JP6751435B2 - 抗菌層付き支持体及び積層体 - Google Patents
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- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
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- C08J2433/04—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers esters
- C08J2433/06—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers esters of esters containing only carbon, hydrogen, and oxygen, the oxygen atom being present only as part of the carboxyl radical
- C08J2433/08—Homopolymers or copolymers of acrylic acid esters
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Description
特許文献1には、第1及び第2の表面を有するポリマー基材層を含み、その表面上のポリマーコーティングは、抗微生物化合物を含む抗微生物ポリマーフィルムであって、抗微生物化合物は、銀を含み、ポリマー基材は、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、及びPVC(polyvinylchloride;ポリ塩化ビニル)から選択される抗微生物ポリマーフィルム、が記載されている。
すなわち、以下の構成により上記課題を達成することができることを見出した。
[2] 抗菌層の表面の水接触角が、20〜60度である、[1]に記載の抗菌層付き支持体。
[3] 抗菌剤が銀を含む、[1]又は[2]に記載の抗菌層付き支持体。
[4] 支持体の表面と抗菌層とが直接接している、[1]〜[3]のいずれかに記載の抗菌層付き支持体。
[5] 抗菌層の鉛筆硬度が2H以上である、[1]〜[4]のいずれかに記載の抗菌層付き支持体。
[6] 抗菌層のビッカース硬度が1.33以上である、[1]〜[5]のいずれかに記載の抗菌層付き支持体。
[7] 膜厚が30〜350μmである、[1]〜[6]のいずれかに記載の抗菌層付き支持体。
[8] [1]〜[7]のいずれかに記載の抗菌層付き支持体と、粘着剤層とを含み、
抗菌層、支持体、及び粘着剤層の順に積層されている、積層体。
以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。
なお本明細書における基(原子群)の表記において、置換、及び無置換を記していない表記は、本発明の効果を損ねない範囲で、置換基を有さないものと共に置換基を有するものをも包含するものである。例えば、「アルキル基」とは、置換基を有さないアルキル基(無置換アルキル基)のみならず、置換基を有するアルキル基(置換アルキル基)をも包含するものである。このことは、各化合物についても同義である。
また、本明細書において、「(メタ)アクリレート」はアクリレート、及びメタクリレートの双方、又はいずれかを表し、「(メタ)アクリル」はアクリル、及びメタクリルの双方、又はいずれかを表す。
また、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、及び上限値として含む範囲を意味する。
本発明の第一の実施形態に係る抗菌層付き支持体は、支持体と、支持体上の少なくとも一部に配置された抗菌層と、を含む。上記抗菌層付き支持体の特徴点の一つとしては、上記支持体が、ウレタン樹脂を含む点が挙げられる。以下、図面を参照しながら上記抗菌層付き支持体について詳述する。
図1は、本発明の第一の実施形態に係る抗菌層付き支持体の断面図である。抗菌層付き支持体110は、支持体101と、抗菌層102とを含む。抗菌層102は、図示しない抗菌剤を含む。抗菌層付き支持体110においては、支持体101の表面と、抗菌層102とが直接接している。
図2は、本発明の第一の実施形態に係る抗菌層付き支持体の変形例である。抗菌層付き支持体210は、支持体101と抗菌層102との間に、プライマー層201を含む。プライマー層201は、支持体101と抗菌層102を接着する機能を有する。
上記抗菌層付き支持体110及び210における支持体101はウレタン樹脂を含み、そのウレタン樹脂は柔軟性を有するため、上記抗菌層付き支持体110及び210を曲面に貼付した場合には、抗菌層付き支持体110及び210は上記曲面の形状に合わせて変形し易いものと推測される。また、ウレタン樹脂は抗菌層102及びプライマー層201との相互作用性が高く、そのため、支持体と抗菌層との間で剥離が生じにくくなるものと推測される。なお、抗菌層102の表面には、その表面を保護するために図示しない保護シートが配置されていてもよい。保護シートが配置される場合には、使用時に保護シートが取り除かれる。
なお、抗菌層102は、支持体101上の全面に配置されていてもよいし、支持体101上の一部に配置されていてもよい。
〔支持体〕
上記抗菌層付き支持体は、支持体を有する。ウレタン樹脂を含む支持体であれば特に限定されず、公知の支持体を用いることができる。
ウレタン樹脂とはウレタン結合を有する樹脂を総称するもので、例えば、ポリオール又はポリアミンと、ポリイソシアネートとを反応させて得られる熱可塑性樹脂が挙げられる。なお、ウレタン樹脂は、上記熱可塑性樹脂に架橋剤及び/又は鎖延長剤を加えてさらに反応させたものであってもよい。
架橋剤としては、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、及びポリオキシプロピレントリオール等を用いることもできる。架橋剤は1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
上記のウレタン樹脂の市販品としては、シーダム社製「DU605−CER」、及び大倉工業社製「SDS96」等が挙げられる。
上記支持体は、抗菌層付き支持体が本発明の効果を奏する限りにおいて、ウレタン樹脂以外の樹脂を含んでもよい。ウレタン樹脂以外の樹脂としては、天然ゴム、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエステル、ポリアミド、ポリカーボネート、シリコーンポリマー、ポリ(メタ)アクリレート、ポリスチレン、ポリスルホン、ポリイソプレン、及びポリウレア等が挙げられる。なお、その他の樹脂は1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
上記その他の樹脂を含む支持体全質量中における、ウレタン樹脂の質量に対するその他の樹脂の質量の比(その他の樹脂/ウレタン樹脂)は、1/99〜20/80が好ましく、1/99〜10/90がより好ましい。質量比が上記範囲内であると、抗菌層付き支持体がより優れた本発明の効果を有する。
上記支持体は、本発明の効果を奏する限りにおいて、上記樹脂以外の添加剤を含んでもよい。添加剤としては、例えば紫外線吸収剤、充填剤、老化防止剤、帯電防止剤、難燃剤、接着性付与剤、分散剤、酸化防止剤、消泡剤、レベリング剤、艶消し剤、光安定剤、染料、及び顔料等が挙げられる。
溶媒キャスト法により成形する場合には、上記樹脂を溶媒(水又は有機溶媒)に溶解して用いてもよい。
上記支持体の引張弾性率は5〜150MPaが好ましく、30〜110MPaがより好ましい。支持体の引張弾性率が上記範囲内にあると、抗菌層付き支持体を曲面に貼付した場合に、被着体の形状に合わせて抗菌層付き支持体が変形し易い。なお、本明細書において、被着体の形状に合わせて抗菌層付き支持体が変形し易い性質を被着体の形状に対する「追従性が高い」ともいう。
本明細書における引張弾性率は、JIS(Japanese Industrial Standards)K7127:1999に準拠したダンベル型に打ち抜いた試験片を準備し、以下の条件で引張試験を実施し、算出することができる。
・試験温度:25℃
・引張速度:50mm/分
・チャック間距離:80mm
・試験片の幅:10mm
・試験片の長さ:150mm
・評点間の距離:50mm
上記支持体の膜厚は、特に限定されないが、10〜1000μmが好ましく、20〜350μmがより好ましく、30〜200μmがさらに好ましい。なお、支持体の膜厚は、マイクロメーターで支持体の表面の任意の10点の膜厚を測定し、その算術平均を求めることにより定めた値である。
上記抗菌層は、親水性ポリマーと、抗菌剤と、を含む。
上記親水性ポリマーとは、親水性基を有するポリマーである。
抗菌層に親水性ポリマーが含まれることにより、より優れた親水性を有する抗菌層が得られ、水等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できる。親水性基の種類は特に限定されず、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又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、及びスルホン酸基のアルカリ金属塩等が挙げられる。なかでも、抗菌層がより優れた抗菌性を有する点で、親水性基は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限定されず、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、及びポリウレア等が挙げられる。
親水性ポリマーの好適態様の一つとしては、親水性基を有するモノマー(以後、単に「親水性モノマー」とも称する)を重合させて得られる親水性ポリマーが挙げられる。
親水性モノマーとは、上記の親水性基及び下記の重合性基を有する化合物を意図する。親水性基の定義は上記の通りである。
親水性モノマー中における親水性基の数は特に限定されないが、抗菌層の表面の水接触角を、下記の範囲内に制御し易い点で、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。
親水性モノマー中における重合性基の数は特に限定されないが、より優れた機械的強度を有する抗菌層が得られる点で、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記の通りである。
L1は、単結合又は2価の連結基を表す。2価の連結基の種類は特に限定されず、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、及びこれらの組み合わせ等が挙げられる。
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(B)で表される基を意図する。
式(B) *−(OR3)m−*
式(B)中、R3は、アルキレン基(例えば、エチレン基、及びプロピレン基)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限定されず、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、上記のとおりである。
なかでも、より優れた機械的強度を有する抗菌層が得られる点で、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限定されず、より優れた機械的強度を有する抗菌層が得られる点、及び多官能モノマー自体が優れた取り扱い性を有する点から、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、及び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。
上記抗菌層は、抗菌剤を含む。抗菌剤としては、特に限定されず、公知の有機系抗菌剤及び/又は無機系抗菌剤を用いることができる。なかでも、抗菌層がより優れた抗菌性を有する点、及び抗菌層の抗菌性がより長期間維持される点で、銀を含む抗菌剤(以下、銀系抗菌剤ともいう。)が好ましい。以下では、銀系抗菌剤、銀を含まない有機系抗菌剤、及び銀を含まない無機系抗菌剤についてそれぞれ詳述する。なお、抗菌剤は1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
銀系抗菌剤としては、銀(銀原子)が含まれていればよく、その種類は特に限定されず、例えば、下記の銀担持担体、及び銀粒子自体が挙げられる。また、銀の形態も特に限定されず、例えば、金属銀、銀イオン、及び銀塩(銀錯体を含む)等の形態が挙げられる。なお、本明細書では、銀錯体は銀塩に含まれるものとする。
また、銀錯体としては、例えば、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、及びイミダゾール銀錯体等が挙げられる。
なかでも、抗菌層がより優れた抗菌性を有する点、及び抗菌層の抗菌性がより長期間維持される点で、銀系抗菌剤は、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ことが好ましい。
なかでも、抗菌層がより優れた抗菌性を有する点、及び抗菌層の抗菌性がより長期間維持される点で、銀粒子、又は銀を担持したセラミックス粒子(銀担持セラミックス粒子、以下「銀セラミックス粒子」ともいう。)がより好ましい。具体的には、ゼオライトに銀を担持させた銀担持ゼオライト、及びシリカゲルに銀を担持させた銀担持シリカゲルが挙げられる。
銀系抗菌剤中における銀の含有量は特に限定されないが、例えば、上記銀担持担体の場合、銀の含有量は、銀担持担体全質量に対して、0.1〜10質量%が好ましく、0.3〜5質量%がより好ましい。
銀を含まない有機系抗菌剤としては、特に限定されず、例えば、フェノールエーテル誘導体、イミダゾール誘導体、スルホン誘導体、N−ハロアルキルチオ化合物、アニリド誘導体、ピロール誘導体、第4アンモニウム塩、ピリジン系化合物、トリアジン系化合物、ベンゾイソチアゾリン系化合物、及びイソチアゾリン系化合物等が挙げられる。
より具体的には、1,2−ベンズイソチアゾリン−3−オン、N−フルオルジクロロメチルチオ−フタルイミド、2,3,5,6−テトラクロロイソフタロニトリル、N−トリクロロメチルチオ−4−シクロヘキセン−1,2−ジカルボキシイミド、8−キノリン酸銅、ビス(トリブチル錫)オキシド、2−(4−チアゾリル)ベンズイミダゾール(TBZ)、2−ベンズイミダゾールカルバミン酸メチル(BCM)、10,10'−オキシビスフェノキシアルシン(OBPA)、2,3,5,6−テトラクロロ−4−(メチルスルフォン)ピリジン、ビス(2−ピリジルチオ−1−オキシド)亜鉛(ZPT)、N,N−ジメチル−N'−(フルオロジクロロメチルチオ)−N’−フェニルスルファミド(ジクロルフルアニド)、ポリ−(ヘキサメチレンビグアニド)ハイドロクロライド、ジチオ−2−2'−ビス(ベンズメチルアミド)、2−メチル−4,5−トリメチレン−4−イソチアゾリン−3−オン、2−ブロモ−2−ニトロ−1,3−プロパンジオール、ヘキサヒドロ−1,3−トリス−(2−ヒドロキシエチル)−S−トリアジン、p−クロロ−m−キシレノール、及び1,2−ベンズイソチアゾリン−3−オン等が挙げられる。なかでも、抗菌層がより優れた親水性及び抗菌性を有する点で、2−ブロモ−2−ニトロ−1,3−プロパンジオール、TBZ、BCM、OBPA、又はZPTが好ましい。
なお、有機系抗菌剤としては、天然系抗菌剤も含まれる。天然系抗菌剤としては、カニ及び/又はエビの甲殻等に含まれるキチンを加水分解して得られる塩基性多糖類のキトサンが挙げられる。
銀を含まない無機系抗菌剤としては、抗菌剤がより優れた抗菌性を有する順に、水銀、銅、亜鉛、鉄、鉛、又はビスマス等及び/又はこれらのイオンを含む抗菌剤が挙げられる。その他にもニッケル及び/又はニッケルイオンを含む抗菌剤が挙げられる。なお、これらの金属及び/又は金属イオンを担体に担持させたものを用いることもできる。担体としては、上記のものを用いることができる。なかでも、銅イオンを徐放する銅粒子、又は銅担持セラミックス粒子が好ましい。
抗菌層における抗菌剤の含有量は、特に限定されず、汚染物質の除去性及び抗菌性のバランスの点から、抗菌層全質量に対して、0.001〜20質量%が好ましく、0.001〜10質量%がより好ましく、0.001〜5質量%がさらに好ましく、1〜5質量%が特に好ましい。
なお、抗菌剤として、銀系抗菌剤に加え、銀を含まない抗菌剤を用いる場合の抗菌剤全体としての含有量は、上記範囲を満足すればよいが、銀を含まない抗菌剤は、抗菌剤全体に対して50質量%以下が好ましく、20質量%以下がより好ましい。
また、銀粒子の平均粒径は1nm〜100nmが好ましく、1nm〜20nmがより好ましい。銀粒子は、粒径が小さいほど、表面積/体積比が大きくなる。従い、粒径のより小さい銀粒子を含む抗菌層は、より優れた抗菌性を有しやすい。
なお、平均粒径は、レーザー回折散乱法によって求めた粒度分布における積算値50%での粒径を意味する。
また、銀系抗菌剤として有機系の銀系抗菌剤を用いる場合も、抗菌剤の含有量は、上記範囲を満足すればよいが、より優れた機械的強度を有する抗菌層が得られる点で、抗菌層全質量に対して、1〜5質量%がより好ましい。
また、銀系抗菌剤として無機系の銀系抗菌剤を用いる場合にも、抗菌剤の含有量は、上記範囲を満足すればよいが、より優れた機械的強度を有する抗菌層が得られる点で、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。
なお、銀セラミックス粒子の平均粒径は、0.1〜10μmが好ましく、0.1〜2μmがより好ましい。
上記抗菌層は、本発明の効果を奏する限りにおいて、他の成分を含んでもよい。他の成分としては、例えば、金属酸化物を含む光触媒性材料が挙げられる。上記光触媒性材料が抗菌性を有する場合には、上記抗菌剤として使用されてもよい。
光触媒性材料に含まれる金属酸化物の種類は特に限定されず、例えば、TiO2、ZnO、SrTiO3、CdS、GaP、InP、GaAs、BaTiO3、BaTiO4、BaTi4O9、K2NbO3、Nb2O5、Fe2O3、Ta2O5、K3Ta3Si2O3、WO3、SnO2、Bi2O3、BiVO4、NiO、Cu2O、SiC、MoS2、InPb、RuO2、CeO2、及びTa3N5等が挙げられる。また、Ti、Nb、Ta、及びVからなる群から選択される少なくとも1種の元素を含む層状酸化物であってもよい。なかでも、金属酸化物は、Zn、Ti、Ni、W、Cu、Sn、Fe、Sr、及びBiからなる群から選択される少なくとも1種の金属原子を含むことが好ましく、Ti又はWがより好ましい。金属酸化物としてはTiO2又はWO3が特に好ましい。
光触媒性材料の平均粒径は特に限定されず、1nm〜2μmが好ましく、10nm〜1.5μmがより好ましく、20nm〜1μmがさらに好ましい。なお、上記平均粒径は、走査型電子顕微鏡により少なくとも10個の任意の光触媒性材料の直径を測定し、それらを算術平均した値である。光触媒性材料が球状でない場合、長径を直径とする。
光触媒性材料の質量に対する、銀系抗菌剤の質量の質量比(銀系抗菌剤の質量/光触媒性材料の質量)は、0.01〜20が好ましく、0.1〜10がより好ましく、0.3〜3がさらに好ましい。
抗菌層の製造方法は特に限定されず、公知の方法を用いることができる。例えば、親水性ポリマーと、抗菌剤と、必要に応じて他の成分(例えば溶剤)と、を含む抗菌層形成用組成物を作製し、上記抗菌層形成用組成物を支持体上に塗布して抗菌層を形成する方法、及び予め成膜した抗菌層を支持体上の所定の位置に貼り付ける方法、及び予め成膜した抗菌層形成用組成物上に支持体を形成する方法等が挙げられる。
なかでも、抗菌層の膜厚及び/又は表面凹凸の調整がより容易である点から、上記の親水性モノマー、及び抗菌剤を含む抗菌層形成用組成物を支持体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。
(膜厚)
上記抗菌層の膜厚は特に限定されず、汚染物質の除去性及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、本明細書において、抗菌層の膜厚は、以下の方法により得られた値である。まず、抗菌層を含むサンプル片を樹脂に埋め込み、ミクロトームで断面を削り出し、削り出した断面を走査型電子顕微鏡で観察し、抗菌層の膜厚を測定する。上記方法による測定を、抗菌層の任意の10点で繰り返し、得られた値を算術平均して、抗菌層の膜厚を得る。
抗菌層の表面の水接触角は特に限定されず、5〜80度の場合が多い。なかでも、20〜60度が好ましく、25〜50度がより好ましく、25〜40度がさらに好ましい。抗菌層の表面の水接触角が20度以上だと、抗菌層表面に皮脂等の汚れがより付着しにくく、水接触角が60度以下だと、抗菌層表面に付着した汚れを水による洗浄等によって、より除去し易くなる。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得られた値である。具体的には、接触角計LSE-ME1(ソフトウェア2win mini)(株式会社ニック製)を用い、室温20℃の条件で測定した水接触角である。より具体的には、水平を保った抗菌層表面に、純水を2μl滴下し、20秒経過した時点における、抗菌層表面上における純水の液滴の接触角を上記方法により測定した値である。
抗菌層の表面の鉛筆硬度は特に限定されず、HB以上の場合が多い。なかでも、2H以上が好ましい。上限は特に限定されないが、一般的に9H以下である。抗菌層の表面の鉛筆硬度が2H以上であると、より優れたハードコート性、特に引掻き傷に対するより優れた耐性を有する抗菌層が得られる。
なお、本明細書において鉛筆硬度はJIS K 5600−5−4:1999の鉛筆硬度試験法に基づいて得られた値をいう。
抗菌層の表面のビッカース硬度は特に限定されず、1.20以上の場合が多い。なかでも1.33以上が好ましく、1.35以上がより好ましく、5以上がさらに好ましく、10以上が特に好ましい。上限は特に限定されないが、一般的に90以下である。抗菌層の表面のビッカース硬度が1.33以上だと、より優れたハードコート性、特に、鋭利なもので押し込んだ傷に対するより優れた耐性を有する抗菌層が得られる。
なお、本明細書において、ビッカース硬度は、ビッカース硬度計(フィッシャー・インストルメンツ社製)を用いて、荷重20mN/20s、荷重時間5sの条件で10回試験を行い、得られた値を算術平均したものである。
抗菌層付き支持体の製造方法は特に限定されず、例えば、支持体上に抗菌層を形成する方法、抗菌層上に支持体を形成する方法、予め形成した抗菌層と予め形成した支持体とを接着する方法、及び共押出し等によって抗菌層と支持体とを形成しながら接着する方法等が挙げられる。なかでも、抗菌層形成用組成物を支持体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。
上記抗菌層付き支持体が適用される物品としては、例えば、放射線撮影装置、及びタッチパネル等が挙げられる。
(a)インモールド成形用金型301の内に抗菌層付き支持体302を挿入して、支持体303側を金型の内側に向けて配置する工程(図3)。
(b)インモールド成形用金型301の内に溶融した樹脂306を射出注入する工程(図4)。
(c)抗菌層付き支持体302と、樹脂306とを一体化させて、樹脂306の表面上に抗菌層付き支持体302を配置する工程(図4)。
(d)冷却して(冷却は必要に応じて行えばよい。)樹脂成形体501を金型から取り出した後、抗菌層付き支持体の保護シート305を剥離する工程(図5)。
上記の製造工程により樹脂成形体501を製造することにより、表面に抗菌層304を有する樹脂成形体501を得ることができる。
本発明の第二の実施形態に係る積層体は、上記抗菌層付き支持体と、粘着剤層とを含み、抗菌層、支持体、及び粘着剤層の順に積層されている、積層体である。
以下、図面を参照しながら上記積層体について詳述する。
図6は、本発明の第二の実施形態に係る積層体の断面図である。積層体610は、支持体101と、抗菌層102と、粘着剤層601とを含む。粘着剤層601は、抗菌層102が配置されている支持体101の表面とは反対側の支持体101の表面(裏面)に配置されている。なお、積層体610は、粘着剤層601の表面のうち、支持体101側の表面と反対側の表面に、セパレータ602をさらに含んでもよい。セパレータ602を含む積層体610は、使用時にセパレータを剥離したのち、積層体610を図示しない被着体に貼付することにより使用できる。また、抗菌層102と支持体101との間、及び/又は支持体101と粘着剤層601との間に、さらにプライマー層を含んでいてもよい。
上記積層体に含まれる抗菌層付き支持体は、上記のとおりであり、好適態様も既に説明したとおりである。
上記粘着剤層は、積層体と被着体とを接着できれば特に限定されず、公知の粘着剤を用いて形成されたものでよい。粘着剤としては、特に限定されず、例えば、(メタ)アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ウレタン系粘着剤、及びポリエステル系粘着剤等が挙げられる。貼り付け及び/又は剥離を繰り返すこと、気泡を入れずに貼り付けることを考慮して、自己粘着性の粘着剤も好ましく用いることができる。
粘着剤層の形成方法としては、特に限定されず、例えば、塗布方式、印刷方式、及び貼り合わせ方式等を挙げることができる。なかでも、塗布により粘着剤層を形成する方法、又は粘着シートを貼り付けて粘着剤層を形成する方法を好ましく用いることができ、粘着シートを貼り付けて形成する方法がより好ましい。
以下に示す材料を、表1に示す組成で混合して、抗菌層形成用組成物C−1〜C−9を得た。なお、各抗菌層形成用組成物の固形分は40質量%となるよう、溶剤にて調整した。
・モノマーA:MiramerM4004(東洋ケミカルズ社製)、エトキシ化ペンタエリスリトールテトラアクリレート、親水性モノマーに該当する。
・モノマーB:MirmaerM3150(東洋ケミカルズ社製)、エトキシ化ペンタエリスリトールトリアクリレート、親水性モノマーに該当する。
・モノマーC:Miramer M420(東洋ケミカルズ社製)、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、親水性基を含まない、多官能モノマーに該当する。
・ポリマー:PEG200(関東化学社製)、ポリエチレングリコール、親水性ポリマーに該当する。
・架橋剤:A−DPH(新中村化学工業社製)、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート。
・重合開始剤:IRGACURE 184(BASF社製)、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン
・抗菌剤X−1: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、抗菌剤濃度50wt%)、銀系抗菌剤に該当する。
・抗菌剤X−2:銀粒子分散液(日本イオン社製、平均粒径約7〜10nm、銀粒子濃度1wt%)、銀系抗菌剤に該当する。
・抗菌剤X−3:酸化チタン粒子(日本アエロジル社製、平均粒径20nm)、銀を含まない無機系抗菌剤に該当する。
・溶剤:メトキシプロパノール
〔実施例1〕
ウレタン樹脂を含む支持体(商品名:「DUS605−CER」、シーダム社製、膜厚200μm)の片側表面に、抗菌層形成用組成物C−1をバーコーターで塗布し、塗膜付き支持体を得た。その後、上記塗膜付き支持体を、120℃のオーブンに入れ、2分間乾燥させた。その後、オーブンから塗膜付き支持体を取り出し、塗膜に対して400mW/cm2、300mJ/cm2の条件で紫外線を照射することによって塗膜を硬化させ、抗菌層付き支持体を作製した。なお、紫外線の照射には、アイグラフィックス社製、紫外線照射装置アイキュアーライトを用いた。
次に、抗菌層の平均膜厚を測定した。まず、この抗菌層付き支持体の断面を、ミクロトームを用いて削り出した。削り出した抗菌層付き支持体の断面を走査型電子顕微鏡を用いて観察し、膜厚を測定した。抗菌層付き支持体の任意の10点の位置において、この削り出しから膜厚の測定までの一連の工程を実施し、各点における膜厚を算術平均して、抗菌層の平均膜厚を測定した。その結果、平均膜厚は8μmであった。
上記と同様にして、実施例2〜13、比較例1及び比較例2の抗菌層付き支持体を作製した。用いた支持体、抗菌層形成用組成物、及び抗菌層の膜厚を表2に示した。
なお、上記表におけるY−1〜Y−4は、次の樹脂に対応する。
・Y−1:「DUS605−CER」、シーダム社製、ウレタン樹脂。
・Y−2:「SDS96」、大倉工業社製、ウレタン樹脂。
・Y−3:「A4300」、東洋紡社製、ポリエチレンテレフタレート、ウレタン樹脂を含まない。
・Y−4:「アルトロン」、三菱樹脂社製、ポリ塩化ビニル、ウレタン樹脂を含まない。
上記により得た実施例、及び比較例の抗菌層付き支持体について、以下の項目を評価した。結果は表3にまとめて示した。
抗菌層付き支持体の抗菌層が配置された表面の反対側の表面(裏面)に、信越化学製シリコーン系粘着剤KR−3704をバーコーターを用いて、乾燥後の膜厚が50μmとなるよう塗布して塗膜を形成した。その後、上記抗菌層付き支持体を、120℃のオーブンに入れ、2分間、塗膜を乾燥及び付加反応させ、抗菌層、支持体、及び粘着剤層の順に積層された、積層体を得た。
この積層体の粘着剤層をφ30mmの円形鉄パイプに貼り付け、25℃、60%の条件下で10分間保持して、円形鉄パイプからの積層体自体の剥がれを評価した。円形鉄パイプからの積層体自体の剥がれの状態に応じてA「ほとんど剥がれない」、B「若干剥がれる」、又はC「かなり剥がれる」と評価した。なお、評価「B」以上が実用範囲である。
上記、〔曲面への追従性〕の評価で用いた積層体と同様の方法により作製した積層体の粘着剤層をφ30mmの円形鉄パイプに貼り付け、25℃、60%の条件下で10分間保持して、積層体中の支持体と抗菌層との間の剥がれを評価した。支持体と抗菌層との間の剥がれの状態に応じてA「ほとんど剥がれない」、B「若干剥がれる」、又はC「かなり剥がれる」と評価した。なお、評価「B」以上が実用範囲である。
以下の方法により、抗菌層の防指紋性を評価した。抗菌層付き支持体の抗菌層の表面に人指し指を押し当て、抗菌層の表面に対する指紋の付き具合を目視で評価した。指紋の形状の見えやすさに応じて、A「ぼんやりと見えにくい」、B「やや見える」、又はC「くっきり見える」と評価した。なお、評価「B」以上が実用範囲である。
以下の方法により、抗菌層の汚れ拭き取り性を評価した。抗菌層付き支持体の抗菌層の表面に人指し指を押し当て、指紋をつけた。その後、抗菌層の表面を水で濡らしたウェスで拭き取り、指紋の残り具合を目視で評価した。指紋の形状の見えやすさに応じて、A「ぼんやりと見えにくい」、B「やや見える」、又はC「くっきり見える」と評価した。なお、評価「B」以上が実用範囲である。
以下の方法により、抗菌層の抗菌性を評価した。試験はJIS Z 2801:2010に準拠して行った。まず、抗菌層付き支持体を所定の大きさに切り出し、切り出した抗菌層付き支持体を用いて検体を準備した。準備した検体の抗菌層の表面に、所定の菌数に調製した大腸菌(Escherichia coli)液を接種し、検体を培養(温度35℃、相対湿度90%)した。次に、培養が終了した検体から菌を抽出し、抽出液における生菌数を測定した。なお、培養時間は0〜24時間とした。抗菌性は、生菌数が検出限界以下になるまでの培養時間により評価した。すなわち、生菌数が検出限界以下になるまでの培養時間が30分以下の場合をA「抗菌性が非常に良い」、30分超60分以下の場合をB「抗菌性が良い」、60分超2時間以下の場合をC「抗菌性が少し良い」、2時間超3時間以下の場合をD「抗菌性が悪い」、3時間超の場合をE「抗菌性が非常に悪い」と評価した。
以下の方法により抗菌層の表面の水接触角を測定した。接触角計LSE-ME1(ソフトウェア2win mini)(株式会社ニック製)を用い、JIS R 3257:1999の静滴法に準拠して、室温20℃の条件で水接触角を測定した。まず、水平を保った抗菌層表面に、純水を2μl滴下した。滴下後、20秒経過した時点における、抗菌層表面上の純水の液滴の接触角を測定した。
以下の方法により抗菌層の鉛筆硬度を評価した。JIS K 5600−5−4:1999の鉛筆硬度試験法に準拠した試験方法で、抗菌層の表面の引っ掻き硬度を測定した。
以下の方法により抗菌層のビッカース硬度を評価した。ビッカース硬度計(フィッシャー・インストルメンツ社製)を用いて、荷重20mN/20s、荷重時間5sの条件で10回試験を行い、得られた値を算術平均した。
抗菌層の表面の水接触角が20〜60度の範囲内である実施例1の抗菌層付き支持体は、水接触角が20度未満である実施例2の抗菌層付き支持体と比較して、より優れた防指紋性を有することがわかった。また、実施例1の抗菌層付き支持体は、水接触角が60度より大きい実施例3の抗菌層付き支持体と比較して、より優れた汚れ拭き取り性を有することがわかった。
銀系抗菌剤を含む抗菌層を含む実施例1の抗菌層付き支持体は、銀を含まない無機系抗菌剤を含む抗菌層を含む実施例4の抗菌層付き支持体と比較して、より優れた抗菌性を有することがわかった。
抗菌剤を抗菌層全質量中2質量部含有する抗菌層を含む実施例1の抗菌層付き支持体は、抗菌剤を抗菌層全質量中0.5質量部含有する抗菌層を含む実施例5の抗菌層付き支持体と比較して、より優れた抗菌性を有することがわかった。
抗菌層付き支持体の膜厚が30〜350μmの範囲内である実施例1の抗菌層付き支持体は、30μm未満である実施例8の抗菌層付き支持体と比較して、支持体と抗菌層との間の剥がれがより抑制されることがわかった。
また、実施例1の抗菌層付き支持体は、抗菌層付き支持体の膜厚が350μmより大きい実施例9の抗菌層付き支持体と比較して、より優れた曲面への追従性を有することがわかった。
102 抗菌層
110 第一の実施形態に係る抗菌層付き支持体
201 プライマー層
210 第一の実施形態の変形例である抗菌層付き支持体
301 インモールド成形用金型
302 抗菌層付き支持体
303 支持体
304 抗菌層
305 保護シート
306 樹脂
501 樹脂成形体
601 粘着剤層
602 セパレータ
610 第二の実施形態に係る積層体
Claims (8)
- 支持体と、前記支持体上の少なくとも一部に配置された抗菌層と、を含む抗菌層付き支持体であって、
前記支持体が、ウレタン樹脂を含み、
前記抗菌層が、下記式(A)で表される化合物と、多官能モノマーと、抗菌剤と、を含む抗菌層形成用組成物を硬化してなる、抗菌層付き支持体。
- 前記抗菌層の表面の水接触角が、20〜60度である、請求項1に記載の抗菌層付き支持体。
- 前記抗菌剤が銀を含む、請求項1又は2に記載の抗菌層付き支持体。
- 前記支持体の表面と抗菌層とが直接接している、請求項1〜3のいずれか一項に記載の抗菌層付き支持体。
- 前記抗菌層の鉛筆硬度が2H以上である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の抗菌層付き支持体。
- 前記抗菌層のビッカース硬度が1.33以上である、請求項1〜5のいずれか一項に記載の抗菌層付き支持体。
- 膜厚が30〜350μmである、請求項1〜6のいずれか一項に記載の抗菌層付き支持体。
- 請求項1〜7のいずれか一項に記載の抗菌層付き支持体と、粘着剤層とを含み、
前記抗菌層、前記支持体、及び前記粘着剤層の順に積層されている、積層体。
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