JPH10204334A - 抗菌性クリア−樹脂塗料およびそれを用いた塗装金属材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】無機系抗菌剤を使用した抗菌性クリアー樹脂塗
料、およびその塗料を用いた塗装金属材を提供する。 【解決手段】（１）クリア−樹脂塗料に、その固形分に
対して、無機系抗菌剤（銀系、銅系、亜鉛系などの金属
化合物等）が０．５〜１０重量％、シリカ微粒子が２０
〜５０重量％添加されている抗菌性クリアー樹脂塗料。 （２）この塗料が、ステンレス鋼や各種のめっき鋼板な
どの金属材の表面に膜厚が０．５〜１０μｍとなるよう
に焼付け塗装されている塗装金属材。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、抗菌性を有するク
リア−樹脂皮膜（塗膜）を形成することができる塗料、
およびその塗料を用いて形成された塗膜を有する塗装金
属材に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、清潔志向の高まりを背景として、
各種の抗菌・防かび効果をうたった製品が商品化されて
いる。金属材料についても、浴室、厨房、あるいは食品
工場、病院等、細菌やカビの発生が好ましくない場所で
使用される材料への適用を目的として、抗菌・防かび性
を高めた各種の塗装処理が考案され、実用化されてい
る。

【０００３】金属材料に適用される抗菌・防かび性塗装
処理のほとんどは、塗料中に、例えばジメチルジチオカ
ルバミン酸亜鉛、２−メルカプトベンズイミダゾールな
どの有機系の抗菌・防かび剤を添加したものを塗布・焼
付けすることにより行われている。

【０００４】例えば、特開平７−３１３９３５号公報に
は、有機系抗菌剤を塗料固形分１００重量部当たり０．
１〜５０重量部と、さらにメチル化メラミン樹脂、ブチ
ル化メラミン樹脂等のメラミン樹脂硬化剤を同じく塗料
固形分１００重量部当たり０．１〜１００重量部添加し
た塗料を用いた防かび性塗装金属板を製造する方法が開
示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】塗料に添加される抗菌
剤として、上記のように有機系抗菌剤が使用される主な
理由は、有機系抗菌剤が無機系抗菌剤に比べて塗料への
混合・分散が容易であること、および、塗膜中に添加さ
れた無機系抗菌剤の効果の発現が有機系抗菌剤に比べて
遅いことによるものである。

【０００６】しかし、無機系抗菌剤には、抗菌効果が長
期間持続し、抗菌スペクトルが広く多種の菌に対して効
果があり、安全性が高いなどの利点がある。したがっ
て、この無機系抗菌剤を塗料中に分散させ、しかも抗菌
活性が早期に発現するようにできれば、抗菌処理金属材
のより広い用途への適用が可能となる。

【０００７】本発明は、上記の利点を有する無機系抗菌
剤を使用した抗菌性クリアー樹脂塗料、およびその塗料
を用いた塗装金属材を提供することを課題としてなされ
たものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者は、種々の有機
系および無機系の抗菌剤を各種のクリア−樹脂塗膜へ添
加して、抗菌・防かび性を調査した結果、塗膜中に添加
された無機系抗菌剤の活性が発現されにくい原因が以下
の点にあることを見いだした。

【０００９】すなわち、有機系抗菌剤の場合は、それが
塗膜の内部から塗膜表面に溶出して抗菌効果を発現する
のに対して、無機系抗菌剤の場合は、それに含まれてい
る抗菌効果を有する銀、銅、亜鉛等のイオンが塗膜中を
移動することが困難で、菌が塗膜表面に突出した状態に
ある抗菌剤に近づき、もしくは接触したときでなければ
抗菌効果が発現されない。無機系抗菌剤は、ゼオライト
や各種のセラミックスを担体とし、それに抗菌効果のあ
る金属が担持された、粒径がサブミクロンから数ミクロ
ンの微粒子であって、比重が２．５〜３のものがほとん
どである。そのため、無機系抗菌剤を塗膜表面に突出し
た状態にさせようとしても、沈降し易く、塗装後の焼付
け過程では、塗膜の下層部に遍在してしまい、塗膜表面
にはほとんど存在しなくなる。

【００１０】そこで、塗膜中に存在する無機系抗菌剤の
活性発現の方法を検討した。その結果、無機系抗菌剤に
加え、シリカ微粒子を塗料固形分に対して２０〜５０重
量部となるように添加したクリアー樹脂塗料を用いるこ
とにより、塗装金属材が画期的な抗菌効果を発現するこ
とを見いだした。また、無機系抗菌剤の塗膜中における
分散性も改善される。

【００１１】本発明はこのような知見に基づいてなされ
たもので、その要旨は、下記（１）の抗菌性クリアー樹
脂塗料、および（２）のその塗料を用いた塗装金属材に
ある。

【００１２】（１）クリア−樹脂塗料に、その固形分に
対して、無機系抗菌剤が０．５〜１０重量％、シリカ微
粒子が２０〜５０重量％添加されていることを特徴とす
る抗菌性クリアー樹脂塗料。

【００１３】（２）上記（１）に記載の塗料が、金属材
表面に膜厚が０．５〜１０μｍとなるように焼付け塗装
されていることを特徴とする塗装金属材。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明（上記（１）および
（２）の発明）について詳細に説明する。

【００１５】上記（１）の発明は、クリア−樹脂塗料
に、無機系抗菌剤が０．５〜１０重量％、およびシリカ
微粒子が２０〜５０重量％（いずれも、塗料の固形分に
対する重量百分率）添加されている塗料（以下、「本発
明の抗菌性クリアー樹脂塗料」、あるいは単に「本発明
の樹脂塗料」ともいう）である。

【００１６】本発明の抗菌性クリアー樹脂塗料に使用さ
れるクリアー樹脂は特に限定されるものではない。溶剤
系、水系、水分散系を問わず、各種の樹脂系のものが使
用できる。汎用品としては、アクリル系、ウレタン系、
ポリエステル系、ポリオレフィン系、エポキシ系等の樹
脂が使用でき、耐食性および耐久性が要求される用途に
使用される塗料の場合は、フッ素樹脂系の樹脂の使用も
可能である。

【００１７】クリア−樹脂塗料に添加される無機系抗菌
剤も特に限定されるものではない。例えば、銀系、銅
系、亜鉛系などの金属化合物、あるいはそれら金属の単
体が使用できる。銀系のものが抗菌スペクトルが広く、
抗菌効果も大きいので好ましい。

【００１８】無機系抗菌剤の平均粒径は、クリア−樹脂
塗料中での分散性、およびクリア−樹脂塗膜への着色を
考慮して、０．１〜５μｍであることが望ましい。

【００１９】無機系抗菌剤の添加量は、塗料固形分に対
して、０．５〜１０重量％であることが必要である。添
加量が０．５重量％未満では十分な抗菌効果がなく、１
０重量％を超えるとクリア−樹脂塗膜に着色が見られる
ようになり、外観の美麗さが損なわれる。なお、抗菌剤
の種類やその抗菌剤を含むクリアー樹脂塗料を塗布した
金属材の用途等によって好ましい添加量は異なるが、上
記範囲内で適宜調整すればよい。

【００２０】クリア−樹脂塗料に添加されるシリカ微粒
子も特に限定されることはなく、塗料に通常添加される
ものはいずれも使用できる。クリア−樹脂が溶剤系の場
合は、ヒュ−ムドシリカやオルガノシリカゾルを用いれ
ばよい。クリア−樹脂が水系、あるいは水分散系の場合
には、ヒュ−ムドシリカやコロイダルシリカが使用でき
る。

【００２１】添加されるシリカ微粒子の粒径は特に限定
されることはないが、平均一次粒径が０．５μｍ（５０
０ｎｍ）以下であることが望ましい。粒径が０．５μｍ
を超えると分散安定性が悪化する傾向が認められる。な
お、工業的に製造可能な最小のものは平均一次粒径が約
１０ｎｍであるので、この粒径のものが使用し得る最小
のものといえる。

【００２２】シリカ微粒子の添加量は、クリアー樹脂塗
料の固形分に対して２０〜５０重量％であることが必要
である。添加量が２０重量％未満では抗菌性が不十分と
なり、５０重量％を超えるとシリカ過剰の塗膜となり、
塗膜が脆く、加工性が著しく低下する。

【００２３】シリカ微粒子を添加したクリアー樹脂塗料
を用いることにより無機系抗菌剤の抗菌性が有効に発現
され、塗装金属材の抗菌性が高めれる理由の詳細は不明
であるが、以下のように推察される。

【００２４】シリカ微粒子は耐食性および密着性改善の
目的でクリア−樹脂塗膜中に添加されるが、この場合の
シリカ量は、通常、クリアー樹脂塗料の固形分に対して
１０〜１５重量％程度である。この添加量を前記のよう
に２０〜５０重量％に増やすことによって、クリア−樹
脂塗膜はシリカの多いやポ−ラスな塗膜となる。これに
より、クリア−樹脂塗料に添加された無機系抗菌剤が塗
装後に塗膜の下層部に遍在し、塗膜内に埋もれている状
態になったとしても、抗菌に有効な銀などのイオンが塗
膜内を通過して塗膜表面に到達し得るパス（通路）が確
保されることになり、抗菌活性が早期に発現して塗装金
属材の抗菌性が高めれることとなる。

【００２５】また、シリカ微粒子を添加することによっ
て無機系抗菌剤の塗料中における分散安定性も向上する
ので、無機系抗菌剤がクリア−樹脂塗膜の表面に留まる
確率も高くなり、これも抗菌性の向上に役立っているも
のと考えられる。

【００２６】本発明のクリア−樹脂塗料は、上述したよ
うに無機系抗菌剤が添加された塗料で、この塗料を用い
ることにより、基材表面に、無機系抗菌剤の特徴であ
る、抗菌効果が長期間持続し、抗菌スペクトルが広く、
安全性が高いクリア−樹脂塗膜を形成することができ
る。

【００２７】なお、この塗料を製造するにあたり、特別
の方法は必要ではなく、上記所定の条件を満たすように
クリアー樹脂、無機系抗菌剤およびシリカ微粒子を配合
し、水、有機系溶媒等、通常用いられている溶剤で希釈
すればよい。また、必要に応じ、腐食抑制剤（ベンゾト
リアゾール、ベンゾチアゾール等の有機系インヒビタ
ー、クロム酸等の無機系インヒビターなど）、造膜助剤
等が含まれていてもよい。

【００２８】前記（２）の発明は、上記本発明の抗菌性
クリアー樹脂塗料が膜厚が０．５〜１０μｍとなるよう
に焼付け塗装された塗装金属材（以下、「本発明の塗装
金属材」という）である。

【００２９】このクリア−樹脂塗料が塗布される基材と
しての金属材の種類および形状は特に限定されるもので
はなく、塗装金属材の用途等に応じて適宜選択すること
ができる。塗装金属材が比較的厳しい腐食環境で使用に
供される場合には、基材として、例えばステンレス鋼や
各種のめっき鋼板を使用すればよい。めっき鋼板の中で
は、特に、電気亜鉛めっき鋼板、溶融亜鉛めっき鋼板等
が好ましく、耐食性に加え、外観にも優れた５５％Ａｌ
−Ｚｎめっき鋼板も好適である。

【００３０】また、基材としては、板材が普通である
が、角形、丸形、その他の形状を有するものであっても
よい。

【００３１】塗料の塗布方法としては、金属基材の形状
にもよるが、スプレ−塗装、ロ−ルコ−ト、刷毛塗り、
バ−コ−ト等の常法が使用できる。

【００３２】塗布後の焼付温度はクリア−樹脂塗料の種
類によって異なるが、通常は、溶剤系の塗料であれば１
５０〜２５０℃、水系および水分散系塗料であれば８０
〜１５０℃程度である。現場施工などの場合は、常温乾
燥も可能である。

【００３３】焼付け後のクリア−樹脂塗膜の厚みは、
０．５〜１０μｍとなるようにする。膜厚が０．５μｍ
未満では、単位表面積当たりの抗菌剤の量も不十分であ
り、抗菌効果が小さい。また、膜厚が１０μｍを超える
と塗膜に着色が見られるようになり、基材金属の外観を
損ねるばかりでなく、加工性も低下する。

【００３４】本発明の塗装金属材は、上記のように無機
系抗菌剤を使用した抗菌性クリアー樹脂塗料を使用した
金属材で、抗菌活性が早期に発現する一方で、抗菌効果
が長期間持続するという優れた抗菌性を有しており、従
来にもましてより広い用途への適用が可能である。

【００３５】

【実施例】本発明の抗菌性クリア−樹脂塗料を調製し、
これを用いた塗装金属板を作製して、抗菌性、耐食性、
外観（着色の有無）および加工性を調査した。

【００３６】〔塗料の調製〕下記のクリア−樹脂塗料
（基液）、抗菌剤およびシリカ微粒子を表１に示すよう
に配合して抗菌性クリア−樹脂塗料を調合した。

【００３７】(a) クリア−樹脂塗料 ・ポリエステル系（溶剤系） ポリエステル樹脂（三井東圧化学社製Ｐ６４５） ８０重量部 ブチル化メラミン樹脂（三井東圧化学社製２０ＳＥ） ２０重量部 を溶剤（ソルベッソ１００）に溶解したものを塗料基液
とした。

【００３８】 ・ウレタン系（水系） ウレタン樹脂（旭電化工業社製水系ＨＵＸ−２３２） ９０重量部 架橋剤（旭電化工業社製ＨＵＸ−ＸＷ−２） １０重量部 をイオン交換水に分散させたものを塗料基液とした。

【００３９】・ポリオレフィン系（水系） ポリエチレン系樹脂エマルジョン（東邦化学工業社製Ｓ
３１２１）を塗料基液とした。

【００４０】(b) 無機系抗菌剤 ・銀系抗菌剤（東亜合成社製ノバロンＡＧ３００） 平均粒径：０．５μｍ (c) シリカ微粒子 ・ヒュ−ムドシリカ（日本アエロジル社製アエロジル２
００） 平均一次粒径：１２ｎｍ ・コロイダルシリカ（日産化学社製スノ−テックスＯ） 平均一次粒径 ２０ｎｍ 〔基材〕 ・ステンレス鋼板（ＳＵＳ４３０、板厚０．５ｍｍ） ・５５％Ａｌ−Ｚｎめっき鋼板（めっき付着量７５ｇ／
ｍ² 、板厚０．５ｍｍ） 〔基材への塗装・焼付〕下記の方法で塗装・焼付を行
い、塗装金属板を作製した。

【００４１】(a) 塗装前処理 アルカリスプレ−脱脂 (b) 塗装方法 バ−コ−タ (c) 焼付 オ−ブン加熱により行い、クリアー樹脂塗料がポリエス
テル系の場合は最高到達鋼板温度が２５０℃、ウレタン
系およびポリオレフィン系の場合は最高到達鋼板温度が
１５０℃となるように加熱した。

【００４２】〔試験方法〕下記の方法で塗装金属板の性
能（抗菌性、耐食性、外観および加工性）を調査した。

【００４３】(a) 抗菌性試験 菌液（大腸菌〈Escheichia coli 〉を使用）を塗装金属
板表面に滴下し、ラップで密着し、２５℃で２４時間放
置した後、菌数をカウントした。

【００４４】初期の菌数は２．０×１０⁵ であったが、
試験後に１０以下になった場合、合格とした。

【００４５】(b) 耐食性試験 塩水噴霧試験を行い、２４０時間後、無加工部に発錆が
認められなかった場合、合格とした。

【００４６】(c) 外観（着色の有無） カラ−コンピュ−タ（スガ試験機製）により Ｌ*ａ*ｂ*
表色系で無処理金属材（無塗装材）との色差△Ｅを測定
し（ＪＩＳ Ｚ８７２９−１９８０）、△Ｅ＜５の場
合、合格とした。

【００４７】(d) 加工性試験 曲げ加工試験機により塗装金属板を塗装面が外側になる
ように外曲げし、塗膜の状態を目視で調査した。曲げ半
径３ｍｍＲで曲げ、割れ、または剥離がない場合、合格
とした。

【００４８】試験結果を表１に併せて示す。なお、試験
結果の欄の○印は合格、×印は不合格を意味する。ま
た、抗菌剤およびシリカ微粒子の添加量はクリアー樹脂
（塗料）の固形分に対する重量百分率である。

【００４９】この結果から明らかなように、本発明で規
定する条件を満たす場合は、抗菌性をはじめ、試験を行
った全ての性能において良好な結果が得られた。

【００５０】

【表１】

【００５１】

【発明の効果】無機系抗菌剤が添加された本発明の抗菌
性クリアー樹脂塗料は、無機系抗菌剤の特徴である、抗
菌効果が長期間持続し、抗菌スペクトルが広く、安全性
が高いクリア−樹脂塗膜を形成することができる。この
抗菌性クリアー樹脂塗料を使用した本発明の塗装金属材
は持続性のある優れた抗菌性を有しており、有機系の抗
菌剤が添加された従来の塗装金属材では対応できないよ
り広い用途への展開が可能となる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】クリア−樹脂塗料に、その固形分に対し
   て、無機系抗菌剤が０．５〜１０重量％、シリカ微粒子
   が２０〜５０重量％添加されていることを特徴とする抗
   菌性クリアー樹脂塗料。
2. 【請求項２】請求項１に記載の塗料が、金属材表面に膜
   厚が０．５〜１０μｍとなるように焼付け塗装されてい
   ることを特徴とする塗装金属材。