JPH0953028A - 抗菌水性塗料組成物、及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 変色がなく、抗菌効果が長期間持続し、分散
性に優れ、静置しても沈降・固化しない抗菌性塗料組成
物を提供することを目的とする。 【解決手段】 平均粒子径が０．０５〜０．５μmの範
囲にある少なくとも１種類のセラミックス系抗菌剤を、
該抗菌剤に対して０．１〜１０重量％の親水性の官能基
を有する分散剤で表面処理したものを水性塗料の樹脂固
形分に対して０．１〜３０重量％含ませた塗料分散性に
優れた特徴を有する抗菌水性塗料組成物及びその製造方
法

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、抗菌性機能を持っ
た水性塗料組成物に関するもので、建物の壁、天井、巾
木、などに塗装することにより、それらの表面に抗菌性
機能を与えることができ、抗菌剤が微粒子であることか
ら分散性に優れ幅広い用途に使用できるものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、各種セラミックスに抗菌性物質を
含ませた数多くのセラミックス系抗菌剤が提案されてい
る。その例を表１に示す。

【０００３】

【表１】

【０００４】表１に示すこれらセラミックス系抗菌剤
は、抗菌性物質が単独では効果の持続性、熱安定性、液
体だけでしか取扱えない不便性、他物質に対しての反応
安定性などで問題があり、これらの問題点を解決するた
めにセラミックスをマイクロカプセルとして利用してい
るものといえる。リン酸アルミニウムなどリン酸塩層間
化合物は、層間にチアゾールあるいは第４級アンモニウ
ムイオンなどを含ませたものであるが、一方銀イオン系
のセラミックス抗菌剤はイオン交換などによりイオンの
状態で保持している。又、これらセラミックス系抗菌剤
を塗料に混合することにより抗菌性塗料を得ることがで
きる。例えば特公平3-48230号公報には抗菌性ゼオライ
トを塗料に混合した防腐防カビ性の塗料組成物の製法が
開示されている。しかし、従来のセラミックス系抗菌剤
は、平均粒子径が 1μm程度と大きいため、塗料に混合
して静置しておくと徐々に沈降し、強く固化してしまい
再分散が困難となる欠点があった。また、塗料用の顔料
の研究から、塗装後塗膜が乾燥固化するまでの間に、顔
料粒子が塗膜内に引き込まれる力などが働いて塗膜表面
から離れ、表層には顔料粒子が存在しないクリヤー層が
存在し、顔料の粒子が大きい程クリヤー層が厚くなるこ
とが分っている。抗菌剤粒子の場合にこれを当てはめる
と、クリヤー層が厚くなれば抗菌効果が悪くなると考え
られることから、抗菌剤粒子は細かいほどクリヤー層が
薄くなるので抗菌効果がよくなると考えられる。そこ
で、本発明者らは特開平6-2478176号において平均粒子
径が 0.3μm以下の銀系無機抗菌剤微粒子懸濁液を提案
し、又、特願平6−192076号において、平均粒子径が0.0
5〜 0.5μの範囲にある銀系無機抗菌剤微粒子を含ませ
た塗料を提案している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、セラミックス
系抗菌剤は水中で抗菌性物質が遊離しやすく、これらを
水性塗料に添加したとき、抗菌性物質が銀イオンの場合
には塗料が茶色に変色し、又、抗菌効果が持続しなくな
るという致命的な問題点があった。又、これら抗菌剤は
平均粒子径が一般的に 1〜 2μmと大きいので塗料に添
加すると沈降し易く、沈降すると固化して再分散が出来
なくなるという問題点があった。本発明は、上記の問題
に鑑みて成されたもので、変色がなく、抗菌効果が長期
間持続し、、分散性に優れ、静置しても沈降・固化しな
い抗菌性塗料組成物を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
ために、平均粒子径が0.05〜 0.5μmの範囲にある少な
くとも１種類のセラミックス系抗菌剤を、該抗菌剤に対
して 0.1〜10重量％の親水性の官能基を有する分散剤で
表面処理したものを、水性塗料の樹脂固形分に対して
0.1〜30重量％含ませた塗料分散性に優れた特徴を有す
る抗菌水性塗料組成物、及びセラミックス系抗菌剤を直
径 0.1mm〜 5mmの範囲にある粉砕媒体を用いて、平均粒
子径が0.05〜 0.5μmの範囲になるように、少なくとも
１種類の溶剤中で湿式粉砕した該抗菌剤微粒子の懸濁液
を水性塗料に添加し、該塗料の樹脂固形分に対して 0.1
〜30重量％含ませた塗料分散性に優れた特徴を有する抗
菌水性塗料組成物の製造方法を提案する。本発明に係わ
るセラミックス系抗菌剤は、表１に示すような各種セラ
ミックスに抗菌性物質を含ませたセラミックス系抗菌剤
などで平均粒子径が0.05〜 0.5μmの範囲にあるものを
用いることができ、より好ましくは平均粒子径が 0.3μ
m以下のものを用いるのが良い。

【０００７】セラミックス系抗菌剤の粒度調整は、少な
くとも１種類の溶剤（例えばエタノール、メタノール、
イソプロピルアルコール、エチレングリコールなどのア
ルコール類、エチルエーテル、エチレンオキシドなどの
エーテル類、アセトン、メチルエチルケトンなどのケト
ン類、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素、及び
ヘキサン、ヘプタン、無臭灯油などのパラフィン類）中
で湿式粉砕することにより行うことができる。なお、水
性塗料は屋内の塗装に使用するので溶剤性が弱く、臭い
のきつくないエタノール、無臭灯油などが望ましい。
又、無臭灯油は自らが水性塗料中の界面活性剤でエマル
ジョンとなるので、あまり多く添加することはできな
い。湿式粉砕は、粉砕媒体を用いて湿式で粉砕できる公
知の媒体ミル、遊星ミル、振動ボールミル、ボールミ
ル、などの湿式粉砕機を利用して行うことができる。用
いる粉砕媒体の直径は 0.1〜5mmの範囲にあるものが望
ましい。用いる粉砕媒体の材質については、ガラス、ア
ルミナ、ジルコニアなどがあるが、湿式粉砕するセラミ
ックス系抗菌剤より硬い材質の粉砕媒体を用いるのが一
般的である。なお、セラミックス系抗菌剤の添加量につ
いては、水性塗料樹脂固形分に対して 0.1〜30重量％、
好ましくは 1〜3重量％が良い。 0.1重量％未満では抗
菌効果が不安定となり好ましくなく、30重量％を越える
と抗菌効果が飽和し無駄となる。

【０００８】又、セラミックス系抗菌剤を水性塗料に均
一に分散するために、ナフタレンスルホン酸ホルムアル
デヒド系、アルキルアミン塩系、ポリカルボン酸系、フ
ッ素系などの界面活性剤、トリエタノールアミンなどの
ポリアミン、メチルトリメトキシシランなどのシラン、
ジメチルシリコーンなどのシリコーンオイルなどの分散
剤などを制限なく使用して良い。 本発明に係わる分散
剤としては、親水性官能基を有するイソプロピルトリ
（N-アミドエチル・アミノエチル）チタネートなどのチ
タネート系カップリング剤、アルキルリン酸エステル
類、アスパラギン酸エステル類、N-β-(アミノエチル)-
γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-β-(アミノ
エチル)-γ-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N
-β-(N-ビニルベンジルアミノエチル)-γ-アミノプロピ
ルトリメトキシシラン塩酸塩、γ-アミノプロピルトリ
エトキシシラン、N-フェニル-γ-アミノプロピルトリメ
トキシシラン、ポリアルキルアルコキシシロキサン共重
合体などのシラン系カップリング剤などが挙げられる
が、これらに限定されるものではない。本発明に係わる
水性塗料は、アクリルエマルション塗料、スチレン・ア
クリル共重合エマルション塗料、酢酸ビニルエマルショ
ン塗料、スチレンエマルション塗料、及びブタジエンエ
マルション塗料などの水性塗料を制限なく使用できる。

【０００９】

【作用】 本発明は上記のような構成を採用することに
より、建物の壁、天井、巾木、などに塗装することによ
り、それらの表面に抗菌性機能を与えることができ、抗
菌剤が微粒子であることから分散性に優れ、塗膜の艶状
態を変えることがなく、変色がなく、抗菌効果が持続す
る抗菌水性塗料組成物を提供することができる。

【００１０】

【実施例】

１．抗菌剤の調製 ［参考実施例１］抗菌・防カビ性リン酸塩の調製 25%リン酸水溶液 750mlを50℃に加熱し、攪拌しながら
酸化亜鉛(ZnO)194.7gを加えて反応させ、更に水酸化カ
ルシウム( Ca(OH)2 ) 35.4gを加えて反応させる。反応
スラリーを室温に冷却した後、２lボールミルに移し、
６時間練和してから硝酸銀( AgNO3 ) 25.2gを添加し、
更に４時間練和を続けた。得られた反応スラリーを水洗
し、濾過した後、250℃で乾燥し、粉砕して粉末（以下
「粉末１」という）とした。粉末１に担持された銀イオ
ンの含有量は、3.0重量％であった。

【００１１】［参考実施例２］ゼオライトを担持体とし
た抗菌剤の調製 1/20Ｍ硝酸銀水溶液1500mlにナトリウムタイプのＡ型ゼ
オライト（東ソー製トヨビルダー）の乾燥物 250gを加
え、室温にて３時間攪拌してから濾過し、水洗して過剰
の銀イオンを除去した。これを 110℃で乾燥し、粉砕し
て粉末（以下「粉末２」という）とした。粉末２に担持
された銀イオンの含有量は 3.1重量％であった。

【００１２】［参考実施例３］リン酸ジルコニウムを担
持体とした抗菌剤の調製 1/20Ｍ硝酸銀水溶液1500mlにリン酸ジルコニウム（IXE-
100;東亜合成化学製）の乾燥物 250gを加え、室温にて
３時間攪拌してから濾過し、水洗して過剰の銀イオンを
除去した。これを 110℃で乾燥し、粉砕して粉末（以下
「粉末３」という）とした。粉末３に担持された銀イオ
ンの含有量は 3.0重量％であった。

【００１３】２．懸濁液の調製 ［比較実施例１］エタノール３kgにチタネート系カップ
リング剤（味の素（株）製、品番 KR 44）90gと参考実
施例１で得た「粉末１」１kgを加え、ホモジナイザーで
10分間分散混合して懸濁液（以下「懸濁液１」という）
を得た。平均粒径は 2.7μmであった。

【００１４】［比較実施例２］エタノール３kgにチタネ
ート系カップリング剤（味の素（株）製、品番 KR 44）
90ｇと参考実施例２で得た「粉末２」１kgを加え、ホモ
ジナイザーで10分間分散混合して懸濁液（以下「懸濁液
２」という）を得た。平均粒径は 3.1μmであった。

【００１５】［比較実施例３］エタノール３kgにチタネ
ート系カップリング剤（味の素（株）製、品番 KR 44）
90ｇと参考実施例３で得た「粉末３」１kgを加え、ホモ
ジナイザーで10分間分散混合して懸濁液（以下「懸濁液
３」という）を得た。平均粒径は0.72μmであった。

【００１６】［実施例１］エタノール３kgにチタネート
系カップリング剤（味の素（株）製、品番 KR 44）90g
と参考実施例１で得た「粉末１」１kgを加え、ホモジナ
イザーで10分間分散混合してから、媒体ミル（１lパー
ルミルPMIRL-V型、アシザワ製）を用いて湿式粉砕し
た。２mm¢のアルミナ製の粉砕ビーズ（Ｖセラックス；
新東工業製）1150gを用い、１パス 500ml／minの処理
スピードで50パス行って懸濁液（以下「懸濁液４」とい
う）を得た。平均粒子径は0.15μmであった。

【００１７】［実施例２］エタノール３kgにチタネート
系カップリング剤（味の素（株）製、品番 KR 44）90g
と参考実施例２で得た「粉末２」１kgを加え、ホモジナ
イザーで10分間分散混合してから、媒体ミル（１lパー
ルミルPMIRL-V型、アシザワ製）を用いて湿式粉砕し
た。１mm¢のアルミナ製の粉砕ビーズ（Ｖセラックス；
新東工業製）1150ｇを用い、１パス 500ml/minの処理ス
ピードで 100パス行って懸濁液（以下「懸濁液５」とい
う）を得た。平均粒子径は0.25μmであった。

【００１８】［実施例３］エタノール３kgにチタネート
系カップリング剤（味の素（株）製、品番 KR 44）90g
と参考実施例３で得た「粉末３」１kgを加え、ホモジナ
イザーで10分間分散混合してから、媒体ミル（１lパー
ルミルPMIRL-V型、アシザワ製）を用いて湿式粉砕し
た。２mm¢のアルミナ製の粉砕ビーズ（Ｖセラックス；
新東工業製）1150gを用い、1パス 500ml/minの処理スピ
ードで60パス行って懸濁液（以下「懸濁液６」という）
を得た。平均粒子径は0.22μmであった。

【００１９】３．抗菌水性塗料組成物の調製 ［実施例４］アクリルエマルション塗料（関西ペイント
製：ビニデラックス白色）100部に対して、各抗菌剤懸
濁液（抗菌剤固形分25重量％）を４部混合して抗菌水性
塗料組成物（懸濁液１，２，３，４，５，及び６に対応
した抗菌水性塗料組成物を組成物１，２，３，４，５，
及び６とする）を得た。これら組成物を１日静置したと
ころ、本発明に係わる組成物４，５，及び６にはほとん
ど抗菌剤粒子の沈降は見られなかったが、平均粒子径が
0.5μmを越える比較実施例の組成物１，２，及び３の
場合には抗菌剤粒子の沈降が見られた。又、本発明に係
わる組成物４，５，及び６は、通常使用している攪拌機
で塗料に簡単に混合することができたが、比較実施例の
組成物１，２，及び３の場合には、ママコができ混合す
るの非常に困難であった。

【００２０】４．抗菌水性塗料を塗布した試験片の作成 ［実施例５］ガラスプレート（ 25x70x2mm)にエアーガ
ンを用いて両面に塗布（膜厚約10μm）した後、室温で
２日乾燥して、試験片（組成物０，１，２，３，４，
５，及び６に対応した試験片を試験片０，１，２，３，
４，５，及び６とする）を得た。

【００２１】５．抗菌性試験 ［実施例６］実施例５で得た試験片０，１、２、３，
４，５，及び６を用いて抗菌性試験を行なった。試験片
（25x50x2mm)が丁度入るようにポリエチレンフィルムを
ヒートシールして袋を作った。この袋に試験片を入れ
て、大腸菌（IFO 3972)およびブドウ球菌(IFO 12732)を
用い加圧密着法により抗菌性試験を行った。これらの試
験片を入れたポリエチレン袋の中に菌液を 0.1ml滴下し
た後、テストピースの両面に菌液が隈なく行き渡るよう
にした後、フィルム内部の空気を排出し密閉した。その
後、重しで加圧してふ卵器に入れ、24時間後にリン酸緩
衝液（10ml)で袋中の生残菌を洗い出し、この洗い出し
液１mlについて、ＳＣＤＬＰ寒天培地を用い混釈平板培
養法により生残菌数を測定した。その結果を表２に示
す。

【００２２】

【表２】

【００２３】この結果から、本発明に係わる抗菌水性塗
料組成物を塗布した試験片４，５，及び６は、顕著な抗
菌性が認められた。試験片１，２，及び３の結果がやや
悪いのはダマが生じ均一名分散ができなかったことによ
るものと考えられた。又、微粒子の方が抗菌効果が顕著
に出る傾向にあると言える。

【００２４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係わる抗菌水性塗料組成物にあっては、顕著な抗菌性
を有し、しかも、塗料に混合したとき分散性に優れ、静
置しても沈降・固化しない安定性を有する効果がある。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平均粒子径が0.05〜 0.5μmの範囲にあ
   る少なくとも１種類のセラミックス系抗菌剤を、該抗菌
   剤に対して 0.1〜10重量％の親水性の官能基を有する分
   散剤で表面処理したものを、水性塗料の樹脂固形分に対
   して 0.1〜30重量％含ませた塗料分散性に優れた特徴を
   有する抗菌水性塗料組成物
2. 【請求項２】 セラミックス系抗菌剤を直径 0.1mm〜 5
   mmの範囲にある粉砕媒体を用いて、平均粒子径が0.05〜
   0.5μmの範囲になるように、少なくとも１種類の溶剤
   中で湿式粉砕した該抗菌剤微粒子の懸濁液を水性塗料に
   添加し、該塗料の樹脂固形分に対して 0.1〜30重量％含
   ませた塗料分散性に優れた特徴を有する抗菌水性塗料組
   成物の製造方法