造方法

Info

Publication number: JP2008207987A
Application number: JP2007045729A
Authority: JP
Inventors: Osamu Nagashima; 理長島; Koji Kakehi; 浩司掛樋; Yoshihiro Kato; 嘉洋加藤; Masatsugu Miura; 正嗣三浦; Noribumi Isu; 紀文井須
Original assignee: Inax Corp
Current assignee: Inax Corp
Priority date: 2007-02-26
Filing date: 2007-02-26
Publication date: 2008-09-11

Abstract

【課題】抗菌性に優れた抗菌部材及びその製造方法を提供する。
【解決手段】抗菌基材３は、基材本体１と、この基材本体１の表面に形成された抗菌剤含有釉薬層２とからなる。この抗菌剤含有釉薬層２の表面を、抗菌性粒子４を用いてブラスト処理する。抗菌剤含有釉薬層２の表層部は、抗菌剤濃度が低くなっているが、この表層部がブラスト処理によって除去されるため、抗菌性能が向上する。また、この抗菌性粒子４の一部が、抗菌剤含有釉薬層２の表面に固着するため、抗菌性能が向上する。
【選択図】図１

Description

本発明はタイルやホーローなどの基材の表面に、抗菌剤を含む釉薬層が形成された抗菌部材及びその製造方法に関する。

タイルやホーローなどの基材の表面に、釉薬を施釉することが行われている。また、この釉薬に抗菌剤を含有させることにより、これら基材の表面に抗菌性能を付与することが行われている。

例えば、特開２０００−１４３４０５号には、タイル表面に、抗菌剤としてコロイド銀を配合した釉薬を塗布し、該釉薬を焼成することにより、タイル表面に釉薬層が形成された抗菌タイルを製造することが開示されている。
特開２０００−１４３４０５号

上記特開２０００−１４３４０５号の抗菌タイルでは、釉薬層中の銀濃度が、釉薬層の表層部において低くなる。この原因の詳細は明らかではないが、焼成時にコロイド銀粒子が釉薬層の表層部から素地側へ拡散沈降することなどが考えられる。

このように、同号の抗菌タイルは、釉薬層の表層部の銀濃度が低いため、抗菌性能が不十分になる場合がある。

本発明は、抗菌性に優れた抗菌部材及びその製造方法を提供することを目的とする。

請求項１の抗菌部材の製造方法は、基材本体の表面に、抗菌剤を含む釉薬層が形成されてなる抗菌基材と、該釉薬層の表面に固着された抗菌性粒子とを有する抗菌部材を製造する方法であって、該釉薬層の表面を、該抗菌性粒子を用いてブラスト処理し、該釉薬層の表層部を除去すると共に、該抗菌性粒子の一部を該釉薬層の表面に固着させることを特徴とするものである。

請求項２の抗菌部材の製造方法は、請求項１において、前記抗菌剤が、Ａｇ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ａｕ及びこれら金属の化合物よりなる群の少なくとも一種であることを特徴とするものである。ここで、これら金属の化合物とは、これら金属の酸化物、亜酸化物、過酸化物、塩化物、硫化物又はリン酸化物である。

請求項３の抗菌部材の製造方法は、請求項１又は２において、前記抗菌性粒子が、Ａｇ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ａｕ、これら金属の化合物及びこれら金属又は化合物を担体に担持したものよりなる群の少なくとも一種であることを特徴とするものである。

ここで、担体としては、粘土鉱物、ゼオライト、シリカゲル、シリカ、アルミナ、メタケイ酸アルミン酸マグネシウム、ガラス、リン酸ジルコニウム、リン酸カルシウム（アパタイト）、酸化チタン、Ｎ、Ｃａ、Ｐ等の元素をドープした酸化チタン、チタン酸塩、ニオブ酸塩、タンタル酸塩、硫酸カドミウム、硫化亜鉛等の硫化物半導体などが挙げられる。

請求項４の抗菌部材の製造方法は、請求項１ないし３のいずれか１項において、前記抗菌性粒子の平均粒径が２０〜１００μｍであることを特徴とするものである。

抗菌部材は、請求項１ないし４のいずれか１項の抗菌部材の製造方法によって製造されたことを特徴とするものである。

本発明の抗菌部材及びその製造方法によると、釉薬層の表面近傍における抗菌剤濃度が高くなる。

即ち、上記の通り、抗菌基材に形成された釉薬層の抗菌剤濃度は、釉薬層の表層部において低くなる。本発明の抗菌部材は、この釉薬層の表層部がブラスト処理によって除去されているため、釉薬層の表面近傍における抗菌剤濃度が高い。このため、抗菌部材の抗菌性能が高いものとなる。

また、本発明では、抗菌性粒子を用いてブラスト処理し、該抗菌性粒子の一部を該釉薬層の表面に固着させているため、抗菌性能がより高いものとなる。

本発明において、抗菌剤が、Ａｇ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ａｕ及びこれら金属の化合物よりなる群の少なくとも一種である場合、抗菌性能が高いものとなる。

本発明において、抗菌性粒子が、Ａｇ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ａｕ、これら金属の化合物及びこれら金属又は化合物を担体に担持したものよりなる群の少なくとも一種である場合、抗菌性能が高いものとなる。

この抗菌性粒子は、平均粒径が２０〜１００μｍであることが好ましい。

以下、図面を参照して、本発明の抗菌部材及びその製造方法の実施の形態について説明する。第１図は、実施の形態に係る抗菌部材の製造方法を説明する模式的な断面図である。

抗菌基材３は、基材本体１と、この基材本体１の表面に形成された抗菌剤含有釉薬層２とからなる。

この抗菌剤含有釉薬層２は、釉薬に抗菌剤を配合した抗菌剤含有釉薬を、基材本体１の表面に塗布し、焼成することによって形成される。この抗菌剤含有釉薬の塗布は、スプレー塗布、ミスト掛け、刷毛塗り等によって行われる。

この抗菌剤３としては、Ａｇ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ａｕ及びこれら金属の化合物よりなる群の少なくとも一種が好適である。

抗菌剤の粒径は１０μｍ以下、とりわけ０．００５〜５μｍが好適である。粒径を小さくすることにより、焼成時に抗菌剤が釉薬層の表層部から基材本体側へ拡散沈降することを抑制することができる。抗菌剤含有釉薬層２中の抗菌剤の濃度は、０．０５〜１０ｗｔ％であることが好ましい。

この抗菌剤含有釉薬層２の表面を、抗菌性粒子４を用いてブラスト処理する。これにより、抗菌性粒子４によって抗菌剤含有釉薬層２の表層部が研磨され、該表層部が除去される。また、この抗菌性粒子４の一部が、抗菌剤含有釉薬層２の表面に固着する。このようにして、抗菌部材が製造される。

この抗菌性粒子４としては、Ａｇ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ａｕ、これら金属の化合物及びこれら金属又は化合物を担体に担持したものよりなる群の少なくとも一種が好適である。

この抗菌性粒子４の平均粒径は、２０〜１００μｍの範囲内であることが好ましい。２０μｍ以上であると、この抗菌性粒子４の一部が抗菌剤含有釉薬層２の表面に良好に固着されると共に、抗菌剤含有釉薬層２の表層部が迅速に除去される。１００μｍ以下であると、抗菌剤含有釉薬層２の表層部が過度に除去されることが防止されると共に、該抗菌剤含有釉薬層２の表面が過度に粗くなって汚れが付着し易くなることが防止される。

この抗菌性粒子４は針状であってもよく、この場合、長さ２０〜５００μｍ、アスペクト比３〜３０であることが好ましい。

この抗菌性粒子４の固着量は、１０〜５００ｎｇ／ｃｍ^２であることが好ましい。１０ｎｇ／ｃｍ^２以上であると、抗菌性能が良好となる。５００ｎｇ／ｃｍ^２以下であると、製造コストが低くなる。

このブラスト処理によるこの抗菌剤含有釉薬層２の除去深さは、５〜１００ｎｍであることが好ましい。上記除去深さが５ｎｍ以上であると、抗菌剤含有釉薬層２の表層部における抗菌剤低濃度部分を除去することができる。１００ｎｍ以下であると、抗菌剤含有釉薬層２の表面が粗くなって汚れが付着し易くなることが防止される。

この抗菌剤含有釉薬層２の除去深さは、以下の方法によって決定される。同種類の抗菌基材３であって、ブラスト処理を実施したものと実施していないものとを用意する。これらについて、ＳＩＭＳにより、抗菌剤含有釉薬層２側の表面からの深さと銀濃度との関係を測定する。なお、ブラスト処理した抗菌基材３の測定においては、ブラストによって固着したＡｇの存在しない表面を選んで測定する。そして、ブラスト処理した抗菌基材３の深さと銀濃度の関係を、ブラスト未実施の抗菌基材３の深さと銀濃度の関係と比較することにより、ブラスト処理による除去深さを決定する。

あるいは、この抗菌剤含有釉薬層２の除去深さは、以下の方法によって決定される。抗菌基材３の表面の一部について、ブラスト処理前に、ＳＩＭＳによって抗菌剤含有釉薬層２の表面からの深さと銀濃度との関係を測定する。次いで、ブラスト処理後に、抗菌基材３の表面のうち先程ＳＩＭＳを実施していない箇所について、ＳＩＭＳによって抗菌剤含有釉薬層２の表面からの深さと銀濃度との関係を測定する。このとき、ブラストによって固着したＡｇの存在しない表面を選んで測定する。そして、ブラスト処理後の深さと銀濃度との関係を、ブラスト処理前の深さと銀濃度との関係と比較することにより、ブラスト処理による除去深さを決定する。

本発明の抗菌部材は、例えば浴室の床タイルやプールタイル、ホーロー製品、衛生陶器、洗面ボウルなどとして好適に使用される。この抗菌部材の抗菌性粒子や抗菌剤の有する抗菌作用により、細菌の繁殖を抑制することができる。また、細菌に限らず、真菌に対しても効果があるため、例えば直接足が触れる床タイル、プールタイル等では、水虫感染の抑制が期待できる。

以下に、実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明する。

なお、抗菌タイル及び非抗菌タイルとして、以下のタイルを５０ｍｍ×５０ｍｍに切断したものを使用した。

抗菌タイル：株式会社ＩＮＡＸ製「ミスティネオ」
（タイルの表面に、銀含有釉薬層が形成されたもの）
非抗菌タイル：株式会社ＩＮＡＸ製「グロッシー」

また、この抗菌タイルの抗菌剤含有釉薬層について、ＳＩＭＳにより表面からの深さと銀濃度との関係を、以下の方法により測定した。その測定結果を第２図に示す。第２図から明らかな通り、この抗菌タイルは、表面から深さ数十ｎｍまでの間において、銀濃度が低くなっている。

比較例１
試料として、抗菌タイルを用いた。この抗菌タイルについて、ＪＩＳＺ２８０１に習い、以下の条件で抗菌試験を行った。

試験片の表面をエタノール拭きした後、２．５×１０^５個／ｍｌ〜１０×１０^５個／ｍｌに調製した試験菌の黄色ブドウ球菌（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓａｕｒｅｕｓ）を規定量載せ、フィルムを被覆した後、３５±１℃、相対湿度９０％以上で２４±１時間培養した。その後、菌液を洗い出し、寒天平板培地法によって生菌数を求めた。

次いで、ウレタンスポンジ（住友スリーエム製「スコッチブライトＳＫ−２１」、寸法７５×１１５×３０ｍｍ）を用い、負荷１．７ｋｇで１０，０００回、抗菌タイル表面の摺動研磨を行った。摺動研磨後の抗菌タイルについても、同様の条件で抗菌試験を行った。その結果を表１に示す。

比較例２
試料として、非抗菌タイルを用いた。この非抗菌タイルについて、比較例１と同様に、摺動研磨の前後に抗菌試験を行った。その結果を表１に示す。

比較例３
抗菌タイルの表面を、ブラスト装置を用いて、以下の条件でブラスト処理した。

研磨材：アルミナ粒子（メディアン粒径８０μｍ）
ブラスト装置とタイルとの距離：２０ｃｍ
コンプレッサー圧力：０．１ＭＰａ
処理時間：１０秒

このアルミナブラスト処理した抗菌タイルを試料として用い、比較例１と同様に、摺動研磨の前後に抗菌試験を行った。その結果を表１に示す。

比較例４
非抗菌タイルの表面を、ブラスト装置を用いて、以下の条件でブラスト処理した。

研磨材：銀粒子（メディアン粒径６１．３μｍ）
ブラスト装置とタイルとの距離：２０ｃｍ
コンプレッサー圧力：０．６ＭＰａ
処理時間：１０秒

この銀ブラスト処理した非抗菌タイルを試料として用い、比較例１と同様に、摺動研磨の前後に抗菌試験を行った。その結果を表１に示す。

実施例１
抗菌タイルの表面を、比較例４と同様の条件でブラスト処理した。

この銀ブラスト処理した抗菌タイルを試料として用い、比較例１と同様に、摺動研磨の前後に抗菌試験を行った。その結果を表１に示す。

表１から明らかな通り、実施例１の試料（銀ブラスト処理した抗菌タイル）が最も抗菌性能に優れていた。また、実施例１の試料は、摺動研磨後においても、高い抗菌性能を維持していた。

実施の形態に係る抗菌部材の製造方法を説明する模式的な断面図である。抗菌タイルの抗菌剤含有釉薬層について、表面からの深さとＡｇ濃度との関係を測定した結果を示すグラフである。

符号の説明

１基材本体
２抗菌剤含有釉薬層
３抗菌基材
４抗菌性粒子

Claims

基材本体の表面に、抗菌剤を含む釉薬層が形成されてなる抗菌基材と、
該釉薬層の表面に固着された抗菌性粒子と
を有する抗菌部材を製造する方法であって、
該釉薬層の表面を、該抗菌性粒子を用いてブラスト処理し、該釉薬層の表層部を除去すると共に、該抗菌性粒子の一部を該釉薬層の表面に固着させることを特徴とする抗菌部材の製造方法。
請求項１において、前記抗菌剤が、Ａｇ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ａｕ及びこれら金属の化合物よりなる群の少なくとも一種であることを特徴とする抗菌部材の製造方法。
請求項１又は２において、前記抗菌性粒子が、Ａｇ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ａｕ、これら金属の化合物及びこれら金属又は化合物を担体に担持したものよりなる群の少なくとも一種であることを特徴とする抗菌部材の製造方法。
請求項１ないし３のいずれか１項において、前記抗菌性粒子の平均粒径が２０〜１００μｍであることを特徴とする抗菌部材の製造方法。
請求項１ないし４のいずれか１項の抗菌部材の製造方法によって製造されたことを特徴とする抗菌部材。