JP7205022B2 - RESIN MOLDED PRODUCT, RESIN MOLDED PRODUCT MANUFACTURING METHOD, AND STERILIZATION METHOD - Google Patents
RESIN MOLDED PRODUCT, RESIN MOLDED PRODUCT MANUFACTURING METHOD, AND STERILIZATION METHOD Download PDFInfo
- Publication number
- JP7205022B2 JP7205022B2 JP2020535838A JP2020535838A JP7205022B2 JP 7205022 B2 JP7205022 B2 JP 7205022B2 JP 2020535838 A JP2020535838 A JP 2020535838A JP 2020535838 A JP2020535838 A JP 2020535838A JP 7205022 B2 JP7205022 B2 JP 7205022B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resin
- antibacterial properties
- atomic oxygen
- laser
- antibacterial
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 229920005989 resin Polymers 0.000 title claims description 68
- 239000011347 resin Substances 0.000 title claims description 68
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 41
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 title claims description 12
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 title claims description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 10
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 claims description 86
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 55
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 claims description 34
- 239000011342 resin composition Substances 0.000 claims description 32
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 22
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 16
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 14
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims description 13
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 claims description 9
- 241000191967 Staphylococcus aureus Species 0.000 claims description 9
- 238000005474 detonation Methods 0.000 claims description 9
- 241000589517 Pseudomonas aeruginosa Species 0.000 claims description 8
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 8
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 claims description 6
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 claims description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 claims description 5
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims description 5
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 48
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 18
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 16
- 241000894007 species Species 0.000 description 15
- DCAYPVUWAIABOU-UHFFFAOYSA-N hexadecane Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC DCAYPVUWAIABOU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 10
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 9
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 9
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 9
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 5
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 5
- NZZFYRREKKOMAT-UHFFFAOYSA-N diiodomethane Chemical compound ICI NZZFYRREKKOMAT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 5
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 5
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 5
- 229920001059 synthetic polymer Polymers 0.000 description 5
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000011081 inoculation Methods 0.000 description 4
- 229920001684 low density polyethylene Polymers 0.000 description 4
- 239000004702 low-density polyethylene Substances 0.000 description 4
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 4
- 229910021418 black silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 3
- 229920000092 linear low density polyethylene Polymers 0.000 description 3
- 239000004707 linear low-density polyethylene Substances 0.000 description 3
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 3
- 239000005033 polyvinylidene chloride Substances 0.000 description 3
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 3
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 229920000181 Ethylene propylene rubber Polymers 0.000 description 2
- 229920000219 Ethylene vinyl alcohol Polymers 0.000 description 2
- 229920000459 Nitrile rubber Polymers 0.000 description 2
- 239000004813 Perfluoroalkoxy alkane Substances 0.000 description 2
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 description 2
- 239000005062 Polybutadiene Substances 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 2
- 229920000954 Polyglycolide Polymers 0.000 description 2
- 239000004734 Polyphenylene sulfide Substances 0.000 description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 2
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XECAHXYUAAWDEL-UHFFFAOYSA-N acrylonitrile butadiene styrene Chemical compound C=CC=C.C=CC#N.C=CC1=CC=CC=C1 XECAHXYUAAWDEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004676 acrylonitrile butadiene styrene Substances 0.000 description 2
- 229920000122 acrylonitrile butadiene styrene Polymers 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 description 2
- 239000004760 aramid Substances 0.000 description 2
- 229920003235 aromatic polyamide Polymers 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 2
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 239000005038 ethylene vinyl acetate Substances 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 2
- 229920001903 high density polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004700 high-density polyethylene Substances 0.000 description 2
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 229920003049 isoprene rubber Polymers 0.000 description 2
- 229920011301 perfluoro alkoxyl alkane Polymers 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 229920001200 poly(ethylene-vinyl acetate) Polymers 0.000 description 2
- 229920001230 polyarylate Polymers 0.000 description 2
- 229920002857 polybutadiene Polymers 0.000 description 2
- 229920001707 polybutylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 229920001610 polycaprolactone Polymers 0.000 description 2
- 239000004632 polycaprolactone Substances 0.000 description 2
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004633 polyglycolic acid Substances 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 229920006324 polyoxymethylene Polymers 0.000 description 2
- 229920001955 polyphenylene ether Polymers 0.000 description 2
- 229920000069 polyphenylene sulfide Polymers 0.000 description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 229920003051 synthetic elastomer Polymers 0.000 description 2
- 239000005061 synthetic rubber Substances 0.000 description 2
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 1
- 244000043261 Hevea brasiliensis Species 0.000 description 1
- 244000199866 Lactobacillus casei Species 0.000 description 1
- 235000013958 Lactobacillus casei Nutrition 0.000 description 1
- JHWNWJKBPDFINM-UHFFFAOYSA-N Laurolactam Chemical compound O=C1CCCCCCCCCCCN1 JHWNWJKBPDFINM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920010126 Linear Low Density Polyethylene (LLDPE) Polymers 0.000 description 1
- 241000699670 Mus sp. Species 0.000 description 1
- 229920000299 Nylon 12 Polymers 0.000 description 1
- 229920002292 Nylon 6 Polymers 0.000 description 1
- 229920002302 Nylon 6,6 Polymers 0.000 description 1
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 1
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 1
- 229930182556 Polyacetal Natural products 0.000 description 1
- 229920001328 Polyvinylidene chloride Polymers 0.000 description 1
- 239000012963 UV stabilizer Substances 0.000 description 1
- 229920001893 acrylonitrile styrene Polymers 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920006127 amorphous resin Polymers 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- 239000002216 antistatic agent Substances 0.000 description 1
- 239000002473 artificial blood Substances 0.000 description 1
- 235000013361 beverage Nutrition 0.000 description 1
- 210000004204 blood vessel Anatomy 0.000 description 1
- 230000037237 body shape Effects 0.000 description 1
- 210000000170 cell membrane Anatomy 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920006038 crystalline resin Polymers 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 239000002781 deodorant agent Substances 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 239000004715 ethylene vinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 1
- 238000003682 fluorination reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002070 germicidal effect Effects 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 230000000415 inactivating effect Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 235000000396 iron Nutrition 0.000 description 1
- 229940017800 lactobacillus casei Drugs 0.000 description 1
- 231100000518 lethal Toxicity 0.000 description 1
- 230000001665 lethal effect Effects 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 238000010801 machine learning Methods 0.000 description 1
- 239000006224 matting agent Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 239000002082 metal nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229920003052 natural elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229920001194 natural rubber Polymers 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 239000004626 polylactic acid Substances 0.000 description 1
- 229920005672 polyolefin resin Polymers 0.000 description 1
- 229920002742 polystyrene-block-poly(ethylene/propylene) -block-polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- SCUZVMOVTVSBLE-UHFFFAOYSA-N prop-2-enenitrile;styrene Chemical compound C=CC#N.C=CC1=CC=CC=C1 SCUZVMOVTVSBLE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 1
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 1
- 229920006012 semi-aromatic polyamide Polymers 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 1
- 229920000468 styrene butadiene styrene block copolymer Polymers 0.000 description 1
- 229920001935 styrene-ethylene-butadiene-styrene Polymers 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 230000005469 synchrotron radiation Effects 0.000 description 1
- BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N tetrafluoroethene Chemical group FC(F)=C(F)F BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002725 thermoplastic elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229920005992 thermoplastic resin Polymers 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Treatments Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Apparatus For Disinfection Or Sterilisation (AREA)
Description
本発明は、樹脂成形体、樹脂成形体の製造方法、および殺菌方法に関する。 The present invention relates to a resin molded article, a method for producing a resin molded article, and a sterilization method.
樹脂組成物の成形体の表面を加工して、当該表面に抗菌性を付与する方法が知られている。 A method for imparting antibacterial properties to the surface by processing the surface of a resin composition molded body is known.
たとえば、特許文献1~特許文献3には、樹脂組成物の表面に複数のナノサイズの突起を形成して、当該表面に抗菌性を付与する方法が記載されている。これらの文献に記載の方法によれば、おそらくは当該突起に接触した細菌が、突起に突き刺さって死滅することにより、抗菌性が発揮されると考えられる。 For example, Patent Documents 1 to 3 describe a method of forming a plurality of nano-sized protrusions on the surface of a resin composition to impart antibacterial properties to the surface. According to the methods described in these documents, it is believed that the antibacterial properties are exerted by the bacteria coming into contact with the projections sticking to the projections and being killed.
具体的には、特許文献1には、上記突起間の間隔を細菌の大きさに比べて十分に小さくして細胞と接触しやすくし、かつ、上記突起をアスペクト比が大きく細菌が突き刺さり得る針状の形状にすることにより、抗菌性能を発揮された、抗菌性物品が記載されている。なお、特許文献1には、上記抗菌性物品の表面における純水の静的接触角が30°以下であると、当該表面が親水性となり、細菌が微小突起に突き刺さりやすくなることから、抗菌性が向上すると記載されている。特許文献1によれば、上記抗菌性物品は、所望の凹凸形状を有する原板を液体状の樹脂組成物の表面に押圧しながら、当該液体状の樹脂組成物を硬化させる方法で、作製することができる。 Specifically, in Patent Document 1, the distance between the protrusions is made sufficiently small compared to the size of bacteria to facilitate contact with cells, and the protrusions have a large aspect ratio and can be pierced by bacteria. It describes an antibacterial article that exhibits antibacterial performance by forming it into a square shape. In addition, in Patent Document 1, when the static contact angle of pure water on the surface of the antibacterial article is 30 ° or less, the surface becomes hydrophilic, and bacteria easily stick into the microprojections. is stated to improve. According to Patent Document 1, the antibacterial article is produced by a method of curing the liquid resin composition while pressing an original plate having a desired uneven shape against the surface of the liquid resin composition. can be done.
また、特許文献2には、ブラックシリコンなどの表面に、約100nm~約600nmの高さを有するナノスパイクのアレイを形成した、合成殺菌表面が記載されている。特許文献2によれば、当該ナノスパイクは、細胞膜を穿孔するため、細胞にとって致死的であるとされている。特許文献2によれば、上記ナノスパイクのアレイは、反応性イオンビームエッチングなどの方法で作製することができる。 In addition, US Pat. No. 6,200,000 describes a synthetic germicidal surface, such as black silicon, in which an array of nanospikes having a height of about 100 nm to about 600 nm are formed. According to Patent Document 2, the nanospikes are lethal to cells because they perforate cell membranes. According to Patent Document 2, the array of nanospikes can be made by a method such as reactive ion beam etching.
また、特許文献3には、複数の凸部を有する合成高分子膜であって、当該合成高分子膜の法線方向から見たとき、当該複数の凸部の2次元的な大きさが20nm超500nm未満の範囲にある、合成高分子膜が記載されている。なお、特許文献3には、上記合成高分子膜の表面のヘキサデカンへの接触角が51°以下であると殺菌性が良好であるが、水の接触角(親水性)は殺菌作用に直接には関係していないと記載されている。特許文献3によれば、上記合成高分子膜は、陽極酸化ポーラスアルミナ層を型として紫外線硬化樹脂の表面に押圧しながら、当該紫外線硬化樹脂を硬化させる方法で、作製することができる。 Further, Patent Document 3 discloses a synthetic polymer film having a plurality of convex portions, wherein the two-dimensional size of the plurality of convex portions is 20 nm when viewed from the normal direction of the synthetic polymer film. Synthetic polymer membranes have been described that range from >500 nm. In Patent Document 3, when the contact angle to hexadecane on the surface of the synthetic polymer film is 51° or less, the bactericidal property is good, but the contact angle of water (hydrophilicity) directly affects the bactericidal action. stated to be unrelated. According to Patent Document 3, the synthetic polymer film can be produced by a method of curing the ultraviolet curable resin while pressing an anodized porous alumina layer as a mold against the surface of the ultraviolet curable resin.
なお、特許文献4には、4フッ化エチレン・6フッ化プロピレン共重合樹脂(FEP)の表面に、レーザーデトネーション法により得られる原子状酸素ビームを照射(照射量は最大で6.0×1019atoms/cm2)することで、高さ10nm程度の凹凸構造が形成されるなどして、これにより上記表面に細胞接着性が付与されると記載されている。特許文献4には、同じ条件で低密度ポリエチレン(LDPE)の表面に原子状酸素ビームを照射しても、同様の凹凸構造は形成されず、細胞接着性の変化はみられなかったと記載されている。なお、特許文献4の発明者は、レーザーデトネーション法におけるレーザーのエネルギーを5J/Pulse~7J/Pulseとし、上記レーザーの1秒間あたりの繰り返し数(パルスレート)を1Hz程度として、実験を行っていたことが知られている(非特許文献1および非特許文献2)。In addition, in
特許文献1~特許文献3に記載のように樹脂組成物の成形体の表面に複数のナノサイズの突起を形成してなる樹脂成形体は、抗菌剤を成形体の表面に付与してなる樹脂成形体と比較して、抗菌剤の剥離および脱落などによる抗菌性の低下が生じにくいことから、より長い期間にわたって抗菌性能を維持できると期待される。しかし、特許文献1および特許文献3に記載の方法は、硬化型の樹脂にしか抗菌性を有する突起を形成できないため、適用可能な材料に制限があり、かつ、抗菌性を付与することができる成形体の形状はフィルム状にほぼ限定されていた。また、特許文献2には、反応性イオンビームエッチングにより作製されるブラックシリコン以外には上記ナノスパイクのアレイを作製する方法が記載されておらず、一方で、上記ナノスパイクのアレイの作製が確かめられているブラックシリコンは、硬く脆く、かつ、形状加工性が低いために用途が限定され、様々な状況における殺菌処理への応用は困難である。 As described in Patent Documents 1 to 3, a resin molded product obtained by forming a plurality of nano-sized protrusions on the surface of a molded product of a resin composition is a resin obtained by applying an antibacterial agent to the surface of the molded product. It is expected that the antibacterial performance can be maintained for a longer period of time because the antibacterial properties are less likely to deteriorate due to peeling and falling off of the antibacterial agent compared to molded articles. However, the methods described in Patent Document 1 and Patent Document 3 can only form projections having antibacterial properties on curable resins, so there is a limit to the materials that can be applied, and antibacterial properties can be imparted. The shape of the molded body was almost limited to a film shape. In addition, Patent Document 2 does not describe a method for producing the nanospike array other than black silicon produced by reactive ion beam etching. Black silicon is hard, brittle, and has low shape workability, which limits its use and makes it difficult to apply it to sterilization treatment in various situations.
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、材料および成形体の形状の選択可能性を広げることができる、表面に抗菌性を付与された樹脂成形体、当該樹脂成形体を製造する方法、および当該樹脂成形体を用いた殺菌方法を提供することを、その目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and is a resin molded article having an antibacterial surface imparted with an antibacterial property, and a method for producing the resin molded article, which can expand the possibilities of selecting the material and the shape of the molded article. and to provide a sterilization method using the resin molding.
上記課題を解決するための本発明の一態様に関する樹脂組成物の成形体は、その表面に、原子状酸素ビームの照射により抗菌性を付与された領域を有する。 A molded product of a resin composition according to one aspect of the present invention for solving the above problems has, on its surface, a region imparted with antibacterial properties by irradiation with an atomic oxygen beam.
また、上記課題を解決するための本発明の別の態様に関する抗菌性を付与された表面を有する樹脂成形体の製造方法は、樹脂組成物の成形体を用意する工程と、原子状酸素ビームの照射により、前記成形体の表面に抗菌性を付与する工程と、を有する。 In addition, a method for producing a resin molded article having a surface imparted with antibacterial properties according to another aspect of the present invention for solving the above problems includes the steps of preparing a molded article of a resin composition, and an atomic oxygen beam. and a step of imparting antibacterial properties to the surface of the molded article by irradiation.
また、上記課題を解決するための本発明の別の態様に関する殺菌方法は、上記樹脂成形体を用意する工程と、上記樹脂成形体を、細菌を含む液体、固体または気体に接触させる工程と、を含む。 In addition, a sterilization method related to another aspect of the present invention for solving the above problems is a step of preparing the resin molded body, a step of contacting the resin molded body with a liquid, solid or gas containing bacteria, including.
本発明により、材料および成形体の形状の選択可能性を広げることができる、表面に抗菌性を付与された樹脂成形体、当該樹脂成形体を製造する方法、および当該樹脂成形体を用いた殺菌方法が提供される。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, a resin molded article having an antibacterial property on its surface, which can expand the possibility of selecting the material and the shape of the molded article, a method for producing the resin molded article, and sterilization using the resin molded article A method is provided.
本発明者らは上記課題について鋭意検討した結果、樹脂組成物の成形体の表面に原子状酸素ビームを照射することによって、当該表面に抗菌性を付与する方法を開発した。当該方法によれば、幅広い種類の樹脂を含む樹脂組成物の成形体に抗菌性を付与することができる。また、当該方法によれば、所望の形状を有する成形体を作製した後に、当該成形体の表面に原子状酸素ビームを照射すればよいため、様々な形状を有する成形体へ適用可能である。 As a result of intensive studies on the above problems, the present inventors have developed a method for imparting antibacterial properties to the surface of a resin composition molded article by irradiating the surface with an atomic oxygen beam. According to this method, antibacterial properties can be imparted to molded articles of resin compositions containing a wide variety of resins. In addition, according to the method, the surface of the molded body is irradiated with an atomic oxygen beam after the molded body having the desired shape is produced, so that the method can be applied to molded bodies having various shapes.
[抗菌性を付与された表面を有する樹脂成形体]
上記本発明の一の実施形態は、樹脂組成物の成形体であって、その表面に、原子状酸素ビームの照射により抗菌性を付与された領域を有する、樹脂成形体に関する。[Resin molded article having an antibacterial surface]
One embodiment of the present invention relates to a molded article of a resin composition, the resin molded article having, on its surface, a region imparted with antibacterial properties by irradiation with an atomic oxygen beam.
上記抗菌性を付与された領域は、原子状酸素ビームの照射により形成された、複数のナノサイズの突起を有する。上記複数の突起は、上記表面に対して略垂直な方向へ突出しており、上記領域に接触した細菌を上記突起が突き刺すことにより、上記細菌を死滅させると考えられる。 The antibacterial-imparted region has a plurality of nano-sized protrusions formed by irradiation with an atomic oxygen beam. The plurality of projections protrude in a direction substantially perpendicular to the surface, and it is thought that the projections pierce bacteria that come into contact with the region, thereby killing the bacteria.
本実施形態において、上記複数の突起は、上記突起の内側に向けて凹んだ形状の斜面を有する。図1Aは、その内側に向けて凹んだ形状の斜面を有する突起を示す模式的な側面図であり、図1Bは、その外側に向けて凸の形状の斜面を有する突起を示す模式的な側面図である。このとき、任意に選択した10個の突起のうち8個以上の突起が、突起の幅が高さ方向に対して単調に減少するような形状を有することが好ましい。本発明者らの知見によれば、上記複数の突起がその内側に向けて凹んだ形状の斜面を有する(図1A参照)と、上記複数の突起がその外側に向けて凸の形状の斜面を有する(図1B参照)ときに比べて、上記樹脂成形体の抗菌性が顕著に高まる。これは、上記複数の突起がより尖った針状となり、上記抗菌性を付与された領域に接触した細菌を上記突起がより突き刺しやすくなったことによると考えられる。 In the present embodiment, the plurality of protrusions have slopes that are recessed toward the inside of the protrusions. FIG. 1A is a schematic side view showing a projection having an inwardly concave slope, and FIG. 1B is a schematic side view showing a projection having an outwardly convex slope. It is a diagram. At this time, it is preferable that eight or more of the arbitrarily selected ten protrusions have a shape such that the width of the protrusion monotonically decreases in the height direction. According to the findings of the present inventors, when the plurality of projections have slopes that are recessed toward the inside (see FIG. 1A), the plurality of protrusions have slopes that are convex toward the outside. The antibacterial properties of the resin molding are remarkably enhanced as compared with the case of having (see FIG. 1B). This is presumably because the plurality of protrusions are sharper and more needle-like, making it easier for the protrusions to pierce the bacteria coming into contact with the region to which the antibacterial property has been imparted.
なお、原子状酸素ビームを樹脂組成物の成形体の表面に単に照射するのみでは、抗菌性が十分に付与されなかったり、むしろ特許文献4に記載のようにかえって細胞接着性を付与されてしまったりすることがある。そのため、上記樹脂組成物の成形体の表面に十分な抗菌性を付与するためには、原子状酸素ビームの照射条件を適切に設定することが必要であると考えられる。
It should be noted that simply irradiating the surface of a molded article of a resin composition with an atomic oxygen beam does not provide sufficient antibacterial properties, or rather provides cell adhesiveness as described in
上記突起の形状は、以下の方法で算出された突起曲率指標をもとに判断することができる。 The shape of the protrusion can be determined based on the protrusion curvature index calculated by the following method.
(突起曲率指標の算出方法)
それぞれの評価用サンプルの断面を走査型電子顕微鏡(SEM)で撮像し、得られたSEM画像から、任意に10個の突起形状を選択する。選択された突起形状を構成する2つの斜辺(合計20個)を、1ピクセルあたり0.0099μmとして換算した実寸法XY座標データに変換する。1つの斜辺について、変換したXY座標データのうち、X軸方向に5ピクセル分のデータを1つのまとまりとして抽出し、抽出されたXY座標データの2次元の多項式最少二乗近似式(ax2+bx+cの式)を求め、式中のaの値を求める。この計算をX座標に対して1ピクセルずつずらし、斜面の全座標データに対してaの値を計算する。得られた全てのaの値の平均値を求め、斜辺平均値とする。同様に、20個の斜辺すべてについて斜辺平均値を算出し、算出された20個の斜辺平均値の平均値を当該評価用サンプルについての突起曲率指標とする。(Calculation method of projection curvature index)
A cross section of each evaluation sample is imaged with a scanning electron microscope (SEM), and 10 protrusion shapes are arbitrarily selected from the obtained SEM image. The two oblique sides (total of 20) forming the selected protrusion shape are converted into actual size XY coordinate data converted as 0.0099 μm per pixel. For one oblique side, out of the converted XY coordinate data, data for 5 pixels in the X axis direction is extracted as one group, and a two-dimensional polynomial least squares approximation formula (ax 2 +bx + c of formula) and find the value of a in the formula. This calculation is shifted by one pixel with respect to the X coordinate, and the value of a is calculated for all the coordinate data of the slope. The average value of all the obtained values of a is determined and taken as the hypotenuse average value. Similarly, the average value of the oblique sides is calculated for all 20 oblique sides, and the average value of the 20 calculated average values of the oblique sides is used as the projection curvature index for the evaluation sample.
突起曲率指標が正の値であるとき、当該評価用サンプルに含まれる突起は、当該突起の内側に向けて凹んだ形状の斜面を有する(図1A参照)。突起曲率指標が負の値であるとき、当該評価用サンプルに含まれる突起は、当該突起の外側に向けて凸の形状の斜面を有する。突起曲率指標は、正の値であればよいが、2.00以上であることが好ましく、3.00以上であることがより好ましく、3.50以上であることがさらに好ましい。突起曲率指標が2.00以上であると、おそらくは突起が細菌をより突き刺しやすくなるため、抗菌性をより高めることができる。突起曲率指標の上限は特に限定されないが、一定の数値を超えると効果が頭打ちになると思われるため、たとえば6.00とすることができる。 When the projection curvature index is a positive value, the projections included in the evaluation sample have slopes that are recessed toward the inside of the projection (see FIG. 1A). When the projection curvature index is a negative value, the projection included in the evaluation sample has an outwardly convex slope. The projection curvature index may be any positive value, but is preferably 2.00 or more, more preferably 3.00 or more, and even more preferably 3.50 or more. If the projection curvature index is 2.00 or more, the projections will probably more easily pierce bacteria, so that the antibacterial properties can be further enhanced. Although the upper limit of the projection curvature index is not particularly limited, it is considered that the effect reaches a plateau when it exceeds a certain numerical value, so it can be set to 6.00, for example.
上記複数の突起の平均高さは特に限定されないが、100nm以上であることが好ましく、200nm以上であることがより好ましく、400nm以上であることがさらに好ましい。上記平均高さが200nm以上であると、おそらくは上記抗菌性を付与された領域に接触した細菌を上記突起がより突き刺しやすくなるため、抗菌性がより高まると考えられる。上記突起の平均高さの上限は特に限定されないが、一定の数値を超えると効果が頭打ちになると思われるため、たとえば1700nmとすることができる。 Although the average height of the plurality of projections is not particularly limited, it is preferably 100 nm or more, more preferably 200 nm or more, and even more preferably 400 nm or more. When the average height is 200 nm or more, it is considered that the protrusions are more likely to pierce bacteria coming into contact with the region to which the antibacterial property is imparted, thereby further enhancing the antibacterial property. Although the upper limit of the average height of the projections is not particularly limited, it is considered that the effect reaches a plateau when it exceeds a certain value, so it can be set to 1700 nm, for example.
上記複数の突起に含まれる突起の幅の平均値は特に限定されないが、80nm以上400nm以下であることが好ましく、130nm以上400nm以下であることがより好ましい。上記突起の幅の平均値が130nm以上400nm以下であると、おそらくは上記抗菌性を付与された領域に接触した細菌を上記突起がより突き刺しやすくなるため、抗菌性がより高まると考えられる。 The average width of the protrusions included in the plurality of protrusions is not particularly limited, but is preferably 80 nm or more and 400 nm or less, more preferably 130 nm or more and 400 nm or less. When the average width of the projections is 130 nm or more and 400 nm or less, the projections probably more easily pierce the bacteria coming into contact with the region to which the antibacterial property is imparted, and thus the antibacterial property is further enhanced.
上記複数の突起に含まれる突起間の間隔の平均値は特に限定されないが、220nm以上770nm以下であることが好ましく、350nm以上770nm以下であることがより好ましい。上記突起間の間隔の平均値が350nm以上770nm以下であると、おそらくは上記抗菌性を付与された領域に接触した細菌を上記突起がより突き刺しやすくなるため、抗菌性がより高まると考えられる。 The average value of the distance between protrusions included in the plurality of protrusions is not particularly limited, but is preferably 220 nm or more and 770 nm or less, more preferably 350 nm or more and 770 nm or less. When the average distance between the protrusions is 350 nm or more and 770 nm or less, the protrusions probably more easily pierce the bacteria coming into contact with the region to which the antibacterial property is imparted, so that the antibacterial property is further enhanced.
上記突起の平均高さ、突起の幅の平均値および突起間の間隔の平均値は、評価用サンプルの断面をSEMで撮像して得られたSEM画像解析や、表面を共焦点レーザー顕微鏡で計測し得られた断面曲線の解析により測定された値とすることができる。具体的には、目視または何らかの自動化された手段によって突起の輪郭をなぞる開折れ線を描く。開折れ線の非閉鎖部側を突起の底部、底部に対する開折れ線側を突起部としたとき、ある突起の突起部における開折れ線上の任意の1頂点と底部側における開折れ線上の任意の2頂点を結んで形成される三角形のうち、底部側の2頂点を結ぶ辺(底辺と呼ぶ)からの高さが最も大きな三角形における高さをその突起の突起高さと定義し、上記三角形の底辺をその突起の突起幅と定義する。突起間隔は、隣りあう突起それぞれで上述のように形成した高さが最も大きな三角形において、突起部にある頂点間頂点間の距離を突起間隔と定義する。解析した全ての突起の突起高さの算術平均を突起の平均高さ、突起幅の算術平均を突起の幅の平均値、および突起間隔の算術平均を突起間の間隔の平均値とそれぞれ定義する。 The average height of the protrusions, the average width of the protrusions, and the average spacing between protrusions are obtained by SEM image analysis obtained by imaging the cross section of the evaluation sample with an SEM, and measuring the surface with a confocal laser microscope. It can be a value measured by analysis of the obtained cross-sectional curve. Specifically, draw an open fold line outlining the protrusion, either visually or by some automated means. When the non-closed side of the fold line is the bottom of the projection and the side of the fold line with respect to the bottom is the protrusion, any one vertex on the fold line at the protrusion of a certain protrusion and any two vertices on the fold line at the bottom side Among the triangles formed by connecting Defined as the protrusion width of the protrusion. The distance between protrusions is defined as the distance between the vertices of the protrusions in the triangles having the highest heights formed as described above for each of the adjacent protrusions. The arithmetic mean of the protrusion heights of all the analyzed protrusions is defined as the average height of the protrusions, the arithmetic mean of the protrusion widths is defined as the average value of the protrusion widths, and the arithmetic mean of the protrusion spacing is defined as the average value of the spacing between protrusions. .
上記抗菌性を付与された領域は、多種多様な細菌に対する抗菌性を有する。たとえば、上記領域は、大腸菌、黄色ブドウ球菌、乳酸菌、および緑膿菌のうち少なくともいずれかに対する抗菌性を有し、好ましくは、大腸菌、黄色ブドウ球菌、および緑膿菌のうち少なくともいずれかに対する抗菌性を有する。 The region imparted with antibacterial properties has antibacterial properties against a wide variety of bacteria. For example, the region has antibacterial properties against at least one of Escherichia coli, Staphylococcus aureus, lactic acid bacteria, and Pseudomonas aeruginosa, preferably against at least one of Escherichia coli, Staphylococcus aureus, and Pseudomonas aeruginosa. have sex.
なお、本明細書において、殺菌とは、その媒体に存在する細菌を死滅させること、および細菌を不活化して増殖を抑制させることの両方を意図している。また、本明細書において、抗菌性を有するとは、細菌を接種し、接種直後および接種から24時間後に、JIS Z 2801(2012年)に記載の方法に準じて生菌数を測定して求められる、Δlog菌数(原子状酸素ビームを照射しないサンプルの24時間後の生菌数の対数値-原子状酸素ビームを照射した評価用サンプルの24時間後の生菌数の対数値)が2.0以上であることを意味する。 In this specification, sterilization means both killing bacteria present in the medium and inactivating bacteria to suppress their growth. In addition, in this specification, having antibacterial properties means inoculating bacteria and measuring the number of viable bacteria immediately after inoculation and 24 hours after inoculation according to the method described in JIS Z 2801 (2012). Δlog number of bacteria (logarithmic number of viable bacteria after 24 hours of sample not irradiated with atomic oxygen beam-logarithmic number of viable bacteria after 24 hours of evaluation sample irradiated with atomic oxygen beam) is 2 .0 or more.
上記樹脂組成物は、樹脂を含む組成物であればよい。たとえば上記樹脂組成物の樹脂の含有量は、全質量に対して20質量%以上である。上記樹脂組成物は、上記樹脂成形体の用途などに応じてその特性を調整するための添加剤を任意に含有してもよい。上記添加剤の例には、公知のフィラー(充填剤)、滑剤、可塑剤、紫外線安定化剤、着色防止剤、艶消し剤、消臭剤、難燃剤、耐候剤、帯電防止材、抗酸化剤、着色剤(染料、顔料)などが含まれる。これらの添加剤は、本発明の効果を阻害しない範囲で最適な組み合わせを選択して用いればよい。また、用途や所望によっては、他の添加剤として有機物質(他の重合体でもよい)および金属ナノ粒子などの無機物質を用いてもよい。 The resin composition may be any composition containing a resin. For example, the resin content of the resin composition is 20% by mass or more with respect to the total mass. The resin composition may optionally contain an additive for adjusting the properties according to the application of the resin molding. Examples of the above additives include known fillers (fillers), lubricants, plasticizers, UV stabilizers, anti-coloring agents, matting agents, deodorants, flame retardants, weathering agents, antistatic agents, antioxidants, agents, colorants (dyes, pigments), and the like. An optimum combination of these additives may be selected and used as long as the effects of the present invention are not impaired. In addition, organic substances (other polymers may be used) and inorganic substances such as metal nanoparticles may be used as other additives depending on the application and desires.
上記樹脂の種類は、上記樹脂成形体の用途などに応じて任意に選択することができる。上記樹脂は、熱可塑性樹脂であってもよいし、熱硬化性樹脂であってもよい。また、上記樹脂は、結晶性の樹脂であってもよいし、非結晶性の樹脂であってもよい。また、上記樹脂は、合成ゴムおよび天然ゴムなどのゴムであってもよい。なお、本発明者らの知見によれば、樹脂を構成する繰り返し単位に芳香環を有さない非芳香族系の樹脂を有する樹脂組成物の成形体は、樹脂を構成する繰り返し単位に芳香環を含む芳香族系の樹脂を含む樹脂組成物の成形体よりも、抗菌性を付与されやすい。ただし、芳香族系の樹脂を含む樹脂組成物の成形体であっても、原子状酸素ビームの照射条件などを適切に調整すれば、十分に抗菌性を付与することは可能である。 The type of the resin can be arbitrarily selected according to the use of the resin molding. The resin may be a thermoplastic resin or a thermosetting resin. Further, the resin may be a crystalline resin or an amorphous resin. Further, the resin may be rubber such as synthetic rubber and natural rubber. According to the findings of the present inventors, a molded article of a resin composition having a non-aromatic resin having no aromatic ring in the repeating unit constituting the resin has an aromatic ring in the repeating unit constituting the resin. It is easier to impart antibacterial properties than a molded article of a resin composition containing an aromatic resin containing. However, even a molded body of a resin composition containing an aromatic resin can be given sufficient antibacterial properties by appropriately adjusting the irradiation conditions of the atomic oxygen beam.
上記非芳香族系の樹脂の例には、ポリエチレン(直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)、低密度ポリエチレン(LDPE)、および高密度ポリエチレン(HDPE)などを含む。)、ポリプロピレン、その他のポリオレフィン系樹脂、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、パーフルオロアルコキシアルカン(PFA)、パーフルオロエチレンプロペンコポリマー(FEP)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリ塩化ビニリデン(PVDC)、非芳香族ポリアミド(ナイロン6、ナイロン66およびナイロン12などを含む。)、非芳香族ポリイミド、ポリアセタール(POM)、ポリウレタン、エチレン-ビニルアルコール共重合体(EVOH)、ポリ塩化ビニル(PVC)、アクリル系重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体(EVA)、ポリ乳酸(PLA)、ポリカプロラクトン(PCL)、およびポリグリコール酸(PGA)などが含まれる。
Examples of the non-aromatic resin include polyethylene (including linear low-density polyethylene (LLDPE), low-density polyethylene (LDPE), and high-density polyethylene (HDPE)), polypropylene, and other polyolefin-based Resin, polytetrafluoroethylene (PTFE), perfluoroalkoxyalkane (PFA), perfluoroethylene propene copolymer (FEP), polyvinylidene fluoride (PVDF), polyvinylidene chloride (PVDC), non-aromatic polyamide (
上記芳香族系の樹脂の例には、ポリスチレン(PS)、ポリエステル(ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、およびポリブチレンナフタレート(PBN)などを含む。)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、半芳香族ポリアミド、全芳香族ポリアミド、半芳香族ポリイミド、全芳香族ポリイミド、ポリスチレン(PS)、アクリルニトリル・スチレン共重合体(AS)、アクリルニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体(ABS)、ポリカーボネート(PC)、ポリアリレート(PAR)、ポリフェニレンエーテル(PPE)、ポリフェノール系樹脂、芳香族エポキシ樹脂などが含まれる。 Examples of the aromatic resins include polystyrene (PS), polyester (including polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), and polybutylene naphthalate (PBN)), polyphenylene sulfide (PPS). , polyether ether ketone (PEEK), semi-aromatic polyamide, wholly aromatic polyamide, semi-aromatic polyimide, wholly aromatic polyimide, polystyrene (PS), acrylonitrile-styrene copolymer (AS), acrylonitrile-butadiene Styrene copolymer (ABS), polycarbonate (PC), polyarylate (PAR), polyphenylene ether (PPE), polyphenolic resin, aromatic epoxy resin and the like are included.
上記合成ゴムの例には、イソプレンゴム(IR)、ブタジエンゴム(BR)、スチレン・ブタジエンゴム(SBR)、ニトリルゴム(NBR)、エチレン・プロピレンゴム(EPM)、およびその他の熱可塑性エラストマー(SEBS、SBS、およびSEPSなどを含む)などが含まれる。 Examples of such synthetic rubbers include isoprene rubber (IR), butadiene rubber (BR), styrene-butadiene rubber (SBR), nitrile rubber (NBR), ethylene-propylene rubber (EPM), and other thermoplastic elastomers (SEBS , SBS, and SEPS, etc.).
上記成形体は、上記樹脂組成物を二次元状または三次元状に成形して、形状を付与してなる物である。上記成形体の形状は特に限定されず、上記樹脂成形体の用途などに応じて任意に選択することができる。たとえば、上記成形体は、フィルム状、シート状、板状、袋状、管状、繊維状、網目状、所定の形状を有するかまたは無定形の中実体状などの形状を有することができる。 The molded article is obtained by molding the resin composition into a two-dimensional or three-dimensional shape and imparting a shape. The shape of the molded article is not particularly limited, and can be arbitrarily selected according to the use of the resin molded article. For example, the molded body can have a film-like, sheet-like, plate-like, bag-like, tubular, fibrous, mesh-like, predetermined shape, amorphous solid body shape, or the like.
これらの成形体は、その表面のうち少なくとも一部に、原子状酸素ビームの照射によって抗菌性を付与されていればよいが、その表面の全部が原子状酸素ビームの照射によって抗菌性を付与されていてもよい。使用時に細菌と接触する可能性がある部分や、食品、医薬品または生体などと接触する部分などが予測できるときは、少なくとも当該部分に抗菌性を付与すればよい。これらの成形体は、その外表面に抗菌性を付与されていてもよいし、袋状および管状などの形状を有するときは、その内表面に抗菌性を付与されていてもよい。 It is sufficient that at least part of the surface of these moldings is imparted with antibacterial properties by irradiation with an atomic oxygen beam, but the entire surface is imparted with antibacterial properties by irradiation with an atomic oxygen beam. may be If it is possible to predict which parts may come into contact with bacteria during use, or which parts may come into contact with foods, medicines, or living organisms, at least those parts should be given antibacterial properties. These moldings may have an antibacterial property imparted to their outer surface, or may have an antibacterial property imparted to their inner surface when they have a bag-like or tubular shape.
上記樹脂成形体は、包装、建築物の設備、家電、電子機器およびその周辺機器、自動車用部品、各種コーティング、医療機器、農業用品、文房具ならびに身体装具などを含む、広汎な用途に使用可能である。 The above resin moldings can be used in a wide range of applications, including packaging, building equipment, home appliances, electronic devices and their peripherals, automotive parts, various coatings, medical devices, agricultural supplies, stationery and body accessories. be.
上記建築物の設備の例には、トイレおよび便座シート、洗面化粧台、上下水の配管、足拭きマット、内装材、ならびに扉などの把手、手すりおよびスイッチなどの日常的に人の手が触れる物品などが含まれる。 Examples of facilities in the above buildings include toilets and toilet seats, washstands, water and sewage pipes, foot wiping mats, interior materials, and handles such as doors, handrails, and switches that people touch on a daily basis. This includes items.
上記家電の例には、炊飯器、電子レンジ、冷蔵庫、アイロン、ヘアードライヤー、エアコンおよび空気清浄機などが含まれる。 Examples of the home appliances include rice cookers, microwave ovens, refrigerators, irons, hair dryers, air conditioners and air purifiers.
上記電子機器およびその周辺機器の例には、ノートパソコン、スマートフォン、タブレット、デジタルカメラ、医療用電子機器、POSシステム、プリンター、テレビ、マウスおよびキーボードなどが含まれる。 Examples of such electronic devices and their peripherals include notebook computers, smart phones, tablets, digital cameras, medical electronic devices, POS systems, printers, televisions, mice and keyboards, and the like.
上記自動車用部品の例には、ハンドル、シート、シフトレバーおよび各種配管が含まれる。 Examples of the automotive parts include steering wheels, seats, shift levers and various types of piping.
上記包装の例には、医薬品および食品などの包装が含まれる。 Examples of such packaging include packaging for pharmaceuticals, foods, and the like.
上記コーティングの例には、工場、手術室、保存庫および輸送用コンテナなどの、壁面、床面および天井へのコーティングなどが含まれる。 Examples of such coatings include wall, floor and ceiling coatings for factories, operating rooms, storage and shipping containers, and the like.
上記医療機器の例には、鉗子、シリンジ、ステント、人工血管、カテーテル、創傷被覆材、再生医療用足場材、および癒着防止材などが含まれる。 Examples of such medical devices include forceps, syringes, stents, artificial blood vessels, catheters, wound dressings, scaffolds for regenerative medicine, and anti-adhesion materials.
上記農業用品の例には、農業ハウス用の展張フィルムなどが含まれる。 Examples of the agricultural products include spread films for agricultural greenhouses.
上記身体装具の例には、上着および下着などを含む衣類、帽子、靴、手袋、おむつ、ならびにナプキンおよびその収納袋などが含まれる。 Examples of the body accessories include clothes including outerwear and underwear, hats, shoes, gloves, diapers, napkins and their storage bags, and the like.
また、上記樹脂成形体は、建築物の設備、身体装具、食器、飲料および食料品などに接触させて、これらに含まれる細菌を殺菌するために使用することができる。 In addition, the above-mentioned resin molding can be used for sterilizing bacteria contained in building equipment, body accessories, tableware, beverages, foodstuffs, etc. by contacting them.
[抗菌性を付与された表面を有する樹脂成形体の製造方法]
上記抗菌性を付与された表面を有する樹脂成形体は、樹脂組成物の成形体への原子状酸素ビームの照射によって形成することができる。[Method for producing a resin molding having an antibacterial surface]
The resin molded article having the antibacterial surface can be formed by irradiating the molded article of the resin composition with an atomic oxygen beam.
具体的には、まず、表面に抗菌性を付与すべき樹脂組成物の成形体を用意する。上記樹脂組成物の種類および上記成形体の形状は、上述したとおりである。 Specifically, first, a molded body of a resin composition whose surface is to be imparted with antibacterial properties is prepared. The type of the resin composition and the shape of the molded article are as described above.
原子状酸素ビームの照射は、上記成形体の表面のうち、抗菌性を付与すべき領域に対して行う。 Irradiation of the atomic oxygen beam is carried out on a region of the surface of the molded article to be imparted with antibacterial properties.
原子状酸素ビームの生成は、気体力学膨張を利用する方法、イオン中性化法、電子刺激脱着(Electron Stimulated desorption:ESD)法およびレーザーデトネーション法などの公知の方法で行うことができる。これらのうち、運動エネルギーが高い原子状酸素ビームを効率よく生成することができることから、レーザーデトネーション法が好ましい。 Atomic oxygen beams can be generated by known methods such as gas dynamic expansion, ion neutralization, electron stimulated desorption (ESD), and laser detonation. Among these, the laser detonation method is preferable because it can efficiently generate an atomic oxygen beam with high kinetic energy.
レーザーデトネーション法では、酸素分子ガスおよびレーザー(特にはCO2レーザー)をいずれもパルス状に射出し、酸素分子ガスへのレーザー照射によって酸素分子ガスをプラズマ化する。上記プラズマにさらに上記レーザーが照射されて爆撃波が発生する(デトネーション)と、プラズマの熱エネルギーが運動エネルギーに変換され、同時にプラズマ中のイオンと電子とが再結合して、原子状酸素のビームが発生する。In the laser detonation method, both oxygen molecular gas and laser (particularly CO 2 laser) are emitted in pulses, and the oxygen molecular gas is plasmatized by irradiating the oxygen molecular gas with the laser. When the plasma is further irradiated with the laser to generate a bombardment wave (detonation), the thermal energy of the plasma is converted into kinetic energy, and at the same time the ions and electrons in the plasma recombine to form a beam of atomic oxygen. occurs.
上記導入されるレーザーのエネルギーは、8J/Pulse以上であることが好ましく、10J/Pulse以上であることがより好ましい。上記レーザーのエネルギーが8J/Pulse以上であると、幅広い種類の樹脂組成物の成形体に対して効率的に抗菌性を付与することができる。上記レーザーのエネルギーの上限は特に限定されないものの、20J/Pulse以下であることがより好ましい。 The energy of the introduced laser is preferably 8 J/pulse or more, more preferably 10 J/pulse or more. When the energy of the laser is 8 J/pulse or more, antibacterial properties can be efficiently imparted to molded articles of a wide variety of resin compositions. Although the upper limit of the laser energy is not particularly limited, it is more preferably 20 J/pulse or less.
上記導入されるレーザーの1秒間あたりの繰り返し数(パルスレート)は、5Hz以上であることが好ましく、12Hz以上であることがより好ましい。上記レーザーのパルスレートが12Hz以上であると、幅広い種類の樹脂組成物の成形体に対して効率的に抗菌性を付与することができる。上記レーザーのパルスレートの上限は特に限定されないものの、20Hz以下であることがより好ましい。 The number of repetitions per second (pulse rate) of the introduced laser is preferably 5 Hz or more, more preferably 12 Hz or more. When the pulse rate of the laser is 12 Hz or more, antibacterial properties can be efficiently imparted to molded articles of a wide variety of resin compositions. Although the upper limit of the pulse rate of the laser is not particularly limited, it is more preferably 20 Hz or less.
上記原子状酸素ビームの並進エネルギーは、1eV以上20eV以下であることが好ましく、2eV以上15eV以下であることが好ましく、3eV以上10eV以下であることがさらに好ましい。 The translational energy of the atomic oxygen beam is preferably 1 eV or more and 20 eV or less, preferably 2 eV or more and 15 eV or less, and more preferably 3 eV or more and 10 eV or less.
上記原子状酸素ビームの速度は、5km/s以上13km/s以下であることが好ましく、6km/s以上10km/s以下であることがより好ましい。 The speed of the atomic oxygen beam is preferably 5 km/s or more and 13 km/s or less, more preferably 6 km/s or more and 10 km/s or less.
上記原子状酸素ビームの積算照射量は、1.0×1017atoms/cm2以上であることが好ましく、1.0×1019atoms/cm2以上であることがより好ましく、1.0×1020atoms/cm2以上であることがさらに好ましい。特に、上記積算照射量が1.0×1020atoms/cm2以上であると、幅広い種類の樹脂成形体に対して効率的に抗菌性を付与することができる。上記積算照射量の上限は特に限定されないものの、1.0×1022atoms/cm2以下とすることができる。The cumulative irradiation dose of the atomic oxygen beam is preferably 1.0×10 17 atoms/cm 2 or more, more preferably 1.0×10 19 atoms/cm 2 or more, and 1.0× It is more preferably 10 20 atoms/cm 2 or more. In particular, when the cumulative irradiation dose is 1.0×10 20 atoms/cm 2 or more, antibacterial properties can be efficiently imparted to a wide variety of resin moldings. Although the upper limit of the cumulative irradiation dose is not particularly limited, it can be 1.0×10 22 atoms/cm 2 or less.
上記原子状酸素ビームの照射時間は特に限定されないが、2時間以上であることが好ましく、5時間以上であることがより好ましく、8時間以上であることがさらに好ましく、10時間以上であることが特に好しい。上記照射時間の上限は特に限定されないが、一定の時間を超えると効果が頭打ちになると思われるため、たとえば30時間とすることができる。 The irradiation time of the atomic oxygen beam is not particularly limited, but is preferably 2 hours or longer, more preferably 5 hours or longer, further preferably 8 hours or longer, and 10 hours or longer. I especially like it. The upper limit of the irradiation time is not particularly limited, but since the effect seems to reach a plateau after a certain time, it can be set to 30 hours, for example.
これらの原子状酸素ビームの照射条件は、樹脂組成物の種類および各種物性などに応じて、抗菌性が付与される条件に調整すればよい。たとえば、これらの原子状酸素ビームの照射条件は、予め測定されて定められた、樹脂組成物の種類と、原子状酸素ビームの照射条件と、の関係を示す対応表を参照するなどして、決定することができる。あるいは、これらの原子状酸素ビームの照射条件は、機械学習などを施した処理装置に、樹脂組成物の種類と、原子状酸素ビームの照射条件と、の関係を算出させたりして、決定することができる。 Irradiation conditions for these atomic oxygen beams may be adjusted to conditions that impart antibacterial properties according to the type and various physical properties of the resin composition. For example, the irradiation conditions of these atomic oxygen beams are determined by referring to a correspondence table showing the relationship between the type of resin composition and the irradiation conditions of the atomic oxygen beams. can decide. Alternatively, the irradiation conditions of these atomic oxygen beams are determined by calculating the relationship between the type of resin composition and the irradiation conditions of the atomic oxygen beams in a processing apparatus that has undergone machine learning or the like. be able to.
上記樹脂成形体は、原子状酸素ビームの照射によって抗菌性を付与された後、さらに成形されてもよい。たとえば、フィルム状またはシート状の成形体の表面に原子状酸素ビームを照射して当該表面に抗菌性を付与した後、袋状および管状などにさらに成形することで、その内表面に抗菌性を付与された袋状および管状などの成形体とすることができる。 The resin molding may be further molded after being imparted with antibacterial properties by irradiation with an atomic oxygen beam. For example, after irradiating the surface of a film-like or sheet-like molded article with an atomic oxygen beam to impart antibacterial properties to the surface, the inner surface of the formed article is given antibacterial properties by further forming it into a bag-like or tubular shape. It can be a molded body such as a bag-shaped or tubular shaped body.
[殺菌方法]
上記抗菌性を付与された表面を有する樹脂成形体は、各種殺菌方法に使用することができる。[Sterilization method]
The resin molding having the antibacterial surface can be used in various sterilization methods.
具体的には、上記樹脂成形体を、細菌を含む液体、固体または気体に接触させることにより、接触した液体中、固体表面または気体中に含まれる細菌を死滅させ、上記液体、固体または気体を殺菌することができる。 Specifically, the resin molding is brought into contact with a liquid, solid, or gas containing bacteria to kill the bacteria contained in the contacted liquid, solid surface, or gas, and remove the liquid, solid, or gas. Can be sterilized.
上記接触は、公知の方法で行えばよい。たとえば、液体との接触は、流動または静止する当該液体への上記樹脂成形体の浸漬、当該液体の上記樹脂成形体への噴射または噴霧、および、当該液体の上記樹脂成形体への塗布または滴下などの方法により行うことができる。また、固体との接触は、静止またはスライドする当該固体の表面への、静止またはスライドする上記樹脂成形体の当接または押しつけなどの方法により行うことができる。また、気体との接触は、流動または静止する当該気体を含む雰囲気内への上記樹脂成形体の静置、および、当該気体の上記樹脂成形体への噴射などの方法により行うことができる。 The contact may be performed by a known method. For example, contact with a liquid includes immersion of the resin molded body in the liquid that is flowing or stationary, injection or spraying of the liquid onto the resin molded body, and application or dripping of the liquid onto the resin molded body. It can be performed by a method such as Further, the contact with the solid can be carried out by a method such as contacting or pressing the stationary or sliding resin molded body against the surface of the stationary or sliding solid. Further, the contact with the gas can be carried out by a method such as placing the resin molding in an atmosphere containing the flowing or stationary gas, or injecting the gas into the resin molding.
以下、本発明の具体的な実施例を比較例とともに説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 EXAMPLES Specific examples of the present invention will be described below together with comparative examples, but the present invention is not limited to these.
1.樹脂組成物の成形体の表面処理
5種類の基材フィルムを用意し、それぞれの基材フィルムの表面に以下の条件で原子状酸素ビームを照射して、評価用サンプルを作製した。なお、それぞれの基材フィルムについて、原子状酸素ビームを照射しなかった比較用サンプルも用意した。
(装置)
原子状酸素照射装置: PSI社製、FAST-II(レーザーデトネーション法)
レーザー照射装置: 株式会社宇翔製、IR-SP
レーザー種: CO2レーザー
レーザー波長: 10.6μm
(原子状酸素ビームの照射条件)
平均酸素量: およそ120sccm/12Hz
レーザーのエネルギー: 10J/Pulse
レーザーのパルスレート: 12Hz
ビーム速度: 8.11km/s
照射時間: 6時間または12時間
照射量: 7.765×1019atoms/cm2(6時間照射時)
1.553×1020atoms/cm2(12時間照射時)
照射温度: 室温1. Surface Treatment of Molded Body of Resin Composition Five types of base films were prepared, and the surface of each base film was irradiated with an atomic oxygen beam under the following conditions to prepare samples for evaluation. For each base film, a comparative sample was also prepared in which the atomic oxygen beam was not irradiated.
(Device)
Atomic oxygen irradiation device: PSI, FAST-II (laser detonation method)
Laser irradiation device: IR-SP manufactured by Usho Co., Ltd.
Laser type: CO2 laser Laser wavelength: 10.6 μm
(Irradiation conditions of atomic oxygen beam)
Average oxygen content: approximately 120 sccm/12 Hz
Laser energy: 10J/Pulse
Laser pulse rate: 12Hz
Beam velocity: 8.11 km/s
Irradiation time: 6 hours or 12 hours Irradiation dose: 7.765×10 19 atoms/cm 2 (when irradiated for 6 hours)
1.553×10 20 atoms/cm 2 (when irradiated for 12 hours)
Irradiation temperature: room temperature
使用した基材フィルムは、以下の通りである。いずれの基材フィルムも、50mm×50mm角形の形状を有していた。
ポリエチレン(LLDPE): 三井化学東セロ株式会社製、TUS-TCS#60、厚さ53μm
ポリプロピレン(CPP):東レフィルム加工株式会社製、トレファン ZK93FM、厚さ60μm
ポリエチレンテレフタレート(PET): 東洋紡株式会社製、E5000、厚さ75μm
ポリフッ化ビニリデン(PVDF): 株式会社クレハ製、厚さ16μm
ポリ塩化ビニリデン(PVDC): 株式会社クレハ製、厚さ45μmThe used base film is as follows. All base films had a 50 mm x 50 mm square shape.
Polyethylene (LLDPE): TUS-
Polypropylene (CPP): manufactured by Toray Advanced Film Co., Ltd., Torayfan ZK93FM,
Polyethylene terephthalate (PET): manufactured by Toyobo Co., Ltd., E5000, thickness 75 μm
Polyvinylidene fluoride (PVDF): manufactured by Kureha Co., Ltd.,
Polyvinylidene chloride (PVDC): manufactured by Kureha Co., Ltd., thickness 45 μm
2.評価
2-1.抗菌性
JIS Z 2801(2012年)に記載の方法に準じて、上記評価用サンプルおよび比較用サンプルの大腸菌または黄色ブドウ球菌に対する抗菌性を評価した。また、乳酸菌または緑膿菌についても、大腸菌または黄色ブドウ球菌と同様にして評価した。具体的には、以下の大腸菌、黄色ブドウ球菌、乳酸菌または緑膿菌を接種し、以下の条件で24時間培養した。
(菌種)
大腸菌: Escherichia coli, NBRC No. 3972
黄色ブドウ球菌: Staphylococcus aureus, NBRC No. 12732
乳酸菌: Lactobacillus casei, NBRC No. 15883
緑膿菌: Pseudomonas aeruginosa, NBRC No. 12689
(培養条件)
温度: 大腸菌・黄色ブドウ球菌・乳酸菌35℃±1℃、緑膿菌30℃ ±1℃
(生菌数の測定)
使用培地:標準寒天培地2. Evaluation 2-1. Antibacterial property The antibacterial property against Escherichia coli or Staphylococcus aureus of the evaluation sample and the comparative sample was evaluated according to the method described in JIS Z 2801 (2012). Lactic acid bacteria or Pseudomonas aeruginosa were also evaluated in the same manner as Escherichia coli or Staphylococcus aureus. Specifically, the following Escherichia coli, Staphylococcus aureus, lactic acid bacteria, or Pseudomonas aeruginosa were inoculated and cultured for 24 hours under the following conditions.
(Bacterial species)
Escherichia coli: Escherichia coli, NBRC No. 3972
Staphylococcus aureus: Staphylococcus aureus, NBRC No. 12732
Lactic acid bacteria: Lactobacillus casei, NBRC No. 15883
Pseudomonas aeruginosa: Pseudomonas aeruginosa, NBRC No. 12689
(Culture conditions)
Temperature: Escherichia coli, Staphylococcus aureus, lactic acid bacteria 35°C ± 1°C,
(Measurement of viable count)
Medium used: Standard agar medium
接種直後および接種から24時間後に、JIS Z 2801(2012年)に記載の方法に準じて生菌数を測定し、Δlog菌数(比較用サンプルの24時間後の生菌数の対数値-評価用サンプルの24時間後の生菌数の対数値)を求めた。Δlog菌数が2.0以上であるとき、その評価用サンプルには十分な抗菌性が認められると評価した。 Immediately after inoculation and 24 hours after inoculation, the viable count was measured according to the method described in JIS Z 2801 (2012), and the Δlog count (the logarithmic value of the viable count after 24 hours of the comparative sample-evaluation The logarithmic value of the number of viable bacteria after 24 hours of the sample was obtained. When the Δlog number of bacteria was 2.0 or more, it was evaluated that the sample for evaluation had sufficient antibacterial properties.
表1に、それぞれの評価用サンプルについてのΔlogおよび抗菌性の評価結果(十分な抗菌性が認められるものを「○」、十分な抗菌性が認められなかったものを「×」とする。)を示す。 Table 1 shows the Δlog and antibacterial evaluation results for each evaluation sample (“○” indicates that sufficient antibacterial properties are observed, and “×” indicates that sufficient antibacterial properties are not observed.) indicates
表1に示されるように、原子状酸素ビームの照射により、基材フィルムの表面に抗菌性が付与されたことが確認された。 As shown in Table 1, it was confirmed that the surface of the substrate film was imparted with antibacterial properties by the irradiation of the atomic oxygen beam.
特に、原子状酸素ビームの照射時間が12時間(照射量:1.553×1020atoms/cm2)であるときは、照射時間が6時間(照射量:7.765×1019atoms/cm2)であるときよりも抗菌性を付与されやすかった。In particular, when the irradiation time of the atomic oxygen beam is 12 hours (irradiation dose: 1.553×10 20 atoms/cm 2 ), the irradiation time is 6 hours (irradiation dose: 7.765×10 19 atoms/cm 2 ). 2 ) was more likely to be imparted with antibacterial properties.
また、芳香族系の樹脂(PET)よりも非芳香族系の樹脂(LLDPE、PVDCおよびPVDF)のほうが抗菌性を付与されやすく、LLDPEは特に抗菌性を付与されやすかった。 In addition, non-aromatic resins (LLDPE, PVDC and PVDF) were more likely to be imparted with antibacterial properties than aromatic resins (PET), and LLDPE was particularly likely to be imparted with antibacterial properties.
2-2.表面形状
それぞれの評価用サンプルの断面を走査型電子顕微鏡(SEM)で撮像し、得られたSEM画像から、任意に10個の突起形状を選択した。選択された突起形状を構成する2つの斜辺(合計20個)を、1ピクセルあたり0.0099μmとして換算した実寸法XY座標データに変換した。1つの斜辺について、変換した座標データのうち、X座標が0であるデータから開始してX軸方向に5ピクセルずつずらしていった位置のデータを抽出して、抽出されたデータを2次元の多項式最少二乗近似式にフィッティングし、上記抽出されたデータにフィッティングするような、ax2+bx+cの式におけるaの値を求めた。X座標が1、2、3および4であるデータから開始して、X軸方向に5ピクセルずつずらしていった位置のデータもそれぞれ抽出して、それぞれの抽出されたデータを同様に多項式最少二乗近似式にフィッティングした。このようにして得られた5つの近似式におけるaの値の平均値を求め、当該斜辺についてのaの値とした。同様に、20個の斜辺すべてについてaの値を算出し、算出された20個のaの値の平均値を、当該評価用サンプルについての突起曲率指標とした。2-2. Surface Shape A cross-section of each evaluation sample was imaged with a scanning electron microscope (SEM), and 10 protrusion shapes were arbitrarily selected from the obtained SEM image. Two oblique sides (20 in total) constituting the selected protrusion shape were converted into actual size XY coordinate data converted as 0.0099 μm per pixel. For one hypotenuse, out of the transformed coordinate data, data at positions starting from the data where the X coordinate is 0 and shifted by 5 pixels in the X-axis direction are extracted, and the extracted data are converted into two-dimensional data. A polynomial least squares approximation was fitted to find the value of a in the equation ax 2 +bx+c that fits the above extracted data. Starting from data with X coordinates of 1, 2, 3 and 4, data at positions shifted by 5 pixels in the X-axis direction are also extracted, and each extracted data is similarly subjected to polynomial least squares. It was fitted to an approximation formula. The average value of the values of a in the five approximation formulas obtained in this manner was obtained and used as the value of a for the hypotenuse. Similarly, the value of a was calculated for all 20 oblique sides, and the average value of the 20 calculated values of a was used as the projection curvature index for the evaluation sample.
突起曲率指標が正の値であるとき、当該評価用サンプルに含まれる突起は、当該突起の内側に向けて凹んだ形状の斜面を有する(図1A参照)。突起曲率指標が負の値であるとき、当該評価用サンプルに含まれる突起は、当該突起の外側に向けて凸の形状の斜面を有する(図1B参照)。 When the projection curvature index is a positive value, the projections included in the evaluation sample have slopes that are recessed toward the inside of the projection (see FIG. 1A). When the projection curvature index is a negative value, the projection included in the evaluation sample has an outwardly convex slope (see FIG. 1B).
表2に、それぞれの評価用サンプルの突起曲率指標、ならびに抗菌性の評価結果を示す。 Table 2 shows the protrusion curvature index and antibacterial evaluation results of each evaluation sample.
表2に示すように、突起曲率指標が正の値である評価用サンプルは抗菌性を有していたが、突起曲率指標が負の値である評価用サンプルは抗菌性が認められなかった。 As shown in Table 2, the evaluation samples with a positive projection curvature index value had antibacterial properties, but the evaluation samples with a negative projection curvature index value did not exhibit antibacterial properties.
2-3.接触角
協和界面科学株式会社製、CA-V型接触角計を使用し、それぞれの評価用サンプルおよび比較用サンプルと純水、ジヨードメタンおよびn-ヘキサデカンとの接触角を求めた。2-3. Contact Angle Using a CA-V type contact angle meter manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd., the contact angles between each evaluation sample and comparative sample and pure water, diiodomethane and n-hexadecane were determined.
具体的には、それぞれの評価用サンプルおよび比較用サンプルの表面に、純水、ジヨードメタンおよびn-ヘキサデカンのいずれかの液体の液滴を1μl滴下し、滴下後1000msecから10000msecまでの接触角を1000msec間隔で測定し、滴下後1000msec時点での接触角を、当該評価用サンプルと当該液体との接触角とした。なお、滴下した液体のぬれ性が大きく、接触角が10°未満になるような場合には、滴下後100msecから1000msecまでの接触角を100msec間隔で測定し、滴下後1000msec時点での接触角を、当該評価用サンプルまたは比較用サンプルと当該液体との接触角とした。 Specifically, 1 μl of a liquid droplet of either pure water, diiodomethane, or n-hexadecane was dropped on the surface of each of the evaluation sample and the comparison sample, and the contact angle from 1000 msec to 10000 msec after dropping was 1000 msec. The contact angle at 1000 msec after dropping was taken as the contact angle between the evaluation sample and the liquid. In addition, when the wettability of the dropped liquid is high and the contact angle is less than 10°, the contact angle from 100 msec to 1000 msec after dropping is measured at intervals of 100 msec, and the contact angle at 1000 msec after dropping is measured. , the contact angle between the evaluation sample or the comparative sample and the liquid.
表3に、それぞれの評価用サンプルおよび比較用サンプルの接触角を示す。なお、「原子状酸素ビーム照射時間」が0となっているものは、原子状酸素ビームを照射しなかった比較用サンプルを示す。 Table 3 shows the contact angles of each evaluation sample and comparison sample. In addition, those with "atomic oxygen beam irradiation time" of 0 indicate comparative samples that were not irradiated with the atomic oxygen beam.
接触角と、抗菌性の評価結果と、の関係を図2A、図2Bおよび図2Cに示す。図2Aは、それぞれの評価用サンプルおよび比較用サンプルの、各菌種に対するΔlogを横軸に、純水との接触角を縦軸に、プロットして得たグラフであり、図2Bは、それぞれの評価用サンプルおよび比較用サンプルの、各菌種に対するΔlogを横軸に、ジヨードメタンとの接触角を縦軸に、プロットして得たグラフであり、図2Cは、それぞれの評価用サンプルおよび比較用サンプルの、各菌種に対するΔlogを横軸に、n-ヘキサデカンとの接触角を縦軸に、プロットして得たグラフである。また、図2A、図2Bおよび図2Cには、抗菌性があると評価する指標である、Δlog=2となる境界を、点線で示している。 The relationship between the contact angle and the antibacterial evaluation results is shown in FIGS. 2A, 2B and 2C. FIG. 2A is a graph obtained by plotting Δlog for each bacterial species for each evaluation sample and comparison sample on the horizontal axis and the contact angle with pure water on the vertical axis, and FIG. 2C is a graph obtained by plotting the Δlog for each bacterial species on the horizontal axis and the contact angle with diiodomethane on the vertical axis, and FIG. 2C shows each evaluation sample and comparison sample. 1 is a graph obtained by plotting Δlog for each bacterial species on the horizontal axis and the contact angle with n-hexadecane on the vertical axis. In addition, in FIGS. 2A, 2B and 2C, the dotted line indicates the boundary at which Δlog=2, which is an index for evaluating the presence of antibacterial properties.
図2A、図2Bおよび図2Cから明らかなように、評価用サンプルおよび比較用サンプルとそれぞれの液体との接触角と、抗菌性と、の間には明確な相関関係は認められなかった。 As is clear from FIGS. 2A, 2B and 2C, no clear correlation was observed between the contact angle between the evaluation sample and the comparative sample and each liquid and the antibacterial properties.
2-4.表面自由エネルギー
上記求めた接触角を用いて、それぞれの評価用サンプルおよび比較用サンプルの表面自由エネルギーを算出した。2-4. Surface Free Energy Using the contact angles obtained above, the surface free energies of the respective evaluation samples and comparison samples were calculated.
具体的には、純水との接触角およびジヨードメタンとの接触角の2つの接触角を用いて、Owen and Wendt 法により表面自由エネルギーを算出し、純水との接触角およびn-ヘキサデカンとの接触角の2つの接触角を用いて、Kaelble-Uy 法により表面自由エネルギーを算出した。 Specifically, using two contact angles, the contact angle with pure water and the contact angle with diiodomethane, the surface free energy was calculated by the Owen and Wendt method, and the contact angle with pure water and the contact angle with n-hexadecane were calculated. The surface free energy was calculated by the Kaelble-Uy method using two contact angles.
表4に、Owen and Wendt 法により算出した、それぞれの評価用サンプルおよび比較用サンプルの表面自由エネルギー(分散成分(A)の値、水素結合成分(B)の値、(A)および(B)の合計値、分散成分(A)の値に対する水素結合成分(B)の値の割合、および、合計値に対する水素結合成分(B)の値の割合)を示す。なお、「原子状酸素ビーム照射時間」が0となっているものは、原子状酸素ビームを照射しなかった比較用サンプルを示す。 Table 4 shows the surface free energy of each evaluation sample and comparison sample calculated by the Owen and Wendt method (value of dispersion component (A), value of hydrogen bond component (B), (A) and (B) , the ratio of the value of the hydrogen bonding component (B) to the value of the dispersion component (A), and the ratio of the value of the hydrogen bonding component (B) to the total value). In addition, those with "atomic oxygen beam irradiation time" of 0 indicate comparative samples that were not irradiated with the atomic oxygen beam.
上記Owen and Wendt 法により算出した表面自由エネルギーと、抗菌性の評価結果と、の関係を図3A、図3Bおよび図3Cに示す。図3Aは、それぞれの評価用サンプルおよび比較用サンプルの、各菌種に対するΔlogを横軸に、分散成分(A)の値および水素結合成分(B)の値の合計値(A+B)を縦軸に、プロットして得たグラフであり、図3Bは、それぞれの評価用サンプルおよび比較用サンプルの、各菌種に対するΔlogを横軸に、分散成分(A)の値に対する水素結合成分(B)の値の割合(B/A)を縦軸に、プロットして得たグラフであり、図3Cは、それぞれの評価用サンプルおよび比較用サンプルの、各菌種に対するΔlogを横軸に、合計値に対する水素結合成分(B)の値の割合(B/(A+B))を縦軸に、プロットして得たグラフである。また、図3A、図3Bおよび図3Cには、抗菌性があると評価する指標である、Δlog=2となる境界を、点線で示している。 FIG. 3A, FIG. 3B and FIG. 3C show the relationship between the surface free energy calculated by the Owen and Wendt method and the antibacterial evaluation results. In FIG. 3A, the horizontal axis is Δlog for each bacterial species of each evaluation sample and comparative sample, and the vertical axis is the total value (A + B) of the value of the dispersion component (A) and the value of the hydrogen bond component (B). 3B is a graph obtained by plotting, and FIG. 3B shows Δlog for each bacterial species of each evaluation sample and comparison sample on the horizontal axis, and the hydrogen bond component (B) with respect to the value of the dispersion component (A). 3C is a graph obtained by plotting the ratio (B / A) of the value on the vertical axis, and FIG. It is a graph obtained by plotting the ratio (B/(A+B)) of the value of the hydrogen bonding component (B) to the vertical axis. In addition, in FIGS. 3A, 3B, and 3C, the dotted line indicates the boundary at which Δlog=2, which is an index for evaluating the presence of antibacterial properties.
表5に、Kaelble-Uy 法により算出した、それぞれの評価用サンプルおよび比較用サンプルの表面自由エネルギー(分散成分(A)の値、極性成分(C)の値、(A)および(C)の合計値、分散成分(A)の値に対する極性成分(C)の値の割合、および、合計値に対する極性成分(C)の値の割合)を示す。なお、「原子状酸素ビーム照射時間」が0となっているものは、原子状酸素ビームを照射しなかった比較用サンプルを示す。 Table 5 shows the surface free energy of each evaluation sample and comparison sample calculated by the Kaelble-Uy method (value of dispersion component (A), value of polar component (C), values of (A) and (C) total value, the ratio of the value of the polar component (C) to the value of the variance component (A), and the ratio of the value of the polar component (C) to the total value). In addition, those with "atomic oxygen beam irradiation time" of 0 indicate comparative samples that were not irradiated with the atomic oxygen beam.
上記Kaelble-Uy 法により算出した表面自由エネルギーと、抗菌性の評価結果と、の関係を図4A、図4Bおよび図4Cに示す。図4Aは、それぞれの評価用サンプルおよび比較用サンプルの、各菌種に対するΔlogを横軸に、分散成分(A)の値および極性成分(C)の値の合計値(A+C)を縦軸に、プロットして得たグラフであり、図4Bは、それぞれの評価用サンプルおよび比較用サンプルの、各菌種に対するΔlogを横軸に、分散成分(A)の値に対する極性成分(C)の値の割合(C/A)を縦軸に、プロットして得たグラフであり、図4Cは、それぞれの評価用サンプルおよび比較用サンプルの、各菌種に対するΔlogを横軸に、合計値に対する極性成分(C)の値の割合(C/(A+C))を縦軸に、プロットして得たグラフである。また、図4A、図4Bおよび図4Cには、抗菌性があると評価する指標である、Δlog=2となる境界を、点線で示している。 The relationship between the surface free energy calculated by the Kaelble-Uy method and the antibacterial evaluation results is shown in FIGS. 4A, 4B and 4C. In FIG. 4A, the horizontal axis is Δlog for each bacterial species of each evaluation sample and comparative sample, and the vertical axis is the total value (A + C) of the value of the dispersion component (A) and the value of the polar component (C). , is a graph obtained by plotting, and FIG. 4B shows the value of the polar component (C) with respect to the value of the variance component (A), with the horizontal axis representing Δlog for each bacterial species for each evaluation sample and comparison sample. 4C is a graph obtained by plotting the ratio (C / A) on the vertical axis, and FIG. It is a graph obtained by plotting the ratio (C/(A+C)) of the value of component (C) on the vertical axis. In addition, in FIGS. 4A, 4B, and 4C, the dotted line indicates the boundary at which Δlog=2, which is an index for evaluating the presence of antibacterial properties.
図3A、図3B、図3C、図4A、図4Bおよび図4Cから明らかなように、評価用サンプルおよび比較用サンプルの表面自由エネルギーと、抗菌性と、の間には明確な相関関係が認められなかった。 As is clear from FIGS. 3A, 3B, 3C, 4A, 4B and 4C, there is a clear correlation between the surface free energy of the evaluation sample and the comparative sample and the antibacterial properties. I couldn't.
本出願は、2018年8月8日出願の日本国出願番号2018-149404号に基づく優先権を主張する出願であり、当該出願の特許請求の範囲、明細書および図面に記載された内容は本出願に援用される。 This application is an application claiming priority based on Japanese Application No. 2018-149404 filed on August 8, 2018, and the contents described in the claims, specification and drawings of the application are herein incorporated in the application.
本発明の樹脂成形体は、各種殺菌・抗菌用途に使用することができる。 The resin molded article of the present invention can be used for various sterilization and antibacterial applications.
Claims (9)
前記抗菌性を付与された領域への、前記原子状酸素ビームの積算照射量は、1.0×1020atoms/cm2以上1.0×10 22 atoms/cm 2 以下である、樹脂成形体。 A molded body of a resin composition, having a region on its surface imparted with antibacterial properties by irradiation with an atomic oxygen beam,
The resin molded body, wherein the cumulative irradiation dose of the atomic oxygen beam to the region imparted with the antibacterial property is 1.0 × 10 20 atoms/cm 2 or more and 1.0 × 10 22 atoms/cm 2 or less . .
前記複数のナノサイズの突起は、前記突起の内側に向けて凹んだ形状の斜面を有する、
請求項1に記載の樹脂成形体。 The region imparted with antibacterial properties has a plurality of nano-sized protrusions protruding from the surface,
The plurality of nano-sized projections have slopes that are recessed toward the inside of the projections,
The resin molding according to claim 1.
原子状酸素ビームの照射により、前記成形体の表面に抗菌性を付与する工程と、
を有し、
前記抗菌性を付与する工程における、前記原子状酸素ビームの積算照射量は、1.0×1020atoms/cm2以上1.0×10 22 atoms/cm 2 以下である、抗菌性を付与された表面を有する樹脂成形体の製造方法。 A step of preparing a molded body of the resin composition;
A step of imparting antibacterial properties to the surface of the molded body by irradiation with an atomic oxygen beam;
has
In the step of imparting antibacterial properties, the cumulative irradiation dose of the atomic oxygen beam is 1.0 × 10 20 atoms/cm 2 or more and 1.0 × 10 22 atoms/cm 2 or less . A method for producing a resin molded body having a surface having a scalloped surface.
前記樹脂成形体を、細菌を含む液体、固体または気体に接触させる工程と、
を含む、殺菌方法。 A step of preparing the resin molding according to any one of claims 1 to 5;
a step of contacting the resin molding with a liquid, solid or gas containing bacteria;
A sterilization method, comprising:
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018149404 | 2018-08-08 | ||
JP2018149404 | 2018-08-08 | ||
PCT/JP2019/031144 WO2020032109A1 (en) | 2018-08-08 | 2019-08-07 | Molded resin object, method for producing molded resin object, and sterilization method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2020032109A1 JPWO2020032109A1 (en) | 2021-08-10 |
JP7205022B2 true JP7205022B2 (en) | 2023-01-17 |
Family
ID=69414780
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020535838A Active JP7205022B2 (en) | 2018-08-08 | 2019-08-07 | RESIN MOLDED PRODUCT, RESIN MOLDED PRODUCT MANUFACTURING METHOD, AND STERILIZATION METHOD |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7205022B2 (en) |
WO (1) | WO2020032109A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7294448B2 (en) | 2019-11-27 | 2023-06-20 | 株式会社安川電機 | Grinding system, correction amount estimation device, computer program and grinding method |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002263644A (en) | 2001-03-13 | 2002-09-17 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | Antibacterial method |
JP2017503554A (en) | 2013-09-05 | 2017-02-02 | スウィンバーン・ユニバーシティ・オブ・テクノロジーSwinburne University of Technology | Synthetic bactericidal surface containing an array of nanospikes |
US20170354140A1 (en) | 2016-04-05 | 2017-12-14 | International Business Machines Corporation | Lateral silicon nanospikes fabricated using metal-assisted chemical etching |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4660713B2 (en) * | 2003-07-15 | 2011-03-30 | 財団法人新産業創造研究機構 | Cell adhesion material |
JP4585188B2 (en) * | 2003-09-04 | 2010-11-24 | 株式会社Nbcメッシュテック | Antibacterial component |
JP2007084644A (en) * | 2005-09-21 | 2007-04-05 | Toray Ind Inc | Antibacterial resin molding, and liquid sending hose comprising the antibacterial resin molding and for food and drink |
JP2007224064A (en) * | 2006-02-21 | 2007-09-06 | Toray Ind Inc | Method for producing antimicrobial resin molded product |
US8580192B2 (en) * | 2006-10-31 | 2013-11-12 | Ethicon, Inc. | Sterilization of polymeric materials |
FR2962736B1 (en) * | 2010-07-16 | 2012-08-03 | Quertech Ingenierie | METHOD FOR DEEP-LAYER GRATING IN ORGANIC MATERIAL BY ION BEAM |
-
2019
- 2019-08-07 WO PCT/JP2019/031144 patent/WO2020032109A1/en active Application Filing
- 2019-08-07 JP JP2020535838A patent/JP7205022B2/en active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002263644A (en) | 2001-03-13 | 2002-09-17 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | Antibacterial method |
JP2017503554A (en) | 2013-09-05 | 2017-02-02 | スウィンバーン・ユニバーシティ・オブ・テクノロジーSwinburne University of Technology | Synthetic bactericidal surface containing an array of nanospikes |
US20170354140A1 (en) | 2016-04-05 | 2017-12-14 | International Business Machines Corporation | Lateral silicon nanospikes fabricated using metal-assisted chemical etching |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7294448B2 (en) | 2019-11-27 | 2023-06-20 | 株式会社安川電機 | Grinding system, correction amount estimation device, computer program and grinding method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2020032109A1 (en) | 2020-02-13 |
JPWO2020032109A1 (en) | 2021-08-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20200288707A1 (en) | Biocidal surface | |
Kelleher et al. | Cicada wing surface topography: an investigation into the bactericidal properties of nanostructural features | |
Zhang et al. | Plasma surface modification of poly vinyl chloride for improvement of antibacterial properties | |
US11172680B2 (en) | Nanostructures fabricated by metal asisted chemical etching for antibactertial applications | |
Poncin-Epaillard et al. | Elaboration of highly hydrophobic polymeric surface—a potential strategy to reduce the adhesion of pathogenic bacteria? | |
Ma et al. | Plasma for biomedical decontamination: From plasma-engineered to plasma-active antimicrobial surfaces | |
WO2012017758A1 (en) | Method for producing surface-modified fluororesin film, method for producing rubber composite, and rubber article for medical use | |
JP2023101548A (en) | Antibacterial molded article and method for manufacturing the same | |
JP7205022B2 (en) | RESIN MOLDED PRODUCT, RESIN MOLDED PRODUCT MANUFACTURING METHOD, AND STERILIZATION METHOD | |
Mahfoudh et al. | Effect of dry-ozone exposure on different polymer surfaces and their resulting biocidal action on sporulated bacteria | |
CA2583880A1 (en) | Immobilizing anti-microbial compounds on elastomeric articles | |
JP2023518757A (en) | Plasma coating method and apparatus for biological modification of surfaces | |
Roy et al. | Cooperative stiffening of flexible high aspect ratio nanostructures impart mechanobactericidal activity to soft substrates | |
WO2021161816A1 (en) | Antibacterial molded article and method for producing same | |
Bahramian et al. | Fabrication of antimicrobial poly (propylene carbonate) film by plasma surface modification | |
US20060018981A1 (en) | Sanitization process by using bacteriostatic or bactericidal products derived from vegetables | |
WO2022230533A1 (en) | Antimicrobial molded body, food packaging material, and in vivo indwelling device | |
WO2020121632A1 (en) | Antibacterial molded article and use thereof | |
Waugh et al. | Towards a technique for controlling wettability characteristics and conditioning film formation on polyethylene terephthalate (PET) through laser surface engineering | |
Rodríguez-Hernández et al. | Nano/microstructured antibacterial surfaces | |
US20220132859A1 (en) | Methods and apparatus for forming antimicrobial film | |
Sonkaria et al. | 3D printing of antimicrobial agents for food packaging | |
Bonilla Gameros | Study on silver-doped hydrogenated amorphous carbon-based coatings for bactericidal applications in the healthcare environment | |
Lee | Effects of Surface Topography on Bacterial Biofilm Formation | |
JP6595774B2 (en) | Composite material and method for producing the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210128 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210128 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220208 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220407 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220712 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220826 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20221101 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20221125 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20221128 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20221128 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7205022 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |