(57)【要約】      （修正有）【課題】抗菌作用が高く、劣化することなく、安価で、変色することもない食品機器、医療機器、各種フィルタ、歯間ブラシ等に使用する抗菌ワイヤを提供することを課題とする。【解決手段】金属ワイヤ表面にメッキ層を有する抗菌ワイヤであって、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抗菌ワイヤ。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属ワイヤ表面にメッキ層を有する抗菌ワイヤであって、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を特徴とする抗菌ワイヤ。
【請求項２】
上記Ａｇ−Ｚｎ合金メッキ層におけるＡｇ含有率が、５〜３０重量％である請求項１に記載の抗菌ワイヤ。
【請求項３】
上記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請求項１に記載の抗菌ワイヤ。
【請求項４】
上記メッキ層の厚さが３〜７μｍである請求項１に記載の抗菌ワイヤ。
【請求項５】
上記メッキ層のうちＡｇ−Ｚｎ合金メッキ層の厚さが、２〜５μｍである請求項１に記載の抗菌ワイヤ。
【請求項６】
金属ワイヤにＺｎメッキとＡｇメッキとを順次施した後、加熱して熱拡散することを特徴とする抗菌ワイヤの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【特許文献１】特開平１１−３３０４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
〔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。
【０００６】
〔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。
【０００７】
〔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。
【０００８】
〔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。
【０００９】
〔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。
【００１０】
〔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。
【発明の効果】
【００１１】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
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。
【００１３】
〔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。
【００１４】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】は、実施例の合金化直前のワイヤの断面図である。
【図２】は、実施例の合金化後の抗菌ワイヤの断面図である。
【図３】は、実施例の抗菌効果確認試験の結果を示す図である。
【符号の説明】
【００１６】
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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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