JP3293639B2 - 抗菌性樹脂組成物 - Google Patents

抗菌性樹脂組成物

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達雄 山本
一郎 中山
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は抗菌性を有する樹脂組成
物であって、さらに詳しくは、ゴミ、ホコリ、チリ等の
付着を少なくすることで、長期間安定した抗菌性を発揮
できる樹脂組成物に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、樹脂組成物の抗菌化剤とし
て、耐熱性のある無機系の抗菌剤が知られている。例え
ば活性炭に銀を担持したもの(特開昭49−61950
号)や銀成分を含むガラス(特開昭63−307807
号)がある。しかしこれらは銀成分の溶液への溶出が早
く、抗菌効果を永続的に得られないという問題点があっ
た。このような従来の無機系抗菌剤の持つ問題点を解消
するものとしてアルミノケイ酸塩に銀などの抗菌性成分
を担持したいわゆる抗菌性アルミノケイ酸塩が開発され
た(特開昭60−181002号、特開昭63−265
809号)。さらに、抗菌性アルミノケイ酸塩を含有す
る抗菌性樹脂組成物も知られている(特開昭63−26
5958号)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】抗菌性アルミノケイ酸
塩を含有する抗菌性樹脂組成物は、以下のような分野で
実用化され、あるいは実用化のための検討がなされてい
る。 建築材料分野 :床材、壁材、天井材、タイル インテリア分野:カーペット、家具、電話機 寝装分野 :ふとん、毛布、シーツ 衣料分野 :衣類一般、ソックス、タイツ、履物、
帽子 家電分野 :空調フィン及びフィルター 包装分野 :半導体・精密機器等の包装
【0004】上記抗菌性樹脂は不揮発性の抗菌性アルミ
ノケイ酸塩を含有し、その抗菌性は半永久的に維持され
ると考えられていた。しかし、本発明者らの検討の結
果、用途によっては、抗菌力が経時的に低下し、徐々に
表面に細菌が繁殖することが判明した。そこで種々検討
したところ、樹脂(製品)の表面にゴミ、ホコリ、チリ
等が付着することが原因であった。
【0005】一般に樹脂組成物の基本成分となる高分子
化合物は有機高分子がほとんどであり、それらの電気的
性質は導電率が極めて小さく(約10-15 S/m)、電
気絶縁性を示す。また抗菌性ゼオライト等を数%ほど練
り込んだ抗菌性樹脂組成物もその電気的性質にはほとん
ど変化なく、電気絶縁性を示す。このため該樹脂組成物
には静電気が発生してゴミ、ホコリ、チリ等が付着しや
すく、樹脂組成物表面に露出した抗菌性ゼオライトを覆
う結果となり、抗菌効果の低下を引き起こしていた。
【0006】そこで本発明の目的は、ゴミ、ホコリ、チ
リ等の付着を抑制した抗菌性樹脂組成物を提供すること
にある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者等は上記課題に
鑑みて、抗菌性アルミノケイ酸塩をより効率的に用いて
容易な加工方法によりできるだけ少量の抗菌性ゼオライ
トで安定した抗菌効果を発揮させる方法を鋭意研究し
た。その結果、樹脂組成物の導電率を一定以上にするこ
とにより、経時的に安定した抗菌効果を発揮する抗菌性
樹脂組成物を提供できることを見い出し、本発明を完成
するに至った。
【0008】以下本発明について説明する。本発明にお
いてアルミノケイ酸塩としては一般にゼオライトと呼ば
れる結晶性アルミノケイ酸塩や無定形アルミノケイ酸塩
を挙げることができる。
【0009】ここで「ゼオライト」としては、天然ゼオ
ライト及び合成ゼオライトのいずれも用いることができ
る。ゼオライトは、一般に三次元骨格構造を有する結晶
性アルミノケイ酸塩であり、一般式としてXM2/n O ・Al
2O3 ・YSiO2 ・ZH2Oで表示される。ここでMはイオン交
換可能なイオンの金属イオンである。nは(金属)イオ
ンの原子価である。X及びYはそれぞれの金属酸化物、
シリカ係数、Zは結晶水の数を表示している。ゼオライ
トの具体例としては、例えばA−型ゼオライト、X−型
ゼオライト、Y−型ゼオライト、P−型ゼオライト、高
シリカゼオライト、ソーダライト、モルデナイト、アナ
ルサイム、クリノプチロライト、チャバサイト、エリオ
ナイト等を挙げることができる。ただしこれらに限定さ
れるものではない。
【0010】本発明においては、無定形アルミノケイ酸
塩も適用できる。無定形アルミノケイ酸塩(以下AAS
という)は、一般に組成式 xM2O ・Al2O3 ・ySiO2 ・zH
2Oで表示され、ここでMは一般にナトリウムやカリウム
のアルカリ金属元素である。またx、y、zはそれぞれ
金属酸化物、シリカ、結晶水のモル比率を示している。
AASはゼオライトと称されている結晶性アルミノケイ
酸塩と異なり、X線回折分析でも回折パターンが現れな
い非晶質の物質であり、その合成工程にて数10オング
ストロームの極く微細なゼオライト結晶が生成し、その
表面に SiO2 、Al2O3 、M2O などが複雑に組合された非
晶質物質がであり付着した構造と考えられている。AA
Sの製造は一般にはアルミニウム塩溶液、ケイ素化合物
溶液及びアルカリ金属塩溶液を所定の濃度で60℃以下
の低温度域で反応させ、結晶化が進行する前に水洗して
製造される。このような方法で製造させたAASは、ゼ
オライトとほぼ同様の水吸着性能とイオン交換性能を有
する。製造法としては例えば特開昭53−30500
号、特開昭61−174111等などに記載された方法
がある。
【0011】尚、本発明に用いるアルミノケイ酸塩の粒
子径には特に制限はないが、樹脂に分散性良く配合する
観点からは、粒子径は比較的小さいことが好ましい。粉
体の粒子径は、例えば0.04〜20μm 、好ましくは0.
5〜5μm である。
【0012】本発明で用いるアルミノケイ酸塩は、上記
アルミノケイ酸塩中のイオン交換可能なイオン、例えば
ナトリウムイオン、カルシウムイオン、カリウムイオ
ン、マグネシウムイオン、鉄イオン等のその一部又は全
部を抗菌性金属イオン(例えば、銀、銅、亜鉛、すず
等)でイオン交換して調製される。
【0013】イオン交換は予め調製した銀イオン、銅イ
オン、亜鉛イオン、すずイオン等の抗菌性金属イオンを
含有する混合水溶液にゼオライトを接触させて、ゼオラ
イト中のイオン交換可能なイオン上記イオンとを置換さ
せることで行える。接触は、10〜70℃、好ましくは
40〜60℃で3〜24時間、好ましくは10〜24時
間バッチ式又は連続式(例えばカラム法)によって行う
ことができる。尚上記混合水溶液のpHは3〜10、好ま
しくは5〜7に調整することが適当である。該調整によ
り、銀の酸化物等のゼオライト表面又は細孔内への析出
を防止できるので好ましい。
【0014】又、混合水溶液中の各イオンは、通常いず
れも塩として供給される。例えば銀イオンは、硝酸銀、
硼酸銀、過塩素酸銀、酢酸銀、ジアミン銀硝酸塩、ジア
ンミン銀硫酸塩等、銅イオンは、硝酸銅(II) 、硫酸
銅、過塩素酸銅、酢酸銅、テトラシアノ銅酸カリウム
等、亜鉛イオンは硝酸亜鉛(II)、硫酸亜鉛、過塩素酸
亜鉛、チオシアン酸亜鉛、酢酸亜鉛等、すずイオンは、
硫酸すず、硝酸すず等を用いることができる。
【0015】ゼオライト中の銀イオン等の含有量は前記
混合溶液中の各イオン(塩)濃度を調節することによっ
て、適宜制御することができる。例えば抗菌性ゼオライ
トがアルミニウムイオン及び銀イオンを含有する場合、
前記混合水溶液中のアルミニウムイオン濃度を0.1M/
リットル〜0.8M/リットル、銀イオン濃度を0.002
M/リットル〜0.15M/リットルとすることによっ
て、適宜、アルミニウムイオン含有量0.2〜2%、銀イ
オン含有量0.1〜5%の抗菌性ゼオライトを得ることが
できる。又、抗菌性ゼオライトがさらに銅イオン、亜鉛
イオンを含有する場合、前記混合水溶液中の銅イオン濃
度は0.1M/リットル〜2.3M/リットル、亜鉛イオン
濃度は0.15M/リットル〜2.8M/リットルとするこ
とによって、適宜銅イオン含有量0.1〜18%、亜鉛イ
オン含有量0.1〜18%の抗菌性ゼオライトを得ること
ができる。
【0016】尚、本明細書において、%とは110℃乾
燥基準の重量%をいう。
【0017】本発明においては、前記の如き混合水溶液
以外に各イオンを単独で含有する水溶液を用い、各水溶
液とゼオライトとを逐次接触させることによって、イオ
ン交換することもできる。各水溶液中の各イオンの濃度
は、前記混合水溶液中の各イオン濃度に準じて定めるこ
とができる。
【0018】イオン交換が終了したゼオライトは、充分
に水洗した後、乾燥する。乾燥は、常圧で105℃〜1
15℃、又は減圧(1〜30torr) 下70〜90℃で行
うことが好ましい。
【0019】このようにして得られた抗菌性アルミノケ
イ酸塩が本発明の樹脂組成物に添加される。
【0020】本発明の樹脂組成物は導電率10-13 S/
m以上を有する。このような樹脂組成物は、絶縁性の樹
脂と導電添加剤や導電性樹脂との混合物、あるいは導電
性樹脂に抗菌性アルミノケイ酸塩を混合することで得ら
れる。
【0021】絶縁性の樹脂としては、ポリエチレン、ポ
リプロピレン、塩化ビニル、ABS樹脂、ナイロン、ポ
リエステル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアミド、ポリス
チレン、ポリアセタール、ポリビニールアルコール、ポ
リカーボネイト、アクリル樹脂、ふっ素樹脂、ポリウレ
タンエラストマー、ポリエステルエラストマー、フェノ
ール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエス
テル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、レーヨン、キ
ュプラ、アセテート、トリアセテート、ビニリデン、天
然ゴム及び合成ゴムなどの熱可塑性又は熱硬化性樹脂を
挙げることができる。
【0022】本発明において用いる「導電性樹脂」は導
電率10-13 S/m以上のものであって、例えば塩素化
ポリエチレン、フェノールホルムアルデヒド樹脂、シア
ノエチル化セルロース、ポリアセチレン、ポリピロー
ル、ポリチオフェン、ポリフェニレンビニレン、ポリフ
ラン、ポリセレノフェノン等が挙げられる。また導電性
樹脂として市販されている昭和電工・ショウスタットや
住友ベークライト・スミコンFM等をそのまま使用でき
る。
【0023】又、「導電添加剤」としては、例えばカー
ボンブラック、アセチレンブラックやニッケル、銅、
鉄、銀などの金属粉末、酸化すず、酸化亜鉛、亜酸化
銅、酸化ジルコニウム、酸化タングステン、酸化インジ
ウム、酸化アンチモンなどの金属酸化物粉末、テトラシ
アノキノジメタン、テトラシアノエチレン、テトラチア
フルバレン等を挙げることができる。
【0024】本発明の樹脂組成物の導電性は導電率で1
-13 S/m、好ましくは10-11 S/m以上であるこ
とが、成形物の表面静電気量が少なく、ゴミ、ホコリ、
チリ等の付着を防止でき、樹脂に長期間安定した抗菌性
を付与できる点より適当である。なお本明細書中、導電
率とは温度15℃における単位断面積、単位長さあたり
の電気抵抗値の逆数で定義した値でS/m(ジーメンス
/メーター)で示す。
【0025】本発明の樹脂組成物は前記抗菌性アルミノ
ケイ酸塩と導電性樹脂及び/又は導電添加剤と絶縁性の
樹脂等とを常法により混合して、種々の形状、形態(フ
ィルム、繊維、板、容器、粒状物、塗料等)を成形する
ことができる。また成形の際に該樹脂組成物を発泡させ
て抗菌性発泡体とすることもできる。
【0026】本発明の樹脂組成物は抗菌性アルミノケイ
酸塩を0.2〜20重量%、好ましくは1〜5重量%配合
することが抗菌効果の観点より好ましい。
【0027】
【発明の効果】本発明の抗菌性樹脂組成物は、抗菌性ア
ルミノケイ酸塩を含有した樹脂組成物の表面にゴミ、ホ
コリ、チリ等が付着することを抑制でき、細菌、カビ、
藻類等の微生物の繁殖を長期間、安定的に抑制すること
ができる。従って、本発明の抗菌性樹脂組成物は、前記
各種の分野においてより長期間、安定的に抗菌性を発揮
できる。特に、通常清掃がしにくかったり、或いはゴ
ミ、ホコリ、チリ等を完全には除去できない、例えばカ
ーペット、ジュウタン類、布団、毛布類、或いは空調フ
ィン、エアーフィルター類に本発明の抗菌性樹脂組成物
を用いると、より長期間、安定的に抗菌性を発揮できる
ので好ましい。
【0028】
【実施例】以下本発明を実施例により説明する。 参考例(抗菌性アルミノケイ酸塩の調製)アルミノケイ
酸塩は市販のA−型ゼオライト(Na2O・Al2O3 ・2.0SiO
2 ・XH20;平均粒径1.1μm )、天然クリノプチロライ
ト(150−250メッシュ)、無定形アルミノケイ酸
塩(特開昭61−174111号の方法で調製;0.3μ
m)の3種類を使用した。イオン交換の為の各イオンを
提供するための塩としてAgNO3 、Cu(NO3)2、Zn(NO3)2
NH4NO3、SnSO4 の5種類を使用した。
【0029】各サンプルとも、110℃で加熱乾燥した
アルミノケイ酸塩粉末1kg分散し、1リットルの水に懸
濁させ、これに0.05Nの硝酸水溶液を100ml/30
分の滴下速度で滴下し、所定のpH値(5〜7)に調整し
た。次いで該スラリーにイオン交換の為、所定濃度の抗
菌金属塩の混合水溶液3リットルを加えた。この反応は
室温から60℃にて10〜24時間撹拌し平衡状態に到
達させた。イオン交換終了後アルミノケイ酸塩相をロ過
し室温の水又は温水でアルミノケイ酸塩相中の過剰の交
換陽イオンがなくなる迄水洗した。次にサンプルを11
0℃で加熱乾燥し、4種類のサンプルを得た。各サンプ
ルの金属イオン含有量を表1に示す。
【0030】
【表1】
【0031】 カーボンブラック等の導電添加剤を添加
したポリエチレンである導電性樹脂(昭和電工・ショウ
スタットED104L)に上記参考例で調製した抗菌性
アルミノケイ酸塩を所定量混合し、成形温度220℃で
押出し成形法によりフィルム化した。また比較例として
抗菌性ゼオライトを含有しないフィルムを作成した。比
較例として導電性の低いポリエチレンで同様に作成した
フィルムも得た。各フィルム加工条件及び物性値を表2
に示す。
【0032】
【表2】
【0033】実施例2 ポリフェニレンスルフィド100重量部に対して、導電
添加剤・テトラシアノエチレン及び参考例で調製した抗
菌性アルミノケイ酸塩No Bを所定量混合した後、膜厚1
5μm のフィルムに成形した。また比較例として導電添
加剤や抗菌性アルミノケイ酸塩を添加していない樹脂組
成物をフィルム化したものも作成した。各フィルムの加
工条件及び物性値を表3に示す。
【0034】
【表3】
【0035】試験例(微生物抗菌性試験)実施例及び比
較例で得たフィルムを所定日数の間、空気調和装置送風
口近くのフィン上に張り付けた。所定日数経過後、これ
をはずし、それぞれ50×50mmに切り取り、これに大
腸菌液(菌数105 個/mlに調製)を1mlふりかけ、3
7℃で18時間培養した。菌液を滅菌済み生理塩食塩水
にて洗い出し、この液について存在する菌数を測定し、
抗菌性を評価した。結果を表4に示す。
【0036】
【表4】
フロントページの続き (72)発明者 栗原 靖夫 愛知県名古屋市瑞穂区豊岡通3丁目35番 地 (56)参考文献 特開 平2−298517(JP,A) 特開 昭63−137960(JP,A) 特開 平3−122162(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08L 1/00 - 101/16 C08K 3/00 - 13/08

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】アルミノケイ酸塩を構成する金属イオンの
    少なくとも一部が抗菌性金属イオンであるアルミノケイ
    酸塩並びに導電性樹脂及び/又は導電添加剤を含有する
    抗菌性樹脂組成物であって、前記抗菌性樹脂組成物の導
    電率は10-13以上であり、かつ前記導電性樹脂及び/
    又は導電添加剤の含有量は、前記抗菌性樹脂組成物の導
    電率を10-13以上とする量であることを特徴とする抗
    菌性樹脂組成物。
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