JPH11181596A

JPH11181596A - 抗菌性陽極酸化処理アルミニウム

Info

Publication number: JPH11181596A
Application number: JP9351594A
Authority: JP
Inventors: Kunihiro Yamada; 邦博山田
Original assignee: NAGOYA ALUMITE KK
Current assignee: NAGOYA ALUMITE KK
Priority date: 1997-12-19
Filing date: 1997-12-19
Publication date: 1999-07-06

Abstract

(57)【要約】【課題】抗菌塗膜によらなくても抗菌性を有する抗菌
性陽極酸化処理アルミニウム（アルマイト）を提供する
こと。【解決手段】陽極酸化被膜１８を備え、抗菌性を有す
るアルマイト。陽極酸化被膜１８の細孔１５中に抗菌性
金属（化合物の形態も含む。以下同じ）２０が吸着封入
されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、抗菌性を有する陽
極酸化処理アルミニウム（以下、俗称「アルマイト」と
称する）に関する。

【０００２】

【背景技術】昨今、アルミニウム製品は、その軽量性及
び優れた防食性、さらには、カラー化が容易である等の
理由から、建材（特に、内装材やサッシ）、住宅設備機
器、電気機器、輸送機器、医療機器、文具等に多用され
ている。

【０００３】他方、昨今の市場における清潔・安全指向
の高まり、さらには、病原性大腸菌による食中毒の社会
問題化により、アルミニウム製品にも「抗菌」処理する
要求が増大しつつある。

【０００４】そして、従来のアルミニウム製品に対する
抗菌処理は、他の金属製品に対するものと同様、抗菌性
金属イオンをセラミックに固定化して微細化した無機系
抗菌剤を混入させた樹脂系塗料（通常熱硬化形）で抗菌
塗膜を形成して対処していた（社団法人軽金属協会開発
テーマ委員会編「第３回アルミニウム技術講演会『最新
の注目されるアルミ”抗菌・防かび”技術』講演要旨
集」（平成９年１０月）、ｐ．１〜１８参照）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、無機系抗菌剤
は、一般的に高価であり、抗菌塗膜は樹脂塗膜であり摩
耗等により抗菌特性が経時的に減衰して行くおそれがあ
る。

【０００６】本発明は、上記にかんがみて、抗菌塗膜に
よらなくても抗菌性を有する抗菌性アルマイト及びその
製造方法を提供することを目的とする。

【０００７】本発明の他の目的は、摩耗等に起因する抗
菌特性の減衰がほとんどない抗菌性アルマイト及びその
製造方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る抗菌性アル
マイトは、上記課題を、下記構成により解決するもので
ある。

【０００９】陽極酸化被膜を備え、抗菌性を有するアル
マイトにおいて、前記陽極酸化被膜の細孔中に抗菌性金
属（化合物の形態も含む。以下同じ）が吸着封入されて
いることを特徴とする。

【００１０】ここで、抗菌性金属は、銀又は銀化合物
が、抗菌作用が他の抗菌性金属に比して優れており望ま
しい。

【００１１】そして上記構成のアルマイトは、下記方法
で容易に製造することができる。

【００１２】陽極酸化被膜を備えたアルミニウム（アル
マイト）を、抗菌性金属塩の溶液中に浸漬して、前記陽
極酸化被膜の細孔中に抗菌性金属を吸着させた後、封孔
処理を行う、または、陽極酸化被膜を備えたアルミニウ
ム（アルマイト）を、抗菌性金属塩の溶液中に浸漬し
て、前記陽極酸化被膜の細孔中に抗菌性金属の吸着と同
時に封孔処理を行う。

【００１３】更には、陽極酸化被膜を備えたアルミニウ
ムを、抗菌性金属塩の溶液中で交流電解することによ
り、電解着色すると同時に陽極酸化被膜の細孔中に抗菌
性金属を吸着させ、更に、封孔処理を行うことよっても
製造できる。上記溶液には、通常、アルキルスルフォン
酸を含有させることが、電解性を向上させて望ましい。

【００１４】なお、上記各場合において、抗菌性金属塩
としては、硝酸銀が、水に対する溶解性及び銀の抗菌作
用に優れており望ましい。

【００１５】

【発明の作用・効果】本発明の抗菌性アルマイトまたは
本発明の方法で製造した抗菌性アルマイトは、抗菌性イ
オンが陽極酸化被膜の細孔中に直接的に、銀等の抗菌性
金属を担持した形で封孔されている。

【００１６】このため、特別に抗菌塗膜をアルマイトの
上に形成しなくても、アルマイトに抗菌性を付与でき
る。また、耐摩耗性に優れかつ密着性に優れた陽極酸化
被膜の細孔中に抗菌性金属勤続イオンが封入された形態
であるため、抗菌特性が表面被膜の摩耗に起因して減衰
するおそれもない。

【００１７】

【発明の実施の形態】(1) 本発明の抗菌性アルマイトの
製造方法を説明する（図１参照）。

【００１８】まず、素地であるアルミニウムまたはアル
ミニウム合金（素地）を、脱脂・苛性・中和等の前処理
を行い、その後、陽極酸化処理を行う。

【００１９】具体的には、脱脂処理では、洗剤で素地の
表面に付着している油脂類を除去する。苛性処理では、
５〜８wt％の苛性ソーダ水溶液を５０〜６０℃とし、素
地表面の酸化物を除去して清浄にする。中和処理では、
１０〜１５％の硝酸又は硫酸により、残留する苛性ソー
ダの中和と素地表面に残留する夾雑金属又はそれらの化
合物を除去する。各処理の後は、いずれも通常水洗を行
う。

【００２０】陽極酸化処理は、素地を陽極とし、電解に
より酸素を発生させて、アルミニウムを酸化して、酸化
アルミニウム層を生成させる処理である。この際、陰極
は炭素、鉛、アルミニウム等を電極として、直流又は交
流を流す。

【００２１】即ち、陽極であるアルミニウム素地１２
に、陰イオン（例えばＳＯ₄ ^-2 ）が吸引され酸素を発生
してまず薄い１０〜５０ｎｍのバリア層１４が形成され
ると同時に中央に細孔１５のある六角柱状のセル（径約
８０ｎｍ）１６が形成され、該セルの穴を介して陰イオ
ンがセル底部に到達して、バリア層１４を介して酸化が
行われセル１６が成長する（図２参照）。該セル１６の
成長に伴い、成長速度が押えられるとともに、硫酸電解
液による酸化被膜の溶解により、セル１６の成長は実質
的に止まり、アルミナ（酸化アルミニウム）の多孔性被
膜（霜柱形被膜）１８が形成される。

【００２２】このとき使用する電解液としては、上記多
孔性被膜（霜柱形被膜）１８が形成されるように、硫
酸、シュウ酸、クロム酸、スルファミン酸、酒石酸等を
含むものを使用する。通常、硫酸水溶液を使用する。通
電性がよいとともに、安価でかつ管理が簡単であるため
である。更には、被膜が透明となるため、後処理である
電解着色が容易である。

【００２３】このとき、電流密度は、０．５〜５Ａ／ｄ
ｍ² 、望ましくは０．５〜３．０Ａ／ｄｍ² とする。そ
して、膜厚は通常、屋内使用の場合は、６μｍ以上、屋
外使用の場合は６〜１５μｍとする。更には、硬質アル
マイトの場合は、３０〜６０μｍとなる。

【００２４】(2) 上記のようにして調製したアルマイト
を、抗菌性金属塩の水溶液中に浸漬して、抗菌性金属２
０を陽極酸化金属被膜１８の細孔中に付着させ、更に、
封孔処理により封孔２２を行う。このとき、抗菌性金属
２０の形態は、金属塩の金属イオンが還元作用を受けな
いときは、金属塩の形態又は酸化物の形態で、還元作用
を受けるときは、金属の形態である。また、封孔は、通
常、陽極酸化金属被膜を形成するアルミナを水酸化アル
ミニウムに変換することにより行う。

【００２５】ここで抗菌性金属としては、銀、銅、亜鉛
及びその化合物（酸化物、塩）を挙げることができる。
これらの内で、銀塩が、特に硝酸銀が抗菌特性において
優れているとともに水に対する溶解性（電離度が高
い。）も優れており望ましい。

【００２６】これの金属塩の濃度は、０．５〜１０ｇ／
Ｌ、望ましくは１〜５ｇ／Ｌとする。

【００２７】また浴温は、封孔処理を後から行う場合
は、５０〜９５℃、望ましくは、８０〜９０℃とし、封
孔処理を同時に行う場合は、７０〜９５℃、望ましく
は、８５〜９５℃とする。浴温が低過ぎると、処理時間
が長くなり、浴温が高すぎると、沸騰させないための浴
温制御が困難となる。

【００２８】処理時間は、封孔処理を後から行う場合
は、３〜１０min 、封孔処理を行う場合は、７〜１５mi
n とする。

【００２９】また、このアルマイトに電解着色（着色処
理）を同時に行う場合は、アルキルスルホン酸を添加し
て、交流電解を同時に行ってもよい。アルキルスルホン
酸の濃度は、通常、５〜３０ｇ／Ｌとする。

【００３０】例えば、硝酸銀３ｇ／Ｌ、メタンスルホン
酸１５ｇ／Ｌの処理浴で、１．０Ｖで２分行うと陽極酸
化被膜は金色となり、５分で薄茶色になる。また、１．
５Ｖで２分行うと陽極酸化被膜は茶色となる。

【００３１】そして、この抗菌性金属塩の吸着処理後、
封孔処理を行う。封孔処理は、例えば、酢酸ニッケル又
はトリエタノールアミンの９０℃以上の加熱水中で行
う。

【００３２】

【実施例】(1) 次に、本発明の効果を確認するために行
った実施例について説明する。

【００３３】使用したアルマイトは、アルミニウム素地
（５０mm×５０mm×１mmｔ）を陽極酸化処理浴（１５wt
％硫酸、浴温：２０℃）中で、１Ａ／ｄｍ² ×３０min
の条件で陽極酸化処理（電圧：１７Ｖ、陰極：鉛極）し
て調製したものを用いた。

【００３４】＜実施例１＞抗菌処理浴（硝酸銀濃度：３
ｇ／Ｌ、浴温：８５℃）に５分間、浸漬して抗菌処理を
行った。

【００３５】その後、封孔処理浴（トリエタノールアミ
ン：３ｇ／Ｌ）の沸騰水中で、１０分間封孔処理を行っ
た。

【００３６】＜実施例２＞抗菌処理浴（硝酸銀濃度：３
ｇ／Ｌ、浴温：９０℃）に１０分間、浸漬して抗菌処理
とともに封孔処理を行った。

【００３７】＜比較例３＞封孔処理浴（トリエタノール
アミン：３ｇ／Ｌ）の沸騰水中で、１０分間封孔処理の
みを行った。

【００３８】(2) 上記で調製した各封孔処理アルマイト
について、下記要領で抗菌性試験を行った（フィルム密
着法）。なお、試験菌株として、黄色ブドウ球菌（Stap
hylococcus aureus (IFO 123272)）を用いた。

【００３９】試験結果を示す表１から、各実施例の抗菌
処理アルマイトは、良好な抗菌性を有することが分か
る。

【００４０】

【表１】

【００４１】

【発明の作用・効果】本発明の抗菌性アルマイトは、陽
極酸化被膜を備え、抗菌性を有するアルマイトにおい
て、前記陽極酸化被膜の細孔中に抗菌性金属塩が吸着封
入されている構成により、下記のような作用・効果を奏
するものである。

【００４２】抗菌性付与を抗菌塗膜によらず、直接的に
抗菌性金属を細孔に付着させ封孔させるため、高価な抗
菌剤を含んだ抗菌塗料を使用する必要がない。また、樹
脂に比して格段に硬度の高いアルミナの細孔中に吸着さ
れているため、摩耗等により抗菌性金属が減失すること
がない。よって、抗菌作用も半永久的に維持できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の抗菌性アルマイトの製造方法を示す工
程図

【図２】本発明の抗菌性アルマイトのモデル断面図

【符号の説明】

１２アルミニウム素地１５陽極酸化被膜の細孔１８陽極酸化被膜２０抗菌性金属２２封孔

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】陽極酸化被膜を備え、抗菌性を有する陽
極酸化処理アルミニウムにおいて、前記陽極酸化被膜の
細孔中に抗菌性金属（化合物の形態も含む。以下同じ）
が吸着封入されていることを特徴とする抗菌性陽極酸化
処理アルミニウム。
【請求項２】前記抗菌性金属が銀又は銀化合物である
ことを特徴とする請求項１記載の抗菌性陽極酸化処理ア
ルミニウム。
【請求項３】陽極酸化被膜を備えたアルミニウムを、
抗菌性金属塩の溶液中に浸漬して、前記陽極酸化被膜の
細孔中に抗菌性金属を吸着させた後、封孔処理を行うこ
とを特徴とする抗菌性陽極酸化処理アルミニウムの製造
方法。
【請求項４】陽極酸化被膜を備えたアルミニウムを、
抗菌性金属塩の溶液中に浸漬して、前記陽極酸化被膜の
細孔中に抗菌性金属を吸着と同時に封孔処理を行うこと
を特徴とする抗菌性陽極酸化処理アルミニウムの製造方
法。
【請求項５】陽極酸化被膜を備えたアルミニウムを、
抗菌性金属塩の溶液中で交流電解することにより、電解
着色すると同時に前記陽極酸化被膜の細孔中に抗菌性金
属を吸着させ、更に、封孔処理を行うことを特徴とする
抗菌性陽極酸化処理アルミニウムの製造方法。
【請求項６】前記抗菌性金属塩の溶液がアルキルスル
フォン酸含有物であることを特徴とする請求項５記載の
抗菌性陽極酸化処理アルミニウムの製造方法。
【請求項７】前記抗菌性金属塩が硝酸銀であることを
特徴とする請求項３〜６のいずれかに記載の抗菌性陽極
酸化処理アルミニウムの製造方法。