JP2009029920A - 抗菌性塗料、抗菌性塗料の製造方法、および電子機器筐体 - Google Patents
抗菌性塗料、抗菌性塗料の製造方法、および電子機器筐体 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】本発明は、抗菌性塗料の製造方法等に関し、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容易に製造する。
【解決手段】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とを溶融混練することにより予備混練物Ａを生成し、合成樹脂と抗菌機能を有する金属原子を含むアパタイトＢとを溶融混練することにより予備混練物Ｂを生成し、合成樹脂と、予備混練物Ａと、上記予備混練物Ｂとを溶融混練することにより混練物を生成し、上記混練物を溶剤中に溶解させることにより抗菌性塗料を生成することにより、アパタイトＡ，Ｂのそれぞれの体積平均粒子径が０．１μｍ以上１．０μｍ以下である抗菌性塗料を製造する。
【選択図】 図１
【解決手段】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とを溶融混練することにより予備混練物Ａを生成し、合成樹脂と抗菌機能を有する金属原子を含むアパタイトＢとを溶融混練することにより予備混練物Ｂを生成し、合成樹脂と、予備混練物Ａと、上記予備混練物Ｂとを溶融混練することにより混練物を生成し、上記混練物を溶剤中に溶解させることにより抗菌性塗料を生成することにより、アパタイトＡ，Ｂのそれぞれの体積平均粒子径が０．１μｍ以上１．０μｍ以下である抗菌性塗料を製造する。
【選択図】 図１
Description
本発明は、抗菌性塗料、抗菌性塗料の製造方法、および抗菌性塗料による塗膜が形成された電子機器筐体に関する。
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。
最近では、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）。
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。
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。
特開２００３−８００７８号公報
特開２００３−３２１３１３号公報
特開２０００−３２７３１５号公報
特開２００１−３０２２２０号公報
特開２００３−１７５３３８号公報
特開２００３−３３４８８３号公報
特開平８−１６５２１６号公報
特開平９−１３２５０２号公報
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という問題がある。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。
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ことを目的とする。
上記目的を達成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とを含む抗菌性塗料であって、
アパタイトＡの体積平均粒子径が０．１μｍ以上１．０μｍ以下であり、かつ、アパタイトＢの体積平均粒子径が０．１μｍ以上１．０μｍ以下であることを特徴とする。
アパタイトＡの体積平均粒子径が０．１μｍ以上１．０μｍ以下であり、かつ、アパタイトＢの体積平均粒子径が０．１μｍ以上１．０μｍ以下であることを特徴とする。
ここで、上記アパタイトＡは、光触媒機能を有する金属原子として、Ｔｉ、Ｚｒ及びＷの中から選ばれる少なくとも一種の金属原子を含むものであることが好ましく、
上記アパタイトＢは、抗菌機能を有する金属原子として、Ａｕ、Ｃｕ及びＺｎの中から選ばれる少なくとも一種の金属原子を含むものであることが好ましい。
上記アパタイトＢは、抗菌機能を有する金属原子として、Ａｕ、Ｃｕ及びＺｎの中から選ばれる少なくとも一種の金属原子を含むものであることが好ましい。
また、本発明の抗菌性塗料において、上記アパタイトＡの含有量が、当該抗菌性塗料の全重量に対して０．５重量％以上９．５重量％以下であることが好ましく、また、
上記アパタイトＢの含有量が、当該抗菌性塗料の全重量に対して０．５重量％以上９．５重量％以下であることが好ましく、さらに、
上記アパタイトＡと上記アパタイトＢの合計含有量が、当該抗菌性塗料の全重量に対して１．０重量％以上１０．０重量％以下であることが好ましい。
上記アパタイトＢの含有量が、当該抗菌性塗料の全重量に対して０．５重量％以上９．５重量％以下であることが好ましく、さらに、
上記アパタイトＡと上記アパタイトＢの合計含有量が、当該抗菌性塗料の全重量に対して１．０重量％以上１０．０重量％以下であることが好ましい。
また、本発明の抗菌性塗料において、上記アパタイト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で置換されているカルシウム・チタンハイドロキシアパタイトであることが好ましく、また、
上記アパタイトＢは、カルシウムハイドロキシアパタイトのＣａ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であることがさらに好ましい。
上記アパタイトＢは、カルシウムハイドロキシアパタイトのＣａ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であることがさらに好ましい。
また、上記目的を達成する本発明の抗菌性塗料の製造方法のうちの第１の製造方法は、 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とを溶融混練することにより、アパタイトＡの粒子が溶融混練の過程で粒子どうしの衝突により粉砕されてなる予備混練物Ａを生成する予備混練物Ａ生成ステップと、
合成樹脂と、抗菌機能を有する金属原子を含むアパタイトＢとを、溶融混練することにより、アパタイトＢの粒子が溶融混練の過程で粒子どうしの衝突により粉砕されてなる予備混練物Ｂを生成する予備混練物Ｂ生成ステップと、
合成樹脂と、上記予備混練物Ａ生成ステップで生成された予備混練物Ａと、上記予備混練物Ｂ生成ステップで生成された予備混練物Ｂとを溶融混練することにより、合成樹脂中に、アパタイトＡが、予備混練物Ａ中のアパタイトＡの含有濃度よりも低い含有濃度で分散するとともに、アパタイトＢが、予備混練物Ｂ中のアパタイトＢの含有濃度よりも低い含有濃度で分散した混練物を生成する混練物生成ステップと、
上記混練物生成ステップで生成された混練物を溶剤中に溶解させることにより抗菌性塗料を生成する塗料生成ステップとを有することを特徴とする。
合成樹脂と、抗菌機能を有する金属原子を含むアパタイトＢとを、溶融混練することにより、アパタイトＢの粒子が溶融混練の過程で粒子どうしの衝突により粉砕されてなる予備混練物Ｂを生成する予備混練物Ｂ生成ステップと、
合成樹脂と、上記予備混練物Ａ生成ステップで生成された予備混練物Ａと、上記予備混練物Ｂ生成ステップで生成された予備混練物Ｂとを溶融混練することにより、合成樹脂中に、アパタイトＡが、予備混練物Ａ中のアパタイトＡの含有濃度よりも低い含有濃度で分散するとともに、アパタイトＢが、予備混練物Ｂ中のアパタイトＢの含有濃度よりも低い含有濃度で分散した混練物を生成する混練物生成ステップと、
上記混練物生成ステップで生成された混練物を溶剤中に溶解させることにより抗菌性塗料を生成する塗料生成ステップとを有することを特徴とする。
ここで、本発明の抗菌性塗料の第１の製造方法において、上記予備混練物Ａ生成ステップは、合成樹脂とアパタイトＡとの合計量に対するアパタイトＡの濃度を２０ｗｔ％以上５０ｗｔ％以下の範囲内に調整して、合成樹脂とアパタイトＡとを溶融混練するステップであることが好ましく、また、上記予備混練物Ａ生成ステップは、合成樹脂とアパタイトＡとを溶融混練することにより、合成樹脂中に、体積平均粒子径が０．１μｍ以上１．０μｍ以下のアパタイトＡが分散した予備混練物Ａを生成するステップであることが好ましい。
また、これと同様に、本発明の抗菌性塗料の第１の製造方法において、上記予備混練物Ｂ生成ステップは、合成樹脂とアパタイトＢとの合計量に対するアパタイトＢの濃度を２０ｗｔ％以上５０ｗｔ％以下の範囲内に調整して、合成樹脂とアパタイトＢとを溶融混練するステップであることが好ましく、また、上記予備混練物Ｂ生成ステップは、合成樹脂とアパタイトＢとを溶融混練することにより、合成樹脂中に、体積平均粒子径が０．１μｍ以上１．０μｍ以下のアパタイトＢが分散した予備混練物Ｂを生成するステップであることが好ましい。
また、本発明の抗菌性塗料の製造方法のうちの第２の製造方法は、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とを溶融混練することにより、アパタイトＡおよびアパタイトＢの粒子が溶融混練の過程で粒子どうしの衝突により粉砕されてなる予備混練物を生成する予備混練物生成ステップと、
合成樹脂と、上記予備混練物生成ステップで生成された予備混練物とを溶融混練することにより、合成樹脂中に、アパタイトＡおよびアパタイトＢのそれぞれが、上記予備混練物中のアパタイトＡおよびアパタイトＢの各含有濃度よりもそれぞれ低い含有濃度で分散した混練物を生成する混練物生成ステップと、
上記混練物生成ステップで生成された混練物を溶剤中に溶解させることにより抗菌性塗料を生成する塗料生成ステップとを有することを特徴とする。
合成樹脂と、上記予備混練物生成ステップで生成された予備混練物とを溶融混練することにより、合成樹脂中に、アパタイトＡおよびアパタイトＢのそれぞれが、上記予備混練物中のアパタイトＡおよびアパタイトＢの各含有濃度よりもそれぞれ低い含有濃度で分散した混練物を生成する混練物生成ステップと、
上記混練物生成ステップで生成された混練物を溶剤中に溶解させることにより抗菌性塗料を生成する塗料生成ステップとを有することを特徴とする。
ここで、本発明の抗菌性塗料の第２の製造方法において、上記予備混練物生成ステップは、合成樹脂とアパタイトＡとアパタイトＢとの合計量に対するアパタイトＡとアパタイトＢとの合計の濃度を２０ｗｔ％以上５０ｗｔ％以下の範囲内に調整して、合成樹脂とアパタイトＡとアパタイトＢとを溶融混練するステップであることが好ましく、また、上記予備混練物生成ステップは、合成樹脂とアパタイトＡとアパタイトＢとを溶融混練することにより、合成樹脂中に、体積平均粒径がいずれも０．１μｍ以上１．０μｍ以下のアパタイトＡとアパタイトＢが分散した予備混練物を生成するステップであることが好ましい。
さらに、本発明の電子機器筐体は、電子機器筐体本体と、上述した本発明の抗菌性塗料により電子機器筐体本体外面に形成された塗膜とを有することを特徴とする。
ここで、本発明の電子機器筐体において、上記塗膜が、３μｍ以上１２μｍ以下の厚みを有することが好ましい。
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とを含み、かつ、アパタイトＡおよびアパタイトＢのそれぞれの体積平均粒子径がいずれも０．１〜１．０μｍの塗料である。
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。
上記アパタイトＡの含有量は、抗菌性塗料の全重量に対して０．５重量％以上９．５重量％以下であることが好ましい。アパタイトＡの含有量が多ければ抗菌性は向上するが、９．５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、０．５重量％未満では抗菌性の発揮が困難となる。また、同様に上記アパタイトＢの含有量は、抗菌性塗料の全重量に対して０．５重量％以上９．５重量％以下であることが好ましい。アパタイトＢの含有量が多ければ抗菌性は向上するが、９．５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、０．５重量％未満では抗菌性の発揮が困難となる。
また、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の１次粒子径は０．１μｍ程度であるが、会合しやすいため、通常、５μｍ程度の状態で塗料の樹脂中に分散している。本発明では、塗料中に分散している状態でのアパタイトＡの体積平均粒子径を０．１〜１．０μｍにすることにより、塗装の透過性を高め外観性を向上するとともに、アパタイトＡの比表面積を拡大できることにより、光触媒効果を高めることができ、アパタイトＡの混合量の低減が可能となる。
アパタイトＡの体積平均粒子径が０．１μｍ以下では、１次粒子径以下となり、本来の光触媒機能がなくなる。また、アパタイトＡの体積平均粒子径が１．０μｍ以上になると、光透過性が低下し、外観性が損なわれる。このため、アパタイトＡの体積平均粒子径は０．１〜１．０μｍが好ましい。
また、アパタイトＢもアパタイトＡと同様に、体積平均粒子径を０．１〜１．０μｍにすることにより、塗装の透過性を高め外観性を向上するとともに、アパタイトＢの比表面積を拡大できることにより、抗菌効果を高めることができ、アパタイトＢの混合量の低減が可能となる。
アパタイトＢの体積平均粒子径が０．１μｍ以下では、１次粒子径以下となり、本来の抗菌機能がなくなる。また、アパタイトＢの体積平均粒子径が１．０μｍ以上になると、光透過性が低下し、外観性が損なわれる。
このため、アパタイトＢの体積平均粒子径は０．１〜１．０μｍが好ましい。
また、アパタイトＡとアパタイトＢを同時に体積平均粒子径を０．１〜１．０μｍにすることにより、塗装の透過性を高め外観性を向上するとともに、アパタイトＡとアパタイトＢの比表面積を拡大できることにより、光触媒効果と抗菌効果を高めることができ、アパタイトＡとアパタイトＢの混合量の低減が可能となる。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
次に、本発明の抗菌性塗料の製造方法について説明する。本発明の抗菌性塗料の製造方法は、上述した本発明の抗菌性塗料を実現するための方法である。
本発明の抗菌性塗料を実現するには、下記手法が有効であることを見いだした。具体的には下記の通りである。尚、ここではアパタイトＡを取り挙げて説明する。
本発明の光触媒効果と外観性の維持を実現するには、アパタイトＡの塗料中での分散粒子径を０．１〜１．０μｍが好ましい。しかし、アパタイトＡの１次粒子径は０．１μｍ程度と小さいが、会合しやすいため、通常、５μｍ程度の粒径の２次粒子の状態で存在している。
このため、通常の方法で塗料を製造すると、アパタイトＡは５μｍ程度の粒径の状態で塗料中に分散することになる。
このため、通常の方法で塗料を製造すると、アパタイトＡは５μｍ程度の粒径の状態で塗料中に分散することになる。
また、アパタイトＡを粉砕・分級することにより０．１〜１．０μｍの粒径に製造できるが、アパタイトＡは会合しやすいため、粉砕・分級した直後に用いる必要があり、取扱いが不便であった。
そこで、本発明者らは、アパタイトＡを予め塗料に用いる樹脂中に高濃度で混練し、分散させることにより、アパタイトＡの粒径を小さくでき、アパタイトＡ粒子の会合を防止できた。実際の塗料の混練時には、上記アパタイトＡが高濃度で分散した樹脂に上記アパタイトＡが所望の濃度になるように樹脂を追加することにより、樹脂中に分散しているアパタイトＡの平均粒子径が０．１〜１．０μｍとなるようにした。
また、アパタイトＡの粒径は混練時間とアパタイトＡの濃度に依存し、混練時間が長いほど、また、アパタイトＡ濃度が高いほどアパタイトＡの粒径は小さくなる傾向があった。
また、アパタイトＡ濃度が２０ｗｔ％以下では、アパタイトＡの量が少な過ぎるため、混練時にアパタイトＡ同士の衝突による粉砕が無くなるため、アパタイトＡを小粒径化して分散する効果がほとんど現れなくなり、また、逆に、アパタイトＡ濃度を５０ｗｔ％以上にするとバインダ樹脂の量が少なくバインダの役目が出来なくなるため、混練不可能になる。
以上、ここではアパタイトＡを取り挙げて説明したが、アパタイトＢについても同様であり、また、高濃度のアパタイトＡと高濃度のアパタイトＢの双方を同時に溶融混練する場合も同様である。
次に、本発明の電子機器筐体について説明する。本発明の電子機器筐体は、上述した本発明の抗菌性塗料を用いて塗装された電子機器筐体である。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電子機器筐体を提供できる。
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。
本発明の電子機器筐体には、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、本発明の電子機器筐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、本発明の抗菌性塗料が塗装されている。
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することができる。
また、本発明の抗菌性塗料の製造方法によれば、本発明の抗菌性塗料を容易に製造することができる。
さらに、本発明の電子機器筐体によれば、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電子機器筐体を提供できる。
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。
ここでは、先ず、体積平均粒径の求め方について説明する。
アパタイト含有の樹脂をエポキシ樹脂に包埋し、ミクロトーム（ＬＥＩＣＡ社製 ＵＬＴＲＡＣＵＴ ＵＣＴ）にてアパタイト含有の樹脂を約１００ｎｍに超薄切片化した測定サンプルを用意する。
これを電子顕微鏡（日立製作所社製 Ｈ−７６５０）を用いて加速電圧１００ｋＶにしてＴＥＭ写真を１０００００倍にて複数個撮影し、その画像情報を画像処理解析装置（王子製紙社製、ドットアナライザーＤＡ−５０００Ｓ）にて画像データに変換する。対象アパタイト粒子は粒径にして０．０１μｍ以上の粒径を有する粒子について無作為にサンプリングが３００回を超えるまで測定を繰り返し、体積平均粒径の分布を求める。
個々の粒子の粒径については、粒子投影画像について、８箇所の角度（０度、２２．５度、４５度、６７．５度、９０度、−２２．５度、−４５度、−６７．５度）の寸法を測定し、それらの寸法の平均をその粒子の粒径とする。
（実施例１）
合成樹脂として、スチレンアクリル樹脂（スチレン／メチルメタクリレート共重合体／数平均分子量３０００、重量平均分子量 ６００００、軟化温度：１１０℃、Ｔｇ：７０℃）７０重量部、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、２次粒子平均粒径：４μｍ）３０重量部とを、ヘンシェルミキサー（ＦＭ−７５型、三井三池化工機社製）に投入し、２０００ｒｐｍで１分間混合した。
合成樹脂として、スチレンアクリル樹脂（スチレン／メチルメタクリレート共重合体／数平均分子量３０００、重量平均分子量 ６００００、軟化温度：１１０℃、Ｔｇ：７０℃）７０重量部、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、２次粒子平均粒径：４μｍ）３０重量部とを、ヘンシェルミキサー（ＦＭ−７５型、三井三池化工機社製）に投入し、２０００ｒｐｍで１分間混合した。
その後、８５℃に加熱したニーダ（ＫＨ−３−Ｓ、井上製作所）を用い、３０分間溶融混練した予備混練物を冷却した後、ハンマーミルで粉砕し体積平均粒径で約３００μｍのアパタイトＡ含有のスチレンアクリル樹脂粒子（アパタイトＡ含有濃度：３０ｗｔ％）を得た。
次に、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、２次粒子平均粒径：４μｍ）を３０重量部と前記スチレンアクリル樹脂７０重量部をヘンシェルミキサー（ＦＭ−７５型、三井三池化工機社製）に投入し、２０００ｒｐｍで１分間混合した。
その後、８５℃に加熱したニーダ（ＫＨ−３−Ｓ、井上製作所）を用い、３０分間溶融混練した予備混練物を冷却した後、ハンマーミルで粉砕し体積平均粒径で約３００μｍのアパタイトＢ含有のスチレンアクリル樹脂粒子（アパタイトＢ含有濃度：３０ｗｔ％）を得た。
上記のアパタイトＡ含有のスチレンアクリル樹脂粒子１０重量部と上記のアパタイトＢ含有のスチレンアクリル樹脂粒子１０重量部とスチレンアクリル樹脂８０重量部をヘンシェルミキサー（ＦＭ−７５型、三井三池化工機社製）に投入し、２０００ｒｐｍで１分間混合した。
その後、８５℃に加熱したニーダ（ＫＨ−３−Ｓ、井上製作所）を用い、３０分間溶融混練した混練物を冷却した後、ハンマーミルで粉砕し体積平均粒径で約３００μｍのアパタイトＡとアパタイトＢ含有のスチレンアクリル樹脂粒子（アパタイトＡ含有濃度：３ｗｔ％、アパタイトＢ含有濃度：３ｗｔ％）を得た。
次に、前記アパタイトＡとアパタイトＢ含有のスチレンアクリル樹脂粒子２０重量部とトルエン８０重量部をペイントシェーカで２０分間振とうさせ、抗菌性塗料を得た。
（実施例２）
実施例１で用いたアパタイトＡと同じアパタイトＡを１５重量部と、実施例１で用いたアパタイトＢと同じアパタイトＢを１５重量部と、実施例１で用いたスチレンアクリル樹脂と同じスチレンアクリル樹脂７０重量部を、ヘンシェルミキサー（ＦＭ−７５型、三井三池化工機社製）に投入し、２０００ｒｐｍで１分間混合した。
実施例１で用いたアパタイトＡと同じアパタイトＡを１５重量部と、実施例１で用いたアパタイトＢと同じアパタイトＢを１５重量部と、実施例１で用いたスチレンアクリル樹脂と同じスチレンアクリル樹脂７０重量部を、ヘンシェルミキサー（ＦＭ−７５型、三井三池化工機社製）に投入し、２０００ｒｐｍで１分間混合した。
その後、８５℃に加熱したニーダ（ＫＨ−３−Ｓ、井上製作所）を用い、３０分間溶融混練した予備混練物を冷却した後、ハンマーミルで粉砕し体積平均粒径で約３００μｍのアパタイトＡとアパタイトＢ含有のスチレンアクリル樹脂粒子（アパタイトＡ含有濃度：１５ｗｔ％、アパタイトＢ含有濃度：１５ｗｔ％）を得た。
次に、上記のアパタイトＡとアパタイトＢ含有のスチレンアクリル樹脂粒子（上記の予備混練物）２０重量部と上記のスチレンアクリル樹脂８０重量部をヘンシェルミキサー（ＦＭ−７５型、三井三池化工機社製）に投入し、２０００ｒｐｍで１分間混合した。
その後、実施例１と同様に８５℃に加熱したニーダ（ＫＨ−３−Ｓ、井上製作所）を用い、３０分間溶融混練した混練物を冷却した後、ハンマーミルで粉砕し体積平均粒径で約３００μｍのアパタイトＡとアパタイトＢ含有のスチレンアクリル樹脂粒子（アパタイトＡ含有濃度：３ｗｔ％、アパタイトＢ含有濃度：３ｗｔ％）を得た。
次に、上記アパタイトＡとアパタイトＢ含有のスチレンアクリル樹脂粒子（上記の混練物）２０重量部とトルエン８０重量部をペイントシェーカで２０分間振とうさせ、抗菌性塗料を得た。
（実施例３）
実施例１で予備混練物を製造する際、アパタイトＡ、アパタイトＢの混練量を各５０重量部とし、実施例１で用いたスチレンアクリル樹脂５０重量部とし、溶融混練時間を１時間にした以外は、実施例１と同様に製造し、抗菌性塗料を得た。
実施例１で予備混練物を製造する際、アパタイトＡ、アパタイトＢの混練量を各５０重量部とし、実施例１で用いたスチレンアクリル樹脂５０重量部とし、溶融混練時間を１時間にした以外は、実施例１と同様に製造し、抗菌性塗料を得た。
（実施例４）
実施例１で予備混練物を製造する際、アパタイトＡ、アパタイトＢの混練量を各２０重量部とし、実施例１で用いたスチレンアクリル樹脂８０重量部とした以外は、実施例１と同様に製造し、抗菌性塗料を得た。
実施例１で予備混練物を製造する際、アパタイトＡ、アパタイトＢの混練量を各２０重量部とし、実施例１で用いたスチレンアクリル樹脂８０重量部とした以外は、実施例１と同様に製造し、抗菌性塗料を得た。
（実施例５）
実施例１で製造したアパタイトＡ含有の予備混練物とアパタイトＢ含有の予備混練物をそれぞれ１．６７重量部（アパタイトＡ：３０ｗｔ％×１．６７＝５．０１重量部）と実施例１で用いたスチレンアクリル樹脂９６．６６重量部とした以外は、実施例１と同様に製造し、抗菌性塗料を得た。
実施例１で製造したアパタイトＡ含有の予備混練物とアパタイトＢ含有の予備混練物をそれぞれ１．６７重量部（アパタイトＡ：３０ｗｔ％×１．６７＝５．０１重量部）と実施例１で用いたスチレンアクリル樹脂９６．６６重量部とした以外は、実施例１と同様に製造し、抗菌性塗料を得た。
（実施例６）
実施例１で製造したアパタイトＡ含有の予備混練物３１．６７重量部とアパタイトＢ含有の予備混練物を１．６７重量部と実施例１で用いたスチレンアクリル樹脂６６．６６重量部とした以外は、実施例１と同様に製造し、抗菌性塗料を得た。
実施例１で製造したアパタイトＡ含有の予備混練物３１．６７重量部とアパタイトＢ含有の予備混練物を１．６７重量部と実施例１で用いたスチレンアクリル樹脂６６．６６重量部とした以外は、実施例１と同様に製造し、抗菌性塗料を得た。
（実施例７）
実施例１で製造したアパタイトＡ含有の予備混練物１．６７重量部とアパタイトＢ含有の予備混練物を３１．６７重量部と実施例１で用いたスチレンアクリル樹脂６６．６６重量部とした以外は、実施例１と同様に製造し、抗菌性塗料を得た。
実施例１で製造したアパタイトＡ含有の予備混練物１．６７重量部とアパタイトＢ含有の予備混練物を３１．６７重量部と実施例１で用いたスチレンアクリル樹脂６６．６６重量部とした以外は、実施例１と同様に製造し、抗菌性塗料を得た。
（比較例１）
実施例１で用いたアパタイトＡ３重量部と実施例１で用いたアパタイトＢ３重量部と実施例１で用いたスチレンアクリル樹脂９４重量部をヘンシェルミキサー（ＦＭ−７５型、三井三池化工機社製）に投入し、２０００ｒｐｍで１分間混合した。その後、実施例１と同様に抗菌性塗料を得た。
実施例１で用いたアパタイトＡ３重量部と実施例１で用いたアパタイトＢ３重量部と実施例１で用いたスチレンアクリル樹脂９４重量部をヘンシェルミキサー（ＦＭ−７５型、三井三池化工機社製）に投入し、２０００ｒｐｍで１分間混合した。その後、実施例１と同様に抗菌性塗料を得た。
（比較例２）
実施例１で、アパタイトＡとアパタイトＢをそれぞれ予備混練する際、それぞれの混練時間を２時間ずつにした以外は、実施例１と同様に製造し、抗菌性塗料を得た。
実施例１で、アパタイトＡとアパタイトＢをそれぞれ予備混練する際、それぞれの混練時間を２時間ずつにした以外は、実施例１と同様に製造し、抗菌性塗料を得た。
（比較例３）
実施例１で、アパタイトＡとアパタイトＢをそれぞれ予備混練する際、それぞれの混練時間を１０分ずつにした以外は、実施例１と同様に製造し、抗菌性塗料を得た。
実施例１で、アパタイトＡとアパタイトＢをそれぞれ予備混練する際、それぞれの混練時間を１０分ずつにした以外は、実施例１と同様に製造し、抗菌性塗料を得た。
（比較例４）
実施例１で予備混練物を製造する際、アパタイトＡ、アパタイトＢの混練量を各１５重量部とし、実施例１で用いたスチレンアクリル樹脂８５重量部とした以外は、実施例１と同様に製造し、抗菌性塗料を得た。
実施例１で予備混練物を製造する際、アパタイトＡ、アパタイトＢの混練量を各１５重量部とし、実施例１で用いたスチレンアクリル樹脂８５重量部とした以外は、実施例１と同様に製造し、抗菌性塗料を得た。
（比較例５）
実施例１で予備混練物を製造する際、アパタイトＡ、アパタイトＢの混練量を各５５重量部とし、実施例１で用いたスチレンアクリル樹脂４５重量部とした以外は、実施例１と同様に予備混練したが、樹脂量が少ないため、予備混練物を製造できなかった。
実施例１で予備混練物を製造する際、アパタイトＡ、アパタイトＢの混練量を各５５重量部とし、実施例１で用いたスチレンアクリル樹脂４５重量部とした以外は、実施例１と同様に予備混練したが、樹脂量が少ないため、予備混練物を製造できなかった。
（比較例６）
実施例１で製造したアパタイトＡ含有の予備混練物０．６７重量部（最終的なアパタイトＡ濃度：０．２ｗｔ％）とアパタイトＢ含有の予備混練物１．６７重量部（最終的なアパタイトＢ濃度０．５ｗｔ％）と実施例１で用いたスチレンアクリル樹脂９７．６６重量部とした以外は、実施例１と同様に製造し、抗菌性塗料を得た。
実施例１で製造したアパタイトＡ含有の予備混練物０．６７重量部（最終的なアパタイトＡ濃度：０．２ｗｔ％）とアパタイトＢ含有の予備混練物１．６７重量部（最終的なアパタイトＢ濃度０．５ｗｔ％）と実施例１で用いたスチレンアクリル樹脂９７．６６重量部とした以外は、実施例１と同様に製造し、抗菌性塗料を得た。
（比較例７）
実施例１で製造したアパタイトＡ含有の予備混練物１．６７重量部（最終的なアパタイトＡ濃度：０．５ｗｔ％）とアパタイトＢ含有の予備混練物０．６７重量部（最終的なアパタイトＢ濃度０．２ｗｔ％）と実施例１で用いたスチレンアクリル樹脂９７．６６重量部とした以外は、実施例１と同様に製造し、抗菌性塗料を得た。
実施例１で製造したアパタイトＡ含有の予備混練物１．６７重量部（最終的なアパタイトＡ濃度：０．５ｗｔ％）とアパタイトＢ含有の予備混練物０．６７重量部（最終的なアパタイトＢ濃度０．２ｗｔ％）と実施例１で用いたスチレンアクリル樹脂９７．６６重量部とした以外は、実施例１と同様に製造し、抗菌性塗料を得た。
（比較例８）
実施例１において、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と同様に製造し、抗菌性塗料を得た。
実施例１において、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と同様に製造し、抗菌性塗料を得た。
＜抗菌性の評価＞
実施例１〜７及び比較例１〜８（比較例５を除く）の抗菌性塗料を、マグネシウム合金製の試験片（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。
実施例１〜７及び比較例１〜８（比較例５を除く）の抗菌性塗料を、マグネシウム合金製の試験片（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。
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。
＜外観性の評価＞
実施例１〜７及び比較例１〜８（比較例５を除く）の抗菌性塗料を、ガラス試験片（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。
＜外観性の評価＞
実施例１〜７及び比較例１〜８（比較例５を除く）の抗菌性塗料を、ガラス試験片（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。
塗液乾燥後、試験片の透過率を分光光度計により測定した。
＜樹脂中のアパタイト粒子径の評価＞
実施例１〜７及び比較例１〜８（比較例５を除く）の抗菌性塗料を、ガラス試験片（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。
実施例１〜７及び比較例１〜８（比較例５を除く）の抗菌性塗料を、ガラス試験片（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。
塗液乾燥後、顕微鏡により、画像解析を行い、アパタイトの粒径分布を求めた。
以上の各種実施例および各種比較例で得られた抗菌性塗料の評価結果を表１に示す。
表１から、実施例１〜７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。
一方、比較例８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８ではアパタイト銀を使用しなかったからである。
また、外観性の結果を見ると、アパタイトＡの粒子径を１．２μｍ以上にすると充分な外観性が得られないことがわかった。さらに、アパタイトＢについても粒子径を小さくすると外観性が向上できることが確認できた。
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。
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。
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。
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。
Claims (8)
- 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とを含む抗菌性塗料であって、
前記アパタイトＡの体積平均粒子径が０．１μｍ以上１．０μｍ以下であり、かつ、前記アパタイトＢの体積平均粒子径が０．１μｍ以上１．０μｍ以下であることを特徴とする抗菌性塗料。 - 前記アパタイトＡの含有量が、当該抗菌性塗料の全重量に対して０．５重量％以上９．５重量％以下であることを特徴とする請求項１に記載の抗菌性塗料。
- 前記アパタイトＢの含有量が、当該抗菌性塗料の全重量に対して０．５重量％以上９．５重量％以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の抗菌性塗料。
- 前記アパタイトＡと前記アパタイトＢの合計含有量が、当該抗菌性塗料の全重量に対して１．０重量％以上１０．０重量％以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の抗菌性塗料。
- 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で置換されているカルシウム・チタンハイドロキシアパタイトであり、及び／又は、
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Ｃａ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であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の抗菌性塗料。 - 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とを溶融混練し、予備混練物Ａを生成する予備混練物Ａ生成ステップと、
樹脂と、抗菌機能を有する金属原子を含むアパタイトＢとを、溶融混練し、予備混練物Ｂを生成する予備混練物Ｂ生成ステップと、
樹脂と、前記予備混練物Ａ生成ステップで生成された予備混練物Ａと、前記予備混練物Ｂ生成ステップで生成された予備混練物Ｂとを溶融混練し、合成樹脂中に、前記アパタイトＡが、前記予備混練物Ａ中の該アパタイトＡの含有濃度よりも低い含有濃度で分散するとともに、前記アパタイトＢが、前記予備混練物Ｂ中の該アパタイトＢの含有濃度よりも低い含有濃度で分散した混練物を生成する混練物生成ステップと、
前記混練物生成ステップで生成された混練物を溶剤中に溶解させることにより抗菌性塗料を生成する塗料生成ステップとを有することを特徴とする抗菌性塗料の製造方法。
- 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とを溶融混練し、予備混練物を生成する予備混練物生成ステップと、
樹脂と、前記予備混練物生成ステップで生成された予備混練物とを溶融混練し、樹脂中に、前記アパタイトＡおよび前記アパタイトＢのそれぞれが、前記予備混練物中の該アパタイトＡおよび該アパタイトＢの各含有濃度よりもそれぞれ低い含有濃度で分散した混練物を生成する混練物生成ステップと、
前記混練物生成ステップで生成された混練物を溶剤中に溶解させることにより抗菌性塗料を生成する塗料生成ステップとを有することを特徴とする抗菌性塗料の製造方法。 - 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とを有し、
前記アパタイトＡの体積平均粒子径が０．１μｍ以上１．０μｍ以下であり、かつ、前記アパタイトＢの体積平均粒子径が０．１μｍ以上１．０μｍ以下である抗菌性塗料によって加飾されたことを特徴とする電子機器筐体。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013192996A (ja) * | 2012-03-16 | 2013-09-30 | Fujitsu Ltd | 光触媒、及び光触媒の製造方法 |
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