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JP2023018701A - Formation method of treatment layer - Google Patents

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JP2023018701A JP2021122881A JP2021122881A JP2023018701A JP 2023018701 A JP2023018701 A JP 2023018701A JP 2021122881 A JP2021122881 A JP 2021122881A JP 2021122881 A JP2021122881 A JP 2021122881A JP 2023018701 A JP2023018701 A JP 2023018701A
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Abstract

To provide a formation method of a treatment layer having a sterilization ability on a substrate surface by a comparatively simple technique.SOLUTION: A formation method of a treatment layer for forming a treatment layer having a sterilization ability on a substrate surface, includes: a crystal grain precipitation step of obtaining an aqueous solution obtained by dissolving a bath component comprising a water-soluble zinc salt and an amine-based or borane-based reducing agent as a main component in water and precipitating a crystal grain of zinc oxide in the aqueous solution; and a treatment layer formation step of coating the crystal grain obtained in the crystal grain precipitation step together with a binder on the substrate surface so as to form th treatment layer.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、例えば、菌に対して殺菌能を有する処理層を基材表面に形成する処理層の形成方法に関する。 The present invention, for example, relates to a method for forming a treated layer having bactericidal activity on the surface of a substrate.

この種の殺菌能を有する処理層に関する先行技術としては、特許文献1、2及び3を挙げることができる。
特許文献1は、金属粒子(a1)とフェノール樹脂(a2)との複合体であって金属原子- 酸素原子-炭素原子結合を有する金属樹脂複合材料を含有する、抗菌性組成物に関する出願であり、金属粒子 (a1)として、銀、銅、スズ、ニッケル、鉄、亜鉛、マンガン及びポリイミドからなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましいと記されている。この抗菌性組成物は、基材の表面に塗布して使用することもできる。
Patent Documents 1, 2 and 3 can be cited as prior art relating to this type of treatment layer having bactericidal activity.
Patent Document 1 is an application relating to an antibacterial composition containing a metal-resin composite material which is a composite of metal particles (a1) and a phenolic resin (a2) and has a metal atom-oxygen atom-carbon atom bond. , metal particles (a1) are preferably at least one selected from the group consisting of silver, copper, tin, nickel, iron, zinc, manganese and polyimide. This antibacterial composition can also be used by applying it to the surface of a substrate.

特許文献2に開示の技術は、接触すると細胞が死亡する新規な表面トポグラフィーを示す表面に関し、ナノオーダーの大きさを有するナノスパイクのアレイを含む合成殺菌表面とされる合成殺菌表面の製造方法に関する。 The technology disclosed in Patent Document 2 relates to a surface exhibiting a novel surface topography that kills cells upon contact, and is a method for producing a synthetic sterilizing surface that includes an array of nanospikes having nano-order sizes. Regarding.

一方、特許文献3には、殺菌能を有する物質として酸化亜鉛粒子を使用することが示されている。
この文献に開示の技術は、亜鉛イオン、塩素イオンおよび硫酸イオンを含有する水溶液で、該塩素イオンと該硫酸イオンとのモル比を所定の割合に調整して、前駆体を析出し、この前駆体を含有する水溶液を所定温度で水熱処理することにより得ることができる。
この技術で得ることができる酸化亜鉛粒子の粒子径は10μm~500μm程度である。
On the other hand, Patent Document 3 discloses the use of zinc oxide particles as a substance having bactericidal activity.
The technique disclosed in this document is an aqueous solution containing zinc ions, chloride ions and sulfate ions, adjusting the molar ratio of the chloride ions and the sulfate ions to a predetermined ratio, precipitating a precursor, and precipitating the precursor. It can be obtained by hydrothermally treating an aqueous solution containing the body at a predetermined temperature.
The particle size of zinc oxide particles that can be obtained by this technique is about 10 μm to 500 μm.

特開2017-71562号公報JP 2017-71562 A 特表2017-503554号公報Japanese Patent Publication No. 2017-503554 特開2007-223873号公報JP 2007-223873 A

前述の特許文献1,2,3に記載の技術は、それぞれ以下のような欠点がある。 The techniques described in the aforementioned Patent Documents 1, 2, and 3 each have the following drawbacks.

特許文献1に開示の技術では、記載の抗菌性組成物を使用することにより、基材表面に抗菌性樹脂層を形成できるが、組成物の製造工程が煩雑になるとともに、殺菌有効成分となる金属が樹脂に包摂された状態で表面に露出するため、その有効領域が限られる。 In the technique disclosed in Patent Document 1, by using the described antibacterial composition, an antibacterial resin layer can be formed on the surface of the substrate, but the production process of the composition becomes complicated, and it becomes an effective bactericidal ingredient. The effective area is limited because the metal is exposed on the surface while being covered with resin.

特許文献2には、合成殺菌表面を形成する物質として酸化亜鉛が指摘されているが、この材料を使用して、真に殺菌能のある表面を得る方法に関しては明らかでない。 Although WO 2005/010021 mentions zinc oxide as a material to form a synthetic antiseptic surface, it is not clear how this material can be used to obtain a truly antiseptic surface.

特許文献3に開示の技術は、殺菌成分としての酸化亜鉛粒子を得る方法に関するが、得られる粒子の粒子径が大きく、この粒子による殺菌能は特許文献2に開示のナノスパイク形成によるものではなく、酸化亜鉛粒子が材料として固有に保持する殺菌能によるものと理解される。 The technique disclosed in Patent Document 3 relates to a method for obtaining zinc oxide particles as a sterilizing component, but the particle size of the obtained particles is large, and the sterilizing ability of these particles is not due to nanospike formation disclosed in Patent Document 2. , is understood to be due to the inherent bactericidal ability of the zinc oxide particles as a material.

この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、比較的簡便な手法で、基材表面に殺菌能を有する処理層の形成方法を提供する点にある。 In view of this situation, the main object of the present invention is to provide a method for forming a treated layer having bactericidal activity on the surface of a substrate by a relatively simple technique.

本発明の第1特徴構成は、
水に水溶性亜鉛塩とアミン系若しくはボラン系の還元剤を主成分とする浴成分を溶解してなる水溶液を得るとともに、当該水溶液中で酸化亜鉛の結晶粒子を析出させる結晶粒子析出工程と、
前記結晶粒子析出工程で得た前記結晶粒子をバインダーとともに基材表面に塗布して処理層を形成する処理層形成工程からなる点にある。
The first characteristic configuration of the present invention is
a crystal grain precipitating step of obtaining an aqueous solution obtained by dissolving a bath component mainly composed of a water-soluble zinc salt and an amine-based or borane-based reducing agent in water, and precipitating crystal grains of zinc oxide in the aqueous solution;
The method comprises a treated layer forming step of applying the crystal grains obtained in the crystal grain deposition step together with a binder to the substrate surface to form a treated layer.

以下、アミン系若しくはボラン系の還元剤を単に還元剤と呼ぶことがあるものとする。 Hereinafter, an amine-based or borane-based reducing agent may be simply referred to as a reducing agent.

本特徴構成によれば、結晶粒子析出工程において、水溶性亜鉛塩と還元剤とを少なくとも含む水溶液を作成し、酸化亜鉛の結晶粒子を成長させる。
ここで、必要となる処理は水溶液の作成であり、簡単に結晶粒子を製造することができる。しかも、水溶性亜鉛塩と還元剤とを適当な割合で混合した水溶液では、発明者がナノスパイクと呼ぶ、結晶核の周部にスパイク状の突起が突出した酸化亜鉛の結晶が形成される(図3~6参照のこと)。
According to this characteristic configuration, in the crystal grain precipitation step, an aqueous solution containing at least a water-soluble zinc salt and a reducing agent is prepared to grow crystal grains of zinc oxide.
Here, the processing required is preparation of an aqueous solution, and crystal grains can be produced easily. Moreover, in an aqueous solution in which a water-soluble zinc salt and a reducing agent are mixed in an appropriate ratio, zinc oxide crystals with spike-like protrusions protruding from the periphery of the crystal nuclei, which the inventor calls nanospikes, are formed ( (see Figures 3-6).

図3~6からも分かるように、この結晶粒子は結晶核の周部にスパイク状の突起が突出した形態を有するが、その突起(後述するナノスパイク)は数~数百nmとなっており、ナノオーダーのものとできる。結果、殺菌能を発揮する。 As can be seen from FIGS. 3 to 6, this crystal grain has a form in which spike-like protrusions protrude from the periphery of the crystal nucleus, and the protrusions (nanospikes, which will be described later) are several to several hundred nm in size. , nano-order. As a result, it exhibits bactericidal activity.

本発明の第2特徴構成は、
前記水溶性亜鉛塩が硝酸亜鉛6水和物であり、前記アミン系若しくはボラン系の還元剤がジメチルアミンボラン(DMAB)若しくはヘキサメチレンテトラミン(HMTA)の何れか一方或いはそれらの両方である点にある。
The second characteristic configuration of the present invention is
The water-soluble zinc salt is zinc nitrate hexahydrate, and the amine-based or borane-based reducing agent is either dimethylamine borane (DMAB) or hexamethylenetetramine (HMTA), or both. be.

本特徴構成によれば、これら安価で入手容易な出発原料(硝酸亜鉛6水和物、ジメチルアミンボラン、若しくはヘキサメチレンテトラアミン)を使用して、目的物を得ることができる。 According to this characteristic configuration, the desired product can be obtained using these inexpensive and readily available starting materials (zinc nitrate hexahydrate, dimethylamine borane, or hexamethylenetetraamine).

本発明の第3特徴構成は、
前記結晶粒子析出工程において、前記水溶液における水溶性亜鉛塩とアミン系若しくはボラン系の還元剤の濃度を調整するとともに、
前記結晶粒子の成長時間を調整して、前記結晶粒子の平均粒子サイズを調整する点にある。
The third characteristic configuration of the present invention is
In the crystal grain precipitation step, while adjusting the concentrations of the water-soluble zinc salt and the amine-based or borane-based reducing agent in the aqueous solution,
The point is that the growth time of the crystal grains is adjusted to adjust the average grain size of the crystal grains.

後述する実施形態で示すように、本発明に係る酸化亜鉛の結晶粒子は、出発原料である水溶性亜鉛塩と還元剤との濃度関係及び成長時間に大きく依存する。
原則的には、出発原料の濃度は結晶粒子の形成を過不足のない濃度に調整する必要がある、一方、成長時間は長くとる程、得られる結晶粒子の粒子サイズは大きくなる傾向を示す。
従って、出発原料の濃度と成長時間を適度に調整することにより、目的とする粒子サイズを備えた結晶粒子を得ることができる。
As shown in the embodiments described later, the crystal particles of zinc oxide according to the present invention greatly depend on the concentration relationship between the water-soluble zinc salt and the reducing agent, which are starting materials, and the growth time.
In principle, it is necessary to adjust the concentration of the starting materials so that the formation of crystal grains is not excessive or deficient.
Therefore, crystal grains having a desired grain size can be obtained by appropriately adjusting the concentration of the starting material and the growth time.

本発明の第4特徴構成は、
前記水溶液において、
前記水溶性亜鉛塩の濃度を5mmol/L以上200mmol/L以下とし、
前記水溶性亜鉛塩と前記アミン系若しくはボラン系の還元剤とのモル比を0.1:1以上60:1以下として、
前記水溶液の温度を75℃以上95℃以下に維持する点にある。
The fourth characteristic configuration of the present invention is
In the aqueous solution,
The concentration of the water-soluble zinc salt is set to 5 mmol/L or more and 200 mmol/L or less,
The molar ratio of the water-soluble zinc salt and the amine-based or borane-based reducing agent is 0.1:1 or more and 60:1 or less,
The point is to maintain the temperature of the aqueous solution at 75°C or higher and 95°C or lower.

先にも記したように、水溶液における出発原料の濃度及び原料比は形成される粒子サイズを決定づける要因であり、この水溶性亜鉛塩の濃度が5mmol/Lより低い場合は所望の結晶粒子が形成され難い場合がある。一方、200mmol/Lより高い場合は、粒子サイズが小さくなり過ぎる傾向が生じる。 As noted above, the concentration and ratio of the starting materials in the aqueous solution are factors that determine the particle size formed, and when the concentration of this water-soluble zinc salt is lower than 5 mmol/L, the desired crystal particles are formed. may be difficult to obtain. On the other hand, when it is higher than 200 mmol/L, the particle size tends to be too small.

一方、水溶性亜鉛塩に対する還元剤の割合に関しても、このモル比が0.1:1より低い、若しくは60:1より高いと、水溶性亜鉛塩と還元剤との間の適切は反応を促進し難くなりやすい。水溶液温度に関しては、この程度の温度域で所定の反応が良好に進行する。従って、上記のように水溶性亜鉛塩の濃度及び、水溶性亜鉛塩と還元剤とのモル比を選択し、所定の温度域に水溶液を管理することで、容易且つ確実に発明者が好ましと考える粒子サイズの結晶粒子構造を得ることができる。 On the other hand, regarding the ratio of reducing agent to water-soluble zinc salt, a molar ratio lower than 0.1:1 or higher than 60:1 promotes an appropriate reaction between water-soluble zinc salt and reducing agent. It is easy to become difficult. As for the temperature of the aqueous solution, the predetermined reaction proceeds favorably within this temperature range. Therefore, by selecting the concentration of the water-soluble zinc salt and the molar ratio between the water-soluble zinc salt and the reducing agent as described above, and controlling the aqueous solution within a predetermined temperature range, the inventors can easily and reliably A crystal grain structure can be obtained with a grain size of .

本発明の第5特徴構成は、
前記結晶粒子析出工程における、前記結晶粒子の成長時間を30分以上6時間以下とする点にある。
The fifth characteristic configuration of the present invention is
The crystal grain growth time in the crystal grain precipitation step is set to 30 minutes or more and 6 hours or less.

本特徴構成によれば、30分~6時間の範囲内で、発明者らが目的とする、ナノスパイクを形成することができる。
ここで、30分より短い場合は成長が不十分となり、殺菌能に劣る場合が発生する場合がある。一方、6時間より長い場合は、成長しすぎる。
According to this characteristic configuration, the nanospikes aimed by the inventors can be formed within the range of 30 minutes to 6 hours.
Here, if it is shorter than 30 minutes, the growth may be insufficient and the sterilization performance may be inferior. On the other hand, if it is longer than 6 hours, it grows too much.

本発明の第6特徴構成は、
前記水溶液中に酸化亜鉛粒子を混入する点にある。
The sixth characteristic configuration of the present invention is
The point is that zinc oxide particles are mixed into the aqueous solution.

本特徴構成によれば、結晶粒子析出工程において、混入した酸化亜鉛粒子を核として結晶粒子の成長を促進できる。このように酸化亜鉛粒子を混入する場合は、混入しない場合に比べて、結晶粒子は結晶サイズが小さくなる傾向を示す。換言すると、酸化亜鉛粒子を添加することで、核となる粒子の数を多くすることが可能となるが、原料濃度が同じ場合、酸化亜鉛粒子の添加量が多いほど粒子サイズが小さくなる傾向を示す。 According to this characteristic configuration, in the crystal grain precipitation step, the growth of the crystal grains can be promoted with the mixed zinc oxide particles as nuclei. When zinc oxide particles are mixed in this way, the crystal grains tend to have a smaller crystal size than when zinc oxide particles are not mixed. In other words, by adding zinc oxide particles, it is possible to increase the number of core particles, but when the raw material concentration is the same, the larger the amount of zinc oxide particles added, the smaller the particle size tends to be. show.

本発明の第7特徴構成は、
前記基材表面に塗布する塗布液が、前記結晶粒子、前記バインダー及び揮発性の溶媒を混合して成り、
前記塗布液中における前記結晶粒子の質量と前記バインダーの質量とに関し、
〔結晶粒子の質量〕/〔〔結晶粒子の質量〕+〔バインダーの質量〕〕を、0.5以上0.9以下とする点にある。
The seventh characteristic configuration of the present invention is
The coating liquid applied to the surface of the substrate is formed by mixing the crystal particles, the binder and a volatile solvent,
Regarding the mass of the crystal particles and the mass of the binder in the coating liquid,
[mass of crystal grains]/[mass of crystal grains]+[mass of binder]] is set to 0.5 or more and 0.9 or less.

本特徴構成によれば、後に図7に基づいて説明するように、処理層において、結晶粒子の突起が処理層表面に突出した状態を実現しながら、結晶粒子の基材表面への付着を維持できる。0.5未満とすると、突起がバインダーに覆われ不活性化が劣化する場合がある。一方、0.9より大きくなると、結晶粒子の付着性が劣る。 According to this characteristic configuration, as will be described later with reference to FIG. 7, in the treated layer, the crystal grains are kept attached to the base material surface while realizing a state in which the projections of the crystal grains protrude from the treated layer surface. can. If it is less than 0.5, the protrusions may be covered with the binder and deactivation may deteriorate. On the other hand, if it is larger than 0.9, the adhesion of crystal grains is poor.

本発明の第8特徴構成は、
前記基材表面に、前記処理層が形成された処理層形成部を設けるとともに、
層厚が前記処理層の厚さ以上とされ、前記処理層より硬い保護部を設ける点にある。
The eighth characteristic configuration of the present invention is
A treated layer forming portion having the treated layer formed thereon is provided on the surface of the base material,
The thickness of the layer is equal to or greater than the thickness of the treatment layer, and the protection part is provided that is harder than the treatment layer.

本発明に係る処理層は、その構造上、摩擦等の影響を受けやすく、ナノスパイクが失われると目的とする殺菌能が低下する。
そこで、処理層形成部に対して保護部を設けることより、処理層の物理的保護が可能となる。この種の保護部は、その層厚を処理層の厚さ以上とし、処理層より硬い材料から形成することで、処理層の保護目的を達成できる。
この種の保護部は、後に紹介するように、縞状、格子状等とすることができるが、例えば、単なる突起を多数設けておいてもよい。
The treatment layer according to the present invention is structurally susceptible to friction and the like, and the loss of nanospikes reduces the intended bactericidal activity.
Therefore, physical protection of the treatment layer becomes possible by providing a protection portion for the treatment layer forming portion. This type of protection part can achieve the purpose of protecting the treatment layer by making the layer thickness equal to or greater than the thickness of the treatment layer and by forming it from a material harder than the treatment layer.
As will be introduced later, this type of protective portion can be striped, grid-shaped, or the like, but for example, a large number of simple projections may be provided.

以上説明してきたように、これまで説明してきた処理層の形成方法により、ナノスパイク構造を有する処理層を基材表面に適切に形成できる。 As described above, the treatment layer forming method described above can appropriately form a treatment layer having a nanospike structure on the substrate surface.

さらに、この処理層は後に示すように、Qβファージ、大腸菌、黄色ブドウ球菌、及び糸状菌の一種以上を不活性化することができる。
これが不活性化方法にかかる本発明の第9特徴構成である。
Additionally, this treatment layer is capable of inactivating one or more of Qβ phage, E. coli, Staphylococcus aureus, and filamentous fungi, as shown below.
This is the ninth characteristic configuration of the present invention relating to the deactivation method.

処理層の形成プロセスを示す説明図Explanatory drawing showing the formation process of the treatment layer 出発原料1の反応系統を示す図Diagram showing reaction system of starting material 1 出発原料1を使用した検討結果を示す図Figure showing the results of examination using starting material 1 出発原料1を使用した検討結果を示す図Figure showing the results of examination using starting material 1 出発原料2を使用した検討結果を示す図Figure showing the results of examination using starting material 2 出発原料2を使用した検討結果を示す図Figure showing the results of examination using starting material 2 塗布層の形成状態を示す図The figure which shows the formation state of a coating layer. 凹部に塗布層を形成した別実施形態を示す図The figure which shows another embodiment which formed the coating layer in the recessed part.

本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。
図1に、本願に係る処理層1の形成プロセスを示した。
図からも判明するように、本発明に係る処理層1の形成方法は、(a)結晶粒子析出工程、(b)処理層形成工程を有してなる。
An embodiment of the present invention will be described based on the drawings.
FIG. 1 shows the formation process of the treatment layer 1 according to the present application.
As can be seen from the drawing, the method for forming the treated layer 1 according to the present invention includes (a) a crystal grain precipitation step and (b) a treated layer forming step.

(a)(b)には、各工程を模式的に示すとともに、それらの工程の右側に、(a)については、この工程で作成される、ナノスパイクを有する結晶粒子3の写真を、(b)については、この工程で作成される処理層1の写真を示した。本明細書において写真は全てSEM写真である。倍率は「×〇〇〇」で示した。本明細書では写真の倍率は基本「×3000」としている。ただし、図1(b)の右側に示す写真及び図3上側の三つの写真の倍率は「×30000」である。 (a) and (b) schematically show each step, and on the right side of those steps, for (a), a photograph of crystal grains 3 having nanospikes produced in this step is shown ( For b), a photograph of the treated layer 1 produced in this step is shown. All photographs herein are SEM photographs. Magnification is indicated by “×〇〇〇”. In this specification, the magnification of the photograph is basically “×3000”. However, the magnification of the photograph shown on the right side of FIG. 1(b) and the three photographs on the upper side of FIG. 3 is "×30000".

上記の処理層1は、基材10上に結晶粒子3をバインダーBにて付着して形成するが、以下に示す実施例では、基材10がポリイミドである例を示している。しかしながら、基材10としては、本発明の手法を採用する場合、別実施例で示す様に結晶粒子3を基材表面10aに付着させるバインダーBを選択することで、任意の基材10とすることができる。 The above treated layer 1 is formed by adhering the crystal grains 3 to the base material 10 with the binder B. In the examples shown below, the base material 10 is polyimide. However, when the method of the present invention is adopted as the base material 10, any base material 10 can be obtained by selecting a binder B that allows the crystal grains 3 to adhere to the base material surface 10a as shown in another embodiment. be able to.

1.結晶粒子析出工程
この工程では、水に水溶性亜鉛塩とアミン系若しくはボラン系の還元剤を主成分とする浴成分を溶解してなる水溶液2を得るとともに、当該水溶液2中で酸化亜鉛の結晶粒子3を析出させる。析出に際しては、例えば混合操作の後、水溶液2を静置して結晶粒子3を析出しても良いし(自然析出)、別途、水溶液2に結晶粒子3の核となる酸化亜鉛粒子(以下、種粒子5とも呼ぶ)を混入して結晶粒子3を成長させてもよい。図1(a)では、この意味から種粒子5の混入状態を仮想線で示している。
1. Crystal Particle Precipitation Step In this step, an aqueous solution 2 is obtained by dissolving a bath component mainly composed of a water-soluble zinc salt and an amine-based or borane-based reducing agent in water, and crystals of zinc oxide are obtained in the aqueous solution 2. Particles 3 are deposited. At the time of precipitation, for example, after the mixing operation, the aqueous solution 2 may be allowed to stand still to precipitate the crystal grains 3 (natural precipitation), or zinc oxide particles (hereinafter, referred to as The crystal grains 3 may be grown by mixing seed grains 5 . In FIG. 1(a), the mixed state of the seed particles 5 is indicated by a virtual line for this purpose.

図1(a)に示すように、水溶液2は、水に水溶性亜鉛塩とアミン系もボラン系還元剤を主成分とする浴成分を溶解して得ることができる。同図には、水溶性亜鉛塩が硝酸亜鉛6水和物(Zn(NO・6HO)であり、還元剤がヘキサメチレンテトラミン(HMTA)或いはジメチルアミンボラン(DMAB)である例を代表的に示した。 As shown in FIG. 1(a), the aqueous solution 2 can be obtained by dissolving in water a bath component composed mainly of a water-soluble zinc salt and an amine or borane reducing agent. The figure shows an example in which the water-soluble zinc salt is zinc nitrate hexahydrate (Zn(NO 3 ) 2.6H 2 O) and the reducing agent is hexamethylenetetramine (HMTA) or dimethylamine borane (DMAB). is representatively shown.

以下の説明において、水溶性亜鉛塩が硝酸亜鉛6水和物であり還元剤がヘキサメチレンテトラミン(HMTA)である場合の出発原料を「出発原料1」と呼び、水溶性亜鉛塩が硝酸亜鉛6水和物であり還元剤がジメチルアミンボラン(DMAB)である場合の出発原料を「出発原料2」と呼ぶものとする。 In the following description, the starting material in which the water-soluble zinc salt is zinc nitrate hexahydrate and the reducing agent is hexamethylenetetramine (HMTA) is referred to as "starting material 1," and the water-soluble zinc salt is zinc nitrate 6. The starting material when it is a hydrate and the reducing agent is dimethylamine borane (DMAB) shall be referred to as "starting material 2".

水溶液2を得る場合、溶成分の濃度は、水溶性亜鉛塩の濃度を5mmol/L(リットル)以上、200mmol/L(リットル)以下とし、水溶性亜鉛塩に対する還元剤のモル比は0.1:1以上、60:1以下とできる。 When the aqueous solution 2 is obtained, the concentration of the solvent component is such that the concentration of the water-soluble zinc salt is 5 mmol/L (liter) or more and 200 mmol/L (liter) or less, and the molar ratio of the reducing agent to the water-soluble zinc salt is 0.1. : 1 or more and 60:1 or less.

適宜、混合・攪拌した後、得られる水溶液2を静置することにより、複数の酸化亜鉛の結晶粒子3を成長させる。実際には、所定時間、加温状態で撹拌する。 After appropriately mixing and stirring, the resulting aqueous solution 2 is allowed to stand to grow a plurality of crystal particles 3 of zinc oxide. In practice, it is stirred for a predetermined time while being heated.

この段階では、水溶液2の温度は75℃~95℃に維持するとともに、その結晶粒子3の形成時間は0.5~6時間とすることができる。
水溶液2の内部に、中心核の周りにナノオーダーのナノスパイクが成長した酸化亜鉛の結晶粒子3が多数ランダムに析出する。ナノスパイクのサイズは0.1μm以上5μm以下の範囲とできる。図3~図6に示す例ではサイズが1μm以上5μm以下となっている。
At this stage, the temperature of the aqueous solution 2 can be maintained at 75° C.-95° C., and the formation time of the crystal grains 3 can be 0.5-6 hours.
Inside the aqueous solution 2, a large number of crystal particles 3 of zinc oxide having nano-order nanospikes growing around the central nucleus are randomly precipitated. The size of the nanospikes can range from 0.1 μm to 5 μm. In the examples shown in FIGS. 3 to 6, the size is 1 μm or more and 5 μm or less.

2.処理層形成工程
図1(b)に示すように、結晶粒子析出工程で得られた結晶粒子3を、水溶液2内から取り出し、バインダーBとともに基材10の表面10aに塗布して処理層1を形成する。
同図右に示す写真は後述する、この写真は図7(c)に示すものである。
2. Treated Layer Forming Step As shown in FIG. 1(b), the crystal grains 3 obtained in the crystal grain precipitation step are taken out from the aqueous solution 2 and coated on the surface 10a of the substrate 10 together with the binder B to form the treated layer 1. Form.
The photograph shown on the right side of the same figure, which will be described later, is shown in FIG. 7(c).

以下、1.結晶粒子の製造、2.処理層の形成、3. 不活性化の検討の順に説明する。
1.結晶粒子の製造に関しては、出発原料として出発原料1及び出発原料2を使用する例を示し、2.処理層の形成に関しては、出発原料として1を使用する例を示す。
Below, 1. Manufacture of crystal grains, 2. Formation of treated layer, and 3. Examination of inactivation will be described in this order.
1. Regarding the production of crystal grains, an example using starting material 1 and starting material 2 as starting materials is shown, and 2. forming a treated layer shows an example using starting material 1 as the starting material.

1.結晶粒子の製造
1.―1 出発原料1の使用
出発原料1を使用する場合、酸化亜鉛の形成に係る反応系統は図2に示す通りである。
この反応系統では、原料の加水分解、OHの生成及び亜鉛イオンとOHとの相互作用による酸化亜鉛の生成が起こる。
1. Production of crystal grains1. -1 Use of Starting Material 1 When using the starting material 1, the reaction system for the formation of zinc oxide is as shown in FIG.
In this reaction system, hydrolysis of raw materials, formation of OH - and formation of zinc oxide due to interactions between zinc ions and OH - occur.

この検討における各実施例の条件を表1に記した。
同表において、「種粒子有無」は、「無」が種粒子5を添加しない自然析出を意味し、種粒子5を添加した例について、「製造会社、粒子サイズ及び濃度」を示している。
Table 1 shows the conditions of each example in this study.
In the table, "presence or absence of seed particles" means that "no" means spontaneous precipitation without adding seed particles 5, and "manufacturer, particle size and concentration" are shown for examples in which seed particles 5 are added.

種粒子5の粒子サイズに関しては、A社製の種粒子5の粒子サイズは20nmの1種とした(実施例2,4)。一方、B社製の種粒子5の粒子サイズは20nm、60nm、280nmの3種とした(実施例3,6)。 Regarding the particle size of the seed particles 5, the seed particles 5 manufactured by Company A had a particle size of 20 nm, which was one type (Examples 2 and 4). On the other hand, the seed particles 5 manufactured by Company B had three particle sizes of 20 nm, 60 nm and 280 nm (Examples 3 and 6).

種粒子5の濃度に関しては、A社製の種粒子5に関しては、0.003wt%、0.001wt%、0.0002wt%の3水準とした(実施例2)。B社製の種粒子5に関しては、0.01wt%の1水準とした(実施例3,4,6)。
ここで、種粒子5の濃度(wt%)は〔添加した種粒子5の質量〕/〔〔添加した種粒子5の質量〕+〔硝酸亜鉛6水和物の質量〕+〔HMTA或いはDMABの質量〕+〔溶媒の質量〕〕を意味する。
Concerning the concentration of the seed particles 5, three levels of 0.003 wt%, 0.001 wt%, and 0.0002 wt% were used for the seed particles 5 manufactured by Company A (Example 2). Regarding the seed particles 5 manufactured by Company B, one level of 0.01 wt% was used (Examples 3, 4, and 6).
Here, the concentration (wt%) of the seed particles 5 is [mass of the seed particles 5 added]/[mass of the seed particles 5 added] + [mass of zinc nitrate hexahydrate] + [mass of HMTA or DMAB mass]+[mass of solvent]].

表1において、出発原料に関する数値は各成分(硝酸亜鉛6水和物及びヘキサメチレンテトラミン)の濃度(mmol/500mL(ミリリットル))である。
即ち、水溶液2における水の量を500gとして、各成分を混合した。
In Table 1, the numerical values for starting materials are concentrations (mmol/500 mL (milliliters)) of each component (zinc nitrate hexahydrate and hexamethylenetetramine).
That is, each component was mixed with the amount of water in the aqueous solution 2 set to 500 g.

析出条件は75℃、6時間とした。ただし、発明者等は、0.5~6時間の範囲内で、目的とする結晶粒子3の析出が起こることを確認した。 The deposition conditions were 75° C. and 6 hours. However, the inventors have confirmed that the desired precipitation of the crystal grains 3 occurs within the range of 0.5 to 6 hours.

Figure 2023018701000002
Figure 2023018701000002

表1に示す各実施例について、得られた結晶粒子3の写真を図3~図6に整理して示した。 Photographs of crystal grains 3 obtained for each example shown in Table 1 are shown in FIGS. 3 to 6. FIG.

図3は、種粒子5の有無及び粒子サイズの変化に伴う結晶粒子3の状態を示したものである。同図には、実施例1、実施例5及び実施例6を示している。実施例6については、粒子サイズの異なる3種を示している。 FIG. 3 shows the state of crystal grains 3 according to the presence or absence of seed grains 5 and changes in grain size. The figure shows Example 1, Example 5, and Example 6. FIG. For Example 6, three different particle sizes are shown.

この図からも判明するように、種粒子5の添加の有無にかかわらず、本発明の手法を採用すると、結晶核の周部にスパイク状の突起が突出した、スパイク状の酸化亜鉛の結晶粒子3が形成できる。さらに、種粒子5を添加しない場合のほうが、結晶核の形成数が少ないことから、比較的大型のスパイク状の結晶粒子3を得ることができる。
また種粒子5を添加する場合、スパイク状の結晶粒子3は、結晶核の数が多くなることから小型化する傾向を示した。また、種粒子5の粒子サイズが大きいもの程、結晶粒子3は大型化した。
As can be seen from this figure, regardless of the presence or absence of the seed particles 5, when the method of the present invention is employed, spike-shaped zinc oxide crystal grains in which spike-shaped protrusions protrude from the periphery of the crystal nucleus can be obtained. 3 can be formed. Furthermore, since the number of crystal nuclei formed is smaller when the seed particles 5 are not added, relatively large spike-like crystal particles 3 can be obtained.
Moreover, when the seed particles 5 were added, the spike-like crystal particles 3 tended to be smaller because the number of crystal nuclei increased. Also, the larger the grain size of the seed grains 5, the larger the crystal grains 3 become.

図4は、種粒子5を添加する場合の種粒子5の濃度及び所定の濃度における粒子サイズの変化に伴う結晶粒子3の状態を示したものである。
同図には、実施例2、実施例3、実施例4及び実施例6を示している。実施例2については、濃度の異なる3水準を示している。実施例3、実施例6については粒子サイズの異なる各3種を示している。
FIG. 4 shows the concentration of the seed particles 5 when the seed particles 5 are added and the state of the crystal grains 3 as the particle size changes at a predetermined concentration.
In the figure, Example 2, Example 3, Example 4 and Example 6 are shown. For Example 2, three levels with different densities are shown. For Examples 3 and 6, three types each having different particle sizes are shown.

この図からも判明するように、種粒子5を添加する場合、種粒子5の濃度が高くなるにしたがって、形成される結晶粒子3は小型化する傾向を示した。また、種粒子5の粒子サイズが大きいもの程、結晶粒子3は大型化した。 As is clear from this figure, when the seed particles 5 were added, the formed crystal grains 3 tended to be smaller as the concentration of the seed particles 5 increased. Also, the larger the grain size of the seed grains 5, the larger the crystal grains 3 become.

1.―2 出発原料2の使用
この場合の反応系統は以下の通りである。
1. -2 Use of starting material 2 The reaction system in this case is as follows.

イ 硝酸亜鉛6水和物の分解、
〔化1〕
Zn(NO・6HO→Zn2++2NO+6H
B. Decomposition of zinc nitrate hexahydrate,
[Chemical 1]
Zn( NO3 ) 2.6H2O Zn2 + + 2NO3 + 6H2O

ロ ジメチルアミンボランの加水分解、
〔化2〕
(CH・NHBH+2HO→(CHNH +HBO+5H+6e-
(b) hydrolysis of dimethylamine borane,
[Chemical 2]
( CH3 ) 2.NHBH3 + 2H2O →( CH3 ) 2NH2 ++ HBO3 +5H ++ 6e-

ハ 硝酸イオンと水との作用によるOHの生成、
〔化3〕
NO +HO+2e-→NO +2OH
C. Generation of OH by the action of nitrate ions and water,
[Chemical 3]
NO 3 +H 2 O+2e →NO 2 +2OH

ニ 亜鉛イオンとOHとの相互作用による酸化亜鉛の生成
〔化4〕
Zn2++2OH→Zn(OH)→ZnO+2H
D. Formation of zinc oxide by interaction of zinc ions and OH - [Chemical 4]
Zn 2+ +2OH →Zn(OH) 2 →ZnO+2H 2 O

結果、水溶液内に結晶粒子3を得ることができる。 As a result, crystal particles 3 can be obtained in the aqueous solution.

この例では、以下の2項目を検討した。
イ 亜鉛に対する還元剤の量比を一定(1:1)として、水溶液2に於ける量を変化させ、さらに種粒子5の濃度を変化させた場合に得られる結晶粒子の状態
In this example, the following two items were examined.
B. State of crystal particles obtained when the amount ratio of the reducing agent to zinc is kept constant (1:1), the amount in the aqueous solution 2 is changed, and the concentration of the seed particles 5 is changed.

結果を図5に示した。
種粒子5は、B社製粒子径60nmのものとした。
The results are shown in FIG.
The seed particles 5 were manufactured by Company B and had a particle size of 60 nm.

同図において、縦軸は出発原料2の量比(Zn(mM)/DMAB(mM)と表示)を示している。Zn(mM)は硝酸亜鉛6水和物の量をmmolで示し、DMAB(mM)はジメチルアミンボランの量をmmolで示している。先にも示したように、水溶液2中の水の量は500gである。横軸は種粒子5の濃度(wt%)を示している。種粒子5の濃度(wt%)の定義は、出発原料1の場合と同様である。 In the figure, the vertical axis indicates the amount ratio of the starting material 2 (expressed as Zn (mM)/DMAB (mM)). Zn (mM) indicates the amount of zinc nitrate hexahydrate in mmol and DMAB (mM) indicates the amount of dimethylamine borane in mmol. As indicated above, the amount of water in aqueous solution 2 is 500 g. The horizontal axis indicates the concentration (wt %) of the seed particles 5 . The definition of the concentration (wt %) of the seed particles 5 is the same as for the starting material 1 .

同図からも判明するように、この出発原料2からも、本発明の手法を採用することにより、結晶核の周部にスパイク状の突起が突出した、スパイク状の酸化亜鉛の結晶粒子3が形成できる。さらに、種粒子5を添加する場合、スパイク状の結晶粒子3は、自然析出の場合より結晶核の数が多くなることから小型化する傾向を示した。また、種粒子濃度は、低いほうが結晶粒子3は大型化した。 As can be seen from the figure, spike-shaped zinc oxide crystal grains 3 having spike-shaped protrusions protruding from the periphery of the crystal nuclei are obtained from the starting material 2 by adopting the method of the present invention. can be formed. Furthermore, when the seed particles 5 were added, the spike-like crystal particles 3 tended to be smaller than in the case of spontaneous precipitation because the number of crystal nuclei increased. Also, the lower the seed particle concentration, the larger the crystal grains 3 .

ロ 亜鉛に対する還元剤の量比、及び水溶液2におけるこれらの量を変化させ、種粒子5の粒子サイズ及びその濃度を一定として場合に得られる結晶粒子の状態
この結果を図6に示した。
種粒子5は、B社製粒子径60nmのものとし、その濃度は0.001wt%とした。
State of crystal grains obtained by changing the amount ratio of the reducing agent to zinc and the amount of these in the aqueous solution 2 while keeping the particle size and concentration of the seed particles 5 constant. The results are shown in FIG.
The seed particles 5 were manufactured by Company B and had a particle diameter of 60 nm, and the concentration thereof was 0.001 wt %.

同図において、縦軸は出発原料2に於ける還元剤であるジメチルアミンボランの量をmmolで示している(DMAB〔mM〕と表示)を示している。横軸は出発原料2に於ける硝酸亜鉛6水和物の量をmmolで示している(Zn〔mM〕と表示)。先にも示したように、水溶液2中の水の量は500gである。 In the figure, the vertical axis indicates the amount of dimethylamine borane, which is the reducing agent in the starting material 2, in mmol (expressed as DMAB [mM]). The horizontal axis indicates the amount of zinc nitrate hexahydrate in starting material 2 in mmol (denoted as Zn [mM]). As indicated above, the amount of water in aqueous solution 2 is 500 g.

同図からも判明するように、いずれの条件でも、結晶核の周部にスパイク状の突起が突出した、スパイク状の酸化亜鉛の結晶粒子3が形成されている。さらに、亜鉛に対する還元剤であるジメチルアミンボラン量が確保されたほうがスパイク状の酸化亜鉛の結晶粒子3が得やすいことが判明した。 As can be seen from the figure, spike-like zinc oxide crystal grains 3 having spike-like projections projecting from the periphery of the crystal nucleus were formed under any condition. Furthermore, it was found that the spike-like crystal particles 3 of zinc oxide are easier to obtain when the amount of dimethylamine borane, which is a reducing agent for zinc, is secured.

処理層形成工程
図1(b)に示すように、上記の結晶粒子形成工程を経て得た結晶粒子3とバインダーB及び溶媒との混合物を得て、基材10上に塗布するとともに乾燥して基材10上に処理層1を形成した。
Process of Forming Treated Layer As shown in FIG. 1(b), a mixture of the crystal grains 3 obtained through the crystal grain forming process described above, the binder B and the solvent is obtained, coated on the substrate 10 and dried. A treated layer 1 was formed on a substrate 10 .

結晶粒子析出工程では、以下の組成の混合液とした。この例は、出発原料1について説明した表1の種粒子5を粒径60nmとした実施例6のものに相当する(図3上側中央のもの)。 In the crystal grain precipitation step, a liquid mixture having the following composition was used. This example corresponds to Example 6 in which the seed particles 5 in Table 1 describing the starting material 1 had a particle size of 60 nm (top center in FIG. 3).

結晶粒子を得るための水溶液組成
水溶性亜鉛塩:硝酸亜鉛6水和物
濃度 :10mmol
還元剤 :HMTA
濃度 :10mmol
種粒子5 :粒子サイズ60nmのZnO粒子
濃度 :0.001wt%
水 :500g
Aqueous solution composition for obtaining crystal particles Water-soluble zinc salt: Zinc nitrate hexahydrate
Concentration: 10mmol
Reducing agent: HMTA
Concentration: 10mmol
Seed particles 5: ZnO particles with a particle size of 60 nm Concentration: 0.001 wt%
Water: 500g

以下に示す表2に、塗布に使用する結晶粒子3がバインダーBと混合され溶媒により希釈した混合液の各成分の量比を示した。
バインダーB :ポリスチレン
溶媒 :トルエン
基材10 :ポリイミド
Table 2 below shows the amount ratio of each component of the mixed liquid obtained by mixing the crystal particles 3 used for coating with the binder B and diluting it with a solvent.
Binder B: Polystyrene Solvent: Toluene Substrate 10: Polyimide

Figure 2023018701000003
Figure 2023018701000003

ここで、結晶粒子濃度は、結晶粒子3の質量とバインダーBの質量との関係で以下の定義に従った。
〔結晶粒子の質量〕/〔〔結晶粒子の質量〕+〔バインダーの質量〕〕
Here, the crystal grain concentration is defined as the relationship between the mass of the crystal grains 3 and the mass of the binder B as follows.
[mass of crystal particles]/[[mass of crystal particles] + [mass of binder]]

またこれら混合物の溶媒(具体的にはトルエン)による希釈に関しては、実施例7~10について、溶媒重量を記載順に4.5g、4.8g、5g、3.9gとした。
この例では、固形分を結晶粒子3とバインダーBとして、これら固形分の混合液内の濃度(固形分濃度)は表2に示すように、2.7%と一定となる。
Regarding the dilution of these mixtures with a solvent (specifically, toluene), the weights of solvents in Examples 7 to 10 were 4.5 g, 4.8 g, 5 g, and 3.9 g in the order listed.
In this example, the solid content is the crystal grains 3 and the binder B, and the concentration (solid content concentration) of these solid content in the mixed liquid is constant at 2.7% as shown in Table 2.

結果を図7に示した。
従って、結晶粒子濃度を、50%以上90%以下とすることにより、目的とするスパイクが表面に露出した処理層を得ることができる。
The results are shown in FIG.
Therefore, by setting the crystal grain concentration to 50% or more and 90% or less, it is possible to obtain the desired treated layer in which spikes are exposed on the surface.

不活性化能の検討
上記のようにして得られる処理層1に関して、抗ウイルス性能、殺菌性能、防カビ性能(以下、単に不活化性能と表現する)を検討した。
検討対象としたウイルス、菌及びカビは、以下のものとした。
Examination of deactivation ability Regarding the treated layer 1 obtained as described above, antiviral performance, bactericidal performance, and antifungal performance (hereinafter simply referred to as deactivation performance) were examined.
The viruses, fungi, and molds to be examined were as follows.

対象ウイルス Qβファージ
(NBRC20012)
当該ウイルスはエンベロープ無しであり、宿主は大腸菌(Escherichia coil NBRC106373)とした。
対象菌 1.グラム陰性菌である大腸菌
(Escherichia coil NBRC15034)
対象菌 2.グラム陽性菌である黄色ブドウ球菌
(Staphylococcus aureus NBRC12732)
対象カビ 3.真菌類に属する糸状菌である黒カビ
(Aspergillus niger van tieghem NBRC105649)
Target virus Qβ phage
(NBRC20012)
The virus was non-enveloped and the host was E. coli (Escherichia coil NBRC106373).
Target bacteria 1. Escherichia coli NBRC15034, a Gram-negative bacterium
Target bacteria 2 . Staphylococcus aureus, a Gram-positive bacterium (Staphylococcus aureus NBRC12732)
Target fungus 3 . Black mold (Aspergillus niger van tieghem NBRC105649) which is a filamentous fungus belonging to Fungi

上記のように、先の表2に示した実施例9を用いて、その不活性化能を確認した。 As described above, Example 9 shown in Table 2 above was used to confirm its inactivating ability.

不活性化能の確認に当たっては、ウイルスに対してはウイルスプラーク法、対象菌1、2に関してはコロニーカウント法によりそれぞれ定量評価した。 In order to confirm the inactivation ability, the viruses were quantitatively evaluated by the virus plaque method, and the target bacteria 1 and 2 were quantitatively evaluated by the colony count method.

カビに関しては、目視観察法を採用した。具体的には、1.胞子液調整、2.処理時間・条件、3.メンテナンス・評価方法は以下の通りである。
1.胞子液調整
PDA寒天培地に種菌を播種し、30度・7日間培養した。
50mg/L スルホコハク酸ジオクチルナトリウム溶液により胞子を回収し、光学顕微鏡で胞子濃度をカウント後濃度を1×105個/mLに希釈し接種用胞子液とした。
試験片に接種用胞子液500μL,PD液体培地50μLおよび50mg/Lスルホコハク酸ジオクチルナトリウム溶液200μLを添加し、試験を開始した。
2.処理時間・条件
恒温槽内で30℃,100%加湿,暗所条件下で静置した。(加湿ボックス内へサンプルを設置)
3.メンテナンス・評価方法1
試験開始から、1週間に2度、目視による観察評価・写真撮影を行った。(月・木実施)
評価毎にPD液体培地50μLを添加した。
For mold, a visual observation method was adopted. Specifically, 1. 2. spore fluid preparation; 2. processing time and conditions; The maintenance and evaluation methods are as follows.
1. The inoculum was seeded on a spore liquid-conditioned PDA agar medium and cultured at 30°C for 7 days.
The spores were collected with a 50 mg/L dioctyl sodium sulfosuccinate solution, and after counting the spore concentration with an optical microscope, the spore concentration was diluted to 1×10 5 /mL to prepare a spore solution for inoculation.
500 μL of spore solution for inoculum, 50 μL of PD liquid medium and 200 μL of 50 mg/L dioctyl sodium sulfosuccinate solution were added to the test piece to start the test.
2. Treatment time/conditions The product was allowed to stand in a constant temperature bath at 30°C, 100% humidity, and in a dark place. (Set the sample in the humidification box)
3. Maintenance and evaluation method 1
From the start of the test, visual observation evaluation and photography were performed twice a week. (Monday/Thursday)
50 μL of PD liquid medium was added for each evaluation.

抗ウイルス性能評価
表3に評価(初期から所定時間経過度後のウイルスの不活性化率(%))を示した。
Evaluation of antiviral performance Table 3 shows the evaluation (viral inactivation rate (%) after a predetermined period of time has elapsed from the initial stage).

Figure 2023018701000004
Figure 2023018701000004

結果、ウイルスに対しては180分程度でほぼ90%の不活性化率を達成できる。 As a result, almost 90% inactivation rate can be achieved for viruses in about 180 minutes.

対象菌1,2に対する不活性化評価
表4に評価(初期から所定時間経過度後の菌の不活性化率(%))を示した。
Inactivation evaluation for target bacteria 1 and 2 Table 4 shows the evaluation (bacteria inactivation rate (%) after a predetermined period of time has elapsed from the initial stage).

Figure 2023018701000005
Figure 2023018701000005

結果、大腸菌に対しては60分程度で90%以上の不活性化率をさらに、180分で99%の不活性化率が達成できる。また、黄色ブドウ球菌に対しては幾分不活性化率は劣るものの、180分でほぼ90%が不活性化される。 As a result, for E. coli, an inactivation rate of 90% or more can be achieved in about 60 minutes, and an inactivation rate of 99% can be achieved in 180 minutes. In addition, although the inactivation rate is somewhat inferior to Staphylococcus aureus, approximately 90% is inactivated in 180 minutes.

カビに対する不活性化評価
真菌類に属する糸状菌である黒カビに関しては、リファレンス(アルミ基材)が3~4日で菌の発生が認められたのに対して、17日に渡ってカビの発生は認められなかった。
Inactivation evaluation for mold With regard to black mold, which is a filamentous fungus belonging to fungi, the reference (aluminum base) was found to generate mold in 3 to 4 days, whereas mold growth continued for 17 days. was not accepted.

以上より、本発明が対象とする処理層1は、ウイルス、グラム陰性菌、グラム陽性菌、及び糸状菌に対して有効である。 As described above, the treatment layer 1 targeted by the present invention is effective against viruses, Gram-negative bacteria, Gram-positive bacteria, and filamentous fungi.

〔別実施形態〕
(1)上記の実施形態及び実施例においては、水溶性亜鉛塩としては、硝酸亜鉛6水和物の例を示したが、水に溶解して亜鉛イオンを生成すればよく、硝酸亜鉛、硫酸亜鉛、塩化亜鉛、酢酸亜鉛、乳酸亜鉛等も用いることができる。
[Another embodiment]
(1) In the above embodiments and examples, zinc nitrate hexahydrate was used as the water-soluble zinc salt. Zinc, zinc chloride, zinc acetate, zinc lactate and the like can also be used.

(2)上記の実施形態及び実施例においては、還元剤としては、ヘキサメチレンテトラミン(HMTA)及びジメチルアミンボラン(DMAB)の例を示したが、他にトリメチルアミンボラン(TMAB)、トリエチルアミンボラン(TEAB)等も使用することができる。 (2) In the above embodiments and examples, examples of hexamethylenetetramine (HMTA) and dimethylamine borane (DMAB) were shown as reducing agents, but trimethylamine borane (TMAB) and triethylamine borane (TEAB) ), etc. can also be used.

(3)上記の実施例においては、水溶性亜鉛塩に対する還元剤の比としては、1:1の場合を主に示したが、発明者の検討によれば、この比として、0.1:1~60:1の範囲でも処理層を形成できる。 (3) In the above examples, the ratio of the reducing agent to the water-soluble zinc salt was mainly 1:1. A treatment layer can also be formed in the range of 1 to 60:1.

(4)上記の実施形態及び実施例においては、基材材料としては、ポリイミド(PI)の例を示したが、バインダーBを選択することにより、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ガラス、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)も選択できる。その他、金属基板を基材として使用し、その表面に処理層を設けてもよい。 (4) In the above embodiments and examples, polyimide (PI) was used as the base material. , polytetrafluoroethylene (PTFE) can also be selected. Alternatively, a metal substrate may be used as the base material and a treated layer may be provided on the surface thereof.

(5)上記の実施においては、基材10の表面が平面である例を主に説明したが、基材10の表面に凹凸部を設け、この基材全面に処理層1を形成して、経時的に凹部に設けた処理層1が残存し、殺菌能を発揮できるようにしてもよい。
この構成においては、凸部が事実上の保護部となり、凹部が処理層形成部となる。
このように摩耗によることなく、図8に示すように、保護部21と処理層形成部20とを別個に設けておき、その処理層形成部20上に処理層1を設けることもできる。この場合、保護部21は、その層厚が処理層1の厚さ以上とされ、処理層1より硬い部位とすることが好ましい。
(5) In the above embodiment, an example in which the surface of the substrate 10 is flat has been mainly described. The treated layer 1 provided in the concave portion may remain over time so that the sterilizing ability can be exerted.
In this configuration, the convex portion effectively becomes the protective portion, and the concave portion becomes the treated layer forming portion.
As shown in FIG. 8, the protective portion 21 and the treated layer forming portion 20 can be provided separately, and the treated layer 1 can be provided on the treated layer forming portion 20 without such abrasion. In this case, it is preferable that the protective portion 21 has a layer thickness equal to or greater than the thickness of the treatment layer 1 and is harder than the treatment layer 1 .

1 処理層
2 水溶液
3 結晶粒子
10 基材
10a 基材表面
20 処理層形成部
21 保護部
B バインダー
1 treated layer 2 aqueous solution 3 crystal grain 10 substrate 10a substrate surface 20 treated layer forming portion 21 protective portion B binder

Claims (9)

殺菌能を有する処理層を基材表面に形成する処理層の形成方法であって、
水に水溶性亜鉛塩とアミン系若しくはボラン系の還元剤を主成分とする浴成分を溶解してなる水溶液を得るとともに、当該水溶液中で酸化亜鉛の結晶粒子を析出させる結晶粒子析出工程と、
前記結晶粒子析出工程で得た前記結晶粒子をバインダーとともに基材表面に塗布して処理層を形成する処理層形成工程からなる処理層の形成方法。
A method for forming a treated layer for forming a treated layer having bactericidal activity on a substrate surface,
a crystal grain precipitating step of obtaining an aqueous solution obtained by dissolving a bath component mainly composed of a water-soluble zinc salt and an amine-based or borane-based reducing agent in water, and precipitating crystal grains of zinc oxide in the aqueous solution;
A method of forming a treated layer, comprising a treated layer forming step of applying the crystal grains obtained in the crystal grain deposition step together with a binder onto the substrate surface to form a treated layer.
前記水溶性亜鉛塩が硝酸亜鉛6水和物であり、前記アミン系若しくはボラン系の還元剤がジメチルアミンボラン若しくはヘキサメチレンテトラミンの何れか一方或いはそれらの両方である請求項1記載の処理層の形成方法。 2. The treated layer according to claim 1, wherein said water-soluble zinc salt is zinc nitrate hexahydrate, and said amine-based or borane-based reducing agent is either one or both of dimethylamine borane and hexamethylenetetramine. Forming method. 前記結晶粒子析出工程において、前記水溶液における水溶性亜鉛塩とアミン系若しくはボラン系の還元剤の濃度を調整するとともに、
前記結晶粒子の成長時間を調整して、前記結晶粒子の平均粒子サイズを調整する請求項1又は2記載の処理層の成形方法。
In the crystal grain precipitation step, while adjusting the concentrations of the water-soluble zinc salt and the amine-based or borane-based reducing agent in the aqueous solution,
3. The method of forming a treated layer according to claim 1, wherein the growth time of the crystal grains is adjusted to adjust the average grain size of the crystal grains.
前記水溶液において、
前記水溶性亜鉛塩の濃度を5mmol/L以上200mmol/L以下とし、
前記水溶性亜鉛塩と前記アミン系若しくはボラン系の還元剤とのモル比を0.1:1以上60:1以下として、
前記水溶液の温度を75℃以上95℃以下に維持する請求項1又は2記載の処理層の形成方法。
In the aqueous solution,
The concentration of the water-soluble zinc salt is set to 5 mmol/L or more and 200 mmol/L or less,
The molar ratio of the water-soluble zinc salt and the amine-based or borane-based reducing agent is 0.1:1 or more and 60:1 or less,
3. The method of forming a treated layer according to claim 1, wherein the temperature of said aqueous solution is maintained at 75[deg.] C. or more and 95[deg.] C. or less.
前記結晶粒子析出工程における、前記結晶粒子の成長時間を30分以上6時間以下とする請求項4記載の処理層に形成方法。 5. The method of forming a treated layer according to claim 4, wherein the growth time of the crystal grains in the crystal grain precipitation step is 30 minutes or more and 6 hours or less. 前記水溶液中に酸化亜鉛粒子を混入する請求項1~5のいずれか一項記載の処理層の形成方法。 6. The method of forming a treated layer according to claim 1, wherein zinc oxide particles are mixed in the aqueous solution. 前記基材表面に塗布する塗布液が、前記結晶粒子、前記バインダー及び揮発性の溶媒を混合して成り、
前記塗布液中における前記結晶粒子の質量と前記バインダーの質量とに関し、
〔結晶粒子の質量〕/〔〔結晶粒子の質量〕+〔バインダーの質量〕〕を、
0.5以上0.9以下とする請求項1~6のいずれか一項記載の処理層の形成方法。
The coating liquid applied to the surface of the substrate is formed by mixing the crystal particles, the binder and a volatile solvent,
Regarding the mass of the crystal particles and the mass of the binder in the coating liquid,
[mass of crystal particles] / [mass of crystal particles] + [mass of binder]],
7. The method of forming a treated layer according to any one of claims 1 to 6, wherein the ratio is 0.5 or more and 0.9 or less.
前記基材表面に、前記処理層が形成された処理層形成部を設けるとともに、
層厚が前記処理層の厚さ以上とされ、前記処理層より硬い保護部を設ける請求項1~7のいずれか一項記載の処理層の形成方法。
A treated layer forming portion having the treated layer formed thereon is provided on the surface of the base material,
The method of forming a treatment layer according to any one of claims 1 to 7, wherein the treatment layer has a layer thickness equal to or greater than the thickness of the treatment layer, and a protective portion harder than the treatment layer is provided.
請求項1~8のいずれか一項記載の処理層の形成方法により基材表面に処理層を形成し、当該処理層によりQβファージ、大腸菌、黄色ブドウ球菌、及び糸状菌の一種以上を不活性化する不活性化方法。

A treatment layer is formed on the substrate surface by the method for forming a treatment layer according to any one of claims 1 to 8, and the treatment layer inactivates one or more of Qβ phage, Escherichia coli, Staphylococcus aureus, and filamentous fungi. inactivation method.

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