JP2006282494A - Method for producing antibacterial colored zirconia ceramic - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、抗菌性着色ジルコニアセラミックの製造方法に関するものであり、更に詳細には、銅イオンを含む無機銅塩類化合物溶液添加焼結により緑色を呈した着色効果と含有酸化銅による抗菌性能を併存する抗菌性着色ジルコニアセラミックの製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for producing an antibacterial colored zirconia ceramic. More specifically, the present invention relates to a coloring effect that exhibits a green color by addition of an inorganic copper salt compound solution containing copper ions and an antibacterial performance due to the contained copper oxide. The present invention relates to a method for producing an antibacterial colored zirconia ceramic.
近年、ジルコニアセラミックは一般家庭に於けるナイフ、包丁、鋏等食品調理用の手動刃物に多用されるように成っているが、元来よりファインセラミックたるジルコニアセラミックには抗菌性は無く、又、白色の外観は常識で有るため、白色のジルコニアセラミックに対するカラー化の要望も大きいものである。 In recent years, zirconia ceramic has been widely used for manual knifes for food cooking such as knives, kitchen knives, and bowls in general households. Since the white appearance is common sense, there is a great demand for colorization of the white zirconia ceramic.
更に、近年、ジルコニアセラミックに抗菌性を付与することは、光触媒Tio2を含む溶液をジルコニアセラミック製品の表面に焼付コーティングする方法が行われているが、特に刃物においては刃研ぎが必要なことから表面の焼付コーティングが削り落とされ効果が疑問視され、ジルコニアセラミックの組織自体に抗菌性を保持させることが切望されているが、ジルコニアセラミックの組織自体に抗菌性能を付与させて開発されたものは無いものである。Furthermore, in recent years, antibacterial properties are imparted to zirconia ceramic by a method in which a solution containing photocatalyst Tio 2 is baked and coated on the surface of the zirconia ceramic product. The baked coating on the surface is scraped off and the effect is questioned, and it is desired to keep the zirconia ceramic structure itself antibacterial, but what was developed by adding antibacterial performance to the zirconia ceramic structure itself was There is nothing.
前記のように、ジルコニアセラミック製品は白色を呈しているのが基本であり、この着色法に関しての先例は種々公開されており、例えば、所適の刃物形状をなし、その素材が2〜5モル%のY2O3で部分安定化された白色あるいは灰色色素ZrO2である刃物本体の、刃先部と背部との間の所要位置に設定された波状あるいは直線状の境界線よりも背部側一帯に渡る部分の表層部が、黒色あるいは黒灰色系のFe2O3,Cr2O3、TiO2の少なくとも1種から成る表面酸化物層あるいは該酸化物が刃物本体内へ拡散した拡散層で置換され、しかも上記刃物本体と上記被置換層との境界部では互いに拡散層を形成しているジルコニア質刃物(特許文献1参照)や、セラミック粉末、結合剤及び発色性粒子から成る、少なくとも2種の粒状物を造形し、結合剤除去工程にかけかつ焼結する。この際該粒状物は異なる発色性粒子及び又は異なる濃度の同一発色性粒子から成り、異なる着色を有する領域の輪郭の明瞭なセラミック製品(特許文献2参照)や、ジルコニアと周期表における第4族元素(但し、ジルコニウムを除く。)の酸化物との含有物を、水素含有雰囲気中、窒素含有雰囲気中又は含水雰囲気中で焼成することを特徴とするジルコニア焼結体の製造方法及びその製造方法により得られたジルコニア焼結体(特許文献3参照)や、少なくともセリアを安定化剤として含む、主として正方晶ジルコニアからなる第一相と、アルミナ粒子からなる第二相とが分散してなるジルコニア系複合セラミック焼結体である。着色成分元素として、周期律表6族並びに8〜10族に属する元素から選ばれた少なくとも一種の元素を、第二相中に含有させるもの(特許文献4参照)が開示されている。
然し乍ら、前述の公知の特許文献には夫々着色する技術が記載されているものの、抗菌性に対する配慮はなく、ジルコニアセラミックを食品調理用の包丁やナイフ、鋏、カッター等に利用する時、その高硬度による耐摩耗性によって賞用されることは多いが食品を調理する以上、抗菌性など衛生性能の取得について有効な手段の開発は当然有用なものであるが、無機質セラミックのジルコニアに抗菌性能は認められておらず、本発明はジルコニア焼結体自身に抗菌性能を付与させることを技術課題として解決を図るものである。 However, although the above-mentioned known patent documents describe the coloring technique, there is no consideration for antibacterial properties, and when using zirconia ceramics for food cooking knives, knives, scissors, cutters, etc. Although it is often awarded for its abrasion resistance due to hardness, it is naturally useful to develop effective means for obtaining hygienic performance such as antibacterial properties as long as food is cooked. It is not recognized, and the present invention aims to solve the technical problem of imparting antibacterial performance to the zirconia sintered body itself.
本発明の抗菌性着色ジルコニアセラミック製品の製造方法は、前述の課題に鑑み、鋭意研鑽の結果、所定量の水又は所定量のアルコールに所定量の無機銅塩類化合物結晶粉末を溶解させて溶解液を得る第一工程と、第一工程で得た溶解液の所定量を所定量のジルコニア粉未に添加混合させて銅イオン含有ジルコニア粉末を得る第二工程と、第二工程により得た銅イオン含有ジルコニア粉末を所望製品形状に成形させて中間製品を得る第三工程と、第三工程により得た中間製品を大気炉中で焼結させて酸化銅含有の抗菌性着色ジルコニアセラミックの完成製品を得る第四工程と、を含むものであり、更に、完成製品が包丁、鋏、カッター、ナイフ、メス、剃刃等の手動刃物類又は電動刃物類とするものであり、更には、完成製品が食器、容器、スプーン、フォーク等の食器類とするものであり、加えて、完成製品が各種容器、ピンセット、鉗子等の医療用用品とするものである。 The manufacturing method of the antibacterial colored zirconia ceramic product of the present invention is a solution obtained by dissolving a predetermined amount of inorganic copper salt compound crystal powder in a predetermined amount of water or a predetermined amount of alcohol as a result of diligent research in view of the above-mentioned problems. A first step of obtaining a copper ion-containing zirconia powder by adding and mixing a predetermined amount of the solution obtained in the first step to a predetermined amount of zirconia powder, and a copper ion obtained by the second step The third step to obtain the intermediate product by forming the zirconia powder containing the desired product shape, and the finished product of the antibacterial colored zirconia ceramic containing copper oxide by sintering the intermediate product obtained in the third step in an atmospheric furnace And a finished product is a manual knife such as a knife, scissors, cutter, knife, scalpel, razor blade, or electric knife, and further, the finished product is Tableware, container, Poon, is intended to with the dish such as fork, in addition, one in which finished products and various types of container, tweezers, medical supplies such as forceps.
本発明の抗菌性着色ジルコニアセラミック製品の製造方法は、水又はアルコールに無機銅塩類化合物結晶粉末を溶解させて溶解液を得て、溶解液をジルコニア粉未に添加混合させて銅イオン含有セジルコニア粉末を得て、銅イオン含有ジルコニア粉末を所望製品形状に成形させて中間製品を得て、中間製品を大気炉中で焼結させて酸化銅含有抗菌性着色ジルコニアセラミックの完成製品を得ることにより、緑色の着色を可能とし、更に、銅イオンによる抗菌効果を同時に得られるもので、極めて画期的で実用性の高い発明である。 The method for producing an antibacterial colored zirconia ceramic product of the present invention is obtained by dissolving an inorganic copper salt compound crystal powder in water or alcohol to obtain a solution, and adding and mixing the solution to the zirconia powder but not containing copper ions. By obtaining a powder, forming a copper ion-containing zirconia powder into a desired product shape to obtain an intermediate product, and sintering the intermediate product in an atmospheric furnace to obtain a finished product of an antibacterial colored zirconia ceramic containing copper oxide The invention enables green coloring, and can simultaneously obtain an antibacterial effect by copper ions, and is an extremely innovative and highly practical invention.
本発明は、抗菌性着色ジルコニアセラミックの製造方法に関するものであり、更に詳細には、銅イオンを含む無機銅塩類化合物溶液添加焼結により緑色乃至青色を呈した着色効果と含有酸化銅による抗菌性能を併存する抗菌性着色ジルコニアセラミックの製造方法に関するものであり、請求項1に記載の有抗菌性着色ジルコニアセラミック製品の製造方法は、所定量の水又は所定量のアルコールに所定量の無機銅塩類化合物結晶粉末を溶解させて溶解液を得る第一工程と、該第一工程で得た溶解液の所定量を所定量のジルコニア粉未に添加混合させて銅イオン含有ジルコニア粉末を得る第二工程と、該第二工程により得た銅イオン含有ジルコニア粉末を所望製品形状に成形させて中間製品を得る第三工程と、該第三工程により得た中間製品を大気炉中で焼結させて酸化銅含有の抗菌性着色ジルコニアセラミックの完成製品を得る第四工程と、を含むことを特徴とするものである。 The present invention relates to a method for producing an antibacterial colored zirconia ceramic. More specifically, the present invention relates to a coloring effect exhibiting a green to blue color by adding and sintering an inorganic copper salt compound solution containing copper ions, and an antibacterial performance due to contained copper oxide. The method for producing an antibacterial colored zirconia ceramic product according to claim 1 comprises a predetermined amount of inorganic copper salt in a predetermined amount of water or a predetermined amount of alcohol. First step of dissolving compound crystal powder to obtain a solution, and second step of obtaining a copper ion-containing zirconia powder by adding and mixing a predetermined amount of the solution obtained in the first step to a predetermined amount of zirconia powder. And a third step of obtaining an intermediate product by forming the copper ion-containing zirconia powder obtained in the second step into a desired product shape, and an intermediate product obtained in the third step. Is characterized in that comprises a fourth step of obtaining a finished product of the antimicrobial coloring zirconia ceramic oxide containing copper by sintering in a gas furnace, a.
更に、請求項2に記載の抗菌性着色ジルコニアセラミック製品の製造方法は、請求項1に記載の抗菌性着色ジルコニアセラミック製品の製造方法において、前記完成製品が包丁、鋏、カッター、ナイフ、メス、剃刃等の手動刃物類又は電動刃物類とすることを特徴とするものである。 Furthermore, the manufacturing method of the antibacterial colored zirconia ceramic product according to claim 2 is the manufacturing method of the antibacterial colored zirconia ceramic product according to claim 1, wherein the finished product is a knife, scissors, cutter, knife, knife, It is characterized by using manual blades such as razor blades or electric blades.
更には、請求項3に記載の抗菌性着色ジルコニアセラミック製品の製造方法は、請求項1に記載の抗菌性着色ジルコニアセラミック製品の製造方法において、前記完成製品が食器、容器、スプーン、フォーク等の食器類とすることを特徴とするものである。 Furthermore, the method for producing an antibacterial colored zirconia ceramic product according to claim 3 is the method for producing an antibacterial colored zirconia ceramic product according to claim 1, wherein the finished product is a tableware, container, spoon, fork or the like. It is characterized by having tableware.
加えて、請求項4に記載の抗菌性着色ジルコニアセラミック製品の製造方法は、請求項1に記載の抗菌性着色ジルコニアセラミック製品の製造方法において、前記完成製品が各種容器、ピンセット、鉗子等の医療用用品とすることを特徴とするものである。 In addition, the method for producing an antibacterial colored zirconia ceramic product according to claim 4 is the method for producing an antibacterial colored zirconia ceramic product according to claim 1, wherein the finished product is a medical device such as various containers, tweezers, forceps and the like. It is characterized as a product.
以下、本発明の抗菌性着色ジルコニアセラミック製品の製造方法を実施例によって詳述する。 EXAMPLES Hereinafter, the manufacturing method of the antimicrobial coloring zirconia ceramic product of this invention is explained in full detail according to an Example.
即ち、本発明の抗菌性着色ジルコニアセラミック製品の製造方法の第一工程は、所定量の水又は所定量のアルコールに、水又はアルコールの溶媒に容易に溶解する銅イオンを含む所定量の無機銅塩類化合物結晶粉末を溶解させて溶解液を得るものである。 That is, the first step of the method for producing an antibacterial colored zirconia ceramic product of the present invention includes a predetermined amount of inorganic copper containing copper ions that are easily dissolved in a predetermined amount of water or a predetermined amount of alcohol in water or an alcohol solvent. The salt compound crystal powder is dissolved to obtain a solution.
そして、第二工程は第一工程で得た溶解液の所定量を所定量のジルコニア粉未に均等に添加混合させて銅イオン含有ジルコニア粉末を原料として得るものである。 In the second step, a predetermined amount of the solution obtained in the first step is uniformly added to and mixed with a predetermined amount of zirconia powder to obtain copper ion-containing zirconia powder as a raw material.
次に、第三工程は第二工程により得た銅イオン含有ジルコニア粉末をプレス成形又は射出成形、スラリー固化成形等を用いて目的の所望の製品形状に成形させて中間製品を得るものである。 Next, in the third step, the intermediate product is obtained by forming the copper ion-containing zirconia powder obtained in the second step into a desired desired product shape using press molding or injection molding, slurry solidification molding or the like.
次いで、第四工程は第三工程により得た中間製品を1,500℃以下温度の大気炉中で加熱焼結させて焼結体である酸化銅含の有抗菌性緑色ジルコニアセラミックの完成製品を得るものである。 Next, in the fourth step, the intermediate product obtained in the third step is heat-sintered in an atmospheric furnace at a temperature of 1,500 ° C. or lower to produce a finished product of antibacterial green zirconia ceramic containing copper oxide as a sintered body. To get.
更に、必要があれぱ完成製品を研削研磨加工を施し仕上げ加工して得られる酸化銅含有の抗菌性着色ジルコニアセラミック製品によって最終製品として完成されるものである。 Further, if necessary, the finished product is finished as a final product by an antibacterial colored zirconia ceramic product containing copper oxide obtained by subjecting the finished product to grinding and polishing.
そして、本発明の実施例として、先ず、溶媒としての水100cc中に無機銅塩類化合物結晶粉末である硝酸銅三水和物結晶粉末(銅イオン含有量25%)を1g(A)と、5g(B)と、10g(C)との夫々添加溶解させて3つの溶解液としたものである。 As an example of the present invention, first, 1 g (A) and 5 g of copper nitrate trihydrate crystal powder (copper ion content 25%) as an inorganic copper salt compound crystal powder in 100 cc of water as a solvent. (B) and 10 g (C) were added and dissolved, respectively, to obtain three solutions.
次に、前記3つの溶解液をジルコニア粉末、各100gに対し各溶解液5gを添加し混和乾燥させた後に、プレス成形して角板状の3つの成形物(A)(B)(C)を得たもので、3つの成形物(A)(B)(C)を大気炉中1,450℃にて焼結させて3つのジルコニアセラミックの完成製品(A)(B)(C)を得たものである。 Next, after adding the above three dissolved solutions to zirconia powder and 5 g of each dissolved solution to 100 g of each, the mixture was mixed and dried, and then press-molded to form three rectangular plate-shaped products (A), (B), and (C). The three molded products (A), (B), and (C) were sintered at 1,450 ° C. in an atmospheric furnace to obtain three finished products (A), (B), and (C) of zirconia ceramics. It is obtained.
次いで、焼結させた3つの完成製品(A)(B)(C)の粉末中に含まれる銅イオンが大気炉中での焼結に依り無機酸化銅として、ジルコニアセラミックの内部に均一分散された酸化銅含有緑色ジルコニアセラミックの焼結体の完成製品(A)(B)(C)を得たもので、夫々の抗菌力試験及び色差比較試験を行い、別に銅イオン液無添加のジルコニアセラミック(D)を同時に同条件で製造して性能比較対象をしたものが下記の表1である。 Next, copper ions contained in the powders of the three finished products (A), (B), and (C) sintered are uniformly dispersed as inorganic copper oxide in the zirconia ceramic by sintering in an atmospheric furnace. Finished products (A), (B), and (C) of sintered copper oxide-containing green zirconia ceramic were obtained, and each antibacterial activity test and color difference comparison test were performed. Table 1 below shows (D) manufactured under the same conditions and subjected to performance comparison.
その結果、日本食品分析センターによる抗菌力試験評価で、大腸菌試験結果において、3つの完成製品(A)(B)(C)はいずれも好結果を示し、無添加セラミック片(D)に比べ(B)(C)は、<10(生菌数認められず)となり、また(A)においても残存生菌数は略1万分レベルの減少と抗菌力試験の抗菌性認定条件(無加工品比較値100分の1以下残存生菌数)を大きく下回る抗菌力が確認され、本発明の酸化銅含有の抗菌性着色ジルコニアセラミックが強い抗菌効果を有することが証明された。 As a result, in the antibacterial activity test evaluation by the Japan Food Analysis Center, the three finished products (A), (B) and (C) all showed good results in the E. coli test results, compared with the additive-free ceramic pieces (D) ( B) (C) is <10 (no viable count is recognized). Also in (A), the remaining viable count is reduced by about 10,000 minutes and antibacterial property condition of antibacterial activity test (unprocessed product comparison) The antibacterial activity significantly lower than the value of 1/100 or less remaining viable bacteria) was confirmed, and it was proved that the antibacterial colored zirconia ceramic containing copper oxide of the present invention has a strong antibacterial effect.
次いで、埼玉県工業技術センターによる色差値測定評価では無添加品(D)Δ値の基準値0.00とした時、3つの完成製品(A)(B)(C)は略比例的に色濃度が上昇しており所望色調を得るのに溶解液の無機銅塩類化合物結晶粉末の濃度の変更による酸化銅量の調整で制御ができることから容易に所望色調にすることが可能なものである。 Next, in the color difference measurement evaluation by Saitama Industrial Technology Center, when the additive-free product (D) Δ value reference value is 0.00, the three finished products (A), (B), and (C) are approximately proportionally colored. Since the concentration is increased and the desired color tone can be obtained, it can be controlled by adjusting the amount of copper oxide by changing the concentration of the inorganic copper salt compound crystal powder in the solution, so that the desired color tone can be easily obtained.
本発明の有抗菌性緑色ジルコニアセラミックの製造方法は、例えば、表1に表す(C)では、硝酸銅三水和物結晶粉末10gを水100cc中に混合溶解して、2.5gの銅イオンを含有する溶解液を造り、ジルコニア粉末100gに対して前記溶解液5ccを添加して均一に混合した後に乾燥させて、ジルコニア粉末100g中に鋼イオン0.025gを含有固着させ、次に、該ジルコニア粉末を金型を用いて加圧成形した後、大気炉中1,470℃で焼結して緑色高強度抗菌性ジルコニアセラミックを得るもので、このジルコニア粉末に含有される酸化銅の量は、ジルコニア100g中0.025gである。 The method for producing an antibacterial green zirconia ceramic of the present invention is, for example, in (C) shown in Table 1, 10 g of copper nitrate trihydrate crystal powder is mixed and dissolved in 100 cc of water, and 2.5 g of copper ions 5 g of the solution is added to 100 g of zirconia powder and uniformly mixed and then dried to fix 0.025 g of steel ions in 100 g of zirconia powder. After pressing the zirconia powder using a mold, it is sintered at 1,470 ° C. in an atmospheric furnace to obtain a green high-strength antibacterial zirconia ceramic. The amount of copper oxide contained in this zirconia powder is , 0.025 g in 100 g of zirconia.
本発明の抗菌性着色ジルコニアセラミックの製造方法は、家庭用又は業務用の手動刃物類又は電動刃物類、食器類、医療用品の分野で利用でき、抗菌性と緑色に着色されたジルコニアセラミック製品を提供できるものである。 The method for producing an antibacterial colored zirconia ceramic according to the present invention can be used in the field of manual or electric knife, tableware, medical supplies for home use or business use, and zirconia ceramic products colored antibacterial and green are used. It can be provided.
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CN111320474A (en) * | 2020-03-27 | 2020-06-23 | 江鸿特材科技(深圳)有限公司 | Preparation method of antibacterial nose pad and nose pad |
CN112898018A (en) * | 2021-02-02 | 2021-06-04 | 淄博松阳锆业科技有限公司 | Antibacterial zirconia ceramic knife raw material powder and preparation method thereof |
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2005
- 2005-04-08 JP JP2005137813A patent/JP2006282494A/en active Pending
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CN112898018A (en) * | 2021-02-02 | 2021-06-04 | 淄博松阳锆业科技有限公司 | Antibacterial zirconia ceramic knife raw material powder and preparation method thereof |
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