JPH09136988A - 抗菌無色透明樹脂 - Google Patents

抗菌無色透明樹脂

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JPH09136988A
JPH09136988A JP31734695A JP31734695A JPH09136988A JP H09136988 A JPH09136988 A JP H09136988A JP 31734695 A JP31734695 A JP 31734695A JP 31734695 A JP31734695 A JP 31734695A JP H09136988 A JPH09136988 A JP H09136988A
Authority
JP
Japan
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resin
difference
glass
antibacterial
mol
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Pending
Application number
JP31734695A
Other languages
English (en)
Inventor
Koichi Yamamoto
幸一 山本
Nami Katsuno
奈美 勝野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ishizuka Glass Co Ltd
Original Assignee
Ishizuka Glass Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH09136988A publication Critical patent/JPH09136988A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2204/00Glasses, glazes or enamels with special properties
    • C03C2204/02Antibacterial glass, glaze or enamel

Landscapes

  • Glass Compositions (AREA)
  • Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 優れた抗菌機能を長期間にわたって安定して
発揮することができ、樹脂の持つ特性を損なわないで無
色透明性を維持できるようにすることである。さらに、
取扱いが容易で製造や加工性にも優れるとともに、いか
なる製造、加工条件や使用条件下においても着色変化す
ることがなく、製造コストの低減もできうる無色透明樹
脂を提供しようとするもの。 【構成】 B2 3 :40〜60モル%、MgO:30
〜50モル%、Na2 O:1〜10モル%、P2 5
1〜10モル%の基本組成に、Ag2 Oを0.05〜3
重量%含有した溶解性ガラスを粒子径1μm〜50μm
に粉砕し、樹脂に0.05〜0.5重量%の割合で含有
させた樹脂であって、樹脂と該溶解性ガラスの屈折率の
差が0.10以内であって、且つ樹脂単体に対してΔE
(色相差)、Δb(黄味の差)、ΔL(明度の差)がい
ずれも4以下であることを特徴とするもの。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、無色透明性が要求され
る樹脂製品(例えば、内容物が有姿のままよく見えるも
の、文房具のファイルシートやボールペン、各種容器
等)の性能を損なわないで、これらの製品に抗菌性を付
与するための樹脂材料に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般家庭あるいは業務用の抗菌無色透明
樹脂としては、様々な用途で使用されている。その中の
多くの場合には、デザイン上、制約を受ける、或いは外
観上の見栄えのよさを理由に製品に対して無色透明性が
要求されている。そして、これらの製品は、日常生活の
中で人間と直接接触、あるいは直接目に触れることも多
いため、清潔感が要求されると共に、加工時、使用時に
おいても変色しないことが求められている。また、この
他、最近問題となっている病院におけるMRSA対策
等、透明樹脂製品の中で不特定多数の人が接触するもの
については、なんら対策をなされていないのが現状であ
った。
【0003】そこで、抗菌作用を有する銀イオン含有ゼ
オライト粒子のような無機系抗菌剤を混入させた無色透
明樹脂が提案されているが、ゼオライト粒子からの銀イ
オンの溶出量が少なく抗菌効果が十分に発揮されなかっ
たり、ゼオライト粒子自体の吸湿性が大きいためにその
取扱いが容易でなく製造、加工が困難であるという欠点
があった。また、銀が移動しやすい構造になったもので
あるため、少量で抗菌効果を示すものの、光学的異方性
結晶質でもあるため、光散乱で不透明化したり、銀の溶
出が激しい環境下(人間の汗及び光)ではAg+ →Ag
0 の還元が起こりやすく、製品が変色するおそれがあっ
た。
【0004】また他には、銀錯体担持シリカゲルやリン
酸ジルコニウムを使用するものがあるが、上記のものと
同様に1価の銀イオンが金属銀に還元しやすく加工時、
又は使用時の汗と光により変色するおそれがあった。
【0005】銀を担持したリン酸カルシウムを使用する
ものもあるが、銀がイオンとしてほとんど遊離しないの
で、変色の可能性はないものの、抗菌効果が低く、十分
な効果が得られなかった。そこで、確実に抗菌性を付与
するためには、含有量がどうしても多くなってしまうこ
とと、また、樹脂との屈曲率差が0.4程度であるこ
と、更に光学的異方性であることも加わって透明性が極
度に低下するものであった。
【0006】これらのように、樹脂の無色透明性を維持
しつつ、抗菌性を満たす無機系抗菌剤は存在していなか
った。
【0007】一方、上記の銀イオンの変色の可能性の問
題を回避するために、万が一変色しても外観的に変化の
ないように樹脂の原料に着色剤を混合させて変色をカモ
フラージュさせる対応を実施しており、樹脂の製造コス
ト増加の一因となっていると共に、無色透明性の要求に
対しては、満足させることができていなかった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記した従来
の問題点を解決して、優れた抗菌機能を長期間にわたっ
て安定して発揮することができ、樹脂の持つ特性を損な
わないで無色透明性を維持できるようにすることであ
る。さらに、取扱いが容易で製造や加工性にも優れると
ともに、いかなる製造、加工条件や使用条件下において
も着色変化することがなく、製造コストの低減もできう
る無色透明樹脂を提供しようとするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めになされた本発明の抗菌無色透明樹脂は、B2 3
40〜60モル%、MgO:30〜50モル%、Na2
O:1〜10モル%、P2 5 :1〜10モル%の基本
組成に、Ag2 Oを0.05〜3重量%含有した溶解性
ガラスを粒子径1μm〜50μmに粉砕し、樹脂に0.
05〜0.5重量%の割合で含有させた樹脂であって、
樹脂と該溶解性ガラスの屈折率の差が0.10以内であ
って、且つ樹脂単体に対してΔE(色相差)、Δb(黄
味の差)、ΔL(明度の差)がいずれも4以下であるこ
とを特徴とするものである。
【0010】本発明で使用される徐放性硝子とは、制御
された溶解速度を持つように硝子の物理的、化学的特性
を考慮して組成を調整した硝子の総称であり、抗菌成分
とは、銀イオンであり、それらを含有させた徐放性硝子
は数時間から数年間の任意の期間にわたって定められた
速度で銀イオンを溶出させることができる。そして溶出
した上記金属イオンは細菌や微生物の細胞壁に吸着した
り細胞膜内に凝縮していわゆるオリゴジナミー作用によ
り細菌や微生物の生育を阻害し、抗菌機能を発揮するも
のである。
【0011】本発明で用いられる徐放性硝子は、P2
5 ,B23 ,Na2 O,MgO,等のうち特定成分を
含むガラス組成物の他に、抗菌成分である銀イオンを含
んだものである。加えて言えば、組成が無限大の数ある
抗菌性硝子を鋭意研究により、見極めることにより達成
することができたものであり、さらに粒径を数μmとす
ること、非晶質(光学的等方性)のものであること、屈
曲率の近似化をなすこと及び銀の含有量、溶出速度を安
定に保持することの全てを兼ね備えた硝子およびそれを
含有する樹脂とすることにより解決することができるも
のである。
【0012】ここで、銀イオンを所定の速度で溶出させ
るためには、徐放性硝子の組成中にAg2 Oを0.05
〜3重量%含有しておく必要がある。これ以下では、十
分な抗菌機能が期待できないためである。逆に3重量%
であると、必要以上にAgの量が多くなることにより、
練り込み変色又は経時変色を引き起こすことにつながっ
てしまうからである。基本硝子組成中、B2 3 は40
〜60モル%である必要がある。40%以下では、結晶
化して透明性が低下するためであり、60%以上ではA
+ の溶出速度が上昇し、経時変色を招くためである。
またMgOが30〜50モル%である必要があるのは、
30%以下では、Ag+ の溶出速度が上昇し、経時変色
を招くためであり、50%以上では、非晶質硝子が得に
くくそのため、透明性が大きく損なわれるためである。
さらにNa2 Oが1〜10モル%であるのは、1%以下
では非晶質硝子が得にくくそのため、上記同様透明性が
大きく損なわれるためであり、10%以上では、アルカ
リ性が強くなり、銀の変色が目立つようになってしまう
からである。P2 5 は1〜10モル%である必要があ
る。これは、1%以下及び10%以上のいずれでも非晶
質硝子が得にくくその結果として、透明性が大きく損な
われるためである。
【0013】溶解性ガラスを粒子径1μm〜50μmに
粉砕したものを使用する。50μm以上では、異物感が
生じてきたり、樹脂本来の物性低下を招いてしまうから
であり、逆に1μm以下であると光散乱が著しくなり、
透明性が劣り、さらに0.1μm以下では、透明性は向
上するが、ガラスの2次凝集が起こってしまうことと、
コスト高で現実的には、良くなかった。そして、より好
ましくは2μm〜20μmがよい。このガラスを樹脂に
0.05〜0.5重量%の割合で含有させなければなら
ない。0.05%以下では、抗菌効果が不足してしまう
からであり、0.5%以上では、透明性が劣ってしまう
からである。より好ましくは、0.1〜0.2%がよ
い。
【0014】この組成のガラスは、粒径500μmにお
いて20℃の水にAg+ を0.011mg/g/Hrの
スピードで溶出し、適正な粒径と少量の添加率で樹脂に
無色透明性と抗菌性を付与することができるものであ
る。
【0015】本発明において、樹脂の材質は特に限定す
るものではないが、例えば、PS(ポリスチレン)、A
S(アクリルスチレン)、ABS(アクリルブタジエン
スチレン)、PP(ポリプロピレン)、PE(ポリエチ
レン)、PVC(塩化ビニル)、PC(ポリカーボネー
ト)、PET(ポリエステル)、MMA(メチルメタア
クリレート)、尿素樹脂、ナイロン等を挙げることがで
きる。
【0016】そして、無色透明性は樹脂に対してΔE
(色相差)、Δb(黄味の差)、ΔL(明度の差)を測
定することによって示すことができ、その数値が0に近
いものほど、透明性を維持していることになる。本発明
では、練り込み時にΔE、Δb、ΔLはいずれも4以下
の低い値を示す。
【0017】
【作用】このように構成された本発明の抗菌無色透明樹
脂は、使用時あるいは使用後における水分との接触の際
に樹脂等が持つ僅かな透水性、透湿性によって水分が無
色透明樹脂本体の内部に浸透し、この水分によって徐放
性硝子が微量ずつ溶解し、抗菌性能を有する銀イオンを
溶出することとなる。銀イオンの溶出量は一定期間中ほ
ぼ一定量であり、この結果、銀イオンの抗菌作用によっ
て無色透明樹脂の表面上における細菌の繁殖、あるいは
それらによる変色等を完全に防止することが可能にな
る。また、本発明の溶解性ガラスによれば、抗菌剤の屈
折率と種々の樹脂の屈折率の差が0.10以下であり、
しかも材料特性として光学的等方性を有するため、適正
な含有量範囲であれば樹脂の特性を損なうことなく、無
色透明性も維持されることとなる。
【0018】
【実施例】本発明の抗菌無色透明樹脂を実施例により詳
細に説明する。 (実施例1)抗菌剤として溶解性ガラスを用いた場合の
ガラス組成(B2 3 系、P25系)、粒径と樹脂へ
の添加率の影響を調べるために、溶解性ガラスとして硝
子A(B2 3 :50モル%、MgO:40モル%、N
2 O:5モル%、P25:5モル%の基本ガラス組
成にAg2 Oを2重量%含有させたもの)を使って、表
1のように各粒度のものを容易すると共にその屈折率を
測定した。
【0019】
【表1】
【0020】次にこれらの溶解性ガラスを用いて、透明
樹脂に練り込んだときの透明性と色調を調べるために、
ΔE(色相差)、Δb(黄味の差)、ΔL(明度の差)
を測定した。この時、透明樹脂としてポリプロピレンを
用いた。その結果を表2に示す。また、各抗菌剤含有樹
脂の波長に対する透過率のグラフを図1に示す。いずれ
もΔE、Δb、ΔLが4以下であるが、粒度は粗い方が
良く、含有量は少ないほうがより透明性を維持できるこ
とが示された。なお、ポリプロピレン単体の屈折率は
1.49であって、材料特性においても、表1から屈折
率の差がなく近似していることがわかる。
【0021】
【表2】
【0022】(実施例2)種々の抗菌剤を用いて、表3
のような粒度、屈折率及び添加率で樹脂に練り込んだ。
なお、溶解性ガラスは、本発明として硝子A(B
2 3 :50モル%、MgO:40モル%、Na2 O:
5モル%、P25 :5モル%の基本ガラス組成にAg
2 Oを2重量%含有させたもの)と比較例として硝子B
(P25 :50モル%、MgO:44モル%、Al2
3 :6モル%の基本ガラス組成にAg2Oを0.5重
量%含有させたもの)と硝子C(B2 3 :60モル
%、ZnO:30モル%、Na2 O:10モル%ガラス
組成)とゼオライト、チオスルファト錯塩及び燐酸ジル
コニウムを使って、透明樹脂はポリスチレン、ポリプロ
ピレンの2種類の場合で行った。また、ポリスチレン、
ポリプロピレンの単体の屈折率はそれぞれ1.50、
1.49であった。したがって、本発明の硝子Aでは、
ポリスチレン、ポリプロピレンの屈折率との差は0.0
2以下であるのに対し、ゼオライト、チオスルファト錯
塩及び燐酸ジルコニウムは差がかなり大きいものである
ことがまず材料特性としてわかる。
【0023】
【表3】
【0024】上記の抗菌剤をポリスチレンに練り込んだ
ときの練り込み時及び経時変化促進法としてJIS L
0088を準用して、汗耐光試験を行った時のΔE、
Δb、ΔLを測定した。その結果を表4に示す。また、
各抗菌剤含有樹脂練り込み時の波長に対する透過率のグ
ラフを図2に、汗耐光試験後の硝子A、ゼオライト、チ
オスルファト錯塩の波長に対する透過率のグラフを図3
に示す。
【0025】
【表4】
【0026】ジルコニウム、チオスルファト錯塩の無色
透明性が失われているのに対し、本発明では経時変化後
でも十分に、無色透明性を維持できることが確認でき
た。
【0027】(実施例3)さらに、抗菌剤として硝子A
と燐酸ジルコニウムを用いて、ポリプロピレンシートに
各々添加率0.4%練り込んだ時のΔE、Δb、ΔLを
測定し、比較した。その結果を表5に示す。また、各抗
菌剤含有樹脂の波長に対する透過率のグラフを図4に示
す。
【0028】
【表5】
【0029】(実施例4)試料として表1のものを使っ
てポリスチレンに練り込んだ場合の抗菌試験を行った。
この抗菌試験は、大腸菌又は黄色ブドウ球菌を含む1/
50普通ブイヨンを3×3cmシートに滴下、ラップを
密着させ、35℃、24Hr放置後に、洗い出し、培養
して生菌数を計数することによって行った。その結果を
表6に示す。
【0030】
【表6】
【0031】本発明である硝子Aは、抗菌効果の面でも
十分に期待できることが確認できた。
【0032】(実施例5)試料として抗菌剤として溶解
性ガラスは硝子Aを、その他の抗菌剤として燐酸ジルコ
ニウムを用いてポリプロピレンに練り込んだ場合の抗菌
試験を実施例6と同様の方法で行った。その結果を表7
に示す。
【0033】
【表7】
【0034】このように、抗菌剤として十分の効果を有
し、かつ無色透明性を維持できるものは、本発明のもの
だけであった。
【0035】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の抗菌無色
透明樹脂は、優れた抗菌機能を長期間にわたって安定し
て発揮することができ、樹脂の持つ特性を損なわないで
無色透明性を維持できるようにすることである。さら
に、取扱いが容易で製造や加工性にも優れるとともに、
いかなる製造、加工条件や使用条件下においても着色変
化することがなく、製造コストの低減もできるものであ
る。従って、抗菌と美観が両立することができるという
効果を有している。よって本発明は従来の問題点を一掃
した抗菌無色透明樹脂として極めて大きい意義がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施例1における各抗菌剤含有樹脂の波長に
対する透過率のグラフである。
【図2】 実施例2における各抗菌剤含有樹脂の波長に
対する透過率のグラフである。
【図3】 実施例2における汗耐光試験後の各抗菌剤含
有樹脂の波長に対する透過率のグラフである。
【図4】 実施例3における各抗菌剤含有樹脂の波長に
対する透過率のグラフである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 B2 3 :40〜60モル%、MgO:
    30〜50モル%、Na2 O:1〜10モル%、P2
    5 :1〜10モル%の基本組成に、Ag2 Oを0.05
    〜3重量%含有した溶解性ガラスを粒子径1μm〜50
    μmに粉砕し、樹脂に0.05〜0.5重量%の割合で
    含有させた樹脂であって、樹脂と該溶解性ガラスの屈折
    率の差が0.10以内であって、且つ樹脂単体に対して
    ΔE(色相差)、Δb(黄味の差)、ΔL(明度の差)
    がいずれも4以下であることを特徴とする抗菌無色透明
    樹脂。
JP31734695A 1995-11-10 1995-11-10 抗菌無色透明樹脂 Pending JPH09136988A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005029451A (ja) * 2003-07-11 2005-02-03 Ishizuka Glass Co Ltd 抗菌性及び防ダニ性付与用ガラス組成物、及びそれを用いた抗菌防ダニ性樹脂組成物並びに抗菌防ダニ性繊維組成物
JP4689019B2 (ja) * 1999-12-28 2011-05-25 石塚硝子株式会社 抗菌性付与用ガラス組成物、及びそれを用いた抗菌性高分子複合材料、抗菌性高分子複合材料成形体

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JP4689019B2 (ja) * 1999-12-28 2011-05-25 石塚硝子株式会社 抗菌性付与用ガラス組成物、及びそれを用いた抗菌性高分子複合材料、抗菌性高分子複合材料成形体
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