JP5358877B2 - 抗菌性窯業製品、窯業表面処理剤、および抗菌性窯業製品の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明の抗菌性窯業製品を製造するために用いる、本発明の窯業表面処理剤は、分散媒中に、粒度分布の90%累積径D90が150nm以下の金属ナノ粒子が、コロイド分散していることを特徴とするものである。金属ナノ粒子の、粒度分布の90%累積径D90が150nm以下に限定されるのは、前記範囲を超える、大きな金属ナノ粒子を含む窯業表面処理剤を、例えば、下絵具や釉薬として使用して、窯業製品の素地の表面や、前記表面に形成した釉薬層の表面に塗布して焼成したとしても、その表面に、平均粒子径200nm以下の、微小な金属ナノ粒子が存在し、かつ、抗菌性金属の利用効率が高い、本発明の抗菌性窯業製品を製造できないためである。
ジウム(III)溶液〔Rh(NO3)3〕等が挙げられ、イリジウムの場合は、塩化イリ
ジウム(III)〔IrCl3〕等が挙げられる。ニッケルの場合は、塩化ニッケル(II)六水和物〔NiCl2・6H2O〕、硝酸ニッケル(II)六水和物〔Ni(NO3)2・6H2O〕等が挙げられ、鉄の場合は、硝酸鉄(III)六水和物、九水和物(Fe(NO3)3・6H2O、9H2O)、塩化鉄(II)四水和物(FeCl2・4H2O)、硫酸鉄(II)七水和物(FeSO4・7H2O)、アセチルアセトン鉄(III)(Fe〔CH(COCH3)2〕3)等が挙げられる。
本発明の、抗菌性窯業製品の製造方法は、窯業製品の表面に、前記本発明の窯業表面処理剤を塗布した後、800〜1600℃で焼成する工程を含むことを特徴とするものである。具体的には、例えば、本発明の窯業表面処理剤を釉薬として使用して、窯業製品の素地の表面や、前記表面に形成した釉薬層の表面に塗布したり、前記窯業表面処理剤を下絵具として使用して、窯業製品の素地の表面に形成した釉薬層の表面に下絵を描いたりした後、前記温度範囲で焼成することによって、その表面に、平均粒子径200nm以下の金属ナノ粒子が存在する本発明の抗菌性窯業製品が製造される。
前記の製造方法等によって製造することができる、本発明の抗菌性窯業製品は、表面に、少なくとも銀を含む、平均粒子径200nm以下の金属ナノ粒子が存在していることを特徴とするものである。表面に存在する金属ナノ粒子の平均粒子径が200nm以下に限定されるのは、下記の理由による。すなわち、平均粒子径が、前記範囲内であれば、金属ナノ粒子を形成する抗菌性金属の利用効率を向上して、抗菌性金属の使用量に見合う十分な抗菌性を得ることができる。そのため、抗菌性金属の使用量を少なくして、例えば、釉薬層や下絵が所定の色目にならなかったり、窯業製品のコストアップに繋がったりするのを、確実に防止することが可能となる。
金属化合物としての硝酸銀(I)を純水に溶解し、アンモニア水を加えて液のpHを10に調整し、次いで、分散剤としてのマレイン酸系共重合体〔日本化成(株)製のクロバックス(登録商標)400−21S、分子量:9000、酸価:100mgKOH/g〕を加えて溶解させた後、還元剤としてのエチレングリコールを純水に溶解した溶液を添加して、液相の反応系を調製した。反応系における各成分の濃度は、硝酸銀(I):25g/リットル、マレイン酸系共重合体:20g/リットル、還元剤:120g/リットルとした。
釉薬成分としての、35.58重量部の長石と、13.5重量部の石灰と、9.7重量部の粘土と、40.2重量部の珪砂とを、100重量部の水と共に混合し、遠心ボールミルで粉砕してスラリー化した。次いで、このスラリーに、固形分の総量中の銀ナノ粒子の割合が0.02重量%となるように、先に調製した銀ナノ粒子の分散液を加え、混合して、窯業表面処理剤としての釉薬を調製した。前記釉薬について、TG−MASS分析を行って求めた分散剤の含有量と、ICP分析を行って求めた銀の含有量とから、分散剤の、金属ナノ粒子の量に対する百分率で表される含有率を求めたところ3.3重量%であった。
先に調製した釉薬を、タイル素地の表面に吹き付け塗布し、乾燥させた後、電気炉を用いて、大気雰囲気中で1200℃に加熱して30分間、焼成して、釉薬層を有する抗菌性窯業製品のサンプルを製造した。そして、前記サンプルの、釉薬層の表面を、高分解能SEM(走査型電子顕微鏡)を用いて撮影して画像データを得、前記画像データを画像解析して、画像データ中に写された全ての銀ナノ粒子の、個々の粒子径を求めると共に、その平均値を、平均粒子径として算出したところ30nmであった。
前記サンプルの、釉薬層の表面に、黄色ブドウ球菌の菌液1ミリリットルを滴下した後、滅菌ポリエチレンフィルムを載置して25℃で24時間、静置した後、式(1):
Claims (1)
- 有機溶媒と数平均分子量が1,000〜800,000であるポリビニルアルコール、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、ポリビニルピロリドン、ポリアルカンチオール及びマレイン酸共重合体からなる群から選ばれる1種又は2種以上の分散剤とを含む分散媒中に分散剤によって被覆された状態で銀又は銀を含む合金である金属ナノ粒子がコロイド分散している窯業表面処理剤であって、
金属ナノ粒子の体積基準粒度分布の90%累積径D90が22nm≦D90≦150nmであり、金属ナノ粒子100重量部あたり、分散剤を1〜20重量部及び水溶性の有機溶媒を30〜900重量部含有し、当該窯業表面処理剤を調製後、24時間、経過した時点での金属ナノ粒子の沈降量が金属ナノ粒子の総量の0.1重量%以下の釉薬である窯業表面処理剤を
窯業製品の表面に塗布した後、850〜1600℃で焼成し、表面に平均粒子径が200nm以下の少なくとも銀を含む金属ナノ粒子を存在させることを特徴とする抗菌性窯業製品の製造方法。
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