JP7725929B2 - Antiviral hardened material - Google Patents
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Description
本発明は抗ウイルス性を発現可能な硬化物に関する。 The present invention relates to a cured product that can exhibit antiviral properties.
近年の新型コロナウイルス禍などにより、生活環境をとりまく様々な製品、部材または商材等の衛生性を高めるための技術開発が試みられている。例えば、特表2020-510734号公報(特許文献1)には、可視光領域の光を照射することにより抗菌性を発揮可能な光硬化高分子フィルムが報告されている。具体的には、炭素数1~10のアルキレンオキシドを含む(メタ)アクリレート系単量体またはオリゴマーと、光感応剤と、光開始剤とを含むコーティング組成物(請求項1等を参照)を、基材上に塗布し、光硬化させて得られた高分子フィルム(段落0044、0047、0091等を参照)に、可視光線領域の光を照射することにより、この可視光線を光感応剤が吸収して活性酸素種または自由ラジカルを発生させ、その結果、フィルムに抗菌性が付与されることが報告されている(段落0004、0030、表1等)。 In light of the recent COVID-19 pandemic and other factors, technological developments are being attempted to improve the hygiene of various products, components, and commercial materials surrounding our living environments. For example, JP 2020-510734 A (Patent Document 1) reports a photocurable polymer film that exhibits antibacterial properties when irradiated with light in the visible light range. Specifically, it reports that a coating composition (see Claim 1, etc.) containing a (meth)acrylate monomer or oligomer containing an alkylene oxide having 1 to 10 carbon atoms, a photosensitizer, and a photoinitiator is applied to a substrate, followed by photocuring to produce a polymer film (see paragraphs 0044, 0047, 0091, etc.). When the polymer film is irradiated with light in the visible light range, the photosensitizer absorbs the visible light, generating active oxygen species or free radicals, thereby imparting antibacterial properties to the film (paragraphs 0004, 0030, Table 1, etc.).
本発明者らは、今般、抗ウイルス性を発現可能な新規な構成を見出した。すなわち、ある種の重合性モノマーまたはオリゴマーを含む組成物の硬化物に、波長350nm以下の紫外線を照射することにより、良好な抗ウイルス性が得られることを確認した。具体的には、上記硬化物に、波長350nm以下の紫外線を0.15mW/cm2以上の受光量で照射することによりラジカルを発生する化学種が存在し、当該化学種が発生するラジカルが良好な抗ウイルス性を発現するとの知見を得た。また、上記硬化物中に存在するラジカルを発生する化学種として、上記組成物に含まれる官能基を3つ以上有する多官能(メタ)アクリルモノマーまたはオリゴマーを特定するに至った。本発明は斯かる知見に基づくものである。 The present inventors have now discovered a novel configuration capable of exhibiting antiviral properties. Specifically, they confirmed that good antiviral properties can be obtained by irradiating a cured product of a composition containing a certain polymerizable monomer or oligomer with ultraviolet light having a wavelength of 350 nm or less. Specifically, they discovered that there are chemical species that generate radicals when the cured product is irradiated with ultraviolet light having a wavelength of 350 nm or less at a light intensity of 0.15 mW/ cm2 or more, and that the radicals generated by these chemical species exhibit good antiviral properties. Furthermore, they identified a polyfunctional (meth)acrylic monomer or oligomer having three or more functional groups contained in the composition as the radical-generating chemical species present in the cured product. The present invention is based on these findings.
したがって、本発明は、良好な抗ウイルス性を発現可能な硬化物を提供することを目的とする。 Therefore, the object of the present invention is to provide a cured product that can exhibit good antiviral properties.
そして、本発明による抗ウイルス性硬化物は、
官能基を3つ以上有する多官能(メタ)アクリルモノマーまたはオリゴマーを含む組成物の硬化物であって、波長350nm以下の紫外線を0.15mW/cm2以上の受光量で照射することにより抗ウイルス性を発現させて用いられることを特徴とするものである。
The antiviral cured product according to the present invention is
The cured product is a composition containing a polyfunctional (meth)acrylic monomer or oligomer having three or more functional groups, and is characterized in that it exhibits antiviral properties when used by irradiating it with ultraviolet light having a wavelength of 350 nm or less at a light receiving amount of 0.15 mW/ cm2 or more.
本発明によれば、良好な抗ウイルス性を発現可能な硬化物が提供される。 The present invention provides a cured product that exhibits excellent antiviral properties.
本発明による硬化物
本発明による抗ウイルス性を発現可能な硬化物(以下、「抗ウイルス性硬化物」ということもある。)は、波長350nm以下の紫外線を照射されることにより抗ウイルス性を発現することが可能である。本発明による抗ウイルス性硬化物は、波長350nm以下の紫外線を照射することによりラジカルを発生する化合物、具体的には、官能基を3つ以上有する多官能(メタ)アクリルモノマーまたはオリゴマーを含む組成物の硬化物である。本発明による抗ウイルス性硬化物は、波長350nm以下の紫外線を0.15mW/cm2以上の受光量で照射することによりラジカルを発生する化合物、好ましくは官能基を3つ以上有する多官能(メタ)アクリルモノマーまたはオリゴマーを含む組成物の硬化物である。この硬化物は、波長350nm以下の紫外線を0.15mW/cm2以上の受光量で照射することにより抗ウイルス性を発現させて用いられる。本発明において、「波長350nm以下の紫外線を0.15mW/cm2以上の受光量で照射する」とは、硬化物に波長350nm以下の紫外線を照射し、硬化物が0.15mW/cm2以上の光量の波長350nm以下の紫外線を受けることを意味する。なお、「組成物の硬化物」とは、組成物を硬化して得られる物を意味する。
Cured Product According to the Present Invention: A cured product capable of exhibiting antiviral properties according to the present invention (hereinafter sometimes referred to as an "antiviral cured product") can exhibit antiviral properties when irradiated with ultraviolet light having a wavelength of 350 nm or less. The antiviral cured product according to the present invention is a cured product of a composition containing a compound that generates radicals when irradiated with ultraviolet light having a wavelength of 350 nm or less, specifically, a polyfunctional (meth)acrylic monomer or oligomer having three or more functional groups. The antiviral cured product according to the present invention is a cured product of a composition containing a compound that generates radicals when irradiated with ultraviolet light having a wavelength of 350 nm or less at a light intensity of 0.15 mW/cm2 or more , preferably a polyfunctional (meth)acrylic monomer or oligomer having three or more functional groups. This cured product is used after exhibiting antiviral properties when irradiated with ultraviolet light having a wavelength of 350 nm or less at a light intensity of 0.15 mW/ cm2 or more. In the present invention, "irradiating with ultraviolet light having a wavelength of 350 nm or less at an amount of light received of 0.15 mW/ cm2 or more" means that a cured product is irradiated with ultraviolet light having a wavelength of 350 nm or less, and the cured product is exposed to ultraviolet light having a wavelength of 350 nm or less at an amount of light received of 0.15 mW/cm2 or more. Note that "cured product of the composition" means a product obtained by curing the composition.
抗ウイルス性の発現
本発明において、抗ウイルス性の発現メカニズムは以下のように考えられる。すなわち、波長350nm以下の紫外線を照射することによりラジカルを発生する化合物、好ましくは官能基を3つ以上有する多官能(メタ)アクリルモノマーまたはオリゴマーを含む組成物の硬化物(以下、「本発明による硬化物」または単に「硬化物」ということもある)に、波長350nm以下の紫外線を0.15mW/cm2以上の受光量で照射することにより、硬化物において、例えば二重結合の一部が結合や解離すること等により、官能基を3つ以上有する多官能(メタ)アクリルモノマーまたはオリゴマーを起源としてラジカルが発生する。このラジカルが硬化物表面に存在することにより、硬化物表面に付着したウイルスがラジカルと接触し、ラジカルの酸化作用によりウイルスが不活化される。このようにして、本発明による硬化物は良好な抗ウイルス性を発揮することが可能となる。なお、上記の抗ウイルス性発現メカニズムは仮説であり、本発明はこの仮説により何ら制限されるものではない。
In the present invention, the mechanism by which antiviral properties are exhibited is believed to be as follows. Specifically, a cured product of a composition containing a compound that generates radicals upon irradiation with ultraviolet light having a wavelength of 350 nm or less, preferably a polyfunctional (meth)acrylic monomer or oligomer having three or more functional groups (hereinafter sometimes referred to as the "cured product of the present invention" or simply the "cured product"), is irradiated with ultraviolet light having a wavelength of 350 nm or less at a light intensity of 0.15 mW/ cm2 or more. This generates radicals originating from the polyfunctional (meth)acrylic monomer or oligomer having three or more functional groups, for example, through the formation or dissociation of some of the double bonds in the cured product. The presence of these radicals on the surface of the cured product allows viruses adhering to the surface of the cured product to come into contact with the radicals, which then inactivate the viruses through the oxidative action of the radicals. In this way, the cured product of the present invention is able to exhibit good antiviral properties. Note that the above-described mechanism by which antiviral properties are exhibited is hypothetical, and the present invention is in no way limited by this hypothesis.
本発明において、本発明による硬化物の抗ウイルス性は、JIS R1756(2020) 暗所に準拠した下記試験方法により求めた抗ウイルス活性値が2以上であることを意味する。 In the present invention, the antiviral properties of the cured product of the present invention mean that the antiviral activity value determined by the following test method in accordance with JIS R1756 (2020) in a dark place is 2 or greater.
抗ウイルス性試験方法
JIS R1756(2020) 暗所に従って抗ウイルス試験を実施し、暗所の抗ウイルス活性値(V)を下記式(1)により算出する。
抗ウイルス活性値:V=Log10(UV/TV) 式(1)
TV:バクテリオファージ液滴下24時間後のバクテリオファージ感染価(pfu)
UV:バクテリオファージ液滴下直後のバクテリオファージ感染価(pfu)
An antiviral test is carried out in accordance with JIS R1756 (2020) Antiviral Test Method in a Dark Place, and the antiviral activity value (V) in a dark place is calculated using the following formula (1).
Antiviral activity value: V = Log 10 (UV/TV) Formula (1)
TV: bacteriophage infectivity titer (pfu) 24 hours after instillation of bacteriophage solution
UV: Bacteriophage infectivity titer (pfu) immediately after dropping the bacteriophage liquid
本発明による硬化物は、上記式(1)により算出される抗ウイルス活性値Vが2以上の抗ウイルス性を発揮することができる。一般に、抗ウイルス活性値Vが2以上であるとき、良好な抗ウイルス性を有すると評価される。 The cured product of the present invention can exhibit antiviral properties with an antiviral activity value V, calculated by the above formula (1), of 2 or more. In general, an antiviral activity value V of 2 or more is considered to have good antiviral properties.
また、上記式(1)におけるTVおよびUVを用いて、下記式(2)により、24時間後の感染ウイルスの減少率を求めることもできる。
減少率(%)=(UV-TV)/UV×100 式(2)
上記式(2)により算出される感染ウイルスの減少率も、抗ウイルス活性値Vと同様に、本発明による硬化物の抗ウイルス性を表す指標とされる。
In addition, the reduction rate of infectious viruses after 24 hours can also be calculated using the TV and UV in the above formula (1) according to the following formula (2).
Reduction rate (%) = (UV-TV)/UV x 100 Formula (2)
The infectious virus reduction rate calculated by the above formula (2) is also used as an index representing the antiviral properties of the cured product according to the present invention, similar to the antiviral activity value V.
本発明による硬化物は、上記(2)により算出される感染ウイルスの減少率が99%以上の抗ウイルス性を発揮することができる。一般に、感染ウイルスの減少率が99%以上であるとき、良好な抗ウイルス性を有すると評価される。 The cured product of the present invention can exhibit antiviral properties with an infectious virus reduction rate of 99% or more, as calculated by (2) above. Generally, a product is evaluated as having good antiviral properties when the infectious virus reduction rate is 99% or more.
本発明において、「波長350nm以下の紫外線」は、波長350nm以下のあらゆる紫外線を含む。したがって、紫外線の由来に制限されることなく、屋外で太陽から照射される紫外線、日常生活の環境下で太陽から室内に照射される紫外線、太陽以外の光源から照射される紫外線などを含む。太陽光には紫外線が5%程度含まれると言われており、この紫外線のうち波長350nm以下の紫外線が占める割合は2割程度であると考えられる。日常生活の環境下で太陽から室内に照射される紫外線とは、例えば、太陽から照射された紫外線が窓ガラス等を透過して屋内に照射された紫外線を意味する。室内に照射される太陽光由来の波長350nm以下の紫外線の受光量は、0.4mW/cm2以上1.5mW/cm2以下であると考えられる。太陽以外の光源としては、低圧水銀ランプ(殺菌灯)、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、キセノンランプ、ガリウムランプ、メタルハライドランプ、紫外線レーザー、深紫外LEDランプ等が挙げられる。本発明において、硬化物に照射する波長350nm以下の紫外線の受光量は、0.15mW/cm2以上であることが好ましい。なお、ここで硬化物に照射する波長350nm以下の紫外線の受光量とは、既に説明したように、硬化物が受ける波長350nm以下の紫外線の光量を意味する。受光量は、測定器として、浜松ホトニクスH9958を用いて測定するのが好ましい。本発明において、波長350nm以下の紫外線の照射による積算受光量は、40mJ/cm2以上が好ましく、135mJ/cm2以上であることがより好ましい。これにより、良好な抗ウイルス性の発現が可能となる。以下、「波長350nm以下の紫外線」を「特定紫外線」といい、「0.15mW/cm2以上の受光量」を「特定受光量」ということもある。 In the present invention, "ultraviolet rays with a wavelength of 350 nm or less" includes all ultraviolet rays with a wavelength of 350 nm or less. Therefore, without being limited by the source of the ultraviolet rays, they include ultraviolet rays irradiated from the sun outdoors, ultraviolet rays irradiated from the sun indoors in everyday living environments, and ultraviolet rays irradiated from light sources other than the sun. It is said that sunlight contains approximately 5% ultraviolet rays, and ultraviolet rays with a wavelength of 350 nm or less account for approximately 20% of this ultraviolet light. The ultraviolet rays irradiated from the sun indoors in everyday living environments refer, for example, to ultraviolet rays irradiated from the sun that are transmitted through window glass or the like and irradiated indoors. The received light intensity of ultraviolet rays with a wavelength of 350 nm or less originating from sunlight irradiated indoors is considered to be 0.4 mW/ cm2 or more and 1.5 mW/ cm2 or less. Light sources other than the sun include low-pressure mercury lamps (germicidal lamps), high-pressure mercury lamps, ultra-high-pressure mercury lamps, xenon lamps, gallium lamps, metal halide lamps, ultraviolet lasers, deep-ultraviolet LED lamps, etc. In the present invention, the amount of ultraviolet light received by the cured product with a wavelength of 350 nm or less is preferably 0.15 mW/ cm2 or more. Here, the amount of ultraviolet light received by the cured product with a wavelength of 350 nm or less means, as already explained, the amount of ultraviolet light received by the cured product with a wavelength of 350 nm or less. The amount of received light is preferably measured using a Hamamatsu Photonics H9958 measuring device. In the present invention, the cumulative amount of received light by irradiation with ultraviolet light with a wavelength of 350 nm or less is preferably 40 mJ/ cm2 or more, and more preferably 135 mJ/cm2 or more . This enables the development of good antiviral properties. Hereinafter, "ultraviolet light with a wavelength of 350 nm or less" will be referred to as "specific ultraviolet light," and "amount of received light of 0.15 mW/ cm2 or more" will also be referred to as "specific amount of received light."
本発明において、「波長350nm以下の紫外線を0.15mW/cm2以上の受光量で照射することにより抗ウイルス性を発現させて用いられる」とは、以下を意味する。本発明による硬化物に波長350nm以下の紫外線を特定受光量で一度(一回)照射したときに発現する抗ウイルス性が有限であることを前提としたうえで、特定紫外線の特定受光量での照射によりラジカルを発生する化合物、好ましくは官能基を3つ以上有する多官能(メタ)アクリルモノマーまたはオリゴマーを含む組成物の硬化物に、必要に応じて、つまり、抗ウイルス性が発現される程度に、特定紫外線を特定受光量で照射して用いられることを意味する。言い換えると、本発明を実施する際に、特定紫外線の特定受光量での照射が必ずしも必要とされるわけではない。例えば、過去のある時点において特定紫外線が特定受光量で照射され得る環境下に置かれた硬化物(能動的または受動的に特定紫外線が特定受光量で照射された硬化物)において、使用時に依然所望の抗ウイルス性が維持(持続)されている場合は、必ずしも特定紫外線の特定受光量での照射を要しない。一方、上記の例において、使用時に所望の抗ウイルス性が維持されていない又はその可能性がある場合は、硬化物に特定紫外線を特定受光量で照射すればよく、その結果、抗ウイルス性を復活させることができる。つまり、本発明にあっては、硬化物が置かれる環境や使用条件等、また硬化物が抗ウイルス性を発現可能な時間(硬化物における抗ウイルス性の寿命)を鑑み、適宜、特定紫外線の特定受光量での照射の要否を決定することができ、これにより本発明による硬化物は抗ウイルス性の発現を半永久的に維持することが可能となると期待される。なお、以降において、特定紫外線を特定受光量で照射することを、単に「特定紫外線を照射する」、「特定紫外線の照射」と略記することもある。 In the present invention, the phrase "used after expressing antiviral properties by irradiating with ultraviolet light having a wavelength of 350 nm or less at a light receiving dose of 0.15 mW/ cm2 or more" means the following: Assuming that the antiviral properties exhibited when a cured product according to the present invention is irradiated once (once) with ultraviolet light having a wavelength of 350 nm or less at a specific light receiving dose are finite, this means that a cured product of a composition containing a compound that generates radicals upon irradiation with specific ultraviolet light at a specific light receiving dose, preferably a polyfunctional (meth)acrylic monomer or oligomer having three or more functional groups, is irradiated with specific ultraviolet light at a specific light receiving dose as needed, that is, to the extent that antiviral properties are expressed. In other words, irradiation with specific ultraviolet light at a specific light receiving dose is not necessarily required when implementing the present invention. For example, if a cured product that was placed in an environment in the past where it could be irradiated with specific ultraviolet light at a specific light receiving dose (a cured product that was actively or passively irradiated with specific ultraviolet light at a specific light receiving dose) still maintains (sustains) the desired antiviral properties when used, irradiation with specific ultraviolet light at a specific light receiving dose is not necessarily required. On the other hand, in the above examples, if the desired antiviral properties are not maintained or there is a possibility that they will be maintained during use, the cured product can be irradiated with specific ultraviolet light at a specific light-receiving intensity, thereby restoring the antiviral properties. In other words, in the present invention, the need for irradiation with specific ultraviolet light at a specific light-receiving intensity can be determined appropriately, taking into account the environment in which the cured product is placed, the conditions of use, and the time over which the cured product can exhibit antiviral properties (the lifespan of the antiviral properties in the cured product). This is expected to enable the cured product of the present invention to semi-permanently maintain the expression of antiviral properties. Hereinafter, irradiation with specific ultraviolet light at a specific light-receiving intensity may be abbreviated simply as "irradiating specific ultraviolet light" or "irradiating specific ultraviolet light."
抗ウイルス性の持続性
本発明による抗ウイルス性硬化物は、波長350nm以下の紫外線の特定受光量での照射により、通常環境および静置条件下において、抗ウイルス活性値Vが2以上である良好な抗ウイルス性を約2週間持続することができる。
上述したとおり、本発明において、波長350nm以下の紫外線の特定受光量での照射の要否は、本発明による硬化物の用途、目的に応じて適宜決定することが可能である。例えば、約2週間の抗ウイルス活性が失活する前に、特定紫外線を再照射し、抗ウイルス活性を復活させればよい。要するに、特定紫外線を一度照射した後において、特定紫外線の再照射は、所望な抗ウイルス性を持続可能な範囲において適宜行えばよく、例えば1週間の頻度で照射することができる。また、特定紫外線の照射は、連続的に行ってもよく、間欠的に行ってもよい。
Duration of antiviral activity : When irradiated with a specific light receiving intensity of ultraviolet light with a wavelength of 350 nm or less, the antiviral cured product of the present invention can maintain good antiviral activity, with an antiviral activity value V of 2 or more, for about 2 weeks under normal environmental and static conditions.
As described above, in the present invention, whether or not irradiation with ultraviolet light having a wavelength of 350 nm or less at a specific light receiving amount is necessary can be determined appropriately depending on the use and purpose of the cured product according to the present invention. For example, the specific ultraviolet light can be irradiated again to restore the antiviral activity before the antiviral activity is lost after about two weeks. In other words, after one irradiation with specific ultraviolet light, re-irradiation with specific ultraviolet light can be carried out as appropriate within a range in which the desired antiviral activity can be sustained, and irradiation can be carried out, for example, at a frequency of one week. Furthermore, irradiation with specific ultraviolet light can be carried out continuously or intermittently.
親水性
本発明による抗ウイルス性硬化物は親水性を有することが好ましい。この親水性は、水に対する静的接触角を指標として表すことができる。本発明による抗ウイルス性硬化物の水に対する静的接触角は、例えば、FACE接触角計CA-X150(協和界面科学製)を用い、室温にて、2μLの水滴を抗ウイルス性硬化物上に滴下し、20秒後の静的接触角をθ/2法で測定することができる。本発明による抗ウイルス性硬化物の水接触角は、40度以下であることが好ましい。このような水接触角を有する硬化物の表面に水が付着することにより、ローリングアップ効果が得られ、汚れが付着しにくい表面となる。本発明による抗ウイルス性硬化物はこのような親水性を併せ持つため、水まわり物品の表面に適用される場合において有利である。
Hydrophilicity: The antiviral cured product of the present invention preferably has hydrophilicity. This hydrophilicity can be expressed as an index by the static contact angle with water. The static contact angle with water of the antiviral cured product of the present invention can be measured, for example, using a FACE contact angle meter CA-X150 (manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.) by dropping a 2 μL water droplet onto the antiviral cured product at room temperature and measuring the static contact angle after 20 seconds using the θ/2 method. The water contact angle of the antiviral cured product of the present invention is preferably 40 degrees or less. When water adheres to the surface of a cured product having such a water contact angle, a rolling-up effect is achieved, resulting in a surface that is less susceptible to dirt adhesion. Because the antiviral cured product of the present invention also has such hydrophilicity, it is advantageous when applied to the surface of wet-related items.
用途
本発明による抗ウイルス性硬化物は、様々な物品の表面に適用することができる。好ましくは、高い衛生性が求められる水まわり物品の表面に適用することができる。本発明において、水まわり物品とは、トイレ、浴室、キッチン、洗面化粧台等に使われる部材を指し、例えば、浴室壁材、浴室床材、浴室カウンター、浴槽、浴槽リム(縁)、浴室窓材、浴室扉材、シャワーブース壁材、洗面鏡、洗面化粧台、洗面ボウル、キッチンカウンター、キッチン扉、収納棚、収納板、便器、便座、温水洗浄便座およびその洗浄ノズル、排水口、水栓金具、レンジフード材等が挙げられるが、これらに限定されない。
The antiviral cured product according to the present invention can be applied to the surfaces of various articles. Preferably, it can be applied to the surfaces of wet-related articles that require high hygiene. In the present invention, wet-related articles refer to components used in toilets, bathrooms, kitchens, vanities, etc., and examples include bathroom wall materials, bathroom floor materials, bathroom counters, bathtubs, bathtub rims, bathroom window materials, bathroom door materials, shower booth wall materials, washbasin mirrors, vanities, washbasins, kitchen counters, kitchen doors, storage shelves, storage boards, toilet bowls, toilet seats, warm-water washing toilet seats and their cleaning nozzles, drains, faucets, and range hood materials, but are not limited to these.
以下、本発明における組成物、その硬化物の製造方法について説明する。
組成物
本発明において、組成物は、特定紫外線の照射によりラジカルを発生する化合物を少なくとも含む。本発明において、特定紫外線の照射によりラジカルを発生する化合物は、官能基を3つ以上有する多官能(メタ)アクリルモノマーまたはオリゴマーである。組成物が官能基を3つ以上有する多官能(メタ)アクリルモノマーまたはオリゴマーを含むことにより、組成物の硬化物、好ましくは硬化物の表面において、特定紫外線を照射することによりラジカルを効率的に発生させることができる。また、組成物が官能基を3つ以上有する多官能(メタ)アクリルモノマーまたはオリゴマーを含むことにより、組成物の硬化物に耐久性を付与することができる。この耐久性は、本発明による抗ウイルス性硬化物が水まわり物品の表面に適用される場合において有利である。
The composition of the present invention and the method for producing the cured product thereof will now be described.
composition
In the present invention, the composition contains at least a compound that generates radicals upon irradiation with specific ultraviolet rays. In the present invention, the compound that generates radicals upon irradiation with specific ultraviolet rays is a polyfunctional (meth)acrylic monomer or oligomer having three or more functional groups. By including a polyfunctional (meth)acrylic monomer or oligomer having three or more functional groups in the composition, radicals can be efficiently generated by irradiation with specific ultraviolet rays on a cured product of the composition, preferably on the surface of the cured product. Furthermore, by including a polyfunctional (meth)acrylic monomer or oligomer having three or more functional groups in the composition, durability can be imparted to the cured product of the composition. This durability is advantageous when the antiviral cured product of the present invention is applied to the surface of a wet area.
本発明において、組成物は、官能基を3つ以上有する多官能(メタ)アクリルモノマーまたはオリゴマーを25重量%以上99.9重量%以下含むことが好ましく、40重量%以上99重量%以下含むことがより好ましい。これにより、本発明による硬化物の抗ウイルス性および耐久性をより高めることができ、また硬化物に強度を付与することもできる。 In the present invention, the composition preferably contains 25% by weight or more and 99.9% by weight or less, and more preferably 40% by weight or more and 99% by weight or less, of a polyfunctional (meth)acrylic monomer or oligomer having three or more functional groups. This can further enhance the antiviral properties and durability of the cured product according to the present invention, and can also impart strength to the cured product.
本発明において、官能基は、好ましくはエチレン性不飽和基である。エチレン性不飽和基は、好ましくはビニル基、アクリロイル基、またはメタクリロイル基であり、より好ましくはアクリロイル基またはメタクリロイル基である。アクリロイル基またはメタクリロイル基は、特定紫外線の照射によりラジカルが発生しやすく、その結果、本発明による硬化物は抗ウイルス性を発揮しやすくなる。なお、本明細書において、(メタ)アクリルモノマーまたはオリゴマーは、(メタ)アクリレートモノマーまたはオリゴマーと同義と扱う。 In the present invention, the functional group is preferably an ethylenically unsaturated group. The ethylenically unsaturated group is preferably a vinyl group, an acryloyl group, or a methacryloyl group, and more preferably an acryloyl group or a methacryloyl group. The acryloyl group or methacryloyl group is likely to generate radicals upon irradiation with specific ultraviolet rays, and as a result, the cured product according to the present invention is more likely to exhibit antiviral properties. In this specification, the term (meth)acrylic monomer or oligomer is considered to be synonymous with the term (meth)acrylate monomer or oligomer.
官能基を3つ以上有する(メタ)アクリルモノマー(オリゴマー)としては、例えば、エトキシ化イソシアヌル酸トリアクリレート、ε-カプロラクトン変性トリス-(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ジトリメチロールプロパントリメタクリレート、エトキシ化グリセリントリアクリレート、エトキシ化ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、ポリテトラメチレングリコールジアクリレート、グリセリントリアクリレートエトキシレート、ジペンタエリスリトールポリアクリレート等が挙げられる。 Examples of (meth)acrylic monomers (oligomers) having three or more functional groups include ethoxylated isocyanuric acid triacrylate, ε-caprolactone-modified tris-(2-acryloxyethyl)isocyanurate, pentaerythritol triacrylate, trimethylolpropane triacrylate, ditrimethylolpropane trimethacrylate, ethoxylated glycerin triacrylate, ethoxylated pentaerythritol tetraacrylate, ditrimethylolpropane tetraacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, dipentaerythritol hexaacrylate, dipentaerythritol pentaacrylate, trimethylolpropane triacrylate, polyethylene glycol diacrylate, polyethylene glycol dimethacrylate, polypropylene glycol diacrylate, polytetramethylene glycol diacrylate, glycerin triacrylate ethoxylate, and dipentaerythritol polyacrylate.
フェノール基を有するラジカル捕捉剤
本発明において、組成物は、フェノール基を有するラジカル捕捉剤をさらに含むことが好ましい。組成物がフェノール基を含むラジカル捕捉剤を含むことにより、組成物の硬化物に特定紫外線を照射した際、硬化物内、好ましくは硬化物表面に発生したラジカルを捕捉剤が捕捉し、硬化物表面にラジカルを留めておくことができる。ラジカル捕捉剤によるラジカルの捕捉は、具体的には、組成物の硬化物に特定紫外線を照射した際、硬化物において、官能基を3つ以上有する多官能(メタ)アクリルモノマーまたはオリゴマーを起源として発生したラジカル(・)によって、ラジカル捕捉剤が自身のフェノール性水素(-OH)を引き抜かれ、安定ラジカルを形成する(-O・)ことにより行われる。ラジカルを捕捉し安定状態にあるラジカル捕捉剤が硬化物表面に存在することにより、硬化物表面に付着したウイルスがラジカルと接触し、ウイルスをより確実に不活化することができ、また抗ウイルス活性を長期間持続させることができる。このように、本発明による硬化物は、特定紫外線を照射して用いられることで、ラジカルを発生する化合物、好ましくは官能基を3つ以上有する多官能(メタ)アクリルモノマーまたはオリゴマーを起源として発生し、硬化物表面に移動可能な状態で存在するラジカル、および当該ラジカルがラジカル捕捉剤に捕捉されることにより固定化された状態で硬化物表面に存在するラジカルの双方の酸化作用により、より良好な抗ウイルス性を長期間発揮することが可能となる。
Radical Scavenger Having a Phenol Group In the present invention, the composition preferably further contains a radical scavenger having a phenol group. By including a radical scavenger having a phenol group in the composition, when a cured product of the composition is irradiated with specific ultraviolet light, the scavenger captures radicals generated within the cured product, preferably on the surface of the cured product, and the radicals can be retained on the surface of the cured product. Specifically, when a cured product of the composition is irradiated with specific ultraviolet light, a radical (.) generated in the cured product originating from a polyfunctional (meth)acrylic monomer or oligomer having three or more functional groups abstracts the radical scavenger's own phenolic hydrogen (—OH), forming a stable radical (—O.). The presence of the radical scavenger on the surface of the cured product, which has captured the radical and is in a stable state, allows viruses attached to the surface of the cured product to come into contact with the radicals, more reliably inactivating the viruses and maintaining antiviral activity for a long period of time. In this way, when the cured product of the present invention is used after being irradiated with specific ultraviolet rays, it is possible to exhibit better antiviral properties for a long period of time due to the oxidizing action of both radicals that are generated from a radical-generating compound, preferably a polyfunctional (meth)acrylic monomer or oligomer having three or more functional groups, and that exist on the surface of the cured product in a mobile state, and radicals that exist on the surface of the cured product in a fixed state after being captured by a radical scavenger.
本発明において、フェノール基を有するラジカル捕捉剤は、ラジカル捕捉能を有する化合物であれば特に制限されない。例えば、4-メトキシフェノール(MEHQ)、3,6-ジヒドロキシベンゾノルボルナン、2,5-ビス(1,1,3,3-テトラメチルブチル)ヒドロキノン、2,2'-メチレンビス(6-シクロヘキシル-p-クレゾール)、4,4'-ブチリデンビス(6-tert-ブチル-m-クレゾール)、ヒドロキノン、2,6-ジ-tert-ブチル-p-クレゾール、tert-ブチルヒドロキノン、6-tert-ブチル-2,4-キシレノール、4-tert-ブチルピロカテコール、2,6-ジ-tert-ブチルフェノール等を用いることができる。 In the present invention, the radical scavenger having a phenol group is not particularly limited as long as it is a compound with radical scavenging ability. For example, 4-methoxyphenol (MEHQ), 3,6-dihydroxybenzonorbornane, 2,5-bis(1,1,3,3-tetramethylbutyl)hydroquinone, 2,2'-methylenebis(6-cyclohexyl-p-cresol), 4,4'-butylidenebis(6-tert-butyl-m-cresol), hydroquinone, 2,6-di-tert-butyl-p-cresol, tert-butylhydroquinone, 6-tert-butyl-2,4-xylenol, 4-tert-butylpyrocatechol, 2,6-di-tert-butylphenol, etc. can be used.
本発明において、組成物は、フェノール基を有するラジカル捕捉剤を10ppm以上10000ppm以下含むことが好ましい。ラジカル捕捉剤を10ppm以上含むことにより、ラジカルを発生する化合物、好ましくは官能基を3つ以上有する多官能(メタ)アクリルモノマーまたはオリゴマーを安定させることができ、その結果、抗ウイルス性および耐久性に優れた硬化物を得ることが可能となる。ラジカル捕捉剤を10000ppm以下含むことにより、特定紫外線を照射した際の組成物の硬化反応性の低下を抑えることが可能となり、また組成物およびその硬化物の着色を抑えることが可能となる。硬化物の着色を抑制することは、本発明による硬化物が表面に適用される物品の外観または意匠性を保持することができる点で有利である。 In the present invention, the composition preferably contains 10 ppm to 10,000 ppm of a radical scavenger having a phenol group. By including 10 ppm or more of a radical scavenger, it is possible to stabilize the radical-generating compound, preferably a polyfunctional (meth)acrylic monomer or oligomer having three or more functional groups, thereby making it possible to obtain a cured product with excellent antiviral properties and durability. By including 10,000 ppm or less of a radical scavenger, it is possible to suppress a decrease in the curing reactivity of the composition when irradiated with specific ultraviolet light, and it is also possible to suppress discoloration of the composition and its cured product. Suppressing discoloration of the cured product is advantageous in that it allows the appearance or design of an article to which the cured product of the present invention is applied to its surface to be maintained.
その他の成分
スルホン酸基を含む化合物(a)
本発明において、本発明による硬化物は、少なくとも表面にスルホン酸基を含むことが好ましい。硬化物の表面にスルホン酸基を含むことにより、硬化物は、上述したように、抗ウイルス性に加えて、親水性を発揮することが可能となる。親水性を有することにより、例えば本発明による硬化物が水まわり物品の表面に適用される場合、水はけ性や乾燥性が向上され、残水による水垢等の汚れの付着を抑制することが可能となる点、さらに油分の付着を抑制することができる点で有利である。本発明の好ましい態様によれば、本発明による硬化物はその表面にスルホン酸基を含む。本発明のより好ましい態様によれば、本発明による硬化物はその内部よりも表面にスルホン酸基を多く含む。すなわち、本発明による硬化物はその表面にスルホン酸基が偏析していることが好ましい。
Other ingredients
Compound (a) containing a sulfonic acid group
In the present invention, the cured product of the present invention preferably contains sulfonic acid groups at least on the surface. By containing sulfonic acid groups on the surface of the cured product, the cured product can exhibit hydrophilicity in addition to antiviral properties, as described above. Having hydrophilicity, for example, when the cured product of the present invention is applied to the surface of a wet item, is advantageous in that it improves drainage and drying properties, making it possible to prevent the adhesion of stains such as water stains due to residual water, and further prevents the adhesion of oil. According to a preferred embodiment of the present invention, the cured product of the present invention contains sulfonic acid groups on its surface. According to a more preferred embodiment of the present invention, the cured product of the present invention contains more sulfonic acid groups on the surface than in its interior. In other words, it is preferable that the sulfonic acid groups segregate on the surface of the cured product of the present invention.
後述するように、本発明による硬化物は、以下のように得られる。まず、基材上に組成物を塗布し、基材上に塗布された組成物の(湿潤)塗布物を乾燥させて、(乾燥)塗布物を得る。その後、組成物の(乾燥)塗布物を硬化させることにより組成物の硬化膜が得られる。本明細書において、乾燥させた(湿潤)塗布物、つまり(乾燥)塗布物は、その後硬化に付されるため、「未硬化膜」ともいう。上述したように、本発明による硬化物の表面にスルホン酸基が偏析している状態は、下記の工程により実現できると考えられるが、これに限定されるものではない。組成物の(湿潤)塗布物を乾燥させることにより、すなわち、化合物(a)とともに(湿潤)塗布物に含まれていた溶媒および場合により揮発性組成物(b)(これらの詳細については後述する)を揮発させることにより、極性差および揮発性化合物(b)との相溶性等を利用して、乾燥(揮発)の進行と併せて、組成物中では均一に分散していた化合物(a)を、未硬化膜の表面に偏析させる。そして、(湿潤)塗布物の乾燥がほぼ完了し、化合物(a)の未硬化膜表面への偏析が最も達成された状態が維持されているうちに、未硬化膜を硬化することにより実現される。 As described below, the cured product of the present invention can be obtained as follows. First, a composition is applied to a substrate, and the (wet) coating of the composition applied to the substrate is dried to obtain a (dried) coating. The (dried) coating of the composition is then cured to obtain a cured film of the composition. Herein, the dried (wet) coating, i.e., the (dry) coating, is also referred to as an "uncured film" because it is subsequently cured. As described above, the segregation of sulfonic acid groups on the surface of the cured product of the present invention is believed to be achieved by, but not limited to, the following process. By drying the (wet) coating of the composition, i.e., by volatilizing the solvent and, optionally, the volatile compound (b) (details of which will be described later) contained in the (wet) coating along with compound (a), compound (a), which was uniformly dispersed in the composition, segregates to the surface of the uncured film as the drying (volatilization) progresses, taking advantage of the polarity difference and compatibility with volatile compound (b). This is achieved by curing the uncured film while the drying of the (wet) coating is nearly complete and the segregation of compound (a) to the surface of the uncured film is maximized.
本発明において、硬化物にスルホン酸基を提供する化合物の種類は特に制限されないが、例えば、硬化前の組成物がスルホン酸基を有する化合物を含んでいてもよい。このような化合物として、例えば、分子内にスルホン酸基と少なくとも一つのエチレン性不飽和基とを有する化合物が挙げられる。具体的には、2-((メタ)アクリロイルオキシ)エタンスルホン酸、3-((メタ)アクリロイルオキシ)プロパン-1-スルホン酸、アクリルアミドターシャリーブチルスルホン酸のナトリウムまたはカリウム塩が挙げられる。好ましくは、(メタ)アクリロイルオキシ基を有する直鎖アルキルスルホン酸及びその塩である2-((メタ)アクリロイルオキシ)エタンスルホン酸、3-((メタ)アクリロイルオキシ)プロパン-1-スルホン酸カリウム(メタクリル酸3-スルホプロピルカリウム)である。また、分子内にスルホン酸基と少なくとも一つのエチレン性不飽和基とを有する化合物として、メタクリルスルホン酸、p-スチレンスルホン酸のナトリウムまたはカリウム塩、アルキルスルホコハク酸アルケニルエーテル塩、ポリオキシエチレン(メタ)アクリレート硫酸エステル塩、アルキルスルホコハク酸アルケニルエステル塩、グリセロール‐1‐アリル‐3‐アルキルフェニル‐2‐ポリオキシエチレン硫酸塩などを用いることもできる。上記したスルホン酸基を含む化合物(a)は、既に説明した官能基を3つ以上有する多官能(メタ)アクリルモノマーまたはオリゴマーと十分な反応性を有し、本発明による硬化物に高い耐久性を付与することができる。 In the present invention, the type of compound that provides sulfonic acid groups to the cured product is not particularly limited, but for example, the composition before curing may contain a compound having a sulfonic acid group. Examples of such compounds include compounds having a sulfonic acid group and at least one ethylenically unsaturated group in the molecule. Specific examples include sodium or potassium salts of 2-((meth)acryloyloxy)ethanesulfonic acid, 3-((meth)acryloyloxy)propane-1-sulfonic acid, and acrylamido-tertiary-butylsulfonic acid. Preferred are linear alkylsulfonic acids having a (meth)acryloyloxy group and their salts, such as 2-((meth)acryloyloxy)ethanesulfonic acid and potassium 3-((meth)acryloyloxy)propane-1-sulfonate (potassium 3-sulfopropyl methacrylate). Additionally, compounds having a sulfonic acid group and at least one ethylenically unsaturated group in the molecule include methacrylic sulfonic acid, sodium or potassium salt of p-styrenesulfonic acid, alkylsulfosuccinic acid alkenyl ether salt, polyoxyethylene (meth)acrylate sulfate ester salt, alkylsulfosuccinic acid alkenyl ester salt, and glycerol-1-allyl-3-alkylphenyl-2-polyoxyethylene sulfate. The above-mentioned sulfonic acid group-containing compound (a) has sufficient reactivity with the polyfunctional (meth)acrylic monomers or oligomers having three or more functional groups described above, and can impart high durability to the cured product of the present invention.
揮発性化合物(b)
本発明において、本発明による硬化物は、上記スルホン酸基を含む化合物(a)よりも分子量が小さく、分子内に親水性基を有する、揮発性化合物(b)を含むことが好ましい。ここで、揮発性化合物とは、沸点が280℃以下、より好ましくは260℃以下の化合物をいう。また、揮発性化合物(b)が有する親水性基は、水酸基またはカルボキシル基であることが好ましい。本発明において、硬化物が揮発性化合物(b)を含む一つの態様として、例えば、硬化前の組成物が揮発性化合物(b)を含んでいてもよい。このような揮発性化合物(b)として、例えば、スルホン酸基を含む化合物(a)よりも分子量が小さく、分子内に一つのエチレン性不飽和基と親水性基とを有する、揮発性化合物が挙げられる。具体的には、ヒドロキシメチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート及びその構造異性体、ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート及びその構造異性体、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロイルモルホリン、N-ビニルホルムアミド、(メタ)アクリル酸等が挙げられる。中でも、揮発性化合物(b)として、化合物(a)との相溶性の観点から、ヒドロキシメチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸が好ましい。
Volatile Compounds (b)
In the present invention, the cured product according to the present invention preferably contains a volatile compound (b) having a smaller molecular weight than the sulfonic acid group-containing compound (a) and having a hydrophilic group in the molecule. Here, the volatile compound refers to a compound having a boiling point of 280°C or less, more preferably 260°C or less. Furthermore, the hydrophilic group in the volatile compound (b) is preferably a hydroxyl group or a carboxyl group. In one embodiment of the present invention, the cured product contains the volatile compound (b), for example, the composition before curing may contain the volatile compound (b). Examples of such volatile compounds (b) include volatile compounds having a smaller molecular weight than the sulfonic acid group-containing compound (a) and having one ethylenically unsaturated group and a hydrophilic group in the molecule. Specific examples include hydroxymethyl (meth)acrylate, hydroxyethyl (meth)acrylate, hydroxypropyl (meth)acrylate and structural isomers thereof, hydroxybutyl (meth)acrylate and structural isomers thereof, tetrahydrofurfuryl (meth)acrylate, (meth)acryloylmorpholine, N-vinylformamide, (meth)acrylic acid, etc. Among these, hydroxymethyl (meth)acrylate, hydroxyethyl (meth)acrylate, and (meth)acrylic acid are preferred as the volatile compound (b) from the viewpoint of compatibility with the compound (a).
本発明による硬化物は、基材上に組成物を塗布し、基材上の(湿潤)塗布物を乾燥させ、未硬化膜を硬化させることにより得られる。この際、スルホン酸基を含む化合物(a)と揮発性化合物(b)とが十分に相溶することで、組成物の(湿潤)塗布物を(加熱)乾燥させる際、化合物(b)は化合物(a)とともに未硬化膜の表層に偏析し、化合物(a)を未硬化膜表面に均一に分布させることができると考えられる。また、未硬化膜中に残存した揮発性化合物(b)は、未硬化膜を硬化させる際、官能基を3つ以上有する多官能(メタ)アクリルモノマーまたはオリゴマーおよびスルホン酸基を含む化合物(a)と容易に重合することができるので、硬化膜の強度をより高めることが可能となると考えられる。 The cured product of the present invention can be obtained by applying the composition to a substrate, drying the (wet) coating on the substrate, and curing the uncured film. In this process, it is believed that sufficient compatibility between the sulfonic acid group-containing compound (a) and the volatile compound (b) allows compound (b) to segregate to the surface of the uncured film together with compound (a) when the (wet) coating of the composition is dried by heating, thereby enabling compound (a) to be uniformly distributed on the surface of the uncured film. Furthermore, it is believed that the volatile compound (b) remaining in the uncured film can easily polymerize with the polyfunctional (meth)acrylic monomer or oligomer having three or more functional groups and the sulfonic acid group-containing compound (a) when the uncured film is cured, thereby further increasing the strength of the cured film.
揮発性化合物(b)の分子量は、化合物(a)の分子量より小さければ特に限定されないが、500以下であることが好ましい。揮発性化合物(b)の分子量が500以下であることで、組成物の(湿潤)塗布物を乾燥する際、揮発性化合物(b)を効率的に揮発させることができる。また、後述する溶媒成分とともに揮発性化合物(b)を揮発させていくと、揮発性化合物(b)を含むことで相溶化していたスルホン酸基を含む化合物(a)と官能基を3つ以上有する多官能(メタ)アクリルモノマーまたはオリゴマーとの相分離が起こると考えられる。この相分離により、スルホン酸基を含む化合物(a)の未硬化膜表面への偏析が促進されると考えられる。
揮発性化合物(b)の分子量は100~200であることがより好ましい。これにより、組成物の未硬化膜を硬化(重合)した際の硬化物の強度を低下させずに、化合物(b)を揮発させることができる。
The molecular weight of the volatile compound (b) is not particularly limited as long as it is smaller than the molecular weight of the compound (a), but is preferably 500 or less. When the molecular weight of the volatile compound (b) is 500 or less, the volatile compound (b) can be efficiently volatilized when drying a (wet) coating of the composition. Furthermore, when the volatile compound (b) is volatilized together with the solvent component described below, it is thought that phase separation occurs between the compound (a) containing sulfonic acid groups, which has been compatibilized by the inclusion of the volatile compound (b), and the polyfunctional (meth)acrylic monomer or oligomer having three or more functional groups. It is thought that this phase separation promotes segregation of the compound (a) containing sulfonic acid groups to the surface of the uncured film.
The molecular weight of the volatile compound (b) is more preferably 100 to 200. This allows the compound (b) to volatilize without reducing the strength of the cured product when an uncured film of the composition is cured (polymerized).
本発明において、官能基を3つ以上有する多官能(メタ)アクリルモノマーまたはオリゴマー、スルホン酸基を含む化合物(a)および揮発性化合物(b)の物質量の総和に対する揮発性化合物(b)の物質量の比(モル比)が、0.5より大きく0.99未満の範囲であることが好ましい。化合物(b)の物質量比が0.5より大きいと、耐湿効果を十分とすることができ、また物質量比が0.99未満であると、化合物(a)と化合物(b)との相溶性が増し、化合物(a)を硬化物表面に偏析させることができ、その結果、硬化物に十分な親水性を付与することができると考えられる。 In the present invention, the molar ratio of the amount of volatile compound (b) to the sum of the amounts of polyfunctional (meth)acrylic monomers or oligomers having three or more functional groups, compound (a) containing sulfonic acid groups, and volatile compound (b) is preferably greater than 0.5 and less than 0.99. A molar ratio of compound (b) greater than 0.5 can ensure sufficient moisture resistance, while a molar ratio of less than 0.99 increases the compatibility between compound (a) and compound (b), allowing compound (a) to segregate on the surface of the cured product, thereby imparting sufficient hydrophilicity to the cured product.
化合物(b)の物質量の比(モル比)は0.5より大きく0.8以下であることがより好ましい。これにより、組成物中における官能基を3つ以上有する多官能(メタ)アクリルモノマーまたはオリゴマーに対する化合物(b)の存在比が増えることによる硬化物の耐久性の低下を抑制することができる。化合物(b)と官能基を3つ以上有する多官能(メタ)アクリルモノマーまたはオリゴマーとの物質量比(モル比:前者/後者)は、1.1以上2.5以下が好ましい。これにより、耐久性の高い硬化物を得ることができる。 It is more preferable that the ratio (molar ratio) of the amount of compound (b) is greater than 0.5 and less than 0.8. This prevents a decrease in the durability of the cured product due to an increase in the ratio of compound (b) to the polyfunctional (meth)acrylic monomer or oligomer having three or more functional groups in the composition. The ratio (molar ratio: former/latter) of the amount of compound (b) to the polyfunctional (meth)acrylic monomer or oligomer having three or more functional groups is preferably 1.1 or greater and 2.5 or less. This allows a highly durable cured product to be obtained.
溶媒
本発明において、組成物は、基材への濡れ性向上や組成物の粘度を調整するために溶媒を含むことが好ましい。このような溶媒としては、組成物に含まれる他の化合物との相溶性の観点から、例えば、メタノール、エタノール、IPA(イソプロパノール)、n-ブタノール等のアルコール類、メトキシエタノール、メトキシプロパノール等のセロソルブ類、アセトン等のケトン類、DMF(N,N’-ジメチルホルムアミド)や水が挙げられるが、これらに限定されるものではない。溶媒は、必要に応じて複数種類を混合して用いても良い。
In the present invention, the composition preferably contains a solvent to improve the wettability of the composition to the substrate and to adjust the viscosity of the composition. From the viewpoint of compatibility with other compounds contained in the composition, examples of such solvents include, but are not limited to, alcohols such as methanol, ethanol, IPA (isopropanol), and n-butanol; cellosolves such as methoxyethanol and methoxypropanol; ketones such as acetone; DMF (N,N'-dimethylformamide); and water. A mixture of multiple solvents may be used as needed.
重合開始剤
本発明において、後述するように、組成物の未硬化膜を熱により硬化(重合)させる場合、組成物は公知のラジカル重合開始剤、硬化触媒、重合促進剤等を含んでいてもよい。また、組成物の未硬化膜を放射線、例えば紫外線や可視光線等の活性エネルギー線により硬化(重合)させる場合、組成物は公知の光重合開始剤を含んでいてもよい。光重合開始剤として、例えばIGM社製のOmnirad500が挙げられる。
Polymerization Initiator In the present invention, as described below, when an uncured film of the composition is cured (polymerized) by heat, the composition may contain a known radical polymerization initiator, curing catalyst, polymerization accelerator, etc. Furthermore, when an uncured film of the composition is cured (polymerized) by radiation, for example, active energy rays such as ultraviolet rays or visible light, the composition may contain a known photopolymerization initiator. An example of the photopolymerization initiator is Omnirad 500 manufactured by IGM.
本発明による硬化物の製造方法
本発明による硬化物は、例えば以下のように作製することができる。
Method for Producing the Cured Product of the Present Invention The cured product of the present invention can be produced, for example, as follows.
基材の用意
まず、組成物を塗布する基材を用意する。
本発明において、基材は、組成物を塗布可能な材料であればよく、特に限定されない。本発明による硬化物の用途の観点からいえば、基材は、定期的に水に曝露される環境下で使用され、衛生性が求められる、水まわり部材であることが好ましい。水まわり部材として、例えば、浴室壁材、浴室床材、浴室カウンター、浴槽、浴槽リム(縁)、浴室窓材、浴室扉材、シャワーブース壁材、洗面鏡、洗面化粧台、洗面ボウル、キッチンカウンター、キッチン扉、収納棚、収納板、便器、便座、温水洗浄便座およびその洗浄ノズル、排水口、水栓金具、レンジフード材等が挙げられるが、これらに限定されない。
また、材料の観点からいえば、基材は、特に限定されず、金属、ガラス、樹脂、紙、木質材料などが挙げられる。これらの中で、樹脂材料であることが好ましい。樹脂材料としては、熱硬化性樹脂および熱可塑性樹脂が挙げられる。熱硬化性樹脂として、ユリア樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ケイ素樹脂から選ばれる一種以上を用いることが可能である。熱可塑性樹脂として、ポリプロピレン樹脂(PP)、ポリエチレン樹脂(PE)、ポリアセタール樹脂(POM)、ポリブチレンテレフタレート樹脂(PBT)、ポリ塩化ビニル樹脂(PVC)、ポリスチレン樹脂(PS)、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合樹脂(ABS)、ポリフェニレンサルファイド樹脂(PPS)、ポリエチレンテレフタレート樹脂(PET)、ポリメタクリル酸メチル樹脂(PMMA)、ポリアミド樹脂(PA)、ポリエーテルエーテルケトン樹脂(PEEK)、ポリトリメチレンテレフタレート樹脂(PTT)、ポリカーボネート樹脂(PC)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)(4フッ化エチレン樹脂)から選ばれる一種以上を用いることが可能である。本発明において、樹脂として、熱可塑性樹脂を用いるのが好ましい。さらに好ましくは、樹脂として、PP、PE、POM、PBT、PVC、ABS、PPS、PET、PMMA、PA、PCから選ばれる一種以上を用いることがより好ましい。これらのうち更により好ましいのは、PP、POM、PBT、ABS、PMMAから選ばれる一種以上である。基材がアクリル系樹脂材料である場合、基材に塗布する組成物が官能基を3つ以上有する多官能(メタ)アクリルモノマーまたはオリゴマーを含むため、例えばアクリル系樹脂材料の基材は、組成物またはその塗布物との親和性(例えば、密着性)が良好である。
Preparation of Substrate First, a substrate to which the composition is to be applied is prepared.
In the present invention, the substrate is not particularly limited as long as it is a material to which the composition can be applied. From the viewpoint of the use of the cured product according to the present invention, the substrate is preferably a wet-related component that is used in an environment where it is periodically exposed to water and requires hygiene. Examples of wet-related components include, but are not limited to, bathroom wall materials, bathroom floor materials, bathroom counters, bathtubs, bathtub rims, bathroom window materials, bathroom door materials, shower booth wall materials, washbasin mirrors, vanity units, washbasins, kitchen counters, kitchen doors, storage shelves, storage boards, toilet bowls, toilet seats, warm-water washing toilet seats and their washing nozzles, drains, faucets, and range hood materials.
In terms of materials, the substrate is not particularly limited, and examples thereof include metal, glass, resin, paper, and wood materials. Among these, a resin material is preferable. Examples of the resin material include thermosetting resins and thermoplastic resins. As the thermosetting resin, one or more types selected from urea resin, melamine resin, phenolic resin, unsaturated polyester resin, epoxy resin, and silicone resin can be used. The thermoplastic resin may be one or more selected from polypropylene resin (PP), polyethylene resin (PE), polyacetal resin (POM), polybutylene terephthalate resin (PBT), polyvinyl chloride resin (PVC), polystyrene resin (PS), acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer resin (ABS), polyphenylene sulfide resin (PPS), polyethylene terephthalate resin (PET), polymethyl methacrylate resin (PMMA), polyamide resin (PA), polyether ether ketone resin (PEEK), polytrimethylene terephthalate resin (PTT), polycarbonate resin (PC), and polytetrafluoroethylene (PTFE) (tetrafluoroethylene resin). In the present invention, a thermoplastic resin is preferably used as the resin. More preferably, the resin is one or more selected from PP, PE, POM, PBT, PVC, ABS, PPS, PET, PMMA, PA, and PC. Among these, one or more selected from PP, POM, PBT, ABS, and PMMA are even more preferred. When the substrate is an acrylic resin material, the composition to be applied to the substrate contains a polyfunctional (meth)acrylic monomer or oligomer having three or more functional groups, and therefore, for example, the substrate made of an acrylic resin material has good affinity (for example, adhesion) with the composition or the coated product thereof.
塗布工程
次いで、基材上に組成物を塗布し、組成物の(湿潤)塗布物を形成する。
本発明において、組成物の基材への塗布方法として、例えば、ハケ塗り、スプレーコート、ディップコート、スピンコート、カーテンコートなど公知の方法を用いることができる。
Coating Step The composition is then coated onto a substrate to form a (wet) coating of the composition.
In the present invention, the composition can be applied to a substrate by any known method, such as brush coating, spray coating, dip coating, spin coating, or curtain coating.
乾燥工程
次いで、基材上に形成された(湿潤)塗布物を乾燥させ、未硬化膜を得る。この際、(湿潤)塗布物を乾燥できればよく、必要であれば、加熱により乾燥させてもよい。(加熱)乾燥させることで、(湿潤)塗布物中に含まれる溶媒、揮発性化合物(b)を揮発させる。なおこの工程において、(湿潤)塗布物から溶媒、揮発性化合物(b)が揮発していくことと並行して(言い換えると、溶媒、揮発性化合物(b)の未硬化膜表面への移動に追随して)、(加熱)乾燥前、(湿潤)塗布物中に均一に分散していた化合物(a)は、極性差および揮発性化合物(b)との相溶性等を利用して、未硬化膜の表面に偏析していくと考えられる。
Drying step: Next, the (wet) coating formed on the substrate is dried to obtain an uncured film. At this time, it is sufficient that the (wet) coating can be dried, and if necessary, it may be dried by heating. By (heating) drying, the solvent and volatile compound (b) contained in the (wet) coating are volatilized. In this step, in parallel with the evaporation of the solvent and volatile compound (b) from the (wet) coating (in other words, following the migration of the solvent and volatile compound (b) to the surface of the uncured film), it is thought that the compound (a) that was uniformly dispersed in the (wet) coating before (heating) drying will segregate to the surface of the uncured film by utilizing the polarity difference and compatibility with the volatile compound (b).
加熱乾燥の方法としては、赤外線または熱風等により乾燥させる公知の方法を用いることができる。加熱温度は、通常、室温~200℃であり、好ましくは35℃~150℃、より好ましくは40℃~100℃である。乾燥時間は、溶媒および揮発性化合物(b)を十分に揮発可能な範囲で適宜決定してよく、組成物を塗布する部材の材料や大きさに応じて決定すればよい。例えば、30分以内、好ましくは20分以内、さらに好ましくは15分以内とすることができる。 The heat drying method can be a known method using infrared rays or hot air, etc. The heating temperature is typically between room temperature and 200°C, preferably between 35°C and 150°C, and more preferably between 40°C and 100°C. The drying time can be determined appropriately within a range that allows the solvent and volatile compound (b) to be sufficiently volatilized, and can be determined depending on the material and size of the member to which the composition is applied. For example, it can be within 30 minutes, preferably within 20 minutes, and more preferably within 15 minutes.
硬化工程
次いで、未硬化膜を硬化させる。すなわち、官能基を3つ以上有する多官能(メタ)アクリルモノマーまたはオリゴマー、スルホン酸基を含む化合物(a)、および場合により残存した揮発性化合物(b)を共重合させる。
未硬化膜の硬化は、(加熱)乾燥工程により溶媒、揮発性化合物(b)を十分に揮発させ、スルホン酸基を有する化合物(a)の未硬化膜表面への偏析が最も達成された状態が維持されているうちに行われることが好ましい。これにより、本発明による硬化物において、その表面にスルホン酸基が偏析してなる状態を確定させることができると考えられる。その結果、本発明による抗ウイルス性硬化物は、十分な親水性も発現することが可能となると考えられる。
なお、未硬化膜中に揮発性化合物(b)が残存してしても、化合物(b)は、未硬化膜を硬化させる際、官能基を3つ以上有する多官能(メタ)アクリルモノマーまたはオリゴマーおよびスルホン酸基を含む化合物(a)と容易に重合することができるため、硬化膜の強度をより高めることが可能となると考えられる。
Next, the uncured film is cured by copolymerizing the polyfunctional (meth)acrylic monomer or oligomer having three or more functional groups, the compound (a) containing a sulfonic acid group, and optionally the remaining volatile compound (b).
The curing of the uncured film is preferably carried out while the solvent and volatile compound (b) are sufficiently volatilized by the (heat) drying step and the state in which the compound (a) having sulfonic acid groups is segregated to the surface of the uncured film is maintained to the maximum extent. This is believed to ensure that the cured product of the present invention has sulfonic acid groups segregated to its surface. As a result, the antiviral cured product of the present invention is also believed to be able to exhibit sufficient hydrophilicity.
Even if the volatile compound (b) remains in the uncured film, the compound (b) can easily polymerize with the polyfunctional (meth)acrylic monomer or oligomer having three or more functional groups and the compound (a) containing a sulfonic acid group when the uncured film is cured, and therefore it is thought that the strength of the cured film can be further increased.
未硬化膜の硬化方法として、熱硬化、活性エネルギー線硬化、またはこれらの組み合わせ等、エチレン性不飽和基を含む化合物を重合させる公知の方法を使用することができる。 The uncured film can be cured using any known method for polymerizing a compound containing an ethylenically unsaturated group, such as heat curing, active energy ray curing, or a combination thereof.
熱硬化により重合硬化を行なう場合は、公知の重合開始剤を用いることができる。また、加熱方法としは、先に説明した(湿潤)塗布物の乾燥工程と同様に、赤外線または熱風等により加熱させる公知の方法を用いることができる。なお、熱硬化の場合は、(湿潤)塗布物の乾燥工程と硬化工程とを一つの工程で同時に行うこともできる。 When polymerizing and curing by heat curing, known polymerization initiators can be used. Furthermore, as with the drying process of the (wet) coated material described above, known heating methods such as infrared heating or hot air heating can be used. In the case of heat curing, the drying and curing processes of the (wet) coated material can also be carried out simultaneously in a single process.
活性エネルギー線により重合硬化を行う場合は、放射線としては、400~800nmの可視光、400nm以下の紫外線、または電子線が挙げられるが、簡便、短時間に重合を行なうことができる点で紫外線が好ましい。紫外線により硬化を行なう場合は、公知の光重合開始剤が用いられる。光重合開始剤は、組成物中に含有される重合性化合物の質量の0.01~20質量%、好ましくは1~10質量%の範囲で添加される。紫外線発生源としては、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、キセノンランプ、ガリウムランプ、メタルハライドランプ、紫外線レーザー、深紫外LEDランプ、太陽光等の紫外線が挙げられる。照射雰囲気は大気中でもよいし、窒素、アルゴン等の不活性ガス下でもよい。 When polymerization and curing are performed using actinic radiation, examples of the radiation include visible light of 400 to 800 nm, ultraviolet light of 400 nm or less, and electron beams. However, ultraviolet light is preferred because it allows for simple and rapid polymerization. When curing with ultraviolet light, a known photopolymerization initiator is used. The photopolymerization initiator is added in an amount of 0.01 to 20% by mass, preferably 1 to 10% by mass, of the polymerizable compound contained in the composition. UV sources include low-pressure mercury lamps, high-pressure mercury lamps, ultra-high-pressure mercury lamps, xenon lamps, gallium lamps, metal halide lamps, ultraviolet lasers, deep-ultraviolet LED lamps, and sunlight. The irradiation atmosphere may be air or an inert gas such as nitrogen or argon.
上記のように作製された本発明による硬化物の厚みは、その用途に応じ、また本発明の効果が奏され得る範囲内において適宜決定されてよい。例えば、0.1μm~300μmの範囲であることが好ましく、より好ましくは1~100μmの範囲、さらにより好ましくは1~20μmの範囲である。
本発明の好ましい態様によれば、本発明による硬化物は膜状物である。なお、本発明において、「膜状物」は「シート状物」または「フィルム状物」と同義である。
The thickness of the cured product according to the present invention produced as described above may be appropriately determined depending on the intended use and within a range in which the effects of the present invention can be achieved. For example, the thickness is preferably in the range of 0.1 μm to 300 μm, more preferably in the range of 1 to 100 μm, and even more preferably in the range of 1 to 20 μm.
According to a preferred embodiment of the present invention, the cured product according to the present invention is a membrane-like material. In the present invention, the term "membrane-like material" is synonymous with "sheet-like material" or "film-like material."
なお、上述した各工程間には、基材をベルトコンベアー等で移動させる移動工程や各工程に移るために生じる待機工程があってもよい。 Between each of the above processes, there may be a transfer process in which the substrate is moved on a belt conveyor or the like, or a waiting process required to move between processes.
抗ウイルス性部材
本発明の一つの態様によれば、基材と、当該基材の表面に形成されてなる上記抗ウイルス性硬化物とを備える抗ウイルス性部材が提供される。
Antiviral Member According to one aspect of the present invention, there is provided an antiviral member comprising a substrate and the above-described antiviral cured product formed on the surface of the substrate.
抗ウイルス性発現または維持システム
本発明の一つの態様によれば、上記抗ウイルス性部材と、波長350nm以下の紫外線を照射可能な照射手段とを備える抗ウイルス性発現または維持システムが提供される。このシステムにあっては、抗ウイルス性部材に対し、波長350nm以下の紫外線を照射することにより、抗ウイルス性部材の抗ウイルス性が発現または維持可能とされる。
One aspect of the present invention provides a system for expressing or maintaining antiviral activity , comprising the above-described antiviral material and irradiation means capable of irradiating with ultraviolet light having a wavelength of 350 nm or less. In this system, the antiviral activity of the antiviral material can be expressed or maintained by irradiating the antiviral material with ultraviolet light having a wavelength of 350 nm or less.
波長350nm以下の紫外線を照射可能な照射手段としては、波長350nm以下の紫外線を照射可能であれば、特に限定されない。具体的には、上記照射手段により照射される紫外線は、屋外で太陽から照射される紫外線、日常生活の環境下で室内に太陽から照射される紫外線、太陽以外の光源から照射される紫外線を含む。太陽以外の照射手段、すなわち太陽以外の光源としては、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、キセノンランプ、ガリウムランプ、メタルハライドランプ、紫外線レーザー、深紫外LEDランプ等が挙げられる。 Irradiation means capable of irradiating ultraviolet rays with wavelengths of 350 nm or less are not particularly limited as long as they are capable of irradiating ultraviolet rays with wavelengths of 350 nm or less. Specifically, the ultraviolet rays irradiated by the above-mentioned irradiation means include ultraviolet rays irradiated from the sun outdoors, ultraviolet rays irradiated from the sun indoors in everyday living environments, and ultraviolet rays irradiated from light sources other than the sun. Irradiation means other than the sun, i.e., light sources other than the sun, include low-pressure mercury lamps, high-pressure mercury lamps, ultra-high-pressure mercury lamps, xenon lamps, gallium lamps, metal halide lamps, ultraviolet lasers, and deep-ultraviolet LED lamps.
水まわりシステム
本発明の一つの態様によれば、上記抗ウイルス性発現または維持システムを備えてなる水まわりシステムが提供される。
Plumbing System According to one aspect of the present invention, there is provided a plumbing system comprising the antiviral expression or maintenance system described above.
本発明を以下の実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。 The present invention will be specifically explained based on the following examples, but the present invention is not limited to these examples.
組成物の作製
組成物1
ラジカル捕捉剤として4-メトキシフェノール(MEHQ)を500ppm含むジペンタエリスリトールヘキサアクリレート7g(12.2mmol)と、光重合開始剤としてOmnirad500 0.14gと、溶媒としてメトキシエタノール15gとを含む溶液をスターラーで60分攪拌することによって組成物1を作製した。
なお、光重合開始剤Omnirad500は、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンとベンゾフェノンとの重量比1:1の混合物である。
Preparation of the composition
Composition 1
Composition 1 was prepared by stirring a solution containing 7 g (12.2 mmol) of dipentaerythritol hexaacrylate containing 500 ppm of 4-methoxyphenol (MEHQ) as a radical scavenger, 0.14 g of Omnirad 500 as a photopolymerization initiator, and 15 g of methoxyethanol as a solvent with a stirrer for 60 minutes.
The photopolymerization initiator Omnirad 500 is a mixture of 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone and benzophenone in a weight ratio of 1:1.
組成物2
メタクリル酸3-スルホプロピルカリウム0.08g(0.32mmol)を0.5gの水に溶解させた後、ラジカル捕捉剤として4-メトキシフェノール(MEHQ)を500ppm含むジペンタエリスリトールヘキサアクリレート3.5g(6.1mmol)と、ラジカル捕捉剤として4-メトキシフェノール(MEHQ)を100ppm含むトリメチロールプロパントリアクリレート3.5g(7.7mmol)と、ヒドロキシメチルメタアクリレート0.4g(3.1mmol)と、光重合開始剤としてOmnirad500 0.14gと、溶媒としてメトキシエタノール15gとを加え、スターラーで60分攪拌することによって組成物2を作製した。
Composition 2
0.08 g (0.32 mmol) of potassium 3-sulfopropyl methacrylate was dissolved in 0.5 g of water, and then 3.5 g (6.1 mmol) of dipentaerythritol hexaacrylate containing 500 ppm of 4-methoxyphenol (MEHQ) as a radical scavenger, 3.5 g (7.7 mmol) of trimethylolpropane triacrylate containing 100 ppm of 4-methoxyphenol (MEHQ) as a radical scavenger, 0.4 g (3.1 mmol) of hydroxymethyl methacrylate, 0.14 g of Omnirad 500 as a photopolymerization initiator, and 15 g of methoxyethanol as a solvent were added, and the mixture was stirred with a stirrer for 60 minutes to prepare Composition 2.
組成物3
メタクリル酸3-スルホプロピルカリウム0.08g(0.32mmol)を0.5gの水に溶解させた後、ラジカル捕捉剤として4-メトキシフェノール(MEHQ)を500ppm含むジペンタエリスリトールヘキサアクリレート7g(12.2mmol)と、ヒドロキシメチルメタアクリレート0.4g(3.1mmol)と、光重合開始剤としてOmnirad500 0.14gと、溶媒としてメトキシエタノール15gとを加え、スターラーで60分攪拌することによって組成物3を作製した。
Composition 3
0.08 g (0.32 mmol) of potassium 3-sulfopropyl methacrylate was dissolved in 0.5 g of water, and then 7 g (12.2 mmol) of dipentaerythritol hexaacrylate containing 500 ppm of 4-methoxyphenol (MEHQ) as a radical scavenger, 0.4 g (3.1 mmol) of hydroxymethyl methacrylate, 0.14 g of Omnirad 500 as a photopolymerization initiator, and 15 g of methoxyethanol as a solvent were added, and the mixture was stirred with a stirrer for 60 minutes to prepare Composition 3.
硬化膜サンプルの作製
基材の用意
基材として、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)を主成分とするアクリル板(三菱ケミカル製アクリライトEX(登録商標))(サイズ:100×100×2mm)を用意した。この基材の水接触角は約70°であった。なお、水接触角の測定方法については後述する。
Preparation of cured film samples
Preparation of substrate : An acrylic plate (Acrylite EX (registered trademark) manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) (size: 100 × 100 × 2 mm) mainly composed of polymethyl methacrylate (PMMA) was prepared as the substrate. The water contact angle of this substrate was approximately 70°. The method for measuring the water contact angle will be described later.
組成物の基材への適用
上記基材に、上記組成物1~3をスプレー塗装により適用した。
Application of Composition to Substrate Compositions 1 to 3 were applied to the substrate by spray coating.
乾燥
組成物の(湿潤)塗布物が形成された基材を速やかに熱風乾燥炉(YAMATO科学社製DKN402)に入れ、乾燥温度70℃、乾燥時間10分の条件で加熱し、溶媒を揮発させた。
The substrate on which the (wet) coating of the dry composition was formed was immediately placed in a hot air drying oven (YAMATO Scientific DKN402) and heated at a drying temperature of 70°C for 10 minutes to volatilize the solvent.
硬化
未硬化膜が形成された基材を、熱風乾燥炉から取り出し、未硬化膜に積算受光量1000mJ/cm2の紫外線を照射(パナソニック電工製ANUP4154)した。このように、基材の表面に、厚さが約10μmの硬化膜サンプル1~7、9~15を形成させた。
なお、サンプル8は上記基材そのものである。
The substrate with the cured /uncured film formed thereon was removed from the hot air drying oven, and the uncured film was irradiated with ultraviolet light (ANUP4154, manufactured by Panasonic Electric Works) at an integrated exposure dose of 1000 mJ/ cm2 . In this way, cured film samples 1 to 7 and 9 to 15 with a thickness of approximately 10 μm were formed on the surface of the substrate.
Sample 8 is the same substrate as above.
評価
作製したサンプル1~15について、以下の評価を行った。
Evaluation The prepared samples 1 to 15 were evaluated as follows.
抗ウイルス性
<光源>
下記の光源を準備した。各光源のスペクトルは、ファイバマルチチャンネル分光器 Flame(検出波長200-400nm;オーシャンフォトニクス株式会社製)により評価し、殺菌灯、高圧水銀灯、太陽光および蛍光灯には波長350nm以下の紫外線が含まれていることを確認した。
・ 殺菌灯(低圧水銀ランプ):TOSHIBA製、殺菌ランプGL15、中心波長254nm、受光量0.15mW/cm2(測定器:浜松ホトニクスH9535-254を用い、波長254nmの受光量を測定した)
・ 高圧水銀灯:パナソニック製、ANUP54、中心波長254nm、313nm、365nm、405nm他(中心波長の平均波長約334nm)、受光量125mW/cm2(測定器:浜松ホトニクスH9958を用い、波長365nmの受光量を測定した)
・ 太陽光:中心波長200nm超、受光量0.9mW/cm2(測定器:浜松ホトニクスH9958を用い、波長365nmの受光量を測定した)
・ 蛍光灯:東芝ライテック製、FHF32EX-N-H、中心波長313nm、365nm、405nm超(中心波長の平均波長361nm)、受光量0.004mW/cm2(測定器:浜松ホトニクスH9958を用い、波長365nmの受光量を測定した)
・ LED-1:岩崎電気製、LHPUV385、中心波長365nm、受光量25.8mW/cm2(測定器:浜松ホトニクスH9958を用い、波長365nmの受光量を測定した)
・ LED-2:岩崎電気製、LHPUV365、中心波長385nm、受光量60.2mW/cm2(測定器:浜松ホトニクスH9958を用い、波長365nmの受光量を測定した)
・ ブラックライト:SPECTRONICS CORPORATION製、Mini MAX Series Model UV-5A、中心波長365nm、受光量0.45mW/cm2(測定器:浜松ホトニクスH9958を用い、波長365nmの受光量を測定した)
Antiviral <Light source>
The following light sources were prepared. The spectra of each light source were evaluated using a fiber multichannel spectrometer, Flame (detection wavelength: 200-400 nm; manufactured by Ocean Photonics, Inc.), and it was confirmed that germicidal lamps, high-pressure mercury lamps, sunlight, and fluorescent lamps contained ultraviolet light with wavelengths of 350 nm or less.
Germicidal lamp (low-pressure mercury lamp): Toshiba germicidal lamp GL15, center wavelength 254 nm, received light intensity 0.15 mW/cm 2 (measuring device: Hamamatsu Photonics H9535-254 was used to measure the received light intensity at a wavelength of 254 nm)
High-pressure mercury lamp: Panasonic, ANUP54, central wavelength 254 nm, 313 nm, 365 nm, 405 nm, etc. (average central wavelength: approximately 334 nm), received light amount 125 mW/cm 2 (measuring device: Hamamatsu Photonics H9958, measured the received light amount at wavelength 365 nm)
Sunlight: central wavelength of over 200 nm, received light amount of 0.9 mW/cm 2 (measuring device: Hamamatsu Photonics H9958, measured the received light amount at wavelength of 365 nm)
Fluorescent lamp: Toshiba Lightech, FHF32EX-N-H, central wavelengths 313 nm, 365 nm, and over 405 nm (average central wavelength 361 nm), received light amount 0.004 mW/cm 2 (measuring instrument: Hamamatsu Photonics H9958, measured the received light amount at wavelength 365 nm)
LED-1: manufactured by Iwasaki Electric, LHPUV385, central wavelength 365 nm, received light amount 25.8 mW/cm 2 (measuring device: Hamamatsu Photonics H9958 was used to measure the received light amount at a wavelength of 365 nm)
LED-2: Iwasaki Electric, LHPUV365, central wavelength 385 nm, received light amount 60.2 mW/cm 2 (measuring device: Hamamatsu Photonics H9958 was used to measure the received light amount at a wavelength of 365 nm)
Black light: Spectronics Corporation, Mini MAX Series Model UV-5A, central wavelength 365 nm, received light intensity 0.45 mW/cm 2 (measuring device: Hamamatsu Photonics H9958, measured the received light intensity at a wavelength of 365 nm)
<光照射>
サンプル1~15それぞれに対し、表1に記載の光源を用いて、表1に記載の時間光照射した。その後、各サンプルを表1に示す時間静置した。
なお、表1に記載の「光照射後の静置時間」において、「1時間」など単に時間が記載されているものは、光照射後室温でその時間の間サンプルを暗所で静置したことを意味する。また、「温水50℃×15分」とは、50℃の温水に膜全体が浸かる状態で15分間サンプルを暗所で静置したことを意味する。
<Light irradiation>
Each of Samples 1 to 15 was irradiated with light using a light source shown in Table 1 for a period of time shown in Table 1. Thereafter, each sample was allowed to stand for the period of time shown in Table 1.
In the "resting time after light irradiation" column in Table 1, a simple time such as "1 hour" means that the sample was rested in a dark place for that time at room temperature after light irradiation. Also, "hot water 50°C x 15 minutes" means that the sample was rested in a dark place for 15 minutes with the entire film immersed in hot water at 50°C.
<抗ウイルス性の評価方法>
上記のとおり光照射し、その後所定の時間静置したサンプル1~15に対し、下記方法にて抗ウイルス性を評価した。
抗ウイルス性の評価は、JIS R1756(2020) 暗所に従って行った。具体的には、バクテリオファージQβを用いて、抗ウイルス試験を実施し、暗所の抗ウイルス活性値(V)を下記式(1)により算出した。
抗ウイルス活性値:V=Log10(UV/TV) 式(1)
TV:バクテリオファージ液滴下24時間後のバクテリオファージ感染価(pfu)
UV:バクテリオファージ液滴下直後のバクテリオファージ感染価(pfu)
本発明において、抗ウイルス活性値がV≧2であるとき、サンプルは良好な抗ウイルス性を発揮すると判断した。
また、下記式(2)により、24時間後の感染ウイルスの減少率を求めた。
減少率(%)=(UV-TV)/UV×100 式(2)
サンプル1~15の抗ウイルス活性値および感染ウイルス減少率は表1に示されるとおりであった。
<Method for evaluating antiviral activity>
Samples 1 to 15 were irradiated with light as described above and then allowed to stand for a predetermined period of time, and the antiviral activity was evaluated by the following method.
The antiviral activity was evaluated in accordance with JIS R1756 (2020) in a dark place. Specifically, an antiviral test was performed using bacteriophage Qβ, and the antiviral activity value (V) in a dark place was calculated using the following formula (1).
Antiviral activity value: V = Log 10 (UV/TV) Formula (1)
TV: bacteriophage infectivity titer (pfu) 24 hours after instillation of bacteriophage solution
UV: Bacteriophage infectivity titer (pfu) immediately after dropping the bacteriophage liquid
In the present invention, when the antiviral activity value is V≧2, the sample is determined to exhibit good antiviral properties.
The reduction rate of infectious virus after 24 hours was calculated using the following formula (2).
Reduction rate (%) = (UV-TV)/UV x 100 Formula (2)
The antiviral activity values and infectious virus reduction rates of Samples 1 to 15 were as shown in Table 1.
官能基を3つ以上有する多官能アクリルモノマーを含む組成物の硬化膜であるサンプル1~7に、波長350nm以下の紫外線を0.15mW/cm2の受光量で照射した場合はいずれも、抗ウイルス活性値Vは2より大きく、また感染ウイルスの減少率は99%より大きく、良好な抗ウイルス性が発揮されることが確認された。
これに対し、官能基を1つしか有さないアクリルモノマーを含む組成物の硬化膜であるサンプル8に、波長350nm以下の紫外線を0.15mW/cm2の受光量で照射しても、抗ウイルス活性値Vは2より小さく、また感染ウイルスの減少率も約84%に止まり、十分な抗ウイルス性は発揮されなかった。
また、官能基を3つ以上有する多官能アクリルモノマーを含む組成物の硬化膜であるサンプル9~13であっても、光照射を行わなかった場合、また波長が350nmを超える光を照射した場合、0.15mW/cm2未満の受光量で光照射した場合は、抗ウイルス活性値Vは2より小さく、また感染ウイルスの減少率もサンプル1~7に比べて小さく、十分な抗ウイルス性は発揮されなかった。
When Samples 1 to 7, which are cured films of a composition containing a polyfunctional acrylic monomer having three or more functional groups, were irradiated with ultraviolet light having a wavelength of 350 nm or less at a light intensity of 0.15 mW/ cm2 , the antiviral activity value V was greater than 2 and the infectious virus reduction rate was greater than 99%, confirming that good antiviral properties were exhibited.
In contrast, even when Sample 8, which is a cured film of a composition containing an acrylic monomer having only one functional group, was irradiated with ultraviolet light having a wavelength of 350 nm or less at a light intensity of 0.15 mW/ cm2 , the antiviral activity value V was less than 2 and the reduction rate of infectious viruses was only about 84%, meaning that sufficient antiviral properties were not exhibited.
Furthermore, even in the case of Samples 9 to 13, which are cured films of a composition containing a polyfunctional acrylic monomer having three or more functional groups, when no light irradiation was performed, when irradiated with light having a wavelength of more than 350 nm, or when irradiated with light at an intensity of less than 0.15 mW/ cm2 , the antiviral activity value V was less than 2, and the reduction rate of infectious viruses was also smaller than that of Samples 1 to 7, and sufficient antiviral properties were not exhibited.
なお、既に説明したように、本発明による抗ウイルス性の発現は有限であるため、官能基を3つ以上有する多官能アクリルモノマーを含む組成物の硬化膜であるサンプル14、15に、波長350nm以下の紫外線を0.15mW/cm2の受光量で照射した場合であっても、光照射後サンプルを、長期間(2週間)静置した場合や、厳しい環境下に置いた場合(50℃の温水に1時間浸漬した場合)は、抗ウイルス活性値Vまたは感染ウイルスの減少率は低くなることが確認された。
しかしながら、本発明にあっては、所望の抗ウイルス性の発現の維持(持続)が困難になった際またはそうなる前に、本発明の硬化膜に波長350nm以下の紫外線を0.15mW/cm2以上の受光量で再度照射することにより抗ウイルス性を回復させることが可能である。つまり、本発明の抗ウイルス性膜は、使用条件・環境等に鑑み、適宜、波長350nm以下の紫外線を0.15mW/cm2以上の受光量で照射することにより、良好な抗ウイルス性の発現を維持することが可能である。
As already explained, the manifestation of antiviral activity according to the present invention is limited. Therefore, even when Samples 14 and 15, which are cured films of a composition containing a polyfunctional acrylic monomer having three or more functional groups, were irradiated with ultraviolet light having a wavelength of 350 nm or less at a light intensity of 0.15 mW/ cm2 , it was confirmed that the antiviral activity value V or the rate of reduction of infectious viruses was low when the sample was left to stand for a long period of time (two weeks) after light irradiation or when it was placed in a harsh environment (when it was immersed in 50°C warm water for one hour).
However, in the present invention, when or before it becomes difficult to maintain (sustain) the expression of the desired antiviral properties, it is possible to restore the antiviral properties by again irradiating the cured film of the present invention with ultraviolet light having a wavelength of 350 nm or less at an amount of received light of 0.15 mW/ cm2 or more. In other words, the antiviral film of the present invention can maintain the expression of good antiviral properties by appropriately irradiating it with ultraviolet light having a wavelength of 350 nm or less at an amount of received light of 0.15 mW/cm2 or more, taking into account the conditions and environment of use, etc.
水接触角
サンプル1~15について、水に対する静的接触角を測定した。具体的には、FACE接触角計CA-X150(協和界面科学製)を用い、室温にて、2μLの水滴をサンプル上に滴下し、20秒後の静的接触角をθ/2法で測定した。また測定は、サンプルを蒸留水で水洗いし、乾燥させた後、3点測定し、平均値を接触角とした。サンプル1~15の水接触角は表1に示されるとおりであった。
The static contact angle with water was measured for Samples 1 to 15. Specifically, a FACE contact angle meter CA-X150 (manufactured by Kyowa Interface Science) was used to drop a 2 μL water droplet onto the sample at room temperature, and the static contact angle after 20 seconds was measured by the θ/2 method. The sample was washed with distilled water, dried, and then measured at three points, and the average value was taken as the contact angle. The water contact angles of Samples 1 to 15 were as shown in Table 1.
耐久性1
サンプル1~15を5wt%水酸化ナトリウム水溶液に48時間浸漬させた後に流水で十分にすすぎ洗いを行い、乾燥後に目視にて外観を評価した。評価基準は以下のとおりとした。
○:外観に変化が無い
×:外観に変化がある
Durability 1
Samples 1 to 15 were immersed in a 5 wt % aqueous solution of sodium hydroxide for 48 hours, then thoroughly rinsed with running water, dried, and visually evaluated for appearance. The evaluation criteria were as follows:
○: No change in appearance ×: Change in appearance
耐久性2
サンプル1~15に研磨剤を含む洗剤(おふろのルックみがき洗い、ライオン製)を20g滴下し、樹脂製ブラシ(EKL0034、TOTO製)を用い、3kgの荷重を加えながら100回ラビングを繰り返した。その後、評価3の親水性評価を行った。得られた水接触角について、下記の基準で評価した。
〇:水接触角が45°以下であり、ラビング前後における水接触角の差は10°未満
△:水接触角が45°以下であり、ラビング前後における水接触角の差は10°以上
×:水接触角が45°以上
結果は表1に示されるとおりであった。
Durability 2
20 g of detergent containing an abrasive (Bathroom Look Polishing Wash, manufactured by Lion) was dropped onto Samples 1 to 15, and the samples were rubbed 100 times with a resin brush (EKL0034, manufactured by TOTO) while applying a load of 3 kg. Then, hydrophilicity evaluation (Evaluation 3) was performed. The obtained water contact angles were evaluated according to the following criteria.
◯: The water contact angle was 45° or less, and the difference in water contact angle before and after rubbing was less than 10°. △: The water contact angle was 45° or less, and the difference in water contact angle before and after rubbing was 10° or more. ×: The water contact angle was 45° or more. The results are shown in Table 1.
Claims (8)
当該硬化物は、波長350nm以下の紫外線を0.15mW/cm2以上の受光量で照射することにより抗ウイルス性を発現させ、前記照射が無い状態では発現させた抗ウイルス性を有限時間持続させて用いられ、
前記組成物は、前記(メタ)アクリロイル基を3つ以上有する多官能(メタ)アクリルモノマーまたはオリゴマーを40重量%以上99重量%以下含むことを特徴とする、抗ウイルス性硬化物。 A cured product of a composition comprising a polyfunctional (meth)acrylic monomer or oligomer having three or more (meth)acryloyl groups and a radical scavenger having a hydroxyphenyl group,
the cured product exhibits antiviral properties when irradiated with ultraviolet light having a wavelength of 350 nm or less at a light receiving amount of 0.15 mW/ cm2 or more, and the exhibited antiviral properties are maintained for a finite period of time in the absence of the irradiation ;
The composition contains 40% by weight or more and 99% by weight or less of the polyfunctional (meth)acrylic monomer or oligomer having three or more (meth)acryloyl groups .
前記抗ウイルス性部材に対し、前記照射手段から波長350nm以下の紫外線を照射することにより、前記抗ウイルス性部材が抗ウイルス性を発現または維持することが可能とされることを特徴とする、装置。 An antiviral activity development or maintenance device comprising the antiviral member according to claim 7 and irradiation means capable of irradiating ultraviolet light having a wavelength of 350 nm or less,
an apparatus, characterized in that the antiviral member is able to exhibit or maintain antiviral properties by irradiating the antiviral member with ultraviolet light having a wavelength of 350 nm or less from the irradiation means.
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| ACS Sustainable Chemistry & Engineering,2017年10月27日,[online],pS1-S3, Retrieved from the internet:,https://doi.org/10.1021/acssuschemeng.7b01265,(Vol.6, No.1, p119-126) |
| 生存圏研究,2017年11月10日,No.13,p34-38,https://www.rish.kyoto-u.ac.jp/pub/ISSN1880-649X_No.013.pdf |
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