JPH0873263A - 抗菌性セラミックス及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 白色で経時的変化のない，抗菌性セラミック
ス及びその製造方法を提供すること。 【構成】 抗菌性セラミックスは，リン酸カルシウム及
び長石を焼成してなる複合セラミックスの表面に，銀を
担持させ，再焼成したものである。再焼成の温度は，２
００〜１４００℃が好ましい。リン酸カルシウムは，リ
ン酸３カルシウム，ピロリン酸カルシウム，又は水酸ア
パタイト等を用いる。長石は，カリ長石，ソーダ長石，
灰長石，リチウム長石，バリウム長石，又はストロンチ
ウム長石等を用いる。複合セラミックスは，長石１〜９
９重量％と，リン酸カルシウム９９〜１重量％とからな
ることが好ましい。銀は，複合セラミックスに対して
０．００１〜１０重量％担持することが好ましい。銀
は，銀鏡反応により複合セラミックスに担持させること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，リン酸カルシウムを主
成分とする抗菌性セラミックス及びその製造方法に関
し，特に白色で経時的変色のないものに関する。

【０００２】

【従来技術】従来，銀，銅，亜鉛等の金属及びその塩
が，強い抗菌性を有することは古くから知られており，
これらを利用する方法は種々に検討されている。しか
し，これらは金属又はその塩であるため，水中に溶出し
たり，光，熱，物質などにより変色する等の性質を有し
ており，その用途が限定されていた。そこで，本願出願
人は，先に，上記金属及び金属塩を，安全に，かつ広範
囲に使用できるようにした優れた抗菌性材料として，銀
を，リン酸カルシウム及び長石からなる複合セラミック
スの表面に担持させた抗菌材を提案した（特願平５−３
２１２０６号公報）。

【０００３】

【解決しようとする課題】ところで，近年，白目地材，
白系プラスチック材，又は白紙などの白系部材に，抗菌
材を混合し，抗菌性を付加したいという要望がある。し
かし，上記抗菌材は，灰色であるため，この抗菌材を白
系部材に混合すると灰色に変化してしまう。そのため，
白系部材の鮮やかな白さを維持しながら，優れた抗菌性
を付与することが困難である。また，上記抗菌材以外に
も，白色の抗菌材があるが，これは経時的に茶系色に変
化してしまうため，長期間鮮やかな白色を維持すること
ができない。

【０００４】そこで本発明はかかる従来の問題点に鑑
み，白色で経時的変化のない抗菌性セラミックス及びそ
の製造方法を提供しようとするものである。

【０００５】

【課題の解決手段】本発明は，リン酸カルシウム及び長
石を焼成してなる複合セラミックスの表面に，銀を担持
させ，再焼成してなることを特徴とする抗菌性セラミッ
クスにある。

【０００６】本発明において最も注目すべきことは，銀
を担持させた複合セラミックスを再焼成していることで
ある。上記抗菌性セラミックスは，白色の粘土を含有し
ていることが好ましい。これにより，抗菌性セラミック
スの成形性が向上する。粘土は，抗菌性セラミックスの
成形性や白色度に効果があり，抗菌性セラミックス全体
中に，０．１〜５０重量％含まれていることが好まし
い。０．１重量％未満の場合には，粘土を添加する意義
が低くなる。一方，５０重量％を越える場合には，抗菌
性セラミックスの抗菌力が低下するおそれがある。

【０００７】上記複合セラミックスは，リン酸カルシウ
ム及び長石を焼成したものである。上記リン酸カルシウ
ムは，例えば，リン酸３カルシウム，ピロリン酸カルシ
ウム，及び水酸アパタイトのグループから選ばれた１種
又は２種以上を用いる。上記長石は，例えば，カリ長
石，ソーダ長石，灰長石，リチウム長石，バリウム長
石，及びストロンチウム長石のグループから選ばれた１
種又は２種以上を用いる。

【０００８】上記複合セラミックスは，リン酸カルシウ
ム９９〜１重量％と，長石１〜９９重量％とからなるこ
とが好ましい。上記リン酸カルシウムが１重量％未満の
場合には，抗菌性が弱くなるとともに，カルシウムの溶
出がなくなるおそれがある。一方，リン酸カルシウムが
９９重量％を越える場合には，抗菌性が弱くなるおそれ
がある。

【０００９】上記長石が１重量％未満の場合には，抗菌
性が弱くなるおそれがある。一方，長石が９９重量％を
越える場合には，抗菌性が弱くなると共に，カルシウム
の溶出がなくなるおそれがある。更に，上記複合セラミ
ックスは，担持させた銀の溶出を防止するために，リン
酸カルシウム４０〜９０重量％と長石１０〜６０重量％
とからなることが好ましい。

【００１０】上記複合セラミックスの表面には，銀が担
持されている。上記複合セラミックスは，該複合セラミ
ックス１００重量％に対して０．００１〜１０重量％の
銀を担持させてなることが好ましい。０．００１重量％
未満の場合には，抗菌性がなくなるおそれがある。一
方，１０重量％を越える場合には，銀が溶出するおそれ
がある。

【００１１】上記抗菌性セラミックスの製造方法として
は，例えば，リン酸カルシウム及び長石を混合し，次い
で８００〜１３００℃で焼成して複合セラミックスを作
製し，上記複合セラミックスを，硝酸銀アンモニア溶液
中に攪拌しながら加えて銀鏡反応を行ない，上記複合セ
ラミックスの表面に銀を担持させ，その後，焼成するこ
とを特徴とする抗菌性セラミックスの製造方法がある。

【００１２】本発明の製造方法において最も注目すべき
ことは，焼成により作製された複合セラミックスに銀を
担持させた後，該複合セラミックスを再焼成しているこ
とである。上記銀を担持させた後に行なう複合セラミッ
クスの再焼成の温度は２００〜１４００℃であることが
好ましい。２００℃未満の場合には，白色の抗菌性セラ
ミックスを作製することが困難な場合がある。一方，１
４００℃を越える場合には，抗菌性セラミックスが変形
し，また，抗菌力が低下するおそれがある。この再焼成
の際には，焼成雰囲気は酸化雰囲気又は還元雰囲気のい
ずれでもよい。

【００１３】銀を担持させた複合セラミックスには，再
焼成前に白色の粘土を添加，混合し，成形することが好
ましい。これにより，抗菌性セラミックスを，球状，板
状，又は棒状等の所望の形状に成形し易くなる。また，
焼成後にも，成形時の抗菌性セラミックスの形状をその
まま維持することができる。抗菌性セラミックスの強度
も高くなる。

【００１４】なお，粘土を添加する場合の焼成温度は，
９００℃〜１４００℃であることが好ましい。９００℃
未満の場合には焼成しても成形体を形成しないおそれが
ある。一方，１４００℃を越える場合には，抗菌性セラ
ミックスが変形し，また，抗菌力が低下するおそれがあ
る。

【００１５】粘土の添加量は，上記複合セラミックス及
び粘土の全体中に，０．１〜５０重量％であることが好
ましい。０．１重量％未満の場合には，粘土を添加する
意義が低くなる。一方，５０重量％を越える場合には，
抗菌性セラミックスの抗菌力が低下するおそれがある。

【００１６】次に，複合セラミックスに銀を担持させる
には，上記の銀鏡反応を行う。これにより，銀が複合セ
ラミックスの表面に，強固に，かつ均一に担持される。
一方，上記銀鏡反応によらず，上記複合セラミックスに
硝酸銀を加えて銀を担持させたものは，銀が酸化し，抗
菌性が劣化する。また，リン酸カルシウムの合成と同時
に硝酸銀を加えて銀を担持させたものも，抗菌性が弱
い。

【００１７】次に，銀が担持されるべき上記複合セラミ
ックスは，リン酸カルシウム及び長石を混合し，この混
合物を８００〜１３００℃で焼成して得られる。この混
合物は，上記の温度で焼成すると，リン酸カルシウム及
び長石の他に，ガラス成分が数重量％〜数十重量％程度
生じる。このガラス成分は，抗菌性セラミックスの成形
品の強度を保持する効果がある。

【００１８】本発明の製造方法において，上記長石及び
リン酸カルシウムは，上記抗菌性セラミックスの場合と
同様の成分，又は重量比であることが好ましい。また，
上記複合セラミックスには，上記と同様の重量比で，銀
を担持させることが好ましい。

【００１９】

【作用及び効果】本発明の抗菌性セラミックスは，複合
セラミックスに銀を担持させた後，これを焼成してい
る。そのため，複合セラミックスの表面層の粒子の粒界
に銀が入り込み，外観は上記複合セラミックスの白色を
呈する。それ故，白色の抗菌性セラミックスを得ること
ができる。また，銀が上記複合セラミックスの表面より
も若干内側に入り込むため，銀の溶出がさらに抑制され
る。従って，抗菌性セラミックスを長期間使用しても白
色を維持することができ，経時的変化もない。

【００２０】次に，本発明の抗菌性セラミックスは，リ
ン酸カルシウムと長石とを主成分とする複合セラミック
スの表面に，抗菌性に優れた銀を担持させている。その
ため，上記抗菌性セラミックスは，黴，雑菌及び各種病
原菌の繁殖を防止することができる。また，上記複合セ
ラミックスには，長石が含まれている。そのため，銀が
複合セラミックスに均一に強固に担持される。

【００２１】また，この複合セラミックスは２相以上の
粒子になっている。即ち，リン酸カルシウムと長石との
混合物を焼成することにより，混合物の相が複雑に変化
し，２相以上の粒子となる。また，焼成により多孔質と
なって，表面積が増える。それ故，複合セラミックスは
銀の最良の担持となり，大量の銀を強固に担持する。従
って，抗菌性セラミックスから銀が溶出することがな
く，毒性がない。また，経時的変化もなく，長期間に渡
って，優れた抗菌性，防黴性を発揮することができる。

【００２２】また，抗菌性セラミックスには，リン酸カ
ルシウムが含まれている。そのため，使用中にカルシウ
ムが少量ずつ溶出し，弱アルカリ性を示す。従って，上
記抗菌性セラミックスを酸性の土壌や水の中に入れるこ
とにより，菌，黴の繁殖を防止するだけでなく，これら
を中和して，土質又は水質を改善することができる。ま
た，カルシウムを補給することができる。

【００２３】また，本発明の抗菌性セラミックスの製造
方法によれば，銀を担持させた上記複合セラミックスを
焼成している。そのため，上記のように白色で，かつ経
時的変化のない抗菌性セラミックスを得ることができ
る。また，複合セラミックスには銀鏡反応により銀を担
持させている。そのため，抗菌性セラミックスの表面
に，銀を強固，かつ均一に担持してなり，更に上記の優
れた性能を有する，抗菌性セラミックスを得ることがで
きる。

【００２４】本発明の抗菌性セラミックスは，例えば，
タイルの間の目地に充填する白目地材，各種プラスチッ
ク製品に用いる白系プラスチックス材，又は白紙等の白
色部材に上記抗菌性セラミックスを添加，混合すること
により，これら材料における当初の白色を維持したまま
優れた抗菌性を保持することができる。

【００２５】本発明によれば，白色で経時的変化のな
い，抗菌性セラミックス及びその製造方法を提供するこ
とができる。

【００２６】

【実施例】

実施例１ 本発明の実施例にかかる抗菌性セラミックスは，複合セ
ラミックス１００重量％に対して，１重量％の銀を担持
させ，焼成したものである。上記複合セラミックスは，
リン酸３カルシウム６５重量％と，灰長石３５重量％と
からなる。

【００２７】次に，上記抗菌性セラミックスの製造方法
について説明する。まず，リン酸３カルシウム６５重量
％と灰長石３５重量％と混合した後，１２５０℃で６０
分間焼成し，トロンメルで１８時間粉砕した。これによ
り，平均粉末約６μｍの複合セラミックス粉末を調製し
た。

【００２８】次に，ビーカーの中に，上記複合セラミッ
クス粉末１０ｇを入れた。次いで，硝酸銀０．２％溶液
１００ｍｌとアンモニア１％溶液１０ｍｌとからなる硝
酸銀アンモニア溶液を入れ，更にホルマリン２ｍｌを加
えた。この溶液を十分に攪拌し，銀鏡反応を行った。こ
れを濾過，乾燥した。次に，白色の粘土を別々に２ｇ又
は４ｇ添加混合し，それぞれスプレードライヤーで直径
１００μｍに造粒した。その後，１２００℃で焼成し
て，抗菌性セラミックスを得た。上記抗菌性セラミック
スは，どちらも白色で経時的変化がなかった。また，造
粒もしやすく，成形が容易であった。

【００２９】実施例２ 本例においては，抗菌性セラミックスの色の測定及び抗
菌性試験を行った。即ち，まず，銀を担持させた複合セ
ラミックスの焼成温度，及び粘土の添加量を，表１に示
すように種々に変えて抗菌性セラミックス（試料Ｃ１，
２〜８）を作製した。

【００３０】次に，ミノルタ色彩色差計ＣＲ−１００型
により，上記抗菌性セラミックスの色を測定し，表１に
示した。同表中，Ｌ^* は白さの度合いを示す。ａ^* は赤
さの度合い，−ａ^* は緑の度合いを示す。ｂ^* は，黄の
度合い，−ｂ^* は青さの度合いを示す。

【００３１】次に，上記抗菌性セラミックスを種々の濃
度にけん濁し，このけん濁液を寒天培地に添加した。各
寒天培地に大腸菌，もしくは黄色ブドウ球菌を塗抹培養
させた。上記寒天培地中の抗菌性セラミックスのＭＩＣ
（最小発育阻止濃度）を測定し，表１に示した。

【００３２】次に，上記測定結果について考察する。ま
ず，上記の色の測定結果より，焼成温度が高くなるに従
って，Ｌ^* 値が高くなった。このことから，焼成温度が
高くなるほど，抗菌性セラミックスの白色化の度合いが
増すことがわかる。本発明に係る試料２〜８はいずれも
白色であった。一方，比較例の試料Ｃ１は灰色であっ
た。また，本発明に係る抗菌性セラミックス（試料２〜
８）に７日間太陽光線を照射した。その結果，抗菌性セ
ラミックスは白色を維持し，変化はほとんど起こらなか
った。

【００３３】次に，上記抗菌性試験より，試料Ｃ１，２
〜８のいずれも，十分な抗菌，防黴作用を示した。尚，
焼成温度が高くなるに従って，抗菌力及び防黴力は低下
するが，実際の使用時において問題のないレベルであっ
た。

【００３４】また，粘土を添加した場合（試料５，６，
７）には，成形が容易であった。また，白色で経時的変
化もなかった。本例の測定より，銀を担持した複合セラ
ミックスを焼成することにより，白色で，経時的変化の
ない抗菌性セラミックスを作製できること，及び焼成前
に粘土を添加，混合することにより，成形が容易となる
ことがわかった。

【００３５】

【表１】

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 リン酸カルシウム及び長石を焼成してな
   る複合セラミックスの表面に，銀を担持させ，再焼成し
   てなることを特徴とする抗菌性セラミックス。
2. 【請求項２】 請求項１において，上記抗菌性セラミッ
   クスは，白色の粘土を含有していることを特徴とする抗
   菌性セラミックス。
3. 【請求項３】 請求項２において，上記粘土は，抗菌性
   セラミックス全体中に，０．１〜５０重量％含まれてい
   ることを特徴とする抗菌性セラミックス。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか一項において，
   上記リン酸カルシウムは，リン酸３カルシウム，ピロリ
   ン酸カルシウム，及び水酸アパタイトのグループから選
   ばれた１種又は２種以上であることを特徴とする抗菌性
   セラミックス。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれか一項において，
   上記長石は，カリ長石，ソーダ長石，灰長石，リチウム
   長石，バリウム長石，及びストロンチウム長石のグルー
   プから選ばれた１種又は２種以上であることを特徴とす
   る抗菌性セラミックス。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれか一項において，
   上記複合セラミックスは，リン酸カルシウム９９〜１重
   量％と，長石１〜９９重量％とからなることを特徴とす
   る抗菌性セラミックス。
7. 【請求項７】 請求項１〜６のいずれか一項において，
   上記複合セラミックスは，該複合セラミックスに対して
   ０．００１〜１０重量％の銀を担持させてなることを特
   徴とする抗菌性セラミックス。
8. 【請求項８】 リン酸カルシウム及び長石を混合し，次
   いで８００〜１３００℃で焼成して複合セラミックスを
   作製し，上記複合セラミックスを，硝酸銀アンモニア溶
   液中に攪拌しながら加えて銀鏡反応を行ない，上記複合
   セラミックスの表面に銀を担持させ，その後，再焼成す
   ることを特徴とする抗菌性セラミックスの製造方法。
9. 【請求項９】 請求項８において，上記再焼成の温度
   は，２００〜１４００℃であることを特徴とする抗菌性
   セラミックスの製造方法。
10. 【請求項１０】 請求項８又は９において，銀を担持さ
    せた複合セラミックスには，再焼成前に白色の粘土を添
    加，混合し，成形することを特徴とする抗菌性セラミッ
    クスの製造方法。
11. 【請求項１１】 請求項１０において，上記粘土の添加
    量は，上記複合セラミックス及び粘土の全体中に，０．
    １〜５０重量％であることを特徴とする抗菌性セラミッ
    クスの製造方法。
12. 【請求項１２】 請求項８〜１１のいずれか一項におい
    て，上記リン酸カルシウムは，リン酸３カルシウム，ピ
    ロリン酸カルシウム，及び水酸アパタイトのグループか
    ら選ばれた１種又は２種以上であることを特徴とする抗
    菌性セラミックスの製造方法。
13. 【請求項１３】 請求項８〜１２のいずれか一項におい
    て，上記長石は，カリ長石，ソーダ長石，灰長石，リチ
    ウム長石，バリウム長石，及びストロンチウム長石のグ
    ループから選ばれた１種又は２種以上であることを特徴
    とする抗菌性セラミックスの製造方法。