JPH1129879A - 抗菌処理した金属材料及びその抗菌処理方法 - Google Patents
抗菌処理した金属材料及びその抗菌処理方法Info
- Publication number
- JPH1129879A JPH1129879A JP12437998A JP12437998A JPH1129879A JP H1129879 A JPH1129879 A JP H1129879A JP 12437998 A JP12437998 A JP 12437998A JP 12437998 A JP12437998 A JP 12437998A JP H1129879 A JPH1129879 A JP H1129879A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal material
- antibacterial
- layer
- oxide film
- natural oxide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Apparatus For Disinfection Or Sterilisation (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 材料本来の特性を変えることなく、高い抗菌
性を長期間持続する金属材料を得る。金属材料を変質さ
せずに、かつ金属材料の価格を押上げずに金属材料に高
い抗菌性を付与する。 【解決手段】 表面近傍にのみＡｇを含有している金属
材料である。ステンレス鋼又はＡｌなどの金属材料の表
面にＡｇ層を形成した後、この金属材料を圧延し、好ま
しくは真空中或は不活性ガス中で熱処理する。別法とし
て、金属材料の表面の自然酸化膜を除去し、この自然酸
化膜を除去した金属材料の表面にＡｇ層を形成した後或
は形成中に、この金属材料を真空中或は不活性ガス中で
熱処理する。金属材料の表面にＡｇ層が拡散し、金属材
料が抗菌処理される。
性を長期間持続する金属材料を得る。金属材料を変質さ
せずに、かつ金属材料の価格を押上げずに金属材料に高
い抗菌性を付与する。 【解決手段】 表面近傍にのみＡｇを含有している金属
材料である。ステンレス鋼又はＡｌなどの金属材料の表
面にＡｇ層を形成した後、この金属材料を圧延し、好ま
しくは真空中或は不活性ガス中で熱処理する。別法とし
て、金属材料の表面の自然酸化膜を除去し、この自然酸
化膜を除去した金属材料の表面にＡｇ層を形成した後或
は形成中に、この金属材料を真空中或は不活性ガス中で
熱処理する。金属材料の表面にＡｇ層が拡散し、金属材
料が抗菌処理される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、細菌の繁殖しやす
い環境で使用される金属製品用の金属材料及びその表面
を抗菌処理する方法に関するものである。
い環境で使用される金属製品用の金属材料及びその表面
を抗菌処理する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】細菌の繁殖しやすい環境で使用される金
属製品として、浴槽、石けん箱、コップ等の浴室用品、
シンク、排水口ごみうけ、三角コーナー、調理器具等の
台所用品、洗濯機の洗濯槽、家庭用及び自動車用エアコ
ンの熱交換器、腕時計、眼鏡、アクセサリ等の装身具の
金属部分、医療用器具などが挙げられる。従来、この種
の金属材料の抗菌処理は、ＡｇやＣｕを含む抗菌剤や防
かび剤を金属材料の表面に塗布していた。しかし、この
方法では抗菌層や防かび層が剥離しやすいために、金属
材料の製造時にＡｇやＣｕを添加して材料を合金化する
方法が採られていた。
属製品として、浴槽、石けん箱、コップ等の浴室用品、
シンク、排水口ごみうけ、三角コーナー、調理器具等の
台所用品、洗濯機の洗濯槽、家庭用及び自動車用エアコ
ンの熱交換器、腕時計、眼鏡、アクセサリ等の装身具の
金属部分、医療用器具などが挙げられる。従来、この種
の金属材料の抗菌処理は、ＡｇやＣｕを含む抗菌剤や防
かび剤を金属材料の表面に塗布していた。しかし、この
方法では抗菌層や防かび層が剥離しやすいために、金属
材料の製造時にＡｇやＣｕを添加して材料を合金化する
方法が採られていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この抗菌処理法では、
ＣｕはＡｇに比べて安価であるものの、抗菌性に乏しい
ために大量に添加しなければならず、これにより金属材
料を変質させる恐れがある。一方、微量で抗菌性を発揮
するＡｇは一般の金属材料に比べて高価であり、Ａｇの
合金化のためには、抗菌性能を要求されない金属材料内
部にまでＡｇを含ませる必要から、比較的多くのＡｇが
使用され、結果的に金属材料の価格を上げる恐れがあ
る。
ＣｕはＡｇに比べて安価であるものの、抗菌性に乏しい
ために大量に添加しなければならず、これにより金属材
料を変質させる恐れがある。一方、微量で抗菌性を発揮
するＡｇは一般の金属材料に比べて高価であり、Ａｇの
合金化のためには、抗菌性能を要求されない金属材料内
部にまでＡｇを含ませる必要から、比較的多くのＡｇが
使用され、結果的に金属材料の価格を上げる恐れがあ
る。
【０００４】本発明の目的は、材料本来の特性を変える
ことなく、高い抗菌性を長期間持続する抗菌処理した金
属材料を提供することにある。本発明の別の目的は、金
属材料特性を変えずに、かつ金属材料の価格を押上げず
に金属材料に高い抗菌性を付与し得る金属材料の抗菌処
理方法を提供することにある。
ことなく、高い抗菌性を長期間持続する抗菌処理した金
属材料を提供することにある。本発明の別の目的は、金
属材料特性を変えずに、かつ金属材料の価格を押上げず
に金属材料に高い抗菌性を付与し得る金属材料の抗菌処
理方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
表面近傍にのみＡｇを含有している抗菌処理した金属材
料である。抗菌性の高いＡｇを金属材料の表面近傍にの
み低濃度に含有させるため、材料本来の特性を変えるこ
となく、高い抗菌性を長期間持続する金属材料が得られ
る。
表面近傍にのみＡｇを含有している抗菌処理した金属材
料である。抗菌性の高いＡｇを金属材料の表面近傍にの
み低濃度に含有させるため、材料本来の特性を変えるこ
となく、高い抗菌性を長期間持続する金属材料が得られ
る。
【０００６】請求項２又は請求項８に係る発明は、請求
項１又は請求項３ないし７に係る発明であって、金属材
料がステンレス鋼又はＡｌである金属材料又はその抗菌
処理方法である。金属材料として、ステンレス鋼、Ａ
ｌ、Ａｌ合金又はＺｎめっき鋼を選定することにより、
Ａｇをその表面内部に適切に拡散することができる。
項１又は請求項３ないし７に係る発明であって、金属材
料がステンレス鋼又はＡｌである金属材料又はその抗菌
処理方法である。金属材料として、ステンレス鋼、Ａ
ｌ、Ａｌ合金又はＺｎめっき鋼を選定することにより、
Ａｇをその表面内部に適切に拡散することができる。
【０００７】請求項３に係る発明は、金属材料表面にＡ
ｇ層を形成した後、前記金属材料を圧延することを特徴
とする金属材料の抗菌処理方法である。圧延により、Ａ
ｇ層は金属材料とともに延伸し、ごく薄い層となって金
属材料全面に広がり、その内部に拡散する。金属材料は
表面を自然酸化膜で覆われていることが多いが、その場
合にもこの方法は有効である。なぜならば、自然酸化膜
は展延性に乏しいため、圧延時に細かく分断され、金属
材料内部へのＡｇ層の拡散を妨げることはないからであ
る。この方法によれば、金属材料表面に自然酸化膜が存
在していても、それを除去する必要はない。
ｇ層を形成した後、前記金属材料を圧延することを特徴
とする金属材料の抗菌処理方法である。圧延により、Ａ
ｇ層は金属材料とともに延伸し、ごく薄い層となって金
属材料全面に広がり、その内部に拡散する。金属材料は
表面を自然酸化膜で覆われていることが多いが、その場
合にもこの方法は有効である。なぜならば、自然酸化膜
は展延性に乏しいため、圧延時に細かく分断され、金属
材料内部へのＡｇ層の拡散を妨げることはないからであ
る。この方法によれば、金属材料表面に自然酸化膜が存
在していても、それを除去する必要はない。
【０００８】請求項４に係る発明は、請求項３に係る発
明であって、金属材料を圧延した後、前記金属材料を真
空中或は不活性ガス中で熱処理する金属材料の抗菌処理
方法である。圧延後に熱処理を施すことにより、Ａｇ層
を構成しているＡｇ原子が確実に金属材料の内部に拡散
する。
明であって、金属材料を圧延した後、前記金属材料を真
空中或は不活性ガス中で熱処理する金属材料の抗菌処理
方法である。圧延後に熱処理を施すことにより、Ａｇ層
を構成しているＡｇ原子が確実に金属材料の内部に拡散
する。
【０００９】請求項５に係る発明は、表面に自然酸化膜
を有する金属材料の前記自然酸化膜を除去し、この自然
酸化膜を除去した金属材料の表面にＡｇ層を形成した後
或は形成中にこの金属材料を真空中或は不活性ガス中で
熱処理することを特徴とする金属材料の抗菌処理方法で
ある。自然酸化膜を除去した後に金属材料表面にＡｇ層
を形成するため、自然酸化膜が金属材料中へのＡｇの拡
散に対する障害とならず、金属材料の熱処理時にＡｇ層
を構成するＡｇ原子が金属材料中に均一かつ円滑に拡散
する。真空中或は不活性ガス中で熱処理することにより
Ａｇ層又は金属材料の表面に雰囲気による変質層を形成
しない。
を有する金属材料の前記自然酸化膜を除去し、この自然
酸化膜を除去した金属材料の表面にＡｇ層を形成した後
或は形成中にこの金属材料を真空中或は不活性ガス中で
熱処理することを特徴とする金属材料の抗菌処理方法で
ある。自然酸化膜を除去した後に金属材料表面にＡｇ層
を形成するため、自然酸化膜が金属材料中へのＡｇの拡
散に対する障害とならず、金属材料の熱処理時にＡｇ層
を構成するＡｇ原子が金属材料中に均一かつ円滑に拡散
する。真空中或は不活性ガス中で熱処理することにより
Ａｇ層又は金属材料の表面に雰囲気による変質層を形成
しない。
【００１０】請求項６に係る発明は、請求項５に係る発
明であって、金属材料を湿式エッチング又は乾式エッチ
ングにより自然酸化膜を除去する金属材料の抗菌処理方
法である。金属材料を湿式又は乾式エッチングすること
により、金属材料表面に存在する自然酸化膜の大部分を
除去することができる。
明であって、金属材料を湿式エッチング又は乾式エッチ
ングにより自然酸化膜を除去する金属材料の抗菌処理方
法である。金属材料を湿式又は乾式エッチングすること
により、金属材料表面に存在する自然酸化膜の大部分を
除去することができる。
【００１１】請求項７に係る発明は、請求項３又は５に
係る発明であって、Ａｇ層を物理蒸着（ＰＶＤ：Physic
al Vapor Deposition）することにより形成する金属材
料の抗菌処理方法である。物理蒸着法によりＡｇ層を形
成することにより、Ａｇ層を数原子層程度の薄さで形成
することができる。
係る発明であって、Ａｇ層を物理蒸着（ＰＶＤ：Physic
al Vapor Deposition）することにより形成する金属材
料の抗菌処理方法である。物理蒸着法によりＡｇ層を形
成することにより、Ａｇ層を数原子層程度の薄さで形成
することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の金属材料は、Ａｇ以外の
金属材料であって、ステンレス鋼又はＡｌであることが
好ましい。これ以外にＡｌ合金、Ｚｎめっき鋼などでも
よい。ステンレス鋼を例示すれば、SUS301(組成:17Cr-7
Ni)、SUS303(組成:18Cr-8Ni-高S)、SUS304(組成:18Cr-8
Ni)、SUS304L(組成:18Cr-9Ni-低C)、SUS310S(組成:25Cr
-20Ni)、SUS316(組成:18Cr-12Ni-2.5Mo)、SUS321(組成:
18Cr-9Ni-Ti)、SUSXM7(組成:18Cr-9Ni-3.5Cu)、SUSXM15
J1(組成:18Cr-13Ni-4Si)等のオーステナイト系ＪＩＳス
テンレス鋼、SUS410L(組成:13Cr-低C)、SUS430(組成:18
Cr)、SUS430F(組成:18Cr-高S)、SUS434(組成:18Cr-1Mo)
等のフェライト系ＪＩＳステンレス鋼、SUS410(組成:13
Cr)、SUS420J1(組成:13Cr-0.2C)、SUS420J2(組成:13Cr-
0.3C)、SUS440A(組成:18Cr-0.7C)、SUS440B(組成:18Cr-
0.8C)、SUS440C(組成:18Cr-1C)等のマルテンサイト系Ｊ
ＩＳステンレス鋼、SUS630(組成:17Cr-4Ni-4Cu-Nb)、SU
S631(組成:17Cr-7Ni-1Al)等の析出硬化系ＪＩＳステン
レス鋼が挙げられる。
金属材料であって、ステンレス鋼又はＡｌであることが
好ましい。これ以外にＡｌ合金、Ｚｎめっき鋼などでも
よい。ステンレス鋼を例示すれば、SUS301(組成:17Cr-7
Ni)、SUS303(組成:18Cr-8Ni-高S)、SUS304(組成:18Cr-8
Ni)、SUS304L(組成:18Cr-9Ni-低C)、SUS310S(組成:25Cr
-20Ni)、SUS316(組成:18Cr-12Ni-2.5Mo)、SUS321(組成:
18Cr-9Ni-Ti)、SUSXM7(組成:18Cr-9Ni-3.5Cu)、SUSXM15
J1(組成:18Cr-13Ni-4Si)等のオーステナイト系ＪＩＳス
テンレス鋼、SUS410L(組成:13Cr-低C)、SUS430(組成:18
Cr)、SUS430F(組成:18Cr-高S)、SUS434(組成:18Cr-1Mo)
等のフェライト系ＪＩＳステンレス鋼、SUS410(組成:13
Cr)、SUS420J1(組成:13Cr-0.2C)、SUS420J2(組成:13Cr-
0.3C)、SUS440A(組成:18Cr-0.7C)、SUS440B(組成:18Cr-
0.8C)、SUS440C(組成:18Cr-1C)等のマルテンサイト系Ｊ
ＩＳステンレス鋼、SUS630(組成:17Cr-4Ni-4Cu-Nb)、SU
S631(組成:17Cr-7Ni-1Al)等の析出硬化系ＪＩＳステン
レス鋼が挙げられる。
【００１３】本発明の第一の金属材料の抗菌処理方法
は、金属材料の表面にＡｇ層を形成したのち金属材料を
圧延する方法である。圧延によって金属材料表面の自然
酸化膜が破れＡｇが金属材料内部へ拡散する。これによ
り金属材料表面の自然酸化膜を取り除く処理を行わなく
ても表面近傍にのみＡｇを含有し抗菌性を有する金属材
料を得ることができる。この金属材料を圧延した後、金
属材料を真空中或は不活性ガス中で熱処理することが、
Ａｇ層を構成しているＡｇ原子が確実に金属材料の内部
に拡散するため、好ましい。本発明の第二の金属材料の
抗菌処理方法は、表面の自然酸化膜を除去した後、この
金属材料の表面にＡｇ層を形成し、熱処理する方法であ
る。この方法で抗菌処理した金属材料表面近傍のＡｇの
分布状態はＡｇ層厚と熱処理条件に依存する。金属材料
表面近傍のＡｇの分布状態は次の式（１）及び（２）で
表される。ｘ軸は金属材料表面に垂直にとり金属材料表
面をｘ＝０、金属材料内部を正とした。
は、金属材料の表面にＡｇ層を形成したのち金属材料を
圧延する方法である。圧延によって金属材料表面の自然
酸化膜が破れＡｇが金属材料内部へ拡散する。これによ
り金属材料表面の自然酸化膜を取り除く処理を行わなく
ても表面近傍にのみＡｇを含有し抗菌性を有する金属材
料を得ることができる。この金属材料を圧延した後、金
属材料を真空中或は不活性ガス中で熱処理することが、
Ａｇ層を構成しているＡｇ原子が確実に金属材料の内部
に拡散するため、好ましい。本発明の第二の金属材料の
抗菌処理方法は、表面の自然酸化膜を除去した後、この
金属材料の表面にＡｇ層を形成し、熱処理する方法であ
る。この方法で抗菌処理した金属材料表面近傍のＡｇの
分布状態はＡｇ層厚と熱処理条件に依存する。金属材料
表面近傍のＡｇの分布状態は次の式（１）及び（２）で
表される。ｘ軸は金属材料表面に垂直にとり金属材料表
面をｘ＝０、金属材料内部を正とした。
【００１４】
【数１】
【００１５】Ｃ：金属材料表面からの距離ｘにおけるＡ
ｇの濃度（ｇ／ｃｍ3） α：金属材料を表面に垂直な断面積１ｃｍ2の棒に分割
したときに棒１本あたりに拡散しているＡｇの全量（Ａ
ｇ層厚に依存する）
ｇの濃度（ｇ／ｃｍ3） α：金属材料を表面に垂直な断面積１ｃｍ2の棒に分割
したときに棒１本あたりに拡散しているＡｇの全量（Ａ
ｇ層厚に依存する）
【００１６】
【数２】
【００１７】Ｄ：金属材料中のＡｇの拡散係数（熱処理
温度に依存する） ｔ：熱処理時間 この関係を利用して金属材料表面近傍のＡｇ分布状態を
制御することができる。すなわちＡｇ層厚と熱処理条件
を制御することによって所望の深さに所望の濃度のＡｇ
を含有する抗菌性の金属材料表面を得ることができる。
例として表面から５０μｍの深さにおけるＡｇ重量濃度
が１ｐｐｂであるような抗菌性Ａｌ材料を得るための抗
菌処理条件をいくつか示す。
温度に依存する） ｔ：熱処理時間 この関係を利用して金属材料表面近傍のＡｇ分布状態を
制御することができる。すなわちＡｇ層厚と熱処理条件
を制御することによって所望の深さに所望の濃度のＡｇ
を含有する抗菌性の金属材料表面を得ることができる。
例として表面から５０μｍの深さにおけるＡｇ重量濃度
が１ｐｐｂであるような抗菌性Ａｌ材料を得るための抗
菌処理条件をいくつか示す。
【００１８】 (a)Ａｇ層厚 ：１０Å 熱処理温度：４００℃ 熱処理時間：１．５時間 (b)Ａｇ層厚 ：５０Å 熱処理温度：４００℃ 熱処理時間：１．３時間 (c)Ａｇ層厚 ：１０Å 熱処理温度：５００℃ 熱処理時間：４．３分 ただし金属材料中のＡｇ濃度は小さいので、Ａｇ重量濃
度＝Ｃ／純Ａｌの密度とした。また４００℃におけるＡ
ｌ中のＡｇの拡散係数には１×１０-10ｃｍ2／ｓｅｃ、
５００℃におけるＡｌ中のＡｇの拡散係数には２×１０
-9ｃｍ2／ｓｅｃ、Ａｇの密度には１０．５ｇ／ｃｍ3、
Ａｌの密度には２．７ｇ／ｃｍ3の値をそれぞれ用い
た。
度＝Ｃ／純Ａｌの密度とした。また４００℃におけるＡ
ｌ中のＡｇの拡散係数には１×１０-10ｃｍ2／ｓｅｃ、
５００℃におけるＡｌ中のＡｇの拡散係数には２×１０
-9ｃｍ2／ｓｅｃ、Ａｇの密度には１０．５ｇ／ｃｍ3、
Ａｌの密度には２．７ｇ／ｃｍ3の値をそれぞれ用い
た。
【００１９】浴槽、石けん箱、コップ等の浴室用品、シ
ンク、排水口ごみうけ、三角コーナー、調理器具等の台
所用品、洗濯機の洗濯槽、腕時計、眼鏡、アクセサリ等
の装身具の金属部分、医療用器具等に請求項１の金属材
料を用いる場合は使用中に傷がついたり、磨耗したりし
ても抗菌性が失われることがないよう予め金属材料表面
から深い位置にまで十分な濃度のＡｇを拡散させておく
必要がある。
ンク、排水口ごみうけ、三角コーナー、調理器具等の台
所用品、洗濯機の洗濯槽、腕時計、眼鏡、アクセサリ等
の装身具の金属部分、医療用器具等に請求項１の金属材
料を用いる場合は使用中に傷がついたり、磨耗したりし
ても抗菌性が失われることがないよう予め金属材料表面
から深い位置にまで十分な濃度のＡｇを拡散させておく
必要がある。
【００２０】この金属材料は通常空気中に放置した場
合、空気中の酸素と反応して表面に自然酸化膜が形成さ
れる。この自然酸化膜を除去する方法として、湿式エッ
チング又は乾式エッチングが好ましい。湿式エッチング
で自然酸化膜を除去する場合、エッチャントとしてステ
ンレス鋼に対しては塩酸と硝酸の混酸が、またＡｌに対
しては水酸化ナトリウムや塩酸等が用いられ、乾式エッ
チングで自然酸化膜を除去する場合、逆スパッタリング
法、プラズマエッチング法等が用いられる。これらのエ
ッチングを行う前に有機溶媒で超音波洗浄をすることが
好ましい。Ａｇ層の形成は、物理蒸着法により行うこと
が好ましい。物理蒸着法には、真空蒸着、イオンプレー
ティング、スパッタリング等がある。これらの方法でＡ
ｇを蒸発させた後、金属材料の表面に凝縮させ、Ａｇ層
を形成する。なお、Ａｇ層の形成は物理蒸着法に限ら
ず、電解めっき、無電解めっきなどのめっき法、或はＡ
ｇを含む液をコーティングしてもよい。必要な抗菌層の
厚さ、抗菌力の強さなどに応じてこのＡｇ層は適当な厚
さに形成される。
合、空気中の酸素と反応して表面に自然酸化膜が形成さ
れる。この自然酸化膜を除去する方法として、湿式エッ
チング又は乾式エッチングが好ましい。湿式エッチング
で自然酸化膜を除去する場合、エッチャントとしてステ
ンレス鋼に対しては塩酸と硝酸の混酸が、またＡｌに対
しては水酸化ナトリウムや塩酸等が用いられ、乾式エッ
チングで自然酸化膜を除去する場合、逆スパッタリング
法、プラズマエッチング法等が用いられる。これらのエ
ッチングを行う前に有機溶媒で超音波洗浄をすることが
好ましい。Ａｇ層の形成は、物理蒸着法により行うこと
が好ましい。物理蒸着法には、真空蒸着、イオンプレー
ティング、スパッタリング等がある。これらの方法でＡ
ｇを蒸発させた後、金属材料の表面に凝縮させ、Ａｇ層
を形成する。なお、Ａｇ層の形成は物理蒸着法に限ら
ず、電解めっき、無電解めっきなどのめっき法、或はＡ
ｇを含む液をコーティングしてもよい。必要な抗菌層の
厚さ、抗菌力の強さなどに応じてこのＡｇ層は適当な厚
さに形成される。
【００２１】
【実施例】次に本発明の実施例を比較例とともに説明す
る。 ＜実施例１＞金属材料として３０ｍｍ×３０ｍｍ×０．
３ｍｍのＳＵＳ３０４基板を用意した。この基板（金属
材料）をイソプロピルアルコール液に浸漬し、超音波洗
浄した後、３６％ＨＣｌ：６０％ＨＮＯ3：Ｈ2Ｏ＝１：
１：３に調製された室温のエッチャントに１０分間浸漬
して湿式エッチングした。エッチング後、基板を蒸留水
で洗浄し、乾燥した。次いでこの基板を純Ａｇをターゲ
ットとするスパッタリング装置に入れ、ここで真空度５
×１０-6Ｔｏｒｒにした。このスパッタリング装置でタ
ーゲットと基板間の距離を９ｃｍにし、Ａｒ（２×１０
-3Ｔｏｒｒ）をスパッタリングガスとして、ターゲット
電力１００Ｗで高周波スパッタリングを行い、厚さ約５
０オングストロームのＡｇ層を形成した。スパッタリン
グ中の基板（金属材料）は４００℃に維持した。Ａｇ層
を形成後、同一のスパッタリング装置内で上記真空度を
維持しながら、４００℃で３０分間、基板（金属材料）
を熱処理した。
る。 ＜実施例１＞金属材料として３０ｍｍ×３０ｍｍ×０．
３ｍｍのＳＵＳ３０４基板を用意した。この基板（金属
材料）をイソプロピルアルコール液に浸漬し、超音波洗
浄した後、３６％ＨＣｌ：６０％ＨＮＯ3：Ｈ2Ｏ＝１：
１：３に調製された室温のエッチャントに１０分間浸漬
して湿式エッチングした。エッチング後、基板を蒸留水
で洗浄し、乾燥した。次いでこの基板を純Ａｇをターゲ
ットとするスパッタリング装置に入れ、ここで真空度５
×１０-6Ｔｏｒｒにした。このスパッタリング装置でタ
ーゲットと基板間の距離を９ｃｍにし、Ａｒ（２×１０
-3Ｔｏｒｒ）をスパッタリングガスとして、ターゲット
電力１００Ｗで高周波スパッタリングを行い、厚さ約５
０オングストロームのＡｇ層を形成した。スパッタリン
グ中の基板（金属材料）は４００℃に維持した。Ａｇ層
を形成後、同一のスパッタリング装置内で上記真空度を
維持しながら、４００℃で３０分間、基板（金属材料）
を熱処理した。
【００２２】＜実施例２＞金属材料として２５ｍｍ×２
５ｍｍ×２ｍｍのＡｌ基板を用い、エッチャントに３６
％ＨＣｌ：Ｈ2Ｏ＝１：４を用い、このエッチャントの
浸漬時間を３０分間にした以外は、実施例１と同様にし
て湿式エッチングを行い、以下実施例１と同様にＡｇ層
を形成し、更に基板を熱処理した。
５ｍｍ×２ｍｍのＡｌ基板を用い、エッチャントに３６
％ＨＣｌ：Ｈ2Ｏ＝１：４を用い、このエッチャントの
浸漬時間を３０分間にした以外は、実施例１と同様にし
て湿式エッチングを行い、以下実施例１と同様にＡｇ層
を形成し、更に基板を熱処理した。
【００２３】＜実施例３＞金属材料として実施例２と同
形同大のＡｌ基板を用い、エッチャントに１０重量％Ｎ
ａＯＨ溶液を用いた以外は、実施例１と同様にして湿式
エッチングを行った。湿式エッチング後、スパッタリン
グ中の基板（金属材料）の温度を室温にした以外は実施
例１と同様にスパッタリングして厚さ１０００オングス
トロームのＡｇ層を形成した。なおＡｇ層形成後の熱処
理は行わなかった。Ａｇ層形成後、Ａｌ基板の厚さが
０．５ｍｍになるまで圧延した。
形同大のＡｌ基板を用い、エッチャントに１０重量％Ｎ
ａＯＨ溶液を用いた以外は、実施例１と同様にして湿式
エッチングを行った。湿式エッチング後、スパッタリン
グ中の基板（金属材料）の温度を室温にした以外は実施
例１と同様にスパッタリングして厚さ１０００オングス
トロームのＡｇ層を形成した。なおＡｇ層形成後の熱処
理は行わなかった。Ａｇ層形成後、Ａｌ基板の厚さが
０．５ｍｍになるまで圧延した。
【００２４】＜実施例４＞金属材料として実施例２と同
形同大のＡｌ基板を用い、湿式エッチングを行わなかっ
た以外は、実施例３と同様に金属材料を処理した。
形同大のＡｌ基板を用い、湿式エッチングを行わなかっ
た以外は、実施例３と同様に金属材料を処理した。
【００２５】＜比較例１＞エッチングもＡｇ層形成も熱
処理も行わなかった無処理の実施例１と同一の金属材料
を比較例１とした。 ＜比較例２＞湿式エッチングを行わなかった以外は、実
施例１と同一の金属材料を用いて実施例１と同様に金属
材料を処理した。 ＜比較例３＞スパッタリング時に金属材料（基板）温度
を室温にした以外、実施例１と同一の金属材料を用いて
実施例１と同様に金属材料を処理した。
処理も行わなかった無処理の実施例１と同一の金属材料
を比較例１とした。 ＜比較例２＞湿式エッチングを行わなかった以外は、実
施例１と同一の金属材料を用いて実施例１と同様に金属
材料を処理した。 ＜比較例３＞スパッタリング時に金属材料（基板）温度
を室温にした以外、実施例１と同一の金属材料を用いて
実施例１と同様に金属材料を処理した。
【００２６】＜抗菌性確認試験＞実施例１〜実施例４及
び比較例１〜比較例３の抗菌処理済の、又は無処理の金
属材料をサンプルとして次の菌数測定法に準拠した抗菌
性確認試験を行った。即ち、各サンプルの表面に１０6
個／ｍｌの黄色ブドウ球菌液を滴下し、３０℃で１７時
間、サンプルを菌に接触させ、その後菌を培養し、蒸留
水で回収し、それぞれの菌数を測定した。３０℃で１７
時間接触した後の生菌数を表１に示す。
び比較例１〜比較例３の抗菌処理済の、又は無処理の金
属材料をサンプルとして次の菌数測定法に準拠した抗菌
性確認試験を行った。即ち、各サンプルの表面に１０6
個／ｍｌの黄色ブドウ球菌液を滴下し、３０℃で１７時
間、サンプルを菌に接触させ、その後菌を培養し、蒸留
水で回収し、それぞれの菌数を測定した。３０℃で１７
時間接触した後の生菌数を表１に示す。
【００２７】＜金属材料表面のＡｇ拡散層の確認＞実施
例１及び比較例２のサンプルを抗菌性確認試験のサンプ
ルとは別に用意した。これらのサンプルの表面を柔らか
い布で払拭して、金属材料中に拡散しないでその表面に
残留しているＡｇ層を除去した。次いで各サンプルを蒸
留水で超音波洗浄し、乾燥した後、それぞれ表面分析法
であるオージェ分析法によりサンプルの表面から深さ方
向の組成分布を調べた。その結果を図１（実施例１）、
図２（比較例２）及び表１に示す。図１及び図２におい
て、横軸はＡｒガスによるスパッタリング時間を、縦軸
は元素濃度（atomic％）をそれぞれ示す。
例１及び比較例２のサンプルを抗菌性確認試験のサンプ
ルとは別に用意した。これらのサンプルの表面を柔らか
い布で払拭して、金属材料中に拡散しないでその表面に
残留しているＡｇ層を除去した。次いで各サンプルを蒸
留水で超音波洗浄し、乾燥した後、それぞれ表面分析法
であるオージェ分析法によりサンプルの表面から深さ方
向の組成分布を調べた。その結果を図１（実施例１）、
図２（比較例２）及び表１に示す。図１及び図２におい
て、横軸はＡｒガスによるスパッタリング時間を、縦軸
は元素濃度（atomic％）をそれぞれ示す。
【００２８】＜圧延後の金属材料表面のＡｇの分布状態
の確認＞実施例３及び実施例４のサンプルを抗菌性確認
試験のサンプルとは別に用意した。圧延後の金属材料
は、大体１００ｍｍ×２５ｍｍ×０．５ｍｍ程度の大き
さであった。これらの金属材料の表面の両端と中央の計
３点についてＡｇの有無をＸＰＳ分析（Ｘ線光電子分
析）法で分析し、圧延によってＡｇ層が金属材料ととも
に延伸し金属材料の全面に広がったかどうかを確認し
た。その結果を表１に示す。
の確認＞実施例３及び実施例４のサンプルを抗菌性確認
試験のサンプルとは別に用意した。圧延後の金属材料
は、大体１００ｍｍ×２５ｍｍ×０．５ｍｍ程度の大き
さであった。これらの金属材料の表面の両端と中央の計
３点についてＡｇの有無をＸＰＳ分析（Ｘ線光電子分
析）法で分析し、圧延によってＡｇ層が金属材料ととも
に延伸し金属材料の全面に広がったかどうかを確認し
た。その結果を表１に示す。
【００２９】
【表１】
【００３０】表１から比較例１〜３では１ｍｌ当り１０
5個前後の菌が測定され、抗菌性がなかったのに対し
て、実施例１及び実施例２では菌は全く見られず、抗菌
性があることが判った。またオージェ分析結果から、Ａ
ｒスパッタリング時間０〜２分のサンプル表面近傍にお
けるＡｇ濃度（atomic％）を図１と図２で比較すると、
図１の方がＡｇ濃度が高く、金属材料に抗菌効果を付与
するのに十分な濃度のＡｇ拡散層が形成されていること
が判った。
5個前後の菌が測定され、抗菌性がなかったのに対し
て、実施例１及び実施例２では菌は全く見られず、抗菌
性があることが判った。またオージェ分析結果から、Ａ
ｒスパッタリング時間０〜２分のサンプル表面近傍にお
けるＡｇ濃度（atomic％）を図１と図２で比較すると、
図１の方がＡｇ濃度が高く、金属材料に抗菌効果を付与
するのに十分な濃度のＡｇ拡散層が形成されていること
が判った。
【００３１】更にＸＰＳ分析結果から、圧延によって、
Ａｇ層は金属材料とともに延伸して金属材料全面に広が
り、金属材料全面に抗菌性が付与されることが判った。
更に実施例３と実施例４を比較することにより、金属材
料表面の自然酸化膜の有無によらず、圧延法は抗菌処理
法として有効であり、この方法によれば金属材料表面に
自然酸化膜が存在していてもそれを除去する必要はない
ことが確認された。
Ａｇ層は金属材料とともに延伸して金属材料全面に広が
り、金属材料全面に抗菌性が付与されることが判った。
更に実施例３と実施例４を比較することにより、金属材
料表面の自然酸化膜の有無によらず、圧延法は抗菌処理
法として有効であり、この方法によれば金属材料表面に
自然酸化膜が存在していてもそれを除去する必要はない
ことが確認された。
【００３２】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、抗
菌性の高いＡｇを金属材料の表面近傍にのみ低濃度に含
有させるため、材料本来の特性を変えることなく、高い
抗菌性を長期間持続する金属材料が得られる。また本発
明の抗菌処理方法によれば、従来の抗菌処理法のように
ＡｇやＣｕを多量に加えずに済むので金属材料を変質さ
せない。また抗菌性のあるＡｇを抗菌作用を要求される
金属材料の表面近傍にのみ低濃度で拡散させるので、金
属材料全体をＡｇ合金化する必要がなく、多量のＡｇを
使用しない。そのため金属材料の価格を押上げずに金属
材料に高い抗菌性を付与することができる。またＡｇ原
子を材料中に拡散させ、抗菌層と金属材料の界面を存在
させないため、抗菌処理した金属材料を加工して金属製
品を作製した場合も、この金属製品を長期間使用した場
合にも、抗菌性が劣化しない利点もある。
菌性の高いＡｇを金属材料の表面近傍にのみ低濃度に含
有させるため、材料本来の特性を変えることなく、高い
抗菌性を長期間持続する金属材料が得られる。また本発
明の抗菌処理方法によれば、従来の抗菌処理法のように
ＡｇやＣｕを多量に加えずに済むので金属材料を変質さ
せない。また抗菌性のあるＡｇを抗菌作用を要求される
金属材料の表面近傍にのみ低濃度で拡散させるので、金
属材料全体をＡｇ合金化する必要がなく、多量のＡｇを
使用しない。そのため金属材料の価格を押上げずに金属
材料に高い抗菌性を付与することができる。またＡｇ原
子を材料中に拡散させ、抗菌層と金属材料の界面を存在
させないため、抗菌処理した金属材料を加工して金属製
品を作製した場合も、この金属製品を長期間使用した場
合にも、抗菌性が劣化しない利点もある。
【図１】実施例１の熱処理後のサンプルのオージェ分析
結果を示す図。
結果を示す図。
【図２】比較例２の熱処理後のサンプルのオージェ分析
結果を示す図。
結果を示す図。
Claims (8)
- 【請求項１】 表面近傍にのみＡｇを含有している抗菌
処理した金属材料。 - 【請求項２】 金属材料がステンレス鋼又はＡｌである
請求項１記載の金属材料。 - 【請求項３】 金属材料表面にＡｇ層を形成した後、前
記金属材料を圧延することを特徴とする金属材料の抗菌
処理方法。 - 【請求項４】 金属材料を圧延した後、前記金属材料を
真空中或は不活性ガス中で熱処理する請求項３記載の金
属材料の抗菌処理方法。 - 【請求項５】 表面に自然酸化膜を有する金属材料の前
記自然酸化膜を除去し、前記自然酸化膜を除去した金属
材料の表面にＡｇ層を形成した後或は形成中に前記金属
材料を真空中或は不活性ガス中で熱処理することを特徴
とする金属材料の抗菌処理方法。 - 【請求項６】 金属材料を湿式エッチング又は乾式エッ
チングにより自然酸化膜を除去する請求項５記載の金属
材料の抗菌処理方法。 - 【請求項７】 Ａｇ層を物理蒸着することにより形成す
る請求項３又は５記載の金属材料の抗菌処理方法。 - 【請求項８】 金属材料がステンレス鋼又はＡｌである
請求項３ないし７いずれか記載の金属材料の抗菌処理方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12437998A JPH1129879A (ja) | 1997-05-12 | 1998-05-07 | 抗菌処理した金属材料及びその抗菌処理方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12038097 | 1997-05-12 | ||
| JP9-120380 | 1997-05-12 | ||
| JP12437998A JPH1129879A (ja) | 1997-05-12 | 1998-05-07 | 抗菌処理した金属材料及びその抗菌処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1129879A true JPH1129879A (ja) | 1999-02-02 |
Family
ID=26457979
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12437998A Pending JPH1129879A (ja) | 1997-05-12 | 1998-05-07 | 抗菌処理した金属材料及びその抗菌処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1129879A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999064640A1 (fr) * | 1998-06-05 | 1999-12-16 | Kawasaki Steel Corporation | Produit en acier inoxydable presentant une excellente activite antimicrobienne et procede de production de celui-ci |
| JP2000054082A (ja) * | 1998-06-05 | 2000-02-22 | Kawasaki Steel Corp | 抗菌性に優れたステンレス鋼材およびその製造方法 |
| JP2005257137A (ja) * | 2004-03-10 | 2005-09-22 | Osaka Gas Co Ltd | コンロ五徳用部材及びコンロ五徳 |
| JP2008050695A (ja) * | 2006-07-25 | 2008-03-06 | National Institute For Materials Science | 抗菌性物品とその抗菌性薄膜の作製方法。 |
| EP2169092A3 (en) * | 2004-12-16 | 2010-08-25 | AGC Glass Europe | Substrate with antimicrobial properties |
| JP2020143311A (ja) * | 2019-03-04 | 2020-09-10 | 日立金属株式会社 | 積層造形体および積層造形体の製造方法 |
| JP2023526205A (ja) * | 2020-05-09 | 2023-06-21 | グローエ アクチエンゲゼルシャフト | 物体をコーティングするための方法、ナノ粒子の使用およびコーティングされた表面を備えた物体 |
| CN117344104A (zh) * | 2022-06-28 | 2024-01-05 | 中国石油天然气集团有限公司 | 一种含铜抗菌钢及其制备方法 |
-
1998
- 1998-05-07 JP JP12437998A patent/JPH1129879A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999064640A1 (fr) * | 1998-06-05 | 1999-12-16 | Kawasaki Steel Corporation | Produit en acier inoxydable presentant une excellente activite antimicrobienne et procede de production de celui-ci |
| JP2000054082A (ja) * | 1998-06-05 | 2000-02-22 | Kawasaki Steel Corp | 抗菌性に優れたステンレス鋼材およびその製造方法 |
| US6306341B1 (en) * | 1998-06-05 | 2001-10-23 | Kawasaki Steel Corporation | Stainless steel product having excellent antimicrobial activity and method for production thereof |
| JP2005257137A (ja) * | 2004-03-10 | 2005-09-22 | Osaka Gas Co Ltd | コンロ五徳用部材及びコンロ五徳 |
| EP2169092A3 (en) * | 2004-12-16 | 2010-08-25 | AGC Glass Europe | Substrate with antimicrobial properties |
| EP2165987A3 (en) * | 2004-12-16 | 2011-03-30 | AGC Glass Europe | Substrate with antimicrobial properties |
| JP2008050695A (ja) * | 2006-07-25 | 2008-03-06 | National Institute For Materials Science | 抗菌性物品とその抗菌性薄膜の作製方法。 |
| JP2020143311A (ja) * | 2019-03-04 | 2020-09-10 | 日立金属株式会社 | 積層造形体および積層造形体の製造方法 |
| JP2023526205A (ja) * | 2020-05-09 | 2023-06-21 | グローエ アクチエンゲゼルシャフト | 物体をコーティングするための方法、ナノ粒子の使用およびコーティングされた表面を備えた物体 |
| CN117344104A (zh) * | 2022-06-28 | 2024-01-05 | 中国石油天然气集团有限公司 | 一种含铜抗菌钢及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0972852B1 (en) | Method of producing antimicrobial metal articles and antimicrobial metal articles produced by the method | |
| JP6240423B2 (ja) | 抗菌性に優れたフェライト系ステンレス鋼板及びその製造方法 | |
| CN1097098C (zh) | 具有抗菌性能的不锈钢及其制造方法 | |
| US6447664B1 (en) | Methods for coating metallic articles | |
| JPH1129879A (ja) | 抗菌処理した金属材料及びその抗菌処理方法 | |
| EP0926256B1 (en) | Antibacterial metallic materials and method of production thereof | |
| JPH11193495A (ja) | 抗菌性金属板とその製造方法 | |
| WO2023135982A1 (ja) | めっき鋼板 | |
| JP3471470B2 (ja) | Ｃｕ含有ステンレス鋼の抗菌性改善方法 | |
| JP4038832B2 (ja) | 抗菌性に優れたステンレス鋼材およびその製造方法 | |
| JPH083728A (ja) | 耐食性に優れたＺｎ−Ｍｇ系めっき鋼板及び製造方法 | |
| EP1108802A1 (en) | Stainless steel material with excellent antibacterial property and process for producing the same | |
| JP3165422B2 (ja) | 抗菌性に優れたステンレス鋼材およびその製造方法 | |
| JPH11106987A (ja) | 抗菌性を有する線材の製造方法 | |
| JP2015206070A (ja) | 抗菌性チタン合金材の製造方法 | |
| KR101158700B1 (ko) | 구조재에 기능성 금속을 코팅하는 방법 및 이 방법에 의해 제조된 생성물 | |
| JPH09118987A (ja) | Ｃｕ含有ステンレス鋼の抗菌性改善方法 | |
| JP4375827B2 (ja) | 合金表面の処理方法及び表面経時劣化耐性に優れた合金 | |
| JPH09249981A (ja) | 抗菌性を改善したＣｕ含有ステンレス鋼の製造方法 | |
| JP4293699B2 (ja) | ポリイミド樹脂密着性に優れたステンレス箔圧延材の製造方法 | |
| JP3003176B2 (ja) | 耐食性に優れた鋼材の製造方法 | |
| JPH06299312A (ja) | 耐食性にすぐれる表面処理鋼材及びその製造方法 | |
| JP2000054082A (ja) | 抗菌性に優れたステンレス鋼材およびその製造方法 | |
| JP2002180223A (ja) | 溶融亜鉛系めっき鋼材およびその製造方法 | |
| JPH09310182A (ja) | 抗菌性に優れたステンレス鋼またはその加工品の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20020319 |