抗病毒鋁部件及其制造方法

抗病毒鋁部件及其制造方法
【專利摘要】本發明提供一種抗病毒鋁部件，無論病毒有無包膜，當病毒吸附于其上時，能夠通過在短時間內滅活病毒來抑制二次感染，其適用于門把手、扶手和空調鰭片等。本發明提供的能夠滅活所吸附的病毒的抗病毒鋁部件的特征在于，在通過對鋁或鋁合金進行陽極氧化而得到的、具有大量微孔的陽極氧化膜的所述微孔內，存在抗病毒無機化合物。
【專利說明】抗病毒鋁部件及其制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種吸附病毒并在短時間內將其滅活的抗病毒鋁部件，其具有由陽極氧化形成的多孔陽極氧化膜。
【背景技術】
[0002]近年來，有關于SARS (嚴重急性呼吸系統綜合征)、諾如病毒和禽流感病毒等感染致死者的報道。特別是在2009年，由于交通發達和病毒突變，導致全世界面臨病毒感染在世界范圍內蔓延的“感染爆發”危機，進而還出現了由口蹄疫等病毒帶來的嚴重傷害。因此，需要緊急對策。為了應對此類事態，基于疫苗的抗病毒劑的開發正加速進行。但疫苗具有特異性，因此只能防止特定病毒的感染。另外，已知有諾如病毒，其作為一種引起急性非細菌性胃腸炎的病毒，是牡蠣等貝類所致食物中毒的病原體，并且由感染者的糞便或嘔吐物、或源自干燥后的糞便或嘔吐物的塵埃而造成經口感染。諾如病毒通過包括門把手、扶手、墻壁和空調等設備的環境，對患者和醫療衛生從業人員產生接觸傳染。因此，諾如病毒也成為嚴重的社會問題。 所以非常需要開發可吸附各種病毒并能將所吸附的病毒有效滅活的抗病毒材料。
[0003]抗病毒材料例如可包括:使用在樹脂內部含有無機多孔結晶體的復合物的病毒滅活片材，其中所述無機多孔結晶體負載有銀離子、銅離子等抗病毒金屬離子(專利文獻I);在基材上負載有具有抗病毒效果的無機微粒的病毒滅活片材(專利文獻2)等。
[0004]現有技術文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻1:特開2010-30984號公報
[0007]專利文獻2:W02011/040048號公報

【發明內容】

[0008]然而，雖然在樹脂內部含有無機多孔結晶體的方法可用于纖維布料，但卻不適用于門把手、扶手或空調的鰭片材料。進而，雖然使用具有抗病毒效果的無機微粒的方法在通用性和效果方面很好，但當使用較小粒徑的無機微粒時，無機微粒的凝集會造成如下問題，例如效率下降，以及凝集體和基材之間的附著力下降而導致剝離。
[0009]病毒可被分類為諾如病毒等的無包膜的病毒和流感病毒等的有包膜的病毒。即使藥劑能夠滅活有包膜的病毒，但可能對于無包膜的病毒無作用。進而，在門把手、扶手、空調的鰭片材料等的情形下，附著于感染者的病毒或由咳嗽而飛散的飛沫漂浮于空氣中，并且附著于門把手、扶手和鰭片材料等的表面。汗液和唾液等體液中所含的脂質和蛋白等也可能附著于上述物品的表面。因此，優選即使在存在脂質、蛋白等的環境中也能使病毒滅活。
[0010]因此，為解決上述問題，本發明的目的在于提供一種抗病毒鋁部件，無論病毒包膜存在與否，當病毒附著于上述物品時，該抗病毒鋁部件能夠在短時間內滅活病毒，抑制二次感染。本發明的抗病毒鋁部件對于在門把手、扶手、輪椅、床組件、管椅子(pipe chairs)、窗框、自行車車架、室內裝飾材料和空調的鰭片材料等中的應用是有用的。
[0011]因此，本發明的第一方面提供一種能夠將附著的病毒滅活的抗病毒鋁部件，其特征在于，對鋁或鋁合金進行陽極氧化所得的陽極氧化膜具有大量的微孔，在所述微孔內存在抗病毒無機化合物。
[0012]進而，本發明的第二方面提供如上述第一方面所述的抗病毒鋁部件，其特征在于，在所述微孔內具有所述抗病毒無機化合物的陽極氧化膜表面形成有表面膜，所述表面膜含有抗病毒無機化合物和粘合劑樹脂。
[0013]進而，本發明的第三方面提供如上述第二方面所述的抗病毒鋁部件，其特征在于，所述表面膜還含有不同于所述抗病毒無機化合物的無機微粒。
[0014]進而，本發明的第四方面提供如上述第三方面所述的抗病毒鋁部件，其特征在于，所述表面膜中所含的所述無機微粒為光催化物質。
[0015]進而，本發明的第五方面提供如上述第四方面所述的抗病毒鋁部件，其特征在于，所述光催化物質為可見光響應型光催化物質。
[0016]進而，本發明的第六方面提供如上述第三~第五方面中任一方面所述的抗病毒鋁部件，其特征在于，所述表面膜中所含的所述無機微粒的表面被硅烷單體覆蓋。
[0017]進而，本發明的第七方面提供如上述第二~第六方面中任一方面所述的抗病毒鋁部件，其特征在于，所述粘合劑 樹脂為硅烷化合物。
[0018]進而，本發明的第八方面提供如上述第一~第七方面中任一方面所述的抗病毒鋁部件，其特征在于，所述抗病毒無機化合物為一價銅化合物和碘化合物中的至少一種。
[0019]進而，本發明的第九方面提供如上述第八方面所述的抗病毒鋁部件，其特征在于，所述一價銅化合物為氯化物、醋酸化合物、硫化物、碘化合物、溴化物、過氧化物、氧化物和硫氰化物中的至少一種。
[0020]進而，本發明的第十方面提供如上述第九方面所述的抗病毒鋁部件，其特征在于，所述一價銅化合物為CuCl、CuBr、Cu (CH3COO)、CuSCN, Cu2S, Cu2O和CuI中的至少一種。
[0021]進而，本發明的第十一方面提供如上述第八~第十方面中任一方面所述的抗病毒鋁部件，其特征在于，所述碘化合物為 Cu1、Ag1、SbI3、IrI4、GeI4、GeI2、SnI2、SnI4、Tl1、PtI2、PtI4、PdI2、BiI3、Au1、AuI3、FeI2、CoI2、NiI2、ZnI2、HgI 和 InI3 中的至少一種。
[0022]進而，本發明的第十二方面提供一種抗病毒鋁部件的制造方法，其特征在于，包括下述步驟:對由鋁或鋁合金構成的鋁材進行陽極氧化，在鋁材表面形成微孔；以及通過電化學處理，將抗病毒無機化合物沉積于表面形成有所述微孔的所述鋁材的所述微孔內。
[0023]進而，本發明的第十三方面提供如上述第十二方面所述的抗病毒鋁部件的制造方法，其特征在于，沉積抗病毒無機化合物的步驟包括:通過電化學處理將Cu和Ag中的至少一種沉積于所述微孔內；將在所述微孔內沉積有Cu和Ag中的至少一種的鋁材浸潰于含碘離子的電解質中；以及通過被浸潰的鋁材的電化學處理，將作為抗病毒無機化合物的CuI或AgI沉積于所述微孔內。
[0024]根據本發明，能夠提供一種耐久性優秀的鋁部件，其即使在用作門把手、扶手或空調的轄片材料時，也能夠長期保持抗病毒性。
【專利附圖】

【附圖說明】[0025]圖1為本發明第I實施方式的抗病毒鋁部件的截面圖。
[0026]圖2為本發明第2實施方式的抗病毒鋁部件的截面圖。
[0027]圖3為本發明第3實施方式的抗病毒鋁部件的截面圖。
[0028]圖4為本發明第4實施方式的抗病毒鋁部件的截面圖。
[0029]附圖標記說明
[0030]1金屬層
[0031]2陽極氧化膜
[0032]3 微孔
[0033]4沉積物
[0034]5無機微粒
[0035]6樹脂粘合劑
[0036]7功能性微粒
[0037]8粘合劑(硅烷化合物)
[0038]9硅烷單體
[0039]10,30,40 表面膜
[0040]100,200,300,400 鋁部件
【具體實施方式】
[0041]以下，參照附圖來詳細說明本發明的實施方式。
[0042](第1實施方式)
[0043]圖1是本發明第1實施方式的抗病毒鋁部件100的一部分截面的放大示意圖。鋁部件100通過對鋁或鋁合金進行陽極氧化而在其表面部分形成陽極氧化膜2。陽極氧化膜2即所謂的多孔氧化鋁，其表面形成有大量具有開口部的微孔3。未被陽極氧化的原始鋁或原始鋁合金的金屬層1位于接近微孔3的底部一側(鋁部件100具有開口部的表面的相反側)。在本發明的該實施例中，如圖1所示，含有抗病毒無機化合物的沉積物4被沉積于陽極氧化膜2的微孔3內并填充微孔3。為便于理解，圖1表示微孔3被沉積于微孔3中的沉積物4完全填充的視圖。不過，只要沉積物4至少沉積于微孔3的底部或微孔3的一部分，微孔3中沉積的沉積物4也可以為任意量。
[0044]根據JISH4000所定義的鋁和鋁合金、通過在鋼板上層疊鋁所獲得的覆層材料、或在樹脂表面通過物理方法如離子電鍍或濺射而形成有鋁薄膜的材料，可作為鋁或鋁合金使用。在此類鋁或鋁合金的表面，利用公知的陽極氧化處理方法來形成具有微孔3的陽極氧化膜2。通過用鋁或鋁合金作為陽極并施加直流電壓或交流電壓，來形成具有微孔3的陽極氧化膜2。該處理工序在例如含有硫酸、磷酸、鉻酸或草酸等酸的水溶液中進行；或在例如在磺基水楊酸、磺基鄰苯二甲酸、磺基馬來酸或磺基衣康酸等芳香族磺酸或脂肪族磺酸中添加了少量硫酸的水溶液中進行。對具有微孔3的陽極氧化膜2的厚度沒有特別限制，但該厚度優選為約1μ m~50 μ m。
[0045]本發明的陽極氧化膜2的微孔3中具有含有抗病毒無機化合物的沉積物4并被沉積物4所填充。優選沉積物4為一價銅化合物和碘化合物中的至少一種。
[0046]一價銅化合物例如可包括 Cu20、Cu0H、Cu2S、CuSCN、CuBrXu(CH3COO)和 CuI 等。例如，通過以下方式，用Cu2O或CuOH填充陽極氧化膜2的微孔。即，將形成有陽極氧化膜2的鋁部件浸潰于含銅離子的水溶液中。然后用鉬電極或碳電極等作為反電極，并對其施加交流電壓或直流電壓。以此方式，可將Cu2O或CuOH電化學沉積在微孔3內，并填充微孔3。
[0047]作為另一個例子，通過以下方式，用Cu2S、CuSCNXuBr和CuI等一價銅化合物填充陽極氧化膜2的微孔3。即，首先，將形成有具有微孔3的陽極氧化膜2的鋁部件浸潰于懸浮有上述銅化合物的微粒的水溶液。然后，用鉬電極或碳電極等作為反電極，并對其施加交流電壓或直流電壓。以此方式，可通過電泳使陽極氧化膜2的微孔3被目標化合物填充。此時，一價銅化合物微粒的平均粒徑優選為陽極氧化膜2中微孔3的直徑的約1/5以下。在本說明書中，平均粒徑指體積平均粒徑。
[0048]碘化合物例如可包括Cul、Agl、Sbl3、IrI4, GeI4, GeI2, SnI2, SnI4, TlKPtI2, PtI4,PdI2、BiI3、Au1、AuI3、FeI2、CoI2、NiI2、ZnI2、HgI 和 InI30 在陽極氧化膜 2 的微孔 3 中沉積上述化合物的方法如下所述。將形成有具有微孔3的陽極氧化膜2的鋁部件浸潰于上述碘化合物的納米微粒的分散液中，接下來，用鉬電極或碳電極等作為反電極，并對其施加交流電壓或直流電壓來進行電泳，由此用化合物填充微孔3。
[0049]用AgI來說明在形成有具有微孔3的陽極氧化膜2的鋁部件上沉積碘化合物的另一個例子。首先，將Ag化學沉積或電化學沉積于陽極氧化膜2的微孔3，接下來，在含碘離子的溶液中，用鉬電極或碳電極等作為反電極，并對其施加直流電壓。其結果是，陽極氧化膜2的微孔3中沉積 的Ag與碘離子發生反應，在陽極氧化膜2的微孔3中合成為AgI。最終可獲得在微孔3中填充有AgI的陽極氧化膜2。
[0050]用CuI來說明又一個例子。首先，通過電化學處理，在鋁部件上將含有金屬銅的Cu2OXuOH等沉積于陽極氧化膜2的微孔3中。接下來，將鋁部件浸潰于含碘離子的水溶液中。然后，用鉬電極或碳電極等作為反電極，并在鋁部件與反電極之間施加直流電壓。其結果是，一部分沉積的金屬銅、Cu2OXuOH等與碘離子發生反應并合成為Cul，該CuI可填充陽極氧化膜2的微孔3。也可利用相同方法沉積其它碘化合物。
[0051]根據上述第I實施方式，由于抗病毒的沉積物4被沉積并填充于微孔3內，因此鋁部件100能夠快速滅活其上附著的病毒。進而，沉積物4難溶于水，并且由于沉積而使其物理或機械結合并緊密附著于陽極氧化膜2的微孔3內。因此，即使不進行用于固定抗病毒組分的特殊處理，沉積物4也不會從微孔3脫離，并且長時間地保持被牢固地固定于陽極氧化膜2的微孔3內的狀態。因此，根據本實施方式，可提供能長期穩定發揮抗病毒效果的鋁部件。
[0052]優選在本實施例的鋁部件100的陽極氧化膜2 —側的表面存在可控制表面電位(負電荷)向正極方向的電位控制劑。其理由如下:無論病毒的基因組類型如何或有無包膜，其均具有負的表面電位。當鋁部件100的陽極氧化膜2 —側的、具有抗病毒性的沉積物4暴露的表面存在控制電位向正極方向的電位控制劑時，表面電位相對于病毒變成正值。因此，鋁部件100能夠吸引病毒。當病毒被成功地吸引向陽極氧化膜2—側時，病毒更容易與抗病毒的沉積物4接觸，因此能夠獲得更強的抗病毒效果。
[0053]對該電位控制劑沒有特殊限制，只要其能夠控制鋁部件100的表面電位向正極方向即可。優選例如非離子類、陰離子類或陽離子類表面活性劑。其中，特別優選陽離子類表面活性劑。[0054](第2實施方式)
[0055]接下來，參照圖2詳細說明本發明第2實施方式的抗病毒鋁部件200。
[0056]圖2是本發明第2實施方式的抗病毒鋁部件200的一部分截面的放大示意圖。與第I實施方式相同，在鋁或鋁合金的金屬層I表面，形成有由陽極氧化而形成的具有微孔3的陽極氧化膜2，將含有抗病毒無機化合物的沉積物4沉積并填充于微孔3。進而，在陽極氧化膜2表面形成由無機微粒5和樹脂粘合劑6構成的表面膜10，所述無機微粒5由抗病毒無機化合物構成。
[0057]可使用公知的粘合劑作為樹脂粘合劑6。樹脂粘合劑的具體例可包括:聚酯樹脂、氨基樹脂、環氧樹脂、聚氨酯樹脂、丙烯酸樹脂、水溶性樹脂、乙烯基樹脂、氟樹脂、硅樹脂、纖維素樹脂、酚醛樹脂、二甲苯樹脂、甲苯樹脂以及天然樹脂，例如蓖麻油、亞麻子油、桐油等干性油。
[0058]在樹脂粘合劑6中，分散有由抗病毒無機化合物構成的無機微粒5。可使用一價銅化合物和碘化合物中的至少一種作為無機微粒5。
[0059]用作無機微粒5的一價銅化合物的例子可包括:氯化物、醋酸化合物、硫化物、碘化物、溴化物、過氧化物、氧化物和硫氰酸鹽、以及一價碘化合物。例如，作為氯化物、醋酸化合物、硫化物、碘化物、溴化物、過氧化物、氧化物和硫氰酸鹽，可以使用CuCl、Cu(CH3COO)、Cu2S、Cu 1、CuBr、Cu2O 和 CuSCN。
[0060]用作無機微粒5的碘化合物的例子可包括:Cu1、Ag1、SbI3、IrI4、GeI4、GeI2、SnI2、Snl4、TH、Ptl2、Ptl4、PdI2、BiI3、Au1、Aul3、FeI2、CoI2、NiI2、ZnI2、HgI 和 InI3。
[0061]由上述抗病毒無機化合物構成的無機微粒5的粒徑優選為Inm以上5 μ m以下。粒徑不足Inm時，隨著時間的推移，抗病毒效果不穩定，而粒徑大于5 μ m時，由于由樹脂粘合劑6產生的保持力下降，導致覆膜的強度降低。因此不優選這樣的粒徑。
[0062]進而，優選以0.1質量％以上80質量％以下的量，將無機微粒5分散到由樹脂粘合劑6構成的表面膜10中，更優選為0.1質量％以上60.0質量％以下。當無機微粒5的量小于0.1質量％時，與該量處于上述范圍內時相比，病毒滅活效果降低。進而，即使無機微粒5的量超過80.0質量％,病毒滅活效果也與該量處于上述范圍內時幾乎相同。而且還降低樹脂粘合劑6的粘合性(保持效果)，使得與該量處于上述范圍內時相比，由無機微粒5和樹脂粘合劑6構成的表面膜10更容易從陽極氧化膜2脫離。
[0063]進而，由樹脂粘合劑6和無機微粒5構成的第2實施方式的表面膜10優選含有非離子類、陰離子類或陽離子類表面活性劑，以提高無機微粒5的分散性。對表面活性劑沒有特別限制，只要當其被包含于樹脂粘合劑6時能夠控制表面膜10的表面電位(負電荷)向正極方向即可。不過，特別優選陽離子類表面活性劑。樹脂的表面電位通常為負。進而，如上所述，無論病毒 的基因組類型如何或有無包膜，病毒的表面電位也均為負。因此，當表面活性劑與由抗病毒無機化合物構成的無機微粒5 —同被包含于表面膜10時,表面膜10的表面電位被控制向正極方向，病毒隨之更易于被鋁部件200的表面吸附。其結果是，可更有效地發揮抗病毒無機微粒5的抗病毒效果。
[0064]進而，根據需要，可在第2實施方式的表面膜10中添加功能性微粒。功能性微粒的示例可包括其它抗病毒組合物、抗菌組合物、抗霉組合物、抗過敏原組合物、催化劑、防反射材料以及熱障材料的微粒。[0065]以下說明本實施方式的鋁部件200的制造方法。首先，通過在第I實施方式中說明的方法，在鋁或鋁合金表面形成其中形成有大量微孔3的陽極氧化膜2。然后，將含有抗病毒無機化合物的沉積物4沉積于陽極氧化膜2的微孔3內。接下來，將被噴射磨等粉碎后的上述抗病毒無機微粒5、功能性微粒與任意的樹脂粘合劑6混合，得到漿料。之后，將漿料涂布到鋁部件200的表面上并使之干燥。由此制造本實施方式的鋁部件200
[0066]根據上述第2實施方式，當將本實施方式的鋁部件200用作建筑材料、鋁窗框等時，可長期保有抗病毒性。可獲得該長效抗病毒性的原因在于，即使由某些使用環境引起表面磨損，導致抗病毒效果降低，沉積于陽極氧化膜2的沉積物4也會釋放一價銅離子。
[0067](第3實施方式)
[0068]接下來，參照圖3詳細說明本發明第3實施方式的抗病毒鋁部件300。
[0069]圖3是本發明第3實施方式的抗病毒鋁部件300的一部分截面的放大示意圖。在第3實施方式中，在具有微孔3的陽極氧化膜2的表面形成有表面膜30，微孔3中沉積并填充有含有抗病毒無機化合物的沉積物4,陽極氧化膜與第I實施方式相同。表面膜30含有:由抗病毒無機化合物構成的無機微粒5、用于賦予除抗病毒性之外的功能的功能性微粒7、以及由硅烷化合物構成的粘合劑8。在特定使用環境下，例如，可以添加公知的硬涂層劑來進一步改善表面膜30的強度。
[0070]可將無機氧化物用作本發明第3實施方式中所使用的功能性微粒7。無機氧化物例如可包括如 Si02、Al2O3' Ti02、ZrO2, Sn02、Fe203、Sb2O3'WO3 和 CeO2 等單一無機氧化物。也可使用復合氧化物。復合氧化物例如可包括SiO2 -Al2O3^SiO2 -B2O3^SiO2 -P2O5^SiO2 -TiO2,SiO2.ZrO2> Al2O3.Ti02、Al2O3.ZrO2> Al2O3.CaO> Al2O3.B2O3> Al2O3.P2O5> Al2O3.CeO2>Al2O3.Fe2O3JiO2.CeO2^ TiO2.Zr02>SiO2.TiO2.Z r02、Al203.TiO2.Zr02>SiO2.Al2O3.TiO2以及SiO2.TiO2.Ce02。使用平均粒徑約為Inm至5nm的功能性微粒7。當使用功能性微粒時，將其以約I質量％至80質量％的量混入表面膜30中。此類無機氧化物的使用提高表面膜30的膜強度，由此增強其抗磨損性。其結果是，可以提供能長期發揮抗病毒效果的部件。
[0071]可以將光催化物質用作功能性微粒7。光催化物質為，當被具有超過該物質的帶隙的能量的波長的光照射時，表現出光催化功能的粒子。光催化物質例如可包括如氧化鈦、氧化鋅、氧化鎢、氧化鐵、鈦酸鍶、硫化鎘和硒化鎘等公知的金屬化合物半導體。上述物質可單獨使用或兩種以上組合使用。
[0072]在上述光催化物質中，特別優選氧化鈦、氧化鋅和氧化鎢作為本發明第3實施方式中使用的功能性微粒7，這是由于它們的毒性低且安全性好。在本發明中，作為光催化物質的氧化鈦的晶體結構可以是金紅石型、銳鈦礦型、板鈦礦型或其它類型，甚至可以是無定形。
[0073]進而，可使用在可見光下也具有光催化活性的光催化物質等。此類光催化物質例如可包括:Ti02_xNx,其氧化鈦的一部分氧原子被作為陰尚子的氮原子取代；Ti02_x (X為1.0以下)，其失去氧原子并且從化學計量比顯著偏離；負載有銅化合物或鐵化合物的納米微粒的氧化鈦；負載有金或銀的納米微粒的氧化鎢；摻雜有鐵離子或銅離子的氧化鎢；以及摻雜有金、銀或鉀的氧化鋅。
[0074]進而，在上述光催化物質內部或表面，可含有有釩、銅、鎳、鈷和鉻等金屬或其化合物，或鈀、銠、釕、銀、鉬和金等貴金屬或其金屬化合物，或CuCl、CuBr, Cu(CH3COO)、CuSCN、Cu2S> Cu2O和CuI等一價銅化合物,從而增強光催化功能。
[0075]進而，本發明第3實施方式中使用的由硅烷化合物構成的粘合劑8例如可包括:乙烯基三氯硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅燒、N- β - (N-乙烯基芐基氣乙基-氣丙基二甲氧基硅烷、N-(乙烯基芐基)~2~氣乙基_3_氛丙基二甲氧基硅烷的鹽酸鹽、2_(3，4-環氧基環己基)乙基二甲氧基硅烷、3_縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、3-縮水甘油醚氧丙基甲基二乙氧基硅烷、3-縮水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷、對苯乙烯基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-異氰酸酯丙基三乙氧基硅烷、雙(二乙氧基娃丙基)四硫化物、3_氛丙基二甲氧基硅烷、3_氛丙基二乙氧基娃燒、3_ 二乙氧基娃烷基-N_(l, 3- 二甲基亞丁基)丙胺、N-苯基-3-氛丙基二甲氧基硅烷、Ν-2-(氨乙基)-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、Ν-2-(氨乙基)-3-氨丙基二甲氧基硅烷、Ν-2-(氛乙基)-3_氛丙基二乙氧基硅烷、3_疏基丙基甲基二甲氧基硅烷、3_疏基丙基二甲氧基硅烷、N-苯基-3-氛丙基二甲氧基硅烷、特殊氛基硅烷、3_服丙基二乙氧基硅烷、3_氣丙基二甲氧基硅烷、四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、甲基二甲氧基硅烷、甲基二乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、苯基二乙氧基硅烷、TK甲基二娃氣燒、己基二甲氧基硅烷、癸基二甲氧基硅烷、含可水解基團的硅氧烷、含氟代烷基的低聚物、甲基氫硅氧烷和硅季銨鹽。
[0076]進而，硅烷低聚物例如可包括市售的信越化學工業株式會社制造的KC-89S、KR-500、X-40-9225、KR-217、KR-9218、KR-213、KR-510 等。上述硅烷低聚物被單獨使用或兩種以上混合使用，并且可以 與一種或兩種以上的由硅烷化合物構成的粘合劑8混合使用。當使用此類由硅烷化合物構成的粘合劑8時，將其以約I~50質量％的量混入表面膜30中。
[0077]以下說明本實施方式的鋁部件300的制造方法。首先，利用在第I實施方式中說明的方法，在鋁或鋁合金表面形成具有大量微孔3的陽極氧化膜2，并將含有抗病毒無機化合物的沉積物4沉積于微孔3內。接下來，例如用噴射磨或錘磨，將由抗病毒無機化合物構成的無機微粒5粉碎成納米級粒子、亞微米粒子或微米級粒子。對粉碎工藝沒有特別限制，干式和濕式工藝均可以使用。將由粉碎后的抗病毒無機化合物構成的無機微粒5和由根據所需功能選擇的無機微粒構成的功能性微粒7—起分散于水、甲醇、乙醇或甲苯等溶劑中，然后例如用噴射磨或錘磨將其再度粉碎。用公知方法如浸潰法、噴涂法或絲網印刷法，將所得漿料涂布于鋁部件300表面，并根據需要，例如通過加熱干燥等將溶劑除去。接下來，例如通過再加熱來接枝聚合，或通過暴露于例如紅外線、紫外線、電子束和Y射線等射線來接枝聚合，將由硅烷化合物構成的粘合劑8和公知的硬涂層劑等化學結合于鋁部件300表面。
[0078]根據上述第3實施方式，無機微粒之間通過由硅烷化合物構成的粘合劑8或公知的硬涂層劑被化學結合于陽極氧化膜2表面，由此形成三維交聯結構。因此，從沉積于微孔3內的沉積物4釋放的一價銅離子等抗病毒成分，穿過該交聯結構的微小空隙而出現在表面。因此，兩種抗病毒劑，即，表面膜30上的抗病毒無機微粒5、和沉積物4，能夠作用于病毒。由此能夠提供病毒滅活能力更高的鋁部件。進而，能夠用選自各種無機化合物的功能性微粒來獲得除抗病毒性之外的效果。例如，功能性微粒能夠提高表面膜30的強度，或賦予鋁部件光催化功能。然而，例如，當本發明的抗病毒鋁部件300被用于對膜強度或抗腐蝕性無需求的環境時，也可不必向表面膜30中添加功能性微粒7。
[0079](第4實施方式)
[0080]接下來，參照圖4來詳細說明本發明第4實施方式的抗病毒鋁部件400。
[0081]圖4是本發明第4實施方式的抗病毒鋁部件400的一部分截面的放大示意圖。在第4實施方式中，在填充有含有抗病毒無機化合物的沉積物4的多孔陽極氧化膜2表面形成表面膜40，多孔陽極氧化膜2與第I實施方式相同。表面膜40含有由無機化合物構成的抗病毒無機微粒5和被具有能夠化學結合的官能團的硅烷單體9覆蓋的功能性微粒7。
[0082]被用于本發明第4實施方式的抗病毒鋁部件400的、具有能夠化學結合的官能團的硅烷單體9為，例如，由通式X-Si (OR)n (η為I~3的整數)所表示的硅烷單體。例如，X為與有機化合物反應的官能團，如乙烯基、環氧基、苯乙烯基、甲基丙烯酰基、丙烯酰氧基、異氰1酸酷基、多硫化物基團、氣基、疏基或氣基。OR為可水解的烷氧基，如甲氧基、乙氧基；硅烷單體9的3個官能團可以是相同的或彼此不同的。上述烷氧基，如甲氧基和乙氧基被水解而生成硅烷醇基。已知該硅烷醇基、乙烯基、環氧基、苯乙烯基、甲基丙烯酰基、丙烯酰氧基、異氰酸酯基和還具有不飽和鍵的官能團等具有高反應性。因此，在本發明第4實施方式的抗病毒鋁部件400中，無機微粒7通過此種反應性優秀的硅烷單體9而彼此化學結合，從而形成基體(matrix)。同時，無機微粒7也與具有微孔3的陽極氧化膜2牢固地結合。由此能夠提供強度優良的抗病毒鋁部件400。
[0083]以下說明本實施方式的抗病毒鋁部件400的制造方法。首先，利用在第I實施方式中說明的方法，在鋁或鋁合金表面形成具有大量微孔3的陽極氧化膜2，并將含有抗病毒無機化合物的沉積物4沉積于微孔3內。然后將上述具有能夠化學結合的官能團的硅烷單體9添加到將功能性微粒7分散到溶劑中而制備的分散液中。通過在回流下加熱的同時進行脫水縮合反應，而使硅烷單體9化學結合`于功能性微粒7表面。在該情形下，硅烷單體9的量隨功能性微粒7的平均粒徑不同而改變，但可以為相對于功能性微粒7的質量的0.01質量％~40.0質量％。然后，將由此所得的表面被硅烷單體覆蓋的功能性微粒7和由利用在第3實施方式中說明的方法粉碎的無機化合物所構成的抗病毒無機微粒5分散到溶劑中。然后，例如用噴射磨或錘磨將所得分散液進一步粉碎，得到漿料。用浸潰法、噴涂法或絲網印刷法等公知方法，將所得漿料涂布在鋁部件400表面，并根據需要，例如通過加熱干燥等除去溶劑。隨后，例如通過再加熱來接枝聚合，或通過暴露于例如紅外線、紫外線、電子束和Y射線等射線來接枝聚合(輻射接枝聚合)，將硅烷單體9的能夠化學結合的官能團化學結合于鋁部件400 (陽極氧化膜2)的表面。
[0084]根據上述第4實施方式，由無機化合物構成的抗病毒無機微粒5被保持在，被捕獲在結合于功能性微粒7表面的硅烷單體9相互化學結合而形成的三維交聯結構的網眼中的狀態。因此，無機微粒5的表面未被粘合劑等覆蓋。因此，幾乎全部的無機微粒5能夠與病毒接觸，并且與病毒接觸的概率也增加了，所以即使少量的無機微粒5也可以有效地滅活病毒。
[0085]根據上述第I~第4實施方式的抗病毒鋁部件，能夠滅活各種病毒，而不受病毒的基因組類型或有無包膜的限制。所述病毒例如可包括:鼻病毒、脊髓灰質炎病毒、手足口病病毒、輪狀病毒、諾如病毒、腸病毒、肝病毒、星狀病毒、沙波病毒、戊型肝炎病毒、甲型、乙型和丙型流感病毒、副流感病毒、腮腺炎病毒(流行性腮腺炎)、麻疹病毒、人偏肺病毒、呼吸道合胞病毒、尼帕病毒、亨德拉病毒、黃熱病毒、登革熱病毒、日本腦炎病毒、西尼羅病毒、乙型和丙型肝炎病毒、東方型和西方型馬腦炎病毒、奧尼翁-尼翁病毒(O’ nyong-nyongvirus)、風疫病毒、H13沙病毒、胡寧病毒、馬丘波病毒、瓜納里多病毒、薩比亞病毒、克里米亞-剛果出血熱病毒、白蛉熱病毒、漢坦病毒、辛諾柏病毒、狂犬病毒、埃博拉病毒、馬爾堡病毒、蝙fe狂犬病病毒、人類T細胞白血病病毒、人類免疫缺陷病毒、人類冠狀病毒、SARS冠狀病毒、人類細小病毒、多瘤病毒、人乳頭瘤病毒、腺病毒、皰疹病毒、水痘-帶狀皰疹病毒、EB病毒、巨細胞病毒、天花病毒、猴痘病毒、牛痘病毒、軟撫痘病毒屬、以及副痘病毒屬。
[0086]如上所述得到的抗病毒鋁部件能夠以薄膜(箔)狀、板狀、線狀、管狀、以及其它各種形狀來使用。特別地，抗病毒鋁部件適用于各個領域，能夠被用作門把手、扶手、正門、窗框等框、空調機用過濾器、空氣凈化器用過濾器、吸塵器用過濾器、排風扇用過濾器、車輛用過濾器、空氣調節設備用過濾器，紗門用網、雞舍用網，空調用鰭片材料、手術室或浴室的墻壁材料或天花板材料、輪椅、床組件、病毒實驗用安全柜等。
[0087]下面用實施例對本發明進行更具體的說明。但本發明不僅限于下述實施例。
[0088]實施例
[0089](抗病毒鋁部件的制造)
[0090](實施例1)
[0091]首先，作為預處理，將鋁板材(JISH1050材料)浸潰于加熱到50°C的5%氫氧化鈉水溶液中60秒,然后通過將鋁板材浸潰在5%硝酸水溶液中，中和并除去堿。接下來在含有1.5摩爾硫酸的20°C電解液中，以預處理后的鋁板材為陽極、以鉬電極為反電極(陰極)，在
1.5A/dm2的電流密度下進行20分鐘陽極氧化。通過該陽極氧化，在鋁板材表面形成約8 μ m厚的多孔陽極氧化膜。
[0092]然后，將形成有約8 μ m厚的多孔陽極氧化膜的鋁板材浸潰于含40g/L硫酸銅和10g/L硼酸的水溶液中，以鉬電極為反電極，并施加IOV的交流電壓。以此方式，將含有一價銅化合物的沉積物沉積于陽極氧化膜的微孔內，由此制造抗病毒鋁部件。在實施例1中，通過采用I分鐘、5分鐘和10分鐘的處理時間(電壓施加時間)來制造三種類型的鋁部件。將處理時間為I分鐘的實施例作為實施例1-1，將處理時間為5分鐘的實施例作為實施例1-2，將處理時間為10分鐘的實施例作為實施例1-3。
[0093](實施例2)
[0094]在實施例2中，將含有抗病毒無機微粒的樹脂涂布到實施例1的鋁部件的表面。首先，用干式粉碎機 Nano Jetmizer (Aishin Nano Technologies C0., LTD.制造，NJ-100B)將碘化銅(I)粉末(日本化學產業社制造)粉碎成平均粒徑為140nm的微粒，來制造抗病毒無機微粒。將所得微粒添加到雙組分娃丙烯酸樹脂涂料(Natoco C0., Ltd.制造,Arco SP)中，使得微粒在干燥后的涂膜中的含量為5質量％，再用球磨機將微粒分散。以相對涂料固體成分為0.2質量％的量添加十八烷胺醋酸鹽(N0F CORPORATION制造，Nissan cation SA)作為表面活性劑。然后，在實施例1-3中制備的、具有含有一價銅化合物的沉積物的鋁板表面，通過噴涂來涂布上述硅丙烯酸樹脂涂料，其中所述沉積物在處理時間為10分鐘的條件下被沉積于陽極氧化膜的微孔中 。上述涂料中分散有碘化銅(I)粉末和表面活性劑。將該鋁板在160°C下干燥20分鐘來制造實施例2的抗病毒鋁板。
[0095](實施例3)
[0096]除使用碘化銀粉末(Wako Pure Chemical Industries制造)代替作為實施例2中使用的抗病毒無機微粒的碘化銅粉末之外，用與實施例2相同的方法和條件來制造實施例3 的抗病毒招板。用干式粉碎機 Nano JetmizerCAishin Nano Technologies C0., LTD.制造，NJ-100B)將碘化銀粉末粉碎成平均粒徑為800nm的微粒。
[0097](實施例4)
[0098]在實施例4中，將抗病毒無機微粒和作為功能性微粒的光催化微粒固定在實施例1的鋁部件表面。將實施例2中使用的碘化銅粉末和作為可見光響應型的光催化物質的摻雜鐵離子的銳鈦礦型氧化鈦微粒(Ishihara Sangyo Kaisha制造，MPT-625)在甲醇中進行預分散。接下來，用砂磨機將分散液粉碎并分散來得到漿料，所述漿料含有平均粒徑為45nm的碘化銅(I)微粒，和平均粒徑為82nm的、作為可見光響應型的光催化物質的摻雜鐵離子的銳鈦礦型氧化鈦微粒。相對所得漿料的固體成分，以40質量％添加四甲氧基硅烷(Shin-Etsu Chemical C0., Ltd.制造，KBM-04)作為粘合劑,并添加甲醇來調整固體成分的濃度至5質量％。調整所添加的碘化銅(I)微粒的量，使得通過干燥基材表面上(陽極氧化膜上)的漿料而除去溶劑后所保留的碘化銅(I)的量，相對于基材上的固體成分為1.0質量％。所述固體成分為碘化銅(I)微粒和作為可見光響應型的光催化物質的摻雜鐵離子的銳鈦礦型氧化鈦微粒的總量。
[0099]然后，在實施例1-3中制備的、具有含有一價銅化合物的沉積物的鋁板表面，通過噴涂來涂布上述漿料，其中所述沉積物在處理時間為10分鐘的條件下被沉積于陽極氧化膜的微孔中。上述漿料含有碘化銅(I)微粒、氧化鈦微粒和四甲氧基硅烷，并通過添加甲醇進行了調整。將該鋁板在180°c下干燥20分鐘來制造實施例4的抗病毒鋁板。 [0100](實施例5)
[0101]在實施例5中，將抗病毒無機微粒和被硅烷單體覆蓋的功能性微粒固定在實施例I的抗病毒鋁部件表面。首先，將實施例2中使用的碘化銅粉末和氧化鋯粒子(NipponDenko C0., Ltd.制造，PCS)預分散于甲醇中。該氧化鋯粒子具有作為含不飽和鍵部分的硅烷單體的甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(Shin-Etsu Chemical C0., Ltd.制造，KBM-503)。該甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷通過用通常方法進行的脫水縮合而被共價結合于氧化鋯粒子的表面。接下來，用砂磨機將分散液粉碎并分散來得到漿料，所述漿料含有平均粒徑為45nm的碘化銅(I)粒子，和平均粒徑為37nm的、被甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷覆蓋的氧化鋯粒子。以相對所得漿料的固體成分為20質量％的量，添加四甲氧基硅烷(Shin-Etsu Chemical C0.，Ltd.制造，KBM-04)作為粘合劑，并添加甲醇來調整固體成分的濃度至5質量％。調整所添加的碘化銅(I)微粒的量，使得通過干燥基材表面上(陽極氧化膜上)的漿料而除去溶劑后所保留的碘化銅(I)的量，相對于基材上的固體成分為1.0質量％。所述固體成分為碘化銅(I)微粒和結合有甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷的氧化鋯微粒的總量。
[0102]然后，在實施例1-3中制備的、具有含有一價銅化合物的沉積物的鋁板表面，通過噴涂來涂布上述漿料，其中所述沉積物在處理時間為10分鐘的條件下被沉積于陽極氧化膜的微孔中。上述漿料含有碘化銅(I)微粒、氧化鋯粒子和四甲氧基硅烷，并通過添加甲醇進行了調整。將該鋁板在180°C下干燥20分鐘來制造實施例5的抗病毒鋁板。
[0103](實施例6)
[0104]除用結合有甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷的銳鈦礦型氧化鈦微粒(TaycaCorporation制造，AMT-100)來替換實施例5的結合有甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷的氧化鋯微粒中的30質量％之外，用與實施例5相同的方法和條件來制造實施例6的抗病毒鋁板。所述銳鈦礦型氧化鈦為光催化物質。
[0105](實施例7)
[0106]除用摻雜鐵離子的銳鈦礦型氧化鈦微粒(Ishihara Sangyo Kaisha制造，MPT-625)來替換實施例5的結合有甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷的氧化鋯微粒中的30質量％之外，用與實施例5相同的方法和條件來制造實施例7的抗病毒鋁板。所述摻雜鐵離子的銳鈦礦型氧化鈦為可見光響應型的光催化物質.[0107](實施例8)
[0108]除了用市售的碘化銀(Wako Pure Chemical Industries, Ltd.制造)來代替實施例5中使用的碘化銅粉末之外，用與實施例5相同的方法和條件來制造實施例8的抗病毒鋁板。
[0109](實施例9)
[0110]在實施例9中，在和實施例1相同的條件下，在鋁板材表面形成具有微孔的陽極氧化膜。接下來，在和實施例1相同的條件下，在含有硫酸銅的水溶液中施加IOV的交流電壓2分鐘。然后，將招板材浸潰于含有0.05mol/L碘化鉀的水溶液中，并以鉬電極為反電極,在
0.lA/dm2的電流密度下施加直流電壓3分鐘。以`該方式合成含有碘化銅(I)的沉積物并將其沉積于陽極氧化膜的微孔內，由此制造抗病毒鋁板。
[0111](實施例10)
[0112]在實施例10中，在和實施例1相同的條件下，在鋁板材表面形成具有微孔的陽極氧化膜。接下來，將鋁板材浸潰于含5g/L硝酸銀的水溶液中，并以鉬電極為反電極，施加8V交流電壓10分鐘。然后，將含有銀的沉積物沉積于陽極氧化膜的微孔內。接下來，將在陽極氧化膜的微孔中填充有含銀沉積物的鋁板材浸潰于含0.05mol/L碘化鉀的水溶液中，并以鉬電極為反電極，在0.17A/dm2的電流密度下施加直流電壓3分鐘。以該方式合成含有碘化銀的沉積物并將其沉積于陽極氧化膜的微孔內，由此制造抗病毒鋁板。
[0113](實施例11)
[0114]在實施例11中，在和實施例1相同的條件下，在鋁板材表面形成具有微孔的陽極氧化膜。接下來，在通過混合硝酸銀和碘化鉀而制備的含有平均粒徑為2nm的碘化銀的水溶液中，以鉬電極為反電極，施加0.lA/dm2的電流密度10分鐘。以該方式將含有碘化銀的沉積物沉積于陽極氧化膜的微孔內，由此制造抗病毒鋁板。
[0115](比較例I)
[0116]以實施例1中制造的、形成有陽極氧化膜的鋁板(未進行在其微孔內沉積銅化合物的工序)作為比較例I。
[0117](比較例2)
[0118]將市售的純銅板(U-K0U C0.Ltd.制造，JISH3100材料)在室溫下浸潰于甲醇中I分鐘來除去該銅板表面的自然氧化膜。然后將該板在室溫下干燥并用作比較例2。[0119]表1中表示實施例1~11以及比較例1、2的構成。
[0120][表1]
[0121]
【權利要求】
1.一種能夠將附著的病毒滅活的抗病毒鋁部件，其特征在于，對鋁或鋁合金進行陽極氧化所得的陽極氧化膜具有大量的微孔，在所述微孔內存在抗病毒無機化合物。
2.如權利要求1所述的抗病毒鋁部件，其特征在于，在所述微孔內具有所述抗病毒無機化合物的陽極氧化膜表面形成有表面膜，所述表面膜含有抗病毒無機化合物和粘合劑樹脂。
3.如權利要求2所述的抗病毒鋁部件，其特征在于，所述表面膜還含有不同于所述抗病毒無機化合物的無機微粒。
4.如權利要求3所述的抗病毒鋁部件，其特征在于，所述表面膜中所含的所述無機微粒為光催化物質。
5.如權利要求4所述的抗病毒鋁部件，其特征在于，所述光催化物質為可見光響應型光催化物質。
6.如權利要求3~5中任一項所述的抗病毒鋁部件，其特征在于，所述表面膜中所含的所述無機微粒的表面被硅烷單體覆蓋。
7.如權利要求2~6中任一項所述的抗病毒鋁部件，其特征在于，所述粘合劑樹脂為硅烷化合物。
8.如權利要求1~7中任一項所述的抗病毒鋁部件，其特征在于，所述抗病毒無機化合物為一價銅化合物和碘化合物中的至少一種。
9.如權利要求8所述的抗病毒鋁部件，其特征在于，所述一價銅化合物為氯化物、醋酸化合物、硫化物、碘化合物、溴化物、過氧化物、氧化物和硫氰化物中的至少一種。
10.如權利要求9所述`的抗病毒鋁部件，其特征在于，所述一價銅化合物為CuCl、CuBr、Cu (CH3COO)、CuSCN, Cu2S, Cu2O 和 CuI 中的至少一種。
11.如權利要求8~10中任一項所述的抗病毒鋁部件，其特征在于，所述碘化合物為Cu1、Ag1、Sb 13、IrI4、GeI4、GeI2、Snl2、SnI4、Tl1、PtI2、PtI4、PdI2、BiI3、Au1、AuI3、FeI2、CoI2、Nil2、Znl2、HgI 和 InI3 中的至少一種。
12.一種抗病毒鋁部件的制造方法，其特征在于，包括以下步驟: 對由鋁或鋁合金構成的鋁材進行陽極氧化，在鋁材表面形成微孔；以及 通過電化學處理，將抗病毒無機化合物沉積于表面形成有所述微孔的所述鋁材的所述微孔內。
13.如權利要求12所述的抗病毒鋁部件的制造方法，其特征在于，沉積抗病毒無機化合物的步驟包括: 通過電化學處理將Cu和Ag中的至少一種沉積于所述微孔內； 將在所述微孔內沉積有Cu和Ag中的至少一種的鋁材浸潰于含碘離子的電解質中；以及 通過被浸潰的鋁材的電化學處理，將作為抗病毒無機化合物的CuI或AgI沉積于所述微孔內。
【文檔編號】C01G23/047GK103781945SQ201280043342
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2012年9月7日 優先權日:2011年9月7日
【發明者】福井陽子, 中山鶴雄, 藤森良枝 申請人:株式會社Nbc紗綱技術