CN103781945B - 抗病毒铝部件及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种抗病毒铝部件，无论病毒有无包膜，当病毒吸附于其上时，能够通过在短时间内灭活病毒来抑制二次感染，其适用于门把手、扶手和空调鳍片等。本发明提供的能够灭活所吸附的病毒的抗病毒铝部件的特征在于，在通过对铝或铝合金进行阳极氧化而得到的、具有大量微孔的阳极氧化膜的所述微孔内，存在抗病毒无机化合物。

Description

抗病毒铝部件及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种吸附病毒并在短时间内将其灭活的抗病毒铝部件，其具有由阳极氧化形成的多孔阳极氧化膜。

背景技术

近年来，有关于SARS（严重急性呼吸系统综合征）、诺如病毒和禽流感病毒等感染致死者的报道。特别是在2009年，由于交通发达和病毒突变，导致全世界面临病毒感染在世界范围内蔓延的“感染爆发”危机，进而还出现了由口蹄疫等病毒带来的严重伤害。因此，需要紧急对策。为了应对此类事态，基于疫苗的抗病毒剂的开发正加速进行。但疫苗具有特异性，因此只能防止特定病毒的感染。另外，已知有诺如病毒，其作为一种引起急性非细菌性胃肠炎的病毒，是牡蛎等贝类所致食物中毒的病原体，并且由感染者的粪便或呕吐物、或源自干燥后的粪便或呕吐物的尘埃而造成经口感染。诺如病毒通过包括门把手、扶手、墙壁和空调等设备的环境，对患者和医疗卫生从业人员产生接触传染。因此，诺如病毒也成为严重的社会问题。所以非常需要开发可吸附各种病毒并能将所吸附的病毒有效灭活的抗病毒材料。

抗病毒材料例如可包括：使用在树脂内部含有无机多孔结晶体的复合物的病毒灭活片材，其中所述无机多孔结晶体负载有银离子、铜离子等抗病毒金属离子（专利文献1）；在基材上负载有具有抗病毒效果的无机微粒的病毒灭活片材（专利文献2）等。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开2010-30984号公报

专利文献2：WO2011/040048号公报

发明内容

然而，虽然在树脂内部含有无机多孔结晶体的方法可用于纤维布料，但却不适用于门把手、扶手或空调的鳍片材料。进而，虽然使用具有抗病毒效果的无机微粒的方法在通用性和效果方面很好，但当使用较小粒径的无机微粒时，无机微粒的凝集会造成如下问题，例如效率下降，以及凝集体和基材之间的附着力下降而导致剥离。

病毒可被分类为诺如病毒等的无包膜的病毒和流感病毒等的有包膜的病毒。即使药剂能够灭活有包膜的病毒，但可能对于无包膜的病毒无作用。进而，在门把手、扶手、空调的鳍片材料等的情形下，附着于感染者的病毒或由咳嗽而飞散的飞沫漂浮于空气中，并且附着于门把手、扶手和鳍片材料等的表面。汗液和唾液等体液中所含的脂质和蛋白等也可能附着于上述物品的表面。因此，优选即使在存在脂质、蛋白等的环境中也能使病毒灭活。

因此，为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种抗病毒铝部件，无论病毒包膜存在与否，当病毒附着于上述物品时，该抗病毒铝部件能够在短时间内灭活病毒，抑制二次感染。本发明的抗病毒铝部件对于在门把手、扶手、轮椅、床组件、管椅子(pipe chairs)、窗框、自行车车架、室内装饰材料和空调的鳍片材料等中的应用是有用的。

因此，本发明的第一方面提供一种能够将附着的病毒灭活的抗病毒铝部件，其特征在于，对铝或铝合金进行阳极氧化所得的阳极氧化膜具有大量的微孔，在所述微孔内存在抗病毒无机化合物。

进而，本发明的第二方面提供如上述第一方面所述的抗病毒铝部件，其特征在于，在所述微孔内具有所述抗病毒无机化合物的阳极氧化膜表面形成有表面膜，所述表面膜含有抗病毒无机化合物和粘合剂树脂。

进而，本发明的第三方面提供如上述第二方面所述的抗病毒铝部件，其特征在于，所述表面膜还含有不同于所述抗病毒无机化合物的无机微粒。

进而，本发明的第四方面提供如上述第三方面所述的抗病毒铝部件，其特征在于，所述表面膜中所含的所述无机微粒为光催化物质。

进而，本发明的第五方面提供如上述第四方面所述的抗病毒铝部件，其特征在于，所述光催化物质为可见光响应型光催化物质。

进而，本发明的第六方面提供如上述第三～第五方面中任一方面所述的抗病毒铝部件，其特征在于，所述表面膜中所含的所述无机微粒的表面被硅烷单体覆盖。

进而，本发明的第七方面提供如上述第二～第六方面中任一方面所述的抗病毒铝部件，其特征在于，所述粘合剂树脂为硅烷化合物。

进而，本发明的第八方面提供如上述第一～第七方面中任一方面所述的抗病毒铝部件，其特征在于，所述抗病毒无机化合物为一价铜化合物和碘化合物中的至少一种。

进而，本发明的第九方面提供如上述第八方面所述的抗病毒铝部件，其特征在于，所述一价铜化合物为氯化物、醋酸化合物、硫化物、碘化合物、溴化物、过氧化物、氧化物和硫氰化物中的至少一种。

进而，本发明的第十方面提供如上述第九方面所述的抗病毒铝部件，其特征在于，所述一价铜化合物为CuCl、CuBr、Cu(CH₃COO)、CuSCN、Cu₂S、Cu₂O和CuI中的至少一种。

进而，本发明的第十一方面提供如上述第八～第十方面中任一方面所述的抗病毒铝部件，其特征在于，所述碘化合物为CuI、AgI、SbI₃、IrI₄、GeI₄、GeI₂、SnI₂、SnI₄、TlI、PtI₂、PtI₄、PdI₂、BiI₃、AuI、AuI₃、FeI₂、CoI₂、NiI₂、ZnI₂、HgI和InI₃中的至少一种。

进而，本发明的第十二方面提供一种抗病毒铝部件的制造方法，其特征在于，包括下述步骤：对由铝或铝合金构成的铝材进行阳极氧化，在铝材表面形成微孔；以及通过电化学处理，将抗病毒无机化合物沉积于表面形成有所述微孔的所述铝材的所述微孔内。

进而，本发明的第十三方面提供如上述第十二方面所述的抗病毒铝部件的制造方法，其特征在于，沉积抗病毒无机化合物的步骤包括：通过电化学处理将Cu和Ag中的至少一种沉积于所述微孔内；将在所述微孔内沉积有Cu和Ag中的至少一种的铝材浸渍于含碘离子的电解质中；以及通过被浸渍的铝材的电化学处理，将作为抗病毒无机化合物的CuI或AgI沉积于所述微孔内。

根据本发明，能够提供一种耐久性优秀的铝部件，其即使在用作门把手、扶手或空调的鳍片材料时，也能够长期保持抗病毒性。

附图说明

图1为本发明第1实施方式的抗病毒铝部件的截面图。

图2为本发明第2实施方式的抗病毒铝部件的截面图。

图3为本发明第3实施方式的抗病毒铝部件的截面图。

图4为本发明第4实施方式的抗病毒铝部件的截面图。

附图标记说明

1 金属层

2 阳极氧化膜

3 微孔

4 沉积物

5 无机微粒

6 树脂粘合剂

7 功能性微粒

8 粘合剂（硅烷化合物）

9 硅烷单体

10，30，40 表面膜

100，200，300，400 铝部件

具体实施方式

以下，参照附图来详细说明本发明的实施方式。

（第1实施方式）

图1是本发明第1实施方式的抗病毒铝部件100的一部分截面的放大示意图。铝部件100通过对铝或铝合金进行阳极氧化而在其表面部分形成阳极氧化膜2。阳极氧化膜2即所谓的多孔氧化铝，其表面形成有大量具有开口部的微孔3。未被阳极氧化的原始铝或原始铝合金的金属层1位于接近微孔3的底部一侧（铝部件100具有开口部的表面的相反侧）。在本发明的该实施例中，如图1所示，含有抗病毒无机化合物的沉积物4被沉积于阳极氧化膜2的微孔3内并填充微孔3。为便于理解，图1表示微孔3被沉积于微孔3中的沉积物4完全填充的视图。不过，只要沉积物4至少沉积于微孔3的底部或微孔3的一部分，微孔3中沉积的沉积物4也可以为任意量。

根据JISH4000所定义的铝和铝合金、通过在钢板上层叠铝所获得的覆层材料、或在树脂表面通过物理方法如离子电镀或溅射而形成有铝薄膜的材料，可作为铝或铝合金使用。在此类铝或铝合金的表面，利用公知的阳极氧化处理方法来形成具有微孔3的阳极氧化膜2。通过用铝或铝合金作为阳极并施加直流电压或交流电压，来形成具有微孔3的阳极氧化膜2。该处理工序在例如含有硫酸、磷酸、铬酸或草酸等酸的水溶液中进行；或在例如在磺基水杨酸、磺基邻苯二甲酸、磺基马来酸或磺基衣康酸等芳香族磺酸或脂肪族磺酸中添加了少量硫酸的水溶液中进行。对具有微孔3的阳极氧化膜2的厚度没有特别限制，但该厚度优选为约1μm～50μm。

本发明的阳极氧化膜2的微孔3中具有含有抗病毒无机化合物的沉积物4并被沉积物4所填充。优选沉积物4为一价铜化合物和碘化合物中的至少一种。

一价铜化合物例如可包括Cu₂O、CuOH、Cu₂S、CuSCN、CuBr、Cu(CH₃COO)和CuI等。例如，通过以下方式，用Cu₂O或CuOH填充阳极氧化膜2的微孔。即，将形成有阳极氧化膜2的铝部件浸渍于含铜离子的水溶液中。然后用铂电极或碳电极等作为反电极，并对其施加交流电压或直流电压。以此方式，可将Cu₂O或CuOH电化学沉积在微孔3内，并填充微孔3。

作为另一个例子，通过以下方式，用Cu₂S、CuSCN、CuBr和CuI等一价铜化合物填充阳极氧化膜2的微孔3。即，首先，将形成有具有微孔3的阳极氧化膜2的铝部件浸渍于悬浮有上述铜化合物的微粒的水溶液。然后，用铂电极或碳电极等作为反电极，并对其施加交流电压或直流电压。以此方式，可通过电泳使阳极氧化膜2的微孔3被目标化合物填充。此时，一价铜化合物微粒的平均粒径优选为阳极氧化膜2中微孔3的直径的约1/5以下。在本说明书中，平均粒径指体积平均粒径。

碘化合物例如可包括CuI、AgI、SbI₃、IrI₄、GeI₄、GeI₂、SnI₂、SnI₄、TlI、PtI₂、PtI₄、PdI₂、BiI₃、AuI、AuI₃、FeI₂、CoI₂、NiI₂、ZnI₂、HgI和InI₃。在阳极氧化膜2的微孔3中沉积上述化合物的方法如下所述。将形成有具有微孔3的阳极氧化膜2的铝部件浸渍于上述碘化合物的纳米微粒的分散液中，接下来，用铂电极或碳电极等作为反电极，并对其施加交流电压或直流电压来进行电泳，由此用化合物填充微孔3。

用AgI来说明在形成有具有微孔3的阳极氧化膜2的铝部件上沉积碘化合物的另一个例子。首先，将Ag化学沉积或电化学沉积于阳极氧化膜2的微孔3，接下来，在含碘离子的溶液中，用铂电极或碳电极等作为反电极，并对其施加直流电压。其结果是，阳极氧化膜2的微孔3中沉积的Ag与碘离子发生反应，在阳极氧化膜2的微孔3中合成为AgI。最终可获得在微孔3中填充有AgI的阳极氧化膜2。

用CuI来说明又一个例子。首先，通过电化学处理，在铝部件上将含有金属铜的Cu₂O、CuOH等沉积于阳极氧化膜2的微孔3中。接下来，将铝部件浸渍于含碘离子的水溶液中。然后，用铂电极或碳电极等作为反电极，并在铝部件与反电极之间施加直流电压。其结果是，一部分沉积的金属铜、Cu₂O、CuOH等与碘离子发生反应并合成为CuI，该CuI可填充阳极氧化膜2的微孔3。也可利用相同方法沉积其它碘化合物。

根据上述第1实施方式，由于抗病毒的沉积物4被沉积并填充于微孔3内，因此铝部件100能够快速灭活其上附着的病毒。进而，沉积物4难溶于水，并且由于沉积而使其物理或机械结合并紧密附着于阳极氧化膜2的微孔3内。因此，即使不进行用于固定抗病毒组分的特殊处理，沉积物4也不会从微孔3脱离，并且长时间地保持被牢固地固定于阳极氧化膜2的微孔3内的状态。因此，根据本实施方式，可提供能长期稳定发挥抗病毒效果的铝部件。

优选在本实施例的铝部件100的阳极氧化膜2一侧的表面存在可控制表面电位（负电荷）向正极方向的电位控制剂。其理由如下：无论病毒的基因组类型如何或有无包膜，其均具有负的表面电位。当铝部件100的阳极氧化膜2一侧的、具有抗病毒性的沉积物4暴露的表面存在控制电位向正极方向的电位控制剂时，表面电位相对于病毒变成正值。因此，铝部件100能够吸引病毒。当病毒被成功地吸引向阳极氧化膜2一侧时，病毒更容易与抗病毒的沉积物4接触，因此能够获得更强的抗病毒效果。

对该电位控制剂没有特殊限制，只要其能够控制铝部件100的表面电位向正极方向即可。优选例如非离子类、阴离子类或阳离子类表面活性剂。其中，特别优选阳离子类表面活性剂。

（第2实施方式）

接下来，参照图2详细说明本发明第2实施方式的抗病毒铝部件200。

图2是本发明第2实施方式的抗病毒铝部件200的一部分截面的放大示意图。与第1实施方式相同，在铝或铝合金的金属层1表面，形成有由阳极氧化而形成的具有微孔3的阳极氧化膜2，将含有抗病毒无机化合物的沉积物4沉积并填充于微孔3。进而，在阳极氧化膜2表面形成由无机微粒5和树脂粘合剂6构成的表面膜10，所述无机微粒5由抗病毒无机化合物构成。

可使用公知的粘合剂作为树脂粘合剂6。树脂粘合剂的具体例可包括：聚酯树脂、氨基树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸树脂、水溶性树脂、乙烯基树脂、氟树脂、硅树脂、纤维素树脂、酚醛树脂、二甲苯树脂、甲苯树脂以及天然树脂，例如蓖麻油、亚麻子油、桐油等干性油。

在树脂粘合剂6中，分散有由抗病毒无机化合物构成的无机微粒5。可使用一价铜化合物和碘化合物中的至少一种作为无机微粒5。

用作无机微粒5的一价铜化合物的例子可包括：氯化物、醋酸化合物、硫化物、碘化物、溴化物、过氧化物、氧化物和硫氰酸盐、以及一价碘化合物。例如，作为氯化物、醋酸化合物、硫化物、碘化物、溴化物、过氧化物、氧化物和硫氰酸盐，可以使用CuCl、Cu(CH₃COO)、Cu₂S、CuI、CuBr、Cu₂O和CuSCN。

用作无机微粒5的碘化合物的例子可包括：CuI、AgI、SbI₃、IrI₄、GeI₄、GeI₂、SnI₂、SnI₄、TlI、PtI₂、PtI₄、PdI₂、BiI₃、AuI、AuI₃、FeI₂、CoI₂、NiI₂、ZnI₂、HgI和InI₃。

由上述抗病毒无机化合物构成的无机微粒5的粒径优选为1nm以上5μm以下。粒径不足1nm时，随着时间的推移，抗病毒效果不稳定，而粒径大于5μm时，由于由树脂粘合剂6产生的保持力下降，导致覆膜的强度降低。因此不优选这样的粒径。

进而，优选以0.1质量%以上80质量%以下的量，将无机微粒5分散到由树脂粘合剂6构成的表面膜10中，更优选为0.1质量%以上60.0质量%以下。当无机微粒5的量小于0.1质量%时，与该量处于上述范围内时相比，病毒灭活效果降低。进而，即使无机微粒5的量超过80.0质量%，病毒灭活效果也与该量处于上述范围内时几乎相同。而且还降低树脂粘合剂6的粘合性（保持效果），使得与该量处于上述范围内时相比，由无机微粒5和树脂粘合剂6构成的表面膜10更容易从阳极氧化膜2脱离。

进而，由树脂粘合剂6和无机微粒5构成的第2实施方式的表面膜10优选含有非离子类、阴离子类或阳离子类表面活性剂，以提高无机微粒5的分散性。对表面活性剂没有特别限制，只要当其被包含于树脂粘合剂6时能够控制表面膜10的表面电位（负电荷）向正极方向即可。不过，特别优选阳离子类表面活性剂。树脂的表面电位通常为负。进而，如上所述，无论病毒的基因组类型如何或有无包膜，病毒的表面电位也均为负。因此，当表面活性剂与由抗病毒无机化合物构成的无机微粒5一同被包含于表面膜10时，表面膜10的表面电位被控制向正极方向，病毒随之更易于被铝部件200的表面吸附。其结果是，可更有效地发挥抗病毒无机微粒5的抗病毒效果。

进而，根据需要，可在第2实施方式的表面膜10中添加功能性微粒。功能性微粒的示例可包括其它抗病毒组合物、抗菌组合物、抗霉组合物、抗过敏原组合物、催化剂、防反射材料以及热障材料的微粒。

以下说明本实施方式的铝部件200的制造方法。首先，通过在第1实施方式中说明的方法，在铝或铝合金表面形成其中形成有大量微孔3的阳极氧化膜2。然后，将含有抗病毒无机化合物的沉积物4沉积于阳极氧化膜2的微孔3内。接下来，将被喷射磨等粉碎后的上述抗病毒无机微粒5、功能性微粒与任意的树脂粘合剂6混合，得到浆料。之后，将浆料涂布到铝部件200的表面上并使之干燥。由此制造本实施方式的铝部件200

根据上述第2实施方式，当将本实施方式的铝部件200用作建筑材料、铝窗框等时，可长期保有抗病毒性。可获得该长效抗病毒性的原因在于，即使由某些使用环境引起表面磨损，导致抗病毒效果降低，沉积于阳极氧化膜2的沉积物4也会释放一价铜离子。

（第3实施方式）

接下来，参照图3详细说明本发明第3实施方式的抗病毒铝部件300。

图3是本发明第3实施方式的抗病毒铝部件300的一部分截面的放大示意图。在第3实施方式中，在具有微孔3的阳极氧化膜2的表面形成有表面膜30，微孔3中沉积并填充有含有抗病毒无机化合物的沉积物4，阳极氧化膜与第1实施方式相同。表面膜30含有：由抗病毒无机化合物构成的无机微粒5、用于赋予除抗病毒性之外的功能的功能性微粒7、以及由硅烷化合物构成的粘合剂8。在特定使用环境下，例如，可以添加公知的硬涂层剂来进一步改善表面膜30的强度。

可将无机氧化物用作本发明第3实施方式中所使用的功能性微粒7。无机氧化物例如可包括如SiO₂、Al₂O₃、TiO₂、ZrO₂、SnO₂、Fe₂O₃、Sb₂O₃、WO₃和CeO₂等单一无机氧化物。也可使用复合氧化物。复合氧化物例如可包括SiO₂·Al₂O₃、SiO₂·B₂O₃、SiO₂·P₂O₅、SiO₂·TiO₂、SiO₂·ZrO₂、Al₂O₃·TiO₂、Al₂O₃·ZrO₂、Al₂O₃·CaO、Al₂O₃·B₂O₃、Al₂O₃·P₂O₅、Al₂O₃·CeO₂、Al₂O₃·Fe₂O₃、TiO₂·CeO₂、TiO₂·ZrO₂、SiO₂·TiO₂·ＺrO₂、Al₂O₃·TiO₂·ZrO₂、SiO₂·Al₂O₃·TiO₂以及SiO₂·TiO₂·CeO₂。使用平均粒径约为1nm至5nm的功能性微粒7。当使用功能性微粒时，将其以约1质量%至80质量%的量混入表面膜30中。此类无机氧化物的使用提高表面膜30的膜强度，由此增强其抗磨损性。其结果是，可以提供能长期发挥抗病毒效果的部件。

可以将光催化物质用作功能性微粒7。光催化物质为，当被具有超过该物质的带隙的能量的波长的光照射时，表现出光催化功能的粒子。光催化物质例如可包括如氧化钛、氧化锌、氧化钨、氧化铁、钛酸锶、硫化镉和硒化镉等公知的金属化合物半导体。上述物质可单独使用或两种以上组合使用。

在上述光催化物质中，特别优选氧化钛、氧化锌和氧化钨作为本发明第3实施方式中使用的功能性微粒7，这是由于它们的毒性低且安全性好。在本发明中，作为光催化物质的氧化钛的晶体结构可以是金红石型、锐钛矿型、板钛矿型或其它类型，甚至可以是无定形。

进而，可使用在可见光下也具有光催化活性的光催化物质等。此类光催化物质例如可包括：TiO_2-XN_X，其氧化钛的一部分氧原子被作为阴离子的氮原子取代；TiO_2-X（X为1.0以下），其失去氧原子并且从化学计量比显著偏离；负载有铜化合物或铁化合物的纳米微粒的氧化钛；负载有金或银的纳米微粒的氧化钨；掺杂有铁离子或铜离子的氧化钨；以及掺杂有金、银或钾的氧化锌。

进而，在上述光催化物质内部或表面，可含有有钒、铜、镍、钴和铬等金属或其化合物，或钯、铑、钌、银、铂和金等贵金属或其金属化合物，或CuCl、CuBr、Cu(CH₃COO)、CuSCN、Cu₂S、Cu₂O和CuI等一价铜化合物，从而增强光催化功能。

进而，本发明第3实施方式中使用的由硅烷化合物构成的粘合剂8例如可包括：乙烯基三氯硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、N-β-(N-乙烯基苄基氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-(乙烯基苄基)-2-氨乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷的盐酸盐、2-(3,4-环氧基环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧丙基甲基二乙氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷、对苯乙烯基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷、双(三乙氧基硅丙基)四硫化物、3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-三乙氧基硅烷基-N-(1,3-二甲基亚丁基)丙胺、N-苯基-3-氨丙基三甲氧基硅烷、N-2-(氨乙基)-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-2-(氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷、N-2-(氨乙基)-3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷、N-苯基-3-氨丙基三甲氧基硅烷、特殊氨基硅烷、3-脲丙基三乙氧基硅烷、3-氯丙基三甲氧基硅烷、四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、六甲基二硅氮烷、己基三甲氧基硅烷、癸基三甲氧基硅烷、含可水解基团的硅氧烷、含氟代烷基的低聚物、甲基氢硅氧烷和硅季铵盐。

进而，硅烷低聚物例如可包括市售的信越化学工业株式会社制造的KC-89S、KR-500、X-40-9225、KR-217、KR-9218、KR-213、KR-510等。上述硅烷低聚物被单独使用或两种以上混合使用，并且可以与一种或两种以上的由硅烷化合物构成的粘合剂8混合使用。当使用此类由硅烷化合物构成的粘合剂8时，将其以约1～50质量%的量混入表面膜30中。

以下说明本实施方式的铝部件300的制造方法。首先，利用在第1实施方式中说明的方法，在铝或铝合金表面形成具有大量微孔3的阳极氧化膜2，并将含有抗病毒无机化合物的沉积物4沉积于微孔3内。接下来，例如用喷射磨或锤磨，将由抗病毒无机化合物构成的无机微粒5粉碎成纳米级粒子、亚微米粒子或微米级粒子。对粉碎工艺没有特别限制，干式和湿式工艺均可以使用。将由粉碎后的抗病毒无机化合物构成的无机微粒5和由根据所需功能选择的无机微粒构成的功能性微粒7一起分散于水、甲醇、乙醇或甲苯等溶剂中，然后例如用喷射磨或锤磨将其再度粉碎。用公知方法如浸渍法、喷涂法或丝网印刷法，将所得浆料涂布于铝部件300表面，并根据需要，例如通过加热干燥等将溶剂除去。接下来，例如通过再加热来接枝聚合，或通过暴露于例如红外线、紫外线、电子束和γ射线等射线来接枝聚合，将由硅烷化合物构成的粘合剂8和公知的硬涂层剂等化学结合于铝部件300表面。

根据上述第3实施方式，无机微粒之间通过由硅烷化合物构成的粘合剂8或公知的硬涂层剂被化学结合于阳极氧化膜2表面，由此形成三维交联结构。因此，从沉积于微孔3内的沉积物4释放的一价铜离子等抗病毒成分，穿过该交联结构的微小空隙而出现在表面。因此，两种抗病毒剂，即，表面膜30上的抗病毒无机微粒5、和沉积物4，能够作用于病毒。由此能够提供病毒灭活能力更高的铝部件。进而，能够用选自各种无机化合物的功能性微粒来获得除抗病毒性之外的效果。例如，功能性微粒能够提高表面膜30的强度，或赋予铝部件光催化功能。然而，例如，当本发明的抗病毒铝部件300被用于对膜强度或抗腐蚀性无需求的环境时，也可不必向表面膜30中添加功能性微粒7。

（第4实施方式）

接下来，参照图4来详细说明本发明第4实施方式的抗病毒铝部件400。

图4是本发明第4实施方式的抗病毒铝部件400的一部分截面的放大示意图。在第4实施方式中，在填充有含有抗病毒无机化合物的沉积物4的多孔阳极氧化膜2表面形成表面膜40，多孔阳极氧化膜2与第1实施方式相同。表面膜40含有由无机化合物构成的抗病毒无机微粒5和被具有能够化学结合的官能团的硅烷单体9覆盖的功能性微粒7。

被用于本发明第4实施方式的抗病毒铝部件400的、具有能够化学结合的官能团的硅烷单体9为，例如，由通式X-Si(OR)_n（n为1～3的整数）所表示的硅烷单体。例如，X为与有机化合物反应的官能团，如乙烯基、环氧基、苯乙烯基、甲基丙烯酰基、丙烯酰氧基、异氰酸酯基、多硫化物基团、氨基、巯基或氯基。OR为可水解的烷氧基，如甲氧基、乙氧基；硅烷单体9的3个官能团可以是相同的或彼此不同的。上述烷氧基，如甲氧基和乙氧基被水解而生成硅烷醇基。已知该硅烷醇基、乙烯基、环氧基、苯乙烯基、甲基丙烯酰基、丙烯酰氧基、异氰酸酯基和还具有不饱和键的官能团等具有高反应性。因此，在本发明第4实施方式的抗病毒铝部件400中，无机微粒7通过此种反应性优秀的硅烷单体9而彼此化学结合，从而形成基体（matrix）。同时，无机微粒7也与具有微孔3的阳极氧化膜2牢固地结合。由此能够提供强度优良的抗病毒铝部件400。

以下说明本实施方式的抗病毒铝部件400的制造方法。首先，利用在第1实施方式中说明的方法，在铝或铝合金表面形成具有大量微孔3的阳极氧化膜2，并将含有抗病毒无机化合物的沉积物4沉积于微孔3内。然后将上述具有能够化学结合的官能团的硅烷单体9添加到将功能性微粒7分散到溶剂中而制备的分散液中。通过在回流下加热的同时进行脱水缩合反应，而使硅烷单体9化学结合于功能性微粒7表面。在该情形下，硅烷单体9的量随功能性微粒7的平均粒径不同而改变，但可以为相对于功能性微粒7的质量的0.01质量%～40.0质量%。然后，将由此所得的表面被硅烷单体覆盖的功能性微粒7和由利用在第3实施方式中说明的方法粉碎的无机化合物所构成的抗病毒无机微粒5分散到溶剂中。然后，例如用喷射磨或锤磨将所得分散液进一步粉碎，得到浆料。用浸渍法、喷涂法或丝网印刷法等公知方法，将所得浆料涂布在铝部件400表面，并根据需要，例如通过加热干燥等除去溶剂。随后，例如通过再加热来接枝聚合，或通过暴露于例如红外线、紫外线、电子束和γ射线等射线来接枝聚合（辐射接枝聚合），将硅烷单体9的能够化学结合的官能团化学结合于铝部件400（阳极氧化膜2）的表面。

根据上述第4实施方式，由无机化合物构成的抗病毒无机微粒5被保持在，被捕获在结合于功能性微粒7表面的硅烷单体9相互化学结合而形成的三维交联结构的网眼中的状态。因此，无机微粒5的表面未被粘合剂等覆盖。因此，几乎全部的无机微粒5能够与病毒接触，并且与病毒接触的概率也增加了，所以即使少量的无机微粒5也可以有效地灭活病毒。

根据上述第1～第4实施方式的抗病毒铝部件，能够灭活各种病毒，而不受病毒的基因组类型或有无包膜的限制。所述病毒例如可包括：鼻病毒、脊髓灰质炎病毒、手足口病病毒、轮状病毒、诺如病毒、肠病毒、肝病毒、星状病毒、沙波病毒、戊型肝炎病毒、甲型、乙型和丙型流感病毒、副流感病毒、腮腺炎病毒（流行性腮腺炎）、麻疹病毒、人偏肺病毒、呼吸道合胞病毒、尼帕病毒、亨德拉病毒、黄热病毒、登革热病毒、日本脑炎病毒、西尼罗病毒、乙型和丙型肝炎病毒、东方型和西方型马脑炎病毒、奥尼翁-尼翁病毒（O'nyong-nyong virus）、风疹病毒、丽沙病毒、胡宁病毒、马丘波病毒、瓜纳里多病毒、萨比亚病毒、克里米亚-刚果出血热病毒、白蛉热病毒、汉坦病毒、辛诺柏病毒、狂犬病毒、埃博拉病毒、马尔堡病毒、蝙蝠狂犬病病毒、人类T细胞白血病病毒、人类免疫缺陷病毒、人类冠状病毒、SARS冠状病毒、人类细小病毒、多瘤病毒、人乳头瘤病毒、腺病毒、疱疹病毒、水痘-带状疱疹病毒、EB病毒、巨细胞病毒、天花病毒、猴痘病毒、牛痘病毒、软疣痘病毒属、以及副痘病毒属。

如上所述得到的抗病毒铝部件能够以薄膜（箔）状、板状、线状、管状、以及其它各种形状来使用。特别地，抗病毒铝部件适用于各个领域，能够被用作门把手、扶手、正门、窗框等框、空调机用过滤器、空气净化器用过滤器、吸尘器用过滤器、排风扇用过滤器、车辆用过滤器、空气调节设备用过滤器，纱门用网、鸡舍用网，空调用鳍片材料、手术室或浴室的墙壁材料或天花板材料、轮椅、床组件、病毒实验用安全柜等。

下面用实施例对本发明进行更具体的说明。但本发明不仅限于下述实施例。

实施例

（抗病毒铝部件的制造）

（实施例1）

首先，作为预处理，将铝板材（JISH1050材料）浸渍于加热到50℃的5%氢氧化钠水溶液中60秒，然后通过将铝板材浸渍在5%硝酸水溶液中，中和并除去碱。接下来在含有1.5摩尔硫酸的20℃电解液中，以预处理后的铝板材为阳极、以铂电极为反电极（阴极），在1.5A/dm²的电流密度下进行20分钟阳极氧化。通过该阳极氧化，在铝板材表面形成约8μm厚的多孔阳极氧化膜。

然后，将形成有约8μm厚的多孔阳极氧化膜的铝板材浸渍于含40g/L硫酸铜和10g/L硼酸的水溶液中，以铂电极为反电极，并施加10V的交流电压。以此方式，将含有一价铜化合物的沉积物沉积于阳极氧化膜的微孔内，由此制造抗病毒铝部件。在实施例1中，通过采用1分钟、5分钟和10分钟的处理时间（电压施加时间）来制造三种类型的铝部件。将处理时间为1分钟的实施例作为实施例1-1，将处理时间为5分钟的实施例作为实施例1-2，将处理时间为10分钟的实施例作为实施例1-3。

（实施例2）

在实施例2中，将含有抗病毒无机微粒的树脂涂布到实施例1的铝部件的表面。首先，用干式粉碎机Nano Jetmizer（Aishin Nano Technologies CO.,LTD.制造，NJ-100B）将碘化铜（I）粉末（日本化学产业社制造）粉碎成平均粒径为140nm的微粒，来制造抗病毒无机微粒。将所得微粒添加到双组分硅丙烯酸树脂涂料（Natoco Co.,Ltd.制造，Arco SP）中，使得微粒在干燥后的涂膜中的含量为5质量%，再用球磨机将微粒分散。以相对涂料固体成分为0.2质量%的量添加十八烷胺醋酸盐（NOF CORPORATION制造，Nissan cation SA）作为表面活性剂。然后，在实施例1-3中制备的、具有含有一价铜化合物的沉积物的铝板表面，通过喷涂来涂布上述硅丙烯酸树脂涂料，其中所述沉积物在处理时间为10分钟的条件下被沉积于阳极氧化膜的微孔中。上述涂料中分散有碘化铜（I）粉末和表面活性剂。将该铝板在160℃下干燥20分钟来制造实施例2的抗病毒铝板。

（实施例3）

除使用碘化银粉末（Wako Pure Chemical Industries制造）代替作为实施例2中使用的抗病毒无机微粒的碘化铜粉末之外，用与实施例2相同的方法和条件来制造实施例3的抗病毒铝板。用干式粉碎机Nano Jetmizer（Aishin Nano Technologies CO.,LTD.制造，NJ-100B）将碘化银粉末粉碎成平均粒径为800nm的微粒。

（实施例4）

在实施例4中，将抗病毒无机微粒和作为功能性微粒的光催化微粒固定在实施例1的铝部件表面。将实施例2中使用的碘化铜粉末和作为可见光响应型的光催化物质的掺杂铁离子的锐钛矿型氧化钛微粒（Ishihara Sangyo Kaisha制造，MPT-625）在甲醇中进行预分散。接下来，用砂磨机将分散液粉碎并分散来得到浆料，所述浆料含有平均粒径为45nm的碘化铜（I）微粒，和平均粒径为82nm的、作为可见光响应型的光催化物质的掺杂铁离子的锐钛矿型氧化钛微粒。相对所得浆料的固体成分，以40质量%添加四甲氧基硅烷（Shin-EtsuChemical Co.,Ltd.制造，KBM-04）作为粘合剂，并添加甲醇来调整固体成分的浓度至5质量%。调整所添加的碘化铜（I）微粒的量，使得通过干燥基材表面上（阳极氧化膜上）的浆料而除去溶剂后所保留的碘化铜（I）的量，相对于基材上的固体成分为1.0质量%。所述固体成分为碘化铜（I）微粒和作为可见光响应型的光催化物质的掺杂铁离子的锐钛矿型氧化钛微粒的总量。

然后，在实施例1-3中制备的、具有含有一价铜化合物的沉积物的铝板表面，通过喷涂来涂布上述浆料，其中所述沉积物在处理时间为10分钟的条件下被沉积于阳极氧化膜的微孔中。上述浆料含有碘化铜（I）微粒、氧化钛微粒和四甲氧基硅烷，并通过添加甲醇进行了调整。将该铝板在180℃下干燥20分钟来制造实施例4的抗病毒铝板。

（实施例5）

在实施例5中，将抗病毒无机微粒和被硅烷单体覆盖的功能性微粒固定在实施例1的抗病毒铝部件表面。首先，将实施例2中使用的碘化铜粉末和氧化锆粒子（Nippon DenkoCo.,Ltd.制造，PCS）预分散于甲醇中。该氧化锆粒子具有作为含不饱和键部分的硅烷单体的甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制造，KBM-503）。该甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷通过用通常方法进行的脱水缩合而被共价结合于氧化锆粒子的表面。接下来，用砂磨机将分散液粉碎并分散来得到浆料，所述浆料含有平均粒径为45nm的碘化铜（I）粒子，和平均粒径为37nm的、被甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷覆盖的氧化锆粒子。以相对所得浆料的固体成分为20质量%的量，添加四甲氧基硅烷（Shin-EtsuChemical Co.,Ltd.制造，KBM-04）作为粘合剂，并添加甲醇来调整固体成分的浓度至5质量%。调整所添加的碘化铜（I）微粒的量，使得通过干燥基材表面上（阳极氧化膜上）的浆料而除去溶剂后所保留的碘化铜（I）的量，相对于基材上的固体成分为1.0质量%。所述固体成分为碘化铜（I）微粒和结合有甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷的氧化锆微粒的总量。

然后，在实施例1-3中制备的、具有含有一价铜化合物的沉积物的铝板表面，通过喷涂来涂布上述浆料，其中所述沉积物在处理时间为10分钟的条件下被沉积于阳极氧化膜的微孔中。上述浆料含有碘化铜（I）微粒、氧化锆粒子和四甲氧基硅烷，并通过添加甲醇进行了调整。将该铝板在180℃下干燥20分钟来制造实施例5的抗病毒铝板。

（实施例6）

除用结合有甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷的锐钛矿型氧化钛微粒（TaycaCorporation制造，AMT-100）来替换实施例5的结合有甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷的氧化锆微粒中的30质量%之外，用与实施例5相同的方法和条件来制造实施例6的抗病毒铝板。所述锐钛矿型氧化钛为光催化物质。

（实施例7）

除用掺杂铁离子的锐钛矿型氧化钛微粒（Ishihara Sangyo Kaisha制造，MPT-625）来替换实施例5的结合有甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷的氧化锆微粒中的30质量%之外，用与实施例5相同的方法和条件来制造实施例7的抗病毒铝板。所述掺杂铁离子的锐钛矿型氧化钛为可见光响应型的光催化物质.

（实施例8）

除了用市售的碘化银（Wako Pure Chemical Industries,Ltd.制造）来代替实施例5中使用的碘化铜粉末之外，用与实施例5相同的方法和条件来制造实施例8的抗病毒铝板。

（实施例9）

在实施例9中，在和实施例1相同的条件下，在铝板材表面形成具有微孔的阳极氧化膜。接下来，在和实施例1相同的条件下，在含有硫酸铜的水溶液中施加10V的交流电压2分钟。然后，将铝板材浸渍于含有0.05mol/L碘化钾的水溶液中，并以铂电极为反电极，在0.1A/dm²的电流密度下施加直流电压3分钟。以该方式合成含有碘化铜（I）的沉积物并将其沉积于阳极氧化膜的微孔内，由此制造抗病毒铝板。

（实施例10）

在实施例10中，在和实施例1相同的条件下，在铝板材表面形成具有微孔的阳极氧化膜。接下来，将铝板材浸渍于含5g/L硝酸银的水溶液中，并以铂电极为反电极，施加8V交流电压10分钟。然后，将含有银的沉积物沉积于阳极氧化膜的微孔内。接下来，将在阳极氧化膜的微孔中填充有含银沉积物的铝板材浸渍于含0.05mol/L碘化钾的水溶液中，并以铂电极为反电极，在0.17A/dm²的电流密度下施加直流电压3分钟。以该方式合成含有碘化银的沉积物并将其沉积于阳极氧化膜的微孔内，由此制造抗病毒铝板。

（实施例11）

在实施例11中，在和实施例1相同的条件下，在铝板材表面形成具有微孔的阳极氧化膜。接下来，在通过混合硝酸银和碘化钾而制备的含有平均粒径为2nm的碘化银的水溶液中，以铂电极为反电极，施加0.1A/dm²的电流密度10分钟。以该方式将含有碘化银的沉积物沉积于阳极氧化膜的微孔内，由此制造抗病毒铝板。

（比较例1）

以实施例1中制造的、形成有阳极氧化膜的铝板（未进行在其微孔内沉积铜化合物的工序）作为比较例1。

（比较例2）

将市售的纯铜板（U-KOU Co.Ltd.制造，JISH3100材料）在室温下浸渍于甲醇中1分钟来除去该铜板表面的自然氧化膜。然后将该板在室温下干燥并用作比较例2。

表1中表示实施例1～11以及比较例1、2的构成。

[表1]

（用广角X射线衍射进行的铝阳极氧化膜的分析）

用广角X射线衍射仪（Rigaku Corporation制造）对实施例1、实施例9和实施例10的抗病毒铝板表面下深度6μm左右的物质进行分析。在实施例1中所得的抗病毒铝板的情形下，得到包括与Cu₂O的（111）面相关的2θ=36.5°的峰、与Cu₂O的（200）面相关的2θ=42.4°的峰、以及与Cu₂O的（220）面相关的2θ=61.6°的峰的衍射图。在实施例9中，得到包括与CuI的（111）面相关的2θ=25.3°的峰、与CuI的（220）面相关的2θ=41.8°的峰、以及与CuI的（311）面相关的2θ=49.5°的峰的衍射图。在实施例10中，得到包括与AgI的（100）面相关的2θ=22.3°的峰、与AgI的（101）面相关的2θ=25.3°的峰、以及与AgI的（103）面相关的2θ=42.6°的峰的衍射图。上述结果证实一价铜化合物或碘化合物被沉积于各个阳极氧化膜的微孔内。

（病毒灭活的评价）

通过使用作为有包膜病毒的流感病毒（influenza A/北九州/159/93(H3N2)）和作为无包膜病毒的猫杯状病毒（feline calicivirus(strain F9)）来进行抗病毒铝部件的病毒灭活能力的测定，后者通常用来代替诺如病毒。对于上述所使用的病毒，用MDCK细胞培养流感病毒（influenza A/北九州/159/93(H3N2)），用CRFK细胞培养猫杯状病毒（felinecalicivirus(strain F9)）。将各实施例和比较例的4cm×4cm试样放置于塑料培养皿，并在试样上滴加0.1mL的病毒溶液，在室温下作用30分钟。此时，通过在试样表面覆盖PET薄膜（4cm×4cm）来保持病毒溶液与试样的接触面积恒定。在使病毒溶液作用30分钟后，添加1900μl的SCDLP培养液，并通过吹打（ピペッティング，pipetting）将病毒洗出。然后，用MEM培养液将各个反应试样稀释至10^-2～10^-5（10倍连续稀释）。将100μl的试样溶液接种到经培养皿培养的MDCK细胞或CRFK细胞上。使培养物静置60分钟，待病毒被细胞吸附后，在培养皿中的培养物上覆盖0.7%的琼脂培养基。在34℃下、在5%CO₂培养箱中培养48小时后，将培养物在福尔马林中固定。对亚甲蓝染色形成的噬斑数量进行计数，并计算病毒感染性滴度（PFU/0.1mL，Log10）（PFU：噬斑形成单位）。将当仅添加病毒溶液并且不使用实施例的试样时所获得的值作为对照。表2中表示其结果。

[表2]

上述结果证明，无论有无病毒包膜，在实施例1～11中感染性滴度均下降。特别是，在暴露于病毒30分钟后，实施例1、2和实施例4～7表现出99.999%以上的、非常高的灭活率。

Claims (9)

1.一种能够将附着的病毒灭活的抗病毒铝部件，其特征在于，对铝或铝合金进行阳极氧化所得的阳极氧化膜具有大量的微孔，在所述微孔内存在抗病毒无机化合物，并且所述抗病毒无机化合物是Cu₂O。

2.如权利要求1所述的抗病毒铝部件，其特征在于，在所述微孔内具有所述抗病毒无机化合物的阳极氧化膜表面形成有表面膜，所述表面膜含有抗病毒无机化合物和粘合剂树脂。

3.如权利要求2所述的抗病毒铝部件，其特征在于，所述表面膜还含有不同于所述抗病毒无机化合物的无机微粒。

4.如权利要求3所述的抗病毒铝部件，其特征在于，所述表面膜中所含的所述无机微粒为光催化物质。

5.如权利要求4所述的抗病毒铝部件，其特征在于，所述光催化物质为可见光响应型光催化物质。

6.如权利要求3～5中任一项所述的抗病毒铝部件，其特征在于，所述表面膜中所含的所述无机微粒的表面被硅烷单体覆盖。

7.如权利要求2～5中任一项所述的抗病毒铝部件，其特征在于，所述粘合剂树脂为硅烷化合物。

8.如权利要求6所述的抗病毒铝部件，其特征在于，所述粘合剂树脂为硅烷化合物。

9.一种如权利要求1至8的任一项所述的抗病毒铝部件的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

对由铝或铝合金构成的铝材进行阳极氧化，在铝材表面形成微孔；以及

通过电化学处理，将Cu₂O作为抗病毒无机化合物沉积于表面形成有所述微孔的所述铝材的所述微孔内。