(57)【要約】【課題】高透過率で抗菌性を有する抗菌薄膜を乾式成膜で容易に形成するための抗菌材料を提供し、又高透過率で抗菌性を有する抗菌薄膜を提供し、並びに高透過率で抗菌性を有する抗菌薄膜の乾式での製造方法を提供する。【解決手段】本発明の抗菌材料や抗菌薄膜では、金属イオン担持ゼオライト、及び無機誘電体が含まれており、前記金属イオン担持ゼオライトは、１ｗｔ％以上３０ｗｔ％以下含まれている。かような抗菌薄膜は、当該抗菌材料を基材の表面に対して蒸着することで製造される。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属イオン担持ゼオライト、及び無機誘電体が含まれており、
前記金属イオン担持ゼオライトは、１ｗｔ％以上３０ｗｔ％以下である
ことを特徴とする抗菌材料。
【請求項２】
前記金属イオン担持ゼオライトは、１０ｗｔ％以上である
ことを特徴とする請求項１に記載の抗菌材料。
【請求項３】
前記金属イオン担持ゼオライトは、２０ｗｔ％以下である
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の抗菌材料。
【請求項４】
前記無機誘電体は、ＳｉＯ２を含んでいる
ことを特徴とする請求項１ないしは請求項３の何れかに記載の抗菌材料。
【請求項５】
金属イオン担持ゼオライト、及び無機誘電体が含まれており、
前記金属イオン担持ゼオライトは、１ｗｔ％以上３０ｗｔ％以下である
ことを特徴とする抗菌薄膜。
【請求項６】
前記金属イオン担持ゼオライトは、１０ｗｔ％以上である
ことを特徴とする請求項５に記載の抗菌薄膜。
【請求項７】
前記金属イオン担持ゼオライトは、２０ｗｔ％以下である
ことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の抗菌薄膜。
【請求項８】
前記無機誘電体は、ＳｉＯ２を含んでいる
ことを特徴とする請求項５ないしは請求項７の何れかに記載の抗菌薄膜。
【請求項９】
請求項１ないしは請求項４の何れかに記載の抗菌材料を蒸着することにより、基材の表面に対し抗菌薄膜が蒸着される
ことを特徴とする抗菌薄膜の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空蒸着等に利用可能な抗菌材料、及びその抗菌材料で形成され得る抗菌薄膜、並びにその抗菌薄膜の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
抗菌剤として、下記特許文献１の背景技術の記載された有機系殺菌剤や無機系抗菌剤が知られている。
これらの抗菌剤の多くは、樹脂に分散し塗料としたうえで基材に塗布されて膜状となる（湿式成膜）。
しかし、湿式成膜では、抗菌剤の樹脂への分散が難しく、又塗布後に乾燥工程が必要となるため、膜厚や膜特性の精密な制御が困難である。
これに対し、イオンプレーティングや真空蒸着（乾式成膜）に利用可能な抗菌剤として、下記特許文献１の特許請求の範囲に記載された酸化亜鉛が知られている。
この酸化亜鉛による成膜では、樹脂への分散や乾燥工程は不要で、膜厚や膜特性を精密に制御することが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１４３８４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、成膜された酸化亜鉛では、透過率が十分ではなく、透過率を向上させるためには成膜時に基材を加熱する必要があり、プラスチック製基材等の加熱の不適な基材に対して透過率の高い抗菌薄膜を形成することができない。
そこで、本発明の目的は、高透過率で抗菌性を有する抗菌薄膜を乾式成膜で容易に形成するための抗菌材料を提供し、又高透過率で抗菌性を有する抗菌薄膜を提供し、並びに高透過率で抗菌性を有する抗菌薄膜の乾式での製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、抗菌材料であって、金属イオン担持ゼオライト、及び無機誘電体が含まれており、前記金属イオン担持ゼオライトは、１ｗｔ％以上３０ｗｔ％以下であることを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、上記発明にあって、前記金属イオン担持ゼオライトは、１０ｗｔ％以上であることを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、上記発明にあって、前記金属イオン担持ゼオライトは、２０ｗｔ％以下であることを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、上記発明にあって、前記無機誘電体は、ＳｉＯ２を含んでいることを特徴とする。
上記目的を達成するため、請求項５に記載の発明は、抗菌薄膜であって、金属イオン担持ゼオライト、及び無機誘電体が含まれており、前記金属イオン担持ゼオライトは、１ｗｔ％以上３０ｗｔ％以下であることを特徴とする。
請求項６に記載の発明は、上記発明にあって、前記金属イオン担持ゼオライトは、１０ｗｔ％以上であることを特徴とする。
請求項７に記載の発明は、上記発明にあって、前記金属イオン担持ゼオライトは、２０ｗｔ％以下であることを特徴とする。
請求項８に記載の発明は、上記発明にあって、前記無機誘電体は、ＳｉＯ２を含んでいることを特徴とする。
上記目的を達成するため、請求項９に記載の発明は、抗菌薄膜の製造方法であって、請求項１ないしは請求項４の何れかに記載の抗菌材料を蒸着することにより、基材の表面に対し抗菌薄膜が蒸着されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明は、高透過率で抗菌性を有する抗菌薄膜を乾式成膜で容易に形成するための抗菌材料を提供し、又高透過率で抗菌性を有する抗菌薄膜を提供し、並びに高透過率で抗菌性を有する抗菌薄膜の乾式での製造方法を提供することができる、という効果を奏する。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、本発明に係る実施の形態の例が説明される。
【０００８】
本発明に係る抗菌薄膜は、所定の抗菌材料が基材に対して蒸着されることで製造される。
抗菌材料は、金属イオン担持ゼオライトを含有する。
金属イオン担持ゼオライトは、金属イオンがゼオライト（アルミノケイ酸塩）にイオン交換反応によって担持されたものである。
ゼオライトとしては、天然ゼオライト（沸石）や人工ゼオライトが利用可能であり、又Ａ型，Ｙ型，Ｐ型等の各種の型のゼオライトが利用可能である。
ゼオライトに担持される金属イオンは、例えば銀イオン，亜鉛イオン，銅イオン，マグネシウムイオン，錫イオン，鉄イオン，ニッケルイオン，白金イオン，金イオン，ナトリウムイオン，カルシウムイオン，カリウムイオン及び銅イオンのうちの少なくとも１つであり、好ましくは銀イオン，銅イオン，亜鉛イオン、より好ましくは銀イオンである。
ゼオライトには、これらの金属イオンから選択される１種類の金属イオンを担持させても良いが、２種以上の金属イオンを担持させることもできる。又、ゼオライトとして、金属イオン担持ゼオライトが１種単独で使用されてもよいが、２種以上の金属イオン担持ゼオライトが組み合わせられても良い。
【０００９】
金属イオンは、金属イオン担持ゼオライト中に、どのような比率で含まれていても良いが、好ましくは０．０１〜２０重量％程度、より好ましくは０．１〜１５重量％程度、更に好ましくは１〜１０重量％程度の比率で担持されている。例えば、金属イオンが銀イオンの場合、銀イオンは０．１〜１５重量％程度の範囲であることが好ましい。また、金属イオンが亜鉛イオンの場合、亜鉛イオンとして０．１〜２０重量％程度、好ましくは０．１〜１０重量％程度の範囲である。
又、２種以上の金属イオン担持ゼオライトが組み合わせられる場合、金属イオン担持ゼオライト総量中の各金属イオンの含有比率としては、特に限定されず、適宜設定され得る。例えば、金属イオン担持ゼオライトとして銀イオン担持ゼオライトと亜鉛イオン担持ゼオライトが併用される場合、金属イオンの重量に換算した比率は、銀イオン１重量部に対して亜鉛イオン０．００５〜１００重量部程度、好ましくは０．０５〜８０重量部程度、より好ましくは０．５〜２０重量部程度である。従って、２種以上の金属イオン担持ゼオライトが併用される場合は、上記各金属イオンの含有比率を参考に適宜配合量を設定することができる。
【００１０】
抗菌材料では、かようなゼオライトが、ベース物質に混合されている。
ベース物質は、波長が可視域（例えば４００ｎｍ以上８００ｎｍ以下）に属する可視光に対する透過率を高く確保することができ（例えば９０％以上）、蒸着可能であればどのようなものでも良いが、好ましくは無機誘電体である。
無機誘電体は、例えば、シリカ（ＳｉＯ２），アルミナ（Ａｌ２Ｏ３），ジルコニア（ＺｒＯ２），酸化インジウムスズ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ；ＩＴＯ）の少なくとも何れかである。
【００１１】
抗菌材料の成膜は、膜厚や膜特性を良好に制御する観点から、好ましくは乾式で行われ、より好ましくは蒸着により行われ、更に好ましくは真空蒸着により行われる。
又、酸素イオン及びアルゴンイオンの少なくとも一方等のイオンでアシストしながら、あるいはプラズマ処理をしながら蒸着がなされても良い。
成膜対象としての基材は、特に限定されず、好ましくは抗菌性を付与しようとするものであり、例えば、カメラや眼鏡等のレンズ、家電製品の筐体、各種フィルム、窓、水回り部分、装用品、各種製品のグリップや操作部やケースである。
【００１２】
抗菌材料における、金属イオン担持ゼオライトの全体に対する重量比率は、安定した蒸着並びに成膜された薄膜の高透過率及び抗菌効果の確保の観点から、１ｗｔ％以上３０ｗｔ％以下であり、より好ましくは１０ｗｔ％以上３０ｗｔ％以下であり、更に好ましくは１０ｗｔ％以上２０ｗｔ％以下である。
かような抗菌材料を用いて成膜された抗菌薄膜中の金属イオン担持ゼオライトの重量比率は、当該抗菌材料と同様である。
【実施例】
【００１３】
本発明に属する実施例、及び本発明に属さない比較例が以下に示される。
以下では、各種の検討例が評価され、その評価により、その検討例が実施例に該当するかあるいは比較例に該当するかについて決定される。
以下の実施例は、本発明の範囲を限定するものではない。
尚、本発明の捉え方によって、下記の実施例の一部が実質的には比較例となり得、あるいは下記の比較例の一部が実質的には実施例となり得る。
【００１４】
＜抗菌材料の調製等＞
金属イオン担持ゼオライトがベース物質に対して所定の比率で添加されてこれらが調合され、更に調合物が電子ビーム蒸着に用いるためにペレット状に成形され、その成形体が焼成して、焼結体として抗菌材料を調製した。
調合では、金属イオン担持ゼオライトとベース物質の混合が、ボールミルにより１時間行われた。
成形では、調合物が、プレス機により２０キロニュートンの加重をかけられ、直径１８ｍｍ（ミリメートル），厚さ７ｍｍ程度のペレット形状の成形体とされた。
焼成では、成形体が、８００℃程度の大気炉に、ピーク温度保持時間を５時間として投入され、焼結体とされた。
金属イオン担持ゼオライトは、銀イオン担持ゼオライト（Ａｇ＋  Ｚｅｏｌｉｔｅ，株式会社シナネンゼオミック製ＡＧ１０Ｎ），銅イオン担持ゼオライト（Ｃｕ２＋  Ｚｅｏｌｉｔｅ，同社製ＣＡ１０Ｎ），又は亜鉛イオン担持ゼオライト（Ｚｎ２＋  Ｚｅｏｌｉｔｅ，同社製ＺＡ１０Ｎ）である。
ベース物質は、低屈折材料としてのＳｉＯ２，中間屈折率材料としてのＡｌ２Ｏ３，又は高屈折材料としてのＺｒＯ２，あるいは透光性を有する導電性材料としてのＩＴＯである。
各検討例における、ベース物質の種類と、金属イオン担持ゼオライトの種類ないし全体重量に対する所定の比率（重量パーセント；ｗｔ％）が、次の［表１］の左部に示される。
【００１５】
【表１】
2018012877.tif 000002
【００１６】
＜抗菌薄膜の形成及び各種の評価の方法等＞
これら各検討例に対して、電子ビーム蒸着での安定性の評価と、透過率の評価と、抗菌性の評価が行われた。
【００１７】
抗菌薄膜形成時の電子ビーム蒸着での安定性は、次の基準で評価された。
即ち、電子ビームでの蒸着時において、電子ビームを抗菌材料に照射した際、周囲に抗菌材料が飛散する現象（スプラッシュ）が全く出なければ評価が「Ａ」とされ、初期のみにスプラッシュが発生する場合に評価が「Ｂ」とされ、初期以外にもスプラッシュが発生する場合に評価が「Ｃ」とされた。
蒸着は、次の条件で行われた。
即ち、蒸着装置は、ドーム径１１００ｍｍ，蒸着距離８２０ｍｍであり、蒸着源が電子銃である。
又、基材は、透明な板状のポリカーボネート基材である。
更に、成膜条件は、膜厚１５０ｎｍ（ナノメートル），基材加熱なし，成膜レート０．５ｎｍ毎秒で、電子ビームは検討例１〜３６で８０ｍＡ（ミリアンペア）であり、検討例３７〜３９で１８０ｍＡである。
かような蒸着により、各種の抗菌材料と同様の成分を同様の重量比率で含有する抗菌薄膜が、基材の表面上に成膜された。
【００１８】
透過率は、次の基準で評価された。
即ち、上記各種の抗菌材料により上述の条件で成膜された薄膜の可視光透過率が測定され、その測定値が可視域全体において８０％以上であれば評価が「Ａ」とされ、６０％以上８０％未満であれば評価が「Ｂ」とされ、６０％未満であれば評価が「Ｃ」とされた。
【００１９】
抗菌性は、次の基準で評価された。
即ち、ＪＩＳ  Ｚ２８０１の抗菌力評価法に準拠し、大腸菌及び黄色ブドウ球菌のそれぞれに対して、無加工品（成膜前の基材）と比較して抗菌効果が認められ、抗菌活性値が２以上である場合に評価が「Ａ」とされ、無加工品と比較して抗菌効果が認められる可能性のある場合に評価が「Ｂ」とされ、無加工品と比較して効果がない場合に評価が「Ｃ」とされた。
金属イオン担持ゼオライトの性質は、抗菌力を含め、担持している金属イオンの種類によって定まる。各種金属イオンの殺菌力は、銀イオン（Ａｇ＋）が最も高く、ｐｐｂ（１０億分の１）の濃度のオーダーで含まれていれば発揮され、次いで亜鉛イオン（Ｚｎ２＋）、銅イオン（Ｃｕ２＋）の順で高い殺菌力を有する。
【００２０】
＜各種の評価の結果等＞
これら評価の結果は、上記［表１］の右部に示される。尚、表中「−−−」は、評価の未実施を示す。
【００２１】
電子ビーム蒸着での安定性は、金属イオン担持ゼオライトが２４ｗｔ％以下であれば、担持する金属イオンの種類によらず、又ベース物質の種類によらず、極めて良好に確保される（評価Ａ；検討例１〜７，１３〜１９，２５〜３１，３７〜３９）。
又、安定性は、金属イオン担持ゼオライトが３０ｗｔ％以下であれば、良好に確保される（評価Ｂ；検討例８〜１０，２０〜２２，３２〜３４）。尚、銅イオン担持ゼオライトの場合、金属イオン担持ゼオライトが５０ｗｔ％以下であれば、安定性が確保される（評価Ｂ；検討例２３〜２４）。
【００２２】
透過率は、金属イオン担持ゼオライトが２０ｗｔ％以下であれば、担持する金属イオンの種類によらず、又ベース物質の種類によらず、極めて良好に確保される（評価Ａ；検討例１〜５，１３〜１７，２５〜２９，３７〜３９）。
又、金属イオン担持ゼオライトが２０ｗｔ％を超えて４０ｗｔ％以下であれば、透過率は良好に確保される（評価Ｂ；検討例６〜１１，１８〜２３，３０〜３５）。
【００２３】
抗菌性は、担持される金属イオンの種類により相違があるものの、どの種類でも金属イオン担持ゼオライトが２０ｗｔ％以下であれば、大腸菌及び黄色ブドウ球菌のうちの少なくとも一方に対して抗菌力が認められる（検討例１〜５，１３〜１７，３７〜３９）。
更に、ベース物質がＳｉＯ２である場合において金属イオン担持ゼオライトが１０ｗｔ％以上であれば、大腸菌及び黄色ブドウ球菌の双方に対して優れた抗菌力が発揮されることとなる（双方とも評価Ａ；検討例３〜５，１５〜１７；但し検討例１６は大腸菌の評価Ｂ）。
尚、亜鉛イオン担持ゼオライトの抗菌性について、定量的な評価は実施されなかったが、大腸菌や黄色ブドウ球菌と接触させた状態での観察は試みられ、その様子はほぼ銅イオン担持ゼオライトの場合と同様であった。
【００２４】
＜まとめ等＞
以上より、まず、無機誘電体（ベース物質）に金属イオン担持ゼオライトが１ｗｔ％以上３０ｗｔ％以下において混合された抗菌材料（検討例１〜１０，１３〜２２，２５〜３４，３７〜３９）は、安定して蒸着可能であり（評価Ｂ以上）、且つ良好な透過率を確保でき（評価Ｂ以上）、更に抗菌性を兼ね備える（大腸菌及び黄色ブドウ球菌の少なくとも一方の評価がＢ以上）こととなる。よって、検討例１〜１０，１３〜２２，２５〜３４，３７〜３９は、実施例１〜１０，１１〜２０，２１〜３０，３１〜３３と評価され、検討例１１〜１２，２３〜２４，３５〜３６は、比較例１〜２，３〜４，５〜６と評価される。
【００２５】
次いで、金属イオン担持ゼオライトの重量比率範囲の下限が１ｗｔ％以上ではなく１０ｗｔ％以上とされた抗菌材料（検討例３〜１０，１５〜２２，２７〜３４，３７〜３９）は、蒸着安定性と透過率を維持した状態で、より優れた抗菌性を確保することができる（大腸菌及び黄色ブドウ球菌の少なくとも一方の評価がＡ）。ここで、ベース物質がＳｉＯ２であれば（検討例３〜１０，１５〜２２，２７〜３４）、極めて優れた抗菌性が確保される（大腸菌及び黄色ブドウ球菌の双方の評価がＡ，但し検討例１６は大腸菌の評価がＢ）。
【００２６】
あるいは、上述の何れかの重量比率範囲において、更に金属イオン担持ゼオライトの重量比率範囲の上限が２０ｗｔ％以下とされた抗菌材料（検討例５以下，１１以下，２９以下，３７〜３９）は、電子ビーム安定性及び透過率が双方共に極めて優れることとなり（評価Ａ）、この抗菌材料によれば、透過率及び抗菌力の極めて高い膜が、蒸着により優れた安定性のもとで成膜される。
【００２７】
尚、ベース物質がＡｌ２Ｏ３である場合（検討例３７）、蒸着により安定して成膜可能であり、成膜後に中間屈折率を呈し、成膜後の透過率及び抗菌力が良好である蒸着材料が提供される。
又、ベース物質がＺｒＯ２である場合（検討例３８）、蒸着により安定して成膜可能であり、成膜後に高屈折率を呈し、成膜後の透過率及び抗菌力が良好である蒸着材料が提供される。
更に、ベース物質がＩＴＯである場合（検討例３９）、蒸着により安定して成膜可能であり、成膜後に導電性を呈し、成膜後の透過率及び抗菌力が良好である蒸着材料が提供される。