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廣瀬一京

レアメタルによるジュエリー制作を手掛けるデザイナー

廣瀬一京(ひろせいっけい)

東京ダイヤモンド株式会社

コラム

チタンとチタン合金の金属アレルギーになりやすさについて、まとめました。

金属アレルギーの原因になりにくいとされているチタンですが、その他にも別の金属を混ぜたチタン合金などもあり、金属アレルギーのなりやすさについて気になるところかと思います。

そこで、今日は、チタンとチタン合金の金属アレルギーになりやすさについて、まとめておきたいと思います。


まず、純チタンには、大きく2種類があります。

・1種チタン

・2種チタン



また、チタン合金は、混ぜる金属の種類と割合を変えれば無限に別の合金を作ることができますが、手に触れる可能性があるものは以下の3種類に絞られるはずです。

・α+βチタン

・チタン-パラジウム合金

・チタン-ニッケル合金




純チタンの金属アレルギーについて

まず、純チタンの1種と2種の違いは、主として酸素が含まれる量の違いです。

含まれる酸素が多いほど、硬い酸化チタンのかたちで金属中に偏在し、硬度が上がり展延性が減るため、強度を求められる場合は2種を、プレス加工用には1種、というように使い分けることが多いです。

この1種と2種では、金属アレルギーのなりやすさは、ほぼ同等です。純チタンであれば基本的に心配がないと考えていただいていいかと思います。


チタン合金の金属アレルギーについて

次にチタン合金について。

合金は何らかの効果を狙って、別の金属が混ぜられます。

ざっくりと、強度アップを狙ったチタン合金がα+βチタン。耐食性アップを狙ったチタン合金がチタン-パラジウム合金です。また形状記憶を持たせたものがチタン-ニッケル合金です。


ここで、金属アレルギーについて問題になってくるのが、混ぜられた別の金属の種類です。

α+βチタンは、6%のアルミニウムと4%のバナジウムが混ぜられた6-4チタンが有名です。

アルミニウム、バナジウムともに耐食性では、やや不安が残ります。

ですので、金属アレルギーに配慮する場合、過敏な方は6-4チタンは避けたほうがいいかと思います。


ちなみに人工骨やインプラントに用いられる場合には、バナジウムの代わりにニオブを用いた6%アルミニウム-7%ニオブ合金などが用いられるようです。

さらにアルミニウムも含まれないチタン-ジルコニウム合金など、より生体適合性に配慮しつつ高強度のα+βチタン合金も最近では開発されています。

参考論文:生体材料としてのチタンおよびチタン合金
https://www.jstage.jst.go.jp/article/jilm/55/11/55_11_561/_pdf


チタン-パラジウム合金は、海水や海水中の塩分で腐食してしまうチタンの耐食性を補うために、パラジウムを1%以下ほど添加した合金です。

耐食性は上がりますが、パラジウムは比較的金属アレルギーの原因になりやすい金属ですから注意が必要です。

ただ、チタン-パラジウム合金は、海洋構造物や製塩設備などで主に用いられるものなので、肌に触れることは、ほとんどないかと思います。

参考論文:耐食チタン合金の特性と適用事例
http://www.nssmc.com/tech/report/nssmc/pdf/396-07.pdf



一方で、形状記憶合金であるチタン-ニッケル合金は、含まれるニッケルに注意が必要です。

例えば、メガネのフレームに使われていたり、歯科矯正の器具(ワイヤーなど)にも用いられています。

メガネの形状記憶フレームは、塗装やコーティングがされていることが多いですが、永年の使用で母材が露出した時などに金属アレルギー症状が出ることがあります。

歯科矯正の器具は、チタン-ニッケル合金を用いないものも開発されているので、治療の際には相談されるのがいいかと思います。



これで、チタン、チタン合金の金属アレルギーの対策について、ほぼ網羅できているかと思います。




他にもご相談、ご質問などがございましたら、
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