JPH11236699A - Surface treated metallic material having excellent wear resistance and antimicrobial property and its production - Google Patents
Surface treated metallic material having excellent wear resistance and antimicrobial property and its productionInfo
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- JPH11236699A JPH11236699A JP10040609A JP4060998A JPH11236699A JP H11236699 A JPH11236699 A JP H11236699A JP 10040609 A JP10040609 A JP 10040609A JP 4060998 A JP4060998 A JP 4060998A JP H11236699 A JPH11236699 A JP H11236699A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば保冷庫の床
や壁、食品産業用機械部品、食品や医療品の台車、昇降
台、敷居、更には食品倉庫や厨房、トイレのドアノブ、
スイングドア、ラッチ等の様に、抗菌性と共に耐摩耗性
にも優れていることが要求される素材として有用な表面
処理金属材料に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to, for example, floors and walls of refrigerators, machinery parts for the food industry, trolleys for food and medical goods, elevators, sills, and door knobs for food warehouses, kitchens, toilets, and the like.
The present invention relates to a surface-treated metal material useful as a material which is required to have excellent anti-microbial properties and abrasion resistance, such as a swing door and a latch.
【０００２】[0002]
【従来の技術】上記の様な各種用途に使用される素材と
しては、抗菌性と共に耐摩耗性にも優れていることが要
求されるが、これまでその両特性を兼備した金属材料に
ついては、開発されていないのが実情である。2. Description of the Related Art Materials used for the above-mentioned various applications are required to have both excellent antibacterial properties and abrasion resistance. The fact is that it has not been developed.
【０００３】部材に抗菌性を付与する技術として、例え
ば特開平８−２１５２９３号には、ＴｉＯ2 ，ＺｎＯ，
ＷＯ3 等のｎ型半導体酸化物からなる物質と銀とを互い
に接してなる層を、基材表面に形成した抗菌部材につい
て提案されている。また特開平９−１９５０６１号に
は、ＴｉＯ2 ，ＺｎＯ，ＷＯ3 等の半導体酸化物をクロ
メート皮膜中に分散させることによって、抗菌性を付与
する技術が開示されている。更に、特開平９−１５７８
６０号には、Ｃｏ，Ａｇ，Ｃｕ，ＴｉＯ2 等を抗菌剤と
してＮｉめっき等に分散させる技術について提案されて
いる。As a technique for imparting antibacterial properties to members, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-215293 discloses TiO 2 , ZnO,
There has been proposed an antibacterial member in which a layer made of an n-type semiconductor oxide such as WO 3 and silver in contact with each other is formed on the surface of a substrate. JP-A-9-195061 discloses a technique for imparting antibacterial properties by dispersing a semiconductor oxide such as TiO 2 , ZnO, or WO 3 in a chromate film. Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-1578
No. 60 proposes a technique of dispersing Co, Ag, Cu, TiO 2 or the like as an antibacterial agent in Ni plating or the like.
【０００４】しかしながら、これらの技術は抗菌性を付
与することだけを考慮してなされたものであって、皮膜
の耐摩耗性の点では十分とはいえず、皮膜が摩耗するこ
とによって抗菌性付与効果が早期に消滅してしまうとい
う事態が生じる。また上記特開平９−１５７８６０号に
開示された分散めっき層では、ＴｉＯ2 等の分散材（抗
菌剤）に導電性がないものであるので、めっき素材との
親和性が悪く、分散材が剥落してその分散効果が早期に
消失するという問題もあった。[0004] However, these techniques are intended only for imparting antibacterial properties, and are not sufficient in terms of the abrasion resistance of the coating. A situation occurs in which the effect disappears early. In the dispersion plating layer disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-157860, the dispersing material (antibacterial agent) such as TiO 2 has no conductivity, so that it has poor affinity with the plating material and the dispersing material comes off. There is also a problem that the dispersing effect disappears early.
【０００５】尚、銀、銅またはＴｉＯ2 等を含む塗料を
ステンレス鋼表面に塗布したり、銅をステンレス鋼自体
に含有させたいわゆる抗菌性ステンレス鋼も知られてい
るが、この抗菌性ステンレス鋼は抗菌性付与効果および
耐摩耗性の少なくともいずれかの特性が不十分である。A so-called antibacterial stainless steel in which a paint containing silver, copper, TiO 2 or the like is applied to the surface of stainless steel, or copper is contained in the stainless steel itself, is also known. Has insufficient antimicrobial effect and / or abrasion resistance.
【０００６】一方、Ｎｉめっき層等の耐摩耗性を向上さ
せる技術として、めっき層中に炭化珪素、窒化ホウ素、
酸化アルムニウム等の分散材を共析させた技術も知られ
ているが、これらの技術は専ら硬度や耐摩耗性の向上を
図ったものであり、上記したした抗菌性付与については
全く考慮されていないものであり、また上記した抗菌性
付与技術とは両立させて適用できないものである。On the other hand, as a technique for improving the wear resistance of a Ni plating layer or the like, silicon carbide, boron nitride,
There are also known techniques in which a dispersing material such as aluminum oxide is co-deposited.However, these techniques are intended only to improve the hardness and abrasion resistance, and the above-mentioned antimicrobial properties are not considered at all. However, it cannot be applied while being compatible with the above-mentioned antimicrobial property imparting technology.
【０００７】上述の如く、耐摩耗性と抗菌性の両特性を
兼備した材料は、開発されておらず、こうした技術の開
発が望まれているのが実情である。As described above, a material having both abrasion resistance and antibacterial properties has not been developed, and in fact, the development of such a technique is desired.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の様な事
情に着目してなされたものであって、その目的は、耐摩
耗性と抗菌性の両特性に優れ、上記した各種用途に使用
される素材として有用な表面処理金属材料、およびこの
様な表面処理金属材料を製造する為の方法を提供するこ
とにある。DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and has as its object to excel in both abrasion resistance and antibacterial properties, and to be used in the above-mentioned various applications. It is an object of the present invention to provide a surface-treated metal material useful as a material to be formed, and a method for producing such a surface-treated metal material.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すること
のできた本発明の表面処理金属材料とは、金属材料の表
面に被覆層が形成された表面処理金属材料であって、前
記被覆層は、混合原子価状態で且つ価電子帯準位が水／
酸素の平衡準位よりも貴である半導体粒子を分散した電
気めっき層である点に要旨を有するものである。Means for Solving the Problems The surface-treated metal material of the present invention which can solve the above-mentioned problems is a surface-treated metal material in which a coating layer is formed on the surface of a metal material, wherein the coating layer is , A mixed valence state and a valence band level of water /
The gist lies in the fact that the electroplating layer has semiconductor particles nobler than the oxygen equilibrium level dispersed therein.
【００１０】上記表面処理金属材料において、前記金属
めっき層は、ＮｉまたはＮｉ基合金を主体とするもので
あることが好ましい。[0010] In the surface-treated metal material, it is preferable that the metal plating layer is mainly composed of Ni or a Ni-based alloy.
【００１１】また前記半導体粒子としては、三酸化タン
グステンを主体とする粒子が代表的なものとして挙げら
れ、この三酸化タングステンを用いた場合には、その分
散効果を発揮させる為には、めっき層に対する含有量が
０．１重量％以上であることが好ましい。The semiconductor particles are typically particles mainly composed of tungsten trioxide. When this tungsten trioxide is used, it is necessary to use a plating layer in order to exhibit its dispersing effect. Is preferably 0.1% by weight or more.
【００１２】一方、上記した様な本発明の表面処理金属
材料を製造するに当たっては、価電子帯準位が水／酸素
の平衡準位よりも貴である半導体粒子を分散した電気め
っき浴を用い、還元性雰囲気で電気めっき層を被覆する
ことにより前記半導体粒子を混合原子価状態とすれば良
い。On the other hand, in producing the surface-treated metal material of the present invention as described above, an electroplating bath in which semiconductor particles whose valence band level is more noble than the water / oxygen equilibrium level is used. The semiconductor particles may be brought into a mixed valence state by coating the electroplating layer in a reducing atmosphere.
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】本発明者らは、耐摩耗性と抗菌性
の両特性を兼備させる為の手段について様々な角度から
検討した。その結果、混合原子価状態で且つ価電子帯準
位が水／酸素の平衡準位よりも貴である半導体粒子を分
散した電気めっき層を、金属材料の表面に被覆層として
形成すれば、耐摩耗性と抗菌性のいずれの特性も優れた
表面処理金属材料が実現できることを見出し、本発明を
完成した。本発明が完成された経緯に沿って、本発明の
作用について説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present inventors have studied various means for achieving both abrasion resistance and antibacterial properties. As a result, if the electroplating layer in which the semiconductor particles in the mixed valence state and the valence band level are more noble than the water / oxygen equilibrium level is dispersed is formed as a coating layer on the surface of the metal material, the resistance to the electroplating can be improved It has been found that a surface-treated metal material excellent in both abrasion and antibacterial properties can be realized, and the present invention has been completed. The operation of the present invention will be described along the history of completion of the present invention.
【００１４】本発明者らが検討したところによると、次
のことを明らかにした。即ち、混合原子価状態をとる半
導体粒子をとしては、三酸化タングステン（ＷＯ3 ）を
挙げることできるが、こうした半導体粒子を用いた場合
には、酸化チタン等の様に混合原子価状態をとらない半
導体粒子（この意味については後述する）を用いた場合
と比べて、その粒子とめっき素材との親和性が向上し、
これによってめっき層の耐摩耗性を格段と向上できたの
である。According to the study by the present inventors, the following has been made clear. That is, as the semiconductor particles having a mixed valence state, tungsten trioxide (WO 3 ) can be cited, but when such semiconductor particles are used, they do not have a mixed valence state unlike titanium oxide or the like. Compared with the case of using semiconductor particles (the meaning of which will be described later), the affinity between the particles and the plating material is improved,
This significantly improved the wear resistance of the plating layer.
【００１５】上記の様な半導体粒子を用いることによっ
て該粒子とめっき素材との親和性が向上した理由につい
ては、その全てを解明し得た訳ではないが、次の様に考
えることができた。即ち、混合原子価状態とは、例えば
ＷＯ3 の場合にはＷの５価と６価が共存した状態である
が、こうした状態であると電気伝導性が生じるのでＷ０
3 粒子表面からめっき金属の電析が可能となり、その結
果として分散材としてのＷＯ3 粒子とめっき金属との親
和性が向上するものと考えることができる。The reason why the affinity between the particles and the plating material has been improved by using the semiconductor particles as described above has not been fully elucidated, but can be considered as follows. . That is, for example, in the case of WO 3 , the mixed valence state is a state in which pentavalent and hexavalent W coexist.
It can be considered that the plating metal can be electrodeposited from the surface of the three particles, and as a result, the affinity between the WO 3 particles as a dispersant and the plating metal is improved.
【００１６】半導体粒子において上記の様な混合原子価
状態を達成するには、例えばＷＯ3粒子の場合には、カ
ソード上で電気めっき中に共析するときに、その表面を
還元されればその一部が５価の原子価となって混合原子
価状態となる。半導体粒子の混合原子価状態を実現する
為の手段としては、電気めっきによって被覆層を形成す
れば、電気めっき中に水素が発生する還元性雰囲気にな
るので、こうした雰囲気にＷＯ3 粒子を晒せば半導体粒
子は混合原子価状態となる。但し、半導体粒子を還元性
雰囲気に晒せばその全てが、混合原子価状態となるので
はなく、上記した酸化チタンでは還元性雰囲気に晒して
も混合原子価状態とはならない。即ち、本発明では、酸
化チタンの様な半導体粒子を混合原子価状態をとらない
半導体粒子として、本発明で用いる半導体粒子と区別し
ているのである。In order to achieve the above-mentioned mixed valence state in the semiconductor particles, for example, in the case of WO 3 particles, when the surface is reduced during the eutectoid deposition during electroplating on the cathode, the surface is reduced. A part becomes pentavalent and becomes a mixed valence state. As a means for realizing the mixed-valence state of the semiconductor particles, by forming a coating layer by electroplating, since hydrogen in the electroplating becomes a reducing atmosphere to occur, if Sarase the WO 3 particles in such an atmosphere The semiconductor particles are in a mixed valence state. However, if the semiconductor particles are exposed to a reducing atmosphere, not all of them will be in a mixed valence state, but the above-mentioned titanium oxide will not be in a mixed valence state even when exposed to a reducing atmosphere. That is, in the present invention, semiconductor particles such as titanium oxide are distinguished from semiconductor particles used in the present invention as semiconductor particles that do not assume a mixed valence state.
【００１７】電気めっき中に分散される上記半導体粒子
は、その価電子帯準位が水／酸素の平衡準位よりも貴と
することによって、優れた抗菌性を発揮することができ
る。こうした抗菌性付与効果は、光触媒作用によるもの
であるが、その原理は次の通りである。半導体粒子の価
電子帯準位が水／酸素の平衡準位よりも貴である場合に
は、酸素が発生することになる。例えばＷＯ3 は、バン
ドギャップが３．２ｅＶの半導体であり、波長３８８ｎ
ｍの紫外光を吸収することになる。そして光が吸収され
て生成した正孔と電子のうちの電子は、周囲の電気めっ
き層が金属であるのでその中に移動することになり、正
孔と電子がより完全に分離される。その結果として、Ｗ
Ｏ3 単独で用いる場合（即ち、周囲に金属めっき層が存
在しない場合）に比べて、光化学反応の収率が高くな
る。こうした観点からしても、本発明における抗菌性付
与効果は、従来技術と比べて更に効果的なものである。
そしてこうして生じた電子は上記酸素分子と反応して、
Ｏ2 ＋ｅ- →Ｏ2 - の反応によってＯ2 - が生じる。こ
うして生じたＯ2 - は、Ｏ2 - ＋ｈ+ →２Ｏの反応によ
って原子状酸素を生じ、この原子状酸素が優れた抗菌性
を発揮する。The semiconductor particles dispersed during electroplating can exhibit excellent antibacterial properties by making the valence band level nobleer than the water / oxygen equilibrium level. The effect of imparting antibacterial property is due to the photocatalytic action, and the principle is as follows. If the valence band level of the semiconductor particles is more noble than the water / oxygen equilibrium level, oxygen will be generated. For example, WO 3 is a semiconductor having a band gap of 3.2 eV and a wavelength of 388 nV.
m of ultraviolet light. Then, the electrons out of the holes and electrons generated by the absorption of light move into the surrounding electroplating layer because the electroplating layer is a metal, and the holes and electrons are more completely separated. As a result, W
The yield of the photochemical reaction is higher than when O 3 is used alone (that is, when there is no metal plating layer around). Even from such a viewpoint, the effect of imparting antibacterial property in the present invention is more effective than in the prior art.
And the electrons thus generated react with the oxygen molecules,
O 2 + e - → O 2 - O 2 by reaction - occurs. O 2 − thus generated generates atomic oxygen by the reaction of O 2 − + h + → 2O, and this atomic oxygen exerts excellent antibacterial properties.
【００１８】本発明で用いる半導体粒子は、混合原子価
状態で且つ価電子帯準位が水／酸素の平衡準位よりも貴
であるという要件を満足すれば上記した効果が発揮でき
るのであるが、こうした半導体粒子としては上記したＷ
Ｏ3 に限らず、例えばＭｏＳ 2 も挙げることができる。
但し、最も好ましい半導体粒子は、ＷＯ3 である。また
本発明の表面被覆金属材料は、少なくとも上記要件を満
足する半導体粒子が主体として電気めっき層中に分散さ
れていればその効果が発揮されるが、分散させる半導体
粒子として混合原子価状態をとらない半導体粒子が一部
共在していても良い。The semiconductor particles used in the present invention have a mixed valence.
State and the valence band level is higher than the water / oxygen equilibrium level
If the requirement of
However, such semiconductor particles include W
OThree Not limited to, for example, MoS Two Can also be mentioned.
However, the most preferred semiconductor particles are WOThree It is. Also
The surface-coated metal material of the present invention satisfies at least the above requirements.
Semiconductor particles are mainly dispersed in the electroplating layer.
The effect can be exhibited if it is
Some semiconductor particles do not take a mixed valence state as particles
They may coexist.
【００１９】上記金属材料の表面に被覆層として形成す
る金属めっきとしては、電気めっきであれば良くその種
類については限定するものではないが、例えばＮｉ，Ｃ
ｒ，亜鉛，錫，鉄，銅の各種電気めっき、およびこれら
の金属を基をする電気合金めっき等を挙げることができ
るが、このうち耐摩耗性の観点からして好ましいのはＮ
ｉまたはＮｉ合金を主体としためっき層である。またこ
うしたＮｉ合金めっきとしては、具体的には、燐を２〜
７重量％程度含有させたＮｉ−Ｐ合金めっきが挙げられ
る。The metal plating to be formed as a coating layer on the surface of the above metal material is not particularly limited as long as it is electroplating, and the type thereof is not limited.
Various electroplating of r, zinc, tin, iron and copper, and electroalloy plating based on these metals can be mentioned. Of these, N is preferable from the viewpoint of wear resistance.
It is a plating layer mainly composed of an i or Ni alloy. In addition, as such Ni alloy plating, specifically, phosphorous is
Ni-P alloy plating containing about 7% by weight is exemplified.
【００２０】金属めっき層の耐摩耗性をより良好にする
という観点からすれば、その厚みも適切に調整するのが
良く、手で触れる程度の緩やかな摩耗状況下で使用する
場合にはその厚みは５μｍ以上であればその効果が達成
されるが、金属との摺動が激しい摩耗状況下で使用する
場合には、その厚みは２０μｍ以上とすることが好まし
い。From the viewpoint of improving the abrasion resistance of the metal plating layer, the thickness of the metal plating layer should be appropriately adjusted. The effect can be attained if the thickness is 5 μm or more. However, when the metal is used in a state of abrasion in which the sliding with metal is severe, the thickness is preferably 20 μm or more.
【００２１】半導体粒子を分散させることによる効果を
有効に発揮させる為には、その分散量（含有量）も適切
に調整するのが良く、その効果は半導体粒子の種類によ
っても異なるが、例えばＷＯ3 Ｗを用いる場合には、め
っき層に対する含有量が０．１重量％以上であることが
好ましい。また半導体粒子の含有量の上限については、
特に限定されるものではないが、あまり多くを含有させ
てもその効果が飽和するので３重量％以下であることが
好ましい。また本発明で用いる半導体粒子は、その粒径
も適切な範囲のものを使用するのが良く、分散のし易さ
という観点からすれば、０．０１〜０．１μｍ程度であ
ることが好ましい。In order to effectively exert the effect of dispersing the semiconductor particles, the amount of dispersion (content) should be appropriately adjusted. The effect varies depending on the type of the semiconductor particles. When 3 W is used, the content with respect to the plating layer is preferably 0.1% by weight or more. Regarding the upper limit of the content of semiconductor particles,
Although not particularly limited, the effect is saturated even if the content is too large, so that the content is preferably 3% by weight or less. The semiconductor particles used in the present invention preferably have a particle size in an appropriate range. From the viewpoint of easy dispersion, the particle size is preferably about 0.01 to 0.1 μm.
【００２２】尚本発明で用いる金属材料としては、その
表面に電気めっき法によって金属めっき層を形成できる
ものであれば、その種類については限定するものではな
く、例えばＡｌ，Ｔｉ，炭素鋼等が挙げられる。また本
発明の表面処理金属材料を製造するに当たっては、上記
した趣旨から明らかな様に、価電子帯準位が水／酸素の
平衡準位よりも貴である半導体粒子を分散した電気めっ
き浴を用い、還元性雰囲気で電気めっき層を被覆するこ
とにより前記半導体粒子を混合原子価状態とする様にす
れば良い。The type of the metal material used in the present invention is not limited as long as a metal plating layer can be formed on the surface of the metal material by an electroplating method, and examples thereof include Al, Ti, and carbon steel. No. In producing the surface-treated metal material of the present invention, as is apparent from the above-mentioned point, an electroplating bath in which semiconductor particles whose valence band level is more noble than the equilibrium level of water / oxygen is dispersed. The semiconductor particles may be brought into a mixed valence state by covering the electroplating layer in a reducing atmosphere.
【００２３】以下本発明を実施例によって更に具体的に
説明するが、下記実施例は本発明を限定する性質のもの
ではなく、前・後記の趣旨に徴して設計変更することは
いずれも本発明の技術的範囲に含まれものである。Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the following examples do not limit the present invention. It is included in the technical scope of.
【００２４】[0024]
【実施例】金属材料としてＴｉを用い、この表面に電気
めっき法によって各種の被覆層を形成した。このとき用
いためっき浴組成を下記表１、２に示す。EXAMPLES Ti was used as a metal material, and various coating layers were formed on the surface by electroplating. The plating bath compositions used at this time are shown in Tables 1 and 2 below.
【００２５】[0025]
【表１】 [Table 1]
【００２６】[0026]
【表２】 [Table 2]
【００２７】得られた各表面処理金属材料について、耐
摩耗性、抗菌性および混合原子価状態の有無を調査し
た。このときの各項目の条件および評価基準は下記の通
りである。Each of the obtained surface-treated metal materials was examined for abrasion resistance, antibacterial property and presence or absence of a mixed valence state. The conditions and evaluation criteria for each item at this time are as follows.
【００２８】〈耐摩耗性の評価〉ＪＩＳＨ８５０３に規
定される砂落し磨耗試験を下記の条件で行い、試験前後
の質量変化（摩耗量）を測定し、分散材を含まない場合
の摩耗量を１としたときの相対値によって評価した。 研削材：ＳｉＣ研削材（＃８０） 研削材の落下量：５．３３±０．１７ｇ／ｓｅｃ 試験時間：１２００ｓｅｃ（Ｎｏ．１〜６、〜９，１
０）、３００ｓｅｃ（Ｎｏ．７，８，１１，１２） （評価基準） ○：相対値０〜０．２５％未満 △：相対値０．２５〜０．５０％未満 ×：相対値０．５０％以上<Evaluation of Abrasion Resistance> A sand removal abrasion test specified in JIS H8503 was performed under the following conditions, and a change in mass (abrasion amount) before and after the test was measured. The evaluation was based on the relative value when Abrasive: SiC abrasive (# 80) Amount of fall of abrasive: 5.33 ± 0.17 g / sec Test time: 1200 sec (Nos. 1 to 6, to 9, 1)
0), 300 sec (No. 7, 8, 11, 12) (Evaluation criteria) ：: relative value 0 to less than 0.25% Δ: relative value 0.25 to less than 0.50% ×: relative value 0.50 %that's all
【００２９】〈抗菌性の評価〉大腸菌（ＡＴＣＣ１３５
００）の濃度が５．０×１０6 （ＣＰＵ／ｍｌ）となる
様に調整した液５０μｌをサンプルに接種した後、３０
℃で２時間、ブラックライト（ピーク波長：３６５ｎ
ｍ，光量：３００Ｗ／ｃｍ2 ）を照射した。２時間後の
生菌数（菌の生存率：％）を混釈培地菌数測定法によっ
て測定することによって抗菌性を評価した。 （評価基準） ○：２時間後の菌の生存率２０％未満 ×：２時間後の菌の生存率２０％以上<Evaluation of antibacterial activity> Escherichia coli (ATCC135)
(00) was inoculated to the sample, and 50 μl of the solution adjusted to be 5.0 × 10 6 (CPU / ml) was inoculated into the sample.
℃ 2 hours, black light (peak wavelength: 365 n
m, light amount: 300 W / cm 2 ). The antibacterial activity was evaluated by measuring the viable cell count (survival rate of the cell:%) after 2 hours by a pour-medium count method. (Evaluation criteria) ：: Survival rate of bacteria after 2 hours is less than 20% ×: Survival rate of bacteria after 2 hours is 20% or more
【００３０】〈混合原子価状態の有無〉ＷＯ3 が混合原
子可状態でないとき（即ち、Ｗの原子価が６価のみのと
き）には、その粒子の色が黄色を呈し、混合原子価状態
のときには（即ち、Ｗの原子価が５価と６価を含むと
き）には、その粒子の色が黄色と青色が混在した状態を
呈するので、顕微鏡によって粒子の色調を観察すること
によって混合原子価状態の有無を評価した。<Presence or absence of mixed valence state> When WO 3 is not in a mixed valence state (that is, when the valence of W is only hexavalent), the color of the particle is yellow and the mixed valence state is In the case of (i.e., when the valence of W includes pentavalent and hexavalent), the color of the particles is a mixture of yellow and blue, so the mixed atom is observed by observing the color tone of the particles with a microscope. The presence or absence of a valence state was evaluated.
【００３１】これらの結果を下記表３，４に示すが、こ
れらから次の様に評価できる。まずＷＯ3 を適量分散さ
せたＮｏ．１〜３では、ＷＯ3 を分散させていないもの
（Ｎｏ．４，５）およびＷＯ3 の分散量が適切でないも
の（Ｎｏ．６）に比べて、良好な耐摩耗性を示している
ことが分かる。The results are shown in Tables 3 and 4 below, from which the results can be evaluated as follows. No. 1 in which WO 3 was dispersed in an appropriate amount. In 1-3, be compared to those not disperse the WO 3 (No.4,5) and dispersion amount of WO 3 is intended not appropriate (No.6), show good wear resistance I understand.
【００３２】一方、抗菌性に関しては、半導体粒子（Ｗ
Ｏ3 ）を含有していないもの（Ｎｏ．５）やその含有量
が少ないもの（Ｎｏ．５）では、菌の生存率が８０〜９
０％であるのに対し、ＷＯ3 を適量分散させたＮｏ．１
〜３では菌の生存率が３〜１１％と低い値を示している
ことが分かる。また半導体粒子として、ＴｉＯ2 だけを
分散させたたのもの（Ｎｏ．４）では、抗菌性は良好で
あるものの、ＴｉＯ2が混合原子価状態にならないの
で、めっき金属と分散材との親和性が低く、耐摩耗性が
不足している。On the other hand, with respect to antibacterial properties, semiconductor particles (W
O 3) which does not contain (No.5) and their in what the content is less (No.5), the survival rate of the bacteria 80-9
Whereas 0%, were appropriate amount dispersed WO 3 No. 1
3 shows that the survival rate of the bacterium is as low as 3 to 11%. Further, in the case where only TiO 2 is dispersed as the semiconductor particles (No. 4), although the antibacterial property is good, since the TiO 2 does not enter the mixed valence state, the affinity between the plating metal and the dispersant is low. Low and lacks abrasion resistance.
【００３３】尚Ｎｏ．３に示す様に、ＷＯ3 に加えて混
合原子価状態にならないＴｉＯ2 粒子を分散させたもの
でも、ＷＯ3 を適正量含んでいる限り、良好な耐摩耗性
が発揮されていることが分かる。まためっき金属が、亜
鉛，クロム，スズの場合であっても、適正量のＷＯ3 を
分散させたもの（Ｎｏ．７，９，１１）では、耐摩耗性
および抗菌性のいずれも良好であることが分かる。No. As shown in FIG. 3 , even in the case where TiO 2 particles that do not enter a mixed valence state are dispersed in addition to WO 3 , as long as the proper amount of WO 3 is contained, good wear resistance is exhibited. . Even when the plating metal is zinc, chromium, or tin, the one in which an appropriate amount of WO 3 is dispersed (Nos. 7, 9, and 11) has good abrasion resistance and antibacterial properties. You can see that.
【００３４】[0034]
【表３】 [Table 3]
【００３５】[0035]
【表４】 [Table 4]
【００３６】[0036]
【発明の効果】本発明は以上の様に構成されており、混
合原子価状態で且つ価電子帯準位が水／酸素の平衡準位
よりも貴である半導体粒子を分散した電気めっき層を、
金属材料の表面に被覆層として形成することによって、
耐摩耗性と抗菌性の両特性に優れた表面処理金属材料が
実現でき、こうした表面処理金属材料は冷蔵庫の床や
壁、食品産業用機械部品、食品や医療品の台車、昇降
台、敷居、更には食品倉庫や厨房、トイレのドアノブ、
スイングドア、ラッチ等の素材として有用である。According to the present invention, there is provided an electroplating layer in which semiconductor particles in a mixed valence state and whose valence band level is more noble than the water / oxygen equilibrium level are dispersed. ,
By forming as a coating layer on the surface of the metal material,
Surface-treated metal materials with excellent both abrasion resistance and antibacterial properties can be realized, and such surface-treated metal materials can be used for floors and walls of refrigerators, machinery parts for the food industry, trolleys, elevators, sills, Is a food warehouse, kitchen, toilet door knob,
It is useful as a material for swing doors and latches.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安永 龍哉 神戸市西区高塚台１丁目５番５号 株式会 社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内 (72)発明者 阪下 真司 神戸市西区高塚台１丁目５番５号 株式会 社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内 (72)発明者 山田 貞子 神戸市西区高塚台１丁目５番５号 株式会 社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内 (72)発明者 中山 武典 神戸市西区高塚台１丁目５番５号 株式会 社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Tatsuya Yasunaga 1-5-5 Takatsukadai, Nishi-ku, Kobe City Inside Kobe Research Institute, Kobe Steel Ltd. No. 5-5 Kobe Steel Research Institute, Kobe Research Institute (72) Inventor Sadako Yamada 1-5-5 Takatsukadai, Nishi-ku, Kobe City, Kobe Steel Research Institute Kobe Research Institute (72) Inventor Nakayama Takenori 1-5-5 Takatsukadai, Nishi-ku, Kobe-shi Kobe Steel Works Kobe Research Institute
Claims (5)
面処理金属材料であって、前記被覆層は、混合原子価状
態で且つ価電子帯準位が水／酸素の平衡準位よりも貴で
ある半導体粒子を分散した電気めっき層であることを特
徴とする耐摩耗性と抗菌性に優れた表面処理金属材料。1. A surface-treated metal material having a coating layer formed on a surface of a metal material, wherein the coating layer is in a mixed valence state and has a valence band level higher than that of a water / oxygen equilibrium level. A surface-treated metal material excellent in abrasion resistance and antibacterial properties, characterized by being an electroplating layer in which noble semiconductor particles are dispersed.
合金を主体とするものである請求項１に記載の表面処理
金属材料。2. The surface-treated metal material according to claim 1, wherein the metal plating layer is mainly composed of Ni or a Ni-based alloy.
を主体とする粒子である請求項１または２に記載の表面
処理金属材料。3. The surface-treated metal material according to claim 1, wherein the semiconductor particles are particles mainly composed of tungsten trioxide.
含有量が０．１重量％以上である請求項３に記載の表面
処理金属材料。4. The surface-treated metallic material according to claim 3, wherein the content of the tungsten trioxide in the plating layer is 0.1% by weight or more.
理金属材料を製造するに当たり、価電子帯準位が水／酸
素の平衡準位よりも貴である半導体粒子を分散した電気
めっき浴を用い、還元性雰囲気で電気めっき層を被覆す
ることにより前記半導体粒子を混合原子価状態とするこ
とを特徴とする表面処理金属材料の製造方法。5. In producing the surface-treated metal material according to claim 1, electroplating in which semiconductor particles whose valence band level is more noble than the water / oxygen equilibrium level are dispersed. A method for producing a surface-treated metal material, wherein the semiconductor particles are brought into a mixed valence state by coating an electroplating layer in a reducing atmosphere using a bath.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10040609A JPH11236699A (en) | 1998-02-23 | 1998-02-23 | Surface treated metallic material having excellent wear resistance and antimicrobial property and its production |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10040609A JPH11236699A (en) | 1998-02-23 | 1998-02-23 | Surface treated metallic material having excellent wear resistance and antimicrobial property and its production |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11236699A true JPH11236699A (en) | 1999-08-31 |
Family
ID=12585275
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10040609A Pending JPH11236699A (en) | 1998-02-23 | 1998-02-23 | Surface treated metallic material having excellent wear resistance and antimicrobial property and its production |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11236699A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7695522B2 (en) | 2002-04-16 | 2010-04-13 | Accentus Plc | Metal implants |
| JP2010240573A (en) * | 2009-04-06 | 2010-10-28 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Method for manufacturing photocatalyst element |
| JP2013209374A (en) * | 2006-11-13 | 2013-10-10 | Joseph Peter Guggenbichler | Substance having antimicrobial effect |
| US8858775B2 (en) | 2007-10-03 | 2014-10-14 | Accentus Medical Limited | Method of manufacturing metal with biocidal properties |
| US9011665B2 (en) | 2004-03-13 | 2015-04-21 | Accentus Medical Limited | Metal implants |
-
1998
- 1998-02-23 JP JP10040609A patent/JPH11236699A/en active Pending
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| US9393349B2 (en) | 2002-04-16 | 2016-07-19 | Accentus Medical Limited | Metal implants |
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| US8858775B2 (en) | 2007-10-03 | 2014-10-14 | Accentus Medical Limited | Method of manufacturing metal with biocidal properties |
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