WO1998038349A1

WO1998038349A1 - Antibacterial hardwares and method of production thereof

Info

Publication number: WO1998038349A1
Application number: PCT/JP1998/000804
Authority: WO
Inventors: Keijiro Shigeru; Yoshitomo Inoue; Yasuyuki Awano; Takako Yazawa
Original assignee: Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Priority date: 1997-02-26
Filing date: 1998-02-26
Publication date: 1998-09-03
Anticipated expiration: 1999-08-26
Also published as: DE69814321D1; JPH10237643A; KR20000065000A; DE69814321T2; EP0926256A4; KR100530791B1; EP0926256B1; HK1018632A1; EP0926256A1

Description

明細書抗菌性金物およびその製造方法技術分野

本発明は金物およびその製造方法、特に優れた抗菌性を備えた金物およびその安価な製造方法に関する。

なお、本明細書中における抗菌性とは、防黴性、防藻性をも意味するものとする。背景技術

従来より金物は数多くの衛生性や清潔性を要求される道具に用いられてきた。その理由は、洗浄や殺菌処理に耐えるという性質の他に、金属自身がオリゴジナミ一効果と称される抗菌作用を有していたためと考えられる。

オリゴジナミ一効果は水銀（Hg) 、銀（Ag) 、銅（Cu) 、亜鉛（ Zn) 、ニッケル（N O 、クロム（C r ) 、鉄（Fe) 、モリブデン（Mo ) 等にあることが知られているが、これらのうちで、水銀と銀とが特に優れたオリゴジナミ一効果を有している。

しかし、水銀は室温下において液体であるため金物として使用することは不可能であり、銀は金物としての利用は可能であるが高価であり、黒ずみ易く、また軟質であるため利用範囲が制限されるという問題点があった。また、その他の金属では、銀に比べて抗菌性が微弱であつた。

本発明は、従来の技術における上記問題点に鑑みてなされたものであり、その解消のための具体的な課題は、銀製以外の金物に銀製金物と同程度の抗菌性を付与し、それを安価に製造することができるようにした抗菌性金物およびその製造方法を提供することにある

発明の開示

本発明における請求項 1 に係る抗菌性金物は、濃度 0. 5〜 10000p pmの銀原子が金物表面層に分散していることを特徴とするものであ o

本発明の抗菌性金物において、前記金物表面層における銀原子分散層の厚みを 30 m以下にすることが好ましい。

本発明の抗菌性金物において、前記金物表面層には、銀、銀合金または銀化合物の一部が金属表面に露出するように分散していることが好ましい。

本発明の抗菌性金物の製造方法（ 1 ) は、銀原子を金物表面から金物表面層内部に拡散させることを特徴とするものである。

本発明の抗菌性金物の製造方法（ 2 ) は、金物表面層に銀原子をイオン注入することを特徴とするものである。

本発明の上記抗菌性金物の製造方法（ 1 ) 及び（ 2 ) は、引き続き表面層の一部を除去することを含んでいてもよい。図面の簡単な説明

図 1 は、本発明に係る抗菌性金物の一例における銀原子の分布の状況を示す断面説明図である。

図 2 は、実施例 1 に記載のステンレス鋼製鋏の一例中の銀原子濃度の分布を示すグラフである。

図 3 は、実施例 2 に記載の鉄鋼製刃物の一例中の銀原子濃度の分布を示すグラフである。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の実施の形態を具体的に説明する。

ただし、下記に記載の実施の形態は、本発明をより良く理解させるために具体的に説明するものであって、特に指定のない限り、発明内容を限定するものではない。

〔抗菌性金物〕

図 1 に示すように、抗菌性を付与した本発明の金物 1 には、その表面層における銀濃度として 0. 5〜 1 0000 p pmの銀原子 2力く、表面 3 で最も濃度が高く、内部に進行するほど濃度が低くなり、実質的に銀原子 2 が検出されるのは金物表面からの深さが 5〜30 mの範囲となるように分散させ、表面 3 に銀原子 2 を含む金属銀、銀合金又は銀化合物が露出している。（なお、本明細書では、「銀原子」とは、「金属銀」は勿論のこと、銀合金や銀化合物中に含まれる銀原子を包含するものとする。）

この金物表面層の銀濃度が l O O O O p pmを超えて高くなると、金物 1 の強度あるいは耐蝕性が変化する恐れがあり、また、それが 0. 5 p pm 未満になると金物表面全体の抗菌性を実用上十分な水準に維持することができなくなる。

また、抗菌成分としての銀原子 2が表面から 30 z mを超える深部に分布していても、その銀原子 2 は、金物表面における抗菌性の強弱との係わりは小さい。ただし、摩耗量の多い金物においては、内部深くまで銀が拡散している程、金物表面の摩耗による抗菌性の減少が少なくなる。

抗菌性が付与される対象となる金属には、特に制限はなく、例えば鉄、ステンレス鋼、アルミニウム合金等、またはこれらにニッケル、クロム、錫、亜鉛、アルミニウム等のメツキを施したもの等、オリゴジナミ一効果が銀よりも微弱な金属が用いられる。本発明に係る抗菌性金物は、優れた抗菌性を有するものであるから、高い抗菌性が要求されるあらゆる金物、例えば、医療用器具（鋏、ピンセット、針、メス、鉗子、ボウル等）、厨房器具（水切り、ザル、シンク三角コーナー等）、食器（コップ、皿等）、建材用器具（手摺り、ドアノブ、バスタブ、金具等）、刃物（包丁、ナイフ、カッター、ノコ等）、工業用材料（タンク、容器等）、把手等を包含する。

上述のように抗菌性を付与した本発明の金物 1 において、銀原子 2が分散しているのは金物の表面層のみであるから、銀、銀合金または銀化合物の使用量が節約され、母体となる金属の特性が損なわれることはほとんどなく、また、金物 1 の表面 3が少々磨耗しても表面層内部の銀原子 2が表層に現出して抗菌性を発揮するため抗菌性が消失することはない。

このような抗菌性を付与された金物 1 は、銀原子 2 による抗菌性が維持されるとともに銀使用量が少なくても効果的に抗菌性を発揮でき、安価になる。

〔製造方法〕

本発明に係る抗菌性金物の製造方法（ 1 ) は、金物表面から金物表面層内部に銀原子を拡散させることを含むものである。

銀原子を拡散させるには、例えば下記の方法によって行うことができる。

① 金物表面に銀、銀合金または銀化合物を含む銀原子含有被覆層を積層し、例えば温度 100〜 1 200 °Cの金物母材に影響を与えない温度下で熱処理する。

② 金物表面に銀、銀合金または銀化合物を含む銀原子含有被覆層を積層し、例えば温度 1 00〜 1 200 °Cの金物母材に影響を与えない温度下で熱処理しつつ加圧する。なお、銀原子拡散工程の前に、金物表面の銀原子含有被覆層を積層する面を充分に洗浄して汚れを除去しておくことが好ましい。また、金物の抗菌処理面には、琺瑯がけ、メツキ等が予め施されていてもよい。

金物表面に銀、銀合金または銀化合物を含む銀原子含有被覆層を積層するには、例えば塗布液を塗布する方法、蒸着法、 CVD法、ィオンプレーティング法、スパッタリング法、溶射法、メッキ法等を用いることができる。

尚、前記塗布液は、銀、銀合金または銀化合物の微粒子を、水やセロソルブ等の有機溶媒中に分散させるか、または溶解させたものであり、これに界面活性剤を併用して金物表面への濡れ性を改善したものが好適である。銀化合物としては、クェン酸銀及び乳酸銀等の有機銀化合物、並びに塩化銀、硫化銀、酸化銀、及び硫酸銀等の無機銀化合物を例示することができる。

塗布液中の銀等の抗菌性成分の濃度は、銀原子に換算して、 0. 0 1 〜10重量％であることが好適であり、この濃度が 0. 01重量％未満であると充分な抗菌性が得られないことがあり、またそれが 1 0重量％を超えると、金物表面に抗菌性成分の融着膜が形成されたり、汚れが残る場合が多くなる。

また、塗布液中の銀等の抗菌性成分の粒径は、 1 0 m以下、特に 0. 1 m以下のコロイドとすること力く、金物表面層の内部への拡散性に優れている点で好適である。塗布液の塗布法には制限がなく、例えば刷毛塗り、ディップ、スプレーがけ等を用いることができる熱処理方法には、特に限定はなく、例えば抵抗加熱法、交流誘導加熱法、金物自体への通電加熱法等を、適宜選択し得る。なお、銀原子含有被覆層の形成の際に、 CVD法、スパッタリング法、溶射法等のように、基板（金物）が加熱された状態で処理される積層法を用いる場合には、上記 1 00〜 1 200 °Cの温度における加熱処理は必ずしも必要でない。

熱処理雰囲気には、特に制限はないが、金物に何らかの影響があるときには、例えば、アルゴン雰囲気等の非酸化性雰囲気を用いることが好ましい。

熱処理時間は、金物の材質、銀原子を拡散させる深さにより定まるが、通常は数分〜 1 00時間程度である。例えば、ステンレス鋼の場合、熱処理温度が 380 °Cのときは 1 時間程度、 820 °Cのときは数十分で十分である。

熱処理工程は、金物の製造工程中の熱処理工程を利用することもできる。例えば、焼きなまし、焼きもどし等の熱処理工程前に金物表面に銀、銀合金または銀化合物を予め積層しておけば、これらの熱処理工程が抗菌性金物の熱処理工程になる。

また、熱処理とともに、加圧処理することによつても銀原子を金物表面層に拡散させることができる。

加圧法としては、ロールによる加圧法、静水圧プレス法、オートクレープ処理法等を挙げることができる。

本発明に係る抗菌性金物の製造方法（ 2 ) は、金物表面層に銀原子をイオン注入することを含むものである。

イオン注入法では、銀、銀合金または銀化合物を加熱蒸発させ、銀原子を電離させた後、これを 10〜100 eV で加速して金物表面に照射し、その内部に注入する。

銀イオンの注入量は、 1 0 ^{1 3}〜1 0 ' ⁷個/ cm ² 程度であり、これによつて金物表面層における銀原子の濃度を 0. 5〜 10000 p pmにすることができる。

なお、銀原子を金物表面部分により深く拡散させるためには、必要に応じて、イオン注入後に、金物母材に影響を与えない温度下でこれに熱処理を施してもよい。また、銀原子を注入する前に、金物の処理面を充分に洗浄して汚れを取り除いておくことが好ましい。また、金物の抗菌処理面には、琺瑯がけ、メツキ等が予め施されていてもよい。

金物に対する熱処理またはイオン注入の後に、金物表面に、銀等の抗菌性成分の融着膜が形成されていたり、或は不純物等が残留している場合には、この表面を塩酸、硝酸、硫酸等の強酸で酸洗浄する力、、または金物表面から 1 〜 2 i mの範囲内の深さまで研摩することにより、前記融着膜又は不純物を除去することができる。

銀原子は金物表面層内部に分散して存在しているので、表面層の表皮部を除去しても抗菌性が消失することはなく、依然として良好な抗菌性を示すことができる。実施例

下記に、抗菌性を付与した金物の具体的な実施例を説明する。実施例 1 抗菌性ステンレス鋼鋏

乳酸銀 1 %水溶液に、市販の界面活性剤を 0. 5 %添加して銀化合物分散液とした。この分散液にステンレス鋼製の鋏を浸漬して、銀原子に換算して 0. 0 1 g / cm ² の銀化合物分散液を付着させ、これを室温において乾燥し、さらに、温度 400°Cにて 30分間熱処理し、その後、 5 %塩酸で酸洗浄して抗菌性ステンレス鋼鋏を得た。

この抗菌性ステンレス鋼鋏の表面層における銀の拡散状況を、 GD MS法（グロ一放電質量分析法）により分析したところ、表皮面において 2000 ppmの銀原子の存在が確認され、また深さ約 20 mまで銀原子の存在が確認された。この抗菌性ステンレス鋼鋏表面層における銀原子分布状況を図 2 に示す。実施例 2 抗菌性鋼鉄刃物

鋼鉄刃物表面にスパッタリング法により銀の薄膜（厚さ 0.01 z m ) を形成した後、温度 900°Cにて 1 分間熱処理し、その後、刃物表皮面を約 2 mの深さに研摩して抗菌性鋼鉄刃物を得た。

この抗菌性鋼鉄刃物の表面層における銀の拡散状況を GDMS法により分析したところ、表皮面に 200ppmの銀原子の存在が確認され、深さ約 10 / mまで銀原子の存在が確認された。この抗菌性鋼鉄刃物表面層における銀原子の分布状況を図 3 に示す。

実施例 3 抗菌性二ッケルクロームメッキ把手

表面にニッケルクロムメツキが施された铸鉄製把手の表面に銀原子をイオン注入し、 5 %塩酸で酸洗浄し、抗菌性ニッケルクロムメツキ把手を得た。

この抗菌性ニッケルクロムメツキ把手の表面層における銀の拡散状況を GDMS法により分析したところ、表皮面に 50ppmの銀原子の存在が確認され、深さ約 10 mまで銀原子の存在が確認された。

実施例 1 〜 3 の金物製品の抗菌性評価

実施例 1 〜 3で得られた金物の抗菌性を、銀等無機抗菌剤研究会制定のフィルム密着法によって試験し、評価した。

その結果を表 1 に示す。

なお、フィルム密着法による試験の概要は下記の通りであった。「試験体に、 1 500 の濃度に希釈された普通ブイヨンを含み、菌濃度約 lOScfuZmlに調整された大腸菌、黄色ブドウ球菌、枯草菌、肺炎桿菌、サルモネラ菌、及び緑膿菌の各々の菌液を、 25cm²当たり 0.5mlの量で接種し、その菌液の上に試験体と同一形状のポリエチレン製フィルムを載せた。

上記細菌を温度 35°Cにて 24時間培養した後、生存菌数を寒天平板法により測定した。」表 1 抗菌性試験結果

〔註〕 5 〉は菌数が 5未満であることを示す。単位は cfuZml,

表 1 から明らかな通り供試菌種のすべてにおいて、本発明に係る抗菌性金物上の生存菌数は 5未満であり、未加工品とは明確な差異があることが確認された。

本発明に係る抗菌性金物は、金物表面層に濃度 0. 5〜 10000ppmの銀原子が分散していることにより充分な抗菌性を発揮することができる。このため、この抗菌性金物により製造された道具又は器具は、当該道具又は器具に求められる衛生性および清潔性を満足させることができる。

また、本発明の抗菌性金物において、金物表面層における銀原子分散層の厚さが 30 m以下である場合、少ない銀消費量で必要にして充分な抗菌性を有する金物を提供することができ、またそれとともに銀使用量を削減しコストを低減化させることができる。

また、本発明の抗菌性金物において、前記金物表面層中に含まれた銀、銀合金または銀化合物の一部が金物表面に露出している場合、母体材料の特性を失うことなく効果的な抗菌性を発揮することができ、またそれとともに少量の銀使用量による抗菌性金物を形成することができる。

また、本発明に係る抗菌性金物の製造方法（ 1 ) では、銀原子を金物表面から金物表面層内部に拡散させたことにより、耐久性のある抗菌性金物を、少ない銀使用量にて製造可能にし、それとともに抗菌性金物のコストを低減させることができる。

また、本発明に係る抗菌性金物の製造方法（ 2 ) では、金物表面層に銀原子をイオン注入したことによって、非常に少ない銀使用量により効果的に抗菌性を付与することができ、抗菌性金物の製造コストを効果的に低減させることができる。

また、本発明に係る抗菌性金物の製造方法（ 1 ) 及び（ 2 ) の各において、引き続き表面層の一部を除去することによって、抗菌性を低下させることなく、抗菌性金物の表面に形成された融着膜ゃ不純物を効果的に除去することができる。産業上の利用性

本発明の抗菌性金物及びその製造方法により、優れた耐久性抗菌性を有する金物を、効率よく、安価に提供することができる。

Claims

請求の範囲

1 . 濃度 0. 5〜 1 0000 ppmの銀原子が金物表面層に分散していることを特徴とする抗菌性金物。

2 . 前記金物表面層における銀原子分散層の厚みを 30 m以下としたことを特徴とする請求の範囲第 1 項に記載の抗菌性金物。

3 . 前記金物表面層には、銀、銀合金または銀化合物の一部が金物表面に露出するように前記銀原子が分散していることを特徴とする請求の範囲第 1 項又は第 2項に記載の抗菌性金物。

4 . 銀原子を金物表面から金物表面層内部に拡散させることを特徴とする抗菌性金物の製造方法。

5 , 金物表面層に銀原子をイオン注入することを特徴とする抗菌性金物の製造方法。

6 . 引き続き表面層の一部を除去することを特徴とする請求の範囲第 4項又は第 5項に記載の抗菌性金物の製造方法。

捕正書の請求の範囲

[1 998年 8月 3日（03. 08. 98 ) 国際事務局受理：出願当初の請求の範囲 1， 2， 3及び 6は補正された；出願当初の請求の範囲 5は取り下げられた；他の請求の範囲は変更なし。（1頁） ]

1 . (補正後）濃度 0.5〜 10000ppmの銀原子が金物表面層に拡散していることを特徴とする抗菌性金物。

2 . (補正後）前記金物表面層における銀原子拡散層の厚みを 30 z m以下としたことを特徴とする請求の範囲第 1 項に記載の抗菌性金物。

3. (捕正後）前記金物表面層には、銀、銀合金または銀化合物の一部が金物表面に露出するように前記銀原子が拡散していることを特徴とする請求の範囲第 1 項又は第 2項に記載の抗菌性金物。

4 . 銀原子を金物表面から金物表面層内部に拡散させることを特徵とする抗菌性金物の製造方法。

5. (削除）

6 . (捕正後）引き続き表面層の一部を除去することを特徴とする請求の範囲第 4項に記載の抗菌性金物の製造方法。

13 補正された用紙（条約第 19条）条約 1 9条に基づく説明書

1 . 差替用紙に記載した請求の範囲と最初に提出した請求の範囲との比較は下記の通りである。

( 1 ) 請求項 1， 2及び 3が捕正された。

( 2 ) 請求項 4 に変更はない。

( 3 ) 請求項 5 は削除された。

( 4 ) 請求項 6 は補正された。

2 . 特許協力条約第 19条（ 1 ) の規定に基づく本件補正は、 1998 年 6 月 9 日発送に係る国際調査報告の引用文献を考慮してなされたものである。この補正の要点及び根拠は下記の通りである。

( 1 ) 請求項 1， 2及び 3 の各々において「分散」を「拡散」に捕正した。この捕正は本願明細書、第 4頁第 18〜21行、第 6頁第 7 行、第 15〜16行、及び最下行、並びに第 10頁第 18〜21行の記載に基づくものである。

( 2 ) 請求項 5 は、原請求項 1〜 3の補正に基づき削除された。 ( 3 ) 請求項 6 は、請求項 5 の削除に基づき捕正された。

3 . 本件補正の明細書及び図面に対する影響

本件請求の範囲の補正に伴い、本願明細書、発明の開示の欄、発明を実施するための最良の形態の欄の一部の補正が必要である。図面は補正を要しない。