CN115551658A - 磷青铜合金粉体 - Google Patents

Abstract

本发明涉及具有抗菌性、除臭性及保鲜性的磷青铜合金粉体，其特征在于，包含1.05重量％的锡和0.09重量％的磷，剩余部分由铜和不可避免的杂质组成。

Description

磷青铜合金粉体

技术领域

本发明涉及具有高抗菌性、除臭性及保鲜性的磷青铜合金粉体。

背景技术

铜、银、锡等具有抗菌性一直以来是被人们所熟知的，被用在各种领域中。作为这些金属表现抗菌性的理由，据说是因为溶于水所产生的离子会破坏微生物的细胞壁或细胞膜、或者与酶或蛋白质相结合、降低活性或代谢功能。另外，据说在离子化时所释放的电子将溶存于空气中或水中的氧的一部分活性氧化、对微生物中的有机物进行化学攻击也成为杀菌性或抗菌性的主要原因。

另一方面，磷青铜合金粉体状品是包含锡的粉体状合金，具有使用几个雾化法等将板状大块物粉碎成粉体状等也可以容易地进行的优异加工性，因此使用分级机获得适合用途的粉体粒径也是容易且可能的。通过将该具有良好加工性的特征与高抗菌性、除臭性及保鲜性的3个特征的合并的4个特征加以有效利用，可以期待与以往不同的用途发展。

从这种观点出发，概述铜合金在需要高抗菌性、除臭性及保鲜性的领域中的使用例时，例如可举出通过编织铜线而赋予了脚气预防效果的袜子具有一些抗菌、无臭化效果。另外，专利文献1中公开了使用由铜或银等金属构成的金属丝网的、对水性洗涤液进行过滤的过滤装置。

另外，专利文献3中公开了由加载有选自银、铜、锌、锡等中的消臭抗菌成分的氧化钛粒子和胺系化合物所构成的抗菌消臭剂。但是，这些均是人手等不能直接接触的，还未发现例如像附设于医疗机构的通道中的扶手等那样、以用手直接接触为使用目的、且要求高度的杀菌性或抗菌性的物质，此为实情。进而具有保鲜性的物质也可以说是完全没有。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-214528号公报

专利文献2：日本特开2010-137353号公报

专利文献3：日本特开2009-268510号公报

专利文献4：日本特开平5-125591号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

作为其理由，可举出磷青铜合金未明确地显示比纯铜更高的抗菌性、以及铜及铜合金易于因与人体的接触而发生变色。

因此，本发明的技术问题在于，在验证磷青铜合金的高抗菌性的过程中，通过制成粉体状物，抗菌性会增强，且新发现了消臭性及保鲜性等特征，据此提出了迄今没有的新型用途。

用于解决技术问题的手段

即，本发明涉及一种具有高抗菌性、除臭性及保鲜性的磷青铜合金粉体，其特征在于，包含1.05重量％的锡和0.09重量％的磷，剩余部分由铜和不可避免的杂质组成。

发明效果

根据本发明，可以提供具有高抗菌性、除臭性及保鲜性的磷青铜合金粉体。

附图说明

图1为表示晕圈试验之一例的照片。

图2为表示薄膜密贴法试验之一例的照片。

图3A为对磷青铜合金的表面进行轧制后、不进行任何操作时的晕圈试验的晕圈宽度的照片。

图3B为对磷青铜合金的表面进行粗糙化、将比表面积扩大时的晕圈试验的晕圈宽度的照片。

图3C为1～500纳米范围内的尺寸的磷青铜合金超微粉体的晕圈试验的晕圈宽度的照片。

图3D为10～20微米范围内的尺寸的磷青铜合金粉体的晕圈试验的晕圈宽度的照片。

图3E为1～500纳米范围内的尺寸的磷青铜合金超微粉体的晕圈试验的晕圈宽度的照片。

图3F为10～20微米范围内的尺寸的磷青铜合金粉体的晕圈试验的晕圈宽度的照片。

图4A为1～500纳米范围内的尺寸的磷青铜合金超微粉体的照片(之一)。

图4B为1～500纳米范围内的尺寸的磷青铜合金超微粉体的照片(之二)。

图4C为1～500纳米范围内的尺寸的磷青铜合金超微粉体的照片(之三)。

图4D为1～500纳米范围内的尺寸的磷青铜合金超微粉体的照片(之四)。

图5为磷青铜合金的粉体及超微粉体的晕圈宽度测定结果。

图6A为磷青铜合金超微粉体的晕圈试验的晕圈宽度的照片(之一)。

图6B为磷青铜合金超微粉体的晕圈试验的晕圈宽度的照片(之二)。

图6C为磷青铜合金超微粉体的晕圈试验的晕圈宽度的照片(之三)。

图7为表示将磷青铜合金粉体投入到水溶液和粘合剂的混合液中、利用喷枪等涂布在木片圆柱状物(长度为1000mm)的表面上的照片。

具体实施方式

本发明的磷青铜合金粉体包含1.05重量％的锡和0.09重量％的磷，剩余部分由铜和不可避免的杂质组成。

磷青铜合金粉体具有高抗菌性、除臭性及保鲜性。

在此，磷青铜合金粉体中的锡、磷、铜及不可避免的杂质的含量可以利用荧光X射线分析进行测定。作为测定装置，例如可以举出岛津制作所制的能量分散型荧光X射线分析装置。

作为不可避免的杂质，可以举出Pb、Be、Co、Si、Ni、S、Zn、Fe、Al。

荧光X射线分析适合于粉状物、流体物等成分的分析。

另外，在磷青铜合金的荧光X射线分析中，分析装置及分析条件所带来的分析结果的偏差非常小。本发明人们确认了：在对磷青铜合金的同一个试验物、分析条件不互通的两者进行荧光X射线分析时，关于本说明书中记载的组成比，可以获得相同的结果。

磷青铜合金粉体优选由粒径为1纳米～140微米的微粒构成。

磷青铜合金粉体优选是将磷青铜合金块状材料粉碎、按照粒径落入1纳米～140微米的范围内的方式进行了分级。

分级优选是通过将磷青铜合金粉体分成落入2个粒径范围的粉体及未落入该粒径范围的粉体、优先使用落入2个粒径范围的粉体来进行的。

2个粒径范围优选由(1)1～500纳米、及(2)10～20微米的2种组成。

2个粒径范围优选基于使用磷青铜合金粉体的物品的规格方面的限制范围。

(1)1～500纳米优选是有助于将磷青铜合金粉体投入到液状物与粘合剂的混合液中、主要作为在固形物品上的涂布材料进行使用而发挥高抗菌性。

(2)10～20微米优选除了与(1)相同的使用方法之外，还有助于以磷青铜合金粉体原样的性状发挥抗菌性、除臭性及保鲜性。

在此，本发明中的分级基于JIS Z 2510来进行。具体地是以下限值为10微米、以上限值为20微米、置于二次空气分级机，从而制造了10～20微米物。

本发明的物品使用本发明的磷青铜合金粉体，利用由磷青铜合金粉体带来的抗菌性、除臭性及保鲜性。

在本发明的一实施方式中，将具有高抗菌性的磷青铜合金粉体投入到水溶液等液状物与粘合剂的混合液中，之后利用喷枪等使所得的本液均匀地加载于木片及金属片的上部，通过将抗菌性物质制成粉体，从而比表面积增大，鉴于此可以增强抗菌性。

在本发明的一实施方式中，通过用片状干燥袋、甜品袋及汉堡包装袋等袋体将磷青铜合金粉体原样地包裹，可以获得除了增强的抗菌性以外、还赋予了除臭性、保鲜性的物品。袋体例如为纸制、布制。

基于此，从除臭性的方面出发，认为能够在家庭的鞋柜或蔬菜储存箱、在家庭用途外的超市蔬菜搬运箱、蔬菜储存室等中的使用，在医疗机构等中的木屐箱、厨房的蔬菜储存室等中的使用。与板状物相比，除了增强的抗菌性之外，还可表现除臭性及保鲜性，基于此增加了更多的使用可能性，在作为传染病对策经常成为问题的许多非特定的大量人员集合-离散的场所等中，通过将人们直接用手接触的部分覆盖，从而可以将传染病的蔓延等防患于未然。

现在，呼吁在建筑公司、厨房卫浴、卫生间等中无障碍化，通过良好地使用上述磷青铜合金粉体，实际上很多人每天都可以接触。可以良好地应对扶手、外部鞋柜、饭店的托盘、夹具、商务旅馆的无障碍化。在传染病问题时，还可以在几乎都会发生的细菌、病毒所导致的传染病的对策预防中进行使用。

另外，本发明在明确了涂布于木片、金属制片之前与之后的材料的抗菌性关系的同时，还获得了探讨表面性状与变色明显化的关系所得出的结果。

即，本发明的一实施方式涉及一种物品，其通过将具有高抗菌性、除臭性及保鲜性的磷青铜合金粉体制成液状物并涂布在木片或金属片的上部，或者不制成液状物而直接使用，从而被赋予了高抗菌性、除臭性及保鲜性，其中，所述磷青铜合金粉体包含1.05重量％的锡和0.09重量％的磷，剩余部分由铜和不可避免的杂质组成。

另外，本发明的一实施方式是将经轧制、制成大块板状物后的物质溶解并使用3种雾化方法中的任一种来实施粉体的制备。3种雾化方法为水雾化、机械雾化、气体雾化。

以2种方式进行使用：将具有高抗菌性、除臭性及保鲜性的磷青铜合金粉体投入到水溶液与粘合剂的混合液中，使用喷枪进行涂布；或者利用原有的比表面积较大的形状，用纸、布等进行包裹后使用。

本发明人等对于磷青铜合金粉体的液状涂布时及以磷青铜合金粉体原有的形状用纸、布等进行包裹后使用时的与抗菌性、除臭性、保鲜性的关系，通过利用微生物的培养试验探讨的抗菌性试验、探讨除臭性的消臭试验、以及探讨保鲜性的保鲜试验进行了研究，结果发现作为锡的含量为1.05重量％、磷的含量为0.09重量％的成分的磷青铜合金粉体表现显著的抗菌性、除臭性、保鲜性，从而完成了本发明。

在探讨防止因与人体的接触所导致的色调变化、使得难以观察到因表面的粗糙化导致的指纹附着等、或者减轻因人的皮脂等所导致的发黑的加工方法、以及增强抗菌性的加工方法等的过程中，不仅获知本磷青铜合金粉体具有增强的抗菌性，而且除了抗菌性以外还发现了较强的除臭性以及保鲜性，可以期望具有更多功能性的用途的多样化物，并且能够提出方案。

例如，将包含1.05重量％的锡和0.09重量％的磷、剩余部分由铜和不可避免的杂质组成的磷青铜合金块状材料溶解，使用高速冷却水进行骤冷，从而获得磷青铜合金粉体。该磷青铜合金粉体表现抗菌性的增强效果，鉴于此探讨了更进一步的特征，结果可见，不仅有助于最初目的的防止最终产品的变色，还表现出除臭性、保鲜性的2个功能。

一般来说，作为铜及铜合金等的抗菌性的主要原因之一，如上所述认为是由于在金属进行离子化时释放的电子将溶存于空气中或水中的氧的一部分活化。磷青铜合金粉体是将磷青铜合金粉体投入到水溶液与粘合剂的混合液中、使用喷枪等涂布在木片及金属片上部、或者用纸及布等直接包裹磷青铜合金粉体而发挥抗菌性、除臭性及保鲜性，构成所述磷青铜合金粉体的成分因离子化电位的不同及与其相伴的离子化倾向的不同而在各成分之间发生电子的授受，这可以理解是在特定的组成下导致这种结果的。

另外，一般来说，金属粉的粒径越小，则比表面积越大，在制成块状物、板状物的状态时，特性也大大不同，特别是当集中于1～500纳米、10～20微米的适当的2个范围的粒径时，可增强高抗菌性、除臭性及保鲜性，能够使用本品的范围在扩大的同时变得明确。

接着，对直接用纸或布等包裹磷青铜合金粉体、探讨抗菌性、除臭性及保鲜性的本发明实施方式进行说明。

首先将经轧制的磷青铜合金薄膜板溶解，利用水雾化法骤冷，从而金属在瞬间发生粉体状化。

由该粉体化物将粒径为1～500纳米及10～20微米的2种范围的粉体分级并取出，以原样形态使用上述粉体的情况为10～20微米的尺寸物，作为抗菌性试验用试样取出数克，进行基于JIS L 1902的晕圈试验。试验所用的菌株为金黄色葡萄球菌的1种。图1为表示晕圈试验之一例的照片，这里所示的是金黄色葡萄球菌的例子。试验体的尺寸为28mm×28mm。

在晕圈试验中，将菌株培养在皿中，中央放置试验片并保持一定时间。然后测定试验片周边的菌株有所消减的、被称作晕圈的区域的宽度。试验是对3种菌株使用3次不同的试验片来进行。晕圈宽度如图1中A、B、C、D所示那样，是对试验片的4边进行测定，因此对于1个条件进行12次的测定。

图1中，4边(A、B、C及D)的最大的晕圈宽度和平均如下。

A：1mm

B：1mm

C：2mm

D：1mm

平均：1.25mm

表1为这样的表：将试验所用的磷青铜合金粉体投入到水溶液与粘合剂的混合液中，使用喷枪涂布在木片的上部之后，进行晕圈法及薄膜密贴法试验，将其测定值的平均值汇总。

薄膜密贴法试验如下进行。此外，使用图2进行说明。

将菌液12(0.4ml)滴加至试样11(50×50mm)的表面上。试验菌为大肠杆菌或金黄色葡萄球菌。

接着，在滴加菌液12滴后立即测定对照试样的活菌数。

接着，在菌液12上覆盖聚乙烯膜13(40×40mm)。

之后，在35±1℃、RH90％以上保存24小时。

保存后测定试样11的活菌数。

由下式计算增减值差。

·增减值差＝LogB-LogC

活菌数B(抗菌无加工试样)

活菌数C(抗菌加工试样)

通常，在家庭内及各处的扶手是长度为35cm为基准。这是挂毛巾或者幼儿、老人、残疾人等接触、获得推进力的长度。以该长度研究抗菌性的结果为表1。此外，活菌数利用薄膜法研究。菌株为金黄色葡萄球菌。

检体No.1-1及No.1-2是使菌株着床于没有抗菌性的薄膜时的结果。

刚接种后的检体No.1-1的菌株数是使菌株着床于薄膜时最初存在的菌株数，但如1.9×10⁴、2.0×10⁴、2.1×10⁴那样有若干的偏差。

由检体No.1-2可知，即使不与具有抗菌性者相接触，在24小时后、活菌数多少也有所减少。

但是，当与具有抗菌性者相接触时，在24小时后活菌数确实地变为0(检体No.1-3～No.1-5)。

[表1]

检体No.1-3：在直径

的木制圆柱棒(长度为35cm)的表面上涂布磷青铜合金粉体后、24小时后的活菌数研究

检体No.1-4：在直径

的木制圆柱棒(长度为35cm)的表面上涂布磷青铜合金粉体、24小时后的活菌数研究

检体No.1-5：在直径

的带凹痕的木制圆柱棒(长度为35cm)的表面上涂布磷青铜合金粉体后、24小时后的活菌数研究(为了易于握持、在(3)的棒中加以凹痕)

除了35cm外的一般出售的扶手为100cm，将其称作长条扶手。

因此，对长度为1000mm的直径为32mm的木制圆柱棒(长条扶手)也利用薄膜法研究了抗菌性。将结果示于表2中。

检体No.2-1及No.2-2是使菌株着床于没有抗菌性的薄膜上时的结果。

由检体No.2-2可知，即使不与具有抗菌性者相接触，在24小时后、活菌数多少也有所减少。

但是，当与具有抗菌性者相接触时，在24小时后活菌数确实地变为0(检体No.2-3)。

即，无论是长度为35cm的扶手、还是长条扶手，涂布有磷青铜合金粉体的扶手显示了同样的抗菌性。

[表2]

检体No.2-3：在直径

的木制圆柱棒(长度为100cm)的表面上涂布磷青铜合金粉体后、24小时后的活菌数研究

本试验条件的范围下可见一定程度以上的抗菌性、除臭性、保鲜性。

图3A～图3F为对磷青铜合金的板状、磷青铜合金的粉体及磷青铜合金的超微粉体的晕圈宽度进行测定的结果的照片。

图3A为对磷青铜合金的表面进行轧制后不进行任何操作时的晕圈试验的晕圈宽度的照片。试验体的尺寸为28mm×28mm。图3A中4个边(A、B、C、D)的最大晕圈宽度如下。

·A：2.8mm

·B：3.5mm

·C：3.5mm

·D：5.0mm

图3B为对磷青铜合金的表面进行粗糙化、将比表面积扩大时的晕圈试验的晕圈宽度的照片。试验体的尺寸为28mm×28mm。图3B中4个边(A、B、C、D)的最大晕圈宽度如下。

·A：3.2mm

·B：3.4mm

·C：3.0mm

·D：3.4mm

图3C为1～500纳米范围内的尺寸的磷青铜合金超微粉体的晕圈试验的晕圈宽度的照片。试验体的尺寸为约28mm×约28mm。图3C中4个边(A、B、C、D)的最大晕圈宽度如下。

·A：6.4mm

·B：6.5mm

·C：7.2mm

·D：6.9mm

图3D为10～20微米范围内的尺寸的磷青铜合金粉体的晕圈试验的晕圈宽度的照片。试验体的尺寸为约28mm×约28mm。图3D中4个边(A、B、C、D)的最大晕圈宽度如下。

·A：4.2mm

·B：4.8mm

·C：4.2mm

·D：3.8mm

图3E为1～500纳米范围内的尺寸的磷青铜合金超微粉体的晕圈试验的晕圈宽度的照片。试验体为直径3mm的圆形状。晕圈宽度的直径为约10.4mm。

图3F为10～20微米范围内的尺寸的磷青铜合金粉体的晕圈试验的晕圈宽度的照片。试验体为直径3mm的圆形状。晕圈宽度的直径为约4.8mm。

由图3A～图3F可以理解，粉状物与板状物相比，晕圈宽度变为数倍，抗菌性提高。另外可知，即便是粉状物，在1～500微米粉和10～20微米粉之间具有明显的抗菌性差异。即1～500纳米范围内的尺寸的磷青铜合金超微粉体的抗菌性比10～20微米范围内的尺寸的磷青铜合金粉体的抗菌性更优异。

图4A～图4D为1～500纳米范围内的尺寸的磷青铜合金超微粉体的照片。

为了获得1～500纳米范围内的尺寸的磷青铜合金超微粉体，通常需要分级。分级后的磷青铜合金超微粉体的收量非常少。因而，将通过分级获得1～500纳米范围内的尺寸的磷青铜合金超微粉体的步骤进行4次。然后，将通过4次分级获得的磷青铜合金超微粉体合并后用于晕圈试验。

图5为磷青铜合金的粉体及超微粉体的晕圈宽度测定结果。

图5中，纳米粉状化物是指1～500纳米范围内的尺寸的磷青铜合金超微粉体。微米粉状化物是指10～20微米范围内的尺寸的磷青铜合金粉体。

经过时间是从实验开始的经过时间。

由图5的结果可以确认，纳米粉状化物(超微粉物)比微米粉状化物的抗菌性更高。

对于确认了粒度为1～500纳米范围内的纳米粉状化物(超微粉物)进行了晕圈试验。试验进行3次。图6A～图6C为其结果的照片。此外，试验体的大小为直径5mm。

图6A为磷青铜合金超微粉体的晕圈试验的晕圈宽度的照片。图6A的4个边(A、B、C、D)中的最大晕圈宽度的平均为16.6mm。

图6B为磷青铜合金超微粉体的晕圈试验的晕圈宽度的照片。图6B的4个边(A、B、C、D)中的最大晕圈宽度的平均为17.2mm。

图6C为磷青铜合金超微粉体的晕圈试验的晕圈宽度的照片。图6C的4个边(A、B、C、D)中的最大晕圈宽度的平均为16.6mm。

由图6A～图6C的结果可知，在为超微粉体时，即便是直径仅为5mm大小的试验体，也出现较大的晕圈宽度。

图7为表示将分级为1～140纳米的本发明磷青铜合金粉体按照磷青铜合金达到20重量％的方式投入到水溶液与粘合剂的混合液中，使用喷枪等将其涂布在木片圆柱状物(长度为1000mm)上的一例的立体图。

在医疗机构或老人看护设施的通道或入口中，如此处所示那样，通过将扶手或门把手等直接用手接触的部分涂布本发明的磷青铜合金粉体，可以预先防止传染病的蔓延。

如上所示，根据本发明，可以提供抗菌性优异、使指纹不显眼的磷青铜合金粉体。此外，本发明并不受上述实施方式所限定，包含只要是具有本发明领域中通常知识的人员即可想到的各种变形、修正，即便是不脱离本发明主旨的范围的设计变更，当然也包含在本发明内。

Claims (8)

1.一种具有高抗菌性、除臭性及保鲜性的磷青铜合金粉体，其特征在于，包含1.05重量％的锡和0.09重量％的磷，剩余部分由铜和不可避免的杂质组成。

2.如权利要求1所述的磷青铜合金粉体，其由粒径为1纳米～140微米的微粒构成。

3.如权利要求2所述的磷青铜合金粉体，其是将磷青铜合金块状材料粉碎、按照粒径落入1纳米～140微米的范围的方式进行分级而得的。

4.如权利要求3所述的磷青铜合金粉体，其中，所述分级是通过将磷青铜合金粉体分成落入2个粒径范围的粉体及未落入该粒径范围的粉体、优先使用落入所述2个粒径范围的粉体来进行的。

5.如权利要求4所述的磷青铜合金粉体，其中，所述2个粒径范围由(1)1～500纳米、及(2)10～20微米的2种组成。

6.如权利要求5所述的磷青铜合金粉体，其中，所述2个粒径范围基于使用所述磷青铜合金粉体的物品的规格方面的限制范围。

7.如权利要求5或6所述的磷青铜合金粉体，其中，所述(1)1～500纳米是有助于将所述磷青铜合金粉体投入到液状物与粘合剂的混合液中，主要作为固形物品上的涂布材料进行使用而发挥高抗菌性；

所述(2)10～20微米除了与所述(1)相同的使用方法之外，还有助于以所述磷青铜合金粉体的原本的性状发挥抗菌性、除臭性及保鲜性。

8.一种物品，其使用权利要求1～7中任一项所述的磷青铜合金粉体，利用了由所述磷青铜合金粉体所带来的高抗菌性、除臭性及保鲜性。

Images