JPH11348175A - 抗菌性金属板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安定した抗菌作用が得られ、且つ緑青の発生
や腐食等による劣化を生じにくく耐食性に優れ、かつ強
度が高いた抗菌性金属板およびその製造方法を提供する
こと。 【解決手段】 ステンレス鋼などの鉄基合金板の表面に
キュプロニッケルなどのＣｕとＮｉを主成分とするＣｕ
基合金板をクラッドした抗菌性金属板。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、衛生機器など使用
する抗菌性金属板およびその製造方法、詳細にはステン
レス鋼板などの鉄基合金板の表面にＣｕとＮｉを主成分
とするＣｕ基合金板をクラッドした抗菌性金属板および
その製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、環境や衛生意識の向上につれて、
各種の抗菌処理製品が製造・販売されている。上記抗菌
とは、細菌の数を減らしたり、細菌の動きを抑える効果
を指す。係る抗菌処理を施すことにより、殺菌したり細
菌の増殖を抑えて病気の発生を防ぐとともに、不快な臭
気の発生を防ごうとするものである。使用される抗菌剤
には銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）等の無機系のものと、化学
薬品の有機系のものとがある。このうち、無機系の抗菌
剤は、家庭用の歯ブラシ等のプラスチック製品、便器、
便座等のセラミックス製品等に多く使用されている。

【０００３】ところで、無機系の抗菌剤のうち、Ａｇは
高価でコストアップになるため、一般にはＣｕが広く使
用されている。このＣｕによる抗菌作用を高めるには、
Ｃｕの溶出イオン濃度を高めることが必要である。この
ためには、被抗菌処理製品の表面に対しＣｕめっきを施
す等のＣｕのコーテイング層を被覆することが有効であ
る。特に、各種の衛生器具、医療器具、厨房部材、建材
等に使用される金属製品を製造するために使用される金
属板、部品、製品等では、上記Ｃｕめっきを施すことが
容易である。

【０００４】しかし、Ｃｕのみを単独で被覆した場合、
その抗菌処理製品を使用する途中でＣｕが酸化したり、
緑青が発生し、かえって有害になるという問題がある。
また、Ｃｕめっきの被覆層が酸化したり、緑青に変化す
ると、Ｃｕめっきが被覆されていた金属板自体も酸化や
腐食等の劣化を招き易くなる。このため、その金属板、
部品等を用いた抗菌処理製品の耐久性を低下するという
問題もあった。

【０００５】一方、Ｃｕを含む合金としては、Ｃｕ─Ｎ
ｉ合金の一種のキュプロニッケルが古くから抗菌性や耐
貝付着性に有効であることが知られている。このキュプ
ロニッケルは、安定な不導体膜を形成しないため、恒久
的に母材中のＣｕを溶出することができるため、安定し
た抗菌性が得られている。しかし、このキュプロニッケ
ルは、安定した抗菌性が得られる反面、強度が低く、耐
食性がステンレス鋼程高くなく、また値段が高いため、
用途が限定されていた。

【０００６】また、最近では抗菌性ステンレス鋼が注目
されている。この抗菌性ステンレス鋼は、ステンレス鋼
にＣｕを３〜４％程度添加させたものが主流である。し
かし、係る抗菌性ステンレス鋼では、その表層にクロム
酸化膜等の安定した不導体膜が形成されているため、上
記積極的に添加したＣｕの溶出量は極めて微量となる。
また、上記Ｃｕは微細な析出物の形で存在しているた
め、Ｃｕの溶出は非常に短時間で終了してしまい、抗菌
性の持続という点からも不十分である。このため、実際
には抗菌性がほとんど発揮しないという問題を有してい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、安定した抗
菌作用が得られ、且つ緑青の発生や腐食等による劣化を
生じにくく、耐食性に優れ、かつ強度が高いた抗菌性金
属板およびその製造方法を提供することを課題としてい
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明者は、抗菌性金属板およびその製造方法につ
いて研究していたところ、安定した抗菌作用を得るため
にはＣｕを持続して溶出させる必要があり、そのために
は表面に安定したクロム酸化物のような不導体膜を形成
しない材料を表面に用い、芯材に強度、必要に応じて耐
食性が優れた安価な材料を用いればよいとの知見を得る
とともに、その製造方法として圧延によりクラッドすれ
ばよいとの知見を得て本発明をなしたものである。すな
わち、本発明の抗菌性金属板においては、ステンレス鋼
などの鉄基合金板の表面にキュプロニッケルなどのＣｕ
とＮｉを主成分とするＣｕ基合金板をクラッドすること
である。

【０００９】また、上記課題を解決するため、本発明の
抗菌性金属板の製造方法においては、必要に応じて酸洗
などで脱スケール処理、粗面化処理などをしたステンレ
ス鋼などの鉄基合金板の表面の一面または両面に必要に
応じて酸洗などで脱スケール処理、粗面化処理などをし
たキュプロニッケルなどのＣｕとＮｉを主成分とするＣ
ｕ基合金板を重ねて熱間圧延若しくは冷間圧延の一方又
は両方を用いて圧延して接合することである。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態について
説明する。本発明の抗菌性金属板の表面に用いるＣｕと
Ｎｉを主成分とするＣｕ基合金板（以下「Ｃｕ基合金
板」という）のＣｕとＮｉを主成分とするＣｕ基合金
は、金属板に抗菌性を付与するためのもので、その成分
組成が重量％で（以下同じ）、Ｃｕ９０％とＮｉ１０％
の合金、Ｃｕ７０％とＮｉ３０％の合金などのＣｕ５０
〜９０％とＮｉ１０〜５０％のキュプロニッケルまたは
白銅、Ｃｕ５４〜７５％とＮｉ８〜２０％と残部Ｚｎの
洋白、ＪＩＳ Ｈ ３１０のＣ７０６０（Ｐｂ０．５％
以下、Ｆｅ１．０〜１．８％、Ｚｎ０．５０％以下、Ｍ
ｎ０．２〜１．０、Ｎｉ９．０〜１１．０％でＣｕ＋Ｎ
ｉ＋Ｆｅ＋Ｍｎ９９．５％以上）およびＣ７１５０（
Ｐｂ０．５％以下、Ｆｅ０．４〜１．０％、Ｚｎ０．５
０％以下、Ｍｎ０．２〜１．０、Ｎｉ２９．０〜３３．
０％でＣｕ＋Ｎｉ＋Ｆｅ＋Ｍｎ９９．５％以上）などの
ものである。その厚さは、極薄い層でも効果があるが、
長い間安定した抗菌作用を得るためには５μｍ以上が好
ましい。

【００１１】また、本発明の抗菌性金属板の鉄基合金板
の鉄基合金は、金属板に強度、必要に応じて更に耐食性
を付与するためのもので、その成分組成がＳＵＳ３０４
（Ｃ０．０８％以下、Ｓｉ１．００％以下、Ｍｎ２．０
０％以下、Ｎｉ８．００〜１０．５０％、Ｃｒ１８．０
０〜２０．００％）などのオーステナイトステンレス
鋼、ＳＵＳ４３０（Ｃ０．１２％以下、Ｓｉ０．７５％
以下、Ｍｎ１．００％以下、Ｃｒ１６．００〜１８．０
０％）などのフェライトステンレス鋼、マルテンサイス
テンレス鋼、Ｃｒを１１．５０％より少ないＣｒ鋼、低
合金鋼などである。耐食性を更に付与するためには、ス
テンレス鋼を使用するのが好ましい。

【００１２】本発明の抗菌性金属板の製造方法における
熱間圧延は、鉄基合金板の表面にＣｕ基合金板をクラッ
ドするためのもので、使用する材料によって異なるが、
その温度が約６００〜９００℃であり、その圧下率が約
２０％以上が必要である。また冷間圧延による場合は１
５％以上の圧下率は必要である。また、この熱間圧延の
前処理としては、鉄基合金板では表面を脱脂した後塩酸
とフッ化水素酸の混合液の水溶液、塩酸、硝酸および硫
酸の混合液の水溶液などを用いて酸洗、ブラッシングな
どで表面の酸化物を除去し、必要に応じてブラッシン
グ、ショットピーニング、ショットブラストなどで表面
を粗面化するのが好ましい。またＣｕとＮｉを主成分と
するＣｕ基合金板では、表面を脱脂した後硫酸の水溶液
などで酸洗、ブラッシングなどで表面の酸化物を除去
し、必要に応じてブラッシング、ショットピーニング、
ショットブラストなどで表面を粗面化するのが好まし
い。

【００１３】このようにして表面の酸化物を除去し、必
要に応じて表面を粗面化した鉄基合金板の一面または両
面に同様に処理したＣｕ基合金板を重ね、そのままの状
態で加熱および熱間圧延をし、その後酸洗などの必要な
処理を行った後冷間加工をして所定の寸法にすることが
できるが、表面などが酸化されるとともに、取扱に不便
であるので、図１に示すように鉄基合金板の一面または
両面にＣｕ基合金板を重ね、軟鋼などの鉄板でシース
（溶接より包み込む）してから加熱および熱間圧延し、
その後表面のシース材の鉄板、スケールなどを取り除
き、その後さらに必要に応じて所定寸法になるまで冷間
圧延を行うことが好ましい。なお、シースする際、シー
ス材の鉄板とＣｕ基合金板またはＣｕ基合金板および鉄
基合金板との界面にアルミナなどの剥離剤を塗布してお
くと、圧延後の鉄板の除去が容易になる。

【００１４】

【作用】本発明の抗菌性金属板は、表面にＣｕ基合金板
がクラッドされているので、このＣｕ基合金は不導体膜
を形成することなくＣｕイオンが溶出し続けるため、安
定した抗菌作用が得られ、またＣｕ基合金板がＣｕとＮ
ｉを主成分としているので、比較的耐食性に優れている
とともに有害の緑青を発生することがない。さらに、芯
または裏側に鉄基合金板を用いているので、強度が強
く、また耐食性に優れた鉄基合金板を用いている場合に
は、耐食性も優れている。また、熱間圧延により鉄基合
金板にＣｕ基合金板をクラッドしているので、Ｃｕ基合
金板の密着性が高く、全体を均一の合金成分のＣｕ基合
金で被覆することができ、さらに厚いＣｕ基合金を迅速
に被覆することができる。

【００１５】以下本発明を実施例により説明する。

【実施例】幅５０ｍｍ、厚み２５ｍｍのＳＵＳ３０４を
脱脂した後硝酸８〜２０（vol%)、フッ化水素酸２（vol
%) 、水残部からなる酸洗液を用いて酸洗し、このＳＵ
Ｓ３０４板の表裏に１５％の硫酸の水溶液を用いて酸洗
した幅５０ｍｍ、厚み７ｍｍのＣｕ７０％、Ｎｉ３０％
からなるＣｕ基合金板を重ね、その表裏に剥離剤のアル
ミナ粉を挟んで幅７０ｍｍ、厚み１０ｍｍの軟鋼板を重
ね、両端および先後端を溶接して図１に示すようにシー
スした。こ被加工物を９００℃に加熱して熱間圧延によ
り全厚さ４ｍｍにした。その後シース材、アルミナ粉な
どを除去して表面を清浄にした。その後冷間圧延により
幅５０ｍｍ、クラッド板の厚さ０．２ｍｍ（表裏面のＣ
ｕ基合金層の厚さ３０μｍ）の抗菌性金属板を製造し
た。

【００１６】この抗菌性金属板を試験片として抗菌テス
トを行った。その結果を下記表１に示す。さらに抗菌性
の持続性を評価するため、試験片を３．５％ＮａＣｌ溶
液に１２〜４８時間浸漬した後抗菌テストを行い、その
結果も下記表１に示す。またこの抗菌テストを行う前に
その錆の発生状況を観察してその結果も表１に示す。ま
た、比較例としてＪＩＳ─ＳＵＳＸＭ７（Ｃ：0.05％、
Ｓｉ：0.25％、Ｍｎ：0.9 ％、Ｎｉ：8.8 ％、Ｃｒ：1
7.5％、Ｃｕ：3.5 ％）の板を用いて同様な抗菌テスト
を行いその結果を下記表１に示す。なお、抗菌テスト
は、公的機関で抗菌材料の評価に多用されているフィル
ム密着法によって行った。この抗菌テストの概要は次の
とおりである。すなわち、板状試験片を十分に脱脂と殺
菌し、試験片上に多量の菌を滴下し、３７℃で２４時間
放置し、その後の生菌数を調べる。通常、初期菌数に対
して１／１００以下のレベルになった場合、抗菌性あり
と評価となる。なお、使用した菌は大腸菌である。

【００１７】

【表１】

【００１８】これらの結果より、本発明の試験片を用い
た試験では、生菌が全くいなくなり、すなわち全ての生
菌が死滅していた。また、３．５％ＮａＣｌ溶液に１２
〜４８時間浸漬した試験片を用いた試験でも、全ての試
験片において生菌が全くいなくなり、すなわち全ての生
菌が死滅していた。これに対し、比較例のＪＩＳ─ＳＵ
ＳＸＭ７を用いた試験では、生菌がブランクより少ない
が、初期菌数より多くなっており、増殖率を抑える程度
のものであった。

【００１９】上記実施例では、鉄基合金板としてＳＵＳ
３０４の板のみを用いているが、他のステンレス鋼、低
合金鋼などの鉄基合金板を用いても同様な効果を得るこ
とができる。また、Ｃｕ基合金板としてＣｕ７０％、Ｎ
ｉ３０％からなるキュプロニッケルのみを用いている
が、他のＣｕ基合金板を使用しても同様な効果を得るこ
とができる。

【００２０】

【本発明の効果】本発明の抗菌性金属板およびその製造
方法は、上記構成にしたことにより、次のような優れた
効果を奏する。 （１）表面にＣｕ基合金板がクラッドされているので、
表面に不導体膜を形成することなくＣｕイオンが溶出し
続けるため、安定した抗菌作用が得られる。 （２）表面に用いているＣｕ基合金板は、耐食性が比較
的優れているので、有毒な緑青の発生や腐食等による劣
化が少ない。 （３）また芯または裏側に鉄基合金板を用いているの
で、強度が強く、コストが低い。 （４）鉄基合金板にＣｕ基合金板を熱間圧延によってク
ラッドしているので、Ｃｕ基合金板の密着性が高く、全
体を均一の合金成分のＣｕ基合金で被覆することができ
る。 （５）また厚いＣｕ基合金を迅速に被覆することができ
るので、生産性が高い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の抗菌性金属板の製造方法により試験材
を製造する場合のシース方法を説明するための断面図で
ある。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鉄基合金板の表面にＣｕとＮｉを主成分
   とするＣｕ基合金板をクラッドしたことを特徴とする抗
   菌性金属板。
2. 【請求項２】 上記鉄基合金板がステンレス鋼板である
   ことを特徴とする請求項１記載の抗菌性金属板。
3. 【請求項３】 鉄基合金板の表面にＣｕとＮｉを主成分
   とするＣｕ基合金板を重ね熱間圧延若しくは冷間圧延の
   一方又は両方を用いて圧延してクラッドすることを特徴
   とする抗菌性金属板の製造方法。
4. 【請求項４】 上記鉄基合金板がステンレス鋼板である
   ことを特徴とする請求項３記載の抗菌性金属板の製造方
   法。