JPH1158623A - 抗菌性を有するフィルム - Google Patents

抗菌性を有するフィルム

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JPH1158623A
JPH1158623A JP23024897A JP23024897A JPH1158623A JP H1158623 A JPH1158623 A JP H1158623A JP 23024897 A JP23024897 A JP 23024897A JP 23024897 A JP23024897 A JP 23024897A JP H1158623 A JPH1158623 A JP H1158623A
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JP
Japan
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film
layer
tio
fine particles
thin film
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JP23024897A
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English (en)
Inventor
Michio Tsuyumoto
美智男 露本
Kazuki Ishitani
和樹 石谷
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Daicel Corp
Original Assignee
Daicel Chemical Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【解決手段】プラスチック系基材フィルムの表面上に1
層以上の薄膜層が積層された多層フィルムであって、該
薄膜層のうち最外層を含む少なくとも1層以上が実質的
にアナターゼ型のTiO2微粒子を含有するシリコーン
系化合物からなることを特徴とする抗菌性を有するフィ
ルム。 【効果】 本発明の抗菌性を有するフィルムは、アナタ
ーゼ型光触媒作用により抗菌性をはじめ、防汚染性、防
臭性などの機能を、プラスチック系基材フィルムの物性
を維持したまま長期に渡って実現することができるた
め、食品包装用をはじめ電気製品や建築資材、サニタリ
ー製品などの表面保護フィルムなど広範囲への応用が可
能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、抗菌性を付与した
プラスチックフィルムに関し、更に詳しくは、最外層に
少なくとも1層以上の抗菌性薄膜層を設けた防汚性・防
臭性にも優れた抗菌性フィルムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に抗菌材料としては、ゼオライトに
銀イオンを坦持させた無機系材料や、ジンクピリチオン
などの有機化合物系材料、ワサビ・ヒバ・からしなどか
ら抗菌成分を抽出した天然系材料が知られており、プラ
スチックフィルムに抗菌性を付与する場合は、これらの
材料を用い、適当量をプラスチックと混練して押出し成
形するか、あるいは成形後のフィルムに塗布又は含浸し
て使用される場合が多い。
【0003】近年、その光分解作用が注目されているア
ナターゼ型TiO2系の抗菌剤については、セラミック
などの無機系素材の表面に400℃以上で焼成により担
持して使用することが多く、焼き付けの際に溶融してし
まうプラスチックフィルムに用いることは難しい。ま
た、たとえ塗布などの方法でプラスチックフィルムの表
面にTiO2層が形成されたとしても、その強い光分解
作用によりフィルムそのものが分解劣化してしまう問題
があるため、応用例が少ないのが現状である。これまで
TiO 2系化合物をプラスチックフィルムに使用した例
では、特開昭61−241143があり、この例ではテ
トラアルコキシチタンやチタンキレートなどのTiO2
系化合物の薄膜層をプラスチック表面に設け、さらにそ
の上に含フッ素シリコーン化合物の縮合体からなる薄膜
層を形成している。しかしこの例は、TiO2は単体で
はなく、縮合体を使用しており、アナターゼ型との記載
はない。その目的はプラスチックフィルムとの接着力の
向上であって、防汚性は最外層のフッ素シリコーン化合
物の性質に委ねている。即ち、TiO2系の光分解作用
による抗菌性・防汚性・防臭性を目的としてTiO2
使用しているものではない。従って、現状では抗菌性と
防汚性・防臭性に優れ、耐久性などの物性についても満
足のいくアナターゼ型TiO2を抗菌剤として使用した
プラスチックフィルムは得られていない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、アナターゼ型TiO2により抗菌剤性を付与したプ
ラスチックフィルムを提供することにある。本発明の目
的は、抗菌性と防汚性・防臭性に優れることはもちろ
ん、機械強度などの耐久性についても満足のいく物性を
有するプラスチックフィルムを提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記目的
を達成するための鋭意検討の結果、アナターゼ型TiO
2微粒子を含有するシリコーン系化合物からなる層を、
光分解され難い薄膜層を有しているプラスチックフィル
ムの表面に形成することで、抗菌性と防汚性・防臭性に
優れることはもちろん、機械強度などの耐久性について
も満足のいく物性を有するプラスチックフィルムが得ら
れることを見出した。
【0006】すなわち本発明は、プラスチック系基材フ
ィルムの表面上に1層以上の薄膜層が積層された多層フ
ィルムであって、該薄膜層のうち最外層を含む少なくと
も1層以上が実質的にアナターゼ型のTiO2微粒子
(以下、TiO2微粒子と略することもある。)を含有
するシリコーン系化合物からなることを特徴とする抗菌
性を有するフィルムを提供するものである。
【0007】アナターゼ型のTiO2は、紫外線のエネ
ルギーにより空気中の酸素や水から活性酸素と呼ばれる
物質を生成する。この活性酸素は、その強い酸化力によ
って、表面に付着した種々の有機物を分解する作用があ
るため、細菌を殺し、臭いを分解する。そのため、アナ
ターゼ型のTiO2を含有する光触媒層を形成すること
により、種々の材料に抗菌性や脱臭機能、汚れ防止機能
を付与することができる。この抗菌作用などの強弱は、
紫外線エネルギーに大きく依存するが、蛍光燈が発する
程度の紫外線量でも抗菌作用、防汚染作用や防臭効果を
発現することができる。
【0008】
【発明の実施の形態】上述の作用を発現させるために
は、薄膜層の最外層に含有されている一部又は全部のT
iO2微粒子の表面が、該最外層の表面上に露出してい
る必要がある。該TiO2微粒子の総露出面積は、最外
層表面の面積に対し、好ましくは2%以上であるのが良
く、より好ましくは10%以上であるのが良く、さらに
好ましくは60%以上であるのが良い。なお、本発明に
おいて、「TiO2微粒子の総露出面積」とは、最外層
表面においてTiO2微粒子が占有する部分(TiO2
粒子断面)の面積総計を指し、上記範囲は、TiO2
粒子が表面に露出しない場合の最外層表面面積に対する
比率である。
【0009】TiO2微粒子の粒径は本発明の作用を阻
害しないのであれば、特に制限はないが、粒径が大きい
方が表面層に露出させやすい反面、大きすぎると脱落し
やすくなり、粒径がある程度小さい方が露出表面積を増
大させ易いため、TiO2微粒子の平均粒径は、該微粒
子を含有する薄膜層の厚みの1/100〜10倍である
のが好ましく、より好ましくは1/50〜5倍であるの
が良く、さらに好ましくは1/20〜3倍であるのが良
い。
【0010】薄膜層中のTiO2微粒子の含有量は、マ
トリクスの樹脂成分に混合後、成膜が可能であり、成膜
後上記好ましい総露出面積を満たす範囲であれば特に限
定されず、適宜定めれば良い。
【0011】また、TiO2微粒子はその強い有機物分
解作用により、該微粒子を含有する薄膜層のマトリック
スを形成する樹脂材料を分解してしまう可能性があるた
めに、該樹脂材料はこの分解作用に対する耐性のあるも
のが必要となる。このためにTiO2微粒子を含有する
薄膜層のマトリックスを構成する樹脂材料としては、シ
リコーン系化合物が好ましいが、テトラアルコキシチタ
ンの縮合物やその共重合物など、光触媒作用で分解され
ないものであれば特に限定されない。
【0012】さらに、TiO2微粒子によりプラスチッ
ク系基材フィルムそのものが光分解される可能性がある
ため、プラスチック系基材フィルムと、TiO2微粒子
を含有する層との間に1層以上のTiO2微粒子を含有
しない層を介在するのが好ましい。該TiO2微粒子を
含有しない層は、TiO2微粒子を含有する層と同じく
触媒作用で分解されない材料で形成されていれば特に限
定されないが、好ましくはシリコーン系化合物からなる
薄膜層であるのが良い。
【0013】TiO2微粒子の含有の有無に関わらず、
これら薄膜層を構成する素材としてシリコーン系化合物
を使用する場合は、その共重合物も用いることが可能で
あるが、その場合は光分解を微量に抑えるために主鎖結
合を構成する化学結合の内、シロキサン結合の割合を5
0%以上にすることが好ましく、より好ましくは80%
以上である。
【0014】プラスチック系基材フィルムを構成する材
料は特に限定されないが、ポリエステル、ナイロン、ポ
リプロピレン、ポリエチレン、ピリアクリロニトリル、
ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニ
ル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリエチレン
ナフタレート、セロファン、アイオノマー、ポリメチル
ペンテン、ポリメチルメタクリレート、ポリウレタン、
ポリイミド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、E
VOH、PEEK、PEI等やそれらの共重合物やブレ
ンド品が使用でき、プラスチック系基材フィルムは通常
一般の方法で形成されたものであって良い。
【0015】プラスチック系基材フィルムの表面に薄膜
層を形成する方法としては、薄膜層を構成する材料を溶
解・混合分散して、ロール等による塗布、吹き付け、デ
ィッピングなどにより、順次形成すれば良く、別途多層
のあるいは一層毎のフィルム状に形成した薄膜層を一括
してあるいは順次、基材フィルムと貼り合わせることも
可能である。
【0016】また薄膜層の積層に先立ち、密着強度など
の表面特性を向上させるために、基材フィルムあるいは
各薄膜層の表面をコロナ処理、プラズマ処理、グロー放
電処理することや、ポリウレタン系・ポリエチレンイミ
ン系・ポリブタジエン系・官能基含有アクリル系による
プライマー層の形成、シランカップリング剤による処
理、アルカリ性溶液による処理などの活性化処理を必要
に応じて実施することができる。
【0017】また、本発明の抗菌性を有するフィルム
は、上述の構成の他にプラスチック系基材フィルムとT
iO2微粒子を含有する層との間等に、必要に応じ着色
層等の他の機能を有する層を形成してもよい。
【0018】次に試験例および実施例を用いて本発明の
効果をさらに具体的に説明する。なお、本発明はこれら
実施例に限定されるものではない。 試験例 試験例1 シャーレに下記の菌を含む液(約5×105個/ml)
を20ml入れ、5.5×5.5cmの実施例1および
比較例1のフィルムをその液中に沈めた。そのまま、温
度37℃で保温し、所定の照度(500ルクスまたは1
000ルクス)に調節した蛍光燈(白色光)を24時間
照射(紫外線照射にあたる)した後、生菌数を標準寒天
培地を用いたプレート法で測定した。試験結果を表1に
示す。 (菌種) ・大腸菌(Escherichia coli) ・黄色ブドウ球菌(Staphylococcus a
ureus)
【0019】
【表1】蛍光燈照射時の24時間後の生菌数。(初期値
は約5×105個/ml)
【0020】表1より、TiO2微粒子を含有する層を
有する実施例1のフィルムは、蛍光燈照射により、生菌
数が大きく減少し、特に光照射量が大きい程抗菌効果が
大きいことが分かる。比較例1のフィルムは、抗菌性の
効果が認められなかった。なお、実施例2のフィルムに
ついても同様の試験を行ったところ、実施例1と同様の
結果が得られた。
【0021】試験例2 試験例1と同様に、シャーレ中の菌を含む液に沈めた実
施例1および比較例1のフィルムを、そのまま屋外で7
時間放置し(温度15〜25℃、照度3200〜170
00ルクス)、生菌数を標準寒天培地を用いたプレート
法で測定した。試験結果を表2に示す。
【0022】
【表2】屋外放置時の7時間後の生菌数。(初期値は約
5×105個/ml)
【0023】表1より、屋外であっても、TiO2微粒
子を含有する層を有する実施例1のフィルムは、生菌数
が大きく減少することがわかる。これに対し、比較例1
のフィルムは、抗菌性の効果が認められなかった。な
お、実施例2のフィルムについても同様の試験を行った
ところ、実施例1と同様の結果が得られた。
【0024】試験例3 実施例1、2と比較例1のフィルムを使用し、6ケ月間
室内に放置しその防汚染効果を色相で確認した。その結
果、実施例1のフィルムは特に変化はなく、耐久性のあ
ることが確認されたが、比較例1のフィルム表面はその
変色度合いが激しいことから、防汚染性はTiO2を含
む実施例1のフィルムの方が優れていることが確認され
た。実施例2のフィルムは、実施例1のフィルムに比較
して、薄膜層が脱落しやすく、光分解作用により基材フ
ィルムの表面が劣化していることがわかった。
【0025】
【実施例】
実施例1 シリコーン系化合物をトルエン/メタノール混合系溶媒
に、濃度25重量%になるよう溶解した。(A液)。次
にA液にアナターゼ型TiO2微粒子(テイカ(株)
製、商品名:ST−157A、粒径 約0.2〜1μ
m)をA液に対し20重量%濃度になるように添加し、
混合分散させた(B液)。まず、A液を表面がコロナ処
理されたポリエステルフィルム(二村化学(株)製、商
品名:FE2001、厚み12μm)上に層厚み(乾燥
時)が1μm程度になるように塗布し乾燥してTiO2
微粒子を含有しない薄膜層を形成した。次に該薄膜層上
に、B液を層厚み(乾燥時)が2μm程度になるように
塗布し乾燥してTiO2微粒子を含有する薄膜層を形成
し、実施例1とした。得られたフィルムの表面は、面積
比で約70%がTiO2微粒子で覆われていた。
【0026】実施例2 表面がコロナ処理されたポリエステルフィルム(二村化
学(株)製、商品名:FE2001、厚み12μm)上
に、B液を層厚み(乾燥時)が2μm程度になるように
塗布し乾燥してTiO2微粒子を含有する薄膜層を形成
し、実施例2とした。
【0027】比較例1 B液にTiO2微粒子を添加しないこと以外は、実施例
1と同じ条件でフィルムを作成した。
【0028】
【発明の効果】本発明の抗菌性を有するフィルムは、ア
ナターゼ型光触媒作用により抗菌性をはじめ、防汚染
性、防臭性などの機能を、プラスチック系基材フィルム
の物性を維持したまま長期に渡って実現することができ
るため、食品包装用をはじめ電気製品や建築資材、サニ
タリー製品などの表面保護フィルムなど広範囲への応用
が可能である。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 プラスチック系基材フィルムの表面上に
    1層以上の薄膜層が積層された多層フィルムであって、
    該薄膜層のうち最外層を含む少なくとも1層以上が実質
    的にアナターゼ型のTiO2微粒子を含有するシリコー
    ン系化合物からなることを特徴とする抗菌性を有するフ
    ィルム。
  2. 【請求項2】アナターゼ型のTiO2微粒子を含有する
    最外層において、一部又は全部のTiO2微粒子の表面
    が、該最外層の表面上に露出しており、最外層表面の面
    積に対し該TiO2微粒子の総露出面積が2%以上であ
    ることを特徴とする請求項1記載の抗菌性を有するフィ
    ルム。
  3. 【請求項3】プラスチック系基材フィルムと、実質的に
    アナターゼ型のTiO2微粒子を含有する層との間に1
    層以上のTiO2微粒子を含有しないシリコーン系化合
    物の薄膜層が介在することを特徴とする請求項1または
    2記載の抗菌性を有するフィルム。
  4. 【請求項4】シリコーン系化合物を構成する主鎖結合の
    内、シロキサン結合の割合が50%以上であることを特
    徴とする請求項1乃至3のいずれか一項記載の抗菌性を
    有するフィルム。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001128891A (ja) * 1999-08-24 2001-05-15 Toto Ltd 防汚性を備えた便座
JP2002060689A (ja) * 2000-08-21 2002-02-26 Nihon Yamamura Glass Co Ltd 光触媒を固定する方法および組成物

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