JP2005133190A - Antibacterial wire, and production method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、抗菌作用を有するワイヤ、殊に抗菌性層で被覆した抗菌ワイヤに関するものであり、塩素に曝されても抗菌性被覆層の抗菌作用の劣化、変色がなく、食品機器、医療機器、各種フィルタ、歯間ブラシ等の各種のワイヤに利用して有効なものである。 The present invention relates to a wire having an antibacterial action, in particular, an antibacterial wire coated with an antibacterial layer, and there is no deterioration or discoloration of the antibacterial action of the antibacterial coating layer even when exposed to chlorine. It is effective when used for various types of wires such as various filters and interdental brushes.
抗菌作用を有するワイヤの一つの用途として歯間ブラシ用ワイヤがあり、その一例が特開平11−33042号公報に記載されている。歯間ブラシはステンレス製ワイヤにブラシ毛を撚り込んだものであるが、このステンレス製ワイヤの表面に雑菌が繁殖することを防止するために、これを抗菌ワイヤにすることが求められている。上記公報に記載された発明は抗菌性のNi−Cu系合金、抗菌性のステンレスを使用するものであり、抗菌性のNi−Cu系合金としては、Ni66.5重量%、Cu31.5重量%、Fe1.2重量%を含有する合金があり、また抗菌性ステンレスとしては、少なくともCu1.5重量%、Cr17重量%を含有するステンレスがある。 One application of a wire having an antibacterial action is an interdental brush wire, an example of which is described in JP-A No. 11-33042. Interdental brushes are made by twisting brush bristles into a stainless steel wire. In order to prevent germs from growing on the surface of the stainless steel wire, it is required to use this as an antibacterial wire. The invention described in the above publication uses an antibacterial Ni—Cu alloy and an antibacterial stainless steel, and the antibacterial Ni—Cu alloy includes 66.5 wt% Ni and 31.5 wt% Cu. Further, there is an alloy containing 1.2% by weight of Fe, and antibacterial stainless steel includes stainless steel containing at least 1.5% by weight of Cu and 17% by weight of Cr.
この従来技術のような抗菌作用を有する細い線材、即ち、抗菌ワイヤは抗菌作用を有するCu系合金を用いるのが一般的であるが、高い抗菌作用を有するAgメッキした線材を用いることも可能である。しかし、AgはCuに比べて遥かに高い抗菌作用を有するが、AgはCuよりも極めて高価であるという難点がある。
これらの従来の抗菌ワイヤは、それ自体が合金であるか、または、Agメッキしたものであり、Agメッキのものは高価であるばかりでなく、これを歯間ブラシのワイヤに用いると、塩素に曝されるので、そのAgが塩素と化合してAgClとなって抗菌作用が低下するばかりでなく、表面が黒色化して外観が低下してしまうという問題があり、Ni−Cu系合金のものについては、使用時にNi−Cu系合金から溶出するNiイオンにアレルギーが発生することがあり生体適合性に問題がある。また、ステンレス等による歯間ブラシにおいては歯垢や食べかすとの密着性が高く、洗浄性が高いとは言えない。さらに、ステンレスがその表面に不動態膜を形成することによりCuの溶出が制御されるため、時間の経過と共に雑菌の増殖抑制効果が減退するという問題がある。
These conventional antibacterial wires are either alloys themselves or are Ag-plated, and Ag-plated ones are not only expensive, but when used for interdental brush wires, Since the Ag is combined with chlorine to form AgCl, the antibacterial action is reduced, and the surface is blackened and the appearance is deteriorated. May cause allergies to Ni ions eluted from the Ni-Cu alloy at the time of use, and there is a problem in biocompatibility. Further, an interdental brush made of stainless steel or the like has high adhesion to dental plaque and food, and cannot be said to have high cleaning properties. Furthermore, since the elution of Cu is controlled by forming a passive film on the surface of stainless steel, there is a problem that the effect of suppressing the growth of various bacteria decreases with time.
この発明は、汎用の廉価なワイヤを基材としてこれに比較的低コストの表面処理を施すことで、防錆作用、抗菌作用を付加し、かつ、塩素に曝されても、その抗菌作用が低下せず、外観も低下しないような抗菌ワイヤを工夫することをその課題とするものである。 This invention uses a general-purpose inexpensive wire as a base material, and performs a relatively low cost surface treatment to add a rust-proofing action and an antibacterial action. An object of the present invention is to devise an antibacterial wire that does not deteriorate and does not deteriorate the appearance.
〔解決手段1〕
上記課題を解決するために講じた手段1は、抗菌ワイヤの構造に関する解決手段であり、次の(イ)及び(ロ)によるものである。
(イ)金属ワイヤ表面にメッキ層を有する抗菌ワイヤであること、
(ロ)上記メッキ層の少なくとも表層にAg−Zn合金メッキ層を備えたこと。
〔作用〕
金属ワイヤはAg−Znの合金メッキで被覆されているから、Znで防錆され、Agによる抗菌作用を有する。
したがって、防錆、抗菌の両効果を有するワイヤが得られる。
そして、Ag−Znの合金メッキは極めて薄いので、ワイヤの単位長さ当たりのAg使用量は極めて少量であり、また、Ag−Zn合金メッキのコストは、比較的低いので、この抗菌ワイヤの製造コストは比較的低い。
また、Ag−Zn合金メッキ中のAgは比較的安定していて、塩素と化合してAgClにはならないから、抗菌作用が長期間維持され、また、変色することもない。
[Solution 1]
(B) an antibacterial wire having a plated layer on the surface of the metal wire;
(B) An Ag—Zn alloy plating layer is provided on at least the surface layer of the plating layer.
[Action]
Since the metal wire is coated with an Ag—Zn alloy plating, it is rust-prevented with Zn and has an antibacterial action due to Ag.
Therefore, a wire having both antirust and antibacterial effects can be obtained.
Since the Ag—Zn alloy plating is extremely thin, the amount of Ag used per unit length of the wire is extremely small, and the cost of the Ag—Zn alloy plating is relatively low. Cost is relatively low.
In addition, Ag in the Ag—Zn alloy plating is relatively stable and does not combine with chlorine to form AgCl. Therefore, the antibacterial action is maintained for a long period of time and the color does not change.
〔実施態様1〕
解決手段1の実施態様1は、解決手段におけるAg−Zn合金メッキ層におけるAg含有率が、5〜30重量%であること。
Ag−Znの合金メッキ中におけるAg含有率が5重量%未満では格別の抗菌作用が発揮されず、他方、30%を越えてもそのことによって抗菌作用が格別高くなることはない。したがって、Ag含有率5〜30重量%が費用対効果の観点からベストな範囲である。
[Embodiment 1]
In
When the Ag content in the alloy plating of Ag—Zn is less than 5% by weight, no particular antibacterial action is exhibited. On the other hand, even if it exceeds 30%, the antibacterial action does not become particularly high. Therefore, the Ag content of 5 to 30% by weight is the best range from the viewpoint of cost effectiveness.
〔実施態様2〕
解決手段1の実施態様2は、解決手段における金属ワイヤが炭素鋼、ステンレス鋼、純チタン又はチタン合金であること。
金属ワイヤが炭素鋼であるときは基線材が安価であり、ステンレス鋼であるときは抗菌ワイヤの耐腐食性が高く、純チタン又はチタン合金であるときは軽量化が計られる。
なお、線材の直径は特に制限はないが、実用的には0.1〜0.5mmの範囲のものが適当である。
[Embodiment 2]
In
When the metal wire is carbon steel, the base wire is inexpensive, when the metal wire is stainless steel, the antibacterial wire has high corrosion resistance, and when it is pure titanium or a titanium alloy, the weight is reduced.
The diameter of the wire is not particularly limited, but is practically in the range of 0.1 to 0.5 mm.
〔実施態様3〕
解決手段1の実施態様3は、解決手段におけるメッキ層の厚さが3〜7μmであること。
メッキ層が3μm未満ではZnメッキ層の厚さ不足のために格別の防錆効果が得られず、またAg含有量が微小であるので抗菌効果も低い。他方、7μm以上では過剰被覆になり、また、Ag含有量が過大になってコスト増になる。
[Embodiment 3]
In
If the plating layer is less than 3 μm, the thickness of the Zn plating layer is insufficient, so that a special rust prevention effect cannot be obtained, and since the Ag content is very small, the antibacterial effect is also low. On the other hand, when the thickness is 7 μm or more, overcoating occurs, and the Ag content becomes excessive, resulting in an increase in cost.
〔実施態様4〕
解決手段1の実施態様4は、上記メッキ層のうちAg−Zn合金メッキ層の厚さが2〜5μmであること。
Agが拡散しているAg−Zn合金メッキ層の厚さが2μm未満では、AgClが生成し、抗菌作用が低下するばかりか表面が黒色化してしまい、5μmを越えると、表面のAg濃度が低下して抗菌作用が低下する。
したがって、Ag−Zn合金層が少ないAg量で最大の抗菌作用を発揮するものであるためには、Ag−Zn合金メッキ層のうちAgが拡散しているAg−Zn合金メッキ層の厚さが2〜5μmであることが望ましい。
[Embodiment 4]
In Embodiment 4 of
If the thickness of the Ag-Zn alloy plating layer in which Ag is diffused is less than 2 μm, AgCl is generated and the antibacterial action is lowered, and the surface is blackened. If the thickness exceeds 5 μm, the Ag concentration on the surface is lowered. As a result, the antibacterial action decreases.
Therefore, in order for the Ag—Zn alloy layer to exhibit the maximum antibacterial action with a small amount of Ag, the thickness of the Ag—Zn alloy plating layer in which Ag diffuses in the Ag—Zn alloy plating layer is small. It is desirable that it is 2-5 micrometers.
〔解決手段2〕
上記課題を解決するために講じた手段2は、解決手段1による抗菌ワイヤの製造方法についての解決手段であり、次の(a)〜(c)によるものである。
(a)金属ワイヤにZnメッキを施すること、
(b)上記Znメッキ層の上にAgメッキを施すこと、
(c)上記Agメッキを施した後、加熱して熱拡散すること。
〔作用〕
金属ワイヤにZnメッキを施し、さらに、その上にAgメッキを施すことは比較的容易で、低コストである。さらに、Znメッキ層、Agメッキ層を形成したワイヤを加熱炉を通して熱拡散させてAg−Zn合金メッキ層にすることも比較的容易で低コストである。
そして、これらの(a)〜(c)の加工は連続して成されるので、解決手段1の抗菌ワイヤを比較的安価に製造することができる。
[Solution 2]
(A) applying a Zn plating to a metal wire;
(B) performing Ag plating on the Zn plating layer;
(C) After performing the above Ag plating, heating and thermal diffusion.
[Action]
It is relatively easy and low cost to apply Zn plating to a metal wire and further apply Ag plating thereon. Furthermore, it is relatively easy and low-cost to form a Ag—Zn alloy plating layer by thermally diffusing a wire formed with a Zn plating layer and an Ag plating layer through a heating furnace.
And since processing of these (a)-(c) is continuously performed, the antimicrobial wire of the solution means 1 can be manufactured comparatively cheaply.
以上のとおり、廉価な金属線材をAg−Zn合金のメッキ層で被覆して抗菌ワイヤを構成するものであるから、この抗菌ワイヤは、銀が塩素と化学反応してその抗菌効果が低下することはなく、また、その表面が黒色化して外観が低下することもない。
また、薄いAg−Zn合金のメッキ層で高い抗菌効果を確保するものであるから、極めて少量の銀で高い抗菌効果を発揮させることができ、したがって、抗菌ワイヤを極めて廉価に製造することができる。
As described above, since an antibacterial wire is formed by coating an inexpensive metal wire with a plated layer of an Ag—Zn alloy, this antibacterial wire has its antibacterial effect lowered by the chemical reaction of silver with chlorine. In addition, the surface is not blackened and the appearance is not deteriorated.
In addition, since a thin Ag—Zn alloy plating layer ensures a high antibacterial effect, it is possible to exert a high antibacterial effect with a very small amount of silver, and therefore, an antibacterial wire can be manufactured at a very low cost. .
次に、最良の実施例を説明する。
この実施例は、線径5.5mmのステンレス鋼線を熱処理と伸線加工を繰り返して0.25mmまで伸線加工し、この0.25mmのステンレス鋼線1の表面に電気メッキによって厚さt1 :4μmのZnメッキを施す。この場合のメッキ速度は特に問題ではないが、この例では、約10分で上記厚さのZnメッキを完了する。上記Znメッキ層2の上に電気メッキによって厚さt2 :1μmのAgメッキを施す。この場合のメッキの速度は特に問題ではないが、この例では、約5分で上記厚さのAgメッキ層3を形成する(図1参照)。
Agメッキを完了した線材を加熱温度350℃の加熱炉内に10分滞留させて、AgをZnメッキ層に熱拡散させる。これによって厚さ3μmのAg−Zn合金メッキ層(熱拡散層)4が形成される(図2参照)。なお、この例では、Ag−Zn合金メッキ層におけるAgの割合は15重量%であり、また、Agの拡散領域におけるAgの重量密度は平均で10%、表層部分が最大で概略20%である(図2参照)。また、亜鉛と銀のメッキ層(Ag−Zn合金メッキ層)の厚さは3μmであるから、Ag−Zn合金メッキ層で被覆された抗菌ワイヤの線径は0.26mmであり、この直径に対するAg−Zn合金メッキ層の厚さの割合は、約1.15%で、極めて微小である。
Next, the best embodiment will be described.
In this embodiment, a stainless steel wire having a wire diameter of 5.5 mm is repeatedly heat-treated and drawn to 0.25 mm, and the surface of the 0.25 mm
The wire material that has been subjected to Ag plating is retained in a heating furnace at a heating temperature of 350 ° C. for 10 minutes to thermally diffuse Ag in the Zn plating layer. As a result, an Ag—Zn alloy plating layer (thermal diffusion layer) 4 having a thickness of 3 μm is formed (see FIG. 2). In this example, the Ag ratio in the Ag—Zn alloy plating layer is 15% by weight, the weight density of Ag in the Ag diffusion region is 10% on average, and the surface layer portion is approximately 20% at maximum. (See FIG. 2). Moreover, since the thickness of the zinc and silver plating layer (Ag—Zn alloy plating layer) is 3 μm, the wire diameter of the antibacterial wire covered with the Ag—Zn alloy plating layer is 0.26 mm. The thickness ratio of the Ag—Zn alloy plating layer is about 1.15%, which is extremely small.
〔その他の実施例〕
この他に、Ag−Zn合金メッキ層の厚さを2μmにしながら、Ag−Zn合金メッキ層におけるAgの割合が5重量%のもの、10重量%のもの、15重量%のもの、20重量%のもの、25重量%のもの、30重量%のものを作成し、さらに、1重量%のもの、3重量%のものを作成した。
[Other Examples]
In addition to this, while the thickness of the Ag—Zn alloy plating layer is 2 μm, the Ag ratio in the Ag—Zn alloy plating layer is 5 wt%, 10 wt%, 15 wt%, 20
上記実施例のものを含めて8例について抗菌作用の確認試験を行った。即ち、大腸菌、黄色ブドウ球菌をシャーレでそれぞれ繁殖させ、シャーレ内の菌数を測定した後、当該シャーレに上記8例のワイヤのカットサンプル10本(長さ50mm)を投入し、25℃、湿度70%の下で24時間放置し、大腸菌、黄色ブドウ球菌について菌数を計測した。その計数値を図3に示している。Agの含有比率が5%未満で抗菌効果が急激に低下し、5%以上では、大腸菌、黄色ブドウ球菌の繁殖がほぼゼロであることが明らかである。 An antibacterial action confirmation test was conducted on 8 cases including those of the above-mentioned Examples. That is, Escherichia coli and Staphylococcus aureus were each propagated in a petri dish, and the number of bacteria in the petri dish was measured. Then, 10 cut samples (length: 50 mm) of the above eight examples were put into the petri dish, and 25 ° C., humidity The cells were left under 70% for 24 hours, and the number of bacteria was counted for Escherichia coli and Staphylococcus aureus. The counted value is shown in FIG. When the Ag content is less than 5%, the antibacterial effect is drastically reduced. When the Ag content is 5% or more, it is apparent that the propagation of Escherichia coli and Staphylococcus aureus is almost zero.
1・・・金属線材
2・・・Znメッキ層
3・・・Agメッキ層
4・・・Ag−Zn合金メッキ層
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2003373508A JP2005133190A (en) | 2003-10-31 | 2003-10-31 | Antibacterial wire, and production method therefor |
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---|---|---|---|---|
JP2009082651A (en) * | 2007-10-03 | 2009-04-23 | Kanai Hiroaki | Catheter tube molding core material and production method thereof |
JP2010530476A (en) * | 2007-06-20 | 2010-09-09 | オウトテック オサケイティオ ユルキネン | Method for coating functional materials on construction materials and products produced by the method |
CN108977682A (en) * | 2018-07-26 | 2018-12-11 | 河北工业大学 | The preparation method of porous zinc-silver alloy biologic bracket material |
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2003
- 2003-10-31 JP JP2003373508A patent/JP2005133190A/en active Pending
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