JP2000127047A - 抗菌性金属ゾルの製造と加圧式加熱方法による金属被覆処理 砥石における抗菌転移性被覆処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】抗菌性金属である銀、銅、亜鉛、錫、鉛、マグ
ネシウム、チタンなどの抗菌性を有する金属の内、抗菌
力が強く容易に加工でき砥石、砥粒、セラミックなど多
彩な種類の金属加工物に被覆し安定した抗菌力を示し溶
出しにくい加工方法。砥石や砥粒の加工品は、空気中や
使用時に一般細菌や真菌などにふれ微生物の繁殖に良い
環境を保有し他の金属表面や食品に転移し侵食が起きる
ので、このような問題に対して抗菌性を有する砥石、砥
粒の加工方法を提供する。 【解決手段】抗菌性金属 銀、銅の混合割合と焼結温度
差に於ける金属性バインダーの組み合わせによって抗菌
性被膜Ｂを金属表面に被覆、分散させ容易に溶出させず
に物理的エネルギーよって抗菌性金属が転移することを
特徴とする抗菌性金属ゾルの開発と担持させる砥石、砥
粒Ａの粒度に合わせた加工方法でありまた、加圧式加熱
式方法による浸透性、安定性の向上である。

Description

【発明の詳細な説明】

【発明が属する分野】本発明は、無機物（金属、酸化物
セラミック、活性炭など）に抗菌性金属を被服処理を応
用する産業

【０００２】本発明は、包丁などの刃物や金属を研磨す
る目的で使用される金属性砥石、樹脂混合の砥石の製造

【０００３】

【従来の技術】従来より使用されている砥石は、アルミ
ナ、炭化ケイ素、ケイ素、ダイアモンド、シリカ、酸化
セリウム、酸化ジルコニウム、酸化クロム、ムライトの
金属を使用した加工品若しくは、天然石を加工を施した
ものが多く砥粒のポーラスな表面構造していることによ
り研磨作業を行う目的に使用されている。

【０００４】抗菌性金属を砥石に混合し被服、焼結処理
としては、特開平１０−２１７１２８記載の加工方法が
存在します。

【０００５】その他の被覆処理として着色方法として使
用されている。

【０００６】抗菌材として抗菌性を有した金属、銀、
銅、亜鉛、鉛、錫、マンガン、カリウム、マグネシウ
ム、アルミニウムなどの組み合わせによる濾過材、微粉
末状の金属物質などに坦持させた商品などが開発されて
いる。

【０００７】これらの抗菌性金属物質の特性として坦持
させた物質よりイオン状態で溶出することにより抗菌性
を発揮するまた、錯体による抗菌性メカニズムであり転
移性を目的としたものは、存在しない。

【０００８】砥粒をブラスト材として使用し着色を目的
とした商品も存在する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の加工
方法によって製造されている砥石の保管時に発生する微
生物（一般細菌として大腸菌、レジオネラ属菌、サルモ
ネラキン菌、緑濃菌、黄色ブドウ球菌、バチルス属菌、
放線菌、乳酸菌を初めかび類の黒こうじかび、青かび、
クラドポリウム、フザリウム、白癖菌、などまた、ムコ
ール、アルタナリア、カンディダ、エクソフィアラ、サ
ッカロミセス、アクナンテム、ニッチア、クラドモナ
ス、ヘトマコックス、オイラトリア、フォルミジウム、
リングビア、クロオコックス以後、微生物とする）の繁
殖を押さえ、研磨作業時、保管時に水、空気から落下菌
として前記微生物が付着し砥石で繁殖する。

【００１０】砥石で研磨するステンレス包丁や鉄製の包
丁を初め色々な刃物を調理に使用することにより食品に
微生物が混入します。

【００１１】砥粒をウレタン樹脂などに混入した加工砥
石によって研磨され露出する金属表面に微生物が繁殖す
る。

【００１２】既に開発（市販品）されている抗菌性を有
する金属性物質（開発済み）の中において水に溶出しに
くく他の金属物質に転移性を有し安定した抗菌性金属の
被覆処理方法。

【００１３】被覆処理に多く用いられる浸透方法として
物質に散布や溶液に浸す方法が多く取り入れられており
被膜の安定性、分散性が均一かが行えなくまた、減圧か
ら加圧叉は、振動などが用いられるが、被膜の構成が単
層であり溶出しやすい構造となる。

【００１４】砥粒を原型の状態で使用するブラスト材ま
た、形状を変更したバレル研磨材（アルミナ、炭化ケイ
素、ケイ素、ダイアモンド、シリカ、酸化セリウム、酸
化ジルコニウム、酸化クロム、ムライト 以後、原料と
する。）で研磨を行うことで対象物質の表面に発生する
痕傷に微生物が金属商品の劣化を促進する。

【００１５】砥粒、砥石などの主成分である原料（００
１４記載）の金属を用いて球状、ペレツト状に加工を施
しセラミツク製品化された物質に抗菌性を担持させる加
工方法。

【００１６】上記００１４記載の金属を主成分に成型を
なした濾過材は、金属イオンを一定期間、溶出し抗菌性
を消失すると共に微生物の繁殖を促進しズーグレアなど
の発生源となる。

【００１７】

【発明が解決しようとする手段】これらの砥石若しく
は、砥粒の表面に抗菌性金属を用いて被膜状態を形成さ
せ砥石若しくは、砥粒に抗菌性、防かび性を担持させ微
生物を抑制し若しくは、防止することが好ましい。

【００１８】上記目的を達成するには、砥石の砥粒（上
記００１４記載の原料）が多く使用されておりこれらを
主成分とし形成された砥石若しくは、砥粒自体を同等の
成分を持つゾル状物質を使用し表面に抗菌作用を有する
金属若しくは、その化合物を含む酸化ケイ素とアルミナ
の被膜であり砥粒自体と結合する。

【００１９】砥石叉は、砥粒に混入する抗菌性を有した
金属、銀、銅、亜鉛、鉛、錫、マンガン、カリウム、マ
グネシウム、アルミニウム、チタンの中で銀（Ａｇ）単
属、若しくは、銅（Ｃｕ）と（Ａｇ）銀の複合を使用す
るのが好ましいく抗菌性、防かび性を有した砥石とする
ことができる。

【００２０】上記記載の製造方法として硝酸、塩酸、硫
酸、酢酸などの溶剤に抗菌性を有した金属を一定割合で
混合しこれらの中で溶剤性の高い硝酸を使用し銀、銅の
割合をイオン状態で１：１に混合する。

【００２１】砥粒の原料に対し酸化ケイ素とアルミナの
被膜は、同等若しくは強固な物質となり付着しこれらの
一部は、表面に露出し一部は、結合する。

【００２２】これらの加工方法に用いるゾル状物質とし
てシリカゾルとアルミナゾルであり、この２品目は、水
分散媒のタイプを使用し砥粒の混合使用による砥石の成
分に応じてシリカゾルとアルミナゾルを混合使用する。

【００２３】シリカゾルは、被膜形成性、粘着性、陰電
荷の性質を有している為にアルミナゾルとの混合が容易
に行えない場合が多く本発明に使用するものは、アモス
ファスシリカ（二酸化珪素１７．５〜１９．０ｗｔ％
水分８１．５〜８０ｗｔ％酸性成分 １．００以下ｗｔ
％ＨＣｌを含む）が好ましい。

【００２４】アルミナゾルは、日産化学製のアルミナゾ
ル５２０が好ましく被膜形成性、粘着性、陽電荷の性質
を有している。

【００２５】上記のゾルの使用は、単体使用が可能であ
るが砥粒に使用される金属は、硬度を考慮する混合をお
こない混合使用することによって抗菌性金属の担持性を
安定化させ００１２記載の溶出しにくい被膜の構成を可
能にする。

【００２６】硝酸銀、硝酸銅をイオン状態で１：１の割
合で混合し混合溶液に対しシリカゾルとアルミナゾルの
混合ゾルを攪拌し分散することにより抗菌性金属である
銅、銀を担持させた抗菌性混合ゾルができる。

【００２７】砥石の原料である砥粒に上記記載の抗菌性
混合ゾルを持ちて攪拌し均等に分散させ加熱処理（実用
例２、３、４記載）によって乾燥させる。

【００２８】上記記載によって得られた抗菌性砥粒の単
体もしは、バインダー（合成樹脂バインダー、粘土、長
石、陶石、フリット、それらの化合物）を用いて攪拌混
合し成型をなし焼成する。これらの作業によって製造行
程のよって抗菌性砥石を製造できる。

【００２９】上記課程をへて製造された抗菌砥石をさら
に抗菌性混合ゾルの溶液内投入し加圧加熱処理（実用例
２、３、４記載）を施し乾燥させさらに再加熱処理をお
こなう行程のよって再被覆され抗菌性金属の一部は、砥
粒、バインダー焼結体に結合しシリカゾル、アルミナゾ
ルに担持された抗菌性金属は、シリカゾルは、約６００
℃でアルミナゾルは約８００℃、溶解し結合するがこの
温度差によって得られた突起状表面を構成し砥石の露出
表面や内部に均等に存在する。

【００３０】

【発明の実施の形態】

【実用例１】 抗菌性金属の硝酸銀 水１０００ｃｃに対し０．０１〜
２．５％×１．７ 抗菌性金属の硝酸銅 水１０００ｃｃに対し０．０１〜
２．５％×４ を乗じ混合比率５０％：５０％の割合の抗菌性金属溶液
と アルミナゾル 抗菌性金属１０００ｃｃに対し０．０
０７５％×２０ シリカゾル 抗菌性金属１０００ｃｃに対し０．０
０７５％×２０ この混合ゾルは、アルミナゾルを主体に５０％以上の使
用としシリカゾルは、５０％未満の使用が好ましい。

【００３１】

【実用例２】 砥粒 主成分アルミナ＃２０００番 ３ｋｇ 抗菌性金属の水溶液として硝酸銀５００ｃｃと抗菌性金
属の水溶液として硝酸銅５００ｃｃを攪拌したものを用
いた。シリカゾル５０ｃｃとアルミナゾル５０ｃｃを混
合し抗菌性金属ゾル得た。抗菌性金属ゾルの溶液と砥粒
３ｋｇを混合し攪拌する。混合を行ったものを耐圧性容
器に入れ、容器内圧力２ｋｇ／ｃｍ^２程度の圧力下で加
熱処理を２２０℃で１２０分実施、自然冷却を行い抗菌
性砥粒を得た。この抗菌性砥粒を抗菌加工前の原料に混
合した。混合は、砥石１本に対する重量％で抗菌性砥粒
を混合し実施した。 ９３７ｇ対して抗菌性砥粒１０％、１５％、３０％の３
種類 バインダーとして粘土、長石、硬化剤合計９３７ｇを抗
菌加工砥粒に混合し成型し自然乾燥後、１２５０℃で２
４時間加熱し焼結せしめた。自然冷却を行い抗菌性砥石
を得た。

【００３２】

【実用例３】 砥粒 主成分アルミナ＃３０００番 ３ｋｇ 抗菌性金属の水溶液として硝酸銀５００ｃｃと抗菌性金
属の水溶液として硝酸銅５００ｃｃを攪拌したものを用
いた。シリカゾル４０ｃｃとアルミナゾル６０ｃｃを混
合し抗菌性金属ゾル得た。抗菌性金属ゾルの溶液と砥粒
３ｋｇを混合し攪拌する。混合を行ったものを耐圧性容
器に入れ、容器内圧力２ｋｇ／ｃｍ^２程度の圧力下で加
熱処理を２２０℃で１２０分おこない自然冷却後、バイ
ンダーとして粘土、長石、硬化剤合計９３７ｇを抗菌加
工砥粒に混合し成型し自然乾燥後、１２５０℃で２４時
間加熱し焼結せしめた。さらに前記行程により９３７ｋ
ｇの抗菌砥石３本の中間行程を完了したものを上記記載
の抗菌性金属ゾル７５０ｃｃと耐圧性容器に入れ、容器
内圧力２ｋｇ／ｃｍ^２程度の圧力下で加熱処理を１２０
℃で１２０分再度、８００℃で焼結被覆処理をなし自然
冷却のよって抗菌性砥石を得た。

【００３３】

【実用例４】 砥粒 主成分炭化ケイ素＃２２０番 砥石４本 既に開発済み（市販品）されている砥石の中で透水性を
有している物を使用し圧力洗浄後に抗菌性金属の水溶液
として硝酸銀５００ｃｃ（０．０１〜１．０％×１．
７）と抗菌性金属の水溶液として硝酸銅５００ｃｃ
（０．０１〜１．０％×４）を攪拌したものとシリカゾ
ル１２．５ｃｃとアルミナゾル１２．５ｃｃを混合し抗
菌性金属ゾル得た。抗菌性金属ゾルの溶液に砥石４本を
耐圧性容器に入れ、容器内圧力２ｋｇ／ｃｍ^２程度の圧
力下で加熱処理を２２０℃で１２０分実施し自然冷却
後、８００℃で９０分間加熱処理をなした。

【００３４】

【実用例５】ブラスト材に使用される黒色炭化ケイ素
（太平洋ランダム製）＃８０番２５ｋｇに対し抗菌性金
属ゾルを５ｋｇ使用し耐圧性容器に入れ、容器内圧力２
ｋｇ／ｃｍ^２程度の圧力下で加熱処理を１２０℃で１２
０分おこない自然再度、４５０℃で焼結被覆処理をなし
自然冷却のよって抗菌性ブラストを得た。この抗菌性ブ
ラスト材で圧力５ｋｇ／ｃｍ^２程度の圧力下でステンレ
ス（ＳＵＳ３０４）に加工を施した。ブラスト加工を施
したステンレス板に抗菌力テスト（ブランク１０^３の水
に投与し２４時間３５℃）を実施したその結果 ２４時
間後＜１０であり抗菌性金属の転移を確認した。

【００３４】

【実用例６】ブラスト材に使用される球状電融ムライト
（太平洋ランダム製）＃１００番２５ｋｇに対し抗菌性
金属ゾルを５ｋｇ使用し耐圧性容器に入れ、容器内圧力
２ｋｇ／ｃｍ^２程度の圧力下で加熱処理を１２０℃で１
２０分再度、６００℃で焼結被覆処理をなし自然冷却の
よって抗菌性ブラストを得た。この抗菌性ブラスト材で
圧力５ｋｇ／ｃｍ^２程度の圧力下でステンレス（ＳＵＳ
３０４）に加工を施した。ブラスト加工を施したステン
レス板に抗菌力テスト（ブランク１０^３の水に投与し２
４時間３５℃）を実施したその結果 ２４時間後＜１０
であり抗菌性金属の転移を確認した。

【００３６】

【実用例７】砥粒 主成分 アルミナ６０％ シリカ２
５％ その他１５％のセラミックボール５Ｋｇ 抗菌性金属の水溶液として硝酸銀５００ｃｃと抗菌性金
属の水溶液として硝酸銅５００ｃｃを攪拌したものを用
いた。シリカゾル５０ｃｃとアルミナゾル５０ｃｃを混
合し抗菌性金属ゾル得た。抗菌性金属ゾルの溶液にセラ
ミックボール５Ｋｇを耐圧性容器に入れ、容器内圧力２
ｋｇ／ｃｍ^２程度の圧力下で加熱処理を２２０℃で１２
０分実施し自然冷却後、８００℃で９０分間加熱処理を
なした。

【００３７】

【実用例８】上記実用例記載の加圧式加熱方法は、処理
対象物質（砥石叉は、同等の成分を持つ物質例えば、ア
ルミナ６０％ シリカ２５％ その他１５％のセラミッ
クボール等）を実用例１記載の抗菌性金属ゾルをゾル重
量％中り３００％〜５００％内の処理対象物質を投入し
圧力２ｋｇ／ｃｍ^２程度の圧力下で加圧し加熱（８０℃
〜４００℃）急速乾燥させることにより対象物質の内部
や多孔質面に浸透し均一に分散する。また、この圧力２
ｋｇ／ｃｍ^２程度の圧力下で加圧し加熱（８０℃〜１２
５０℃）急速乾燥させ被覆処理となすこともできる。

【００３８】上記実用例２、３、４記載の抗菌性砥石に
対する加圧式加熱方法による対象物質の材質、形状によ
り砥粒＋バインダー＋抗菌性ゾルと砥粒＋抗菌性ゾルの
２種類に於いては、自然乾燥若しくは、６０℃〜２２０
℃で乾燥させ焼結を行うその際の焼結温度は、８００℃
〜１２５０℃の範囲内が好ましい。又、既に開発済みの
砥石（市販品）に於いては、すでに焼結されており透水
性を有している＃１６番〜１２００番の物が好ましくよ
り好適な物は、＃４０番〜＃８００番であり抗菌性ゾル
の使用は、実用例４記載の濃度内で行うのが好適であり
乾燥方法は、自然乾燥若しくは、６０℃〜２２０℃で乾
燥させ被覆を行うその際の温度は、４５０℃〜９００℃
の範囲内が好ましい。

【００３９】

【発明の効果】これまで抗菌性金属（銀、銅、亜鉛な
ど）を応用した抗菌性の抗菌剤、濾過材、添加剤は、製
造課程において単に混合、攪拌、散布、加熱などの作業
によって製造されており大量生産目的であり硝酸、酢酸
などの溶剤に溶解させ無機物（セラミック、砂、自然
石）に担持されているがこれらは、溶剤の濃度、分散方
法、希釈割合でなされている為に溶剤の性質を劣化させ
使用されている。この加圧式加熱方法によって溶剤性を
重視し抗菌性金属を分散し担持させることによって安定
した被覆方法となる。

【００４０】前記の主成分で製造された砥石を抗菌性金
属ゾルの溶液に投入し実用例記載の加圧式加熱処理（耐
圧性容器に入れ、容器内圧力２ｋｇ／ｃｍ^２程度の圧力
下）を行い抗菌性金属ゾルの被覆状況を砥石の内部に浸
透させさらに安定化させ砥石に含まれる不純物（脱落し
た砥粒、バインダー）を洗浄する効果を有している。

【００４１】実用例記載２．３．４によって得られた抗
菌性砥石に対し抗菌力テスト（大腸菌）を実施した結果
すべての砥石抗菌性を確認した。 ２．６×１０^５接種し３５℃２４時間後＜１０ この砥石によって研磨されたステンレス、鉄製のプレー
トに同様の抗菌力テスト（大腸菌）を実施した結果 ３．３×１０^５接種し３５℃２４時間後＜１０

【００４２】上記の抗菌性を有した砥石砥石若しくは、
砥粒に被覆された抗菌性金属の一部は、砥粒と結合し一
部は、アルミナゾル、シリカゾルに担持され融点温度差
による被膜層を構成すると考えられ錯体とイオン状態の
２面性の抗菌性を有することにより安定した抗菌性砥石
とすることができる。

【００４３】上記の抗菌性を有した砥石で研磨すること
で研磨される金属に抗菌性を移転され金属の表面に存在
する研磨による痕傷に抗菌性金属である銀、銅が、転移
し抗菌性を有したことが確認された。

【００４４】これらの抗菌性金属は、研磨作業により発
生する痕傷や金属表面のＯＨ基との結合を物理的に結合
をなしたものと考えられる。

【００４５】本発明による抗菌性金属をイオン状態で担
時する砥石を使用することにより保管時や食品などを調
理する時点で混入する微生物を防止若しくは、抑制が可
能となり研磨目的で使用される砥石の原料（００１４記
載）を主成分に製造販売されている角砥石、コンビ、三
角、四角、丸、半丸、楕円、菱型、ポイント、平板など
の各種砥石に抗菌性混合ゾル（実用例１）の溶液を混入
し加圧式加熱処理（００３８記載）を施し乾燥させさら
に加熱処理をおこなうことにより抗菌性転移砥石になす
ことができる。

【００４６】この抗菌性の転移は、実用例５、６記載の
抗菌性ブラスト例えば、ドアノブなどを研磨するとその
ドアノブは、抗菌性を有する事となり数々の応用が可
能。ステンレス浴槽、調理台などの衛生面で必要に応じ
て抗菌性の転移が可能であり抗菌性を有しない従来より
使用されている数々の備品などに使用が可能であり使用
によって抗菌性を再度移転することができる。

【００４７】抗菌性金属の応用方法として上記記載のブ
ラスト材、実用例７記載の濾過材（球体、円柱、砂）、
００４５記載のなどに施すことにより抗菌性物質となす
事ができる。

【００４８】

【図面の簡単な説明】

図１は、砥石の砥粒の配列を現した形状図である。Ａ
は、砥粒でありその表面を覆うＢは、抗菌性金属被膜を
示す。図２は、砥粒の拡大図Ａ 砥粒に存在するＣは、
凹凸部分でありＤは、亀裂などの表面を示す。その表面
を覆うＢは、抗菌性金属被膜を示す。

【符号の説明】

Ａ 砥粒 Ｂ 抗菌性金属被膜 Ｃ 凹凸部分 Ｄ 亀裂

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１１年２月２５日（１９９９．２．２
５）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図１】は、砥石の砥粒の配列を現した形状図である。
Ａは、砥粒でありその表面を覆うＢは、抗菌性金属被膜
を示す。

【図２】は、砥粒の拡大図Ａ 砥粒に存在するＣは、凹
凸部分でありＤは、亀裂などの表面を示す。その表面を
覆うＢは、抗菌性金属被膜を示す。

【符号の説明】 Ａ 砥粒 Ｂ 抗菌性金属被膜 Ｃ 凹凸部分 Ｄ 亀裂

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】実用例１記載の抗菌性金属ゾルの製造方法
2. 【請求項２】砥粒、砥石の原料であるアルミナ、炭化ケ
   イ素、ケイ素、ダイアモンド、シリカ、酸化セリウム、
   酸化ジルコニウム、酸化クロム、ムライトなどの金属を
   使用した加工品（開発品）に実用例１記載の抗菌性金属
   ゾルを使用し抗菌性物質となす加工方法
3. 【請求項３】実用用例８記載の加圧式加熱方法による被
   覆加工方法。
4. 【請求項４】００３８記載の加圧式加熱方法による被覆
   加工方法
5. 【請求項５】００４６記載物質への被覆加工 【０００１】