JP2015189196A - 抗菌層付き基材、抗菌シート、放射線撮影装置、タッチパネル - Google Patents
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Abstract
Description
例えば、医療現場で使われる医療装置は、複数の患者と連続的に接触するものが多い。また、タッチパネルの表面は不特定多数の操作者が直接指で触れるため、その表面に細菌等が繁殖していると病気に感染する恐れがある。そこで、各種装置の表面に抗菌層を設けることにより、細菌の増殖や、病気の感染のリスクを低減することが可能となる。
このような技術としては、例えば、特許文献1においては、銀を含有するリン酸複塩からなる抗菌剤を含む耐擦傷性皮膜と基材とからなる前面板が開示されている。
また、抗菌層を有する基材は照明光や外光に長時間曝されるが、その際に抗菌層が変色しないことが求められる。例えば、タッチパネル表面の抗菌層が変色してしまうと、タッチパネルの視認性が低下するおそれがある。
つまり、耐光性に優れると共に、短時間で抗菌作用を示す抗菌層が求められている。
本発明者らは、特許文献1に記載の抗菌層付き基材について検討を行ったところ、上記要件を十分に満たすものではなく、さらなる改良が必要であった。
また、本発明は、抗菌シート、並びに、上記抗菌層付き基材を備える放射線撮影装置およびタッチパネルを提供することも目的とする。
抗菌層が、銀を含む抗菌剤を少なくとも1種含み、
後述する抽出試験で測定される単位面積当たりの銀イオン量が15〜50ng/cm2である、抗菌層付き基材。
(2) 抗菌層の表面の水接触角が40°以下である、(1)に記載の抗菌層付き基材。
(3) 抗菌剤が、担体と、担体上に担持された銀とを含む銀担持担体である、(1)または(2)に記載の抗菌層付き基材。
(4) 抗菌層が親水性基を有するポリマーを含む、(1)〜(3)のいずれかに記載の抗菌層付き基材。
(5) 親水性基がポリオキシアルキレン基を含む、(4)に記載の抗菌層付き基材。
(6) 抗菌層が、親水性基を有するモノマー、および、銀を含む抗菌剤を少なくとも有する硬化性組成物に硬化処理を施して形成される、(1)〜(4)のいずれかに記載の抗菌層付き基材。
(7) 親水性基を有するモノマー中の親水性基が、ポリオキシアルキレン基を含む、(6)に記載の抗菌層付き基材。
(8) (1)〜(7)のいずれかに記載の抗菌層付き基材を表面に有する、放射線撮影装置。
(9) (1)〜(7)のいずれかに記載の抗菌層付き基材を表面に有する、タッチパネル。
(10) 抗菌剤を含む抗菌シートであって、
抗菌剤が、銀を含む抗菌剤を少なくとも1種含み、
後述する抽出試験で測定される単位面積当たりの銀イオン量が15〜50ng/cm2である、抗菌シート。
(11) 表面の水接触角が40°以下である、(10)に記載の抗菌シート。
(12) 抗菌剤が、担体と、担体上に担持された銀とを含む銀担持担体である、(10)または(11)に記載の抗菌シート。
(13) さらに、親水性基を有するポリマーを含む、(10)〜(12)のいずれかに記載の抗菌シート。
(14) 親水性基がポリオキシアルキレン基を含む、(13)に記載の抗菌シート。
(15) 親水性基を有するモノマー、および、銀を含む抗菌剤を少なくとも有する硬化性組成物に硬化処理を施して形成される、(10)〜(14)のいずれかに記載の抗菌シート。
(16) 親水性基を有するモノマー中の親水性基が、ポリオキシアルキレン基を含む、(15)に記載の抗菌シート。
また、本発明によれば、抗菌シート、並びに、上記抗菌層付き基材を備える放射線撮影装置およびタッチパネルを提供することもできる。
なお、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
以下では、まず、本発明の抗菌層付き基材について詳述する。
以下、各部材について詳述する。
基材は、抗菌層を支持する役割を果たし、その種類は特に制限されない。また、基材は、後述するように各種装置の一部(例えば、前面板)を構成するものであってもよい。
基材の形状は特に制限されないが、板状、フィルム状、シート状、チューブ状、繊維状、粒子状などが挙げられる。また、後述する抗菌層が配置される基材表面は、平坦面でも、凹面でも、凸面でもよい。
基材を構成する材料は特に制限されず、例えば、金属、ガラス、セラミックス、プラスチック(樹脂)などが挙げられる。なかでも、取り扱い性の点から、プラスチックが好ましい。言い換えれば、樹脂基材が好ましい。
抗菌層は、基材の表面の少なくとも一部に配置され、抗菌作用を有する層である。
抗菌層は、銀を含む抗菌剤を少なくとも1種含む。
銀を含む抗菌剤(以後、銀系抗菌剤とも称する)としては、銀(銀原子)が含まれていればよく、その種類は特に制限されない。また、銀の形態も特に制限されず、例えば、金属銀、銀イオン、銀塩(銀錯体を含む)など形態で含まれる。なお、本明細書では、銀錯体は銀塩の範囲に含まれる。
また、銀錯体の一例としては、ヒスチジン銀錯体、メチオニン銀錯体、システイン銀錯体、アスパラギン酸銀錯体、ピロリドンカルボン酸銀錯体、オキソテトラヒドロフランカルボン酸銀錯体またはイミダゾール銀錯体などが挙げられる。
銀系抗菌剤のなかでも、抗菌層の耐光性がより優れる、および/または、抗菌性がより優れる点(以後、単に「本発明の効果がより優れる点」とも称する)で、担体と、担体上に担持された銀とを含む銀担持担体が好ましい。
担体の種類は特に制限されず、リン酸亜鉛カルシウム、リン酸カルシウム、リン酸ジルコニウム、リン酸アルミニウム、ケイ酸カルシウム、活性炭、活性アルミナ、シリカゲル、ゼオライト、ヒドロキシアパタイト、リン酸ジルコニウム、リン酸チタン、チタン酸カリウム、含水酸化ビスマス、含水酸化ジルコニウム、ハイドロタルサイトなどが挙げられる。なお、ゼオライトとしては、例えば、チャバサイト、モルデナイト、エリオナイト、クリノプチロライト等の天然ゼオライト、A型ゼオライト、X型ゼオライト、Y型ゼオライト等の合成ゼオライトが挙げられる。
また、本発明の効果がより優れる点で、担体としては、いわゆるセラミックスが好ましい。
上記銀担持担体の平均粒径は特に制限されないが、本発明の効果がより優れる点で、0.1〜10μmが好ましく、0.1〜2μmがより好ましい。なお、上記平均粒径は、顕微鏡により少なくとも10個の任意の銀担持担体の直径を測定し、それらを算術平均した値である。
また、銀系抗菌剤として有機系の抗菌剤を用いる場合は、抗菌剤の含有量は特に制限されないが、抗菌層の機械的強度がより優れ、本発明の効果がより優れる点で、抗菌層全質量に対して、1〜4質量%が好ましい。
さらに、銀系抗菌剤として無機系の抗菌剤を用いる場合は、抗菌剤の含有量は特に制限されないが、抗菌層の機械的強度がより優れ、本発明の効果がより優れる点で、抗菌層全質量に対して、0.001〜10質量%が好ましく、0.01〜5質量%がより好ましい。
例えば、抗菌層には、親水性基を有するポリマー(以後、単に「親水性ポリマー」とも称する)が含まれていてもよい。抗菌層に親水性ポリマーが含まれることにより、抗菌層がより親水性を示し、水などを用いた洗浄により抗菌層上に付着した汚染物質をより容易に除去することが可能となる。
親水性基の種類は特に制限されず、例えば、ポリオキシアルキレン基(例えば、ポリオキシエチレン基、ポリオキシプロピレン基、オキシエチレン基とオキシプロピレン基がブロックまたはランダム結合したポリオキシアルキレン基)、アミノ基、カルボキシル基、カルボキシル基のアルカリ金属塩、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アミド基、カルバモイル基、スルホンアミド基、スルファモイル基、スルホン酸基、スルホン酸基のアルカリ金属塩などが挙げられる。なかでも、本発明の効果がより優れる点で、ポリオキシアルキレン基が好ましい。
親水性ポリマーの主鎖の構造は特に制限されず、例えば、ポリウレタン、ポリ(メタ)アクリレート、ポリスチレン、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリウレアなどが挙げられる。
なお、ポリ(メタ)アクリレートとは、ポリアクリレートおよびポリメタクリレートの両方を含む概念である。
親水性モノマーとは、上記親水性基と重合性基とを有する化合物を意図する。親水性基の定義は上述の通りである。
親水性モノマー中における親水性基の数は特に制限されないが、抗菌層がより親水性を示す点より、2個以上が好ましく、2〜6個がより好ましく、2〜3個がさらに好ましい。
なお、(メタ)アクリロイル基とは、アクリロイル基およびメタアクリロイル基の両方を含む概念である。
親水性モノマー中における重合性基の数は特に制限されないが、得られる抗菌層の機械的強度がより優れる点で、2個以上が好ましく、2〜6個がより好ましく、2〜3個がさらに好ましい。
R2は、重合性基を表す。重合性基の定義は上述の通りである。
L1は、単結合または2価の連結基を表す。2価の連結基の種類は特に制限されず、例えば、−O−、−CO−、−NH−、−CO−NH−、−COO−、−O−COO−、アルキレン基、アリーレン基、ヘテロアリール基、および、それらの組み合わせが挙げられる。
L2は、ポリオキシアルキレン基を表す。ポリオキシアルキレン基とは、以下の式(2)で表される基を意図する。
式(2) *−(OR3)m−*
式(2)中、R3は、アルキレン基(例えば、エチレン基、プロピレン基)を表す。mは、2以上の整数を表し、2〜10が好ましく、2〜6がより好ましい。なお、*は、結合位置を表す。
nは、1〜4の整数を表す。
他のモノマーの種類は特に制限されず、重合性基を有する公知のモノマーであれば適宜使用できる。重合性基の定義は、上述の通りである。
なかでも、抗菌層の機械的強度がより優れる点で、重合性基を2以上有する多官能モノマーが好ましい。多官能モノマーは、いわゆる架橋剤として作用する。
多官能モノマー中に含まれる重合性基の数は特に制限されず、抗菌層の機械的強度がより優れる点、および、取扱い性の点から、2〜10個が好ましく、2〜6個がより好ましい。
多官能モノマーとしては、例えば、トリメチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレートが挙げられる。
抗菌層の製造方法は特に制限されず、公知の方法が採用できる。例えば、上述した銀系抗菌剤を含む組成物を基材上に塗布して抗菌層を形成する方法や、別途作製した銀系抗菌剤を含む抗菌シートを基材上の所定の位置に貼り付ける方法などが挙げられる。
なかでも、抗菌層の厚みや表面凹凸の調整がより容易である点から、上述した、親水性モノマーおよび銀系抗菌剤を含む組成物(硬化性組成物)を基材上の所定の位置に塗布して塗膜を形成し、塗膜に硬化処理を施すことにより抗菌層を形成する方法(塗布法)が好ましい。
なお、組成物には、重合開始剤が含まれていてもよい。重合開始剤が含まれることにより、塗膜中での重合がより効率よく進行し、機械的強度に優れる抗菌層が形成される。重合開始剤の種類は特に制限されず、硬化処理の方法により最適な種類が選択されるが、例えば、熱重合開始剤、光重合開始剤が選択される。より具体的には、ベンゾフェノン、フェニルフォスフィンオキシドなどの芳香族ケトン類、α−ヒドロキシアルキルフェノン系化合物(BASF IRGACURE184、127、2959、DAROCUR1173など)、フェニルフォスフィンオキシド系化合物(MAPO:BASF LUCIRIN TPO、BAPO:BASF IRGACURE 819)などが挙げられる。
組成物中に含まれる重合開始剤の含有量は特に制限されないが、親水性モノマーおよび他のモノマーの合計質量100質量部に対して、0.1〜15質量部が好ましく、1〜6質量部がより好ましい。
また、硬化処理の方法は特に制限されず、加熱処理または光照射処理が挙げられる。
抗菌層の平均厚みは特に制限されないが、機械的特性および抗菌性の点からは、0.5〜20μmが好ましく、1〜10μmがより好ましい。
なお、抗菌層の平均厚みの測定方法としては、抗菌層のサンプル片を樹脂に包埋して、ミクロトームで断面を削り出し、削り出した断面を走査電子顕微鏡で観察し測定する。抗菌層の任意の10点の位置における厚みを測定し、それらを算術平均する。
なお、本明細書において、水接触角は、JIS R 3257:1999の静滴法に基づいて測定を行う。測定には、株式会社ニック製LSE-ME1(ソフトウェア2win mini)を用いる。より具体的には、純水を用いて室温20℃で、水平を保った抗菌層表面上に液滴2μlを滴下し、滴下後20秒時点での接触角を測定する。
上記で述べた基材と抗菌層とを備える抗菌層付き基材は、後述する抽出試験で測定される単位面積当たりの銀イオン量が15〜50ng/cm2を示し、本発明の効果がより優れる点で、15〜40ng/cm2が好ましく、15〜30ng/cm2がより好ましい。
上記銀イオン量が15ng/cm2未満の場合、抗菌性に劣る。銀イオン量が50ng/cm2超の場合、耐光性に劣る。
抽出試験では、JIS Z 2801:2010に規定された1/500普通ブイヨン培地を抽出液として用いる。この抽出液の温度を35±1℃に制御して、抗菌層付き基材中の抗菌層(抗菌層の面積:4cm2(2cm×2cm))と抽出液(液量:9mL)とを1時間接触させる。なお、抗菌層と抽出液とを接触させる方法としては、抽出液中に抗菌層付き基材を浸漬する方法が実施される。
次に、1時間終了後、抽出液から抗菌層付き基材を回収して、抽出液に抽出された銀イオン量(ng)を測定する。抽出液中の銀イオン量の測定は、原子吸光分析(イエナ製contrAA700)を用いて実施し、あらかじめ作成した検量線より銀イオン量を求める。
なお、銀イオン量を測定する際には、必要に応じて、測定の安定性を高めるため、抽出液に硝酸(約1mL)を加えることが好ましい。
この得られた銀イオン量は、抗菌層からの銀イオンの溶出(抽出)の程度を表している。
抗菌層付き基材が適用される装置としては、例えば、放射線撮影装置、タッチパネルなどが挙げられる。
以下に示す各成分を混合して、硬化性組成物を調製した。
親水性モノマー:Miramer M4004(東洋ケミカルズ社製) 76質量部
架橋剤:A-DPH(新中村化学工業株式会社製) 21質量部
重合開始剤:IRGACURE(BASF社製) 3質量部
溶剤成分(その1):メチルアルコール 15質量部
溶剤成分(その2):プロピレングリコールモノメチルエーテル 35質量部
上記で調製された硬化性組成物中に表1に示す割合に従って、銀セラミックス粒子分散液(富士ケミカル社製、平均粒径0.8μm)を添加して混合し、抗菌層形成用の硬化性組成物を調製した。
得られた抗菌層形成用の硬化性組成物を、ポリカーボネートシート(旭硝子製カーボグラスCFR110C)に表1に示す厚みの抗菌層が得られるように塗布し、60℃で30分乾燥させたあと、UV照射によりモノマーを硬化させることで、抗菌層を形成し、評価サンプル(抗菌層付き基材)を作製した。
なお、実施例6では、親水性モノマーと架橋剤との質量比を制御して、所定の水接触角となるようにした。
得られた実施例および比較例の評価サンプルを用いて、以下の評価を行った。結果は表1にまとめて示す。
(抗菌性評価方法)
抗菌性評価は、JIS Z 2801:2010に記載の評価方法に準拠し、菌液への接触時間24時間を1時間に変更して試験を実施した。それぞれの試験後の菌数(個/cm2)を測定し、以下の基準に従って評価を行った。菌種は大腸菌を用いた。実用上、「A」、「B」が好ましい。
「A」:菌数が5個/cm2未満
「B」:菌数が5個/cm2以上10個/cm2未満
「C」:菌数が10個/cm2以上
キセノンウェザオメーター(スガ試験機製)にて出力60W/m2で10時間照射後の評価サンプル中の抗菌層の変色を、目視にて以下の観点で評価した。実用上、「A」が好ましい。
「A」:変色なし
「B」:変色あり
また、各実施例および比較例にて得られた評価サンプル中の抗菌層の水接触角を上述した方法にて測定した。結果を表1に示す。
表1中、「Agイオン量」欄は、抽出試験で測定される単位面積当たりの銀イオン量を意図する。
一方、銀イオン量が所定の範囲より少ない比較例1〜2では、所望の抗菌性が得られず、銀イオン量が所定の範囲より多い比較例3では、耐光性が悪化した。
12 基材
14 抗菌層
Claims (16)
- 基材と、前記基材表面の少なくとも一部に配置された抗菌層とを有する、抗菌層付き基材であって、
前記抗菌層が、銀を含む抗菌剤を少なくとも1種含み、
以下の抽出試験で測定される単位面積当たりの銀イオン量が15〜50ng/cm2である、抗菌層付き基材。
抽出試験では、JIS Z 2801:2010に規定された1/500普通ブイヨン培地を抽出液として用い、前記抽出液の温度を35±1℃に制御して、前記抗菌層付き基材中の前記抗菌層と前記抽出液とを1時間接触させ、前記抽出液に抽出された銀イオン量を測定し、得られた値を前記抗菌層の前記抽出液との接触面積で除して、単位面積当たりの銀イオン量を得る。前記銀イオン量の単位はngであり、前記接触面積の単位はcm2であり、前記単位面積当たりの銀イオン量の単位はng/cm2である。 - 前記抗菌層の表面の水接触角が40°以下である、請求項1に記載の抗菌層付き基材。
- 前記抗菌剤が、担体と、前記担体上に担持された銀とを含む銀担持担体である、請求項1または2に記載の抗菌層付き基材。
- 前記抗菌層が親水性基を有するポリマーを含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の抗菌層付き基材。
- 前記親水性基がポリオキシアルキレン基を含む、請求項4に記載の抗菌層付き基材。
- 前記抗菌層が、親水性基を有するモノマー、および、銀を含む抗菌剤を少なくとも有する硬化性組成物に硬化処理を施して形成される、請求項1〜4のいずれか1項に記載の抗菌層付き基材。
- 前記親水性基を有するモノマー中の親水性基が、ポリオキシアルキレン基を含む、請求項6に記載の抗菌層付き基材。
- 請求項1〜7のいずれか1項に記載の抗菌層付き基材を表面に有する、放射線撮影装置。
- 請求項1〜7のいずれか1項に記載の抗菌層付き基材を表面に有する、タッチパネル。
- 抗菌剤を含む抗菌シートであって、
前記抗菌剤が、銀を含む抗菌剤を少なくとも1種含み、
以下の抽出試験で測定される単位面積当たりの銀イオン量が15〜50ng/cm2である、抗菌シート。
抽出試験では、JIS Z 2801:2010に規定された1/500普通ブイヨン培地を抽出液として用い、前記抽出液の温度を35±1℃に制御して、前記抗菌シートと前記抽出液とを1時間接触させ、前記抽出液に抽出された銀イオン量を測定し、得られた値を前記抗菌シートの前記抽出液との接触面積で除して、単位面積当たりの銀イオン量を得る。前記銀イオン量の単位はngであり、前記接触面積の単位はcm2であり、前記単位面積当たりの銀イオン量の単位はng/cm2である。 - 表面の水接触角が40°以下である、請求項10に記載の抗菌シート。
- 前記抗菌剤が、担体と、前記担体上に担持された銀とを含む銀担持担体である、請求項10または11に記載の抗菌シート。
- さらに、親水性基を有するポリマーを含む、請求項10〜12のいずれか1項に記載の抗菌シート。
- 前記親水性基がポリオキシアルキレン基を含む、請求項13に記載の抗菌シート。
- 親水性基を有するモノマー、および、銀を含む抗菌剤を少なくとも有する硬化性組成物に硬化処理を施して形成される、請求項10〜14のいずれか1項に記載の抗菌シート。
- 前記親水性基を有するモノマー中の親水性基が、ポリオキシアルキレン基を含む、請求項15に記載の抗菌シート。
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