JP3368338B2 - Antibacterial and antifungal ceramics and method for producing the same - Google Patents

Antibacterial and antifungal ceramics and method for producing the same

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JP3368338B2 JP2001060454A JP2001060454A JP3368338B2 JP 3368338 B2 JP3368338 B2 JP 3368338B2 JP 2001060454 A JP2001060454 A JP 2001060454A JP 2001060454 A JP2001060454 A JP 2001060454A JP 3368338 B2 JP3368338 B2 JP 3368338B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、抗菌抗カビ性セラ
ミックス及びその製造方法に関するものである。詳しく
言えば、本発明は耐水性、耐光性、耐熱性のみならず、
抗菌抗カビ力及び抗菌抗カビ効果の持続性という面から
も優れた特性を有する安全な抗菌抗カビ性セラミックス
及びその製造方法に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an antibacterial and antifungal ceramics and a method for producing the same. Specifically, the present invention is not only water resistance, light resistance, heat resistance,
The present invention relates to a safe antibacterial / antifungal ceramic having excellent properties in terms of antibacterial / antifungal activity and durability of antibacterial / antifungal effect, and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】銀、銅、亜鉛、白金のイオンが抗菌抗カ
ビ力を有することは古くから知られていたが、溶液状の
利用では取り扱いも不便であり、抗菌抗カビ効果の持続
性や耐久性、安全性という面からも問題があった。最
近、ゼオライトや粘土鉱物であるモンモリロナイトにこ
れらの金属イオンを担持して上述の欠点を克服した無機
系抗菌抗カビ剤が開発されてきた(例えば、萩原善次、
安藤聡、ゼオライト、Vol.4, 1 (1987) 、山本達雄、内
田眞志、栗原靖夫、防菌防カビ誌、Vol.19, 425 (199
1)、A. Oya, T. Banse, F. Ohashi, S. Otani, Appl. C
lay Sci., Vol.6, 135(1991) )。
It has long been known that ions of silver, copper, zinc, and platinum have antibacterial and antifungal activity, but they are inconvenient to handle when they are used in the form of a solution, and the antibacterial and antifungal effect persists. There were also problems in terms of durability and safety. Recently, an inorganic antibacterial and antifungal agent has been developed in which these metal ions are carried on montmorillonite which is a zeolite or clay mineral and which overcomes the above-mentioned drawbacks (for example, Zenji Hagiwara,
Satoshi Ando, Zeolite, Vol.4, 1 (1987), Tatsuo Yamamoto, Masashi Uchida, Yasuo Kurihara, Journal of Antibacterial and Antifungal, Vol.19, 425 (199)
1), A. Oya, T. Banse, F. Ohashi, S. Otani, Appl. C
lay Sci., Vol.6, 135 (1991)).

【0003】しかしながら、ゼオライト系抗菌抗カビ剤
では金属イオンが強く担持され過ぎるため、抗菌抗カビ
効果が小さく、しかも耐水性が悪いという欠点があり、
モンモリロナイト系抗菌抗カビ剤では逆に金属イオンの
担持力が弱いため、金属イオンの溶出速度が速く、抗菌
抗カビ効果の持続性に問題があった。また、米国の水質
基準では銀イオン濃度は50ppb以下であり、ドイツ
では100ppb以下、スイスでは200ppb以下で
あるため、モンモリロナイト系抗菌抗カビ剤では安全性
に問題があり、さらに使用の際の変色の問題があった。
However, the zeolite-based antibacterial and antifungal agent has a drawback that the antibacterial and antifungal agent has a small antibacterial and antifungal effect and the water resistance is poor because the metal ions are too strongly supported.
On the contrary, the montmorillonite antibacterial and antifungal agent has a weak metal ion carrying ability, so that the elution rate of the metal ions is high and the antibacterial and antifungal effect persists. In addition, since the silver ion concentration is 50 ppb or less, 100 ppb or less in Germany and 200 ppb or less in Switzerland according to the water quality standards in the United States, there is a safety problem with montmorillonite antibacterial and antifungal agents, and further discoloration during use There was a problem.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の点に鑑
み、耐水性、耐熱性、耐光性、耐候性、安定性、安全性
のみならず、抗菌抗カビ力及び抗菌抗カビ効果の持続性
という面からも優れた特性を有する経済的な抗菌抗カビ
性セラミックス及びその製造方法の提供を目的とするも
のである。
In view of the above points, the present invention provides not only water resistance, heat resistance, light resistance, weather resistance, stability and safety, but also antibacterial and antifungal activity and sustained antibacterial and antifungal effects. It is an object of the present invention to provide an economical antibacterial and antifungal ceramics having excellent properties in terms of properties and a method for producing the same.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明者は上記の目的を
達成するため、無機系抗菌抗カビ性組成物について鋭意
研究を重ねた結果、基板あるいは導電性の皮膜を施した
基板あるいは導電性の基板に、銀、銅、亜鉛の内から選
ばれた少なくとも一種の金属イオンを含有した酸化チタ
ン膜を被覆すること、あるいはその上に必要に応じてさ
らに酸化チタン膜あるいは白金膜を被覆することによっ
て製造した抗菌抗カビ性セラミックスが、金属イオンの
作用に加えて、太陽光や電灯などの光を受けて酸化チタ
ン膜に電子や正孔が生成して酸化還元を行うことによ
り、溶液中あるいは膜上の雑菌及びカビの繁殖を効果的
に防止できることを見い出し、本発明をなすに至った。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present inventor has conducted extensive studies on an inorganic antibacterial and antifungal composition, and as a result, a substrate or a substrate coated with a conductive film or a conductive film The substrate of (1) is coated with a titanium oxide film containing at least one metal ion selected from silver, copper and zinc, or is further coated with a titanium oxide film or a platinum film if necessary. In addition to the action of metal ions, the antibacterial and antifungal ceramics produced by the method produces an electron or a hole in the titanium oxide film by receiving light from sunlight or an electric light to carry out redox, so that the solution or The present inventors have found that it is possible to effectively prevent the propagation of bacteria and mold on the membrane, and have completed the present invention.

【0006】すなわち、本発明は基板あるいは導電性の
皮膜を施した基板あるいは導電性の基板上にコートした
材料を焼成することにより、銀、銅、亜鉛の内から選ば
れた少なくとも一種の金属イオンを含有した酸化チタン
膜を金属イオンが強く担持され過ぎない基板に被覆する
こと、あるいはその上に必要に応じてさらに酸化チタン
膜あるいは白金膜を被覆することを特徴とする抗菌抗カ
ビ性セラミックスの製造方法であり、銀、銅、亜鉛の内
から選ばれた少なくとも一種の金属イオンを含有したチ
タニアゾル液をバインダ層または吸着剤を有しない基板
あるいは導電性の皮膜を施した基板あるいは導電性の基
板の上にコートして焼成する工程を含むことを特徴とす
る抗菌抗カビ性セラミックスの製造方法、さらに必要に
応じてその表面をチタニアゾル液でコートして焼成した
り、白金膜で被覆することを特徴とする抗菌抗カビ性セ
ラミックスの製造方法である。
That is, according to the present invention, at least one metal ion selected from silver, copper and zinc is obtained by firing a substrate or a substrate coated with a conductive film or a material coated on a conductive substrate. Of an antibacterial and antifungal ceramics characterized by coating a titanium oxide film containing a metal oxide on a substrate on which metal ions are not strongly supported, or further coating a titanium oxide film or a platinum film on it. A manufacturing method, a substrate having a binder layer or an adsorbent- free titania sol liquid containing at least one metal ion selected from silver, copper, and zinc, or a substrate having a conductive coating or a conductive substrate the method of producing an antibacterial antifungal ceramic, characterized in that it comprises a step of firing the coating onto the surface thereof if necessary Or baked coated with Taniazoru liquid, is a manufacturing method of antimicrobial and antifungal ceramic, characterized in that the platinum coated film.

【0007】本発明に用いられる基板の材質は、必要な
強度を持っていればコンクリート、ガラス、プラスチッ
ク、セラミックス、金属など、何でもよい。また、本発
明に用いられる基板は透明であっても不透明であっても
よいが、基板が透明の方が光が外側から基板を透過して
入射できるため、好都合である。
The material of the substrate used in the present invention may be any material such as concrete, glass, plastic, ceramics or metal as long as it has the required strength. The substrate used in the present invention may be transparent or opaque, but the transparent substrate is convenient because light can pass through the substrate from the outside and enter.

【0008】本発明に用いられる導電性の皮膜を施した
基板としては、銅やアルミニウムなどを施したものや酸
化錫やITO(インジウム・錫酸化物)、酸化亜鉛など
の透明導電膜を施したものが挙げられる。基板に導電膜
を被覆する方法としては、電解鍍金法やCVD法、PV
D法、スパッタリング法などが挙げられる。
The substrate coated with a conductive film used in the present invention is a substrate coated with copper or aluminum or a transparent conductive film such as tin oxide, ITO (indium tin oxide) or zinc oxide. There are things. As a method for coating the conductive film on the substrate, electrolytic plating method, CVD method, PV
D method, sputtering method, etc. are mentioned.

【0009】本発明に用いられる導電性の基板として
は、銅やアルミニウム、チタンなどの金属や酸化錫ガラ
ス、ITO(インジウム・錫酸化物)ガラスなどが挙げ
られる。酸化錫ガラスやITOガラスは無色透明である
ため、外側から基板を透過して光が入射でき、好都合で
ある。
Examples of the conductive substrate used in the present invention include metals such as copper, aluminum and titanium, tin oxide glass and ITO (indium tin oxide) glass. Since tin oxide glass and ITO glass are colorless and transparent, light can be transmitted through the substrate from the outside and is convenient.

【0010】本発明に用いられる基板の形状は、角柱
状、円柱状、球状、円錐状、瓢箪型、ラグビーボール型
など、どのような形であってもよい。また、基板が閉じ
た形であっても、蓋があってもなくてもよく、円管状や
角管状であってもよい。
The substrate used in the present invention may have any shape such as a prismatic shape, a cylindrical shape, a spherical shape, a conical shape, a gourd shape, and a rugby ball shape. Further, the substrate may be in a closed form, may or may not have a lid, and may have a circular tubular shape or a rectangular tubular shape.

【0011】本発明による抗菌抗カビ性セラミックスに
用いられる金属イオンは銀、銅、亜鉛のイオンであり、
これらから選ばれた二種以上の金属イオンを用いてもよ
い。
The metal ions used in the antibacterial and antifungal ceramics according to the present invention are silver, copper and zinc ions,
You may use 2 or more types of metal ions selected from these.

【0012】本発明に用いられる酸化チタン膜はチタン
フィルムをガス炎などで加熱・酸化して作ってもよい
が、四塩化チタンとアルコールとの反応などによって得
られるチタンのアルコキシドからチタニアゾル液を作
り、ディップコーティング法やスピンコーティング法、
塗布法、スプレー熱分解法などによって基板上にコート
した後、焼成して製造した方が好ましい。また、超微粒
子の酸化チタンの懸濁液をディップコーティング法やス
ピンコーティング法、塗布法、スプレー法などによって
基板上にコートした後、焼成して製造してもよい。その
際、基板に強く接着した丈夫な酸化チタン膜を得るため
には、チタニアゾル液の濃度を小さくして粘度が小さい
ときに塗布あるいはスプレーあるいはスピンコートした
り、基板の引き上げ速度を小さくしたりして、酸化チタ
ン膜の膜厚を0.1〜0.3μmにすることが望まし
い。そして、そのときの焼成温度は500℃〜550℃
程度が最も好ましい。この作業を繰り返すことにより、
厚くて丈夫な酸化チタン膜を得ることができる。
The titanium oxide film used in the present invention may be formed by heating and oxidizing a titanium film with a gas flame or the like, but a titania sol liquid is prepared from a titanium alkoxide obtained by a reaction between titanium tetrachloride and alcohol. , Dip coating method and spin coating method,
It is preferable that the substrate is coated by a coating method, a spray pyrolysis method, or the like, and then baked to manufacture. Alternatively, a suspension of ultrafine particles of titanium oxide may be coated on a substrate by a dip coating method, a spin coating method, a coating method, a spray method, or the like, and then baked to manufacture. At that time, in order to obtain a strong titanium oxide film strongly adhered to the substrate, it is necessary to reduce the concentration of the titania sol liquid and apply or spray or spin coat when the viscosity is low, or reduce the pulling speed of the substrate. Therefore, it is desirable that the thickness of the titanium oxide film be 0.1 to 0.3 μm. And the firing temperature at that time is 500 ° C to 550 ° C.
The degree is the most preferable. By repeating this work,
It is possible to obtain a thick and durable titanium oxide film.

【0013】本発明による銀、銅、亜鉛の内から選ばれ
た少なくとも一種の金属イオンを含有した酸化チタン膜
を基板に被覆した抗菌抗カビ性セラミックスは、チタニ
アゾル液あるいは超微粒子の酸化チタンの懸濁液に銀、
銅、亜鉛の内から選ばれた少なくとも一種の金属イオン
を含有した金属塩溶液を添加あるいは金属塩を溶解し、
ディップコーティング法やスピンコーティング法、塗布
法、スプレー熱分解法などによって基板上にコートした
後、焼成して製造することができる。その際、金属塩溶
液の濃度や金属塩の量、あるいはディップコーティング
法やスピンコーティング法、塗布法、スプレー熱分解法
などによって基板上にコートして焼成する回数を変える
ことにより、抗菌抗カビ性セラミックスが含有する銀、
銅、亜鉛の金属イオン濃度を変えることができる。この
とき用いられる金属塩は硫酸塩、硝酸塩、炭酸塩、酢酸
塩、アンモニウム塩、塩化物や臭化物などのハロゲン化
物、ステアリン酸塩や酢酸塩などの有機の塩など、いろ
いろな塩が挙げられるが、これらに限られるものではな
い。また、無水塩であっても含水塩であってもそれらの
混合物であってもよいし、銀塩あるいは銅塩、亜鉛塩、
白金塩の混合物であってもよい。
The antibacterial and antifungal ceramics according to the present invention, in which a substrate is coated with a titanium oxide film containing at least one metal ion selected from silver, copper and zinc, is a titania sol liquid or ultrafine particles of titanium oxide. Silver in the suspension,
Add a metal salt solution containing at least one metal ion selected from copper and zinc or dissolve the metal salt,
It can be manufactured by coating on a substrate by a dip coating method, a spin coating method, a coating method, a spray pyrolysis method or the like, and then firing. At that time, the antibacterial and antifungal property is changed by changing the concentration of the metal salt solution, the amount of the metal salt, or the number of times the substrate is coated and baked by a dip coating method, a spin coating method, a coating method, a spray pyrolysis method, or the like. Silver contained in ceramics,
The metal ion concentration of copper and zinc can be changed. Examples of the metal salt used at this time include various salts such as sulfates, nitrates, carbonates, acetates, ammonium salts, halides such as chlorides and bromides, and organic salts such as stearates and acetates. , But not limited to these. Further, it may be an anhydrous salt or a hydrated salt or a mixture thereof, or a silver salt or a copper salt, a zinc salt,
It may be a mixture of platinum salts.

【0014】本発明による銀、銅、亜鉛の内から選ばれ
た少なくとも一種の金属イオンを含有した酸化チタン膜
を基板に被覆し、その上に必要に応じてさらに酸化チタ
ン膜を被覆した抗菌抗カビ性セラミックスは、上記の方
法で製造された銀、銅、亜鉛の内から選ばれた少なくと
も一種の金属イオンを含有した酸化チタン膜を基板に被
覆した抗菌抗カビ性セラミックスに、チタニアゾル液あ
るいは超微粒子の酸化チタンの懸濁液を、ディップコー
ティング法やスピンコーティング法、塗布法、スプレー
熱分解法などによって基板上にコートした後、焼成して
製造される。このときディップコーティング法やスピン
コーティング法、塗布法、スプレー熱分解法などによっ
て基板上にコートして焼成する回数を変えることによっ
て、表面の酸化チタン膜の厚さを調節することができ、
それによって銀、銅、亜鉛の金属イオンの徐放速度や抗
菌抗カビ性セラミックスの有効期間を適当に調節するこ
とができ、水中の金属イオンの濃度が水質基準を超えな
いようにすることができる。
An antibacterial and antibacterial film obtained by coating a substrate with a titanium oxide film containing at least one metal ion selected from silver, copper and zinc according to the present invention, and further coating a titanium oxide film on the substrate, if necessary. Moldy ceramics are antibacterial and antifungal ceramics prepared by the above method, which are coated with a titanium oxide film containing at least one metal ion selected from silver, copper, and zinc on a substrate, a titania sol solution or It is manufactured by coating a suspension of fine particles of titanium oxide on a substrate by a dip coating method, a spin coating method, a coating method, a spray pyrolysis method, or the like, and then firing the coated material. At this time, the thickness of the titanium oxide film on the surface can be adjusted by changing the number of times the substrate is coated and baked by a dip coating method, a spin coating method, a coating method, a spray pyrolysis method, or the like.
This makes it possible to appropriately control the sustained release rate of silver, copper, and zinc metal ions and the effective period of antibacterial and antifungal ceramics, and to prevent the concentration of metal ions in water from exceeding the water quality standard. .

【0015】本発明による抗菌抗カビ性セラミックスに
用いられる金属イオンの濃度は、酸化チタン膜に対して
銀の場合は0.0001〜10重量%、銅の場合は0.
01〜15重量%、亜鉛の場合は0.02〜20重量%
であり、これ以下であると抗菌抗カビ効果が弱く、それ
以上では金属イオンの溶出量が多くなる。抗菌抗カビ性
セラミックスの金属イオンの濃度はその使用期間や必要
とされる抗菌抗カビ効果の程度などによって最適量を決
めることができる。
The concentration of metal ions used in the antibacterial and antifungal ceramics according to the present invention is 0.0001 to 10% by weight in the case of silver and 0.1% in the case of copper with respect to the titanium oxide film.
01-15% by weight, in the case of zinc 0.02-20% by weight
If it is less than this, the antibacterial and antifungal effect is weak, and if it is more than this, the amount of metal ions eluted increases. The optimal concentration of the metal ion in the antibacterial and antifungal ceramics can be determined depending on the period of use and the required degree of antibacterial and antifungal effect.

【0016】また、必要に応じて本発明に用いられる白
金膜を表面に被覆する方法としては、光電着法やCVD
法、PVD法、スパッタリング法などが挙げられる。白
金膜の厚さを調節することによっても銀、銅、亜鉛の金
属イオンの徐放速度や抗菌抗カビ性セラミックスの効力
を適当に調節することができ、水中の金属イオンの濃度
が水質基準を超えないようにすることができる。
Further, as a method for coating the surface of the platinum film used in the present invention, if necessary, a photoelectric deposition method or a CVD method.
Method, PVD method, sputtering method and the like. By adjusting the thickness of the platinum film, the sustained release rate of silver, copper, and zinc metal ions and the efficacy of antibacterial and antifungal ceramics can be adjusted appropriately, and the concentration of metal ions in water conforms to the water quality standard. You can prevent it from being exceeded.

【0017】こうして得られた本発明による抗菌抗カビ
性セラミックスは、銀などの抗菌抗カビ性金属イオンの
作用に加えて、太陽光や電灯などの光を受けて酸化チタ
ン膜に生成する電子と正孔の酸化還元作用により、溶液
中あるいは膜上の雑菌及びカビの繁殖を効果的に防止す
ることができる。したがって、これをタイルなどに適用
してプールの内側に張れば、プールの底や壁などにぬめ
りが付いて滑りやすくなるのを防止でき、風呂場のタイ
ルや建物の外壁に適用すれば、かびなどによる黒ずみな
どを防止することができる。また、飲料水などを容れる
容器に適用すれば、雑菌の繁殖や腐敗を防止でき、飲料
水などを室温で長期間保存することができる。さらに基
板が薄いフィルムやシート、織物である場合には衣類や
医療用品、包装袋としても使用できる。本発明による抗
菌セラミックスはその外にも、すのこや風呂桶、浴槽、
噴水のタイル、流し、流しの三角コーナー、プールや風
呂場のてすり、洗面器、まな板、洗面台、魚のショウケ
ース、医療用器具、靴、スリッパ、加湿器の水槽、ヒゲ
剃り、カーペットなど、幅広い応用が可能である。
The antibacterial and antifungal ceramics according to the present invention thus obtained, in addition to the action of antibacterial and antifungal metal ions such as silver, produce electrons in the titanium oxide film upon receiving light such as sunlight or electric light. The redox action of the holes can effectively prevent the growth of bacteria and mold in the solution or on the film. Therefore, if you apply this to tiles etc. and stretch it inside the pool, you can prevent the bottom and walls of the pool from getting slimy and slippery, and if you apply it to the tiles of the bathroom and the outer wall of the building, It is possible to prevent darkening due to the above. Further, when applied to a container containing drinking water or the like, it is possible to prevent the propagation and spoilage of various bacteria and to store the drinking water or the like at room temperature for a long period of time. Further, when the substrate is a thin film, sheet or woven fabric, it can be used as clothes, medical supplies or packaging bags. In addition to the antibacterial ceramics according to the present invention, a drainboard, a bath tub, a bathtub,
Fountain tiles, sinks, triangular corners of sinks, handrails for pools and bathrooms, washbasins, cutting boards, washbasins, fish showcases, medical equipment, shoes, slippers, tanks for humidifiers, whiskers, carpets, etc. A wide range of applications are possible.

【0018】[0018]

【実施例】本発明の実施例の内で特に代表的なもの及び
参考例を以下に示す。
EXAMPLES Among the examples of the present invention, particularly representative ones and reference examples are shown below.

【0019】参考例1 0.1molのチタンイソプロポキシドを100mlの
無水エタノールで希釈し、撹拌しながら、2規定の塩酸
2.7mlを添加して透明なゾル液を調製し、ディップ
コーティング法によりスライドガラス基板上に酸化チタ
ン膜をコートした。すなわち、このゾル液にスライドガ
ラス基板を浸漬して引き上げ、乾燥した後、400℃で
焼成した。これを20回繰り返した後、550℃で焼成
して約4μmの酸化チタン膜をスライドガラス基板上に
作った。これを0.5mol/lの硝酸銀の水溶液に浸
漬して引き上げ、乾燥した後、先ほどのゾル液に浸漬し
て、ディップコーティング法により酸化チタン膜をさら
に5層コートした。得られた抗菌抗カビ性セラミックス
の抗菌抗カビ効果を次の方法で調べた。まず、食品機械
からの採取雑細菌を肉エキスブイヨン培地にて24時間
静置培養を行い、得られた菌液1mlを試料の上に2か
所滴下し、その上にメンブラン・フィルターを乗せ、3
7℃にて24時間静置培養を行った。その後、燐酸緩衝
液を加え、振とうした後、1ml取り出し、混釈平板培
養法により生残菌数を測定した。その結果、生残菌数が
ほぼ0になっており、ただのスライドガラスを用いて行
ったブランクテストに比べ、99.9%の減菌率が得ら
れた。
Reference Example 1 0.1 mol of titanium isopropoxide was diluted with 100 ml of absolute ethanol, 2.7 ml of 2N hydrochloric acid was added with stirring to prepare a transparent sol solution, and the dip coating method was used. A titanium oxide film was coated on a slide glass substrate. That is, a slide glass substrate was immersed in this sol solution, pulled up, dried, and then baked at 400 ° C. After repeating this 20 times, it was baked at 550 ° C. to form a titanium oxide film of about 4 μm on the slide glass substrate. This was dipped in a 0.5 mol / l silver nitrate aqueous solution, pulled up, dried, and then dipped in the sol solution described above to further coat five titanium oxide films by the dip coating method. The antibacterial and antifungal effect of the obtained antibacterial and antifungal ceramics was examined by the following method. First, the bacteria collected from the food machine were cultivated in a meat extract broth medium for 24 hours, and 1 ml of the obtained bacterial solution was dropped on two points on the sample, and a membrane filter was placed on the sample. Three
Static culture was performed at 7 ° C. for 24 hours. Then, a phosphate buffer was added, and after shaking, 1 ml was taken out and the number of surviving bacteria was measured by the pour plate culture method. As a result, the number of surviving bacteria was almost 0, and a sterilization rate of 99.9% was obtained as compared with the blank test performed using only a slide glass.

【0020】実施例1 125mlのチタンイソプロポキシドを20mlのイソ
プロピルアルコールに加えた後、750mlの蒸留水に
撹拌しながら滴下し、硝酸銀5gと硝酸亜鉛6水和物1
2g、70%の硝酸6mlを添加した。この溶液を80
℃で8時間加熱して透明なゾル液を調製し、スピンコー
ティング法により酸化錫ガラス基板上に酸化チタン膜を
コートした。まず、酸化錫ガラス基板を1分間に300
0回転の速度で回転させながらこのゾル液を滴下し、乾
燥した後、400℃で焼成した。これを20回繰り返し
た後、550℃で焼成して約5μmの酸化チタン膜を酸
化錫ガラス基板上に作った。これを2g/lの塩化白金
酸カリウムのエタノール水溶液に入れ、マグネチックス
ターラーで撹拌しながら、100Wの水銀ランプの光を
4時間照射し、光電着法で酸化チタン膜の表面に白金を
コートした。得られた抗菌抗カビ性セラミックスの抗菌
抗カビ効果を次の方法で調べた。まず、肉エキスブイヨ
ン培地で培養したブドウ球菌または大腸菌の菌液1ml
を試料の上に2か所滴下し、その上にメンブラン・フィ
ルターを乗せ、37℃にて24時間静置培養を行った。
その後、燐酸緩衝液を加え、振とうした後、1ml取り
出し、混釈平板培養法により生残菌数を測定した。その
結果、ただの酸化錫ガラスを用いて行ったブランクテス
トに比べ、ブドウ球菌の場合で99.2%の、または大
腸菌の場合で94.2%の減菌率が得られた。
Example 1 125 ml of titanium isopropoxide was added to 20 ml of isopropyl alcohol and then added dropwise to 750 ml of distilled water while stirring, and 5 g of silver nitrate and zinc nitrate hexahydrate 1 were added.
2 g, 6 ml of 70% nitric acid were added. 80 this solution
A transparent sol liquid was prepared by heating at 0 ° C. for 8 hours, and a titanium oxide film was coated on a tin oxide glass substrate by spin coating. First, a tin oxide glass substrate is used for 300 minutes per minute.
This sol solution was dropped while rotating at a speed of 0 rotation, dried, and then calcined at 400 ° C. After repeating this 20 times, it was baked at 550 ° C. to form a titanium oxide film of about 5 μm on the tin oxide glass substrate. This was placed in a 2 g / l aqueous solution of potassium chloroplatinate in ethanol, and while being stirred by a magnetic stirrer, the light of a 100 W mercury lamp was irradiated for 4 hours, and the surface of the titanium oxide film was coated with platinum by a photoelectric deposition method. . The antibacterial and antifungal effect of the obtained antibacterial and antifungal ceramics was examined by the following method. First, 1 ml of staphylococcal or E. coli broth cultivated in meat extract broth medium
Was dropped on two points on the sample, a membrane filter was placed on the sample, and static culture was performed at 37 ° C. for 24 hours.
Then, a phosphate buffer was added, and after shaking, 1 ml was taken out and the number of surviving bacteria was measured by the pour plate culture method. As a result, a sterilization rate of 99.2% for Staphylococcus or 94.2% for Escherichia coli was obtained as compared with the blank test performed using only tin oxide glass.

【0021】実施例2 125mlのチタンイソプロポキシドを20mlのイソ
プロピルアルコールに加えた後、750mlの蒸留水に
撹拌しながら滴下し、硫酸銅5水和物20gと70%の
塩酸5mlを添加した。この溶液を80℃で8時間加熱
して透明なゾル液を調製し、金属製の洗面器に刷毛で塗
った後、乾燥し、300℃で焼成した。これを15回繰
り返した後、硫酸銅を加えないで作った透明なゾル液で
同様に5回繰り返し、500℃で焼成した。得られた洗
面器に金魚鉢の水を容れて蛍光灯の下で1か月間放置し
たが、その表面にぬめりは生じず、水は透明のままで雑
菌や藻も生えてこなかった。酸化チタン膜で被覆してい
ない金属製の洗面器を用いた場合には1週間で藻が生え
てぬめりが生じ、水が濁ってきた。
Example 2 125 ml of titanium isopropoxide was added to 20 ml of isopropyl alcohol and then added dropwise to 750 ml of distilled water while stirring, and 20 g of copper sulfate pentahydrate and 5 ml of 70% hydrochloric acid were added. This solution was heated at 80 ° C for 8 hours to prepare a transparent sol solution, which was applied to a metal washbasin with a brush, dried, and baked at 300 ° C. After repeating this 15 times, the transparent sol liquid prepared without adding copper sulfate was similarly repeated 5 times and fired at 500 ° C. The obtained basin was filled with water from a fishbowl and allowed to stand under a fluorescent lamp for one month. The surface did not become slimy, the water remained transparent, and no germs or algae were grown. When a metal washbasin not coated with a titanium oxide film was used, algae grew in one week, slimming occurred, and the water became cloudy.

【0022】実施例3 ITOの透明導電膜を施した無色透明のガラス玉に実施
例2と同様にして硫酸銅を含んだ酸化チタン膜を被覆し
その上にさらに酸化チタン膜を被覆したものを2g/l
の塩化白金酸カリウムのエタノール水溶液に入れ、マグ
ネチックスターラーで撹拌しながら、100Wの水銀ラ
ンプの光を4時間照射し、光電着法で酸化チタン膜の表
面に白金をコートした。天然の清水を容れた透明なガラ
ス瓶に得られた球状抗菌抗カビ性セラミックスを入れ、
明るいところに1か月間放置しておいた。その結果、球
状抗菌抗カビ性セラミックスを入れなかった場合には水
が白く濁ってきて雑菌が繁殖してきたが、球状抗菌抗カ
ビ性セラミックスを入れた場合には水は透明のままで雑
菌もほとんど検出されなかった。
Example 3 A colorless and transparent glass ball provided with a transparent conductive film of ITO was coated with a titanium oxide film containing copper sulfate in the same manner as in Example 2, and further coated with a titanium oxide film. 2 g / l
Was placed in an aqueous solution of potassium chloroplatinate in ethanol and stirred with a magnetic stirrer, and irradiated with light of a 100 W mercury lamp for 4 hours to coat the surface of the titanium oxide film with platinum by a photoelectric deposition method. Put the obtained spherical antibacterial antifungal ceramics in a transparent glass bottle containing natural fresh water,
I left it in a bright place for a month. As a result, when spherical antibacterial / antifungal ceramics was not added, the water became cloudy and miscellaneous bacteria propagated, but when spherical antibacterial / antifungal ceramics was added, the water remained transparent and almost no bacteria were present. Not detected.

【0023】参考例2 125mlのチタンイソプロポキシドを20mlのイソ
プロピルアルコールに加えた後、750mlの蒸留水に
撹拌しながら滴下し、70%の硝酸6mlを添加した。
この溶液を80℃で8時間加熱して透明なゾル液を調製
し、参考例1と同様にしてディップコーティング法によ
り白色の陶磁器タイル上に酸化チタン膜を20層コート
した。これを200g/lの塩化亜鉛と5g/lの塩化
白金酸カリウムを含有する水溶液に浸漬して引き上げ、
乾燥した後、先ほどと同様にディップコーティング法に
より酸化チタン膜をさらに6層コートした。得られた抗
菌抗カビ性セラミックスタイルを池の壁に貼り、池に水
を張った。そのまま2か月間放置しておいたが、タイル
にぬめりは生じなかった。
Reference Example 2 125 ml of titanium isopropoxide was added to 20 ml of isopropyl alcohol and then added dropwise to 750 ml of distilled water while stirring, and 6 ml of 70% nitric acid was added.
This solution was heated at 80 ° C. for 8 hours to prepare a transparent sol solution, and 20 titanium oxide films were coated on white ceramic tiles by the dip coating method in the same manner as in Reference Example 1. This was immersed in an aqueous solution containing 200 g / l of zinc chloride and 5 g / l of potassium chloroplatinate and pulled up,
After drying, 6 layers of titanium oxide film were further coated by the dip coating method in the same manner as above. The obtained antibacterial and antifungal ceramic style was attached to the wall of the pond, and the pond was filled with water. I left it for two months as it was, but the tile did not get slimy.

【0024】参考例3 直径5mmの無色透明のガラス玉に参考例1と同様にし
て調製した透明なゾル液をスプレーした後、乾燥し、3
50℃で焼成した。これを20回繰り返し500℃で焼
成した後、硝酸銀15gと硝酸銅6水和物20gと硝酸
亜鉛6水和物25gを含んだ100mlの水溶液に漬
け、取り出して乾燥した。これにさらにゾル液をスプレ
ーした後、乾燥し、350℃で焼成した。これを5回繰
り返し500℃で焼成した後、2g/lの塩化白金酸カ
リウムのエタノール水溶液に入れ、マグネチックスター
ラーで撹拌しながら、100Wの水銀ランプの光を4時
間照射し、光電着法で酸化チタン膜の表面に白金をコー
トした。得られた球状抗菌抗カビ性セラミックスの抗菌
抗カビ効果を次の方法で調べた。まず、食品機械からの
採取雑細菌を肉エキスブイヨン培地にて24時間静置培
養を行い、得られた菌液の5mlを球状抗菌抗カビ性セ
ラミックスを入れた燐酸緩衝液70mlの中にいれ、振
とう培養を行った。24時間後に菌液を1ml取り出
し、混釈平板培養法により生残菌数を測定した。その結
果、ただのガラス玉を用いて行ったブランクテストに比
べ、97%の減菌率が得られた。また、振とう培養の際
に白熱灯の光を照射した場合には、減菌率が99%に向
上した。
Reference Example 3 A transparent sol solution prepared in the same manner as in Reference Example 1 was sprayed on a colorless and transparent glass ball having a diameter of 5 mm, and then dried.
It was baked at 50 ° C. This was repeated 20 times and baked at 500 ° C., then immersed in 100 ml of an aqueous solution containing 15 g of silver nitrate, 20 g of copper nitrate hexahydrate and 25 g of zinc nitrate hexahydrate, taken out and dried. This was further sprayed with a sol solution, dried, and baked at 350 ° C. This is repeated 5 times and baked at 500 ° C., then put in an aqueous ethanol solution of 2 g / l potassium chloroplatinate and stirred with a magnetic stirrer, while being irradiated with light of a 100 W mercury lamp for 4 hours, by a photoelectric deposition method. The surface of the titanium oxide film was coated with platinum. The antibacterial and antifungal effect of the obtained spherical antibacterial and antifungal ceramics was examined by the following method. First, miscellaneous bacteria collected from food machinery are statically cultivated in a meat extract broth medium for 24 hours, and 5 ml of the obtained bacterial solution is put in 70 ml of a phosphate buffer solution containing spherical antibacterial and antifungal ceramics, Shaking culture was performed. After 24 hours, 1 ml of the bacterial solution was taken out and the number of surviving bacteria was measured by the pour plate culture method. As a result, a sterilization rate of 97% was obtained as compared with the blank test performed using only glass beads. Further, when the light of an incandescent lamp was irradiated during the shaking culture, the sterilization rate was improved to 99%.

【0025】実施例4 2.5kgのチタンイソプロポキシドに400gのイソ
プロピルアルコールを加えた後、15kgの蒸留水に撹
拌しながら滴下し、硝酸銀100gと70%の塩酸12
0mlを添加して80℃で24時間加熱した。得られた
透明なゾル液にアルミナ製のまな板を浸漬し、参考例1
と同様にして、ディップコーティング法により酸化チタ
ン膜を15層コートした。そして、その表面を硝酸銀を
加えないで作った透明なゾル液で同様に酸化チタン膜を
5層コートし、500℃で焼成した。得られた抗菌抗カ
ビ性まな板を2か月間使用したが、その表面にかびや雑
菌の繁殖あるいは変色などは見られなかった。また、得
られた抗菌抗カビ性まな板を2日間水に浸漬しておいた
が、水中の銀イオンの濃度は10ppb以下と水質基準
以下であった。
Example 4 After adding 400 g of isopropyl alcohol to 2.5 kg of titanium isopropoxide, it was added dropwise to 15 kg of distilled water while stirring, and 100 g of silver nitrate and 12% of 70% hydrochloric acid were added.
0 ml was added and heated at 80 ° C. for 24 hours. An alumina cutting board was dipped in the obtained transparent sol solution to prepare a reference example 1.
In the same manner as above, 15 layers of titanium oxide film were coated by the dip coating method. Then, five layers of titanium oxide film were similarly coated on the surface thereof with a transparent sol liquid prepared without adding silver nitrate, and baked at 500 ° C. The obtained antibacterial and antifungal cutting board was used for 2 months, but no growth of fungi or germs or discoloration was observed on its surface. Further, the obtained antibacterial and antifungal cutting board was immersed in water for 2 days, and the concentration of silver ions in the water was 10 ppb or less, which was below the water quality standard.

【0026】[0026]

【発明の効果】本発明は以上説明したように、耐水性、
耐熱性、耐光性、耐候性、安定性、安全性のみならず、
抗菌抗カビ力及び抗菌抗カビ効果の持続性という面から
も優れた特性を有する経済的な抗菌抗カビ性セラミック
ス及びその製造方法の提供を目的としたものである。基
板あるいは導電性の皮膜を施した基板あるいは導電性の
基板に、銀、銅、亜鉛の内から選ばれた少なくとも一種
の金属イオンを含有した酸化チタン膜を被覆することに
よって製造された本発明の抗菌抗カビ性セラミックス
は、金属イオンの作用に加えて、太陽光や電灯などの光
を受けて酸化チタン膜に電子や正孔が生成して酸化還元
を行うことにより、溶液中あるいは膜上の雑菌及びカビ
の繁殖を効果的に防止できる。したがって、これをタイ
ルなどに適用してプールの内側に張れば、プールの底や
壁などにぬめりが付いて滑りやすくなるのを防止でき、
風呂場のタイルや建物の外壁に適用すれば、かびなどに
よる黒ずみなどを防止することができる。また、飲料水
などを容れる容器に適用すれば、雑菌の繁殖や腐敗を防
止できるため飲料水などを室温で長期間保存することが
でき、さらに基板が薄いフィルムやシート、織物である
場合には衣類や医療用品、包装袋としても使用できる。
本発明に用いられる酸化チタンは塗料や化粧品、歯磨き
粉などにも使われており、耐候性や耐久性に優れ、無毒
かつ安全という利点を持っているため、本発明による抗
菌抗カビ性セラミックスは耐水性、耐熱性、耐光性、耐
候性、安定性、安全性に優れている。本発明による抗菌
抗カビ性セラミックスはその外にも、すのこや風呂桶、
浴槽、噴水のタイル、流し、流しの三角コーナー、プー
ルや風呂場のてすり、洗面器、まな板、洗面台、魚のシ
ョウケース、医療用器具、靴、スリッパ、加湿器の水槽
や出口のノズル、ヒゲ剃り、カーペットなど、幅広い応
用が可能である。
As described above, the present invention provides water resistance,
Not only heat resistance, light resistance, weather resistance, stability, safety,
It is an object of the present invention to provide an economical antibacterial / antifungal ceramic having excellent properties in terms of antibacterial / antifungal activity and durability of antibacterial / antifungal effect, and a method for producing the same. A substrate or a substrate coated with a conductive film or a conductive substrate is coated with a titanium oxide film containing at least one metal ion selected from silver, copper and zinc. In addition to the action of metal ions, the antibacterial and antifungal ceramics generate electrons and holes in the titanium oxide film in response to light from sunlight or electric lights to carry out redox, and thereby in solution or on the film. Propagation of bacteria and mold can be effectively prevented. Therefore, if you apply this to tiles etc. and stretch it inside the pool, you can prevent the bottom and walls of the pool from becoming slimy and slippery,
When applied to bathroom tiles and building exterior walls, it is possible to prevent darkening due to mold, etc. In addition, if applied to a container containing drinking water, etc., it is possible to store the drinking water etc. for a long time at room temperature because it can prevent the propagation and spoilage of various bacteria, and when the substrate is a thin film or sheet, a woven fabric. It can also be used as clothing, medical supplies and packaging bags.
The titanium oxide used in the present invention is also used in paints, cosmetics, toothpaste, etc., and has the advantages of excellent weather resistance and durability, nontoxicity, and safety. Therefore, the antibacterial and antifungal ceramics according to the present invention are water resistant. Excellent in heat resistance, heat resistance, light resistance, weather resistance, stability and safety. In addition to the antibacterial and antifungal ceramics according to the present invention, a sludge and a bath tub,
Bathtubs, fountain tiles, sinks, triangular corners of sinks, basins for pools and bathrooms, washbasins, cutting boards, washbasins, fish showcases, medical equipment, shoes, slippers, humidifier tanks and outlet nozzles, Wide range of applications such as beard shaving and carpet.

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 銀、銅、亜鉛の一種以上の金属イオンの
作用と光を受けて酸化チタン膜に生成する電子と正孔の
酸化還元作用とによる優れた抗菌抗カビ特性を有し、基
板上にコートした材料を焼成することにより、銀、銅、
亜鉛の内から選ばれた少なくとも一種の金属イオンを含
有しバインダ層を含まない酸化チタン膜を金属イオンが
強く担持され過ぎない基板に被覆した抗菌抗カビ性セラ
ミックスを製造する方法であって、銀、銅、亜鉛の内か
ら選ばれた少なくとも一種の金属イオンを含有したチタ
ニアゾル液をバインダ層または吸着剤を有しない基板
上にコートして焼成する工程を含むことを特徴とする抗
菌抗カビ性セラミックスの製造方法。
1. A substrate having excellent antibacterial and antifungal properties by the action of one or more metal ions of silver, copper and zinc and the redox action of electrons and holes generated in a titanium oxide film upon receiving light. By baking the material coated above, silver, copper,
A method for producing an antibacterial and antifungal ceramics, comprising a titanium oxide film containing at least one metal ion selected from zinc and containing no binder layer, which is coated on a substrate on which metal ions are not strongly supported, wherein Antibacterial and antifungal properties, characterized by including a step of coating a titania sol liquid containing at least one metal ion selected from copper, zinc and zinc on a substrate having no binder layer or an adsorbent and firing the solution. Method of manufacturing ceramics.
【請求項2】 基板として導電性の皮膜を施した基板あ
るいは導電性の基板を用いることを特徴とする請求項1
記載の抗菌抗カビ性セラミックスの製造方法。
2. A substrate coated with a conductive film or a conductive substrate is used as the substrate.
A method for producing the antibacterial and antifungal ceramics described.
【請求項3】 酸化チタン膜に対して0.0001〜1
0重量%の銀または0.01〜15重量%の銅、0.0
2〜20重量%の亜鉛を含有することを特徴とする請求
項1または2記載の抗菌抗カビ性セラミックスの製造方
法。
3. A titanium oxide film having a thickness of 0.0001 to 1
0% by weight of silver or 0.01 to 15% by weight of copper, 0.0
The method for producing an antibacterial and antifungal ceramics according to claim 1 or 2, which contains 2 to 20% by weight of zinc.
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