(57)【要約】【課題】ガラスネットワーク成分の溶解は極小に抑え、含有修飾酸化物の溶出のみを重点的に行うことができ優れた耐久性を発揮することができる抗菌機能を有するガラス組成物を提供する。【解決手段】金属イオンを溶出する修飾酸化物成分を含有した抗菌機能を有するガラス組成物であって、ガラスネットワーク成分をＳｉ、Ｂ、Ｐ、Ａｌとして、Ｓｉ成分のネットワークあるいはＳｉ成分とＢ、Ｐ、Ａｌ成分の１種または２種以上の成分からなるネットワークを持ち、前記Ｓｉ成分を酸化物換算で５０ＷＴ％以上含有しているものとした。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属イオンを溶出する修飾酸化物成分を含有した抗菌機能を有するガラス組成物であって、ガラスネットワーク成分をＳｉ、Ｂ、Ｐ、Ａｌとして、Ｓｉ成分のネットワークあるいはＳｉ成分とＢ、Ｐ、Ａｌ成分の１種または２種以上の成分からなるネットワークを持ち、前記Ｓｉ成分を酸化物換算で５０ＷＴ％以上含有していることを特徴とする抗菌機能を有するガラス組成物。
【請求項２】
修飾酸化物成分として、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｈ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｃｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｎの１種または２種以上の金属成分を、酸化物換算で０．０５〜６．０ＷＴ％含有している請求項１に記載の抗菌機能を有するガラス組成物。
【請求項３】
重量％で、
ＳｉＯ２      ５０〜９０
Ａｌ２Ｏ３      ２〜１５
ＭｇＯ        １〜１０
Ｂ２Ｏ３        ０．１〜２５
Ｐ２Ｏ５        ０．１〜２５
Ｎａ２Ｏ      ３〜１８
Ｋ２Ｏ        ０．１〜１５
Ｌｉ２Ｏ      ０．１〜１５
Ｚｒ２Ｏ      ０．１〜１０
ＺｎＯ        ０．１〜１０
ＣａＯ        １〜１５
ＴｉＯ２      ０．１〜１０
からなる請求項１〜２のいずれかに記載の抗菌機能を有するガラス組成物。
【請求項４】
重量％で
ＳｉＯ２      ４０〜６５
Ａｌ２Ｏ３      ０．１〜５
Ｎａ２Ｏ      １５〜３０
Ｋ２Ｏ        ０．１〜１５
Ｂ２Ｏ３        １〜１５
ＣａＯ        ０．１〜１０
ＴｉＯ２      ０．０１〜３
Ｆ２          ０．１〜３
ＢａＯ        ０．１〜５
からなるフリットガラス中にＡｇ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｈ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｃｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｎの１種または２種以上の金属成分を、酸化物重量比で０．０５〜２５ＷＴ％含有させたフリットを添加して成形されたものである請求項１〜３のいずれかに記載の抗菌機能を有するガラス組成物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガラスネットワークに金属、金属イオン、金属コロイド粒子を均一に分散させた抗菌機能を有するガラス組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特開２０００−３２７３６４号公報
【０００３】
抗菌機能を有するガラスにおいては、ガラスの修飾酸化物の一つとして抗菌機能を有する金属元素（例えばＡｇやＺｎ）を混合させ、溶融しガラス材料としている。この場合、ガラス表面への水分子等のアタックにより、ガラスネットワークを崩壊せしめ、ネットワーク中に存在する抗菌機能を有する金属成分の溶出を図って抗菌機能を発揮させてきた。つまり、ガラスネットワークの水分子等の攻撃による化学的耐久性を低下させて自らとともに溶解し、機能を有する金属成分を外部に放出していたのである。
【０００４】
しかしながら、従来のものでは一般的にガラス材料の寿命、あるいは抗菌機能を有するガラスを混合した樹脂製品は耐久性が低く、また寿命も短いという問題点があった。更には、ネットワークの溶解により発生した末端余剰電子が溶出イオンの安定性を低下させてコロイド化を促進し、着色現象を引き起こすという問題点もあった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記のような従来の問題点を解決して、ガラスネットワーク成分の溶解は極小に抑え、含有修飾酸化物の溶出のみを重点的に行うことができて優れた耐久性を発揮することができ、また、ネットワークの崩壊による非架橋酸素の発生および末端余剰電子の減少に伴い溶出金属イオンの安定性を維持し、イオン溶出溶液の着色性も低下させることができる抗菌機能を有するガラス組成物を提供することを目的として完成されたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するためになされた本発明の抗菌機能を有するガラス組成物は、金属イオンを溶出する修飾酸化物成分を含有した抗菌機能を有するガラス組成物であって、ガラスネットワーク成分をＳｉ、Ｂ、Ｐ、Ａｌとして、Ｓｉ成分のネットワークあるいはＳｉ成分とＢ、Ｐ、Ａｌ成分の１種または２種以上の成分からなるネットワークを持ち、前記Ｓｉ成分を酸化物換算で５０ＷＴ％以上含有していることを特徴とするものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を示す。
本発明は、金属イオンを溶出する修飾酸化物成分を含有した抗菌機能を有するガラス組成物であって、ガラスネットワーク成分をＳｉ、Ｂ、Ｐ、Ａｌとして、Ｓｉ成分のネットワークあるいはＳｉ成分とＢ、Ｐ、Ａｌ成分の１種または２種以上の成分からなるネットワークを持ち、前記Ｓｉ成分を酸化物換算で５０ＷＴ％以上含有している点に特徴的構成を有する。即ち、主ガラスネットワークをＳｉ−Ｏ−Ｓｉ共有結合とし、外部からの化学的侵食を極小にするよう構成されている。
【０００８】
このような構成により、ネットワークの崩壊による非架橋酸素の発生、末端余剰電子の減少に伴い、溶出金属イオンの安定性が維持され、またイオン溶出溶液の着色性も低下することとなる。また、工業的にも安価なソーダライムガラスを使用することにより、リサイクルカレットの有効利用も可能となる。ソーダライムガラスとしては一般的な窓ガラス、自動車用ガラス、ビン、食器ガラス等が挙げられる。
【０００９】
前記修飾酸化物成分としては、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｈ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｃｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｎの１種または２種以上の金属成分を、酸化物換算で０．０５〜６．０ＷＴ％含有したものとする。形態としては、これら金属の単体や合金の金属状態、金属コロイド状態、金属イオン状態のいずれでもよい。その他の修飾酸化物は特に限定はなく、アルカリ土類金属（例えば、Ｓｒ）等の導入やランタノイド元素の導入も特に問題はない。
但し、これらの導入量（ＷＴ％）は、溶融温度や成形温度やガラス化温度などにより変化するが、ガラスネットワーク成分の酸化物換算合計量（ＷＴ％）と比較して、それ以下でなければならない。特にアルカリ金属成分の合計はガラス全体に比較して２０ＷＴ％以下でなければならない。
これらの修飾酸化物成分は、ガラス原料中に各金属を酸化物、塩化物、窒化物、炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩、酢酸塩等の形態で混合すればよく、更には、後述するようにフリットガラス組成物として添加することもできる。
【００１０】
本発明のガラス組成物は重量％で、下記の範囲からなるものとする。
ＳｉＯ２      ５０〜９０
Ａｌ２Ｏ３      ２〜１５
ＭｇＯ        １〜１０
Ｂ２Ｏ３        ０．１〜２５
Ｐ２Ｏ５        ０．１〜２５
Ｎａ２Ｏ      ３〜１８
Ｋ２Ｏ        ０．１〜１５
Ｌｉ２Ｏ      ０．１〜１５
Ｚｒ２Ｏ      ０．１〜１０
ＺｎＯ        ０．１〜１０
ＣａＯ        １〜１５
ＴｉＯ２      ０．１〜１０
各成分を上記の範囲としたのは次の理由による。
ＳｉＯ２が５０重量％未満では、ガラスの主ネットワークが少なく耐久性が低下し、９０重量％より多いと高温溶融が必要であり現実的でない。
Ａｌ２Ｏ３が２重量％未満では化学耐久性に劣り、１５重量％より多いとガラス中に泡が発生しやすく製品として不利となる。
ＭｇＯが１重量％未満ではガラスの作業温度域が狭くなり、１０重量％より多いとガラスの耐久性が低下する。
Ｂ２Ｏ３が１重量％未満ではガラスの作業温度域が狭くなり、２５重量％より多いとガラスの耐久性が低下する。
Ｚｒ２Ｏが０．１重量％未満では化学的耐久性が低くなり、１０重量％より多いと高温溶融が必要となり現実的ではない。
Ｐ２Ｏ５が１重量％未満ではガラスの作業温度域が狭くなり、２５重量％より多いとガラスの耐久性が低下する。
Ｎａ２Ｏが３重量％未満では溶融温度が上昇し、１８重量％より多いと化学的耐久性がない。
Ｋ２ＯおよびＬｉ２Ｏが１重量％未満では溶融温度が上昇し、１５重量％より多いと化学的耐久性がない。
ＺｎＯ、ＣａＯ、ＴｉＯ２が１重量％未満では化学的耐久性が低くなり、上限を超えると高温溶融が必要となり現実的ではない。
【００１１】
また、ガラス組成中に、ＳｉＯ２成分を５０ＷＴ％以上導入することが好ましく、組成例としてはＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３系、ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３系、ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−Ｂ２Ｏ３系が挙げられる。
【００１２】
修飾酸化物成分は、フリットガラス組成物として添加することもできる。
この場合、重量％で
ＳｉＯ２      ４０〜６５
Ａｌ２Ｏ３      ０．１〜５
Ｎａ２Ｏ      １５〜３０
Ｋ２Ｏ        ０．１〜１５
Ｂ２Ｏ３        １〜１５
ＣａＯ        ０．１〜１０
ＴｉＯ２      ０．０１〜３
Ｆ２          ０．１〜３
ＢａＯ        ０．１〜５
からなるフリットガラス中にＡｇ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｈ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｃｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｎの１種または２種以上の金属成分を、酸化物重量比で０．０５〜２５ＷＴ％含有させたフリットを添加する。
即ち、添加フリットガラス組成は被添加ガラスのネットワーク成分に存在する成分を５０〜８０ＷＴ％含有し、修飾酸化物成分を４５ＷＴ％以下で含有するものとするのが好ましい。
【００１３】
（実施例）
修飾酸化物成分を含有した表１に示す組成のフリットガラスを作成した。
【表１】
2004262699.tif 000002
【００１４】
各フリットをガラスカレットに５ＷＴ％添加して、表２に示すＡｇ添加の抗菌機能を有するガラスを作成した。また、比較例１としてＡｇ２Ｏ３を含有しないガラスも準備した。
【表２】
2004262699.tif 000003
【００１５】
得られたガラスの抗菌性試験を行った結果を表３、表４に示す。
なお、抗菌性テストは［ＪＩＳ  Ｚ２８０１］に準拠したフィルム密着法で測定したものである。各表から明らかなように、フリットを添加した抗菌機能を有するガラス表面での抗菌性テストはすべて検出限界以下であることが確認できた。
【表３】
2004262699.tif 000004
【００１６】
【表４】
2004262699.tif 000005
【００１７】
【発明の効果】
以上の説明からも明らかなように、本発明はガラスネットワーク成分の溶解は極小に抑え、含有修飾酸化物の溶出のみを重点的に行うことができて優れた耐久性を発揮することができ、また、ネットワークの崩壊による非架橋酸素の発生および末端余剰電子の減少に伴い溶出金属イオンの安定性を維持し、イオン溶出溶液の着色性も低下させることができるものである。
よって本発明は従来の問題点を一掃した抗菌機能を有するガラス組成物として、産業の発展に寄与するところは極めて大である。