JPWO2017168893A1 - カビ繁殖抑制部材 - Google Patents
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Abstract
表面に、開口部の径Dが1μm以上100μm以下、深さHが1μm以上50μm以下である凹部が複数配置されてなる凹部群を備え、隣接する前記凹部間の距離Pが、前記開口部の径Dの0.1倍以上10倍以下である、カビ繁殖抑制部材。
Description
本開示の実施形態は、カビ繁殖抑制部材に関するものである。
浴室やキッチン等の水回り設備や、収納スペース等の通気性の悪い場所では、カビが繁殖しやすく、衛生上の観点等からカビの繁殖の抑制が求められる。従来、カビの繁殖を抑制するためには、防カビ剤を用いた方法が提案されている。例えば特許文献1には、防カビ剤を塗布することにより当該塗布した箇所のカビの繁殖を抑制する方法が記載されている。また、特許文献2には、合成樹脂に抗菌・防カビ剤を含有させた抗菌・防カビ層を最外層に有する積層体が記載されている。
また、例えば特許文献3には、室内空間のような微弱光下においても、高い防汚性と高い抗菌性及び抗ウイルス性とを両立させることを目的とした材料として、撥水性樹脂バインダーと、光触媒材料と、亜酸化銅とを含有し、前記光触媒材料と前記亜酸化銅とが複合化している撥水性光触媒組成物及びその塗膜が開示されている。
また、超疎水性の表面を有する物品が検討されている。例えば、特許文献4には、基板の面上に特定の隆起構造を備え、当該表面が超疎水性である、抗菌性表面を有する物品が開示されている。
上述の特許文献1〜3のように、従来、抗菌剤等を用いることにより、各種物品に抗菌性が付与されてきた。また、特許文献4のように、表面を超疎水性とするためには、特殊な材料を用いる必要があった。
このような状況下、本発明者らは、抗菌性を付与するための手段として、抗菌剤を用いる方法とは別の手段を検討した結果、物品の表面に特定の凹部群を設けることにより、優れたカビ繁殖抑制効果が発揮され得ることを見出した。
このような状況下、本発明者らは、抗菌性を付与するための手段として、抗菌剤を用いる方法とは別の手段を検討した結果、物品の表面に特定の凹部群を設けることにより、優れたカビ繁殖抑制効果が発揮され得ることを見出した。
本開示のカビ繁殖抑制部材は、かかる知見に基づいて完成されたものであり、優れたカビ繁殖抑制効果を有するカビ繁殖抑制部材を提供することを目的とする。
本開示の1実施形態は、表面に、開口部の径Dが1μm以上100μm以下、深さHが1μm以上50μm以下である凹部が複数配置されてなる凹部群を備え、
隣接する前記凹部間の距離Pが、前記開口部の径Dの0.1倍以上10倍以下である、カビ繁殖抑制部材を提供する。
隣接する前記凹部間の距離Pが、前記開口部の径Dの0.1倍以上10倍以下である、カビ繁殖抑制部材を提供する。
本開示の1実施形態においては、前記凹部は、凹部の開口部の径Dに対する凹部の深さHの比(H/D)が、0.1以上2以下であるカビ繁殖抑制部材を提供する。
本開示の1実施形態においては、前記凹部群を備える表面における水の接触角が、θ/2法で、0度以上150度以下であるカビ繁殖抑制部材を提供する。
本開示の1実施形態においては、前記凹部群を備える表面とは異なる面側に、更に支持体が積層されてなるカビ繁殖抑制部材を提供する。
本開示の実施形態は、優れたカビ繁殖抑制効果を有するカビ繁殖抑制部材を提供することができる。
以下、本開示に係るカビ繁殖抑制部材について詳細に説明する。
また、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件並びにそれらの程度を特定する、例えば、「平行」、「直交」、「同一」等の用語や長さや角度の値等については、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈することとする。また、この明細書における「平面視」とは、カビ繁殖抑制部材上面に対し垂直方向から視認することを意味する。通常、カビ繁殖抑制部材の凹部群を有する面に対して垂直方向から視認することに相当する。
また、本明細書において(メタ)アクリルとは、アクリル及びメタアクリルの各々を表し、(メタ)アクリレートとは、アクリレート及びメタクリレートの各々を表し、(メタ)アクリロイルとは、アクリロイル及びメタクリロイルの各々を表す。
また、本明細書において樹脂組成物の硬化物とは、化学反応を経て又は経ないで固化したもののことをいう。
また、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件並びにそれらの程度を特定する、例えば、「平行」、「直交」、「同一」等の用語や長さや角度の値等については、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈することとする。また、この明細書における「平面視」とは、カビ繁殖抑制部材上面に対し垂直方向から視認することを意味する。通常、カビ繁殖抑制部材の凹部群を有する面に対して垂直方向から視認することに相当する。
また、本明細書において(メタ)アクリルとは、アクリル及びメタアクリルの各々を表し、(メタ)アクリレートとは、アクリレート及びメタクリレートの各々を表し、(メタ)アクリロイルとは、アクリロイル及びメタクリロイルの各々を表す。
また、本明細書において樹脂組成物の硬化物とは、化学反応を経て又は経ないで固化したもののことをいう。
本開示のカビ繁殖抑制部材は、表面に、開口部の径Dが1μm以上100μm以下、深さHが1μm以上50μm以下である凹部が複数配置されてなる凹部群を備え、
隣接する前記凹部間の距離Pが、前記開口部の径Dの0.1倍以上10倍以下である。
隣接する前記凹部間の距離Pが、前記開口部の径Dの0.1倍以上10倍以下である。
以下、図面を参照して本開示の一実施形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。
図1は、本開示に係るカビ繁殖抑制部材の一例を模式的に示す斜視図である。図1に例示されるカビ繁殖抑制部材10は、部材1の一方の表面に、前記所定の開口部径及び深さを有する凹部2が、前記所定の距離で複数配置されてなる凹部群3を備えるものである。
図1は、本開示に係るカビ繁殖抑制部材の一例を模式的に示す斜視図である。図1に例示されるカビ繁殖抑制部材10は、部材1の一方の表面に、前記所定の開口部径及び深さを有する凹部2が、前記所定の距離で複数配置されてなる凹部群3を備えるものである。
本開示に係るカビ繁殖抑制部材が、カビの繁殖を抑制する作用については未解明な部分もあるが、以下のように推定される。
通常、カビの胞子が、部材等に付着すると、発芽して菌糸を発生する。菌糸は、通常直径1〜10μm程度の太さの糸状の構造を有し、部材表面を分枝しながら先端成長によって伸長する。菌糸が十分に成長すると、多数ある先端のうち、一部の先端が生殖にかかわる構造、即ち胞子嚢柄や分生子柄を形成する。そして、当該構造から胞子が形成されて、カビが増殖する。
カビの発育には、水と酸素が必要である。通常の部材において、湿度が高い状況下で水滴が形成されると、ミリメートルオーダーの大きな水滴が付着する。
それに対して、特定の凹部群を表面に有する本開示のカビ繁殖抑制部材の場合、開口部の径Dが1μm以上100μm以下、深さHが1μm以上50μm以下である前記凹部が、隣接する前記凹部間の距離Pが前記開口部の径Dの0.1倍以上10倍以下で配置されていることから、湿度が高く水滴が形成される条件下でも、水滴が大きく成長する前に、各凹部に水分が入り込み、ミリメートルオーダーの大きな水滴が部材表面に付着することが抑制される。
本開示のカビ繁殖抑制部材の凹部群に付着した胞子は、発芽して菌糸を発生するものの、表面に大きな水滴が付着していないために、本開示のカビ繁殖抑制部材におけるカビ抵抗性試験後のカビ繁殖抑制部材表面の顕微鏡写真(図26)に示されるように、凹部群に入り込んでいる水分を求めて伸長していくものの、凹部群に入り込んでいる水分では栄養分として不十分であり、成長を阻害され、特に菌糸の分岐が抑制される。また、本開示のカビ繁殖抑制部材は、開口部の径Dが1μm以上100μm以下、深さHが1μm以上50μm以下である凹部を表面に有することから、1μm〜3μm程度のカビの胞子が表面に存在する各凹部に入り込むと、発芽して菌糸を発生するのに十分な水分が供給されずに、発芽して菌糸を発生すること自体が抑制される。開口部径Dが胞子の大きさに対して所定の範囲で十分大きい場合には、当該凹部に複数個のカビの胞子が入り込みやすく、複数個のカビの胞子で水分を取り合って、更に発芽して菌糸を発生するのに十分な水分が供給されずに、発芽して菌糸を発生すること自体が抑制される傾向が観察された(図27)。
このように、発芽して菌糸を発生すること自体、及び菌糸の成長、特に、菌糸の分枝が抑制されるものと推定される。そのため、菌糸の先端の数が増大せず、菌糸の先端において前記生殖にかかわる構造を形成することが抑制される。このようなことから、本開示のカビ繁殖抑制部材は、カビの繁殖が抑制されると推定される。
なお、本開示のカビ繁殖抑制部材は、一般にカビの繁殖に適するとされる条件(例えば、温度20〜30度、湿度80%以上)においてもカビの繁殖を抑制する効果を発揮する。
また、従来、表面を超親水や超撥水とすることにより抗カビ効果を得ようとする技術があるが、当該表面は、少し汚染されただけで接触角が敏感に変化するため、超撥水面や超親水面を維持することは困難であった。本開示のカビ繁殖抑制部材は、上述の作用により、水の接触角によらず、カビの繁殖を抑制する効果を発揮する。
更に、従来、表面を超親水や超撥水とすることにより抗カビ効果を得ようとする技術においては、特定の隆起構造を用いる場合があったが、このような凸部構造による場合、耐擦傷性に問題が発生する場合があった。それに対して、本開示のカビ繁殖抑制部材によれば、表面に凹部群を備えた凹陥形状であるため、耐擦傷性等に優れ、表面耐久性も高いというメリットがある。
通常、カビの胞子が、部材等に付着すると、発芽して菌糸を発生する。菌糸は、通常直径1〜10μm程度の太さの糸状の構造を有し、部材表面を分枝しながら先端成長によって伸長する。菌糸が十分に成長すると、多数ある先端のうち、一部の先端が生殖にかかわる構造、即ち胞子嚢柄や分生子柄を形成する。そして、当該構造から胞子が形成されて、カビが増殖する。
カビの発育には、水と酸素が必要である。通常の部材において、湿度が高い状況下で水滴が形成されると、ミリメートルオーダーの大きな水滴が付着する。
それに対して、特定の凹部群を表面に有する本開示のカビ繁殖抑制部材の場合、開口部の径Dが1μm以上100μm以下、深さHが1μm以上50μm以下である前記凹部が、隣接する前記凹部間の距離Pが前記開口部の径Dの0.1倍以上10倍以下で配置されていることから、湿度が高く水滴が形成される条件下でも、水滴が大きく成長する前に、各凹部に水分が入り込み、ミリメートルオーダーの大きな水滴が部材表面に付着することが抑制される。
本開示のカビ繁殖抑制部材の凹部群に付着した胞子は、発芽して菌糸を発生するものの、表面に大きな水滴が付着していないために、本開示のカビ繁殖抑制部材におけるカビ抵抗性試験後のカビ繁殖抑制部材表面の顕微鏡写真(図26)に示されるように、凹部群に入り込んでいる水分を求めて伸長していくものの、凹部群に入り込んでいる水分では栄養分として不十分であり、成長を阻害され、特に菌糸の分岐が抑制される。また、本開示のカビ繁殖抑制部材は、開口部の径Dが1μm以上100μm以下、深さHが1μm以上50μm以下である凹部を表面に有することから、1μm〜3μm程度のカビの胞子が表面に存在する各凹部に入り込むと、発芽して菌糸を発生するのに十分な水分が供給されずに、発芽して菌糸を発生すること自体が抑制される。開口部径Dが胞子の大きさに対して所定の範囲で十分大きい場合には、当該凹部に複数個のカビの胞子が入り込みやすく、複数個のカビの胞子で水分を取り合って、更に発芽して菌糸を発生するのに十分な水分が供給されずに、発芽して菌糸を発生すること自体が抑制される傾向が観察された(図27)。
このように、発芽して菌糸を発生すること自体、及び菌糸の成長、特に、菌糸の分枝が抑制されるものと推定される。そのため、菌糸の先端の数が増大せず、菌糸の先端において前記生殖にかかわる構造を形成することが抑制される。このようなことから、本開示のカビ繁殖抑制部材は、カビの繁殖が抑制されると推定される。
なお、本開示のカビ繁殖抑制部材は、一般にカビの繁殖に適するとされる条件(例えば、温度20〜30度、湿度80%以上)においてもカビの繁殖を抑制する効果を発揮する。
また、従来、表面を超親水や超撥水とすることにより抗カビ効果を得ようとする技術があるが、当該表面は、少し汚染されただけで接触角が敏感に変化するため、超撥水面や超親水面を維持することは困難であった。本開示のカビ繁殖抑制部材は、上述の作用により、水の接触角によらず、カビの繁殖を抑制する効果を発揮する。
更に、従来、表面を超親水や超撥水とすることにより抗カビ効果を得ようとする技術においては、特定の隆起構造を用いる場合があったが、このような凸部構造による場合、耐擦傷性に問題が発生する場合があった。それに対して、本開示のカビ繁殖抑制部材によれば、表面に凹部群を備えた凹陥形状であるため、耐擦傷性等に優れ、表面耐久性も高いというメリットがある。
<凹部群>
本開示のカビ繁殖抑制部材の表面に備える凹部群について、更に図を参照して説明する。図2は、本開示に係るカビ繁殖抑制部材の一例を模式的に示す概略平面図である。また、図3は、図2のA−A’断面図の一例を模式的に示す、概略断面図である。
図2及び図3の例に示されるように、部材1の表面に、複数の凹部2が配置されてなる凹部群3を備えており、各凹部は、開口部の径Dが1μm以上100μm以下、深さHが1μm以上50μm以下であり、隣接する前記凹部間の距離Pが、前記開口部の径Dの0.1倍以上10倍以下となっている。
本開示のカビ繁殖抑制部材の表面に備える凹部群について、更に図を参照して説明する。図2は、本開示に係るカビ繁殖抑制部材の一例を模式的に示す概略平面図である。また、図3は、図2のA−A’断面図の一例を模式的に示す、概略断面図である。
図2及び図3の例に示されるように、部材1の表面に、複数の凹部2が配置されてなる凹部群3を備えており、各凹部は、開口部の径Dが1μm以上100μm以下、深さHが1μm以上50μm以下であり、隣接する前記凹部間の距離Pが、前記開口部の径Dの0.1倍以上10倍以下となっている。
また、図4〜図6は、本開示のカビ繁殖抑制部材の図3とは別の例を模式的に示す概略断面図である。本開示において各凹部の断面形状、凹部の最深部を通り当該凹部の深さ方向(例えば図3においては、図の上下方向)に平行な面で切断した断面形状、すなわち垂直断面形状は特に限定されず、図3の例に示されるような四角形状であってもよく、図4及び図5の例に示されるような凹部の断面が先細り形状であってもよく、図6に示されるような凹部の底部の方が開口部の面積よりも大きい形状であってもよい。
また、図7〜図8は、本開示のカビ繁殖抑制部材の図2とは別の例を示す模式的に示す概略平面図である。本開示における各凹部を平面視した場合、凹部の平面視形状は特に限定されず、図2の例に示されるような円形形状であってもよいし、図7及び図8に示されるような多角形形状であってもよい。
また、図7〜図8は、本開示のカビ繁殖抑制部材の図2とは別の例を示す模式的に示す概略平面図である。本開示における各凹部を平面視した場合、凹部の平面視形状は特に限定されず、図2の例に示されるような円形形状であってもよいし、図7及び図8に示されるような多角形形状であってもよい。
凹部の形状の具体例としては、円柱状、楕円柱状、半円柱状、三角柱状、四角柱状、六角柱等の柱状型;円錐状、楕円錐状、三角錐状、四角錐状、半球状、回転楕円体の一部、回転放物面状、釣鐘形状、鉛筆形状などの先細り形状のもの、及びこれらに近似する形状が挙げられる。本開示において複数ある凹部は、同一形状であってもよく異なる形状であってもよい。
本開示のカビ繁殖抑制部材において、前記凹部の開口部の径Dは1μm以上100μm以下である。
胞子の大きさは、1μm以上、通常2〜3μm程度のものが多い。凹部の開口部の径Dが1μm以上、更に好ましくは3μm以上であることにより、胞子が凹部に入り込んで発芽を阻害したり、菌糸の発達を阻害することができる。凹部の開口部の径Dは、より更に4μm以上であることが好ましい。
また、凹部の開口部の径Dは100μm以下であり且つ後述の凹部間距離Pとすることにより、カビ繁殖抑制部材表面にミリメートルオーダーの水滴が形成され難くなり、且つ、凹部に存在する水分量を抑制することができる。凹部の開口部の径Dは、50μm以下であることが好ましく、更に40μm以下であることが好ましく、より更に20μm以下であることが好ましく、特に10μm以下であることが好ましい。
複数ある凹部は、開口部の径Dがそれぞれ同一であってもよく、異なる開口部の径のものを有していてもよい。
ここで、前記凹部の開口部の径とは、各凹部の平面視における開口部の輪郭上の2点間の距離の最大値とする。例えば、凹部の平面視が円形となる図2の例では、凹部の開口部の径Dは円の直径となる。凹部の平面視が四角形となる図7の例では、凹部の開口部の径Dは四角形の対角線の長さとなる。凹部の平面視が四角形以外の多角形となる場合は最大の対角線長を以って開口部の径Dとする。又、凹部の平面視が楕円形となる場合は楕円の長径を以って開口部の径Dとする。前記凹部の開口部の径は、適宜断面プロファイル解析と組み合わせて、カビ繁殖抑制部材の平面視顕微鏡写真から測定することができる。
なお、本開示において、断面プロファイル解析は、例えば、レーザー顕微鏡や三次元光学プロファイラーを用いて行うことができ、より具体的には例えば、オリンパス製 LEXT OLS4100、Zygo製 ZeGageを用いて行うことができる。具体的には例えば、開口部の輪郭を決めることが困難な形状の場合、断面プロファイル解析を用い、高さ方向に切断した凹部の各断面において、図9に示すように、凹部が形成されていない部材の表面を通る線L1と、凹部の側面の接線Lxを引き、L1と凹部の側面の接線Lxとのなす角αが、5°以上で且つ最も小さい値となる接線LxとL1との交点を開口部の輪郭を形成する点とする。このようにして、各凹部の平面視における開口部の輪郭を決定し、当該開口部の輪郭上の2点間の距離の最大値を各凹部の開口部の径とすることができる。
また、本開示において、凹部群を有する面を測定する際は、図10に示すように、凹部群を有する面全体Aのうち、中央の1mm四方の領域aと、中央を通る1本目の対角線L1と当該対角線L1と直交する対角線L2とを引いたときの各対角線上において、中央から対角線端部までの中間における1mm四方の領域b、c、d、eの合計5か所の領域を用いて測定する。
また、本開示において、測定対象とするカビ繁殖抑制部材の前記凹部群を有する面が1m四方よりも大きい場合は、1m四方の大きさに切断した測定サンプルを用いて測定を行う。
胞子の大きさは、1μm以上、通常2〜3μm程度のものが多い。凹部の開口部の径Dが1μm以上、更に好ましくは3μm以上であることにより、胞子が凹部に入り込んで発芽を阻害したり、菌糸の発達を阻害することができる。凹部の開口部の径Dは、より更に4μm以上であることが好ましい。
また、凹部の開口部の径Dは100μm以下であり且つ後述の凹部間距離Pとすることにより、カビ繁殖抑制部材表面にミリメートルオーダーの水滴が形成され難くなり、且つ、凹部に存在する水分量を抑制することができる。凹部の開口部の径Dは、50μm以下であることが好ましく、更に40μm以下であることが好ましく、より更に20μm以下であることが好ましく、特に10μm以下であることが好ましい。
複数ある凹部は、開口部の径Dがそれぞれ同一であってもよく、異なる開口部の径のものを有していてもよい。
ここで、前記凹部の開口部の径とは、各凹部の平面視における開口部の輪郭上の2点間の距離の最大値とする。例えば、凹部の平面視が円形となる図2の例では、凹部の開口部の径Dは円の直径となる。凹部の平面視が四角形となる図7の例では、凹部の開口部の径Dは四角形の対角線の長さとなる。凹部の平面視が四角形以外の多角形となる場合は最大の対角線長を以って開口部の径Dとする。又、凹部の平面視が楕円形となる場合は楕円の長径を以って開口部の径Dとする。前記凹部の開口部の径は、適宜断面プロファイル解析と組み合わせて、カビ繁殖抑制部材の平面視顕微鏡写真から測定することができる。
なお、本開示において、断面プロファイル解析は、例えば、レーザー顕微鏡や三次元光学プロファイラーを用いて行うことができ、より具体的には例えば、オリンパス製 LEXT OLS4100、Zygo製 ZeGageを用いて行うことができる。具体的には例えば、開口部の輪郭を決めることが困難な形状の場合、断面プロファイル解析を用い、高さ方向に切断した凹部の各断面において、図9に示すように、凹部が形成されていない部材の表面を通る線L1と、凹部の側面の接線Lxを引き、L1と凹部の側面の接線Lxとのなす角αが、5°以上で且つ最も小さい値となる接線LxとL1との交点を開口部の輪郭を形成する点とする。このようにして、各凹部の平面視における開口部の輪郭を決定し、当該開口部の輪郭上の2点間の距離の最大値を各凹部の開口部の径とすることができる。
また、本開示において、凹部群を有する面を測定する際は、図10に示すように、凹部群を有する面全体Aのうち、中央の1mm四方の領域aと、中央を通る1本目の対角線L1と当該対角線L1と直交する対角線L2とを引いたときの各対角線上において、中央から対角線端部までの中間における1mm四方の領域b、c、d、eの合計5か所の領域を用いて測定する。
また、本開示において、測定対象とするカビ繁殖抑制部材の前記凹部群を有する面が1m四方よりも大きい場合は、1m四方の大きさに切断した測定サンプルを用いて測定を行う。
本開示のカビ繁殖抑制部材において、前記凹部の深さHは、1μm以上50μm以下である。凹部の深さHは、当該凹部の開口部が存在する表面から凹部の最深部までの距離とする。具体的には、前記断面プロファイル解析を用いて凹部の深さを測定することができる。
凹部の深さHが2μm以上、更に好ましくは4μm以上であることにより、胞子が凹部に入り込んで発芽を阻害したり、カビ繁殖抑制部材表面にミリメートルオーダーの水滴が形成され難くなる。また、凹部深さHが30μm以下であれば、カビ繁殖抑制部材表面にミリメートルオーダーの水滴が形成され難くなり、且つ、凹部に存在する水分量を抑制することができる。凹部の深さHは、更に20μm以下であることが好ましく、特に10μm以下であることが好ましい。
複数ある凹部は、深さがそれぞれ同一であってもよく、異なる深さのものを有していてもよい。
また、本開示のカビ繁殖抑制部材は、前記凹部は、凹部の開口部の径Dに対する凹部の深さHの比(H/D)が、0.1以上2以下であることが、更に0.1以上1.5以下であることが、より更に0.1以上1.2以下であることがカビの繁殖を好適に抑制する点から好ましい。
凹部の深さHが2μm以上、更に好ましくは4μm以上であることにより、胞子が凹部に入り込んで発芽を阻害したり、カビ繁殖抑制部材表面にミリメートルオーダーの水滴が形成され難くなる。また、凹部深さHが30μm以下であれば、カビ繁殖抑制部材表面にミリメートルオーダーの水滴が形成され難くなり、且つ、凹部に存在する水分量を抑制することができる。凹部の深さHは、更に20μm以下であることが好ましく、特に10μm以下であることが好ましい。
複数ある凹部は、深さがそれぞれ同一であってもよく、異なる深さのものを有していてもよい。
また、本開示のカビ繁殖抑制部材は、前記凹部は、凹部の開口部の径Dに対する凹部の深さHの比(H/D)が、0.1以上2以下であることが、更に0.1以上1.5以下であることが、より更に0.1以上1.2以下であることがカビの繁殖を好適に抑制する点から好ましい。
また、本開示のカビ繁殖抑制部材において、隣接する前記凹部間の距離Pが、前記開口部の径Dの0.1倍以上10倍以下である。なお、隣接する前記凹部間の距離Pは以下のように定義する。凹部が分布する平面領域について、各凹部の平面視形状の重心を母点として該領域をボロノイ分割した際に、ある1つの凹部のボロノイ領域に隣接するボロノイ領域に属する凹部を該凹部と隣接する凹部と定義する。そして、該隣接するボロノイ領域に含まれる凹部同士について、両凹部の開口部の外輪郭間の距離の最小値を以って、隣接する前記凹部間の距離Pと定義する。凹部が規則的に配置されている場合、その凹部間の距離Pは、凹部の繰り返し周期により規定することができる。
本開示においては、隣接する前記凹部間の距離Pが前記範囲内であることにより、カビ繁殖抑制部材表面にミリメートルオーダーの水滴が形成され難くなり、且つ、カビ繁殖抑制部材に付着した胞子又は菌糸の成長や、凹部間で成長する菌糸の分岐を阻害しやすくなり、カビの繁殖を抑制することができる。
本開示において隣接する前記凹部間の距離Pは、カビの繁殖を抑制する効果を向上させる点から、中でも前記開口部の径Dの0.6倍以上であることが好ましく、より更に1.2倍以上であることが好ましく、一方で前記開口部の径Dの5倍以下であることが好ましく、より更に3倍以下であることが好ましい。
なお、隣接する前記凹部間の距離Pは、前記凹部の開口部の径Dと同様に、必要に応じて適宜前記断面プロファイル解析と組み合わせて、カビ繁殖抑制部材の平面視顕微鏡写真から測定することができる。
また、各凹部の平面視配列は、隣接する前記凹部間の距離Pが前記開口部の径Dの0.1以上10倍以下であればよく、特に限定されない。図2、図7及び図8に示されるような規則的な配置であってもよく、隣接する前記凹部間の距離Pが前記開口部の径Dの0.1倍以上10倍以下の範囲でランダムに配置されたものであってもよい(図示せず)。
本開示においては、隣接する前記凹部間の距離Pが前記範囲内であることにより、カビ繁殖抑制部材表面にミリメートルオーダーの水滴が形成され難くなり、且つ、カビ繁殖抑制部材に付着した胞子又は菌糸の成長や、凹部間で成長する菌糸の分岐を阻害しやすくなり、カビの繁殖を抑制することができる。
本開示において隣接する前記凹部間の距離Pは、カビの繁殖を抑制する効果を向上させる点から、中でも前記開口部の径Dの0.6倍以上であることが好ましく、より更に1.2倍以上であることが好ましく、一方で前記開口部の径Dの5倍以下であることが好ましく、より更に3倍以下であることが好ましい。
なお、隣接する前記凹部間の距離Pは、前記凹部の開口部の径Dと同様に、必要に応じて適宜前記断面プロファイル解析と組み合わせて、カビ繁殖抑制部材の平面視顕微鏡写真から測定することができる。
また、各凹部の平面視配列は、隣接する前記凹部間の距離Pが前記開口部の径Dの0.1以上10倍以下であればよく、特に限定されない。図2、図7及び図8に示されるような規則的な配置であってもよく、隣接する前記凹部間の距離Pが前記開口部の径Dの0.1倍以上10倍以下の範囲でランダムに配置されたものであってもよい(図示せず)。
また、凹部群を有する領域の面積に対して、前記凹部の開口部の面積の合計が占める割合は、カビの繁殖を抑制する効果を向上させる点から、1%以上50%以下であることが好ましく、更に5%以上50%以下であることが好ましく、より更に10%以上50%以下であることが好ましい。
また、本開示に係るカビ繁殖抑制部材において、前記凹部群を有する面の平面視における単位面積当たりの前記凹部の個数は、前記開口部の径D、凹部の深さH及び隣接する前記凹部間の距離Pとの組み合わせにより適宜調整され、特に限定はされないが、カビ繁殖抑制効果が向上する点から、1万個/cm2以上であることが好ましく、5万個/cm2以上であることがより好ましく、10万個/cm2以上であることがより更に好ましく、また、1000万個/cm2以下であることが好ましく、500万個/cm2以下であることがより好ましく、200万個/cm2以下であることがより更に好ましい。
本開示のカビ繁殖抑制部材において、前記特定の凹部のない部分は、典型的には実質的に平坦面であるが、カビ繁殖抑制部材自体の表面が湾曲していたり、畝りを有していても良い。実質的に平坦面とは、前記特定の凹部の深さの下限値よりも1/100以下など、例えば傷や材料由来の微小な凹凸を有していても良いことをいう。
なお、本開示のカビ繁殖抑制部材においては、本開示の効果が得られなくならない限り、前記特定の開口部D及び深さHとは異なる凹部が、表面の一部に含まれていても良い。また、本開示のカビ繁殖抑制部材においては、本開示の効果が得られなくならない限り、前記特定の凹部又は異なる凹部が、前記特定の隣接凹部間距離Pとは異なる距離で配置されていても良い。
本開示のカビ繁殖抑制部材においては、前記特定の開口部D及び深さHを有する凹部が、前記特定の隣接凹部間距離Pで複数配置されている面積が、凹部が配置されている全面積に対して70%以上であることが好ましく、更に80%以上であることが好ましく、より更に90%以上であることが好ましい。
本開示のカビ繁殖抑制部材においては、前記特定の開口部D及び深さHを有する凹部が、前記特定の隣接凹部間距離Pで複数配置されている面積が、凹部が配置されている全面積に対して70%以上であることが好ましく、更に80%以上であることが好ましく、より更に90%以上であることが好ましい。
<部材>
次いで、前記凹部群を表面に備える部材について説明する。本開示に係るカビ繁殖抑制部材は、例えば、図3〜図6の模式断面図に示すように前記凹部群が、単層の部材の表面に設けられたものであっても良い。また、図11は、本開示のカビ繁殖抑制部材の別の例を模式的に示す概略断面図である。本開示のカビ繁殖抑制部材10としては、図11のように、凹部2を構成する貫通孔を複数有する部材5と凹部2の底部を構成する部材6と2層以上からなる多層構造を有する部材1を用いても良い。前記凹部を構成する貫通孔を有する部材5自体が多層からなるものであってもよい。
次いで、前記凹部群を表面に備える部材について説明する。本開示に係るカビ繁殖抑制部材は、例えば、図3〜図6の模式断面図に示すように前記凹部群が、単層の部材の表面に設けられたものであっても良い。また、図11は、本開示のカビ繁殖抑制部材の別の例を模式的に示す概略断面図である。本開示のカビ繁殖抑制部材10としては、図11のように、凹部2を構成する貫通孔を複数有する部材5と凹部2の底部を構成する部材6と2層以上からなる多層構造を有する部材1を用いても良い。前記凹部を構成する貫通孔を有する部材5自体が多層からなるものであってもよい。
前記部材の材料としては、凹部を形成することができる材料であれば特に限定はされず、用途に応じて適宜選択することができ、透明材料であっても、不透明材料であってもよい。前記部材の材料としては、各種樹脂組成物、ソーダ硝子、カリ硝子、無アルカリガラス、鉛ガラス等の硝子、ジルコン酸チタン酸鉛ランタン(PLZT)等のセラミックス、石英、蛍石、各種金属酸化物等の無機材料、銀、銅、鉄等の金属及びこれらの合金、並びに、これらの材料の組み合わせが挙げられる。
前記部材の材料として、樹脂組成物の硬化物からなるものであることが、凹部群を形成し易く、且つ、凹部群の形状をより長期間に渡り保持できる点から好ましい。前記樹脂組成物は、少なくとも樹脂を含み、必要に応じて重合開始剤等その他の成分を含有する。また、本開示においては、前記凹部群を樹脂組成物の硬化物からなるものとすることにより、当該樹脂組成物の組成を適宜調整することにより、凹部群を賦型により形成する際の賦型性を向上したり、各種添加剤を含有させて、更にカビ繁殖抑制効果を向上することが容易にできる。さらに、各種添加剤と前記凹部群との組み合わせにおいて、十分な抗カビ効果を得るための添加剤を減量できるという効果が期待できる。なお、本開示のカビ繁殖抑制部材は、抗菌剤を含有しなくても、良好なカビ繁殖抑制効果を得ることができる。
また、前記樹脂組成物に各種添加剤を含有させた場合であっても、樹脂や重合開始剤の種類及び含有量を調整することにより、当該樹脂組成物を硬化させるための温度、時間等の硬化条件を、凹部群が変質しない範囲となるように調整することができる。
また、前記樹脂組成物に各種添加剤を含有させた場合であっても、樹脂や重合開始剤の種類及び含有量を調整することにより、当該樹脂組成物を硬化させるための温度、時間等の硬化条件を、凹部群が変質しない範囲となるように調整することができる。
前記樹脂としては、特に限定されないが、例えば、(メタ)アクリレート系、エポキシ系、ポリエステル系等の電離放射線硬化性樹脂、メラミン系、フェノール系、ポリエステル系、(メタ)アクリレート系、ウレタン系、尿素系、エポキシ系、ポリシロキサン系等の熱硬化性樹脂、ポリアミド系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、(メタ)アクリレート系、ポリエステル系、ポリカーボネート系、ポリエチレン系、ポリプロピレン系、ポリスチレン系等の熱可塑性樹脂等が挙げられる。なお、電離放射線とは、分子を重合させて硬化させ得るエネルギーを有する電磁波または荷電粒子を意味し、例えば、すべての紫外線(UV−A、UV−B、UV−C)、可視光線、ガンマー線、X線、電子線等が挙げられる。電離放射線硬化性樹脂は、分子中にラジカル重合性及び/又はカチオン重合性結合を有する単量体、低重合度の重合体、反応性重合体を適宜混合したものであり、重合開始剤によって硬化されるものである。
前記樹脂組成物としては、中でも凹部の成形性及び機械的強度に優れる点から、電離放射線硬化性樹脂を含む電離放射線硬化性樹脂組成物及び熱硬化性樹脂を含む熱硬化性樹脂組成物が好ましい。
また、前記樹脂組成物は、(メタ)アクリレート系樹脂を含有することが好ましい。(メタ)アクリレート系樹脂が滅菌ガスを発生し得ることから、抗菌性を向上することができる。
前記樹脂組成物としては、中でも凹部の成形性及び機械的強度に優れる点から、電離放射線硬化性樹脂を含む電離放射線硬化性樹脂組成物及び熱硬化性樹脂を含む熱硬化性樹脂組成物が好ましい。
また、前記樹脂組成物は、(メタ)アクリレート系樹脂を含有することが好ましい。(メタ)アクリレート系樹脂が滅菌ガスを発生し得ることから、抗菌性を向上することができる。
(電離放射線硬化性樹脂組成物)
凹部の成形性、機械的強度及び耐擦傷性に優れる点から好適に用いられる電離放射線硬化性樹脂の中で、特に好ましく用いられる(メタ)アクリレートを含む電離放射線硬化性樹脂組成物を例にとって、以下具体的に説明する。
凹部の成形性、機械的強度及び耐擦傷性に優れる点から好適に用いられる電離放射線硬化性樹脂の中で、特に好ましく用いられる(メタ)アクリレートを含む電離放射線硬化性樹脂組成物を例にとって、以下具体的に説明する。
(メタ)アクリレートは、(メタ)アクリロイル基を1分子中に1個有する単官能(メタ)アクリレートであっても、(メタ)アクリロイル基を1分子中に2個以上有する多官能アクリレートであってもよく、単官能(メタ)アクリレートと多官能(メタ)アクリレートとを併用するものであってもよい。
多官能アクリレートの具体例としては、例えば、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレンジ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、テトラブロモビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールSジ(メタ)アクリレート、ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、フタル酸ジ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、トリス(アクリロキシエチル)イソシアヌレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ウレタントリ(メタ)アクリレート、エステルトリ(メタ)アクリレート、ウレタンヘキサ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
前記多官能(メタ)アクリレートの含有量は、前記電離放射線硬化性樹脂組成物の全固形分に対して、40質量%以上99.9質量%以下であることが好ましく、50質量%以上99.5質量%以下であることが好ましい。後述する単官能(メタ)アクリレートと併用する場合には、固形分に対して、40質量%以上98.9質量%以下であることが好ましく、50質量%以上96.5質量%以下であることが好ましい。なお本開示において固形分とは、溶剤を除いたすべての成分を表す。
単官能(メタ)アクリレートの具体例としては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、アリル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、ブトキシエチレングリコール(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、グリセロール(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、イソボニル(メタ)アクリレート、イソデキシル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、2−メトキシエチル(メタ)アクリレート、メトキシエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、ビフェニロキシエチルアクリレート、ビスフェノールAジグリシジル(メタ)アクリレート、ビフェニリロキシエチル(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性ビフェニリロキシエチル(メタ)アクリレート、ビスフェノールAエポキシ(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらの単官能(メタ)アクリル酸エステルは、1種単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
単官能(メタ)アクリレートを用いる場合の単官能(メタ)アクリレートの含有量は、前記電離放射線硬化性樹脂組成物の全固形分に対して、1質量%以上30質量%以下であることが好ましく、3質量%以上15質量%以下であることがより好ましい。
上記(メタ)アクリレートの硬化反応を開始又は促進させるために、必要に応じて光重合開始剤を適宜選択して用いても良い。光重合開始剤の具体例としては、例えば、(メタ)アクリレート系のようなラジカル重合型の電離放射線硬化性樹脂の場合には、ビスアシルフォスフィノキサイド、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−ケトン、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド、フェニルビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フォスフィンオキサイド、フェニル(2,4,6−トリメチルベンゾイル)ホスフィン酸エチル等が挙げられる。又、エポキシ系のようなカチオン重合型の電離放射線硬化性樹脂の場合には、芳香族ヨードニウム塩、メタロセン系化合物等が挙げられる。これらは、単独あるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。
光重合開始剤を用いる場合、当該光重合開始剤の含有量は、通常、前記電離放射線硬化性樹脂組成物の全固形分に対して0.1質量%以上10質量%以下であることが好ましく、0.5質量%以上5質量%以下であることがより好ましい。
前記電離放射線硬化性樹脂組成物は、本開示の効果を損なわない範囲で、更にその他の成分を含有してもよい。その他の成分としては、例えば、濡れ性調整のための界面活性剤、フッ素系化合物、シリコーン系化合物の他、安定化剤、消泡剤、撥(はじ)き防止剤、酸化防止剤、凝集防止剤、粘度調整剤、離型剤等が挙げられる。
また、前記凹部群を表面に備える部材の表面に、更に表面処理が施されていても良い。例えば、濡れ性調整のために、凹部群を備える表面に、フッ素系化合物、シリコーン系化合物等の蒸着膜を有していても良い。
本開示のカビ繁殖抑制部材は、任意の形状であってよいが、典型的には、シート状の部材の一方の表面全体に凹部群を有するものが挙げられ、シート状の部材の両面全体に凹部群を有するものであってもよいし、一方の表面の一部に凹部群を有するものであってもよい。また、本開示に係るカビ繁殖抑制部材は、所定形状に成形された成形体である場合において、表面全体に凹部群を有するものであってもよいし、表面の一部に凹部群を有するものであってもよい。なお、ここでシート状とは、巻き取り可能に曲がるもの、巻き取れるほどには曲がらないが負荷をかけることによって湾曲するもの、完全に曲がらないもの、のいずれであってもよい。
(支持体)
本開示に係るカビ繁殖抑制部材10は、図12に示されるように、前記凹部群3を備える表面7とは異なる面8側に、更に支持体11が積層されてなる構造を有していても良い。本開示に用いられる支持体は、用途に応じて適宜選択することができ、透明支持体であっても、不透明支持体であってもよく、特に限定されない。前記透明支持体の材料としては、例えば、トリアセチルセルロース等のアセチルセルロース系樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル系樹脂、ポリエチレンやポリメチルペンテン等のオレフィン系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエーテルサルホンやポリカーボネート、ポリスルホン、ポリエーテル、ポリエーテルケトン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、シクロオレフィンポリマー、シクロオレフィンコポリマー等の樹脂、ソーダ硝子、カリ硝子、無アルカリガラス、鉛ガラス等の硝子、ジルコン酸チタン酸鉛ランタン(PLZT)等のセラミックス、石英、蛍石等の透明無機材料等が挙げられる。前記不透明支持体の材料としては、例えば、必要に応じて顔料、染料等の着色剤を含んだ紙、布帛、木材、陶磁器、金属、石材及びこれらの2種以上を積層、混合等により複合した複合材料、並びにこれらと前記透明支持体の材料との複合材料等が挙げられる。
また、支持体の材料としては、例えば、前述した樹脂組成物であっても良い。
また、前記支持体は、シートであってもフィルムであってもよく、また、巻き取れるもの、巻き取れるほどには曲がらないが負荷をかけることによって湾曲するもの、完全に曲がらないもののいずれであってもよい。基材の厚みは、用途に応じて適宜選択することができ、特に限定されないが、通常10μm以上5000μm以下である。
本開示に係るカビ繁殖抑制部材10は、図12に示されるように、前記凹部群3を備える表面7とは異なる面8側に、更に支持体11が積層されてなる構造を有していても良い。本開示に用いられる支持体は、用途に応じて適宜選択することができ、透明支持体であっても、不透明支持体であってもよく、特に限定されない。前記透明支持体の材料としては、例えば、トリアセチルセルロース等のアセチルセルロース系樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル系樹脂、ポリエチレンやポリメチルペンテン等のオレフィン系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエーテルサルホンやポリカーボネート、ポリスルホン、ポリエーテル、ポリエーテルケトン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、シクロオレフィンポリマー、シクロオレフィンコポリマー等の樹脂、ソーダ硝子、カリ硝子、無アルカリガラス、鉛ガラス等の硝子、ジルコン酸チタン酸鉛ランタン(PLZT)等のセラミックス、石英、蛍石等の透明無機材料等が挙げられる。前記不透明支持体の材料としては、例えば、必要に応じて顔料、染料等の着色剤を含んだ紙、布帛、木材、陶磁器、金属、石材及びこれらの2種以上を積層、混合等により複合した複合材料、並びにこれらと前記透明支持体の材料との複合材料等が挙げられる。
また、支持体の材料としては、例えば、前述した樹脂組成物であっても良い。
また、前記支持体は、シートであってもフィルムであってもよく、また、巻き取れるもの、巻き取れるほどには曲がらないが負荷をかけることによって湾曲するもの、完全に曲がらないもののいずれであってもよい。基材の厚みは、用途に応じて適宜選択することができ、特に限定されないが、通常10μm以上5000μm以下である。
本開示に係るカビ繁殖抑制部材に用いられる支持体の構成は、単一の層からなる構成に限られるものではなく、複数の層が積層された構成を有してもよいし、成形体であっても良い。複数の層が積層された構成を有する場合は、同一組成の層が積層されてもよく、また、異なった組成を有する複数の層が積層されてもよい。また、例えば、凹部群を備える部材と当該支持体との密着性を向上させ、ひいては耐摩耗性(耐傷性)を向上させるためのプライマー層を支持体上に形成してもよい。
本開示に係るカビ繁殖抑制部材を、例えば保護フィルム等のような透明部材として用いる場合には、前記部材としては透明部材を用いることが好ましい。また、本開示に係るカビ繁殖抑制部材を、後から貼り付ける態様において用いる場合に、意匠性を妨げないようにするためにも、前記部材としては透明部材を用いることが好ましい。
また、本開示に係るカビ繁殖抑制部材を、ガラス部分へ設置する場合は、ポリエチレンテレフタレート(PET)等のポリエステル系樹脂基材を用いることが、ガラス破損時の耐飛散性を付与する点から好ましい。
また、本開示に係るカビ繁殖抑制部材を、ガラス部分へ設置する場合は、ポリエチレンテレフタレート(PET)等のポリエステル系樹脂基材を用いることが、ガラス破損時の耐飛散性を付与する点から好ましい。
また、本開示に係るカビ繁殖抑制部材は、接着層との積層体であっても良い。接着層は、典型的には、前記凹部群を有しない面側に位置する。本開示に係るカビ繁殖抑制部材が接着層を有する場合、当該接着層は、本開示に係るカビ繁殖抑制部材を別の物品等に貼り付けるために、最表面又は後述する剥離可能な保護フィルム下に位置するものであっても良いし、本開示に係るカビ繁殖抑制部材が2層以上の層構成を有する場合には、各層間を接着するために層間に位置するものであっても良い。
なお、前記接着層の材料としては、公知の接着剤を用いることができ、特に限定はされない。
なお、前記接着層の材料としては、公知の接着剤を用いることができ、特に限定はされない。
本開示に係るカビ繁殖抑制部材は、少なくとも一部の表面に剥離可能な保護フィルムを有するものであっても良い。本開示に係るカビ繁殖抑制部材は、少なくとも一部の表面に剥離可能な保護フィルムを仮接着した状態で保管、搬送、売買、後加工又は施工を行い、適時、該保護フィルムを剥離除去する形態とすることもできる。
本開示に係るカビ繁殖抑制部材は、特に限定はされないが、用途に応じて、可視領域における全光線透過率を80%以上とすることができる。前記透過率が前記下限値以上であることにより、本開示に係るカビ繁殖抑制部材を他の物品に貼り付けて用いる態様において、下地の意匠性の損傷を抑制することができ、また、視認性に優れるものとすることができる。前記透過率は、JIS K7361−1(プラスチック−透明材料の全光線透過率の試験方法)により測定することができる。
また、本開示に係るカビ繁殖抑制部材の凹部群を備えた表面における水の静的接触角は特に限定されないが、前記凹部群を有する面における水の接触角が、θ/2法で0度以上150度以下である場合が挙げられ、θ/2法で10度超過120度未満である場合が好ましい。また、本開示に係るカビ繁殖抑制部材は、中でも、前記凹部群を有する面における水の接触角が、θ/2法で、好ましくは20度以上115度以下、より好ましくは45度以上115度以下、より更に好ましくは70度以上115度以下であることが、カビ繁殖抑制性と賦形性の両立の点から好ましい。
なお、一般に、水の接触角が、θ/2法で、10度超過120度未満であると、水が表面に残留しやすく、カビが繁殖しやすいという問題があったが、本開示に係るカビ繁殖抑制部材は、前記凹部群を有する面における水の接触角が、θ/2法で、10度超過120度未満であっても好適にカビの繁殖を抑制することができる。
なお、本開示において水の静的接触角は、測定対象物の表面に1.0μLの純水を滴下し、着滴1秒後に、滴下した液滴の左右端点と頂点を結ぶ直線の、固体表面に対する角度から接触角を算出するθ/2法に従って測定した接触角とする。測定装置としては、例えば、協和界面科学社製 接触角計DM 500を用いることができる。
なお、一般に、水の接触角が、θ/2法で、10度超過120度未満であると、水が表面に残留しやすく、カビが繁殖しやすいという問題があったが、本開示に係るカビ繁殖抑制部材は、前記凹部群を有する面における水の接触角が、θ/2法で、10度超過120度未満であっても好適にカビの繁殖を抑制することができる。
なお、本開示において水の静的接触角は、測定対象物の表面に1.0μLの純水を滴下し、着滴1秒後に、滴下した液滴の左右端点と頂点を結ぶ直線の、固体表面に対する角度から接触角を算出するθ/2法に従って測定した接触角とする。測定装置としては、例えば、協和界面科学社製 接触角計DM 500を用いることができる。
また、本開示に係るカビ繁殖抑制部材の前記凹部群を有する面における鉛筆硬度は、特に限定はされないが、カビ繁殖抑制部材の機械的強度や耐擦傷性に優れる点から、H以上であることが好ましく、2H以上であることがより好ましい。なお、前記鉛筆硬度は、測定サンプルを温度25℃、相対湿度60%の条件で2時間調湿した後、JIS−S−6006が規定する試験用鉛筆を用いて、JIS K5600−5−4(1999)に規定する鉛筆硬度試験(0.98N荷重)を、測定サンプルの前記凹部群を有する面に行い、傷がつかない最も高い鉛筆硬度を評価することにより行うことができる。測定においては、例えば東洋精機(株)製 鉛筆引っかき塗膜硬さ試験機を用いることができる。
(カビ繁殖抑制部材の製造方法)
カビ繁殖抑制部材の製造方法は、前述したような本開示に係るカビ繁殖抑制部材を製造することができる方法であれば特に限定はされない。前記表面に凹部群を備える部材の材料に応じて適宜選択される。例えば、凹部群形成用原版の凹凸形状を賦型する方法、フォトリソグラフィ法、バイト切削法、及びこれらの組み合わせ等が挙げられ、中でも、凹部群を成形し易い点から、凹部群形成用原版の凹凸形状を賦型する方法、フォトリソグラフィ法及びこれらの組み合わせが好ましい。
フォトリソグラフィ法により本開示のカビ繁殖抑制部材を製造する方法としては、例えば、凹部層形成用樹脂組成物の塗膜をパターン露光し、現像して、所望のパターンを形成した後、必要に応じてエッチングを行う方法等が挙げられる。前記パターン露光は、凹部群の平面視形状に対応するパターンとなるように露光すればよく、例えば、フォトマスクを介して露光する方法、レーザー描画法等、一般的な方法を用いることができる。
凹部群形成用原版の凹凸形状を賦型することにより本開示のカビ繁殖抑制部材を製造する方法としては、例えば、本開示に係るカビ繁殖抑制部材の所望の凹部群の形状を反転した凹凸形状を有する面を備えた凹部群形成用原版を準備し、一方で、支持体上に、凹部層形成用の樹脂組成物を塗布し、前記凹部群形成用原版の当該凹凸形状を有する面を、前記樹脂組成物の塗膜表面に押圧し、該樹脂組成物を硬化させ、前記凹部群形成用原版から剥離し、所望の凹部群を賦型により形成する方法等が挙げられる。前記樹脂組成物を硬化させる方法は、該樹脂組成物の種類等に応じて適宜選択することができる。
また、表面に凹部群を備える部材の材料として硬化性樹脂組成物ではなく、熱可塑性樹脂を用いる場合には、熱可塑性樹脂の軟化温度に合わせて適宜選択した温度で加熱して、凹部群形成用原版の当該凹凸形状を有する面を、前記熱可塑性樹脂表面に押圧して凹部群を賦型し、冷却して固定化することにより、熱可塑性樹脂表面に所望の凹部群を賦型により形成する方法等が挙げられる。
なお、凹部群形成用原版の凹凸形状とは、多数の凸部が形成されたものであり、所望の凹部群の形状が反転した形状である。
カビ繁殖抑制部材の製造方法は、前述したような本開示に係るカビ繁殖抑制部材を製造することができる方法であれば特に限定はされない。前記表面に凹部群を備える部材の材料に応じて適宜選択される。例えば、凹部群形成用原版の凹凸形状を賦型する方法、フォトリソグラフィ法、バイト切削法、及びこれらの組み合わせ等が挙げられ、中でも、凹部群を成形し易い点から、凹部群形成用原版の凹凸形状を賦型する方法、フォトリソグラフィ法及びこれらの組み合わせが好ましい。
フォトリソグラフィ法により本開示のカビ繁殖抑制部材を製造する方法としては、例えば、凹部層形成用樹脂組成物の塗膜をパターン露光し、現像して、所望のパターンを形成した後、必要に応じてエッチングを行う方法等が挙げられる。前記パターン露光は、凹部群の平面視形状に対応するパターンとなるように露光すればよく、例えば、フォトマスクを介して露光する方法、レーザー描画法等、一般的な方法を用いることができる。
凹部群形成用原版の凹凸形状を賦型することにより本開示のカビ繁殖抑制部材を製造する方法としては、例えば、本開示に係るカビ繁殖抑制部材の所望の凹部群の形状を反転した凹凸形状を有する面を備えた凹部群形成用原版を準備し、一方で、支持体上に、凹部層形成用の樹脂組成物を塗布し、前記凹部群形成用原版の当該凹凸形状を有する面を、前記樹脂組成物の塗膜表面に押圧し、該樹脂組成物を硬化させ、前記凹部群形成用原版から剥離し、所望の凹部群を賦型により形成する方法等が挙げられる。前記樹脂組成物を硬化させる方法は、該樹脂組成物の種類等に応じて適宜選択することができる。
また、表面に凹部群を備える部材の材料として硬化性樹脂組成物ではなく、熱可塑性樹脂を用いる場合には、熱可塑性樹脂の軟化温度に合わせて適宜選択した温度で加熱して、凹部群形成用原版の当該凹凸形状を有する面を、前記熱可塑性樹脂表面に押圧して凹部群を賦型し、冷却して固定化することにより、熱可塑性樹脂表面に所望の凹部群を賦型により形成する方法等が挙げられる。
なお、凹部群形成用原版の凹凸形状とは、多数の凸部が形成されたものであり、所望の凹部群の形状が反転した形状である。
前記凹部群形成用原版としては、繰り返し使用した際に変形および摩耗するものでなければ、特に限定されるものではなく、金属製であっても良く、樹脂製であっても良いが、通常、金属製が好適に用いられる。耐変形性および耐摩耗性に優れているからである。
前記凹部群形成用原版は、具体的に、例えば以下の通り形成できる。まず、均一なクロムメッキ又は銅メッキを施したスチール製やアルミ製の母材の表面に、適宜選択された樹脂レジストをスピンコートしてレジスト層を形成する。次いで、レーザー描画装置を用いてレーザー描画し、所定の現像液を用いて現像処理を施すことにより、レジストパターン層を形成する。次いで、該レジストパターン層の開口部から露出しているクロム又は銅の金属膜をドライエッチングすることにより、金属パターン層を形成する。ついで、レジストパターン層と金属パターン層とを耐エッチング層として、母材のドライエッチングを行う。これにより、所望の凹凸形状が形成された凹部群形成用原版を得ることができる。レジスト層へのパターン形成に際しては、レーザー描画法の他に、電子線描画法も利用できる。
また、版の耐久性を向上するため、DLC(ダイヤモンドライクカーボン)薄膜等の薄膜を、更に、版に均一にコートしても良い。
前記凹部群形成用原版は、具体的に、例えば以下の通り形成できる。まず、均一なクロムメッキ又は銅メッキを施したスチール製やアルミ製の母材の表面に、適宜選択された樹脂レジストをスピンコートしてレジスト層を形成する。次いで、レーザー描画装置を用いてレーザー描画し、所定の現像液を用いて現像処理を施すことにより、レジストパターン層を形成する。次いで、該レジストパターン層の開口部から露出しているクロム又は銅の金属膜をドライエッチングすることにより、金属パターン層を形成する。ついで、レジストパターン層と金属パターン層とを耐エッチング層として、母材のドライエッチングを行う。これにより、所望の凹凸形状が形成された凹部群形成用原版を得ることができる。レジスト層へのパターン形成に際しては、レーザー描画法の他に、電子線描画法も利用できる。
また、版の耐久性を向上するため、DLC(ダイヤモンドライクカーボン)薄膜等の薄膜を、更に、版に均一にコートしても良い。
前記凹部群形成用原版としては、ステンレス、銅、アルミニウム等の金属製の母材の表面に、直接に又は各種の中間層を介して、スパッタリング等により純度の高いアルミニウム層が設けられ、当該アルミニウム層に陽極酸化法により前記凹凸形状を形成したものを挙げることもできる。母材の表面にアルミニウム層を設ける場合は、前記アルミニウム層を設ける前に、電解溶出作用と、砥粒による擦過作用の複合による電解複合研磨法によって母材の表面を超鏡面化しても良い。
陽極酸化法により前記凹部群形成用原版に前記凹凸形状を形成する際には、アルミニウム層の純度(不純物量)や結晶粒径、陽極酸化処理及び/又はエッチング処理の諸条件を適宜調整することによって、所望の形状とすることができる。
陽極酸化法により前記凹部群形成用原版に前記凹凸形状を形成する際には、アルミニウム層の純度(不純物量)や結晶粒径、陽極酸化処理及び/又はエッチング処理の諸条件を適宜調整することによって、所望の形状とすることができる。
また、前記凹部群形成用原版の形状としては、所望の形状を賦型することができるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、平板状であっても良く、ロール状であっても良い。大量生産が容易な点からは、ロール状が好ましい。また、本開示においては、凹部群の形成が容易な点から、前記凹部群形成用原版としては平板状の金型も好適に用いることができる。平板状の金型を用いることにより、当該金型を樹脂組成物の硬化物から剥離する際に、凹部の変形を容易に抑制することができる。
本開示において用いられるロール状の金型としては、例えば、母材の周側面に、上述したように、所望の凹部群の形状が反転した凹凸形状が作製されたものが挙げられる。
本開示において用いられるロール状の金型としては、例えば、母材の周側面に、上述したように、所望の凹部群の形状が反転した凹凸形状が作製されたものが挙げられる。
また、表面に凹部群を備える部材の材料として無機化合物材料や金属材料を用いる場合には、公知の方法の中から、表面に多数の孔を設ける方法を適宜選択して用いればよい。例えば、上述したような、陽極酸化処理、エッチング処理等が挙げられる。
<カビ繁殖抑制部材の用途>
本開示に係るカビ繁殖抑制部材は、カビの繁殖の抑制が求められるあらゆる用途に用いることができ、特に限定されない。本開示に係るカビ繁殖抑制部材が効果を発揮し得る用途としては、例えば、浴室、洗面所、洗濯機置き場、キッチン、トイレ(ユニットバス設備を含む)等の水回り設備が設けられた部屋若しくは空間、又は、脱衣所、物干し場、食堂等の水回り設備に隣接した部屋若しくは空間に用いられる内壁、天井、室内の装飾品等のインテリア部材;門扉、フェンス、外壁、カーポート等のエクステリア部材;ビニールハウス、植物栽培槽等の植物栽培施設;エアーコンディショナー、空気清浄機等の空調機器;冷蔵庫、洗濯機、電話機、掃除機等の家電製品;電子レンジ、炊飯器等の調理用機器;医療機器、医療用スクリーン、パーティション等の医療設備;学校設備の事務用機器及びその他の電子機器等が挙げられる。これら各種機器においては、具体的には例えば、これら各種機器に内蔵されるフィルター、及びこれら各種物品が備える電子表示部やタッチパネル等の保護フィルム、筐体、並びに窓ガラス用フィルム等を挙げることができる。本開示に係るカビ繁殖抑制部材は、中でも、各種物品において人の手が届きにくい部分に好適に用いることができ、例えば、カーポートの屋根材、前記各種機器に内蔵されるフィルター等として好ましく用いられる。其の他、食品、医薬品等の容器或いは包装材について、其の内側、外側、或いは内外両側の表面に該凹部群を具備した形態とすることも出来る。
本開示に係るカビ繁殖抑制部材は、カビの繁殖の抑制が求められるあらゆる用途に用いることができ、特に限定されない。本開示に係るカビ繁殖抑制部材が効果を発揮し得る用途としては、例えば、浴室、洗面所、洗濯機置き場、キッチン、トイレ(ユニットバス設備を含む)等の水回り設備が設けられた部屋若しくは空間、又は、脱衣所、物干し場、食堂等の水回り設備に隣接した部屋若しくは空間に用いられる内壁、天井、室内の装飾品等のインテリア部材;門扉、フェンス、外壁、カーポート等のエクステリア部材;ビニールハウス、植物栽培槽等の植物栽培施設;エアーコンディショナー、空気清浄機等の空調機器;冷蔵庫、洗濯機、電話機、掃除機等の家電製品;電子レンジ、炊飯器等の調理用機器;医療機器、医療用スクリーン、パーティション等の医療設備;学校設備の事務用機器及びその他の電子機器等が挙げられる。これら各種機器においては、具体的には例えば、これら各種機器に内蔵されるフィルター、及びこれら各種物品が備える電子表示部やタッチパネル等の保護フィルム、筐体、並びに窓ガラス用フィルム等を挙げることができる。本開示に係るカビ繁殖抑制部材は、中でも、各種物品において人の手が届きにくい部分に好適に用いることができ、例えば、カーポートの屋根材、前記各種機器に内蔵されるフィルター等として好ましく用いられる。其の他、食品、医薬品等の容器或いは包装材について、其の内側、外側、或いは内外両側の表面に該凹部群を具備した形態とすることも出来る。
上記容器或いは包装材の具体例について図を参照して説明する。図13は、本開示に係るカビ繁殖抑制部材の使用態様の別の一例を模式的に示す図である。また、図14は、図13のB−B’断面図の一例を模式的に示す概略断面図であり、図14にはC部分の拡大図を併せて示している。図13及び図14は、液状体を保存するための容器の一例であり、いわゆるパウチ容器の例である。図13及び図14の例に示される容器40は、2枚の包装材31を重ね合わせて周縁部を貼り合わせた形状を有しており、底部は、容器の容積を確保するために3枚の包装材31を貼り合わせている。また、上部には密栓可能な取出し口32を備えている。B−B’断面は、図14の例に示されるように、2枚の包装材31の間に液状体を収容する空間が形成されている。本開示のカビ繁殖抑制部材は、例えば液体を収容する空間の内側に設けることができ、液状態中でのカビの繁殖を抑制することができる(図14のC参照)。また、本開示のカビ繁殖抑制部材は、包装材31の外側面に配置されていてもよい(図示せず)。
また、図15は、本開示に係るカビ繁殖抑制部材の使用態様の別の一例を模式的に示す図である。また、図16は、図14のD−D’断面図の一例を模式的に示す概略断面図であり、図16にはE部分の拡大図を併せて示している。図15及び図16は、パンや野菜等の食品を保存するための包装材50の例であり、いわゆるラッピングフィルムの例である。図16に示すように、包装材50は、食品を収容する空間の内面が凹部群を有する面となっている。包装材内に収容される食品等の収容物は、包装材と接触する部分からカビが繁殖し始め、その後収容物全体に広がってカビが繁殖しやすい。それに対し、本開示に係るカビ繁殖抑制部材を包装材として用いることにより、包装材表面におけるカビの繁殖が抑制されるため、食品等の収容物において、包装材と接触した部分のカビの繁殖を抑制することができる。そのため、収容物全体においてもカビの繁殖を抑制することができる。本開示に係るカビ繁殖抑制部材を包装材として用いる場合、カビ繁殖抑制効果を向上する点から、内面の少なくとも一部が前記凹部群を有する面であることが好ましく、収容物を収容する空間の内面が前記凹部群を有する面であることがより好ましい。
上記エクステリア部材の具体例について図を参照して説明する。図17は、本開示に係るカビ繁殖抑制部材の使用態様の別の一例を模式的に示す図である。また、図18は、図17のF−F’断面の一部を拡大した一例を模式的に示す概略断面図である。図17及び図18は、本開示のカビ繁殖抑制部材をカーポート60の屋根材61として用いた例であり、図18に示すように、カーポート60の屋根材61の両面が凹部群を有する面となっている。
また、本開示のカビ繁殖抑制部材は、農業用途に好ましく用いることができる。少なくとも一部に前記本開示に係るカビ繁殖抑制部材を有する農業用カビ繁殖抑制部材は、植物病原菌とも呼ばれる細菌類やカビ類の繁殖を抑制することができ、農作物の安定した育成が可能となり、また、収穫量を高めることも可能となる。なお、植物病原菌の具体例としては、「養液栽培のすべて−植物工場を支える基本技術 日本施設園芸協会 (編集), 日本養液栽培研究会 (編集)」に記載のものが挙げられ、本開示の農業用カビ繁殖抑制部材は、ピシューム属(Pythium)やフザリウム属(Fusarium)等のカビ類に対しても向上したカビ繁殖抑制効果を有する。
本開示のカビ繁殖抑制部材の使用態様について、図を参照して説明する。図19は、本開示に係るカビ繁殖抑制部材の使用態様の一例を模式的に示す図であり、具体的にはビニールハウス20の模式的な断面図である。本開示のカビ繁殖抑制部材は、例えば、天井部12や壁面部13の内面側に配置されるものであってもよく、土壌面14上に設けられた反射シートの表面に配置されるものであってもよい。また、本開示のカビ繁殖抑制部材は、それ自体が天井部12や壁面部13を形成するようなシート状又は板状のものであってもよく、天井部12や壁面部13の内面側に貼り合わせて用いられるフィルム状のものであってもよい。
また、図20は、本開示に係るカビ繁殖抑制部材の使用態様の別の一例を模式的に示す図であり、具体的には工場栽培における植物栽培ユニット30(LEDハウスともいう)の一例を示す模式的な断面図である。図20の例に示される植物栽培ユニット30は、1段乃至2段以上の棚の天板側にLED光源等の光源22が配置され、当該棚は、光源光を効率よく利用し、また、温度、湿度条件を維持するための反射シート21が配置されている。本開示のカビ繁殖抑制部材は、例えば、前記反射シート21の内面側に配置されるものであってもよく、棚を構成する棚板や天板に配置されるものであってもよい。
本開示のカビ繁殖抑制部材を用いることにより、農薬の使用量を削減することができ、農作物の収穫量を向上し、安定的な生産が可能となる。
本開示のカビ繁殖抑制部材を用いることにより、農薬の使用量を削減することができ、農作物の収穫量を向上し、安定的な生産が可能となる。
次に、本開示の実施の態様について詳細に説明するが、本開示は以下の実施の態様に限定されるものではなく、その趣旨の範囲内で種々変形して実施することができる。
以下、本開示について実施例を示して具体的に説明する。これらの記載により本開示を制限するものではない。なお、以下において、凹部の開口部の径D、凹部の深さH、及び隣接する前記凹部間の距離Pは、レーザー顕微鏡(オリンパス製、LEXT OLS4100)を用いた断面プロファイル解析、及び平面視顕微鏡写真により測定した。
以下、本開示について実施例を示して具体的に説明する。これらの記載により本開示を制限するものではない。なお、以下において、凹部の開口部の径D、凹部の深さH、及び隣接する前記凹部間の距離Pは、レーザー顕微鏡(オリンパス製、LEXT OLS4100)を用いた断面プロファイル解析、及び平面視顕微鏡写真により測定した。
(製造例:各凹部群形成用原版の作製)
均一な膜厚のクロムメッキを施したロール版の表面にレーザー光描画により、下記所定の凹部開口部の径D、深さH、隣接凹部間距離の反転パターンとなるレジストパターンを形成し、メッキ層をエッチング処理することで原版を作成した。後で説明する版と樹脂の剥離性、及び版の耐久性を確保するため、2μm厚のDLC薄膜を版に均一にコートした。
均一な膜厚のクロムメッキを施したロール版の表面にレーザー光描画により、下記所定の凹部開口部の径D、深さH、隣接凹部間距離の反転パターンとなるレジストパターンを形成し、メッキ層をエッチング処理することで原版を作成した。後で説明する版と樹脂の剥離性、及び版の耐久性を確保するため、2μm厚のDLC薄膜を版に均一にコートした。
(調製例1:凹部層形成用樹脂組成物の調製)
下記成分を酢酸エチル200質量部に溶解し、凹部層形成用樹脂組成物を調製した。
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA)23質量部
・アロニックスM−260(東亜合成社製、ポリエチレングリコールジアクリレート)72質量部
・ヒドロキシエチルアクリレート5質量部
・光開始剤(ルシリンTPO、BASF社製)3質量部
下記成分を酢酸エチル200質量部に溶解し、凹部層形成用樹脂組成物を調製した。
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA)23質量部
・アロニックスM−260(東亜合成社製、ポリエチレングリコールジアクリレート)72質量部
・ヒドロキシエチルアクリレート5質量部
・光開始剤(ルシリンTPO、BASF社製)3質量部
[実施例1:カビ繁殖抑制部材の製造]
前記凹部層形成用樹脂組成物を、凹部群形成用原版の凹凸形状を有する面が覆われ、凹部群が形成される凹部層の硬化後の厚さが20μmとなるように塗布、充填し、その上に基材(材質:PET、厚さ:100μm、商品名:ルミラーU34、東レ社製)を斜めから貼り合わせた後、貼り合わせられた貼合体をゴムローラーで10N/cm2の加重で圧着した。凹部群形成用原版全体に均一な組成物が塗布されたことを確認し、基材側から2000mJ/cm2のエネルギーで紫外線を照射して樹脂組成物を硬化させた。その後、凹部群形成用原版より剥離し、実施例1のカビ繁殖抑制部材を得た。
得られたカビ繁殖抑制部材の表面をSEM(日立ハイテクノロジーズ製SU8010)及びレーザー顕微鏡(オリンパス製、LEXT OLS4100)により観察したところ、凹部開口部の径Dが15μm、深さHが4μm、隣接凹部間距離Pが35μmの複数の凹部が配置されてなる凹部群が形成されていた。また、凹部群を備える表面の水に対する接触角は52度であった。本技術は接触角に依存しないため、安定して抗カビ機能を保持することができる。
前記凹部層形成用樹脂組成物を、凹部群形成用原版の凹凸形状を有する面が覆われ、凹部群が形成される凹部層の硬化後の厚さが20μmとなるように塗布、充填し、その上に基材(材質:PET、厚さ:100μm、商品名:ルミラーU34、東レ社製)を斜めから貼り合わせた後、貼り合わせられた貼合体をゴムローラーで10N/cm2の加重で圧着した。凹部群形成用原版全体に均一な組成物が塗布されたことを確認し、基材側から2000mJ/cm2のエネルギーで紫外線を照射して樹脂組成物を硬化させた。その後、凹部群形成用原版より剥離し、実施例1のカビ繁殖抑制部材を得た。
得られたカビ繁殖抑制部材の表面をSEM(日立ハイテクノロジーズ製SU8010)及びレーザー顕微鏡(オリンパス製、LEXT OLS4100)により観察したところ、凹部開口部の径Dが15μm、深さHが4μm、隣接凹部間距離Pが35μmの複数の凹部が配置されてなる凹部群が形成されていた。また、凹部群を備える表面の水に対する接触角は52度であった。本技術は接触角に依存しないため、安定して抗カビ機能を保持することができる。
[実施例2:カビ繁殖抑制部材の製造]
実施例1において凹部開口部の径Dが20μm、深さHが8μm、隣接凹部間距離Pが30μmの複数の凹部が配置されてなる凹部群を形成した。凹部群を備える表面の水に対する接触角は102度であった。
実施例1において凹部開口部の径Dが20μm、深さHが8μm、隣接凹部間距離Pが30μmの複数の凹部が配置されてなる凹部群を形成した。凹部群を備える表面の水に対する接触角は102度であった。
[実施例3:カビ繁殖抑制部材の製造]
実施例1において凹部開口部の径Dが30μm、深さHが4μm、隣接凹部間距離Pが30μmの複数の凹部が配置されてなる凹部群を形成した。凹部群を備える表面の水に対する接触角は65度であった。
実施例1において凹部開口部の径Dが30μm、深さHが4μm、隣接凹部間距離Pが30μmの複数の凹部が配置されてなる凹部群を形成した。凹部群を備える表面の水に対する接触角は65度であった。
[実施例4:カビ繁殖抑制部材の製造]
実施例1において凹部開口部の径Dが35μm、深さHが20μm、隣接凹部間距離Pが25μmの複数の凹部が配置されてなる凹部群を形成した。凹部群を備える表面の水に対する接触角は92度であった。
実施例1において凹部開口部の径Dが35μm、深さHが20μm、隣接凹部間距離Pが25μmの複数の凹部が配置されてなる凹部群を形成した。凹部群を備える表面の水に対する接触角は92度であった。
[比較例1]
基材(材質:PET、厚さ:100μm、商品名:ルミラーU34、東レ社製)上に、硬化後の厚さが20μmとなるように、前記凹部層形成用樹脂組成物を塗布し、基材側から2000mJ/cm2のエネルギーで紫外線を照射して前記樹脂組成物を硬化させることにより、平坦な面を有する比較例1の部材を得た。
基材(材質:PET、厚さ:100μm、商品名:ルミラーU34、東レ社製)上に、硬化後の厚さが20μmとなるように、前記凹部層形成用樹脂組成物を塗布し、基材側から2000mJ/cm2のエネルギーで紫外線を照射して前記樹脂組成物を硬化させることにより、平坦な面を有する比較例1の部材を得た。
<評価>
[カビ抵抗性試験1]
実施例で得られたカビ繁殖抑制部材及び比較例で得られた部材について、JIS Z 2911:2010の「プラスチック製品の試験」に準じて、下記手順によりカビ抵抗性試験を行った。但し、短時間でカビを繁殖させる加速試験とするために、更に10%ブドウ糖ペプトン培地を添加して試験を行った。
ポテトデキストロース寒天培地に表1に記載の各試験カビを接種して25℃で7〜14日間培養した後、更に10%ブドウ糖ペプトン培地を添加し、胞子数が106CFU/mLになるようにすることにより、胞子液を調製した。
試験試料は、各部材の前記凹部層形成用樹脂組成物の硬化物からなる表面をエタノール消毒し、50mm角に切断することにより作製した。
試験試料の前記表面全体に胞子液を水滴が付く程度に噴霧接種し、前記表面が鉛直方向となるように試験試料を吊るし、温度24±1℃、湿度95%RHの条件で、4週間培養した。
培養後の試験試料の前記表面を肉眼及び実体顕微鏡にて観察し、下記基準により判定した。判定結果を表1に示す。
0:肉眼及び顕微鏡下でカビの発育は認められない
1:肉眼ではカビの発育が認められないが,顕微鏡下では明らかに確認できる
2:肉眼でカビの発育が認められ,発育部分の面積は試料の全面積の25%未満
3:肉眼でカビの発育が認められ,発育部分の面積は試料の全面積の25%以上50%未満
4:菌糸はよく発育し,発育部分の面積は試料の全面積の50%以上
5:菌糸の発育は激しく,試料全面を覆っている
[カビ抵抗性試験1]
実施例で得られたカビ繁殖抑制部材及び比較例で得られた部材について、JIS Z 2911:2010の「プラスチック製品の試験」に準じて、下記手順によりカビ抵抗性試験を行った。但し、短時間でカビを繁殖させる加速試験とするために、更に10%ブドウ糖ペプトン培地を添加して試験を行った。
ポテトデキストロース寒天培地に表1に記載の各試験カビを接種して25℃で7〜14日間培養した後、更に10%ブドウ糖ペプトン培地を添加し、胞子数が106CFU/mLになるようにすることにより、胞子液を調製した。
試験試料は、各部材の前記凹部層形成用樹脂組成物の硬化物からなる表面をエタノール消毒し、50mm角に切断することにより作製した。
試験試料の前記表面全体に胞子液を水滴が付く程度に噴霧接種し、前記表面が鉛直方向となるように試験試料を吊るし、温度24±1℃、湿度95%RHの条件で、4週間培養した。
培養後の試験試料の前記表面を肉眼及び実体顕微鏡にて観察し、下記基準により判定した。判定結果を表1に示す。
0:肉眼及び顕微鏡下でカビの発育は認められない
1:肉眼ではカビの発育が認められないが,顕微鏡下では明らかに確認できる
2:肉眼でカビの発育が認められ,発育部分の面積は試料の全面積の25%未満
3:肉眼でカビの発育が認められ,発育部分の面積は試料の全面積の25%以上50%未満
4:菌糸はよく発育し,発育部分の面積は試料の全面積の50%以上
5:菌糸の発育は激しく,試料全面を覆っている
前記カビ抵抗性試験で用いた培養後の試験試料の前記表面の顕微鏡写真を、図21〜図25に示す。図21〜図24はそれぞれ、実施例1〜4のコウジカビの試験試料表面、図25は比較例1のコウジカビの試験試料表面の顕微鏡写真である。
[カビ抵抗性試験2]
上記カビ抵抗性試験1において、カビをPythium vanterpoolii、Fusarium solani、Fusarium oxysporum、Fusarium moniliformeとした以外は、カビ抵抗性試験1と同様にカビ抵抗性試験2を行った。結果を表2に示す。
上記カビ抵抗性試験1において、カビをPythium vanterpoolii、Fusarium solani、Fusarium oxysporum、Fusarium moniliformeとした以外は、カビ抵抗性試験1と同様にカビ抵抗性試験2を行った。結果を表2に示す。
(結果のまとめ)
比較例1で得られた表面が平坦な部材は、温度24±1℃、湿度95%RHの湿潤状態で行われた前記カビ抵抗性試験において、前記基準で5レベルのカビの繁殖が認められた。
これに対し、実施例で得られたカビ繁殖抑制部材はいずれも、前記比較例1と同じ湿潤状態で行われた前記カビ抵抗性試験において、前記基準で1又は2レベルでしかカビの繁殖が認められず、試験に用いた全種類のカビにおいて、カビの繁殖を抑制することができた。
比較例1で得られた表面が平坦な部材は、温度24±1℃、湿度95%RHの湿潤状態で行われた前記カビ抵抗性試験において、前記基準で5レベルのカビの繁殖が認められた。
これに対し、実施例で得られたカビ繁殖抑制部材はいずれも、前記比較例1と同じ湿潤状態で行われた前記カビ抵抗性試験において、前記基準で1又は2レベルでしかカビの繁殖が認められず、試験に用いた全種類のカビにおいて、カビの繁殖を抑制することができた。
[実施例5〜24:カビ繁殖抑制部材の製造]
実施例1において凹部群形成用原版を変更し、凹部開口部の径D、深さH、隣接凹部間距離Pがそれぞれ表3に示す値となるようにし、凹部群が形成される凹部層の硬化後の厚さが200μmとなるようにした以外は、実施例1と同様にして、実施例5〜24のカビ繁殖抑制部材を製造した。
実施例5〜24のカビ繁殖抑制部材について、凹部群を備える表面の水に対する接触角の測定を行い、前記カビ抵抗性試験1を行った。測定結果及び試験結果を表3に示す。
実施例1において凹部群形成用原版を変更し、凹部開口部の径D、深さH、隣接凹部間距離Pがそれぞれ表3に示す値となるようにし、凹部群が形成される凹部層の硬化後の厚さが200μmとなるようにした以外は、実施例1と同様にして、実施例5〜24のカビ繁殖抑制部材を製造した。
実施例5〜24のカビ繁殖抑制部材について、凹部群を備える表面の水に対する接触角の測定を行い、前記カビ抵抗性試験1を行った。測定結果及び試験結果を表3に示す。
(製造例:各凹部群形成用原版、容器用金型、及びシート形成用口金の作製)
均一な膜厚のクロムメッキを施したアルミニウム製の平版の表面にレーザー光描画により、下記所定の凹部開口部の径D、深さH、隣接凹部間距離の反転パターンとなるレジストパターンを形成し、メッキ層をエッチング処理することで原版を作成した。版と樹脂の剥離性、及び版の耐久性を確保するため、2μm厚のDLC薄膜を版に均一にコートした。作製した平版状原版を、射出成形機の容器用金型の形状、或いは、押出成形機のシート形成用口金に整えて使用した。
均一な膜厚のクロムメッキを施したアルミニウム製の平版の表面にレーザー光描画により、下記所定の凹部開口部の径D、深さH、隣接凹部間距離の反転パターンとなるレジストパターンを形成し、メッキ層をエッチング処理することで原版を作成した。版と樹脂の剥離性、及び版の耐久性を確保するため、2μm厚のDLC薄膜を版に均一にコートした。作製した平版状原版を、射出成形機の容器用金型の形状、或いは、押出成形機のシート形成用口金に整えて使用した。
[実施例25:カビ繁殖抑制部材の製造]
前記で得られた凹部群形成用原版の凹凸形状を有する容器用金型を用いて、高密度ポリエチレン(HDPE、日本ポリエチレン株式会社、ノバテックTMHD HJ580N)を、射出成形機(日精樹脂工業(株)製NEX50III)にて、射出成形シリンダ温度250℃、金型温度40℃、射出成形圧力1100kgf/cm2で射出成形し、厚み1mm、高さ10mm、外径35mmφのカップ型円筒容器である実施例25のカビ繁殖抑制部材を得た。
得られたカビ繁殖抑制部材の表面をSEM(日立ハイテクノロジーズ製SU8010)及びレーザー顕微鏡(オリンパス製、LEXT OLS4100)により観察したところ、凹部開口部の径Dが5μm、深さHが10μm、隣接凹部間距離Pが10μmの複数の凹部が配置されてなる凹部群が形成されていた。
前記で得られた凹部群形成用原版の凹凸形状を有する容器用金型を用いて、高密度ポリエチレン(HDPE、日本ポリエチレン株式会社、ノバテックTMHD HJ580N)を、射出成形機(日精樹脂工業(株)製NEX50III)にて、射出成形シリンダ温度250℃、金型温度40℃、射出成形圧力1100kgf/cm2で射出成形し、厚み1mm、高さ10mm、外径35mmφのカップ型円筒容器である実施例25のカビ繁殖抑制部材を得た。
得られたカビ繁殖抑制部材の表面をSEM(日立ハイテクノロジーズ製SU8010)及びレーザー顕微鏡(オリンパス製、LEXT OLS4100)により観察したところ、凹部開口部の径Dが5μm、深さHが10μm、隣接凹部間距離Pが10μmの複数の凹部が配置されてなる凹部群が形成されていた。
[実施例26:カビ繁殖抑制部材の製造]
実施例25において金型に用いられる凹部群形成用原版を変更し、凹部開口部の径D、深さH、隣接凹部間距離Pがそれぞれ表4に示す値となるようにした以外は、実施例25と同様にして、実施例26のカビ繁殖抑制部材を製造した。
実施例25において金型に用いられる凹部群形成用原版を変更し、凹部開口部の径D、深さH、隣接凹部間距離Pがそれぞれ表4に示す値となるようにした以外は、実施例25と同様にして、実施例26のカビ繁殖抑制部材を製造した。
[実施例27:カビ繁殖抑制部材の製造]
実施例25において金型に用いられる凹部群形成用原版を変更し、凹部開口部の径D、深さH、隣接凹部間距離Pがそれぞれ表4に示す値となるようにし、高密度ポリエチレンの代わりにポリプロピレン(PP、日本ポリプロ株式会社、ノバテックTMPP)を用い、金型温度を50℃に変更した以外は、実施例25と同様にして、実施例27のカビ繁殖抑制部材を製造した。
実施例25において金型に用いられる凹部群形成用原版を変更し、凹部開口部の径D、深さH、隣接凹部間距離Pがそれぞれ表4に示す値となるようにし、高密度ポリエチレンの代わりにポリプロピレン(PP、日本ポリプロ株式会社、ノバテックTMPP)を用い、金型温度を50℃に変更した以外は、実施例25と同様にして、実施例27のカビ繁殖抑制部材を製造した。
[実施例28:カビ繁殖抑制部材の製造]
実施例27において金型に用いられる凹部群形成用原版を変更し、凹部開口部の径D、深さH、隣接凹部間距離Pがそれぞれ表4に示す値となるようにした以外は、実施例27と同様にして、実施例28のカビ繁殖抑制部材を製造した。
実施例27において金型に用いられる凹部群形成用原版を変更し、凹部開口部の径D、深さH、隣接凹部間距離Pがそれぞれ表4に示す値となるようにした以外は、実施例27と同様にして、実施例28のカビ繁殖抑制部材を製造した。
[実施例29:カビ繁殖抑制部材の製造]
実施例25において金型に用いられる凹部群形成用原版を変更し、凹部開口部の径D、深さH、隣接凹部間距離Pがそれぞれ表4に示す値となるようにし、高密度ポリエチレンの代わりにポリカーボネート(PC、出光興産株式会社、タフロン A2200)を用い、射出成形シリンダ温度300℃、金型温度100℃に変更した以外は、実施例25と同様にして、実施例29のカビ繁殖抑制部材を製造した。なお、前記ポリカーボネートは、樹脂内部に吸収された水分を除去する目的で、真空オーブンを使って、120℃で5時間、樹脂ペレットを乾燥してから、使用した。
実施例25において金型に用いられる凹部群形成用原版を変更し、凹部開口部の径D、深さH、隣接凹部間距離Pがそれぞれ表4に示す値となるようにし、高密度ポリエチレンの代わりにポリカーボネート(PC、出光興産株式会社、タフロン A2200)を用い、射出成形シリンダ温度300℃、金型温度100℃に変更した以外は、実施例25と同様にして、実施例29のカビ繁殖抑制部材を製造した。なお、前記ポリカーボネートは、樹脂内部に吸収された水分を除去する目的で、真空オーブンを使って、120℃で5時間、樹脂ペレットを乾燥してから、使用した。
[実施例30:カビ繁殖抑制部材の製造]
実施例29において金型に用いられる凹部群形成用原版を変更し、凹部開口部の径D、深さH、隣接凹部間距離Pがそれぞれ表4に示す値となるようにした以外は、実施例29と同様にして、実施例30のカビ繁殖抑制部材を製造した。
実施例29において金型に用いられる凹部群形成用原版を変更し、凹部開口部の径D、深さH、隣接凹部間距離Pがそれぞれ表4に示す値となるようにした以外は、実施例29と同様にして、実施例30のカビ繁殖抑制部材を製造した。
[実施例31:カビ繁殖抑制部材の製造]
実施例25において金型に用いられる凹部群形成用原版を変更し、凹部開口部の径D、深さH、隣接凹部間距離Pがそれぞれ表4に示す値となるようにし、高密度ポリエチレン(日本ポリエチレン株式会社、ノバテックTMHD HJ580N)の代わりにポリメチルメタクリレート(PMMA、三菱レイヨン株式会社、アクリペット VH)を用い、射出成形シリンダ温度240℃、金型温度60℃に変更した以外は、実施例25と同様にして、実施例31のカビ繁殖抑制部材を製造した。なお、前記ポリメチルメタクリレートは、樹脂内部に吸収された水分を除去する目的で、真空オーブンを使って、85℃で4時間、樹脂ペレットを乾燥してから、使用した。
実施例25において金型に用いられる凹部群形成用原版を変更し、凹部開口部の径D、深さH、隣接凹部間距離Pがそれぞれ表4に示す値となるようにし、高密度ポリエチレン(日本ポリエチレン株式会社、ノバテックTMHD HJ580N)の代わりにポリメチルメタクリレート(PMMA、三菱レイヨン株式会社、アクリペット VH)を用い、射出成形シリンダ温度240℃、金型温度60℃に変更した以外は、実施例25と同様にして、実施例31のカビ繁殖抑制部材を製造した。なお、前記ポリメチルメタクリレートは、樹脂内部に吸収された水分を除去する目的で、真空オーブンを使って、85℃で4時間、樹脂ペレットを乾燥してから、使用した。
[実施例32:カビ繁殖抑制部材の製造]
実施例31において金型に用いられる凹部群形成用原版を変更し、凹部開口部の径D、深さH、隣接凹部間距離Pがそれぞれ表4に示す値となるようにした以外は、実施例31と同様にして、実施例32のカビ繁殖抑制部材を製造した。
実施例31において金型に用いられる凹部群形成用原版を変更し、凹部開口部の径D、深さH、隣接凹部間距離Pがそれぞれ表4に示す値となるようにした以外は、実施例31と同様にして、実施例32のカビ繁殖抑制部材を製造した。
[実施例33:カビ繁殖抑制部材の製造]
前記で得られた凹部群形成用原版の凹凸形状を有するシート形成用口金を用いて、ポリメチルメタクリレート(三菱レイヨン株式会社、アクリペット VH)を、押出成形機((株)IHI機械システム製)にて、シリンダ温度220℃、ダイス温度220℃、成形圧力140MPa、スクリュー形状L/D30で、押出成形し、厚み200μmのシート状の実施例33のカビ繁殖抑制部材を得た。
得られたカビ繁殖抑制部材の表面をSEM(日立ハイテクノロジーズ製SU8010)及びレーザー顕微鏡(オリンパス製、LEXT OLS4100)により観察したところ、凹部開口部の径Dが10μm、深さHが20μm、隣接凹部間距離Pが10μmの複数の凹部が配置されてなる凹部群が形成されていた。
前記で得られた凹部群形成用原版の凹凸形状を有するシート形成用口金を用いて、ポリメチルメタクリレート(三菱レイヨン株式会社、アクリペット VH)を、押出成形機((株)IHI機械システム製)にて、シリンダ温度220℃、ダイス温度220℃、成形圧力140MPa、スクリュー形状L/D30で、押出成形し、厚み200μmのシート状の実施例33のカビ繁殖抑制部材を得た。
得られたカビ繁殖抑制部材の表面をSEM(日立ハイテクノロジーズ製SU8010)及びレーザー顕微鏡(オリンパス製、LEXT OLS4100)により観察したところ、凹部開口部の径Dが10μm、深さHが20μm、隣接凹部間距離Pが10μmの複数の凹部が配置されてなる凹部群が形成されていた。
[実施例34:カビ繁殖抑制部材の製造]
実施例33においてシート形成用口金に用いられる凹部群形成用原版を変更し、凹部開口部の径D、深さH、隣接凹部間距離Pがそれぞれ表4に示す値となるようにした以外は、実施例33と同様にして、実施例34のカビ繁殖抑制部材を製造した。
実施例33においてシート形成用口金に用いられる凹部群形成用原版を変更し、凹部開口部の径D、深さH、隣接凹部間距離Pがそれぞれ表4に示す値となるようにした以外は、実施例33と同様にして、実施例34のカビ繁殖抑制部材を製造した。
実施例25〜34のカビ繁殖抑制部材について、凹部群を備える表面の水に対する接触角の測定を行い、前記カビ抵抗性試験1を行った。測定結果及び試験結果を表4に示す。
1 部材
2 凹部
3 凹部群
5 凹部を構成する貫通孔を複数有する部材
6 凹部の底部を構成する部材
10 カビ繁殖抑制部材
11 支持体
12 天井部
13 壁面部
14 土壌面(反射シート)
20 ビニールハウス
21 反射シート
22 光源
30 植物栽培ユニット
31 包装材
32 取出し口
40 容器
50 包装材
60 カ−ポート
61 屋根材
2 凹部
3 凹部群
5 凹部を構成する貫通孔を複数有する部材
6 凹部の底部を構成する部材
10 カビ繁殖抑制部材
11 支持体
12 天井部
13 壁面部
14 土壌面(反射シート)
20 ビニールハウス
21 反射シート
22 光源
30 植物栽培ユニット
31 包装材
32 取出し口
40 容器
50 包装材
60 カ−ポート
61 屋根材
本開示の1実施形態は、表面に、開口部の径Dが1μm以上100μm以下、深さHが1μm以上50μm以下である凹部が複数配置されてなる凹部群を備え、
隣接する前記凹部間の距離Pが、前記開口部の径Dの0.1倍以上10倍以下であり、
前記凹部群を備える表面における水の接触角が、θ/2法で、10度超過120度未満である、カビ繁殖抑制部材を提供する。
隣接する前記凹部間の距離Pが、前記開口部の径Dの0.1倍以上10倍以下であり、
前記凹部群を備える表面における水の接触角が、θ/2法で、10度超過120度未満である、カビ繁殖抑制部材を提供する。
本開示の1実施形態は、表面に、開口部の径Dが1μm以上100μm以下、深さHが1μm以上50μm以下である凹部が複数配置されてなる凹部群を備え、
隣接する前記凹部間の距離Pが、前記開口部の径Dの0.1倍以上10倍以下であり、前記凹部群を備える表面における水の接触角が、θ/2法で、45度以上115度以下である、カビ繁殖抑制部材を提供する。
隣接する前記凹部間の距離Pが、前記開口部の径Dの0.1倍以上10倍以下であり、前記凹部群を備える表面における水の接触角が、θ/2法で、45度以上115度以下である、カビ繁殖抑制部材を提供する。
Claims (4)
- 表面に、開口部の径Dが1μm以上100μm以下、深さHが1μm以上50μm以下である凹部が複数配置されてなる凹部群を備え、
隣接する前記凹部間の距離Pが、前記開口部の径Dの0.1倍以上10倍以下である、カビ繁殖抑制部材。 - 前記凹部は、凹部の開口部の径Dに対する凹部の深さHの比(H/D)が、0.1以上2以下である、請求項1に記載のカビ繁殖抑制部材。
- 前記凹部群を備える表面における水の接触角が、θ/2法で、0度以上150度以下である、請求項1又は2に記載のカビ繁殖抑制部材。
- 前記凹部群を備える表面とは異なる面側に、更に支持体が積層されてなる、請求項1乃至3のいずれか1項に記載のカビ繁殖抑制部材。
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