JPH0898876A - 抗菌性を有する多機能材及びその製造方法 - Google Patents
抗菌性を有する多機能材及びその製造方法Info
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- JPH0898876A JPH0898876A JP6235435A JP23543594A JPH0898876A JP H0898876 A JPH0898876 A JP H0898876A JP 6235435 A JP6235435 A JP 6235435A JP 23543594 A JP23543594 A JP 23543594A JP H0898876 A JPH0898876 A JP H0898876A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/009—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone characterised by the material treated
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- C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
- C04B41/52—Multiple coating or impregnating multiple coating or impregnating with the same composition or with compositions only differing in the concentration of the constituents, is classified as single coating or impregnation
Abstract
(57)【要約】
【目的】 高い抗菌機能と耐摩耗性を有する多機能材を
提供する。 【構成】 基材１の表面に釉薬層２を形成し、この釉薬
層２に当該釉薬の軟化温度以上の耐熱性を有する担持粉
体４ａにＡgやＣu等の抗菌剤４ｂを吸着させた複合粉体
４からなる抗菌層３を保持している。そして、担持粉体
４ａの釉薬層２から露出する表面にＡgやＣuなどの抗菌
剤４ｂが固定されている。
提供する。 【構成】 基材１の表面に釉薬層２を形成し、この釉薬
層２に当該釉薬の軟化温度以上の耐熱性を有する担持粉
体４ａにＡgやＣu等の抗菌剤４ｂを吸着させた複合粉体
４からなる抗菌層３を保持している。そして、担持粉体
４ａの釉薬層２から露出する表面にＡgやＣuなどの抗菌
剤４ｂが固定されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は抗（殺）菌性を発揮する
多機能材とその製造方法に関する。
多機能材とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＡgやＣuが抗菌性を有することは従来か
ら知られており、これらＡg等をアパタイトやゼオライ
ト等の担体に担持させ、この担体を釉薬中に含有せしめ
て陶磁器等に塗布し、１１００〜１３００℃で焼成する
ようにした技術が特開平５−２０１７４７号公報に開示
されている。
ら知られており、これらＡg等をアパタイトやゼオライ
ト等の担体に担持させ、この担体を釉薬中に含有せしめ
て陶磁器等に塗布し、１１００〜１３００℃で焼成する
ようにした技術が特開平５−２０１７４７号公報に開示
されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】抗菌性金属を担持した
粉体を釉薬に混練して焼成する場合には、空気中の菌体
と抗菌性金属とが接触しないことになり、抗菌機能を充
分に発揮することができない。また、担持担体としてゼ
オライトは耐熱性に劣り、陶磁器等に強固に固定するこ
とができない。
粉体を釉薬に混練して焼成する場合には、空気中の菌体
と抗菌性金属とが接触しないことになり、抗菌機能を充
分に発揮することができない。また、担持担体としてゼ
オライトは耐熱性に劣り、陶磁器等に強固に固定するこ
とができない。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく本
発明に係る多機能材は、基材の上に形成された釉薬層
に、リン酸カルシウム、リン酸ジルコニウム、リン酸ア
ンモニウム等のリン酸系セラミックスまたは酸化亜鉛等
の担持粉体の比重をδt、釉薬の比重をδbとした場合、
０≦δt−δb≦３．０を満足する担持粉体をその一部を
埋設し、且つ担持粉体の少なくとも釉薬層から露出する
表面には抗菌剤を固定した。
発明に係る多機能材は、基材の上に形成された釉薬層
に、リン酸カルシウム、リン酸ジルコニウム、リン酸ア
ンモニウム等のリン酸系セラミックスまたは酸化亜鉛等
の担持粉体の比重をδt、釉薬の比重をδbとした場合、
０≦δt−δb≦３．０を満足する担持粉体をその一部を
埋設し、且つ担持粉体の少なくとも釉薬層から露出する
表面には抗菌剤を固定した。
【０００５】ここで、抗菌剤としてはＡgまたはＣuを含
む金属もしくはこれらの酸化物が挙げられ、抗菌剤は微
粒な程、比表面積が大きく、抗菌性が高くなり、光還元
法によって固定する場合には、熱処理によって固定する
よりも微粒の抗菌剤を担持粉体に固定することができ
る。好ましい抗菌剤の粒径は数１０ｎｍ〜１００ｎｍで
ある。また、リン酸カルシウム等のイオン交換可能な粉
体は、抗菌剤をイオン交換によって担持させることもで
きる。尚、微粒な抗菌剤を担持粉体を介さずに直接釉薬
に固定しようとすると、釉薬中で凝集し、或いは釉薬中
に埋没したり、釉薬中に固溶し、十分な抗菌性を発揮で
きない。
む金属もしくはこれらの酸化物が挙げられ、抗菌剤は微
粒な程、比表面積が大きく、抗菌性が高くなり、光還元
法によって固定する場合には、熱処理によって固定する
よりも微粒の抗菌剤を担持粉体に固定することができ
る。好ましい抗菌剤の粒径は数１０ｎｍ〜１００ｎｍで
ある。また、リン酸カルシウム等のイオン交換可能な粉
体は、抗菌剤をイオン交換によって担持させることもで
きる。尚、微粒な抗菌剤を担持粉体を介さずに直接釉薬
に固定しようとすると、釉薬中で凝集し、或いは釉薬中
に埋没したり、釉薬中に固溶し、十分な抗菌性を発揮で
きない。
【０００６】また、０≦δt−δb≦３．０を満足するよ
うにするのは、担持粉体の比重がこの範囲に規定される
数値より大きいと、熱処理の際に担持粉体が局所的に釉
薬層に完全に埋没し、その部分の多機能材表面に菌が滞
留しやすくなって抗菌性が悪くなり、逆に担持粉体の比
重が上記の範囲に規定される数値より小さいと、熱処理
を行っても担持粉体が強固に釉薬層に保持されないから
である。したがって、後述する抗菌剤を予め担持させた
担持粉体を利用する際には、その抗菌剤を担持させた担
持粉体の比重を上記範囲に収める必要がある。
うにするのは、担持粉体の比重がこの範囲に規定される
数値より大きいと、熱処理の際に担持粉体が局所的に釉
薬層に完全に埋没し、その部分の多機能材表面に菌が滞
留しやすくなって抗菌性が悪くなり、逆に担持粉体の比
重が上記の範囲に規定される数値より小さいと、熱処理
を行っても担持粉体が強固に釉薬層に保持されないから
である。したがって、後述する抗菌剤を予め担持させた
担持粉体を利用する際には、その抗菌剤を担持させた担
持粉体の比重を上記範囲に収める必要がある。
【０００７】また、前記釉薬層としては、基材表面に近
くなる程その比重が大きくなるように比重が連続的又は
段階的に変化し、しかも基材表面に近い下層部分の比重
は前記担持粉体の比重よりも大となるようにしてもよ
い。このようにすることで、担持粉体の釉薬層に対する
埋没量を容易に制御することができる。
くなる程その比重が大きくなるように比重が連続的又は
段階的に変化し、しかも基材表面に近い下層部分の比重
は前記担持粉体の比重よりも大となるようにしてもよ
い。このようにすることで、担持粉体の釉薬層に対する
埋没量を容易に制御することができる。
【０００８】また、担持粉体としてのリン酸カルシウ
ム、リン酸ジルコニウム、リン酸アンモニウム等のリン
酸系セラミックスまたは酸化亜鉛粒子は０．１〜３μｍ
程度のものを選定する。また担持粉体は多孔質体であっ
てもよいし、製造方法によっては多孔質体でなくともよ
い。
ム、リン酸ジルコニウム、リン酸アンモニウム等のリン
酸系セラミックスまたは酸化亜鉛粒子は０．１〜３μｍ
程度のものを選定する。また担持粉体は多孔質体であっ
てもよいし、製造方法によっては多孔質体でなくともよ
い。
【０００９】また、担持粉体としてリン酸カルシウム、
リン酸ジルコニウム、リン酸アンモニウム等のリン酸系
セラミックスまたは酸化亜鉛粒子とＡg、Ｃuまたはこれ
らの酸化物とは白色または透明の層（厚みによる）を形
成するが、抗菌剤として酸化チタンを用いた場合には黄
色に、酸化錫を用いた場合には赤色になるので好ましく
ない。更に担持粉体としての酸化亜鉛は、亜鉛自体に抗
菌力があり、且つ、酸化亜鉛は光触媒作用を有するた
め、より優れた効果を発揮し得ることが考えられる。
リン酸ジルコニウム、リン酸アンモニウム等のリン酸系
セラミックスまたは酸化亜鉛粒子とＡg、Ｃuまたはこれ
らの酸化物とは白色または透明の層（厚みによる）を形
成するが、抗菌剤として酸化チタンを用いた場合には黄
色に、酸化錫を用いた場合には赤色になるので好ましく
ない。更に担持粉体としての酸化亜鉛は、亜鉛自体に抗
菌力があり、且つ、酸化亜鉛は光触媒作用を有するた
め、より優れた効果を発揮し得ることが考えられる。
【００１０】一方、上記した多機能材を製造する方法を
以下に列挙する。未焼成の基材の上に釉薬を塗布し、次
いで釉薬の軟化温度よりも高い温度で基材を焼成し、こ
の後、釉薬層の上に担持粉体を塗布し、次いで釉薬の軟
化温度よりも２０℃以上３２０℃未満高い温度での熱処
理によって担持粉体の一部を釉薬層に埋設せしめ、この
後、光還元法または熱処理によって抗菌剤を担持粉体表
面に固定する
以下に列挙する。未焼成の基材の上に釉薬を塗布し、次
いで釉薬の軟化温度よりも高い温度で基材を焼成し、こ
の後、釉薬層の上に担持粉体を塗布し、次いで釉薬の軟
化温度よりも２０℃以上３２０℃未満高い温度での熱処
理によって担持粉体の一部を釉薬層に埋設せしめ、この
後、光還元法または熱処理によって抗菌剤を担持粉体表
面に固定する
【００１１】未焼成の基材の上に釉薬を塗布し、次いで
釉薬の軟化温度よりも高い温度で基材を焼成し、この
後、釉薬層の上に光還元法または熱処理によって抗菌剤
を表面に固定した担持粉体を塗布し、次いで釉薬の軟化
温度よりも２０℃以上３２０℃未満高い温度での熱処理
によって担持粉体の一部を釉薬層に埋設せしめる。
釉薬の軟化温度よりも高い温度で基材を焼成し、この
後、釉薬層の上に光還元法または熱処理によって抗菌剤
を表面に固定した担持粉体を塗布し、次いで釉薬の軟化
温度よりも２０℃以上３２０℃未満高い温度での熱処理
によって担持粉体の一部を釉薬層に埋設せしめる。
【００１２】未焼成の基材の上に釉薬を塗布し、この釉
薬層の上に担持粉体を塗布し、この担持粉体表面に光還
元法または熱処理によって抗菌剤を固定し、次いで釉薬
の軟化温度よりも２０℃以上３２０℃未満高い温度で基
材を焼成するとともに担持粉体の一部を釉薬層に埋設せ
しめる。
薬層の上に担持粉体を塗布し、この担持粉体表面に光還
元法または熱処理によって抗菌剤を固定し、次いで釉薬
の軟化温度よりも２０℃以上３２０℃未満高い温度で基
材を焼成するとともに担持粉体の一部を釉薬層に埋設せ
しめる。
【００１３】未焼成の基材の上に釉薬を塗布し、この釉
薬層の上に表面に光還元法または熱処理によって抗菌剤
を固定した担持粉体を塗布し、次いで釉薬の軟化温度よ
りも２０℃以上３２０℃未満高い温度で基材を焼成する
とともに担持粉体の一部を釉薬層に埋設せしめる。
薬層の上に表面に光還元法または熱処理によって抗菌剤
を固定した担持粉体を塗布し、次いで釉薬の軟化温度よ
りも２０℃以上３２０℃未満高い温度で基材を焼成する
とともに担持粉体の一部を釉薬層に埋設せしめる。
【００１４】未焼成の基材の上に釉薬を塗布し、この釉
薬層の上に担持粉体を塗布し、次いで釉薬の軟化温度よ
りも２０℃以上３２０℃未満高い温度で基材を焼成する
とともに担持粉体の一部を釉薬層に埋設せしめ、この
後、釉薬層から露出する担持粉体表面に光還元法または
熱処理によって抗菌剤を固定する。
薬層の上に担持粉体を塗布し、次いで釉薬の軟化温度よ
りも２０℃以上３２０℃未満高い温度で基材を焼成する
とともに担持粉体の一部を釉薬層に埋設せしめ、この
後、釉薬層から露出する担持粉体表面に光還元法または
熱処理によって抗菌剤を固定する。
【００１５】ここで、前記釉薬層は、少なくともＳiＯ2
を主体とする比重２〜４の無機物質からなる第１成分
と、比重の大きな第２成分を含む釉薬を排泥鋳込みによ
り比重の分布が厚み方向に傾斜するように形成してもよ
い。
を主体とする比重２〜４の無機物質からなる第１成分
と、比重の大きな第２成分を含む釉薬を排泥鋳込みによ
り比重の分布が厚み方向に傾斜するように形成してもよ
い。
【００１６】また、前記釉薬層を形成する代りに、Ｓi
とＩａ族またはＩＩａ族元素を含む金属塩水溶液を塗布
することで釉薬層に相当するアモルファス層を形成して
もよい。
とＩａ族またはＩＩａ族元素を含む金属塩水溶液を塗布
することで釉薬層に相当するアモルファス層を形成して
もよい。
【００１７】また、光還元による方法は、硝酸銀、硝酸
銅、硝酸亜鉛等の水溶液に、担持担体（多孔質でなくと
もよい）を添加攪拌しながら、紫外線を含む光を照射し
た後、担持粉体を蒸留水で洗浄後乾燥して得る。紫外線
を含む光としては紫外線ランプ、ＢＬＢランプ、キセノ
ン水銀灯、蛍光灯等がある。また紫外線を含む光を照射
する光源から前記水溶液までの距離は適当な光強度とす
る上で５cm以上２０cm以下が好ましい。更に照射する時
間は１０分以上６０分以下が好ましい。これは１０分未
満だと担持される抗菌剤の量が不足し、６０分を越える
と担持される抗菌剤の量が必要以上に多くなるからであ
る。尚、このとき担持粉体に酸化亜鉛を用いると光触媒
により、より強固に抗菌剤が固定される。
銅、硝酸亜鉛等の水溶液に、担持担体（多孔質でなくと
もよい）を添加攪拌しながら、紫外線を含む光を照射し
た後、担持粉体を蒸留水で洗浄後乾燥して得る。紫外線
を含む光としては紫外線ランプ、ＢＬＢランプ、キセノ
ン水銀灯、蛍光灯等がある。また紫外線を含む光を照射
する光源から前記水溶液までの距離は適当な光強度とす
る上で５cm以上２０cm以下が好ましい。更に照射する時
間は１０分以上６０分以下が好ましい。これは１０分未
満だと担持される抗菌剤の量が不足し、６０分を越える
と担持される抗菌剤の量が必要以上に多くなるからであ
る。尚、このとき担持粉体に酸化亜鉛を用いると光触媒
により、より強固に抗菌剤が固定される。
【００１８】一方、熱処理による方法は、硝酸銀、硝酸
銅、硝酸亜鉛等の水溶液に、担持粉体を添加攪拌し、こ
の溶液を２〜３時間程度８０〜１２０℃で加熱処理し、
生成する沈殿を採取し、蒸留水で洗浄後乾燥し、所定の
粒径に粉砕して得る。
銅、硝酸亜鉛等の水溶液に、担持粉体を添加攪拌し、こ
の溶液を２〜３時間程度８０〜１２０℃で加熱処理し、
生成する沈殿を採取し、蒸留水で洗浄後乾燥し、所定の
粒径に粉砕して得る。
【００１９】
【作用】抗菌剤が表面に固定された担持粉体は釉薬層或
いはアモルファス層からその一部が外部に露出した状態
となり、抗菌剤が外気に接触するため、抗菌効果が充分
に発揮される。
いはアモルファス層からその一部が外部に露出した状態
となり、抗菌剤が外気に接触するため、抗菌効果が充分
に発揮される。
【００２０】
【実施例】以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。図１乃至図３はそれぞれ本発明に係る抗菌性
を有する多機能材の断面図であり、本発明に係る多機能
材はいずれも、基材１の表面に釉薬層２を形成し、この
釉薬層２に当該釉薬の軟化温度以上の耐熱性を有する担
持粉体４ａにＡgやＣu等の抗菌剤４ｂを吸着させた複合
粉体４からなる抗菌層３を保持している。
説明する。図１乃至図３はそれぞれ本発明に係る抗菌性
を有する多機能材の断面図であり、本発明に係る多機能
材はいずれも、基材１の表面に釉薬層２を形成し、この
釉薬層２に当該釉薬の軟化温度以上の耐熱性を有する担
持粉体４ａにＡgやＣu等の抗菌剤４ｂを吸着させた複合
粉体４からなる抗菌層３を保持している。
【００２１】特に図１に示す多機能材にあっては、担持
粉体４ａの釉薬層２から露出する表面に抗菌剤４ｂが固
定され、図２に示す多機能材にあっては、釉薬層２内に
埋没した担持粉体４ａの表面にも抗菌剤４ｂが固定され
ている。これは製造方法の相違による。
粉体４ａの釉薬層２から露出する表面に抗菌剤４ｂが固
定され、図２に示す多機能材にあっては、釉薬層２内に
埋没した担持粉体４ａの表面にも抗菌剤４ｂが固定され
ている。これは製造方法の相違による。
【００２２】また、図３に示す多機能材にあっては、基
材１表面に近くなる程、釉薬層２はその比重が大きくな
るように比重の配分が連続的又は段階的に変化し、しか
も基材１の表面に近い下層部分２ａの比重は担持粉体４
ａの比重よりも大となるようにしている。このようにす
ることで、担持粉体４ａの釉薬層２に対する埋没量を容
易に制御することができ、担持粉体４ａの一部を確実に
釉薬層２から露出せしめることができる。
材１表面に近くなる程、釉薬層２はその比重が大きくな
るように比重の配分が連続的又は段階的に変化し、しか
も基材１の表面に近い下層部分２ａの比重は担持粉体４
ａの比重よりも大となるようにしている。このようにす
ることで、担持粉体４ａの釉薬層２に対する埋没量を容
易に制御することができ、担持粉体４ａの一部を確実に
釉薬層２から露出せしめることができる。
【００２３】このような構造の釉薬層２を形成する方法
としては、ＳiＯ2を主体とする比重２〜４の無機物質か
らなる第１成分と、比重の大きな第２成分を含む釉薬を
排泥鋳込みすることが考えられる。
としては、ＳiＯ2を主体とする比重２〜４の無機物質か
らなる第１成分と、比重の大きな第２成分を含む釉薬を
排泥鋳込みすることが考えられる。
【００２４】また、図示はしていないが、釉薬層２を形
成する代りに、ＳiとＩａ族またはＩＩａ族元素を含む
金属塩水溶液を塗布することで釉薬層に相当するアモル
ファス層を形成してもよい。この構成によれば、基材が
釉薬層を有さない建材等にも本発明を適用できる。
成する代りに、ＳiとＩａ族またはＩＩａ族元素を含む
金属塩水溶液を塗布することで釉薬層に相当するアモル
ファス層を形成してもよい。この構成によれば、基材が
釉薬層を有さない建材等にも本発明を適用できる。
【００２５】次に図４〜図８に基づいて本発明に係る抗
菌性を有する多機能材の製造方法を説明する。図４に示
す方法にあっては、先ず、同図（ａ）に示すように未焼
成の基材１の上に釉薬２を塗布し、次いで同図（ｂ）に
示すように釉薬の軟化温度よりも高い温度で基材を焼成
し、この後同図（ｃ）に示すように、釉薬層２の上に担
持粉体４ａを塗布し、次いで同図（ｄ）に示すように釉
薬の軟化温度よりも２０℃以上３２０℃未満高い温度で
の熱処理によって担持粉体４ａの一部を釉薬層２に埋設
せしめ、この後、同図（ｅ）に示すように抗菌剤４ｂを
担持粉体４ａ表面に固定する。
菌性を有する多機能材の製造方法を説明する。図４に示
す方法にあっては、先ず、同図（ａ）に示すように未焼
成の基材１の上に釉薬２を塗布し、次いで同図（ｂ）に
示すように釉薬の軟化温度よりも高い温度で基材を焼成
し、この後同図（ｃ）に示すように、釉薬層２の上に担
持粉体４ａを塗布し、次いで同図（ｄ）に示すように釉
薬の軟化温度よりも２０℃以上３２０℃未満高い温度で
の熱処理によって担持粉体４ａの一部を釉薬層２に埋設
せしめ、この後、同図（ｅ）に示すように抗菌剤４ｂを
担持粉体４ａ表面に固定する。
【００２６】抗菌剤４ｂを担持粉体４ａ表面に固定する
方法として、光還元法を用いた場合には、担持粉体４ａ
を多孔質とする必要がなくなり、プロセスの自由度が高
くなる。また抗菌剤４ｂが担持粉体４ａ間の隙間を埋め
るので、表面のうねりや凹凸が減少するので、汚れが付
着しにくい。
方法として、光還元法を用いた場合には、担持粉体４ａ
を多孔質とする必要がなくなり、プロセスの自由度が高
くなる。また抗菌剤４ｂが担持粉体４ａ間の隙間を埋め
るので、表面のうねりや凹凸が減少するので、汚れが付
着しにくい。
【００２７】担持粉体４ａの一部を釉薬層２に埋設する
熱処理の温度を釉薬の軟化温度よりも２０℃以上３２０
℃未満高い温度で行うのは、この範囲よりも温度を低く
すると、釉薬層２の粘性が低くならず担持粉体４ａの埋
設量が少なく保持力が不充分となり、逆にこの範囲より
も温度を高くすると、釉薬層２の粘性が低くなりすぎ
て、担持粉体４ａが釉薬層２中に完全に埋設されてしま
うからである。
熱処理の温度を釉薬の軟化温度よりも２０℃以上３２０
℃未満高い温度で行うのは、この範囲よりも温度を低く
すると、釉薬層２の粘性が低くならず担持粉体４ａの埋
設量が少なく保持力が不充分となり、逆にこの範囲より
も温度を高くすると、釉薬層２の粘性が低くなりすぎ
て、担持粉体４ａが釉薬層２中に完全に埋設されてしま
うからである。
【００２８】図５に示す方法にあっては、先ず、同図
（ａ）に示すように未焼成の基材１の上に釉薬２を塗布
し、次いで同図（ｂ）に示すように、釉薬の軟化温度よ
りも高い温度で基材１を焼成し、この後、同図（ｃ）に
示すように釉薬層２の上に抗菌剤４ｂを表面に固定した
担持粉体４ａからなる複合粉体４を塗布し、次いで同図
（ｄ）に示すように釉薬の軟化温度よりも２０℃以上３
２０℃未満高い温度での熱処理によって複合粉体４の一
部を釉薬層２に埋設せしめる。
（ａ）に示すように未焼成の基材１の上に釉薬２を塗布
し、次いで同図（ｂ）に示すように、釉薬の軟化温度よ
りも高い温度で基材１を焼成し、この後、同図（ｃ）に
示すように釉薬層２の上に抗菌剤４ｂを表面に固定した
担持粉体４ａからなる複合粉体４を塗布し、次いで同図
（ｄ）に示すように釉薬の軟化温度よりも２０℃以上３
２０℃未満高い温度での熱処理によって複合粉体４の一
部を釉薬層２に埋設せしめる。
【００２９】図５に示した方法では、抗菌剤４ｂとして
Ａgを用いると、Ａgは酸化され、Ａg2Ｏとなるが、光還
元法によって固定すれば、せいぜい１０wt%しか付着し
ないので、付着の仕方は離散的であり、粒成長は生じな
いので、活性は失われず抗菌性は減少しなかった。
Ａgを用いると、Ａgは酸化され、Ａg2Ｏとなるが、光還
元法によって固定すれば、せいぜい１０wt%しか付着し
ないので、付着の仕方は離散的であり、粒成長は生じな
いので、活性は失われず抗菌性は減少しなかった。
【００３０】図６に示す方法にあっては、先ず、同図
（ａ）に示すように未焼成の基材１の上に釉薬２を塗布
し、同図（ｂ）に示すようにこの釉薬層２の上に担持粉
体４ａを塗布し、次いで同図（ｃ）に示すようにこの担
持粉体４ａ表面に抗菌剤４ｂを固定し、次いで釉薬の軟
化温度よりも２０℃以上３２０℃未満高い温度で基材を
焼成する。これによって同図（ｄ）に示すように担持粉
体４ａの一部を釉薬層２に埋設せしめる。この方法によ
れば、焼成を一度で済ますことができるので、生産性が
向上する。
（ａ）に示すように未焼成の基材１の上に釉薬２を塗布
し、同図（ｂ）に示すようにこの釉薬層２の上に担持粉
体４ａを塗布し、次いで同図（ｃ）に示すようにこの担
持粉体４ａ表面に抗菌剤４ｂを固定し、次いで釉薬の軟
化温度よりも２０℃以上３２０℃未満高い温度で基材を
焼成する。これによって同図（ｄ）に示すように担持粉
体４ａの一部を釉薬層２に埋設せしめる。この方法によ
れば、焼成を一度で済ますことができるので、生産性が
向上する。
【００３１】図７に示す方法にあっては、先ず、同図
（ａ）に示すように未焼成の基材１の上に釉薬２を塗布
し、次いで、同図（ｂ）に示すように釉薬層２の上に、
図示しない別工程によって表面に抗菌剤４ｂを固定した
担持粉体４ａからなる複合粉体４を塗布し、次いで同図
（ｃ）に示すように釉薬の軟化温度よりも２０℃以上３
２０℃未満高い温度で基材を焼成し、担持粉体４ａの一
部を釉薬層２に埋設せしめる。この方法によっても、前
記同様焼成を一度で済ますことができるので、生産性が
向上する。
（ａ）に示すように未焼成の基材１の上に釉薬２を塗布
し、次いで、同図（ｂ）に示すように釉薬層２の上に、
図示しない別工程によって表面に抗菌剤４ｂを固定した
担持粉体４ａからなる複合粉体４を塗布し、次いで同図
（ｃ）に示すように釉薬の軟化温度よりも２０℃以上３
２０℃未満高い温度で基材を焼成し、担持粉体４ａの一
部を釉薬層２に埋設せしめる。この方法によっても、前
記同様焼成を一度で済ますことができるので、生産性が
向上する。
【００３２】図８に示す方法にあっては、先ず、同図
（ａ）に示すように未焼成の基材１の上に釉薬２を塗布
し、次いで同図（ｂ）に示すように釉薬層２の上に担持
粉体４ａを塗布し、次いで同図（ｃ）に示すように釉薬
の軟化温度よりも２０℃以上３２０℃未満高い温度で基
材を焼成するとともに担持粉体４ａの一部を釉薬層２に
埋設せしめ、この後、同図（ｄ）に示すように釉薬層２
から露出する担持粉体４ａ表面に抗菌剤４ｂを固定す
る。この方法によっても、前記同様焼成を一度で済ます
ことができるので、生産性が向上する。
（ａ）に示すように未焼成の基材１の上に釉薬２を塗布
し、次いで同図（ｂ）に示すように釉薬層２の上に担持
粉体４ａを塗布し、次いで同図（ｃ）に示すように釉薬
の軟化温度よりも２０℃以上３２０℃未満高い温度で基
材を焼成するとともに担持粉体４ａの一部を釉薬層２に
埋設せしめ、この後、同図（ｄ）に示すように釉薬層２
から露出する担持粉体４ａ表面に抗菌剤４ｂを固定す
る。この方法によっても、前記同様焼成を一度で済ます
ことができるので、生産性が向上する。
【００３３】次に具体的な実施例を述べる （実施例１）陶磁器の鋳込み成形体（未焼成）にＳiＯ2
−Ａl2Ｏ3−Ｎa2Ｏフリット（軟化温度９５０℃、比重
２．８）を主成分とする釉薬をスプレー・コーティング
法にて塗布し、その上に釉薬固形分に対し、６〜１５wt
%の酸化亜鉛粉末懸濁液（粒径０．１〜１μｍ、比重
５．７）をスプレー・コーティング法にて塗布し、更に
１wt%硝酸銀水溶液を１〜６回スプレー・コーティング
法にて塗布後、紫外線を含む光を照射してＡgイオンを
還元しつつ酸化亜鉛に固定し、１１００〜１２００℃で
焼成することにより多機能材を得た。紫外線を含む光を
照射する光源にはＢＬＢランプを用い、表面のＡgのあ
る位置が光源から約１０cmになるように設定して５〜１
０分間照射した。また、鋳込み成形体に固定されたＡg
の粒径は数１０ｎｍ〜１００ｎｍであり、そのときの成
形体はＡgの塗布により茶黒色に変化した。この色は焼
成とともに白色へと変化した。したがって、焼成によっ
てＡgはＡg2Ｏに変化したと考えられる。焼成体の観察
により、この生成したＡg2Ｏの粒径は数１０ｎｍ〜１０
０ｎｍであり、酸化亜鉛層に対して約１〜１０wt%であ
った。
−Ａl2Ｏ3−Ｎa2Ｏフリット（軟化温度９５０℃、比重
２．８）を主成分とする釉薬をスプレー・コーティング
法にて塗布し、その上に釉薬固形分に対し、６〜１５wt
%の酸化亜鉛粉末懸濁液（粒径０．１〜１μｍ、比重
５．７）をスプレー・コーティング法にて塗布し、更に
１wt%硝酸銀水溶液を１〜６回スプレー・コーティング
法にて塗布後、紫外線を含む光を照射してＡgイオンを
還元しつつ酸化亜鉛に固定し、１１００〜１２００℃で
焼成することにより多機能材を得た。紫外線を含む光を
照射する光源にはＢＬＢランプを用い、表面のＡgのあ
る位置が光源から約１０cmになるように設定して５〜１
０分間照射した。また、鋳込み成形体に固定されたＡg
の粒径は数１０ｎｍ〜１００ｎｍであり、そのときの成
形体はＡgの塗布により茶黒色に変化した。この色は焼
成とともに白色へと変化した。したがって、焼成によっ
てＡgはＡg2Ｏに変化したと考えられる。焼成体の観察
により、この生成したＡg2Ｏの粒径は数１０ｎｍ〜１０
０ｎｍであり、酸化亜鉛層に対して約１〜１０wt%であ
った。
【００３４】抗菌性の評価については、大腸菌（Escher
ichia coli W3110株）に対する殺菌効果を試験した。即
ち、予め７０％エタノールで殺菌した多機能材の最表面
に菌液０．１５ｍｌ（１〜５００００ＣＦＵ）を滴下
し、ガラス板（１０×１０cm）に載せて基材最表面に密
着させ、３時間保持し試料とした。その後、試料の菌液
を滅菌ガーゼで拭いて生理食塩水１０ｍｌに回収し、菌
の生存率を求め、評価の指標とした。上記サンプルにつ
いての菌の生存率は１０％以上３０％未満であった。
ichia coli W3110株）に対する殺菌効果を試験した。即
ち、予め７０％エタノールで殺菌した多機能材の最表面
に菌液０．１５ｍｌ（１〜５００００ＣＦＵ）を滴下
し、ガラス板（１０×１０cm）に載せて基材最表面に密
着させ、３時間保持し試料とした。その後、試料の菌液
を滅菌ガーゼで拭いて生理食塩水１０ｍｌに回収し、菌
の生存率を求め、評価の指標とした。上記サンプルにつ
いての菌の生存率は１０％以上３０％未満であった。
【００３５】また、耐摩耗試験については、プラスチッ
ク消しゴムを用いた摺動摩耗試験を行って外観の変化を
観察した。上記サンプルについての耐摩耗試験では４０
回の往復摺動に対し変化は認められなかった。
ク消しゴムを用いた摺動摩耗試験を行って外観の変化を
観察した。上記サンプルについての耐摩耗試験では４０
回の往復摺動に対し変化は認められなかった。
【００３６】（比較例１）陶磁器の鋳込み成形体（未焼
成）にＳiＯ2−Ａl2Ｏ3−Ｎa2Ｏフリット（軟化温度９
５０℃、比重２．８）を主成分とする透明釉薬をスプレ
ー・コーティング法にて塗布し、その上に釉薬固形分に
対し、１０wt%の酸化チタニアゾル（平均粒径０．０１
〜０．０２μｍ）をスプレー・コーティング法にて塗布
し、更に１wt%硝酸銀水溶液を１〜６回スプレー・コー
ティング法にて塗布後、紫外線を含む光を照射してＡg
イオンを還元しつつ酸化チタンに固定し、１１００〜１
２００℃で焼成することにより多機能材を得た。
成）にＳiＯ2−Ａl2Ｏ3−Ｎa2Ｏフリット（軟化温度９
５０℃、比重２．８）を主成分とする透明釉薬をスプレ
ー・コーティング法にて塗布し、その上に釉薬固形分に
対し、１０wt%の酸化チタニアゾル（平均粒径０．０１
〜０．０２μｍ）をスプレー・コーティング法にて塗布
し、更に１wt%硝酸銀水溶液を１〜６回スプレー・コー
ティング法にて塗布後、紫外線を含む光を照射してＡg
イオンを還元しつつ酸化チタンに固定し、１１００〜１
２００℃で焼成することにより多機能材を得た。
【００３７】得られた多機能材は黄色に変色た。この傾
向は酸化チタン粉末（Ｐ２５、日本エアロゾル社製）を
用いた時も同様であった。更に。酸化スズゾル（平均粒
径０．００３〜０．００８μｍ）を用いた場合には赤色
に変色した。
向は酸化チタン粉末（Ｐ２５、日本エアロゾル社製）を
用いた時も同様であった。更に。酸化スズゾル（平均粒
径０．００３〜０．００８μｍ）を用いた場合には赤色
に変色した。
【００３８】（実施例２）１〜１０wt%の硝酸銀水溶液
リン酸カルシウム（平均粒径０．３〜２μｍ、比重３．
３）を浸漬し、紫外線を含む光を照射することでＡgを
リン酸カルシウムに固定し担持粉体を得た。これを陶磁
器の鋳込み成形体にＳiＯ2−Ａl2Ｏ3−Ｎa2Ｏフリット
（軟化温度９５０℃、比重２．８）を主成分とする釉薬
をスプレー・コーティング法にて塗布した複合部材上
に、釉薬に対して５％スプレー・コーティング法により
添加し、１１００〜１２００℃で焼成することにより多
機能材を得た。このサンプルについての菌の生存率は１
０％未満であった。また、耐摩耗試験では４０回の往復
摺動に対し変化は認められなかった。
リン酸カルシウム（平均粒径０．３〜２μｍ、比重３．
３）を浸漬し、紫外線を含む光を照射することでＡgを
リン酸カルシウムに固定し担持粉体を得た。これを陶磁
器の鋳込み成形体にＳiＯ2−Ａl2Ｏ3−Ｎa2Ｏフリット
（軟化温度９５０℃、比重２．８）を主成分とする釉薬
をスプレー・コーティング法にて塗布した複合部材上
に、釉薬に対して５％スプレー・コーティング法により
添加し、１１００〜１２００℃で焼成することにより多
機能材を得た。このサンプルについての菌の生存率は１
０％未満であった。また、耐摩耗試験では４０回の往復
摺動に対し変化は認められなかった。
【００３９】（比較例２）陶磁器タイル基材の表面に、
ＳiＯ2−Ａl2Ｏ3−Ｎa／Ｋ2Ｏフリットからなる釉薬層
（軟化温度６８０℃、比重２．４）をスプレー・コーテ
ィング法にて形成し、その上に６〜１５wt%の酸化亜鉛
粉末懸濁液（粒径０．１〜１μｍ、比重５．７）をスプ
レー・コーティング法にて塗布し、更に１wt%硝酸銀水
溶液を１〜６回スプレー・コーティング法にて塗布後、
紫外線を含む光を照射してＡgイオンを還元しつつ酸化
亜鉛に固定し、９００℃で熱処理することで多機能材を
得た。このサンプルについては、耐摩耗試験では４０回
の往復摺動に対し変化は認められなかったものの菌の生
存率は７０％以上であった。したがって、担持粉体と釉
薬の比重差が３を越えると抗菌性が劣化することが分
る。
ＳiＯ2−Ａl2Ｏ3−Ｎa／Ｋ2Ｏフリットからなる釉薬層
（軟化温度６８０℃、比重２．４）をスプレー・コーテ
ィング法にて形成し、その上に６〜１５wt%の酸化亜鉛
粉末懸濁液（粒径０．１〜１μｍ、比重５．７）をスプ
レー・コーティング法にて塗布し、更に１wt%硝酸銀水
溶液を１〜６回スプレー・コーティング法にて塗布後、
紫外線を含む光を照射してＡgイオンを還元しつつ酸化
亜鉛に固定し、９００℃で熱処理することで多機能材を
得た。このサンプルについては、耐摩耗試験では４０回
の往復摺動に対し変化は認められなかったものの菌の生
存率は７０％以上であった。したがって、担持粉体と釉
薬の比重差が３を越えると抗菌性が劣化することが分
る。
【００４０】（比較例３）１〜１０wt%の硝酸銀水溶液
リン酸カルシウム（平均粒径０．３〜２μｍ、比重３．
３）を浸漬し、紫外線を含む光を照射することでＡgを
リン酸カルシウムに固定し担持粉体を得た。これをアル
ミナの基材表面にＳiＯ2−Ａl2Ｏ3−ＰbＯフリットから
なる釉薬層（軟化温度５３５℃、比重４，１）をスプレ
ー・コーティング法にて塗布した複合部材上に、釉薬に
対して５％スプレー・コーティング法により添加し、８
００℃で焼成することにより多機能材を得た。このサン
プルについての菌の生存率は１０％以上３０％未満であ
ったが、耐摩耗試験では５回以下の往復摺動で傷が入っ
てしまった。したがって担持粉体と釉薬の比重差が０よ
り小さいと耐摩耗性が劣化することが分る。
リン酸カルシウム（平均粒径０．３〜２μｍ、比重３．
３）を浸漬し、紫外線を含む光を照射することでＡgを
リン酸カルシウムに固定し担持粉体を得た。これをアル
ミナの基材表面にＳiＯ2−Ａl2Ｏ3−ＰbＯフリットから
なる釉薬層（軟化温度５３５℃、比重４，１）をスプレ
ー・コーティング法にて塗布した複合部材上に、釉薬に
対して５％スプレー・コーティング法により添加し、８
００℃で焼成することにより多機能材を得た。このサン
プルについての菌の生存率は１０％以上３０％未満であ
ったが、耐摩耗試験では５回以下の往復摺動で傷が入っ
てしまった。したがって担持粉体と釉薬の比重差が０よ
り小さいと耐摩耗性が劣化することが分る。
【００４１】（実施例３）アルミナ基材の表面にＳiＯ2
−Ａl2Ｏ3−ＰbＯフリットからなる釉薬層（軟化温度５
３５℃、比重４，１）をスプレー・コーティング法にて
塗布し、その上に６〜１５wt%の酸化亜鉛粉末懸濁液
（粒径０．１〜１μｍ、比重５．７）をスプレー・コー
ティング法にて塗布し、更に１wt%硝酸銀水溶液を１〜
６回スプレー・コーティング法にて塗布後、紫外線を含
む光を照射してＡgイオンを還元しつつ酸化亜鉛に固定
し、この後５５０℃、７００℃、８５０℃の各温度でで
熱処理することで多機能材を得た。
−Ａl2Ｏ3−ＰbＯフリットからなる釉薬層（軟化温度５
３５℃、比重４，１）をスプレー・コーティング法にて
塗布し、その上に６〜１５wt%の酸化亜鉛粉末懸濁液
（粒径０．１〜１μｍ、比重５．７）をスプレー・コー
ティング法にて塗布し、更に１wt%硝酸銀水溶液を１〜
６回スプレー・コーティング法にて塗布後、紫外線を含
む光を照射してＡgイオンを還元しつつ酸化亜鉛に固定
し、この後５５０℃、７００℃、８５０℃の各温度でで
熱処理することで多機能材を得た。
【００４２】５５０℃の熱処理だと、菌の生存率（抗菌
性）は１０％以上３０％未満、耐摩耗性は５〜１０回の
摺動で傷が入った。７００℃の熱処理だと、菌の生存率
（抗菌性）は１０％以上３０％未満、耐摩耗性は１０〜
４０回の摺動で傷が入った。８５０℃の熱処理だと、菌
の生存率（抗菌性）は７０％以上、耐摩耗性は４０回の
摺動でも傷が入らなかった。したがって、熱処理温度が
釉薬の軟化温度よりも２０℃未満しか高くないと担持粉
体である酸化亜鉛と基材との結合が十分でなく、したが
って耐摩耗性が悪く３２０℃以上であると抗菌性が劣化
することが分る。
性）は１０％以上３０％未満、耐摩耗性は５〜１０回の
摺動で傷が入った。７００℃の熱処理だと、菌の生存率
（抗菌性）は１０％以上３０％未満、耐摩耗性は１０〜
４０回の摺動で傷が入った。８５０℃の熱処理だと、菌
の生存率（抗菌性）は７０％以上、耐摩耗性は４０回の
摺動でも傷が入らなかった。したがって、熱処理温度が
釉薬の軟化温度よりも２０℃未満しか高くないと担持粉
体である酸化亜鉛と基材との結合が十分でなく、したが
って耐摩耗性が悪く３２０℃以上であると抗菌性が劣化
することが分る。
【００４３】
【発明の効果】以上に説明した如く本発明によれば、抗
菌剤が表面に固定された担持粉体は釉薬層或いはアモル
ファス層からその一部が外部に露出した状態となり、抗
菌剤が外気に接触するため、抗菌効果を充分に発揮する
ことができる。また、担持粉体はその一部が釉薬層或い
はアモルファス層に埋設されるので、保持力が大幅に向
上し、剥離等が生じにくくなり、抗菌効果を長期に亘っ
て維持できる。
菌剤が表面に固定された担持粉体は釉薬層或いはアモル
ファス層からその一部が外部に露出した状態となり、抗
菌剤が外気に接触するため、抗菌効果を充分に発揮する
ことができる。また、担持粉体はその一部が釉薬層或い
はアモルファス層に埋設されるので、保持力が大幅に向
上し、剥離等が生じにくくなり、抗菌効果を長期に亘っ
て維持できる。
【図１】本発明に係る抗菌性を有する多機能材の断面図
【図２】同多機能材の別実施例を示す断面図
【図３】同多機能材の別実施例を示す断面図
【図４】本発明に係る抗菌性を有する多機能材の製造方
法を説明する図
法を説明する図
【図５】同多機能材の製造方法の別実施例を説明する図
【図６】同多機能材の製造方法の別実施例を説明する図
【図７】同多機能材の製造方法の別実施例を説明する図
【図８】同多機能材の製造方法の別実施例を説明する図
１…基材、２…釉薬層、３…抗菌層、４…複合粉体、４
ａ…担持粉体、４ｂ…抗菌剤。
ａ…担持粉体、４ｂ…抗菌剤。
Claims (10)
- 【請求項１】 基材の上に釉薬層が形成され、この釉薬
層に担持粉体の比重をδt、釉薬の比重をδbとした場
合、０≦δt−δb≦３．０を満足する担持粉体がその一
部を埋設するように設けられ、また前記担持粉体の少な
くとも釉薬層から露出する表面には抗菌剤が固定されて
いることを特徴とする抗菌性を有する多機能材。 - 【請求項２】 請求項１に記載の抗菌性を有する多機能
材において、前記担持粉体はリン酸カルシウム、リン酸
ジルコニウム、リン酸アンモニウム等のリン酸系セラミ
ックスまたは酸化亜鉛の少なくとも１種を含むことを特
徴とする抗菌性を有する多機能材。 - 【請求項３】 請求項１に記載の抗菌性を有する多機能
材において、前記釉薬層は基材表面に近くなる程その比
重が大きくなるように比重が連続的又は段階的に変化
し、しかも基材表面に近い下層部分の比重は前記担持粉
体の比重よりも大であることを特徴とする抗菌性を有す
る多機能材。 - 【請求項４】 未焼成の基材の上に釉薬を塗布し、次い
で釉薬の軟化温度よりも高い温度で基材を焼成し、この
後、釉薬層の上に担持粉体を塗布し、次いで釉薬の軟化
温度よりも２０℃以上３２０℃未満高い温度での熱処理
によって担持粉体の一部を釉薬層に埋設せしめ、この
後、光還元法、熱処理またはイオン交換法によって抗菌
剤を担持粉体表面に固定するようにしたことを特徴とす
る抗菌性を有する多機能材の製造方法。 - 【請求項５】 未焼成の基材の上に釉薬を塗布し、次い
で釉薬の軟化温度よりも高い温度で基材を焼成し、この
後、釉薬層の上に光還元法、熱処理またはイオン交換法
によって抗菌剤を表面に固定した担持粉体を塗布し、次
いで釉薬の軟化温度よりも２０℃以上３２０℃未満高い
温度での熱処理によって担持粉体の一部を釉薬層に埋設
せしめるようにしたことを特徴とする抗菌性を有する多
機能材の製造方法。 - 【請求項６】 未焼成の基材の上に釉薬を塗布し、この
釉薬層の上に担持粉体を塗布し、この担持粉体表面に光
還元法、熱処理またはイオン交換法によって抗菌剤を固
定し、次いで釉薬の軟化温度よりも２０℃以上３２０℃
未満高い温度で基材を焼成するとともに担持粉体の一部
を釉薬層に埋設せしめるようにしたことを特徴とする抗
菌性を有する多機能材の製造方法。 - 【請求項７】 未焼成の基材の上に釉薬を塗布し、この
釉薬層の上に表面に光還元法、熱処理またはイオン交換
法によって抗菌剤を固定した担持粉体を塗布し、次いで
釉薬の軟化温度よりも２０℃以上３２０℃未満高い温度
で基材を焼成するとともに担持粉体の一部を釉薬層に埋
設せしめるようにしたことを特徴とする抗菌性を有する
多機能材の製造方法。 - 【請求項８】 未焼成の基材の上に釉薬を塗布し、この
釉薬層の上に担持粉体を塗布し、次いで釉薬の軟化温度
よりも２０℃以上３２０℃未満高い温度で基材を焼成す
るとともに担持粉体の一部を釉薬層に埋設せしめ、この
後、釉薬層から露出する担持粉体表面に光還元法、熱処
理またはイオン交換法によって抗菌剤を固定するように
したことを特徴とする抗菌性を有する多機能材の製造方
法。 - 【請求項９】 請求項４乃至請求項８に記載の抗菌性を
有する多機能材の製造方法において、前記釉薬層は、少
なくともＳiＯ2を主体とする比重２〜４の無機物質から
なる第１成分と、比重の大きな第２成分を含む釉薬を排
泥鋳込みにより比重の分布が厚み方向に傾斜するように
形成されることを特徴とする抗菌性を有する多機能材の
製造方法。 - 【請求項１０】 請求項４乃至請求項８に記載の抗菌性
を有する多機能材の製造方法において、前記釉薬層を形
成する代りに、ＳiとＩａ族またはＩＩａ族元素を含む
金属塩水溶液を塗布することで釉薬層に相当するアモル
ファス層を形成することを特徴とする抗菌性を有する多
機能材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06235435A JP3136918B2 (ja) | 1994-09-29 | 1994-09-29 | 抗菌性を有する多機能材及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06235435A JP3136918B2 (ja) | 1994-09-29 | 1994-09-29 | 抗菌性を有する多機能材及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0898876A true JPH0898876A (ja) | 1996-04-16 |
| JP3136918B2 JP3136918B2 (ja) | 2001-02-19 |
Family
ID=16986073
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06235435A Expired - Fee Related JP3136918B2 (ja) | 1994-09-29 | 1994-09-29 | 抗菌性を有する多機能材及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3136918B2 (ja) |
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-
1994
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