JP6894876B2 - 抗ウィルス性部材 - Google Patents
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Description
なお、機能性成分を含有するとは、機能性成分を無機バインダ硬化層の表面または内部に保持することをいう。
本発明の機能性部材において、上記機能性成分が、抗ウィルス成分もしくは抗ウィルス成分に加えて、抗菌成分及び消臭成分からなる群から選ばれる少なくとも1種以上であると、本発明の機能性部材は、抗ウィルス性能に優れ、さらに抗菌活性や消臭性能を付与できるため、優れた機能性部材となる。
本発明の機能性部材において、抗ウィルス成分が、無機系抗ウィルス剤及び有機系抗ウィルス剤からなる群から選択される少なくとも1種からなるものであると、確実に高い抗菌活性だけでなく、抗ウィルス活性を有する機能性部材となる。
また、有機抗菌剤としては、第四級アンモニウム塩などのカチオン界面活性剤、または、塩酸アルキルジアミノエチルグリシンなどの両性界面活性剤が望ましい。
本発明の機能性部材では、上記消臭成分は、白金担持チタニア触媒、銅担持チタニア触媒、鉄担持チタニア触媒、又は、吸着性物質と該吸着性物質に担持された光触媒とからなることが望ましい。
本発明の機能性部材において、上記消臭成分が、白金担持チタニア触媒、銅担持チタニア触媒、鉄担持チタニア触媒、又は、吸着性物質と該吸着性物質に担持された光触媒とからなるものであると、上記消臭成分が上記無機バインダ硬化層中に分散し易く、上記光触媒により悪臭成分が分解され、優れた消臭性能を有する機能性部材となる。
以下、本発明の機能性部材について詳細に説明する。
本発明の機能性部材は、樹脂基材と、上記樹脂基材上に形成され、機能性成分を含有する無機バインダ硬化層とからなり、上記無機バインダ硬化層には、クラックが形成されていることを特徴とする。
図1に示すように、本発明の機能性部材10では、樹脂基材11の表面に、機能性成分の粒子13を含有する無機バインダ硬化層12が形成されており、無機バインダ硬化層12には、複数のクラック14が形成されている。
図1では、機能性成分の粒子13は、粒子状であるが、機能性成分は、無機バインダ硬化層12に均一に溶解されていてもよい。
上記化粧板に使用する基材は、特に限定されるものではなく、一般的に化粧板に使用されるコア紙やマグネシアセメント等の不燃板等を使用することができる。コア紙は単独でもよく複数枚のコア紙を積層した積層体としてもよい。コア紙の枚数は特に限定されないが、1〜20枚とすることができる。コア紙としては、例えば、水酸化アルミニウム抄造紙を使用することができる。コア紙には、フェノール樹脂を含浸させることができる。また、コア紙とマグネシアセメント不燃板を積層させて基材とすることもできる。
なお、填料とは紙に添加して、白色度や平滑度を調整するための無機粒子(フィラー)であり、炭酸カルシウム、酸化チタン、水酸化アルミニウム、タルク、クレーおよびカオリンから選ばれる少なくとも1種以上が望ましい。填料は無機粒子であるため、填料の含有量は紙の重量と紙を強熱して残存する灰分の重量から計算することができる。
図2に示す本発明の機能性部材20では、樹脂基材21は、基材21aと基材21aの一方の面に形成された表層樹脂層21bとから構成されており、この樹脂基材21の表面に、機能性成分が均一に溶解された無機バインダ硬化層22が形成されており、無機バインダ硬化層22には、複数のクラック24が形成されている。
図2では、上記のように、機能性成分は、無機バインダ硬化層22に均一に溶解し、分散されている。
本発明の機能性部材において、クラックの幅が0.1〜1.5μmであると、インフルエンザウィルスやノロウィルス等の病原性ウィルスの大きさよりも十分に広いので、ウィルス不活性度が−3.00と同等かそれよりも抗ウィルス活性に優れた値となり、充分な抗ウィルス活性を有する機能性部材となる。
上記無機バインダ硬化層中には、上記した無機系抗ウィルス剤が1種類のみ含まれていてもよく、2種類以上の無機系抗ウィルス剤が含まれていてもよく、上記した有機系抗ウィルス剤が1種類のみ含まれていてもよく、2種類以上の有機系抗ウィルス剤が含まれていてもよい。さらに、上記無機バインダ硬化層中には、上記無機系抗ウィルス剤と上記無機系抗ウィルス剤とが合計で2種類以上含まれていてもよい。
無機バインダ硬化層中には、銀、銅、亜鉛及び白金の粒子が単独で含まれていてもよく、銀、銅、亜鉛及び白金のうち、2種類以上の金属もしくは金属化合物粒子が含まれていてもよく、例えば、銀、銅、亜鉛及び白金のうち、少なくとも2種を含む合金の金属もしくは金属化合物粒子が固定されていてもよい。
無機系抗ウィルス剤の粒子の平均粒子径が小さいと、無機バインダ硬化層の膜厚を薄くしても、無機系抗ウィルス剤の粒子を無機バインダ硬化層の表面に露出させることが難しく、無機系抗ウィルス剤の粒子が無機バインダ硬化層の内部に埋没してしまうため、無機系抗ウィルス剤の粒子の本来の機能を発揮することが難しくなる。一方、無機系抗ウィルス剤の粒子の平均粒子径が大きいと、機能性部材の意匠性が悪化するだけでなく、無機バインダ硬化層へ無機系抗ウィルス剤の粒子を固定することが難しく、無機系抗ウィルス剤の粒子が無機バインダ硬化層から容易に脱落してしまうため、結果として抗ウィルス性及びその長期耐久性を発現することが難しくなる。
無機バインダ硬化層に含まれる無機系抗ウィルス剤の粒子の量が0.01〜10g/m2であると、変色等による化粧板の意匠性を低下させることなく、抗ウィルス機能を発現することができる。無機バインダ硬化層に含まれる無機系抗ウィルス剤の粒子の量が0.01g/m2未満である場合、無機系抗ウィルス剤の粒子の量が少なすぎるため、充分な抗ウィルス活性、抗菌活性が得られにくい。一方、無機バインダ硬化層に含まれる無機系抗ウィルス剤の粒子の量が10g/m2を超えると、無機系抗ウィルス剤の粒子によって化粧板の意匠性が低下し易くなる。
ビニル基を有するモノマーの重合体は、付加重合で合成されるので水などの副生成物がなく、透明度の高い抗ウィルス樹脂を得ることができる。このため、基材の意匠性に与える影響を小さくすることができる。
スチレン、メタクリル酸、メタクリル酸エステル、ジビニルベンゼン、トリビニルベンゼンは、特に透明度の高い抗ウィルス樹脂を得ることができる。また、ジビニルベンゼン、トリビニルベンゼンは、モノマーに添加することによって架橋し、三次元網目構造を形成することができる。三次元網目構造を形成することによって、分解しにくくなり、耐久性を高くすることができる。
上記一般式(1)で表されるビス型ピリジニウム塩において、X−としては、例えば、Cl−、Br−、I−等が挙げられる。
R1、R2は、炭素数1〜20のアルキル基が好ましく、上記アルキル基は、側鎖を有していてもよい。
上記一般式(1)中、R3で表される有機基は、−CO−O−(CH2)6−O−CO−、−CONH−(CH2)6−CO−、−NH−CO−(CH2)4−CO−NH−、−S−Ph−S−、−CONH−Ph−NHCO−、―NHCO−Ph−CONH−、−O−(CH2)6−O−または−CH2−O−(CH2)4−O−CH2−(但し、Phは、フェニレン基を表す。)で表されるものであることが望ましい。
上記ビス型キノリニウム塩としては、一般式(3)〜一般式(10)で表されるビス型ピリジニウム塩を構成する下記の化学式(13)に表されるピリジニウム基を、化学式(14)に示すキノリウム基に置換した化学構造を有するビス型キノリニウム塩が挙げられる。上記ビス型キノリニウム塩において、他の置換基等は、一般式(3)〜一般式(10)で表されるビス型ピリジニウム塩と同様である。
多孔性材料であれば、細孔内への多量の悪臭ガス吸着機能が確保されるため、悪臭ガスを吸着しやすくなり、また、この悪臭ガスを光触媒により分解することができるからである。
上記無機バインダにおけるシリカ等の無機酸化物の含有割合は、固形分換算で2〜80重量%が好ましい。
上記無機バインダは、分散媒として、水を用いたものと有機溶媒を用いたものが存在するので、添加する抗ウィルス成分の種類を考慮して、無機バインダを選択することができ、抗ウィルス成分が均一に溶解又は分散した混合組成物を得ることができる。
上記無機バインダ硬化層が、シロキサンを含有する無機高分子の乾燥体もしくは硬化体を含む場合、無機バインダ硬化層の表面の潤滑性、手触り感触を良好にし、清掃等の物理的な負荷に対する機能耐久性を高くすることができる。
上記機能性部材の製造方法は、特に限定されるものではないが、例えば、下記の方法により製造することができる。
下記の製造方法では、まず、転写用フィルムの表面に機能性成分を含む無機バインダ硬化層となる転写用無機バインダ層を形成する。続いて樹脂基材の表面に転写を行い、樹脂基材の表面に機能性成分を含む転写用無機バインダ層を転写するとともに、必要により加熱、加圧を行って硬化させることにより樹脂基材上に機能性成分を含む無機バインダ硬化層を形成する。
なお、機能性成分が有機系抗ウィルス剤である場合等においては、樹脂基材に、機能性成分を含む無機バインダを塗布し、硬化させることにより、直接、機能性成分を含む無機バインダ硬化層を形成してもよい。
上記塗工液は、無機バインダに加えて、シロキサンを含有する無機高分子をさらに含むことが望ましい。
転写用無機バインダ層32′は、図2に示すように、機能性成分が均一に溶解している層であってもよい。
本発明では、上記熱圧成形により、表層樹脂層31bが形成されるとともに、複数のクラック34が形成された無機バインダ硬化層32が形成される。
(一次メラミン含浸工程)
厚さ0.2〜0.3mmの紙ロールを、メラミン樹脂を含む溶液中に浸漬した。溶液の温度20℃、浸漬時間2分となるように、ロール紙を溶液中に浸漬しながら通過させることにより、ロール紙にメラミン樹脂を含浸させた。なお、ロール紙の移動速度は、10〜20cm/秒であった。
メラミン溶液中を通過したロール紙は、乾燥機より、温度100℃、乾燥時間30秒となるように乾燥させた。
乾燥工程を経た紙ロールを、メラミン樹脂からなる溶液中に浸漬させた。溶液の温度20℃、浸漬時間30分となるように、ロール紙を溶液中に浸漬しながら通過させることにより、メラミン樹脂を紙ロールに含浸させた。なお、ロール紙の移動速度は、10〜20cm/秒であった。
メラミン溶液中を通過したロール紙は、乾燥機より、温度100℃、乾燥時間2時間となるように乾燥させた。乾燥後、300mm×300mmに切断し、メラミン樹脂含浸紙を得た。
機能性成分の粒子として、平均粒子径2.5μmの銀イオン及び亜鉛イオン交換ゼオライト粉末(シナネンゼオミック製ゼオミックAK−10N)とシリカゾル(SiO2濃度:30wt%)とマイブロックワコー101(固形分濃度:25wt%)とを、420:20:1の重量割合で含むメタノール混合組成物からなるスプレー液を調製した。スプレー液を常温でスプレーに充填させて、コロナ放電処理が施された300×300mmの大きさのOPPフィルムの表面に、メタノール分散媒を含んだ状態で、566.1g/m2に相当する混合組成物を0.3MPaのエアー圧力で霧状に吹き付け、機能性成分の粒子である銀イオン及び亜鉛イオンが担持されたゼオライト粒子をOPPフィルム表面に付着させた。
機能性成分の粒子が付着したOPPフィルム(転写用フィルム)の表面に対し、シリカゾル(SiO2濃度30wt%)とマイブロックワコー101(固形分濃度25wt%)とメタノールとを20:1:10の重量割合で混合した塗工液を番手4番のコートバーを用いて塗工し、その後室温で自然乾燥させることにより、OPPフィルムの表面に機能性成分の粒子を含む転写用無機バインダ層が定着した転写フィルムを作製した。
厚み0.3〜0.4mmのフェノール樹脂含浸コア紙を4枚積層し、その上に、メラミン樹脂含浸紙を積層させた。さらに、転写用無機バインダ層がメラミン樹脂含浸紙と接するように転写フィルムをメラミン樹脂含浸紙上に積層させ、温度143℃、プレス圧80kg/cm2、プレス時間(昇温時間を含む)50分で熱圧着した。さらに、OPPフィルムを剥離して、基材上に表層樹脂層が積層された樹脂基材の表面に、機能性成分の粒子を含む無機バインダ硬化層が形成された機能性部材(化粧板)を作製した。
図4より、表層樹脂層31bであるメラミン樹脂層上に、機能性成分の粒子33を含む無機バインダ硬化層32が配置されていることが確認できる。
また、図4に示すように、無機バインダ硬化層にはクラックが形成されており、ウィルスを含む流体はクラックに流れ込んだ際、ウィルスは抗ウィルス成分近傍に存在もしくは抗ウィルス成分(機能性成分の粒子33)に繋がるクラックにトラップされ、抗ウィルス活性が高くなる。
実施例1と同様に一次メラミン含浸工程、乾燥工程、二次メラミン含浸工程及び乾燥・切断工程を行い、メラミン樹脂含浸紙を得た。
機能性成分の粒子として、平均粒子径2.5μmの銀イオン及び亜鉛イオン交換ゼオライト粉末(シナネンゼオミック製ゼオミックAK−10N)とシリカゾル(SiO2濃度:30wt%)とマイブロックワコー101(固形分濃度:25wt%)とを、110:10:1の重量割合で含むメタノール混合組成物からなるスプレー液を調製した。スプレー液を常温でスプレーに充填させて、コロナ放電処理が施された300×300mmの大きさのOPPフィルムの表面に、メタノール分散媒を含んだ状態で、566.6g/m2に相当する混合組成物を0.3MPaのエアー圧力で霧状に吹き付け、機能性成分の粒子である銀イオン及び亜鉛イオンが担持されたゼオライト粒子をOPPフィルム表面に付着させた。
機能性成分の粒子が付着したOPPフィルム(転写用フィルム)の表面に対し、マイブロックワコー101(固形分濃度25wt%)とメタノールとを1:1の重量割合で混合した塗工液を番手9番のコートバーを用いて塗工し、その後室温で自然乾燥させることにより、OPPフィルムの表面に機能性成分の粒子を含む転写用無機バインダ層が定着した転写フィルムを作製した。
図5に示すように、無機バインダ硬化層には、クラックは全く形成されていない。
各実施例及び比較例で作製した機能性部材(化粧板)の外観を目視で観察したところ、いずれも問題がないことが確認された。
各実施例及び比較例で作製した機能性部材(化粧板)の抗ウィルス性を評価するために、JIS R1756 可視光応答形光触媒材料の抗ウィルス性試験方法を改変した手法により抗ウィルス性に関する測定を行った。改変点は、「4時間の1000ルクス光照射」を「室内蛍光灯下(300ルクス程度)での放置」とした点である。測定結果は、大腸菌に対して不活化されたウィルス濃度で表す。ここで、ウィルス濃度の指標として、大腸菌に対して不活化されたウィルスの濃度(ウィルス不活度)を使用した。ウィルス不活度とは、バクテリオファージを用いた抗ウィルス性試験で、ファージウィルスQβ濃度:830万個/ミリリットルを用いて、大腸菌に感染することができるウィルスの濃度を測定することにより、大腸菌に対して不活化されたウィルスの濃度を算出した結果である。すなわち、ウィルス不活度は、ファージウィルスQβ濃度に対して、大腸菌に感染することができない濃度の度合いであり、(ファージウィルスQβ濃度−大腸菌に感染することができるウィルスの濃度)/(ファージウィルスQβ濃度)×100で算出することができる。ウィルス不活度の値が高いほど(ウィルス不活性度の絶対値が高い程)、抗ウィルス活性が高いといえる。
ウィルス不活性度とは、元のウィルスの量を1とし、ウィルス失活処理後に失活したウィルスの相対量をXとした場合に、常用対数log(1−X)で示される数値(負の値で示される)であり、絶対値が大きい程ウィルスを不活性化する能力が高い。例えば、元のウィルスの99.9%が失活した場合、ウィルス不活性度は、log(1−0.999)=−3.00で表記される。なお、ウィルス失活処理前の全ウィルス量に対するウィルス失活処理後に失活したウィルス量の割合を%で表したもの(上記の場合、99.9%)をウィルス不活度という。上記のようにして、ウィルス不活度からウィルス不活性度を求めた。その結果を表1に示す。
この抗ウィルス性試験は以下のように実施した。
実施例1で得られた機能性部材(化粧板)の抗ウィルス性を評価するために、JIS Z 2801 抗菌加工製品−抗菌性試験方法・抗菌効果を改変した手法を用いた。改変点は、「試験菌液の接種」を「試験ウィルスの接種」に変更した点である。ウィルスを使用することによる変更点についてはすべてJIS L 1922繊維製品の抗ウィルス性試験方法に基づき変更した。測定結果は実施例1で得られた機能性部材(化粧板)についてJIS L 1922付属書Bに基づき、CRFK細胞への感染能力を失ったネコカリシウィルス濃度をネコカリシウィルス不活性度として表示する。ここで、ウィルス濃度の指標として、CRFK細胞に対して不活性化されたウィルスの濃度(ウィルス不活度)を使用し、このウィルス不活度に基づいて抗ウィルス活性値を算出した。
(1) 実施例1で得られた機能性部材(化粧板)を、1辺50mm角の正方形に切り出した試験試料を滅菌済プラスチックシャーレに置き、試験ウィルス液(>107PFU/mL)を0.4mL接種する。
試験ウィルス液は108PFU/mLのストックを精製水で10倍希釈したものを使用する。
(2) 対照資料として50mm角のポリエチレンフイルムを用意し、試験試料と同様にウィルス液を接種する。
(4) 接種直後または反応後、SCDLP培地10mLを加え、ウィルス液を洗い流す。
(5) JIS L 1922付属書Bによってウィルスの感染値を求める。
Mv=Log(Vb/Vc)=Log(Vb)−Log(Vc)
Mv:抗ウィルス活性値
Log(Vb):ポリエチレンフイルムの24時間反応後の感染値の対数値
Log(Vc):試験試料の24時間反応後の感染値の対数値
参考規格 JIS L 1922、JIS Z 2801
測定方法は、プラーク測定法によった。
また、試験ウィルスはFeline calcivirus; Strain :F−9 ATCC VR−782を用いた。得られた抗ウィルス活性値を表1に示す。
黄色ブドウ球菌を用いた抗菌性評価を、以下のように実施した。
(1)実施例1で得られた機能性部材(化粧板)を、50mm角の正方形に切り出した試験試料を滅菌済プラスチックシャーレに置き、試験菌液(菌数2.5×105〜10×105/mL)を0.4mL接種する。
試験菌液は、培養器中で温度35±1℃で16〜24時間前培養した培養菌を、さらに斜面培地に移植して、培養器中で温度35±1℃で16〜20時間前培養したものを、1/500NB培地により適宜調整したものを使用する。
(2)対照資料として50mm角のポリエチレンフイルムを用意し、試験試料と同様に試験菌液を接種する。
(3)接種した試験菌液の上から40mm角のポリエチレンフイルムを被せ、試験菌液を均等に接種させた後、温度35±1℃で24±1時間反応させる。
(4)接種直後または反応後、SCDLP培地10mLを加え、試験菌液を洗い出す。
(5)洗い出し液を適宜希釈し、標準寒天培地と混合して生菌数測定用シャーレを作成し、温度35±1℃で40〜48時間培養した後、集落数を測定する。
(6)生菌数の計算
以下の計算式を用いて生菌数を求める。
N=C×D×V
N:生菌数
C:集落数
D:希釈倍率
V:洗い出しに用いたSCDLP培地の液量(mL)
(7) 以下の計算式を用いて抗菌活性値を算出する。
R=(UtーU0)―(AtーU0)=UtーAt
R:抗菌活性値
U0:無加工試験片の接種直後の生菌数の対数値の平均値
Ut:無加工試験片の 24 時間後の生菌数の対数値の平均値
At:抗菌加工試験片の 24 時間後の生菌数の対数値の平均値
参考規格 JIS Z 2801
試験菌はStaphylococcus aureus NBRC12732を使用した。
得られた抗菌活性値を表1に示す。
11、21、31 樹脂基材
21a、31a 基材
21b、31b 表層樹脂層
12、22、32 無機バインダ硬化層
32′ 転写用無機バインダ層
13、33 機能性成分の粒子
14、24、34 クラック
36 転写用フィルム
Claims (4)
- 樹脂基材と、前記樹脂基材上に形成され、銀、銅、亜鉛、白金、亜鉛化合物、銀化合物、銅化合物、金属もしくは金属酸化物が担持された金属酸化物粒子、金属イオンでイオン交換されたゼオライト、及び、銅の錯体からなる群から選択される少なくとも1種である無機系抗ウィルス剤を含有する無機バインダ硬化層とからなり、前記無機バインダ硬化層には、その幅が0.1〜1.5μmであるクラックが形成されていることを特徴とする抗ウィルス性部材。
- 抗菌成分及び消臭成分からなる群から選ばれる少なくとも1種以上をさらに含む請求項1に記載の抗ウィルス性部材。
- 前記無機バインダ硬化層の形成に用いられる無機バインダは、シリカゾル、アルミナゾル、チタニアゾル、ジルコニアゾル及びケイ酸ナトリウムからなる群から選択される少なくとも1種である請求項1又は2に記載の抗ウィルス性部材。
- 前記樹脂基材は、基材と前記基材の一方の面又は両面に積層される表層樹脂層とからなる請求項1〜3のいずれか1項に記載の抗ウィルス性部材。
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