JP2014512288A - 抗菌性エナメルで被覆された光学的コミュニケーションパネル - Google Patents
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Abstract
コミュニケーションパネルの記載する側の面にエナメル被覆を備え、該エナメル被覆にセラミック材料から成る複数の点のパターン又は無地の領域を施し、該セラミック材料は、抗菌性の金属、金属酸化物、金属塩を含有し且つそのセラミック材料が５００℃を超える温度で前記エナメル被覆中に焼きなまし処理された、光学的コミュニケーションボード。
【選択図】図２
【選択図】図２
Description
本発明は、エナメルで被覆した双方向性（又はそれ以外）の光学的コミュニケーションパネル、すなわち、例えば、消去性のフェルトペンを用いて書くことが出来るホワイトボード、又はチョークを用いて書くことが出来る色付きの黒板等に関するものである。
オフィス又は教室に備えられたコミュニケーションボードは毎日多くの人々によって用いられるため、例えば接触又は咳による汚染の結果として、前記コミュニケーションボードが微生物を伝播させる潜在的リスクを負い、微生物の感染媒体として働くことになる。
そのようなボードの使用者は、教室又はオフィスで抗菌性の製品の使用を制限するため、抗菌作用を有するボードに関心がある。
一般的に、抗菌剤又は抗菌被覆は抗菌作用のある特定の作用物質を加えることによって得られる。
抗菌性のある有機物質は、エナメル被覆のボードの製造過程の温度に対して抵抗力がない。
（Ａｇ，Ｃｕ，Ａｕ，Ｚｎのような）金属、又はＺｎＯ，ＣａＯ若しくはＭｇＯのような金属酸化物、又はＡｇＮＯ３のような金属塩などの、抗菌性を備えた無機物質は実際に温度に対する抵抗力がある。
いくつかの金属の場合、その活動的な構成要素は実際に金属イオン（Ａｇ+，Ｃｕ2+，Ｚｎ2+等）である。このことは、金属がイオンを形成するために水分と酸素がなければならないことを意味する。
ＺｎＯ等の金属酸化物の抗菌作用は、細胞の壁を突き抜けて細菌を殺すことが出来るＨ２Ｏ２，Ｏ・（酸素ラジカル）及びＯＨ−の形成に起因する。
最も普及している無機添加物質はＡｇとＣｕであり、それらは、ナノ粒子として、酸化金属の粒子として、金属塩又はより一層複雑な形で添加することが出来、また、沸石若しくは粘土等のイオン交換担体にイオンとして直接、様々な形で添加することも出来る。
銀又は銀を主成分とする被覆を有する材料については、例えば病院の壁の塗装についての銀を含んだ塗装（Bioni Nature）など、すでに多くの例がある。
ラッカー塗の鋼鉄で出来た抗菌性の筆記ボードは、Environmental Hygiene Products社から入手することが出来るものであるが、それは、その表面との接触によって大腸菌及びその他の有機物をまき散らす可能性のある病院その他の場所で用いられることを意図しているものである（Hospital Bulletin, 2010年1月号6ページの「Antimicrobial whiteboard」参照）。
ＥＰ１５８０１７２（２００５年）公報には、ＡＧ２Ｏの含有量が５％までの抗菌性のリン酸ガラスについて記載している。
ＤＥ１０２００６０２６０３３（２００７年）公報には、銀を豊富に含有したガラス及びガラスセラミックの表面を実現するための方法について記載している。溶解したガラスにおける銀の濃度は、沈殿を避けるために銀塩の０．１重量％に制限される。銀を豊富に含有した表面を実現するための別の方法として、イオン交換及びイオン注入が記載されている。
０．１％〜１０％濃度のＣｕＯを、銀を含有した抗菌ガラスに加えることによって抗菌作用の相乗効果が得られる。（2008年発行の Journal of non-crystalline solids 354、１３４１ページ〜１３４５ページの「Synthesis and characterization of bioactive and antibacterial glass」参照）。
Ying Xu 氏らは、０．５％〜３．０％濃度のＡｇ２Ｏを加えることによって実現した、ほうけい酸ガラスとその抗菌特性について記載している（2008年発行のJournal of non-crystalline solids 354, 1341ページ〜1345ページの「Study on the preparation and properties of silver-doped borosilicate antibacterial glass」参照）。
抗菌性のガラスについては多くの中国特許（例えば、ＣＮ １０１５８０３４２）や日本特許にも記載されていて、それらにおいてはＡｇ２Ｏ３の含有量は１％〜５％である。
エナメルは、色彩効果を実現するために、例えば、ほうけい酸ガラスと、金属イオン又は金属酸化物の沈殿物から成っている。
抗菌性のエナメルについては、さらに次のような文献にも記載されている。
米国特許第６３０３１８３号（２００１年登録）に記載された抗菌性の琺瑯には、好ましいことに金属銀が０．１〜３％の濃度で使用されているが、亜鉛又は銅も使用されている。
銀を含有したエナメルの抗菌効果はVoss氏らによって明確に実証された（２００５年５月１５日〜１９日にイスタンブールで行われた会合「20th International Enamellers Congress」で発表された論文「Evaluation of bacterial growth on various materials」）。
ＷＯ ２００６／１３３０７５公報には、鋼鉄の基板のための抗菌特性を備えた、費用効果性があって実用的な耐酸性の琺瑯について記載している。該琺瑯は、耐酸性などの他の重要な特性を失うことなく、十分な抗菌特性を有する亜鉛その他の組成物の最適量を含有している。
ＷＯ ２００６／０８８４６８公報には、多くのエナメル被覆製品に抗菌特性を与えるための、抗菌性の、ホウ酸亜鉛を含んだエナメル釉の組成物が記載されている。
さらに最近では、Luca Pignatti氏らの研究論文において、別のタイプのエナメル組成物にＡｇ２Ｏ、ＣｕＯ及びＺｎＯを加えることが記載されている（２００８年５月１８日〜２２日に上海で行われた会合「21st International enamellers Congress」で発表された論文「Definition of a new range of porcelain enamels with antibacterial characteristics and the method of the antibacterial power control」）。
学校やオフィス用のエナメル被覆されたコミュニケーションボードは、たとえ抗菌作用を発揮するとしても、常に、最新式のボードで求められる持続可能性、消去性、及び耐酸性や耐変色性の必要条件を満たさなければならない。
さらに詳しく述べるならば、双方向性のボードの場合は、長期間の使用を経た後であっても、読み取り装置が伝言板に書かれた情報を位置決めして電子的に再生できるように、位置コーディングパターンは依然として光学的に読み取り可能でなければならない。
そのような双方向性のコミュニケーションパネルとそれに付随する読み取り装置はＷＯ ０１／１６８７２公報に詳細に記載されており、その内容を参考にしたうえで本願の明細書の記載にも取り入れている。
ＷＯ２００９／００００５３公報には、エナメル被覆の鋼鉄製の双方向性のコミュニケーションボードが記載されていて、そこには、該エナメル被覆にセラミック材料で印刷を施したうえ５００℃を超える温度で焼なますことによって、該位置コーディングパターンが付けられている。
それ故、抗菌性のコミュニケーションパネルを実現するために、本発明は、コミュニケーションパネルの記載する側の面にエナメル被覆を備え、該エナメル被覆面に、セラミック材料から成るパターン又は無地の領域を施し、該セラミック材料は、とりわけ、沸石又は粘土等のイオン交換体又は支持体に直接被覆された金属、金属酸化物、金属塩又は金属イオン等の抗菌性の殺菌剤を含有し且つそのセラミック材料が５００℃を超える温度で前記エナメル被覆面に焼きなまし処理された、光学的コミュニケーションパネルに関するものである。
そのコミュニケーションパネルの有利な点は、その記載側の面が、コミュニケーションボードとしての使用に有益な種々の特性に有害な影響を与えることなく、抗菌作用を呈することである。
そのようなセラミックボードの高い耐ひっかき性と耐摩耗性、並びに優れた消去性、十分な耐酸性や耐変色性は、多くの回数に亘る使用後においても保たれるのである。
抗菌作用は、前記ボードの寿命がある間、抗菌性の金属イオンの源であり続ける耐摩耗性のパターンによって保障される。
一つの望ましい実施例においては、前記パターンを、双方向の伝言板についての光学的に読み取り可能な位置コーディングパターンとする。
そのようなパターンの有利な点は、情報を該ボードに電子的に記録することを可能にして該ボードが双方向のボードとして使用できるように、読み取り装置によって該ボードを使用することができ、さらに、該ボードの使用者の衛生面での保護のための抗菌性の表面を備えていることである。
前記パターンが施されたセラミック材料は、沸石又は粘土等のイオン交換体又は支持体に直接被覆された金属、金属酸化物、金属塩又は金属イオン等の抗菌性の殺菌剤を含有しているのが望ましい。
銀化合物の有利な点は、常に低用量で抗菌作用を生じさせ、該パターンのセラミック材料における銀の料はほんの１０重量％を要するのみであり、０．１重量％でもすでに抗菌作用が認められる。
スクリーン印刷によって位置コーディングパターンを印刷するために用いられるセラミックペーストは、例えば、次のように構成することが出来る。
１）３０〜７０重量部を占める色なしの有機印刷用の印刷媒体。これらの媒体は、前記ペーストの焼きなましの間に完全に蒸発する。
２）３０〜７０重量部を占めるほうけい酸ガラスの構成：ナトリウム １９．９％；アルミニウム ０．９％；シリコン ３２．８％；硫黄 １．５１％；カリウム １６．５％；バリウム ５．７％；チタニウム ２２．２％；銅 ０．９％。
３）５〜２０重量部を占めるセラミック顔料の構成：アルミニウム １．１％；シリコン ８．４％；硫黄 ０．６％；クロム ３０．９％；マンガン ４．３％；鉄 ２８．２％；沸石又は粘土等のイオン交換体又は支持体にコーティングされた銀、銀酸化物、銀塩又は銀イオン １０％。
１）３０〜７０重量部を占める色なしの有機印刷用の印刷媒体。これらの媒体は、前記ペーストの焼きなましの間に完全に蒸発する。
２）３０〜７０重量部を占めるほうけい酸ガラスの構成：ナトリウム １９．９％；アルミニウム ０．９％；シリコン ３２．８％；硫黄 １．５１％；カリウム １６．５％；バリウム ５．７％；チタニウム ２２．２％；銅 ０．９％。
３）５〜２０重量部を占めるセラミック顔料の構成：アルミニウム １．１％；シリコン ８．４％；硫黄 ０．６％；クロム ３０．９％；マンガン ４．３％；鉄 ２８．２％；沸石又は粘土等のイオン交換体又は支持体にコーティングされた銀、銀酸化物、銀塩又は銀イオン １０％。
点線によるパターンについて使用されるセラミックペーストは、前記読み取り装置の光源からの光を吸収して、該パターンの光学的検知を向上させるものである。
さらに詳しく述べると、ここで用いられるセラミックペーストは８００〜９５０ｎｍの赤外線を吸収する。
本発明の特徴をより良く示すために、本発明による、エナメル被覆された双方向式の光学的コミュニケーションボードの望ましい実施例を、添付図面に言及しながら、いかなる限定をすることもなく、一例として、これ以降に説明する。
図１に示した光学的コミュニケーションパネル１は、主として、この場合には厚さ０．３５ｍｍの鋼鉄のプレート２から成り、該プレート２の前面３には、この場合には厚さ０．１０ｍｍの本質的に白いエナメル被覆が施されている。
前記前面３すなわち前記コミュニケーションパネル１の記載面は１つのパターン５を備えている。
該パターン５は、ここでは複数の小さな黒点６の整然としたパターンから成り、それらの黒点は、実際には該コミュニケーションパネル１の前面３の全表面に亘って施されていて、その詳細は図２において拡大した形で示されている。
複数の点の整然としたパターンの代わりに、ＷＯ０１／１６８７２公報に記載のようなパターンによる、位置コーディングパターンにすることも可能である。その公報を参照し、関連箇所の記載を本願の明細書の記載に取り入れた。
それは、要するに、図３に示したように、前記コミュニケーションパネル１の記載面３には、実際にはそこに存在しない点線で示した仮想ラスターがあるということである。該ラスターのどの仮想交点の近くにも点７が存在するが、それらの位置は、該仮想交点８のやや上方向であったり、左側であったり、右側であったり、或いは下方向であったりする。
ここでは、交点８同士の距離は０．３ｍｍであり、点７の直径は１００ｐｍであり、そして仮想交点に対する変位は５０μｍである。
前記コミュニケーションパネル１の大きさや、望ましい位置決め分解能に応じて、例えば、４×４個すなわち１６個の点７、或いは６×６個すなわち３６個の点７があれば位置を識別するのに十分である。
図４において一つの例として示した位置コーディングパターン９においては、仮想交点８について４×４個の点７の変位の登録をすれば、各位置を識別するのに十分である。
図５には、コミュニケーションパネル１の断面が拡大した形で示されている。ここでは、鋼鉄製プレート２が示され、その前面と後面には本質的に白い着色被膜が施されている。
該エナメル被膜４の表面には複数の点７を有するパターン５が施されていて、そこでは沸石又は粘土等のイオン交換体又は支持体に直接被覆された金属、金属酸化物、金属塩又は金属イオン等の抗菌性の殺菌剤による処理がなされている。
本発明による光学的コミュニケーションパネルを実現するする方法は、例えば、エナメル被覆４が少なくとも前面３に施された鋼鉄製プレート２を用意し、それを８２０℃で焼き付けるものである。
この方法は、例えば連続工程で行うことができ、このようにして得られた着色シートは、後で加工処理するために巻き上げておいても良いし、或いは、直ちに、コミュニケーションパネル１の基礎を形成するためのプレートを幾つも作るために切断しておいても良い。
上記のパターンはスクリーン印刷によって施され、該スクリーンは、幾つもの点７が必要とされる箇所で、ゴム雑巾からの圧力下のスクリーン印刷ペーストを選択的に通す。該スクリーン印刷ペーストは、沸石又は粘土等のイオン交換体又は支持体の直接被覆された金属、金属酸化物、金属塩又は金属イオン等の抗菌性の殺菌剤を含有している。
前記スクリーン印刷ペーストの複数の点は、エナメル粒子、すなわち抗菌成分を含有していて、望ましい顔料の場合においては、単一又は複数から成る第1の層が焼なまされる温度、例えば７４０℃よりも低い温度で焼なますのである。
この技術には、スクリーン印刷技術による十分な正確さでパターン５を施すことが出来るという長所がある。
該パターン５が位置コーディングパターン９の場合には、より高度の正確さが望まれ、ＷＯ０１／１６８７２公報に記載されているように、複数の点を施すのに写真技術を用いることが出来る。
本発明によるパターン5を施すための別の方法についての記載が、抗菌性の複数の点によるパターンを施すのに用いることが出来る他の方法を排除するものではないことは明らかであり、エナメル又はエナメルを含有したインク又はトナーを、デジタル技術若しくは転写技術又はその他の技術によって、或いはデカルコマニーのようなその他の転写技術によって、前記コミュニケーションボードのエナメル表面に施される。
前記コミュニケーションボードの表面の望ましい特性が保たれる限り、該パターンを形成する複数の点を任意の形にしたり、或いはそれらの点が互いに接触するようにするとより実用的になるのであれば、そのようにしてよいことは言うまでもない。
例えば、前記の複数の点によって縞模様を生じさせるようにしてもよいし、或いは無地の領域が生じるようにしてもよい。
該無地の領域は、抗菌材料が一つの連続層として施される浸し塗り、スプレー塗装、ロール塗り等の連続印刷システムによって施すことも可能である。
もし前記パターンが、より暗い点として一般的に上記のように示される位置コーディングパターンである場合には、それらの点には光を吸収する成分又は光を余分に反射する成分が含まれるようにしてもよい。
そのような実施例は、チョーク等で書きつける色付きの黒板の場合に、及び／又は位置コーディングパターンを検知するために用いる光源が赤外線を放射する場合に、特に有益である。
そのパターンの抗菌特性を確証するためには、それを測定しなければならない。
表面の抗菌特性は普通はいわゆる接触法によって測定する。この手順は「ＩＳＯ ２２１９６：２００７」に記載されていて、工業上の国際的な基準になっている。
この方法においては、測定すべき表面に一つの細菌培養液を塗る。一定の時間後、該培養液をすすぎ流し、その液体の一部を寒天培地に塗る。同じ手順を一つの基準表面上で繰り返す。
一定の時間の後、該寒天の表面の細菌の増殖レベルを測定し、テストサンプルの細菌増殖率を基準サンプルの細菌増殖率と比較する。これによって、これら２つの間の比率が、テスト表面の抗菌特性の測定値となる。
この方法は、大腸菌株又はその他の微生物に適用される。
抗菌作用は、抗菌処理がされていない表面の細菌の数と、抗菌処理がされた同表面の細菌の数との、比率の対数を表す数値によって示される。もし、この数値が例えば６であるとすると、抗菌活動の働きによって、測定時には、１００万個の細菌のうち１個だけしか残っていないことを意味する。
下記の実験において、ポリビジョン（出願人）の標準的なエナメル板に、３％のＡｇ２Ｏ、５％のＡｇ２Ｏ又は３％のＡｇＮＯ３を抗菌剤として添加したスクリーン印刷媒体を、スクリーン印刷することによって、一つのパターンを施したものである。
抗菌活動の測定値を表１に示す。
表１：エナメル被覆のコミュニケーションボードの表面に印刷した後の、スクリーン印刷媒体中の抗菌添加剤の抗菌活動を対数のスケール上で比較したもの。
スクリーン印刷媒体への銀化合物の添加が、測定可能な抗菌活動をもたらしうることは明らかである。
本発明は、その明細書や図面に一例として示した実施例に限定されるものでは決してなく、そのような抗菌性の金属又は金属酸化物を備えた伝言板は、本発明の範囲から離れることなく、あらゆる種類のバリエーションで実現することが可能である。
Claims (11)
- コミュニケーションパネルの記載する側の面にエナメル被覆を備え、該エナメル被覆面に、セラミック材料から成る複数の点のパターン又は無地の領域を施し、該セラミック材料は、とりわけ、沸石又は粘土等のイオン交換体又は支持体に直接被覆された金属、金属酸化物、金属塩又は金属イオン等の抗菌性の殺菌剤を含有し且つそのセラミック材料が５００℃を超える温度で前記エナメル被覆面に焼きなまし処理された、光学的コミュニケーションボード。
- 前記パターンが双方向のコミュニケーションボード用の光学的に読み取り可能な位置コーディングパターンであること、を特徴とする請求項１に記載の光学的コミュニケーションボード。
- 沸石若しくは粘土、銀、銀酸化物、硝酸銀又は銀イオン等のイオン交換体又は支持体に直接被覆された金属、金属酸化物、金属塩又は金属イオンを含有すること、を特徴とする請求項１又は２に記載の光学的コミュニケーションボード。
- 前記パターンのセラミック材料における銀、銀酸化物、銀塩又は銀イオンの含有量が０．１〜１０重量％であること、を特徴とする請求項１又は２に記載の光学的コミュニケーションボード。
- 前記パターンを構成する複数の点が任意形状を形成しうるか、又はそれらの点が互いに接触しうること、を特徴とする請求項１又は２に記載の光学的コミュニケーションボード。
- 被覆技術又は印刷技術によって、前記コミュニケーションボードに、インク又は被覆剤を無地の領域として塗ることが出来るように、該インク又は被覆材に抗菌性のセラミック材を細かく分布させて混合し、抗菌材料を有する前記の複数の点を該無地の領域において任意に分布させたこと、を特徴とする請求項１に記載の光学的コミュニケーションボード。
- 前記ボードが、ＩＳＯ標準２２１９６：２００７によって測定される抗菌作用を呈し、それによって表面の細菌の数が、表面の抗菌作用（対数目盛上では２の抗菌作用）によって２４時間以内に少なくとも９９％減少すること、を特徴とする請求項１又は３に記載の光学的コミュニケーションボード。
- 前記複数の点が、光を吸収する成分又は光を余分に反射する成分を含有しうること、を特徴とする請求項１又は２に記載の光学的コミュニケーションボード。
- 前記印刷技術としては、スクリーン印刷若しくは密着焼き付け、インクジェット、トナー転写若しくはフレキソ印刷等のデジタル印刷技術、又はデカルコマニー等のその他の転写技術のように、或るパターンの形のセラミック形成媒体を塗ることが出来るものであればいかなる印刷技術をも用いうること、を特徴とする請求項１又は２に記載の光学的コミュニケーションボード（１）を製造する方法。
- 無地の領域の形の抗菌成分を備えた被覆又はインク又は組成物を転写することによって、無地の領域を前記コミュニケーションボードの表面に塗ること、を特徴とする請求項１に記載の光学的コミュニケーションボード（１）を製造する方法。
- 印刷技術によって塗られたパターン（６）を、前記コミュニケーションボードのエナメル被覆表面で、最低でも５００℃の温度で焼なますこと、を特徴とする請求項５に記載の
光学的コミュニケーションボード（１）を製造する方法。
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