JPH04228550A - 抗菌性を有する高耐酸化耐変色/高耐食アモルファス合金 - Google Patents
抗菌性を有する高耐酸化耐変色/高耐食アモルファス合金Info
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- JPH04228550A JPH04228550A JP12605091A JP12605091A JPH04228550A JP H04228550 A JPH04228550 A JP H04228550A JP 12605091 A JP12605091 A JP 12605091A JP 12605091 A JP12605091 A JP 12605091A JP H04228550 A JPH04228550 A JP H04228550A
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- Footwear And Its Accessory, Manufacturing Method And Apparatuses (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は抗菌性を有する高耐酸化
耐変色/高耐食アモルファス合金に係り、特に、かび、
バクテリア等に対して優れた抗菌性を有すると共に、耐
酸化性、耐変色性、耐食性にも優れた抗菌性を有する高
耐酸化耐変色/高耐食アモルファス合金に関する。
耐変色/高耐食アモルファス合金に係り、特に、かび、
バクテリア等に対して優れた抗菌性を有すると共に、耐
酸化性、耐変色性、耐食性にも優れた抗菌性を有する高
耐酸化耐変色/高耐食アモルファス合金に関する。
【0002】
【従来の技術】銅(Cu)や銀(Ag)イオンに殺菌作
用があることは古くから知られている。身近な例では含
銅タイプの船底塗料で藻やふじつぼの発生を防止したり
、浴場の殺菌に銀イオンを用いる方法などがある。また
、Cuとステンレス粉末との焼結材料よりなる海洋生物
付着防止材料も知られている。これは、金属イオンの触
媒作用で、活性酸素をごく少量ずつ持続的に発生させ、
微生物のエネルギー代謝を阻害したり、或いはイオンそ
のものが微生物や細菌内に移動して殺す作用があるため
といわれている。
用があることは古くから知られている。身近な例では含
銅タイプの船底塗料で藻やふじつぼの発生を防止したり
、浴場の殺菌に銀イオンを用いる方法などがある。また
、Cuとステンレス粉末との焼結材料よりなる海洋生物
付着防止材料も知られている。これは、金属イオンの触
媒作用で、活性酸素をごく少量ずつ持続的に発生させ、
微生物のエネルギー代謝を阻害したり、或いはイオンそ
のものが微生物や細菌内に移動して殺す作用があるため
といわれている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Cuは
耐食性が低く、容易に酸化して抗菌効果のあるCu+
イオンが抗菌効果の低い化合物に変化するという欠点が
ある。また、Agも酸化変色し易く、かつイオン化し難
い上に高価である等、実用上の難点を有していた。
耐食性が低く、容易に酸化して抗菌効果のあるCu+
イオンが抗菌効果の低い化合物に変化するという欠点が
ある。また、Agも酸化変色し易く、かつイオン化し難
い上に高価である等、実用上の難点を有していた。
【0004】本発明は上記従来の問題点を解決し、安価
なCuを抗菌成分とする合金であって、耐酸化性、耐変
色性、耐食性にも優れた抗菌性を有する高耐酸化耐変色
/高耐食アモルファス合金を提供することを目的とする
。
なCuを抗菌成分とする合金であって、耐酸化性、耐変
色性、耐食性にも優れた抗菌性を有する高耐酸化耐変色
/高耐食アモルファス合金を提供することを目的とする
。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1の抗菌性を有す
る高耐酸化耐変色/高耐食アモルファス合金は、5原子
%以上のTa及び/又は15原子%以上のNbと、Ti
及びNiとを含み、残部が実質的にCuからなる合金で
あって、Ta及び/又はNbとTiとの合計含有量が3
0〜62.5原子%で、Ni含有量がTa及び/又はN
b含有量の0.6〜4倍であり、かつ、Cu含有量がT
i含有量の0.6〜4倍であることを特徴とする。
る高耐酸化耐変色/高耐食アモルファス合金は、5原子
%以上のTa及び/又は15原子%以上のNbと、Ti
及びNiとを含み、残部が実質的にCuからなる合金で
あって、Ta及び/又はNbとTiとの合計含有量が3
0〜62.5原子%で、Ni含有量がTa及び/又はN
b含有量の0.6〜4倍であり、かつ、Cu含有量がT
i含有量の0.6〜4倍であることを特徴とする。
【0006】請求項2の抗菌性を有する高耐酸化耐変色
/高耐食アモルファス合金は、Ta及び/又はNbを1
5〜85原子%含み、残部が実質的にCuからなること
を特徴とする。
/高耐食アモルファス合金は、Ta及び/又はNbを1
5〜85原子%含み、残部が実質的にCuからなること
を特徴とする。
【0007】請求項3の抗菌性を有する高耐酸化耐変色
/高耐食アモルファス合金は、1原子%以上のTaと、
Ti及び/又はZrとを含み、残部が実質的にCuから
なる合金であって、TaとTi及び/又はZrとの合計
含有量が15〜85原子%であることを特徴とする。
/高耐食アモルファス合金は、1原子%以上のTaと、
Ti及び/又はZrとを含み、残部が実質的にCuから
なる合金であって、TaとTi及び/又はZrとの合計
含有量が15〜85原子%であることを特徴とする。
【0008】請求項4の抗菌性を有する高耐酸化耐変色
/高耐食アモルファス合金は、合計で1原子%以上のT
a及びNbと、Ti及び/又はZrとを含み、残部が実
質的にCuからなる合金であって、Ta及びNbとTi
及び/又はZrとの合計含有量が15〜85原子%であ
ることを特徴とする。
/高耐食アモルファス合金は、合計で1原子%以上のT
a及びNbと、Ti及び/又はZrとを含み、残部が実
質的にCuからなる合金であって、Ta及びNbとTi
及び/又はZrとの合計含有量が15〜85原子%であ
ることを特徴とする。
【0009】以下に本発明を詳細に説明する。なお、本
発明において、合金は各成分を含有して全体として10
0原子%となるものとする。本発明における各成分組成
の限定理由は次の通りである。なお、請求項1〜4のい
ずれのアモルファス合金においてもCuは抗菌性を担う
元素であって、抗菌活性の面から、その好ましい含有量
は30〜80原子%である。また、アモルファス合金化
元素の中でもTaは最も優れた耐食性を示すものであっ
て、その好ましい含有量は10〜20原子%である。
発明において、合金は各成分を含有して全体として10
0原子%となるものとする。本発明における各成分組成
の限定理由は次の通りである。なお、請求項1〜4のい
ずれのアモルファス合金においてもCuは抗菌性を担う
元素であって、抗菌活性の面から、その好ましい含有量
は30〜80原子%である。また、アモルファス合金化
元素の中でもTaは最も優れた耐食性を示すものであっ
て、その好ましい含有量は10〜20原子%である。
【0010】特に、本発明においては、Cu:30〜8
0原子%、Ta:10〜20原子%で、残部がTi等の
元素であることが好ましい。Cuが上記範囲よりも多い
とアモルファス化が阻害され耐食性に劣ることとなり、
逆に少ないとTaやTiの含有量が増えて合金のコスト
が上昇し、好ましくない。また、耐食性の観点から20
原子%を超えるTaは不必要であが、Cuが上記範囲内
であれば抗菌性に何ら影響を与えるものではない。
0原子%、Ta:10〜20原子%で、残部がTi等の
元素であることが好ましい。Cuが上記範囲よりも多い
とアモルファス化が阻害され耐食性に劣ることとなり、
逆に少ないとTaやTiの含有量が増えて合金のコスト
が上昇し、好ましくない。また、耐食性の観点から20
原子%を超えるTaは不必要であが、Cuが上記範囲内
であれば抗菌性に何ら影響を与えるものではない。
【0011】請求項1のアモルファス合金において、T
a、Nb、Tiはいずれも非酸化性の酸中で保護皮膜を
形成して耐食性を担う元素である。中でもTaはその作
用が最も強く、5原子%以上Taを含めば、Ta及びT
i或いはTa、Ti及びNbとの合計で30原子%含む
場合、濃塩酸中でも十分な耐食性が得られる。NbはT
aに次いで耐食性に有効な元素であって、15原子%以
上含めば、Ti或いはTiとTaとの合計で30原子%
含む場合、濃塩酸中でも十分な耐食性が得られる。
a、Nb、Tiはいずれも非酸化性の酸中で保護皮膜を
形成して耐食性を担う元素である。中でもTaはその作
用が最も強く、5原子%以上Taを含めば、Ta及びT
i或いはTa、Ti及びNbとの合計で30原子%含む
場合、濃塩酸中でも十分な耐食性が得られる。NbはT
aに次いで耐食性に有効な元素であって、15原子%以
上含めば、Ti或いはTiとTaとの合計で30原子%
含む場合、濃塩酸中でも十分な耐食性が得られる。
【0012】Ni及びCuは共にTa、Nb、Tiのい
ずれかと適量の割合の合金を構成すれば、アモルファス
構造になり得る。中でもTa及びNbはNiとアモルフ
ァス合金を作り易く、TiはCuとアモルファス合金を
作り易い。従って、本発明の合金のように、Ta及び/
又はNb、Ti、Ni並びにCuを含む4元ないし5元
合金においては、Ni含有量は、Ta含有量、Nb含有
量或いは両者を含む合金ではTa及びNbの総含有量の
0.6〜4倍とする。Cuは、本発明の合金の実質的残
部をなすが、Cu含有量はTiの0.6〜4倍とする。 従って、Ta及び/又はNbとTiとの合計は62.5
原子%以下となる。
ずれかと適量の割合の合金を構成すれば、アモルファス
構造になり得る。中でもTa及びNbはNiとアモルフ
ァス合金を作り易く、TiはCuとアモルファス合金を
作り易い。従って、本発明の合金のように、Ta及び/
又はNb、Ti、Ni並びにCuを含む4元ないし5元
合金においては、Ni含有量は、Ta含有量、Nb含有
量或いは両者を含む合金ではTa及びNbの総含有量の
0.6〜4倍とする。Cuは、本発明の合金の実質的残
部をなすが、Cu含有量はTiの0.6〜4倍とする。 従って、Ta及び/又はNbとTiとの合計は62.5
原子%以下となる。
【0013】なお、請求項1のアモルファス合金が、5
原子%以下のMo、W、Zrを含んでも本発明の目的に
支障はない。
原子%以下のMo、W、Zrを含んでも本発明の目的に
支障はない。
【0014】請求項2〜4のアモルファス合金において
、前述のTa、Nb、Tiと同様にZrもCuと共存す
るとアモルファス構造を形成する元素であって、スパッ
タリング法等でアモルファス構造を形成するためにはT
a、Nb、Zr、Tiの群から選ばれる1種又は2種以
上を15〜85原子%含む必要がある。このうち、Ta
を含まないTi及び/又はZrとCuとの合金、並びに
、Ti及び/又はZrとNb及びCuとの合金であるC
u−Ti、Cu−Zr、Cu−Ti−Zr、Cu−Nb
−Ti、Cu−Nb−Zr及びCu−Nb−Ti−Zr
合金を除いて、Cu−Nb2元アモルファス合金及びT
aを含む全てのアモルファス合金が、スパッタリング法
でしか作成できないものであるが、請求項2〜4の合金
である。なお、Taを1原子%未満しか含まない合金及
びTaとNbの合計で1原子%未満の合金は、実質的に
Taを含まないTi及び/又はZrとCuとの合金、並
びに、Ti及び/又はZrとNb及びCuとの合金であ
るCu−Ti、Cu−Zr、Cu−Ti−Zr、Cu−
Nb−Ti、Cu−Nb−Zr及びCu−Nb−Ti−
Zr合金と同等と見なされるので、請求項3、4におい
て、Taを1原子%以上含むか或いはTaとNbの合計
で1原子%以上含むこととした。
、前述のTa、Nb、Tiと同様にZrもCuと共存す
るとアモルファス構造を形成する元素であって、スパッ
タリング法等でアモルファス構造を形成するためにはT
a、Nb、Zr、Tiの群から選ばれる1種又は2種以
上を15〜85原子%含む必要がある。このうち、Ta
を含まないTi及び/又はZrとCuとの合金、並びに
、Ti及び/又はZrとNb及びCuとの合金であるC
u−Ti、Cu−Zr、Cu−Ti−Zr、Cu−Nb
−Ti、Cu−Nb−Zr及びCu−Nb−Ti−Zr
合金を除いて、Cu−Nb2元アモルファス合金及びT
aを含む全てのアモルファス合金が、スパッタリング法
でしか作成できないものであるが、請求項2〜4の合金
である。なお、Taを1原子%未満しか含まない合金及
びTaとNbの合計で1原子%未満の合金は、実質的に
Taを含まないTi及び/又はZrとCuとの合金、並
びに、Ti及び/又はZrとNb及びCuとの合金であ
るCu−Ti、Cu−Zr、Cu−Ti−Zr、Cu−
Nb−Ti、Cu−Nb−Zr及びCu−Nb−Ti−
Zr合金と同等と見なされるので、請求項3、4におい
て、Taを1原子%以上含むか或いはTaとNbの合計
で1原子%以上含むこととした。
【0015】なお、Ta、Nb、Zr、Tiはいずれも
非酸化性の酸中で保護皮膜を形成して耐食性を担う元素
であり、Zr、Ti、Nb、Taの順にその作用は増大
するため、その耐食性は異なるが、請求項2〜4の合金
もまた、塩酸中で十分な耐食性を示す。
非酸化性の酸中で保護皮膜を形成して耐食性を担う元素
であり、Zr、Ti、Nb、Taの順にその作用は増大
するため、その耐食性は異なるが、請求項2〜4の合金
もまた、塩酸中で十分な耐食性を示す。
【0016】請求項2〜4のアモルファス合金が、5原
子%以下のMo及び/又はWを含んでいても、本発明の
目的に支障はない。
子%以下のMo及び/又はWを含んでいても、本発明の
目的に支障はない。
【0017】このような本発明のアモルファス合金は、
好ましくはスパッタリング法により作製される。スパッ
タリング法はアモルファス合金を作る一つの方法であっ
て、スパッタリング法によるアモルファス合金の製造は
、作成しようとするアモルファス合金と平均組成が等し
いが単相ではない複数の結晶相からなるターゲットを焼
結や溶融によって作成して用いたり、作成しようとする
アモルファス合金の主成分からなる金属板に合金化しよ
うとする元素を埋め込んで用いたりして行なわれる。
好ましくはスパッタリング法により作製される。スパッ
タリング法はアモルファス合金を作る一つの方法であっ
て、スパッタリング法によるアモルファス合金の製造は
、作成しようとするアモルファス合金と平均組成が等し
いが単相ではない複数の結晶相からなるターゲットを焼
結や溶融によって作成して用いたり、作成しようとする
アモルファス合金の主成分からなる金属板に合金化しよ
うとする元素を埋め込んで用いたりして行なわれる。
【0018】具体的には、次の通りである。Cu−Ta
或いはCu−Nb合金ターゲットを溶融法などで作成す
ることは困難であるが、Cu板にTa及び/又はNbを
埋め込んだターゲットを用いるスパッタリング法によっ
て、高耐食性を備えたアモルファスCu−Ta、Cu−
Nb及びCu−Ta−Nb合金を得ることができる。こ
の場合、生成するアモルファス合金に場所による不均一
性の発生を避けるために、例えば、第7図及び第8図に
示す如く、スパッター装置チャンバー内で複数のサブス
トレイト12をチャンバーの中心軸の回りに公転させる
と共に(図中、11はサブストレイトの公転軸である。 )、サブストレイト12自体も自転させることが望まし
い。更に、生成するアモルファス合金の組成を広い範囲
で変化させるために、第8図に示す一つのターゲット1
5を用いるものよりも、第7図に示す如く、例えば一つ
のターゲット13はCu板にTa及びNbのいずれか或
いはこの両者を埋め込んだものとし、もう一つのターゲ
ット14はTa及びNbのいずれかとして、これら2つ
のターゲットを互いに傾斜させて2つのターゲットの垂
線の交わる付近にサブストレイトを置くように設置し、
これら2つのターゲットを2つの電源で出力を互いに制
御しながら同時に作動させるのが有利である。
或いはCu−Nb合金ターゲットを溶融法などで作成す
ることは困難であるが、Cu板にTa及び/又はNbを
埋め込んだターゲットを用いるスパッタリング法によっ
て、高耐食性を備えたアモルファスCu−Ta、Cu−
Nb及びCu−Ta−Nb合金を得ることができる。こ
の場合、生成するアモルファス合金に場所による不均一
性の発生を避けるために、例えば、第7図及び第8図に
示す如く、スパッター装置チャンバー内で複数のサブス
トレイト12をチャンバーの中心軸の回りに公転させる
と共に(図中、11はサブストレイトの公転軸である。 )、サブストレイト12自体も自転させることが望まし
い。更に、生成するアモルファス合金の組成を広い範囲
で変化させるために、第8図に示す一つのターゲット1
5を用いるものよりも、第7図に示す如く、例えば一つ
のターゲット13はCu板にTa及びNbのいずれか或
いはこの両者を埋め込んだものとし、もう一つのターゲ
ット14はTa及びNbのいずれかとして、これら2つ
のターゲットを互いに傾斜させて2つのターゲットの垂
線の交わる付近にサブストレイトを置くように設置し、
これら2つのターゲットを2つの電源で出力を互いに制
御しながら同時に作動させるのが有利である。
【0019】この方法によって、生成するアモルファス
合金中の合金元素の濃度を自由に変えたり、更にこのバ
リエーションとして、CuにTaやNbと共にTiやZ
rを埋め込んだターゲットを用いるなどいろいろなター
ゲットと方法を組合わせることによって、本発明組成の
アモルファス合金が得られる。2つのターゲットを用い
る方法においては、特にサブストレイトの公転と自転が
、均一なアモルファス合金を作成するために必要である
。
合金中の合金元素の濃度を自由に変えたり、更にこのバ
リエーションとして、CuにTaやNbと共にTiやZ
rを埋め込んだターゲットを用いるなどいろいろなター
ゲットと方法を組合わせることによって、本発明組成の
アモルファス合金が得られる。2つのターゲットを用い
る方法においては、特にサブストレイトの公転と自転が
、均一なアモルファス合金を作成するために必要である
。
【0020】スパッタリング法で作成した本発明の組成
の合金は前記各元素が均一に固有した単相のアモルファ
ス合金である。均一固溶体である本発明のアモルファス
合金には、極めて均一で、著しく優れた抗菌性と、高耐
酸化性、耐変色性及び高耐食性を保証する保護皮膜が形
成される。
の合金は前記各元素が均一に固有した単相のアモルファ
ス合金である。均一固溶体である本発明のアモルファス
合金には、極めて均一で、著しく優れた抗菌性と、高耐
酸化性、耐変色性及び高耐食性を保証する保護皮膜が形
成される。
【0021】本発明の抗菌性を有する高耐酸化耐変色/
高耐食アモルファス合金は、 ■ 白せん菌 ■ 黄色ぶどう球菌 ■ 大腸菌 ■ 海洋生物(ふじつぼ等) などの各種のかびやバクテリア等に対して優れた抗菌性
を示し、しかも、耐酸化性、耐食性にも優れることから
、 1)靴の中敷用の抗菌防臭材料 2)海洋生物付着防止材料 3)食中毒防止用の包装材料 4)衣類に発生する臭いの防止材料 等として、極めて有効に使用することができる。
高耐食アモルファス合金は、 ■ 白せん菌 ■ 黄色ぶどう球菌 ■ 大腸菌 ■ 海洋生物(ふじつぼ等) などの各種のかびやバクテリア等に対して優れた抗菌性
を示し、しかも、耐酸化性、耐食性にも優れることから
、 1)靴の中敷用の抗菌防臭材料 2)海洋生物付着防止材料 3)食中毒防止用の包装材料 4)衣類に発生する臭いの防止材料 等として、極めて有効に使用することができる。
【0022】
【作用】Cuの抗菌性はCuが金属状態のCu0 でも
、またCu2+のイオン状態でも効果的ではなく、Cu
+ のイオン状態において最も発揮されるといわれてい
る。しかしながら、結晶金属のCuの場合、バルク表面
は最初Cu0 からCu+ (Cu2 O)として存在
するが、時間とともに酸化してCu2+(CuO)或い
は別の化合物に変化する。このため、抗菌性が経時的に
失われる。
、またCu2+のイオン状態でも効果的ではなく、Cu
+ のイオン状態において最も発揮されるといわれてい
る。しかしながら、結晶金属のCuの場合、バルク表面
は最初Cu0 からCu+ (Cu2 O)として存在
するが、時間とともに酸化してCu2+(CuO)或い
は別の化合物に変化する。このため、抗菌性が経時的に
失われる。
【0023】これに対して、Cuを含むアモルファス合
金の場合、その表面に形成される不働態皮膜中のCuが
Cu+ として存在することから、優れた抗菌性が得ら
れる。
金の場合、その表面に形成される不働態皮膜中のCuが
Cu+ として存在することから、優れた抗菌性が得ら
れる。
【0024】この作用効果を本発明のアモルファス合金
をナイロン不織布にスパッタリングによりコーティング
した場合を例示して説明すると、次の通りである。即ち
、スパッタリング直後は第3図に示す如く、不織布1上
にアモルファス合金母相2が形成された状態であるが、
一旦腐食環境におかれると、第1図に示す如く、アモル
ファス合金母相2の表面のCuが優先的に溶解し、耐食
性元素(この場合、主にTa)が母相表面に濃縮して強
固な酸化皮膜、即ち不働態皮膜3(この不働態皮膜はT
a2 O5 やTiO2 よりなる。従って合金元素は
、Ta5+、Ti4+、Cu+ のようなイオン状態で
存在する。)が形成され、耐食性が向上する。或いは、
第2図に示す如く、この不働態皮膜3上に更にCu+
イオンを含むCu2 Oの表面層4が形成され、このた
めに抗菌性が発揮される。
をナイロン不織布にスパッタリングによりコーティング
した場合を例示して説明すると、次の通りである。即ち
、スパッタリング直後は第3図に示す如く、不織布1上
にアモルファス合金母相2が形成された状態であるが、
一旦腐食環境におかれると、第1図に示す如く、アモル
ファス合金母相2の表面のCuが優先的に溶解し、耐食
性元素(この場合、主にTa)が母相表面に濃縮して強
固な酸化皮膜、即ち不働態皮膜3(この不働態皮膜はT
a2 O5 やTiO2 よりなる。従って合金元素は
、Ta5+、Ti4+、Cu+ のようなイオン状態で
存在する。)が形成され、耐食性が向上する。或いは、
第2図に示す如く、この不働態皮膜3上に更にCu+
イオンを含むCu2 Oの表面層4が形成され、このた
めに抗菌性が発揮される。
【0025】この不働態皮膜3はCuが欠乏することに
なるため、Cu+ イオンはアモルファス合金母相2よ
り不働態皮膜3に供給され、更にこの膜3を通過してC
u+ イオンとして溶解するあるいはCu2Oの酸化物
として存在するものと考えられる。しかして、このCu
+イオンが黄色ぶどう球菌や白せん菌等に対して効果的
に働くこととなる。
なるため、Cu+ イオンはアモルファス合金母相2よ
り不働態皮膜3に供給され、更にこの膜3を通過してC
u+ イオンとして溶解するあるいはCu2Oの酸化物
として存在するものと考えられる。しかして、このCu
+イオンが黄色ぶどう球菌や白せん菌等に対して効果的
に働くこととなる。
【0026】第4図に、本発明に係るアモルファス合金
をコーティングした不織布と結晶金属銅の表面のCuイ
オンの状態を光電子分光分析した結果を示す。試料表面
のCu2P光電子結合エネルギーを測定した結果、アモ
ルファス合金コーティング不織布の場合はAに示すよう
に、Cu2Pはサテライトピークを示さず一価の酸化物
Cu2 O(Cu+ )の状態であることが分かる。一
方、金属銅では、Bに示したように最初金属状態であっ
たCu(Cu0 )は、徐々に酸化が進行し一価の酸化
物(Cu2 O:Cu+ )になり、更に酸化が進むと
Cに示すようにサテライトピークを持つCuO(Cu2
+)に変化する。
をコーティングした不織布と結晶金属銅の表面のCuイ
オンの状態を光電子分光分析した結果を示す。試料表面
のCu2P光電子結合エネルギーを測定した結果、アモ
ルファス合金コーティング不織布の場合はAに示すよう
に、Cu2Pはサテライトピークを示さず一価の酸化物
Cu2 O(Cu+ )の状態であることが分かる。一
方、金属銅では、Bに示したように最初金属状態であっ
たCu(Cu0 )は、徐々に酸化が進行し一価の酸化
物(Cu2 O:Cu+ )になり、更に酸化が進むと
Cに示すようにサテライトピークを持つCuO(Cu2
+)に変化する。
【0027】また、表1にはアモルファス合金コーティ
ング不織布の5%食塩水200ml中でのCuイオンの
溶出量をBCOD、吸光分光分析にて測定した結果を示
す。この結果から、アモルファス合金からは相当量のC
uイオンが溶出することが分かる。なお、この試験後も
アモルファス合金コーティング不織布の表面は金属光沢
を保ち、腐食した様子は全く認められなかった。
ング不織布の5%食塩水200ml中でのCuイオンの
溶出量をBCOD、吸光分光分析にて測定した結果を示
す。この結果から、アモルファス合金からは相当量のC
uイオンが溶出することが分かる。なお、この試験後も
アモルファス合金コーティング不織布の表面は金属光沢
を保ち、腐食した様子は全く認められなかった。
【0028】
【表1】
【0029】
【実施例】以下に実施例を挙げて、本発明をより具体的
に説明する。なお、以下において、合金組成を示す数字
の単位は原子%である。
に説明する。なお、以下において、合金組成を示す数字
の単位は原子%である。
【0030】実施例1
各種Cu−Ti−Ni−Taアモルファス合金について
、30℃に保持した6NのHCl中における分極特性と
、Ta含有量に対する耐食性との関係を調べ結果を第5
図及び第6図に示した。
、30℃に保持した6NのHCl中における分極特性と
、Ta含有量に対する耐食性との関係を調べ結果を第5
図及び第6図に示した。
【0031】第5図及び第6図より次のことが明らかで
ある。耐食性の高い金属として知られるTiと,Cuと
の合金であるCu−Ti合金は、6N HCl中では
容易に溶解してしまう。一方、この合金にTaを添加し
ていくことによって耐食性は飛躍的に向上し、15原子
%以上のTaを含有するアモルファス合金では自己不働
態化して、第3図に示す如く、厳しい腐食環境下におい
ても全く腐食しないようになる。これらの合金の耐食性
は、合金表面に形成された不働態皮膜の保護作用による
ものであるが、実施例に挙げたCu−34Ti以外のア
モルファスCu合金の不働態皮膜中には、耐食性に優れ
たTaとTiが濃縮し、安定な酸化物となって母合金を
保護していることが確認された。また、Cuはこの皮膜
中ではCu+ として存在し、かつCu+ イオンとし
て溶液中に優先的に溶解していくことも確認された。
ある。耐食性の高い金属として知られるTiと,Cuと
の合金であるCu−Ti合金は、6N HCl中では
容易に溶解してしまう。一方、この合金にTaを添加し
ていくことによって耐食性は飛躍的に向上し、15原子
%以上のTaを含有するアモルファス合金では自己不働
態化して、第3図に示す如く、厳しい腐食環境下におい
ても全く腐食しないようになる。これらの合金の耐食性
は、合金表面に形成された不働態皮膜の保護作用による
ものであるが、実施例に挙げたCu−34Ti以外のア
モルファスCu合金の不働態皮膜中には、耐食性に優れ
たTaとTiが濃縮し、安定な酸化物となって母合金を
保護していることが確認された。また、Cuはこの皮膜
中ではCu+ として存在し、かつCu+ イオンとし
て溶液中に優先的に溶解していくことも確認された。
【0032】実施例2
下記菌株に対する本発明のアモルファス合金の抗菌性を
下記方法により調べ、結果を表2、表3及び表4に示し
た。 試験菌株 Trichophyton mentagrophte
s IFO 6124(白せん菌) Staphylococcus aureus IFO
12732(黄色ぶどう球菌) Escherichia coli IFO 330
1(大腸菌)試験方法 ■ 菌液の調整 普通ブイヨン培地(35℃)で培養した試験菌をそのま
ま減菌リン酸緩衝液で希釈し、菌数を調整した。ただし
、白せん菌についてはサブロー寒天培地に血液を5%添
加した培地で14日間培養した菌体を0.05%ポリソ
ルベート80溶液に浮遊させ、菌数を調整した。
下記方法により調べ、結果を表2、表3及び表4に示し
た。 試験菌株 Trichophyton mentagrophte
s IFO 6124(白せん菌) Staphylococcus aureus IFO
12732(黄色ぶどう球菌) Escherichia coli IFO 330
1(大腸菌)試験方法 ■ 菌液の調整 普通ブイヨン培地(35℃)で培養した試験菌をそのま
ま減菌リン酸緩衝液で希釈し、菌数を調整した。ただし
、白せん菌についてはサブロー寒天培地に血液を5%添
加した培地で14日間培養した菌体を0.05%ポリソ
ルベート80溶液に浮遊させ、菌数を調整した。
【0033】■ 試験片
試験片を一辺約5cmの正方形に切り取って用いた。な
お用いた試験材料は以下のA〜Dの合金をナイロン不織
布に500Å厚さにコーティングしたものであり、更に
、比較材として下記のE、Fをナイロン不織布に同厚さ
にコーティングしたものと未コーティング不織布を用い
た。 アモルファス合金A=Cu−65Ti−5Taアモルフ
ァス合金B=Cu−50Ta アモルファス合金C=Cu−34Ta アモルファス合金D=Cu−15Ti−5Ta比較材E
=Cu100% 比較材F=ステンレス 比較材G=未コート材 ■ 試験操作 試験片に菌液を十分染み込む程度滴下し、25℃で保存
、6時間及び24時間後の生菌数を測定した。 ■ 菌数測定 試験片をSCDLP液体培地で洗い出し、この洗い出し
液について標準寒天培地を用いた混釈平板培養法(35
℃、2日間培養)により生菌数を測定し、試験片一枚当
たりの生菌数に換算した。ただし、白せん菌については
GPLP液体培地で洗い出し、ポテトデキストロース寒
天培地を用いた混釈平板培養法(25℃、14日間培養
)により生菌数を測定し、試験片一枚当たりの生菌数に
換算した。
お用いた試験材料は以下のA〜Dの合金をナイロン不織
布に500Å厚さにコーティングしたものであり、更に
、比較材として下記のE、Fをナイロン不織布に同厚さ
にコーティングしたものと未コーティング不織布を用い
た。 アモルファス合金A=Cu−65Ti−5Taアモルフ
ァス合金B=Cu−50Ta アモルファス合金C=Cu−34Ta アモルファス合金D=Cu−15Ti−5Ta比較材E
=Cu100% 比較材F=ステンレス 比較材G=未コート材 ■ 試験操作 試験片に菌液を十分染み込む程度滴下し、25℃で保存
、6時間及び24時間後の生菌数を測定した。 ■ 菌数測定 試験片をSCDLP液体培地で洗い出し、この洗い出し
液について標準寒天培地を用いた混釈平板培養法(35
℃、2日間培養)により生菌数を測定し、試験片一枚当
たりの生菌数に換算した。ただし、白せん菌については
GPLP液体培地で洗い出し、ポテトデキストロース寒
天培地を用いた混釈平板培養法(25℃、14日間培養
)により生菌数を測定し、試験片一枚当たりの生菌数に
換算した。
【0034】
【表2】
【0035】
【表3】
【0036】
【表4】
【0037】表2〜表4より明らかなように、本発明に
係るアモルファス合金をコーティングしたものは、いず
れの場合も未コーティング不織布に比べて生菌数が、6
時間後に1/100〜1/1000に減少し、更に24
時間後にはほぼゼロとなり、抗菌効果が確認できた。特
に、表4より、本発明に係るアモルファス合金は、食中
毒の原因の一つに挙げられている大腸菌に対しても、白
せん菌や黄色ぶどう球菌の場合と同様に高い抗菌効果が
認められることが明らかである。
係るアモルファス合金をコーティングしたものは、いず
れの場合も未コーティング不織布に比べて生菌数が、6
時間後に1/100〜1/1000に減少し、更に24
時間後にはほぼゼロとなり、抗菌効果が確認できた。特
に、表4より、本発明に係るアモルファス合金は、食中
毒の原因の一つに挙げられている大腸菌に対しても、白
せん菌や黄色ぶどう球菌の場合と同様に高い抗菌効果が
認められることが明らかである。
【0038】一方、比較材EのCuはアモルファス合金
と同様の抗菌効果が認められたものの、試験後には膜が
かなり溶解していた。また、比較材Fのステンレスにも
弱い抗菌効果が認められた。
と同様の抗菌効果が認められたものの、試験後には膜が
かなり溶解していた。また、比較材Fのステンレスにも
弱い抗菌効果が認められた。
【0039】実施例3
Cu−40Ti−10Taアモルファス合金コーティン
グ不織布(ナイロン)(コーティング厚さ500Å)及
びCuコーティング不織布(ナイロン)(コーティング
厚さは同厚さ)を表5に示す試験環境にてそれぞれ表5
に示す試験期間さらし、表面の状態を調べ、結果を表5
に示した。
グ不織布(ナイロン)(コーティング厚さ500Å)及
びCuコーティング不織布(ナイロン)(コーティング
厚さは同厚さ)を表5に示す試験環境にてそれぞれ表5
に示す試験期間さらし、表面の状態を調べ、結果を表5
に示した。
【0040】表5より、本発明に係るアモルファス合金
は耐食性、耐酸化、耐変色性に著しく優れることが明ら
かである。
は耐食性、耐酸化、耐変色性に著しく優れることが明ら
かである。
【0041】
【表5】
【0042】実施例4
東京湾に面した市原埠頭に、ふじつぼが発生し易い夏場
の7月18日〜9月4日にわたり、49日間、下記試料
H〜Kをステンレス製ワイヤに直列につないで浸漬し、
海洋生物の付着状況を調査した。引き上げた後の各試料
の表面状態を目視にて調べた結果を表6に示す。 試料 H:アモルファス合金(Cu−40Ti−10Ta)コ
ーティング不織布(ナイロン)(コーティング厚さ50
0Å) I:ステンレスパイプ J:スレート材 K:未コーティング不織布 表6より、本発明に係るアモルファス合金は海洋生物の
付着防止効果にも優れることが明らかである。
の7月18日〜9月4日にわたり、49日間、下記試料
H〜Kをステンレス製ワイヤに直列につないで浸漬し、
海洋生物の付着状況を調査した。引き上げた後の各試料
の表面状態を目視にて調べた結果を表6に示す。 試料 H:アモルファス合金(Cu−40Ti−10Ta)コ
ーティング不織布(ナイロン)(コーティング厚さ50
0Å) I:ステンレスパイプ J:スレート材 K:未コーティング不織布 表6より、本発明に係るアモルファス合金は海洋生物の
付着防止効果にも優れることが明らかである。
【0043】
【表6】
【0044】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の抗菌性を有
する高耐酸化耐変色/高耐食アモルファス合金によれば
、安価なCuを抗菌成分とする各種のカビやバクテリア
、海洋生物等に対して著しく優れた抗菌作用を有し、か
つ、耐酸化性、耐変色性、耐食性に優れ、従って、抗菌
性の長期持続性にも優れるアモルファス合金が提供され
る。本発明の抗菌性を有する高耐酸化耐変色/高耐食ア
モルファス合金は、各種生活用品や建材の雑菌繁殖防止
用途、工業施設の海洋生物付着防止用途等、幅広い分野
において、様々な形態にて有効に使用することが可能で
あり、その工業的有用性は極めて大である。
する高耐酸化耐変色/高耐食アモルファス合金によれば
、安価なCuを抗菌成分とする各種のカビやバクテリア
、海洋生物等に対して著しく優れた抗菌作用を有し、か
つ、耐酸化性、耐変色性、耐食性に優れ、従って、抗菌
性の長期持続性にも優れるアモルファス合金が提供され
る。本発明の抗菌性を有する高耐酸化耐変色/高耐食ア
モルファス合金は、各種生活用品や建材の雑菌繁殖防止
用途、工業施設の海洋生物付着防止用途等、幅広い分野
において、様々な形態にて有効に使用することが可能で
あり、その工業的有用性は極めて大である。
【図1】第1図は本発明のアモルファス合金の腐食環境
における表面状態を示す模式的断面図である。
における表面状態を示す模式的断面図である。
【図2】第2図は本発明のアモルファス合金の腐食環境
における表面状態を示す模式的断面図である。
における表面状態を示す模式的断面図である。
【図3】第3図は本発明のアモルファス合金のスパッタ
リング直後の表面状態を示す模式的断面図である。
リング直後の表面状態を示す模式的断面図である。
【図4】第4図は試料表面の光電子分光分析結果を示す
グラフである。
グラフである。
【図5】第5図はアモルファス合金の分極特性を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図6】第6図はアモルファス合金のTa含有量と耐食
性との関係を示すグラフである。
性との関係を示すグラフである。
【図7】第7図は本発明のアモルファス合金の作製に好
適なスパッター装置の一例を示す概略構成図である。
適なスパッター装置の一例を示す概略構成図である。
【図8】第8図は本発明のアモルファス合金の作製に好
適なスパッター装置の一例を示す概略構成図である。
適なスパッター装置の一例を示す概略構成図である。
1 不織布
2 アモルファス合金母相
3 不働態皮膜
4 表面層
Claims (4)
- 【請求項1】 5原子%以上のTa及び/又は15原
子%以上のNbと、Ti及びNiとを含み、残部が実質
的にCuからなる合金であって、Ta及び/又はNbと
Tiとの合計含有量が30〜62.5原子%で、Ni含
有量がTa及び/又はNb含有量の0.6〜4倍であり
、かつ、Cu含有量がTi含有量の0.6〜4倍である
ことを特徴とする抗菌性を有する高耐酸化耐変色/高耐
食アモルファス合金。 - 【請求項2】 Ta及び/又はNbを15〜85原子
%含み、残部が実質的にCuからなることを特徴とする
抗菌性を有する高耐酸化耐変色/高耐食アモルファス合
金。 - 【請求項3】 1原子%以上のTaと、Ti及び/又
はZrとを含み、残部が実質的にCuからなる合金であ
って、TaとTi及び/又はZrとの合計含有量が15
〜85原子%であることを特徴とする抗菌性を有する高
耐酸化耐変色/高耐食アモルファス合金。 - 【請求項4】 合計で1原子%以上のTa及びNbと
、Ti及び/又はZrとを含み、残部が実質的にCuか
らなる合金であって、Ta及びNbとTi及び/又はZ
rとの合計含有量が15〜85原子%であることを特徴
とする抗菌性を有する高耐酸化耐変色/高耐食アモルフ
ァス合金。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12605091A JPH04228550A (ja) | 1990-05-29 | 1991-05-29 | 抗菌性を有する高耐酸化耐変色/高耐食アモルファス合金 |
EP91119540A EP0515730A1 (en) | 1991-05-29 | 1991-11-15 | Antibacterial amorphous alloy highly resistant to oxidation, discoloration, and corrosion, fabric coated with amorphous alloy, and insole |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2-139347 | 1990-05-29 | ||
JP13934790 | 1990-05-29 | ||
JP12605091A JPH04228550A (ja) | 1990-05-29 | 1991-05-29 | 抗菌性を有する高耐酸化耐変色/高耐食アモルファス合金 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04228550A true JPH04228550A (ja) | 1992-08-18 |
Family
ID=26462307
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12605091A Pending JPH04228550A (ja) | 1990-05-29 | 1991-05-29 | 抗菌性を有する高耐酸化耐変色/高耐食アモルファス合金 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04228550A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011030538A1 (ja) | 2009-09-08 | 2011-03-17 | 三井化学株式会社 | 抗微生物性材料とその製造方法、および抗微生物性資材 |
CN103484798A (zh) * | 2013-09-29 | 2014-01-01 | 中国科学院金属研究所 | 非晶态合金作为抗菌功能材料的应用 |
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1991
- 1991-05-29 JP JP12605091A patent/JPH04228550A/ja active Pending
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