JP6473984B1

JP6473984B1 - りん青銅合金表面を粗面化した薄膜化板状品に特殊コーティング剤を塗布することにより、抗菌性を３０％以上落とさず、光沢度を粗面化状態のままのリン青銅合金と比較すると本コーティング剤にてさらに消失させると共に、指紋を目立たせなくさせた物品。

Info

Publication number: JP6473984B1
Application number: JP2017229628A
Authority: JP
Inventors: 真理生原田; 守哉谷口
Original assignee: 株式会社原田伸銅所
Priority date: 2017-11-10
Filing date: 2017-11-10
Publication date: 2019-02-27
Anticipated expiration: 2037-11-10
Also published as: JP2019089752A

Abstract

【課題】コーティング剤を塗工したリン青銅薄膜板の抗菌性を検証し、人体との接触による変色を軽減する加工方法、及びリン青銅の抗菌性を活用し得る用途の提供。【解決手段】コーティングリン青銅合金の組成を、０＜Ｓｎ≦１１重量％のスズと、０≦Ｐ≦０．３５重量％のリンとを含み、残部が銅からなる、優れた抗菌性を発現するリン青銅薄板。変色の防止には、空気通過、水非通過のコーティング剤を使用し、２種類のコーティング剤であり、一つはパリレンであり、もう一つはシリコン系のコーティング剤等の特定の構成比で作成したコーティングリン青銅。【効果】前記抗菌性を有するコーティングリン青銅薄膜板で、医療機関などの手摺、ドアノブ、その他の手で直接触れる部分を覆うことで、感染症の蔓延などを未然に防止できる。【選択図】なし

Description

本発明は、抗菌性を有するリン青銅合金薄膜化板にコーティング剤を塗布し、指紋を目立たせない、粗面化状態のままと比較してもさらに光沢度が落ちるばかりではなく、抗菌性の低下についても塗布前との比較において３０％以下に留める、物品に関するものである。

金属の一部の銅、銀、スズなどが殺菌性や抗菌性を有することは、従来から知られていて、様々な分野に使用されている。これらの金属が殺菌性や抗菌を発現する理由としては、水に溶けて生じるイオンが、微生物の細胞壁や細胞膜を破壊したり、酵素やタンパク質と結合して、活性や代謝機能を低下させたりすることによると言われている。また、イオン化する際に放出される電子が、空気中や水中に溶存する酸素の一部を活性酸素化し、微生物中の有機物を化学的に攻撃することも、殺菌性や抗菌性の要因になると言われている。

リン青銅薄膜化板状品はスズを含む合金で、機械的な強度や導電性に優れ、加工性にも優れていることから、電子部品や各種電機製品に用いられている。加工性に優れていることから、用途に合わせた形状に加工することが容易で、この特徴と、殺菌性あるいは抗菌性の両方を活用することにより、従来とは異なる多面的な用途展開が期待できる。

このような観点から、殺菌性や抗菌性を必要とする分野への銅合金の使用例を概観すると、例えば、銅線を編み込むことにより、水虫の予防効果を付与した靴下が挙げられる。また、特許文献２には、銅や銀などの金属で構成した金網を用いた、水系洗浄液を濾過する濾過装置が開示されている。

また、特許文献３には、銀、銅、亜鉛、スズなどから選ばれる消臭抗菌成分を担持させた酸化チタン粒子と、アミン系化合物からなる抗菌消臭剤が開示されている。しかし、これらはいずれも、人の手などが直接触れるものではなく、噴霧状、霧状、或いは定置場所に置かれ、必要な時だけ押す等であり、例えば、医療機関の通路に付設される手摺などのように、手で直接触れることが使用目的で、しかも高度の殺菌性あるいは抗菌性が要求されるものは、見出せていないのが実情である。

この理由としては、リン青銅が、純銅よりも高い抗菌性を示すことが明確に示されていなかったことと、及び銅価格が直近３０年前後前から生産者価格でなく市場価格（ＬＭＥロンドン金属取引所取引）即ち金融商品と同様の取引形態となり、一挙に高価となってしまった為、加えて銅合金が人体との接触により、変色が生じやすいことが挙げられる。現在、銅の価格は落ちつき数年前の乱高下とは状態は異なる。

特開２０１５−２１４５２８号公報特開２０１０−１３７３５３号公報特開２００９−２６８５１０号公報特開１９９３−１２５５９１号公報

従って、本発明の課題は、コーティング剤を塗布したリン青銅の抗菌合金薄膜板状品の抗菌性が大きな落ちがないことを検証すると共に、薄膜化板状品の上部にコーティング剤を塗布したものは、指紋が目立ちにくく、加えてコーティング処理をしていないものと比較し、光沢度の落ちがさらに大きくなっていることを検証することも重要であり、最終的には人体との接触による変色を軽減する方法を本品に提供しても、抗菌性下降程度が３０％以内程度しか落ち込まないことを発見し、本品の新規用途を提案することにある。

本発明は、前記課題に鑑み、リン青銅薄膜化板状品と上部コーティング剤を塗布した材の抗菌性との関係を明確化するとともに、表面の性状と変色の顕在化との関係を検討する過程においてなされたものである。

即ち、本発明は、１１重量％のスズと、０．３５重量％以下（０を含まない）のリンとを含み、残部が銅と不可避の不純物からなることを特徴とする、抗菌性を有するリン青銅合金薄膜化板状品上部にコーティング剤を塗布した物品である。

また、本発明は、圧延加工が施され、表面に機械的な粗面化処理を施されてなることを特徴とする、前記の抗菌性を有するリン青銅合金薄膜化板状品の上部にコーティング剤を塗布している物品である。

また、本発明は、前記粗面化処理の加工方法が、ダルロールを用いたダル加工、粒度が４０〜２００の砥粒を用いたグラインダ加工、粒度が粗度が１２〜２０Ｓの砥粒を用いたショットブラスト加工、ヘアライン（Ｐ２４０番台）加工から選ばれる少なくとも１種を含み、その粗面化された上部にコーティング剤を塗布することを特徴とする、前記の抗菌性を有するリン青銅合金表面粗面化コーティング塗布済物品である。

また、本発明は、前記のリン青銅合金の薄膜化板状品で、リン青銅合金表面にコーティング剤を塗布し被覆してなることを特徴とする物品である。

本発明者らは、リン青銅合金コーティング剤塗布済における、抗菌性の関係を、微生物の抗菌性試験により検討した結果、スズの含有量が１１重量％以下、リンの含有量が０．３５重量％以下の領域で、リン青銅合金が顕著な抗菌性を発現することを見出し、本発明をなした。

銅の持つ抗菌性の要因の一つとして、金属がイオン化する際に放出される電子が、空気中や水中に溶存する酸素の一部を活性化することが考えられているのは、前記の通りである。リン青銅合金コーティング剤塗布済のものにおいては、合金を構成する成分の、イオン化ポテンシャルの相異とそれに付随するイオン化傾向の相異により、各成分の間で電子の授受が生じることが、特定の組成範囲における、このような結果に繋がったものと解される。

金属表面の外観は、鏡面のように研磨した状態と、粗面化した状態とでは、大きく異なり、特に適当な表面粗さに粗面化すると、例えば人の手の皮脂のような異物の付着や、酸化による変色が目立たなくなる。本発明者は、この現象に着目し、粗面化の条件の検討及びコーティング剤塗布（コーティング剤塗布後、光沢度は塗布前よりさらに落ちる）により、表面の変色を解消した。加えて、抗菌性の落ち幅を３０％以内最小限で止めている。

ハロー試験の一例を示す写真フィルム密着法試験の一例を示す写真コーティング剤塗布前の抗菌性前と塗布後の抗菌性について表２をグラフ化しコーティング前後の差異を示している図コーティング剤厚み１．３μｍ本発明に係る青銅合金表面を、ダルロールを用いてダル加工し粗面化したものにコーティング剤を塗布した一例の写真本発明のリン青銅合金薄板を、手摺表面に取り付けす、すぐにコーティング剤を塗布した一例を示す斜視図

次に、リン青銅合金薄膜化板状品にコーティング剤を金属表面に塗布し、抗菌性の検討説明により、本発明の実施の形態について説明する。

まず、圧延したリン青銅薄膜化板状品にコーティング剤（光沢度なし、空気通過、水非通過を選択）を塗布する。
塗布されるコーティング剤は、▲１▼パリレン１００％又は▲２▼ＩＣ３６８：ＴＣ：酢酸エチル＝２０：１：７９のいずれかであり、コーティング厚みは０．５〜２．０μとする。

用いられる圧延板は、寸法が厚み０．１〜２ｍｍ（コーティング剤塗布）×２８ｍｍ×２８ｍｍの、抗菌性試験用試料を切り出し、ＪＩＳＬ１９０２に準じたハロー試験を行った。試験に用いた菌は、黄色ブドウ球菌の１種類である。図１は、ハロー試験の一例を示す写真で、ここに示したのは、黄色ブドウ球菌の例である。

ハロー試験では、シャーレの中に菌を培養し、中央に試験片を置いて一定時間保持する。そして試験片周辺の菌が消滅した、ハローと称される領域の幅を測定する。試験は３菌種に対し３回異なる試験片を用いて行った。ハロー幅は、図１にＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄで示したように、試験片の４辺に対して測定するので、１条件に対し１２回の測定を行った

表１は、試験に用いたリン青銅薄膜状板材を管に巻きコーティング剤を塗布し、ハロー法フィルム密着法１２回の測定値の平均値をまとめた表である。また、図２は表１に示したハロー試験の結果を、横軸を時間、縦軸をハロー幅として示したフィルム密着法図である。
［表１］長さ３００ｍｍ、φ３２ｍｍのアルミニウム管に合金銅板を巻き付けたもの
生菌数―１径φ６５ｍｍの銅管の表面にコーティング剤（パリレン）塗布後の生菌数調査
生菌数―２径φ３２ｍｍの銅管の表面にコーティング剤（パリレン）塗布後の生菌数調査
生菌数−３径φ３２ｍｍの銅管の表面の一部に電磁成形で、手で持ちやすくするためくぼみ（ディンプル）を付けた後でコーティング剤（パリレン）塗工後に生菌数調査

表１、表２と図３に示したように、本試験条件の範囲では、一定以上の抗菌性が認められる。つまり、リン青銅薄膜板粗表面にコーティング剤を塗布しても、コーティング剤の塗布厚みが２ミクロン以下であれば、純銅よりも抗菌効果の向上が認められることが明らかである。

図４は、本発明に係る青銅合金表面を、ダル加工を用いて粗面化した例の写真である。ここで粗面化加工に用いたダル加工の、ダルロールの粗度は２０Ｓである。通常の圧延仕上がり面では、直接手で触れると指紋跡が目立つが、表面をこのように機械加工で粗面化することにより、指紋跡の視認が困難になった。なお、粗面化の方法としてはダル加工、バイブレーション加工の他に、ショットブラスト加工、ヘアライン加工などが挙げられ、同様の効果が得られることは勿論である。

図５は、約０．２ｍｍの厚さに圧延し、表面を粗面化した、本発明のリン青銅合金薄膜化板状品を、手摺表面に取り付けた一例を示す斜視図である。
医療機関や高齢者の介護施設の通路や出入り口には、ここに示したように、手摺やドアノブなどの直接手で触れる部分を、本発明のリン青銅合金の薄板で覆うことにより、感染症の蔓延を事前に防止することができる。

以上に示したように、本発明によれば、抗菌性に優れ、指紋を目立たせないリン青銅合金薄膜化板状品を提供することができる。なお、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の分野における通常の知識を有する者であれば想到し得る、各種変形、修正を含む、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更があっても、本発明に含まれることは勿論である。

Claims

１１重量％以下（０を含まない）のスズと、０．３５重量％以下（０を含まない）のリンとを含み、残部が銅と不可避の不純物からなることを特徴とする、抗菌性を有するリン青銅合金薄膜化板状品に指紋等の付着を目立たせないようにコーティング剤を塗布することで光沢度は消すが、抗菌性を３０％以上落とさないように考案したコーティング剤を塗布した物品。
圧延加工が施され、粗面化されたリン青銅薄膜化板状品の表面にコーティング剤を０．５μｍ〜２．０μｍ塗布する（コーティング加工）ことを特徴とする、請求項１に記載の、抗菌性を有する物品。
前記コーティング加工は、空気通過、液体非通過のコーティング剤▲１▼パリレン剤１００％、或いは▲２▼ＷＡＫＥＲ社製ＩＣ３６８：水溶性チタン架橋剤：酢酸エチルを２０：１：７９で混合したコーティング剤（ＩＣ３６８は、ＷＡＫＥＲ社の開発したもので化学名又は一般名シリコーン成分アルキルフェニルアルコキシシリコーン１００％）いずれかを０．５μｍ〜２．０μｍ塗布した請求項１または請求項２に記載の抗菌性を有するリン青銅合金薄膜化板状物品。
２μ以上塗布すると、抗菌性は極端に落ち始める。
請求項１ないし請求項３に記載の薄膜化板状品で、表面を被覆してなることを特徴とする物品。