ПРОТИВОВИРУСНОЕ АЛЮМИНИЕВОЕ УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ
ANTIVIRAL ALUMINIUM DEVICE AND METHOD FOR ITS PRODUCING

Область техники, к которой относится изобретения
[0001] Настоящее изобретение относится к противовирусному алюминиевому устройству, которое адсорбирует вирус и инактивирует его в течение короткого периода времени, при этом противовирусное алюминиевое устройство имеет пористую анодную оксидную пленку, сформированную анодным окислением.
Предпосылки изобретения
[0002] В последние годы сообщается о смерти людей, вызванной SARS (тяжелый острый респираторный сидром) и вирусными инфекциями, таким как норовирус и птичий грипп. В частности, в 2009 г. человечество испытало кризис «пандемии», т.е. вирусную инфекцию, распространяющуюся по всему миру из-за роста передвижений и мутации вируса. Кроме того, также возникла серьезная угроза, вызванная таким вирусом, как вирус ящура. Поэтому требуется принятие срочных контрмер. Для разрешения такой ситуации ускоряется разработка противовирусного вещества, основанного на вакцине. Однако вакцина способна только предотвратить инфекцию со специфическим вирусом из-за его специфичности. Кроме того, известно, что норовирус, представляющий собой тип вируса, который вызывает острый бактериальный гастроэнтерит, вызывает пищевое отравление от моллюсков, таких как устрицы, а также пероральную инфекцию от инфицированных испражнений или рвотных масс индивидуума или пыли от сухих испражнений или рвотных масс. Инфицирование норовирусом пациентов и работников здравоохранения происходит через окружающую среду, включая дверные ручки, перила, стены или оборудование, такое как кондиционеры воздуха. Таким образом, норовирус также становится более серьезной социальной проблемой. Поэтому в высшей степени желательной является разработка противовирусного материала, который адсорбирует различные виды вирусов и способен эффективно инактивировать и адсорбировать вирусы.
[0003] Примеры противовирусных материалов могут включать инактивирующую вирус пластину, в которой использован комплекс, содержащий неорганический пористый кристалл, заключенный в смолу, в которой неорганический пористый кристалл несет на себе противовирусный ион металла, такой как ион серебра и ион меди (ссылка 1 на патентную литературу); инактивирующую вирус пластину, в которой неорганические мелкие частицы с противовирусным действием нанесены на подложку (ссылка 2 на патентную литературу) и т.п.
Перечень ссылок
Патентная литература
[0004] Ссылка 1 на патентную литературу: выложенная заявка на Японский патент № 2010-30984
Ссылка 2 на патентную литературу: WO 2011/040048
Раскрытие изобретения
Техническая задача
[0005] Однако несмотря на то, что способ, согласно которому неорганический пористый кристалл заключен в смолу, применим к волокнистой ткани, такой способ неприменим к дверным ручкам, перилам, или ребристым материалам для кондиционеров воздуха. Кроме того, несмотря на то, что способ, согласно которому используются неорганические мелкие частицы с противовирусным действием, является в высшей степени универсальным и эффективным, проблемы возникают из-за агрегирования неорганических мелких частиц при использовании более мелких неорганических частиц. Эти проблемы заключаются, например, в пониженной эффективности и отслаивании из-за пониженного уровня адгезии между агломератом и подложкой.
[0006] Вирусы могут быть разделены на вирусы без оболочки, такие как норовирус, и вирусы с оболочкой, такие как вирус гриппа. Даже если фармацевтический агент способен инактивировать вирус с оболочкой, такой агент может не подействовать на вирус без оболочки. Кроме того, в случае с дверными ручками, перилами, ребристыми материалами для кондиционеров воздуха или т.п. вирусы, приставшие к инфицированному индивидууму, или капли, разбрызганные кашлевым потоком в воздухе, прилипают к поверхностям дверных ручек, перил, ребристых материалов или т.п. Липиды, протеины и т.п., которые содержатся в жидкостях организма, таких как пот и слюна, могут прилипнуть к их поверхностям. По этой причине предпочтительной является возможность инактивировать вирус даже в среде, в которой присутствуют липиды и протеины.
[0007] Поэтому целью настоящего изобретения является разработка противовирусного алюминиевого устройства, способного инактивировать вирусы в течение короткого периода времени, когда вирусы прилипают к такому устройству, и ингибировать вторичную инфекцию независимо от наличия вирусной оболочки, для решения вышеупомянутых задач. Противовирусное алюминиевое устройство согласно настоящему изобретению может быть использовано для дверных ручек, перил, инвалидных кресел, деталей кровати, кресел из трубок, оконных рам, велосипедных рам, декоративных материалов для интерьера, ребристых материалов для кондиционеров воздуха и т.п.
Решение поставленной задачи
[0008] Таким образом, первый аспект настоящего изобретения относится к противовирусному алюминиевому устройству, способному инактивировать вирус, прилипший к такому противовирусному алюминиевому устройству, при этом анодная оксидная пленка, полученная посредством анодирования алюминия или алюминиевого сплава, имеет большое количество пор, а противовирусное неорганическое соединение присутствует внутри таких пор.
[0009] Кроме того, второй аспект настоящего изобретения относится к противовирусному алюминиевому устройству согласно вышеупомянутому первому аспекту настоящего изобретения, при этом поверхностную пленку формируют на поверхности анодной оксидной пленки с вышеупомянутым противовирусным неорганическим соединением, присутствующим внутри вышеупомянутых пор, а поверхностная пленка включает противовирусное неорганическое соединение и связующую смолу.
[0010] Кроме того, третий аспект настоящего изобретения относится к противовирусному алюминиевому устройству согласно вышеупомянутому второму аспекту настоящего изобретения, при этом вышеупомянутая поверхностная пленка включает неорганические мелкие частицы, отличные от вышеупомянутого противовирусного неорганического соединения.
[0011] Кроме того, четвертый аспект настоящего изобретения относится к противовирусному алюминиевому устройству согласно третьему аспекту настоящего изобретения, при этом неорганические мелкие частицы, включенные в вышеупомянутую поверхностную пленку, представляют собой фотокаталитическое вещество.
[0012] Кроме того, пятый аспект настоящего изобретения относится к противовирусному алюминиевому устройству согласно четвертому аспекту настоящего изобретения, при этом вышеупомянутое фотокаталитическое вещество представляет собой видимое, реагирующее на свет фотокаталитическое вещество.
[0013] Кроме того, шестой аспект настоящего изобретения относится к противовирусному алюминиевому устройству согласно любому с третьего по пятый аспекту настоящего изобретения, при этом поверхность неорганической мелкой частицы, включенной в вышеупомянутую поверхностную пленку, покрыта силановым мономером.
[0014] Кроме того, седьмой аспект настоящего изобретения относится к противовирусному алюминиевому устройству согласно любому со второго по шестой аспекту настоящего изобретения, при этом вышеупомянутая связующая смола представляет собой силановое соединение.
[0015] Кроме того, восьмой аспект настоящего изобретения относится к противовирусному алюминиевому устройству согласно любому с первого по седьмой аспекту настоящего изобретения, при этом вышеупомянутое противовирусное неорганическое соединение представляет собой по меньшей мере одно из таких соединений, как одновалентное соединение меди и соединение йода.
[0016] Кроме того, девятый аспект настоящего изобретения относится к противовирусному алюминиевому устройству согласно восьмому аспекту настоящего изобретения, при этом вышеупомянутое одновалентное соединение меди представляет собой по меньшей мере одно из таких соединений, как хлорид, соединение уксусной кислоты, сульфид, соединение йода, бромид, пероксид, оксид и тиоцианид.
3
2
2
[0017] Кроме того, десятый аспект настоящего изобретения относится к противовирусному алюминиевому устройству согласно девятому аспекту настоящего изобретения, при этом вышеупомянутое одновалентное соединение меди представляет собой по меньшей мере одно из таких соединений, как CuCl, CuBr, Cu(CHCOO), CuSCN, CuS, CuO и CuI.
3
4
4
2
2
4
2
4
2
3
3
2
2
2
2
3
[0018] Кроме того, одиннадцатый аспект настоящего изобретения относится к противовирусному алюминиевому устройству согласно любому из восьмого по десятый аспекты настоящего изобретения, при этом вышеупомянутое соединение йода представляет собой по меньшей мере одно из таких соединений, как CuI, AgI, SbI, IrI, GeI, GeI, SnI, SnI, TlI, PtI, PtI, PdI, BiI, AuI, AuI, FeI, CoI, NiI, ZnI, HgI и InI.
[0019] Кроме того, двенадцатый аспект настоящего изобретения относится к способу получения противовирусного алюминиевого устройства. Данный способ включает следующие стадии: анодирование алюминиевого материала, изготовленного из алюминия или алюминиевого сплава для формирования пор на поверхности алюминиевого материала; и осаждение противовирусного неорганического соединения в вышеупомянутых порах вышеупомянутого алюминиевого материала с вышеупомянутыми порами, сформированными на поверхности алюминиевого материала посредством электрохимической обработки.
[0020] Кроме того, тринадцатый аспект настоящего изобретения относится к способу получения противовирусного алюминиевого устройства согласно двенадцатому аспекту настоящего изобретения, при этом стадия осаждения противовирусного неорганического соединения включает: осаждение по меньшей мере одного из таких элементов, как Ag и Cu, в вышеупомянутых порах посредством электрохимической обработки; погружение алюминиевого материала с по меньшей мере одним из таких элементов, как Ag и Cu, осажденных внутри вышеупомянутых пор, в содержащий ионы йода электролит; и осаждение CuI или AgI, который представляет собой противовирусное неорганическое соединение, в вышеупомянутые поры посредством электрохимической обработки погруженного алюминиевого материала.
Преимущества изобретения
[0021] Настоящее изобретение обеспечивает возможность получения алюминиевого устройства с превосходным сроком службы, который способен сохранять свои противовирусные свойства в течение длительного периода времени, даже при использовании алюминиевого устройства для дверных ручек, перил или ребристых материалов для кондиционеров воздуха.
Краткое описание чертежей
[0022] Фиг. 1 представляет собой вид в поперечном разрезе противовирусного алюминиевого устройства согласно первому варианту воплощения настоящего изобретения.
Фиг. 2 представляет собой вид в поперечном разрезе противовирусного алюминиевого устройства согласно второму варианту воплощения настоящего изобретения.
Фиг. 3 представляет собой вид в поперечном разрезе противовирусного алюминиевого устройства согласно третьему варианту воплощения настоящего изобретения.
Фиг. 4 представляет собой вид в поперечном разрезе противовирусного алюминиевого устройства согласно четвертому варианту воплощения настоящего изобретения.
Описание вариантов воплощения
[0023] Далее варианты воплощения настоящего изобретения будут описаны подробно со ссылкой на чертежи.
[0024] Первый вариант воплощения
Фиг. 1 представляет собой увеличенный схематический вид части поперечного разреза противовирусного алюминиевого устройства 100 согласно первому варианту воплощения настоящего изобретения. Алюминиевое устройство 100 покрыто анодной оксидной пленкой 2, сформированной на поверхностной части данного устройства посредством анодирования алюминия или алюминиевого сплава. Анодная оксидная пленка 2 представляет собой так называемый «пористый глинозем», который имеет большое количество пор 3, сформированных на поверхности, при этом данные поры имеют отверстия. Металлический слой 1 из исходного алюминия или исходного алюминиевого сплава, не подвергнутого анодированию, находится на стороне поблизости от нижней части пор 3 (сторона, противоположная поверхности с отверстиями алюминиевого устройства 100). Согласно данному варианту воплощения настоящего изобретения, как показано на Фиг. 1, осадок 4, включающий противовирусное неорганическое соединение, осаждают внутри пор 3 анодной оксидной пленки 2 с целью заполнения пор 3. Для облегчения понимания Фиг. 3 представляет собой вид, на котором поры 3 полностью заполнены осадком 4, осажденным в порах 3. Однако в порах 3 может быть осаждено любое количество осадка 4 при условии, что он осажден по меньшей мере на дне поры 3 или в части поры 3.
[0025] В качестве алюминия или алюминиевого сплава могут быть использованы алюминий или алюминиевый сплав, охарактеризованный в соответствии с JISH4000, плакированный материал, полученный в результате ламинирования алюминия на стальной лист, или материал, имеющий тонкую алюминиевую пленку, сформированную физическим способом, таким как ионное осаждение или напыление на поверхность смолы. На поверхности такого алюминия или алюминиевого сплава известным способом формируют анодную оксидную пленку 2, имеющую поры 3, для обработки анодным окислением. Анодную оксидную пленку 2, имеющую поры 3, формируют, используя алюминий или алюминиевый сплав в качестве анода и постоянный электрический ток или переменный электрический ток. Данный процесс осуществляют, например, в водном растворе, содержащем кислоту, такую как серная кислота, фосфорная кислота, хромовая кислота или щавелевая кислота, либо в водном растворе, в котором небольшое количество серной кислоты добавлено к ароматической сульфоновой кислоте или алифатической сульфоновой кислоте, такой как сульфосалициловая кислота, сульфофталевая кислота, сульфомалеиновая кислота или сульфоитаконовая кислота. Хотя толщина анодной оксидной пленки 2, имеющей поры 3, конкретно не ограничена, ее толщина предпочтительно составляет примерно от 1 мкм до 50 мкм.
[0026] Поры 3 анодной оксидной пленки 2 согласно настоящему изобретению имеют осадок 4, включающий противовирусное неорганическое соединение, осажденное в них таким образом, чтобы быть заполненными осадком 4. Осадок 4 предпочтительно представляет собой по меньшей мере одно из таких соединений, как одновалентное соединение меди и соединение йода.
2
2
3
2
2
[0027] Примеры одновалентного соединения меди могут включать CuО, CuOH, CuS, CuSCN, CuBr, Cu(CH,COO), CuI и т.п. Например, поры 3 анодной оксидной пленки 2 заполняют CuО или CuOH следующим образом. Алюминиевое устройство, на котором сформирована анодная оксидная пленка 2, погружают в содержащий ионы меди водный раствор. Затем, используя в качестве противоэлектрода платиновый электрод, углеродный электрод или т.п., через него пропускают переменный ток или постоянный ток. Таким образом CuO или CuOH могут быть осаждены в порах 3 так, чтобы заполнить поры 3.
2
[0028] В качестве другого примера поры 3 анодной оксидной пленки 2 заполняют одновалентным соединением меди, таким как CuS, CuSCN, CuBr и CuI, следующим образом. Вначале алюминиевое устройство, на котором сформирована анодная оксидная пленка 2 с порами 3, погружают в водный раствор, в котором суспендированы мелкие частицы таких соединений меди. Затем, используя в качестве противоэлектрода платиновый электрод, углеродный электрод или т.п., через него пропускают переменный ток или постоянный ток. Таким образом, поры 3 анодной оксидной пленки 2 могут быть заполнены нужным соединением с помощью электрофореза. В данном случае средний диаметр мелких частиц одновалентного соединения меди предпочтительно составляет не более примерно одной пятой от диаметра поры 3 в анодной оксидной пленке 2. В данном описании средний диаметр частиц представляет собой среднеобъемный диаметр частиц.
3
4
4
2
2
4
2
4
2
3
3
2
2
2
2
3
[0029] Примеры такого соединения йода могут включать CuI, AgI, SbI, IrI, GeI, GeI, SnI, SnI, TlI, PtI, PtI, PdI, BiI, AuI, AuI, FeI, CoI, NiI, ZnI, HgI и InI. Способ осаждения таких соединений в порах 3 анодной оксидной пленки 2 осуществляют следующим образом. Алюминиевое устройство, на котором сформирована анодная оксидная пленка 2 с порами 3, погружают в дисперсию наночастиц таких соединений йода, а затем, используя в качестве противоэлектрода платиновый электрод, углеродный электрод или т.п., через нее пропускают переменный ток или постоянный ток для осуществления электрофореза, тем самым заполняя поры 3 нужным соединением.
[0030] Другой пример осаждения соединения йода на алюминиевое устройство, на котором сформирована анодная оксидная пленка 2, имеющая поры 3, включает использование AgI. Вначале Ag осаждают внутри пор 3 анодной оксидной пленки 2 химическим и электрохимическим способами, а затем, используя в качестве противоэлектрода платиновый электрод, углеродный электрод или т.п., через нее пропускают постоянный ток в содержащем ионы йода растворе. Благодаря этому Ag, осажденный внутри пор 3 анодной оксидной пленки 2, и ионы йода взаимодействуют, синтезируя AgI в порах 3 анодной оксидной пленки 2. В результате может быть получена анодная оксидная пленка 2 с порами 3, заполненными AgI.
2
2
[0031] Далее описан еще один пример с использованием CuI. Вначале CuО, CuOH или т.п., включающий металлическую медь, осаждают внутри пор 3 анодной оксидной пленки 2 на алюминиевом устройстве посредством электрохимической обработки. Затем алюминиевое устройство погружают в содержащий ионы йода водный раствор. После этого, используя в качестве противоэлектрода платиновый электрод, углеродный электрод или т.п., между алюминиевым устройством и противоэлектродом пропускают постоянный ток. В результате некоторое количество осажденной металлической меди, CuО, CuOH и т.п. взаимодействует с ионами йода, синтезируя CuI, который может заполнить поры 3 анодной оксидной пленки 2. Другие соединения йода также могут быть осаждены подобным способом.
[0032] Согласно описанному выше первому варианту воплощения изобретения алюминиевое устройство 100 способно быстро инактивировать прилипший к нему вирус, поскольку в поры 3 осажден заполняющий их противовирусный осадок 3. Кроме того, осадок 4 слабо растворим в воде, и в результате осаждения он связан и прочно сцеплен с порами 3 анодной оксидной пленки 2 физически или механически. Поэтому осадок 4 не отделяется от пор 3 и остается надежно прикрепленным внутри пор 3 анодной оксидной пленки 2 в течение длительного периода времени даже при отсутствии специальной обработки для прикрепления противовирусного компонента. Поэтому, согласно данному варианту воплощения, может быть получено алюминиевое устройство, способное оказывать стабильное противовирусное действие в течение длительного периода времени.
[0033] Предпочтительно, чтобы на поверхности стороны анодной оксидной пленки 2 алюминиевого устройства 100 согласно данному варианту воплощения присутствовал контролирующий электрический потенциал агент, способный превращать поверхностный потенциал (отрицательный заряд) в положительный заряд. Причина этого заключается в следующем. Вирус имеет отрицательный поверхностный потенциал независимо от типа его генома или наличия вирусной оболочки. При наличии на поверхности стороны анодной оксидной пленки 2 алюминиевого устройства 100, контролирующего электрический потенциал агента, превращающего потенциал в положительный заряд, т.е. на поверхности с осажденным на нее противовирусным осадком 4, поверхностный потенциал становится положительным в отличие от вируса. Следовательно, алюминиевое устройство 100 способно притягивать вирус. При постепенном притягивании вируса к стороне анодной оксидной пленки 2 вирус легче вступает в контакт с противовирусным осадком 4, в результате чего может быть получено усиленное противовирусное действие.
[0034] Такой контролирующий электрический потенциал агент конкретно не ограничен при условии, что он способен придавать поверхностному потенциалу алюминиевого устройства 100 положительный заряд. Например, предпочтительным является неионный, анионный или катионный поверхностно-активный агент. Среди перечисленных агентов особенно предпочтительным является катионный поверхностно-активный агент.
[0035] Второй вариант воплощения
Далее противовирусное алюминиевое устройство 200 согласно второму варианту воплощения настоящего изобретения будет описано подробно со ссылкой на Фиг. 2.
[0036] Фиг. 2 представляет собой увеличенный схематический вид части поперечного разреза противовирусного алюминиевого устройства 200 согласно второму варианту воплощения настоящего изобретения. Как и в первом варианте воплощения, анодную оксидную пленку 2, имеющую поры 3, сформированные анодным окислением, формируют на поверхности металлического слоя 1 алюминия или его сплава, и осадок 4, включающий противовирусное неорганическое соединение, осаждают внутри пор 3 с целью их заполнения. Кроме того, на поверхности анодной оксидной пленки 2 формируют поверхностную пленку 10, состоящую из неорганических мелких частиц 5, состоящих из противовирусного неорганического соединения и связующего на основе смолы 6.
[0037] В качестве связующего на основе смолы 6 может быть использовано известное связующее. Конкретные примеры связующего на основе смолы могут включать полиэфирную смолу, аминосмолу, эпоксидную смолу, полиуретановую смолу, акриловую смолу, водорастворимую смолу, виниловую смолу, фторсмолу, силиконовую смолу, целлюлозную смолу, феноловую смолу, ксиленовую смолу, толуоловую смолу и природную смолу, например, высыхающее масло, такое как касторовое пасло, льняное масло и тунговое масло.
[0038] Неорганические мелкие частицы 5, состоящие из противовирусного неорганического соединения, диспергируют в связующем на основе смолы 6. В качестве неорганических мелких частиц 5 может быть использовано по меньшей мере одно такое соединение, как одновалентное соединение меди и соединение йода.
3
2
2
[0039] Примеры одновалентного соединения меди, используемого в качестве неорганических мелких частиц 5, могут включать хлорид, соединение уксусной кислоты, сульфид, йодид, бромид, пероксид, оксид и тиоцианид, а также одновалентное соединение меди. Например, CuCl, Cu(CHCOO), CuS, CuI, CuBr, CuO и CuSCN могут быть использованы в качестве хлорида, соединения уксусной кислоты, сульфида, йодида, бромида, пероксида, оксида и тиоцианида.
3
4
4
2
2
4
2
4
2
3
3
2
2
2
2
3
[0040] Примеры соединения йода, используемого в качестве неорганических мелких частиц 5, могут включать CuI, AgI, SbI, IrI, GeI, GeI, SnI, SnI, TlI, PtI, PtI, PdI, BiI, AuI, AuI, FeI, CoI, NiI, ZnI, HgI и InI.
[0041] Диаметр неорганических мелких частиц 5, состоящих из таких противовирусных неорганических соединений, предпочтительно составляет от 1 нм или более до 5 мкм или более. Противовирусное действие со временем становится нестабильным при диаметре частиц менее 1 нм, в то время как прочность пленки снижается из-за пониженной способности к удержанию связующим на основе смолы 6 при диаметре частиц более 5 мкм. Таким образом, данные диаметры частиц не являются предпочтительными.
[0042] Кроме того, неорганические мелкие частицы 5 диспергированы в поверхностной пленке 10, состоящей из связующего на основе смолы 6, предпочтительно, в количестве от 0,1 мас.% или более до 80 мас.%, или менее, и, более предпочтительно, в количестве от 0,1 мас.% или более до 60,0 мас.%, или менее. Если содержание неорганических мелких частиц 5 составляет менее 0,1 мас.%, действие по инактивированию вируса снижается по сравнению с действием, когда данное содержание находится в рамках вышеупомянутого диапазона. Кроме того, даже при повышении содержания неорганических мелких частиц 5 до величины более 80,0 мас.% действие по инактивированию вируса практически такое же, как и действие в том случае, когда данное содержание находится в рамках вышеупомянутого диапазона. Помимо того, способность к связыванию (действие по удержанию) связующего на основе смолы 6 снижается, поэтому поверхностная пленка 10, состоящая из неорганических мелких частиц 5 и связующего на основе смолы 6, легче отделяется от анодной оксидной пленки 2, чем в том случае, когда данное содержание находится в рамках вышеупомянутого диапазона.
[0043] Кроме того, поверхностная пленка 10 согласно второму варианту воплощения, состоящая из связующего на основе смолы 6 и неорганических мелких частиц 5, предпочтительно включает неионный, анионный или катионный поверхностно-активный агент для повышения диспергируемости неорганических мелких частиц 5. Поверхностно-активный агент конкретно не ограничен при условии, что он способен превращать поверхностный потенциал (отрицательный заряд) на поверхностной пленке 10 в положительный заряд при его включении в связующее на основе смолы 6. Однако катионный поверхностно-активный агент является особенно предпочтительным. Поверхностный потенциал смолы обычно является отрицательным. Кроме того, как описано выше, поверхностный потенциал вируса также является отрицательным, независимо от типа его генома или наличия вирусной оболочки. Поэтому при включении поверхностно-активного агента в поверхностную пленку 10 наряду с неорганическими мелкими частицами 5, состоящими из противовирусного неорганического соединения, поверхностный потенциал поверхностной пленки 10 превращается в положительный заряд, и, следовательно, вирус легче адсорбируется поверхностью алюминиевого устройства 200. В результате противовирусное действие противовирусных неорганических мелких частиц 5 может быть проявлено более эффективно.
[0044] Кроме того, при необходимости, функциональные мелкие частицы могут быть введены в поверхностную пленку 10 согласно второму варианту воплощения. Примеры функциональных мелких частиц могут включать частицы других противовирусных составов, антибактериального состава, противоплесневого состава, противоаллергического состава, катализатора, противоотражающего состава и материала, создающего термический барьер.
[0045] Способ получения алюминиевого устройства 200 согласно данному варианту воплощения описан ниже. Вначале анодную оксидную пленку 2, имеющую большое количество сформированных в ней пор 3, формируют на поверхности алюминия или алюминиевого сплава способом, описанным в первом варианте воплощения. После этого осадок 4, включающий противовирусное неорганическое соединение, осаждают в порах 3 анодной оксидной пленки 2. Затем вышеупомянутые противовирусные неорганические мелкие частицы 5 измельчают, например, с помощью струйной мельницы, функциональные мелкие частицы и т.п. смешивают с любым связующим на основе смолы 6 для получения суспензии. После этого полученную суспензию наносят на поверхность алюминиевого устройства 200 и дают ей возможность высохнуть. Таким способом получают алюминиевое устройство 200 согласно данному варианту воплощения.
[0046] Согласно описанному выше второму варианту воплощения, при использовании алюминиевого устройства 200 в соответствии со вторым вариантом воплощения в качестве строительного материала, алюминиевой рамы или т.п. противовирусные свойства могут сохраняться в течение длительного периода времени. Такие сохраняющиеся в течение длительного периода времени противовирусные свойства могут быть обеспечены благодаря тому, что осадок 4, осажденный в анодной оксидной пленке 2, высвобождает одновалентный ион меди даже при снижении противовирусного действия из-за абразии поверхности, вызванной некоторыми условиями окружающей среды при использовании.
[0047] Третий вариант воплощения
Далее противовирусное алюминиевое устройство 300 согласно третьему варианту воплощения настоящего изобретения будет описано подробно со ссылкой на Фиг. 3.
[0048] Фиг. 3 представляет собой увеличенный схематический вид части поперечного разреза противовирусного алюминиевого устройства 300 согласно третьему варианту воплощения настоящего изобретения. Согласно третьему варианту воплощения поверхностную пленку 30 формируют на поверхности анодной оксидной пленки 2, имеющей поры 3 с осадком 4, включающим осажденное в них противовирусное неорганическое соединение, с целью их заполнения осадком 4, при этом анодная оксидная пленка подобна пленке согласно первому варианту воплощения. Поверхностная пленка 30 включает неорганические мелкие частицы 5, состоящие из противовирусного неорганического соединения, функциональных мелких частиц 7 для придания функции, отличной от противовирусных свойств, и связующего 8, состоящего из силанового соединения. При использовании в некоторых средах, например, может быть введен известный придающий твердость агент для еще большего улучшения прочности поверхностной пленки 30.
2
2
3
2
2
2
2
3
2
3
3
2
2
2
3
2
2
3
2
2
5
2
2
2
2
2
3
2
2
3
2
2
3
2
3
2
3
2
3
2
5
2
3
2
2
3
2
3
2
2
2
2
2
2
2
2
3
2
2
2
2
3
2
2
2
2
[0049] В третьем варианте воплощения настоящего изобретения в качестве функциональных мелких частиц 7 может быть использован неорганический оксид. Примеры неорганического оксида могут включать простой неорганический оксид, такой как SiO, AlO, TiO, ZrO, SnO, FeO, SbO, WO и CeO. Может быть также использован сложный оксид. Примеры сложного оксида могут включать SiO⋅AlO, SiO⋅BO, SiO⋅PO, SiO⋅TiO, SiO⋅ZrO, AlO⋅TiO, AlO⋅ZrO, AlO⋅CaO, AlO⋅BO, AlO⋅PO, AlO⋅CeO, AlO⋅FeO, TiO⋅CeO, TiO⋅ZrO, SiO⋅TiO⋅ZrO, AlO⋅TiO⋅ZrO, SiO⋅AlO⋅TiO и SiO⋅TiO⋅CeO. Используют функциональные мелкие частицы 7 со средним диаметром примерно от 1 нм до 5 мкм. При использовании функциональных мелких частиц их примешивают к поверхностной пленке 30 в количестве примерно от 1 мас.% до 80 мас.%. Использование такого неорганического оксида улучшает прочность поверхностной пленки 30, тем самым усиливая ее сопротивление изнашиванию. В результате может быть получено устройство, которое способно стабильно оказывать противовирусное действие в течение длительного периода времени.
[0050] В качестве функциональных мелких частиц 7 может быть также использовано фотокаталитическое вещество. Фотокаталитическое вещество представляет собой частицу, реализующую фотокаталитическую функцию при облучении вещества светом с длиной волны, обладающей энергией, превышающей ширину запрещенной зоны вещества. Примеры фотокаталитического вещества могут включать известный полупроводник из металлического соединения, такого как оксид титана, оксид цинка, оксид вольфрама, оксид железа, титанат стронция, сульфид кадмия и селенид кадмия. Данные соединения могут быть использованы по отдельности или в комбинации двух или более из них.
[0051] Среди перечисленных фотокаталитических веществ оксид титана, оксид цинка и оксид вольфрама являются особенно предпочтительными в качестве функциональных мелких частиц 7, используемых в третьем варианте воплощения настоящего изобретения, поскольку они низкотоксичны и совершенно безопасны. В настоящем изобретении кристаллическая структура оксида титана, который представляет собой фотокаталитическое вещество, может принадлежать к любому из таких видов, как рутил, анатаз, брукит и другим видам, а оксид титана даже может быть аморфным.
2-x
x
2-x
[0052] Кроме того, может быть использовано фотокаталитическое вещество, которое проявляет фотокаталитическую активность даже при видимом свете и т.п. Примеры такого фотокаталитического веществa могут включать TiON, в котором часть атомов кислорода оксида титана замещены атомом азота, представляющим собой анион, TiO (Х равно 1,0 или менее), который потерял атом кислорода и существенно отличается от стехиометрического отношения, при этом оксид титана несет наночастицу соединения меди или соединения железа, оксид вольфрама несет наночастицу золота или серебра, оксида вольфрама, легированного ионом железа или ионом меди, и оксида цинка, легированного золотом, железом или калием.
3
2
2
[0053] Кроме того, в такие фотокаталитические вещества или на их поверхность для усиления фотокаталитической функции может быть включен металл, такой как ванадий, медь, никель, кобальт и хром или их соединение, или благородный металл, такой как палладий, родий, рутений, серебро, платина и золото или их металлическое соединение, или одновалентное соединение меди, такое как CuCl, CuBr, Cu(CHCOO), CuSCN, CuS, CuO и CuI.
[0054] Кроме того, примеры связующего 8, состоящего из силанового соединения, используемого в третьем варианте воплощения настоящего изобретения, могут включать винилтрихлорсилан, винилтриметоксисилан, винилтриэтоксисилан, винилтриацетоксисилан, N-β-(N-винилбензиламиноэтил)-γ-аминопропилтриметоксисилан, N-(винилбензил)-2-аминоэтил-3-аминопропилтриметоксисилана гидрохлорид,
2-(3,4-эпоксициклогексил)этилтриметоксисилан,
3-глицидоксипропилтриметоксисилан,
3-глицидоксипропилметилдиэтоксисилан,
3-глицидоксипропилтриэтоксисилан, п-стирилтриметоксисилан,
3-метакрилоксипропилметилдиметоксисилан,
3-метакрилоксипропилтриметоксисилан,
3-метакрилоксипропилметилдиэтоксисилан,
3-метакрилоксипропилтриэтоксисилан,
3-акрилоксипропилтриметоксисилан,
3-изоцианатпропилтриэтоксисилан, бис(триэтоксисилилпропил)тетрасульфид,
3-аминопропилтриметоксисилан, 3-аминопропилтриэтоксисилан,
3-этоксисилил-N-(1,3-диметил-бутилиден)пропиламин,
N-фенил-3-аминопропилтриметоксисилан,
N-2-(аминоэтил)-3-аминопропилметилдиметоксисилан,
N-2-(аминоэтил)-3-аминопропилтриметоксисилан,
N-2-(аминоэтил)-3-аминопропилтриэтоксисилан,
3-меркаптопропилметилдиметоксисилан,
3-меркаптопропилтриметоксисилан,
N-фенил-3-аминопропилтриметоксисилан, специальный аминосилан,
3-уреидопропилтриэтоксисилан, 3-хлорпропилтриметоксисилан, тетраметоксисилан, тетраэтоксисилан, метилтриметоксисилан, метилтриэтоксисилан, диметилдиэтоксисилан, фенилтриэтоксисилан, гексаметилдисилазан, гексилтриметоксисилан, децилтриметоксисилан, содержащий гидролизуемую группу силоксан, содержащий фторалкильную группу олигомер, метилводородсилоксан и кремниевая четвертичная аммониевая соль.
[0055] Кроме того, примеры силанового олигомера могут включать коммерчески доступный KC-89S, KR-500, X-40-9225, KR-217, Kr-9218, KR-213, KR-510 и т.п. от Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Такие силановые олигомеры используют по отдельности или в смеси двух или более из них, более того, они могут быть использованы в смеси с одним или двумя, или более связующих 8, состоящих из силанового соединения. При использовании таких связующих 8, состоящих из силанового соединения, их подмешивают в поверхностную пленку 30 в количестве примерно от 1 до 50 мас.%.
[0056] Способ получения алюминиевого устройства 300 согласно данному варианту воплощения описан ниже. Вначале анодную оксидную пленку 2, имеющую большое количество сформированных в ней пор 3, формируют на поверхности алюминия или алюминиевого сплава и осадок 4, включающий противовирусное неорганическое соединение, осаждают в порах 3 способом, описанным в первом варианте воплощения. Затем неорганические мелкие частицы 5, состоящие из противовирусного неорганического соединения, измельчают, например, с помощью струйной мельницы или молотковой дробилки, до частиц нанопорядка, частиц субмикронного порядка или частиц микронного порядка. Процесс измельчения особенно не ограничен, поэтому может быть использован как сухой процесс, так и влажный процесс. Неорганические мелкие частицы 5, состоящие из измельченного противовирусного неорганического соединения, диспергируют в растворителе, таком как вода, метанол, этанол или толуол, наряду с функциональными мелкими частицами 7, состоящими из неорганических мелких частиц, выбранных исходя из нужной функции, и вновь измельчают, например, с помощью струйной мельницы или молотковой дробилки. Полученную таким образом суспензию наносят на поверхность алюминиевого устройства 300 известным способом, таким как погружение, распыление или трафаретная печать, и при необходимости растворитель удаляют, например, посредством нагревания и сушки. Потом связующее 8, состоящее из силанового соединения, известный агент для придания твердости покрытиям и т.п. химически связывают с поверхностью алюминиевого устройства 300, например, графт-полимеризацией посредством повторного нагревания или графт-полимеризацией посредством облучения, например, инфракрасными лучами, ультрафиолетовыми лучами, электронным пучком и гамма-лучами.
[0057] Согласно описанному выше третьему варианту воплощения неорганические мелкие частицы химически связываются одна с другой на поверхности анодной оксидной пленки 2 через связующее 8, состоящее из силанового соединения или известного агента для придания твердости покрытиям, формируя в результате трехмерную мостиковую структуру. Поэтому противовирусный компонент, такой как одновалентный ион меди, который высвобождается из осадка 4, осажденного в порах 3, проходит через микроскопические промежутки такой мостиковой структуры и появляется на поверхности. Следовательно, оба противовирусных вещества, т.е. противовирусные неорганические мелкие частицы 5 на поверхности пленки 30 и осадок 4, способны воздействовать на вирус. Таким образом может быть получено алюминиевое устройство с более высокой инактивирующей вирус способностью. Кроме того, функциональная мелкая частица, которая выбрана из различных неорганических соединений, может быть использована для достижения эффекта, отличного от противовирусных свойств. Например, функциональная мелкая частица способна улучшить прочность поверхностной пленки 30 или придать фотокаталитическую функцию алюминиевому устройству. Однако необходимость использования функциональной мелкой частицы 7, включенной в поверхностную пленку 30, отсутствует, например, при использовании противовирусного алюминиевого устройства 300 согласно настоящему изобретению в окружающей среде, не требующей прочности пленки или коррозионной стойкости.
[0058] Четвертый вариант воплощения
Далее противовирусное алюминиевое устройство 400 согласно четвертому варианту воплощения настоящего изобретения будет описано подробно со ссылкой на Фиг. 4.
[0059] Фиг. 4 представляет собой увеличенный схематический вид части поперечного разреза противовирусного алюминиевого устройства 400 согласно четвертому варианту воплощения настоящего изобретения. Согласно четвертому варианту воплощения поверхностную пленку 40 формируют на поверхности пористой анодной оксидной пленки 2, заполненной осадком 4, включающим осажденное в них противовирусное неорганическое соединение, при этом пористая анодная оксидная пленка 2 подобна пленке согласно первому варианту воплощения. Поверхностная пленка 40 включает неорганические мелкие частицы 5, состоящие из неорганического соединения и функциональных мелких частиц 7, покрытых силановым мономером 9, имеющим функциональную группу, способную к химическому связыванию.
n
[0060] Силановый мономер 9, имеющий функциональную группу, способную к химическому связыванию, которая используется в противовирусном алюминиевом устройстве 400 согласно четвертому варианту воплощения настоящего изобретения, представляет собой, например, силановый мономер, представленный общей формулой X-Si(OR) (n равно целому числу от 1 до 3). Например, Х представляет собой функциональную группу, которая взаимодействует с органическим соединением, такую как виниловая группа, эпоксигруппа, стириловая группа, метакрилогруппа, акрилоксигруппа, изоцианатная группа, полисульфидная группа, аминогруппа, меркаптогруппа или хлорогруппа. OR представляет собой гидролизуемую алкоксигруппу, такую как метоксигруппа и этоксигруппа, при этом три функциональные группы силанового мономера 9 могут быть одинаковыми или отличаться одна от другой. Такие алкоксигруппы, как метоксигруппа и этоксигруппа, гидролизуются с получением силанольной группы. Известно, что силанольная группа, виниловая группа, эпоксигруппа, стириловая группа, метакрилогруппа, акрилоксигруппа, изоцианатная группа, полисульфидная группа, а также функциональная группа, имеющая ненасыщенную связь, и т.п. являются в высшей степени реакционноспособными. Таким образом, в противовирусном алюминиевом устройстве 400 согласно четвертому варианту воплощения настоящего изобретения неорганические мелкие частицы 7 химически связываются одна с другой через силановый мономер 9, имеющий превосходную реакционную способность, тем самым формируя матрицу. В это же время неорганические мелкие частицы 7 также прочно связываются с анодной оксидной пленкой 2, имеющей поры 3. Таким способом может быть получено противовирусное алюминиевое устройство 400, имеющее превосходную прочность.
[0061] Способ получения алюминиевого устройства 400 согласно данному варианту воплощения описан ниже. Вначале анодную оксидную пленку 2, имеющую большое количество сформированных в ней пор 3, формируют на поверхности алюминия или алюминиевого сплава и осадок 4, включающий противовирусное неорганическое соединение, осаждают в порах 3 способом, описанным в первом варианте воплощения. Затем вышеупомянутый силановый мономер 9, содержащий функциональную группу, способную к химическому связыванию, погружают в дисперсию, полученную диспергированием функциональных мелких частиц 7 в растворителе. Силановому мономеру 9 позволяют химически связаться с поверхностью функциональных мелких частиц 7 посредством реакции дегидратационной конденсации при нагревании до кипения с обратным холодильником. В таком случае количество силанового мономера 9 может составлять от 0,01 мас.% до 40,0 мас.% относительно массы функциональных мелких частиц 7, хотя данное количество варьируется в зависимости от среднего диаметра функциональных мелких частиц 7. Затем полученные таким образом функциональные мелкие частицы 7 с поверхностями, покрытыми силановыми мономерами, и противовирусными неорганическими мелкими частицами 5, состоящими из измельченного неорганического соединения, способом, описанным в третьем варианте воплощения, диспергируют в растворителе. Затем полученную дисперсию измельчают дополнительно, например, с помощью струйной мельницы или молотковой дробилки, для получения суспензии. Полученную таким образом суспензию наносят на поверхность алюминиевого устройства 400 известным способом, таким как погружение, распыление или трафаретная печать, и при необходимости растворитель удаляют, например, посредством нагревания и сушки. После этого функциональную группу, способную к химическому связыванию силанового мономера 9, связывают химическим способом с поверхностью алюминиевого устройства 400 (анодной оксидной пленкой 2), например, графт-полимеризацией посредством повторного нагревания или графт-полимеризацией посредством облучения, например, инфракрасными лучами, ультрафиолетовыми лучами, электронным пучком и гамма-лучами (радиационная графт-полимеризация).
[0062] Согласно описанному выше четвертому варианту воплощения неорганические мелкие частицы 5, состоящие из неорганического соединения, удерживаются в состоянии, при котором они захватываются в сеть трехмерной мостиковой структуры, сформированной химическим связыванием между силановыми мономерами 9, связанными с поверхностью функциональных мелких частиц 7. Поэтому поверхности неорганических мелких частиц 5 не покрыты связующими или т.п. По этой причине почти вся неорганическая мелкая частица 5 может вступить в контакт с вирусом, в результате чего вероятность контакта с вирусами повышается, следовательно, даже небольшое количество неорганических мелких частиц 5 способно эффективно инактивировать вирусы.
[0063] Противовирусные алюминиевые устройства согласно описанным выше с первого по четвертый вариантам воплощения способны инактивировать различные вирусы независимо от типа их геномов или наличия вирусной оболочки. Примеры таких вирусов могут включать риновирус, полиовирус, вирус ящура, ротавирус, норовирус, энтеровирус, гепатовирус, астровирус, саповирус, вирус гепатита Е, вирус А гриппа, вирус В гриппа, вирус С гриппа, вирус парагриппа, вирус свинки (свинка), вирус кори, метапневмовирус человека, RS (респираторно-синцитиальный) вирус, вирус Nipah, вирус Hendra, вирус желтой лихорадки, вирус лихорадки денге, вирус японского энцефалита, вирус Западного Нила, вирус гепатита В, вирус гепатита С, вирус восточного лошадиного энцефалита и вирус западного лошадиного энцефалита, вирус O'nyong'nyong, вирус краснухи, вирус Lassa, вирус Junin, вирус Machupo, вирус Guanarito, вирус Sabia, вирус Конго-крымской геморрагической лихорадки, вирус флеботомной лихорадки, нантавирус, вирус Sin Nombre, вирус бешенства, вирус Эбола, вирус Marburg, лиссавирус, вирус лейкемии Т-клетки человека, вирус иммунодефицита человека, коронавирус человека, коронавирус SARS, парвовирус человека, вирус полиомы, папилломавирус человека, аденовирус, вирус герпеса, вирус зональной ветряной оспы, вирус ЕВ, цитомегаловирус, вирус оспы человека, вирус оспы обезьян, вирус осповакцины, вирус оспы моллюсков и вирус псевдооспы.
[0064] Противовирусные алюминиевые устройства, полученные согласно вышеприведенному описанию, могут иметь форму пленки (фольги), пластины, линейки, трубки и различные другие формы. Более конкретно, противовирусное алюминиевое устройство применимо во многих областях и может быть использовано для дверной ручки, перил, передней двери, рамы, такой как оконная рама, фильтра для воздушного кондиционера, фильтра для воздухоочистителя, фильтра для очистителя, фильтра для вытяжного вентилятора, фильтра для двигателя, фильтра для оборудования для кондиционирования воздуха, стенного материала или потолочного материала для операционной или ванной комнаты, инвалидного кресла, детали кровати, безопасной камеры для вирусного испытания и т.п.
[0065] Далее настоящее изобретение будет описано более конкретно с помощью примеров. Однако настоящее изобретение не ограничено только данными примерами.
Примеры
[0066] Получение противовирусного алюминиевого устройства
Пример 1
2
Вначале алюминиевый материал для пластины (материал JISH1050) погружают на 60 секунд в 5% водный раствор гидроксида натрия, нагретый до 50°С, в качестве предварительной обработки, а затем щелочь нейтрализуют и удаляют, погружая алюминиевый материал для пластины в 5% водный раствор азотной кислоты. После этого осуществляют анодирование при плотности тока 1,5 А/дм в течение 20 минут в электролите, содержащем 1,5 мол серной кислоты, при температуре 20°С, при этом предварительно обработанный алюминиевый материал для пластины служит в качестве анода, а платиновый электрод служит в качестве противоэлектрода (катода). В результате такого анодирования на поверхности алюминиевого материала для пластины формируется пористая анодная оксидная пленка толщиной примерно 8 мкм.
[0067] Затем алюминиевый материал для пластины, на котором была сформирована пористая анодная оксидная пленка толщиной примерно 8 мкм, погружают в водный раствор, содержащий 40 г/л сульфата меди и 10 г/л борной кислоты, и припускают через него переменный ток с напряжением 10 V, при этом платиновый электрод служит в качестве противоэлектрода. Таким образом осадок, включающий одновалентное соединение меди, осаждают в поры анодной оксидной пленки, тем самым получая противовирусное алюминиевое устройство. В примере 1 получают три вида алюминиевых устройств, используя продолжительность обработки (продолжительность пропускания тока), составляющую 1 минуту, 5 минут и 10 минут. Пример с продолжительностью обработки, равной 1 минуте, назван примером 1-1, пример с продолжительностью обработки, равной 5 минутам, назван примером 1-2, а пример с продолжительностью обработки, равной 10 минутам, назван примером 1-3.
[0068] Пример 2
В примере 2 смолу, содержащую противовирусные неорганические мелкие частицы, наносят на поверхность алюминиевого устройства из примера 1. Вначале порошок иодида меди (I) (выпускаемый Nihon Kagaku Sangyo Co., Ltd.) измельчают до мелких частиц со средним диаметром 140 нм с помощью сухого распылителя, Nano Jetmizer (выпускаемого Aishin Nano Technologies CO., LTD., NJ-100B), для получения противовирусных неорганических мелких частиц. Полученные мелкие частицы вводят в покрытие из двухкомпонентной кремниевой акриловой смолы (выпускаемое Natoco Co., Ltd., Arco SP) таким образом, чтобы содержание мелких частиц в пленке покрытия после сушки составляло 5 мас.%, и мелкие частицы диспергируют с помощью шаровой мельницы. В качестве поверхностно-активного агента также добавляют ацетат октадециламина (выпускаемый NOF CORPORATION., Nissan cation SA) в количестве 0,2 мас.% относительно твердого содержания покрытия. Затем на поверхность алюминиевой пластины, полученной в примерах 1-3, с осадком, включающим соединение одновалентной меди, осажденным в порах анодной оксидной пленки в условиях, при которых продолжительность обработки составляет 10 минут, распылением наносят вышеупомянутое покрытие из кремниевой акриловой смолы. Такое покрытие включает диспергированные в нем мелкие частицы иодида меди (I) и поверхностно-активного агента. Алюминиевую пластину сушат в течение 20 минут при 160°С для получения противовирусной алюминиевой пластины примера 2.
[0069] Пример 3
Противовирусную алюминиевую пластину в примере 3 получают способом и в условиях, подобных способу и условиям примера 2, за исключением того, что вместо порошка иодида меди, который применяют для противовирусных неорганических мелких частиц в примере 2, используют порошок иодида серебра (выпускаемый Wako Pure Chemical Industries, Ltd.). Порошок иодида серебра измельчают до мелких частиц со средним диаметром 800 нм с помощью сухого распылителя, Nano Jetmizer (выпускаемого Aishin Nano Technologies CO., LTD., NJ-100B).
[0070] Пример 4
В примере 4 противовирусные неорганические мелкие частицы и фотокаталитические мелкие частицы, служащие в качестве функциональных мелких частиц, иммобилизуют на поверхности алюминиевого устройство из примера 1. Порошок иодида меди, используемый в примере 2, и мелкие частицы оксида титана анатазной модификации, легированного ионами железа, который представляет собой видимое, чувствительное к свету фотокаталитическое вещество (выпускаемое Ishihara Sangyo Kaisha, Ltd., MPT-625), предварительно диспергируют в метаноле. После этого дисперсию измельчают и диспергируют в бисерной мельнице для получения суспензии, включающей как мелкие частицы иодида меди (I) со средним диаметром 45 нм, так и мелкие частицы оксида титана анатазной модификации, легированного ионами железа, который представляет собой видимое, чувствительное к свету фотокаталитическое вещество со средним диаметром частиц 82 нм. В качестве связующего вводят тетраметоксисилан (выпускаемый Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., KBM-04) в количестве 40 мас.% относительно твердого содержания полученной суспензии и добавляют метанол, доводя концентрацию твердого вещества до 5 мас.%. Количество вводимых мелких частиц иодида меди (I) регулируют таким образом, чтобы количество иодида меди (I), остающееся после удаления растворителя посредством сушки суспензии на поверхности подложки (на анодной оксидной пленке) составляло 1,0 мас.% относительно твердого содержания на подложке. Твердое содержание представляет собой общее содержание мелких частиц иодида меди (I) и мелких частиц оксида титана анатазной модификации, легированного ионами железа, который представляет собой видимое, чувствительное к свету фотокаталитическое вещество.
[0071] Затем на поверхность алюминиевой пластины, полученной в примерах 1-3, с осадком, включающим соединение одновалентной меди, осажденным в порах анодной оксидной пленки в условиях, при которых продолжительность обработки составляет 10 минут, распылением наносят вышеупомянутую суспензию. Такую суспензию, включающую мелкие частицы иодида меди (I), мелкие частицы оксида титана и тетраметоксисилан, доводят до нужного состояния, добавляя метанол. Алюминиевую пластину сушат в течение 20 минут при 180°С для получения противовирусной алюминиевой пластины примера 4.
[0072] Пример 5
В примере 5 противовирусные неорганические мелкие частицы и функциональные мелкие частицы, покрытые силановым мономером, иммобилизуют на поверхности противовирусного алюминиевого устройство из примера 1. Вначале порошок иодида меди, используемый в примере 2, и частицы оксида циркония (выпускаемого Nippon Denko Co., LTD., PSC) предварительно диспергируют в метаноле. Частицы оксида циркония содержат метакрилоксипропилтриметоксисилан (выпускаемый Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., KBM-503), который представляет собой силановый мономер, содержащий участок с ненасыщенной связью. Метакрилоксипропилтриметоксисилан ковалентно связан с поверхностью частицы оксида циркония посредством дегидратационной конденсации обычным способом. После этого дисперсию измельчают и диспергируют в бисерной мельнице для получения суспензии, включающей частицы иодида меди (I) со средним диаметром 45 нм и частицы оксида циркония со средним диаметром частиц 37 нм, покрытые метакрилоксипропилтриметоксисиланом. В качестве связующего вводят тетраметоксисилан (выпускаемый Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., KBM-04) в количестве 20 мас.% относительно твердого содержания полученной суспензии и добавляют метанол, доводя концентрацию твердого вещества до 5 мас.%. Количество вводимых мелких частиц иодида меди (I) регулируют таким образом, чтобы количество иодида меди (I), остающееся после удаления растворителя посредством сушки суспензии на поверхности подложки (на анодной оксидной пленке), составляло 1,0 мас.% относительно твердого содержания на подложке. Твердое содержание представляет собой общее содержание мелких частиц иодида меди (I) и мелких частиц оксида циркония со связанным с ними метакрилоксипропилтриметоксисиланом.
[0073] Затем на поверхность алюминиевой пластины, полученной в примерах 1-3, с осадком, включающим соединение одновалентной меди, осажденным в порах анодной оксидной пленки в условиях, при которых продолжительность обработки составляет 10 минут, распылением наносят вышеупомянутую суспензию. Такую суспензию, включающую мелкие частицы иодида меди (I), частицы оксида цирокония и тетраметоксисилан, доводят до нужного состояния, добавляя метанол. Алюминиевую пластину сушат в течение 20 минут при 180°С для получения противовирусной алюминиевой пластины примера 5.
[0074] Пример 6
Противовирусную алюминиевую пластину в примере 6 получают таким же способом и в таких же условиях, как и в примере 5, за исключением того, что 30 мас.% мелких частиц оксида циркония из примера 5 со связанным с ними метакрилоксипропилтриметоксисиланом заменяют мелкими частицами оксида титана анатазной модификации (выпускаемыми Tayca Corporation, AMT-100) со связанным с ними метакрилоксипропилтриметоксисиланом. Оксид титана анатазной модификации представляет собой фотокаталитическое вещество.
[0075] Пример 7
Противовирусную алюминиевую пластину в примере 7 получают таким же способом и в таких же условиях, как и в примере 5, за исключением того, что 30 мас.% мелких частиц оксида циркония из примера 5 со связанным с ними метакрилоксипропилтриметоксисиланом заменяют легированными ионами железа мелкими частицами оксида титана анатазной модификации (выпускаемыми Ishihara Sangyo Kaisha, Ltd., MPT-625). Легированный ионами железа оксид титана анатазной модификации представляет собой видимое, чувствительное к свету фотокаталитическое вещество.
[0076] Пример 8
Противовирусную алюминиевую пластину в примере 8 получают таким же способом и в таких же условиях, как и в примере 5, за исключением того, что вместо порошка иодида меди, используемого в примере 5, используют коммерчески доступный йодид серебра (выпускаемый Wako Pure Chemical Industries, Ltd.).
[0077] Пример 9
2
В примере 9 анодную оксидную пленку с порами формируют на поверхности алюминиевого материала для пластины в таких же условиях, как и в примере 1. После этого через водный раствор, содержащий сульфат меди, в течение 2 минут пропускают переменный ток с напряжением 10 V в таких же условиях, как и в примере 1. Затем алюминиевый материал для пластины погружают в водный раствор, содержащий 0,05 мол/л иодида калия, и пропускают через него постоянный ток плотностью 1,5 А/дм в течение 3 минут, при этом платиновый электрод служит в качестве противоэлектрода. Таким образом синтезируют осадок, включающий иодид меди (I), и осаждают его в порах анодной оксидной пленки, тем самым получая противовирусное алюминиевое устройство.
[0078] Пример 10
2
В примере 10 анодную оксидную пленку с порами формируют на поверхности алюминиевого материала для пластины в таких же условиях, как и в примере 1. Затем алюминиевый материал для пластины погружают в водный раствор, содержащий 5 г/л нитрата серебра, и в течение 2 минут пропускают переменный ток напряжением 8 V, при этом платиновый электрод служит в качестве противоэлектрода. После этого осадок, включающий серебро, осаждают в порах анодной оксидной пленки. Затем алюминиевый материал для пластины с осадком, включающим серебро, заполняющим поры анодной оксидной пленки, погружают в водный раствор, содержащий 0,05 мол/л иодида калия, и пропускают через него постоянный ток плотностью 0,17 А/дм в течение 3 минут, при этом платиновый электрод служит в качестве противоэлектрода. Таким образом синтезируют осадок, включающий иодид серебра, и осаждают его в порах анодной оксидной пленки, тем самым получая противовирусное алюминиевое устройство.
[0079] Пример 11
2
В примере 11 анодную оксидную пленку с порами формируют на поверхности алюминиевого материала для пластины в таких же условиях, как и в примере 1. После этого полученный материал погружают в водный раствор, содержащий иодид серебра со средним диаметром частиц 2 нм, который был получен в результате смешивания нитрата серебра и иодида калия, и в течение 10 минут пропускают ток плотностью 0,1 А/дм, при этом платиновый электрод служит в качестве противоэлектрода. Таким образом осадок, включающий иодид серебра, осаждают в порах анодной оксидной пленки, получая тем самым алюминиевый материал для пластины.
[0080] Сравнительный пример 1
Алюминиевую пластинку со сформированной на ней анодной оксидной пленкой, полученной в примере 1 (пластинка, не подвергнутая процессу осаждения в ее порах медного соединения), используют в качестве сравнительного примера 1.
[0081] Сравнительный пример 2
Коммерчески доступную пластину из чистого серебра (материал JISH3100, изготовленный U-KOU Co. Ltd.) погружают в метанол на 1 минуту при комнатной температуре для удаления пленки, сформированной в результате естественного окисления на медной пластине. Затем пластину сушат при комнатной температуре и используют в качестве сравнительного примера 2.
[0082] Составы из примеров 1-11 и сравнительных примеров 1 и 2 показаны в таблице 1.
[0083]
Таблица 1
Материал металлической пластины
Вещества в порах (время процесса осаждения)
Покрытие на анодной оксидной пленке
Пример 1-1
Al+анодная оксидная пленка
Одновалентное соединение меди(1 мин)
Отсутствует
Пример 1-2
Al+анодная оксидная пленка
Одновалентное соединение меди(5 мин)
Отсутствует
Пример 1-3
Al+анодная оксидная пленка
Одновалентное соединение меди(10 мин)
Отсутствует
Пример 2
Al+анодная оксидная пленка
Одновалентное соединение меди(10 мин)
Иодид меди (I)+ смола + поверхностно-активный агент
Пример 3
Al+анодная оксидная пленка
Одновалентное соединение меди(10 мин)
Иодид серебра + смола + поверхностно-активный агент
Пример 4
Al+анодная оксидная пленка
Одновалентное соединение меди(10 мин)
Иодид меди (I)+ легированный ионами железа оксид титана + тетраметоксисилан (связующее)
Пример 5
Al+анодная оксидная пленка
Одновалентное соединение меди(10 мин)
Иодид меди (I)+ оксид циркония, покрытый силановым мономером + тетраметоксисилан (связующее)
Пример 6
Al+анодная оксидная пленка
Одновалентное соединение меди(10 мин.)
Иодид меди (I)+ оксид циркония, покрытый силановым мономером + оксид титана, покрытый силановым мономером + тетраметоксисилан (связующее)
Пример 7
Al + анодная оксидная пленка
Одновалентное соединение меди(10 мин)
Иодид меди (I)+ оксид циркония, покрытый силановым мономером + оксид титана, покрытый силановым мономером + легированный ионами
железа оксид титана, покрытый силановым мономером + тетраметоксисилан (связующее)
Пример 8
Al+анодная оксидная пленка
Одновалентное соединение меди(10 мин)
Иодид серебра (I)+ оксид циркония, покрытый силановым мономером + тетраметоксисилан (связующее)
Пример 9
Al+анодная оксидная пленка
Одновалентное соединение меди, включающее CuI
Отсутствует
Пример 10
Al+анодная оксидная пленка
Одновалентное соединение меди, включающее AgI
Отсутствует
Пример 11
Al+анодная оксидная пленка
Одновалентное соединение меди, включающее AgI
Отсутствует
Сравнит. пример 1
Al+анодная оксидная пленка
Отсутствуют
Отсутствует
Сравнит. пример 2
Al+анодная оксидная пленка
Отсутствуют
Отсутствует
[0084] Анализ анодной оксидной пленки на алюминии с помощью широкоугольной рентгеновской дифракции
2
2
2
Вещества на глубине примерно 6 мкм от поверхности противовирусных алюминиевых пластин из примера 1, примера 9 и примера 10 анализируют с помощью широкоугольного рентгеновского дифрактометра (изготовлен Rigaku Corporation). При использовании противовирусной алюминиевой пластины, полученной в примере 1, получают дифракционную картину, которая включает пик при 2θ=36,5°, ассоциируемую с плоскостью (111) CuO, пик при 2θ=42,4°, ассоциируемую с плоскостью (200) CuO и пик при 2θ=61,6°, ассоциируемую с плоскостью (220) CuO. В примере 9 получают дифракционную картину, которая включает пик при 2θ=25,3°, ассоциируемую с плоскостью (111) CuI, пик при 2θ=41,8°, ассоциируемую с плоскостью (220) CuI и пик при 2θ=49,5°, ассоциируемую с плоскостью (311) CuI. В примере 10 получают дифракционную картину, которая включает пик при 2θ=22,3°, ассоциируемую с плоскостью (100) AgI, пик при 2θ=25,3°, ассоциируемую с плоскостью (101) AgI и пик при 2θ=42,6°, ассоциируемую с плоскостью (103) AgI. Данные результаты подтверждают, что одновалентное соединение меди или соединение йода присутствует в порах соответствующих анодных оксидных пленок.
[0085] Оценка инактивации вируса
-2
-5
2
Измерение инаквирующей вирус способности противовирусного алюминиевого устройства осуществляют, используя вирус гриппа A/Kitakyushu/159/93 (H3N2) в качестве вируса в оболочке, и кошачий калицивирус (штамм F9), который обычно используют как альтернативу норовирусу, в качестве вируса без оболочки. Для данных вирусов вирус гриппа (грипп A/Kitakyushu/159/93 (H3N2)) культивируют, используя клетки MDCК, а кошачий калицивирус (штамм F9) культивируют, используя клетки CRFK. Образцы размером 4 см × 4 см из каждого примера и сравнительного примера помещают в пластмассовые чашки Петри, на них капают по 0,1 мл раствора вируса и позволяют ему воздействовать в течение 30 минут при комнатной температуре. Одновременно площадь контакта раствора вируса и образца сохраняют неизменной, накрывая поверхность образца ПЭТ пленкой (4 см × 4 см). Позволив раствору вируса воздействовать в течение 30 минут, добавляют 1900 мл бульона SCDLP и вирусы вымывают с помощью пипетки. Затем каждый реакционный образец разбавляют бульоном МЕМ для получения от 10 до 10 разбавлений (10-кратное серийное разбавление). Сто микролитров раствора образца инокулируют в клетки MDCК или клетки CRFK, которые были культивированы в чашке Петри. Позволив культуре отстояться в течение 60 минут, а вирусам адсорбироваться клетками, на культуру в чашке Петри накладывают агарную среду. После культивирования при 34°С в течение 48 часов в инкубаторе с 5% СО культуру фиксируют в формалине. Подсчитывают число бляшек, сформированных в результате окрашивания синью метиленовой и рассчитывают титр вирусной инфективности (PFU/0,1 мл, Log 10)(PFU: бляшкообразующая единица). В качестве контроля используют величину, полученную в случае использования только вирусного раствора и неиспользования образцов из примеров. Результаты показаны в таблице 2.
[0086]
Таблица 2
Титр вирусной инфективности (PFU/0,1 мл, Log 10)
Вирус гриппа
Кошачий калицивирус
Тип А (H3N2)
Штамм F9
Пример 1-1
<1,3
<1,3
Пример 1-2
1,8
<1,3
Пример 1-3
<1,3
<1,3
Пример 2
<1,3
<1,3
Пример 3
3,7
3,5
Пример 4
<1,3
<1,3
Пример 5
<1,3
<1,3
Пример 6
<1,3
<1,3
Пример 7
<1,3
<1,3
Пример 8
3,5
3,2
Пример 9
4,2
4,0
Пример 10
5,1
4,9
Пример 11
5,2
5,0
Сравнительный пример 1
6,2
6,2
Сравнительный пример 2
6,1
6,2
КОНТРОЛЬ
6,8
7,0
[0087] Приведенные выше результаты подтверждают, что титры инфективности были ниже во всех примерах 1-11, независимо от наличия вирусной оболочки. В частности, в примерах 1 и 2 и примерах 4-7 наблюдается очень высокий уровень инактивации, составляющий 99,999% или более, после 30 минут воздействия вирусов.
[0088] Перечень обозначений
1 Металлический слой
2 Анодная оксидная пленка
3 Пора
4 Осадок
5 Неорганическая мелкая частица
6 Связующее из смолы
7 Функциональная мелкая частица
8 Связующее (силановое соединение)
9 Силановый мономер
10, 30, 40 Поверхностная пленка
100, 200, 300, 400 Алюминиевое устройство.