JP5886706B2

JP5886706B2 - 乳鉢と支持部材との集合体、および乳棒と支持部材との集合体

Info

Publication number: JP5886706B2
Application number: JP2012163639A
Authority: JP
Inventors: 田中　隆; 隆田中
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2012-07-24
Filing date: 2012-07-24
Publication date: 2016-03-16
Anticipated expiration: 2032-07-24
Also published as: JP2014023973A

Description

本発明は、例えば粉末の混和または粉砕に用いる、乳鉢、乳鉢と支持部材との集合体、乳棒、および乳棒と支持部材との集合体に関する。

例えば薬剤師による薬の調剤や化学実験における試薬の調合など、粉末の混和または粉砕を行う作業には、粉末を入れることが可能な凹部を備えるいわゆる乳鉢と、粉末の混和または粉砕に用いる棒状部材であるいわゆる乳棒とが用いられている。これらを用いた粉末の混和または粉砕では、例えば、乳鉢の凹部に入れた粉末を、乳棒によって摺り潰したり叩き潰すことで粉砕しつつ、この乳棒によって掻き混ぜて混和する。従来より、乳鉢や乳棒は、例えば下記特許文献１に記載されているアルミナ製乳鉢のように金属酸化物を主成分としたものや、石英を主成分としたガラス製のものなど、絶縁性のものが多く用いられている。また例えばステンレス等の金属からなる乳鉢や乳棒も、少量ながら使用されている。

特開２００２−２９３５４４号公報

これら乳鉢や乳棒を用いた調剤や調合作業は、数十分から数時間にわたる比較的長時間の作業になる場合も多い。アルミナやガラスなど絶縁性の乳鉢や乳棒を用いて、長時間にわたって粉末の混和または粉砕を行っていると、乳鉢と粉末と、乳棒と粉末と、および乳鉢と乳棒との摩擦に伴って、乳鉢の凹部の内面や乳棒の表面、および粉末に比較的大量の電荷（静電気）が蓄積される。その結果、この静電気によるクーロン力（静電気力）によって、乳鉢の凹部の表面や乳棒の表面に、薬剤等の粉末が強固に付着してしまうといった課題があった。このため従来は、調合した薬剤等の粉末を乳鉢から取り出す際に、これら乳鉢の凹部や乳棒の表面への付着によって、取り出したい所定の分量の粉末を得られない課題が発生していた。例えば小児用の薬剤など、個々人に応じて微量な分量の薬剤を調合するとともに少量ずつ分ける場合など、この静電気力による薬剤の付着によって、正確な調合が困難となる課題があった。さらに、調剤や調合の際に、乳鉢や乳棒に溜まった静電気が一気に電流として流れることで、粉末自体の特性を変化させてしまう課題もあった。また、ステンレス等の金属からなる乳鉢や乳棒を用いた場合には、大量の金属イオンが粉末に付着し易く、調合している薬剤等の粉末が化学変化してしまうといった課題もあった。本願は、このような課題を解決するためになされたものである。

上記課題を解決するために本発明は、ＺｒＯ_２を５０質量％以上含むとともに、Ｆｅ、Ｃｏ、ＮｉおよびＣｒの各酸化物のうち１種以上を含む導電性ジルコニアセラミックスからなり、粉末を入れることが可能な凹部を備える乳鉢と、前記乳鉢の表面のうち前記凹部を除く少なくとも一部の表面と接合して前記乳鉢を支持する支持部材とを備え、前記支持部材は、前記乳鉢よりも体積固有抵抗値が低いことを特徴とする乳鉢と支持部材との集合体を提供する。

ＺｒＯ _２を５０質量％以上含むとともに、Ｆｅ、Ｃｏ、ＮｉおよびＣｒの各酸化物のうち１種以上を含む導電性ジルコニアセラミックスからなり、粉末の混和や粉砕に用いるための乳棒と、前記乳棒の表面のうち前記粉末に当接する部分を除く少なくとも一部の表面と接合して前記乳棒を支持する支持部材とを備え、前記支持部材は、前記乳棒よりも体積固有抵抗値が低いことを特徴とする乳棒と支持部材との集合体を併せて提供する。

本発明の乳鉢は、粉末を入れることが可能な凹部を備える乳鉢であって、ＺｒＯ_２を５０質量％以上含むとともに、Ｆｅ、Ｃｏ、ＮｉおよびＣｒの各酸化物のうち１種以上を含む導電性ジルコニアセラミックスからなるので、静電気力による粉末の付着が少なく、かつ金属イオンの粉末への付着も少なく、かつ耐摩耗性も高い。また、本発明の乳鉢と支持部材との集合体は、上述の乳鉢と、乳鉢の表面のうち凹部を除く少なくとも一部の表面に当接してこの乳鉢を支持する支持部材とを備え、支持部材は乳鉢よりも体積固有抵抗値が低いので、乳鉢の静電気が支持部材を介して外部に逃げ易く、静電気力による粉末の付着がより少ない。また、本発明の乳棒は、粉末の混和または粉砕に用いる乳棒であって、ＺｒＯ_２を５０質量％以上含むとともに、Ｆｅ、Ｃｏ、ＮｉおよびＣｒの各酸化物のうち１種以上を含む導電性ジルコニアセラミックスからなるので、静電気力による粉末の付着が少なく、かつ金属イオンの粉末への付着も少なく、かつ耐摩耗性も高い。また、本発明の乳棒と支持部材との集合体は、上述の乳棒と、この乳棒の表面のうち粉末に当接する部分を除く少なくとも一部の表面に当接して乳棒を支持する支持部材とを備え、支持部材は、乳棒よりも体積固有抵抗値が低いので、乳棒の静電気が支持部材を介して外部に逃げ易く、静電気力による粉末の付着がより少ない。

本発明の乳鉢の一実施形態、および本発明の乳棒の一実施形態について説明する概略斜視図である。本発明の乳鉢と支持部材との集合体の一実施形態、および本発明の乳棒と支持部材との集合体の一実施形態について説明する概略斜視図である。

本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の乳鉢の一実施形態である乳鉢１０、および本発明の乳棒の一実施形態である乳棒１２について説明する概略斜視図である。

乳鉢１０は、粉末１４を入れることが可能な凹部１０ａを備える乳鉢であって、ＺｒＯ_２を５０質量％以上含むとともに、Ｆｅ、Ｃｏ、ＮｉおよびＣｒの各酸化物のうち１種以上を含む導電性ジルコニアセラミックスからなる。粉末１４は、それぞれ所定の量だけ分量された複数種類の薬剤が混合されたものである。乳棒１２は、粉末１４の混和または粉砕に用いる乳棒であって、ＺｒＯ_２を５０質量％以上含むとともに、Ｆｅ、Ｃｏ、ＮｉおよびＣｒの各酸化物のうち１種以上を含む導電性ジルコニアセラミックスからなる。乳棒１２は、乳鉢１０の凹部１０ａに入れられた粉末１４に押し付けられる当接部１２Ａと、作業者によって把持される把持部１２Ｂとを備えている。粉末１４の混和または粉砕では、乳鉢１０の凹部１０ａに入れられた粉末１４を、乳棒１２によって摺り潰したり叩き潰すことで粉砕しつつ、粉砕した粉末１４を乳棒１２によって掻き混ぜる。

本実施形態では、乳鉢１０は、電気的に接地された、例えばＣｕやＡｌからなる導電性シート１６の上に載置されており、導電性シート１６に乳鉢１０の底面が当接している。また、乳棒１２の把持部１２Ｂには、例えばＣｕからなる導電性ケーブル１８の一方端が、導電性接着剤や図示しない接続端子などを介して接続されている。また、導電性ケーブル１８の他方端は、導電性シート１６に接続されており、乳棒１２はこの導電性ケーブル１８および導電性シート１６を介して電気的に接地されている。

ＺｒＯ_２を５０質量％以上含むジルコニアセラミックスは破壊靭性値が比較的高く、乳鉢１０と乳棒１２とを粉末の混和または粉砕に用いた場合も、これら乳鉢１０と乳棒１２とに生じる割れや欠け等の不良が生じ難い。本実施形態の乳鉢１０と乳棒１２は、このＺｒＯ_２を５０質量％以上含むジルコニアセラミックスに、さらに導電性付与剤として、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｒの酸化物のうち１種以上が含有されており、乳鉢１０と乳棒１２は導電性を有している。このため、乳鉢１０と乳棒１２とを用いて、長時間にわたって粉末１４の混和または調合を行った際、乳鉢１０と粉末１４と、乳棒１２と粉末１４と、および乳鉢１０と乳棒１２との摩擦に伴い乳鉢１０に電荷が帯電しても（すなわち、静電気が蓄えられても）、この静電気は乳鉢１０に当接した導電性シート１６にすぐに流れるので、乳鉢１０の帯電量は少なくなっている。また、同様に乳棒１２に静電気が蓄えられても、この静電気は導電性ケーブル１８を介して導電性シート１６にすぐに流れるので、乳棒１２における静電気の蓄積も抑制されている。このように乳鉢１０では、乳鉢１０の凹部１０ａの表面に、静電気によって粉末１４が付着することが抑制されている。同様に乳棒１２でも、当接部１２Ａの表面に、静電気によって粉末１４が付着することが抑制されている。

本実施形態の乳鉢１０と乳棒１２とはいずれも、ＺｒＯ_２を６０〜９０質量％の割合で含み、Ｆｅ、Ｃｏ、ＮｉおよびＣｒの各酸化物のうち１種以上を５〜４０質量％の割合で含んでいる。ＺｒＯ_２を６０〜９０質量％の割合で含み、Ｆｅ、Ｃｏ、ＮｉおよびＣｒの各酸化物のうち１種以上を５〜４０質量％の割合で含むことで、これらの導電性付与剤が粒界相を構成し、ジルコニアの持つ強度を大きく低下させることなく、乳鉢１０と乳棒１２の体積固有抵抗値が、１０^５〜１０^９Ω・ｃｍと低くすることができる。割れや欠け等による損傷をより少なく、かつ長期間にわたって使用した場合の摩耗量をより少なくし、かつ静電気による付着をより少なくする点で、ＺｒＯ_２を６０〜９０質量％の割合で含み、Ｆｅ、Ｃｏ、ＮｉおよびＣｒの各酸化物のうち１種以上を５〜４０質量％の割合で含んでいることが好ましい。

なお、これらＦｅ、Ｃｏ、ＮｉおよびＣｒといった導電性付与剤は、いずれも酸化物であるため酸化雰囲気中での焼成が可能であることから、焼成に特殊な装置を用いる必要がなく、また、これらの導電性付与剤は安価に入手することができる。このため乳鉢１０や乳棒１２は、公知のジルコニアセラミックスの製造装置を用い、公知のジルコニアセラミックスの製造方法に比べて大きな手間と時間とを加えることなく、簡単かつ安価に製造することができる。

なお、主成分であるＺｒＯ_２は、Ｙ_２Ｏ_３、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＣｅＯ_２等の安定化剤で部分安定化したものを使用することが好ましい。具体的には、安定化剤としてＹ_２Ｏ_３を用いるときには、ＺｒＯ_２に対して３〜９ｍｏｌ％の範囲で添加し、ＭｇＯを用いる時には、ＺｒＯ_２に対して１６〜２６ｍｏｌ％の範囲で添加し、ＣａＯを用いる時には、ＺｒＯ_２に対して８〜１２ｍｏｌ％の範囲で添加し、ＣｅＯ_２を用いる時には、ＺｒＯ_２に対して１０〜１６ｍｏｌ％の範囲でそれぞれ添加すれば良く、これらの範囲で安定化剤を添加すれば、導電性付与剤を含有したことによる強度低下を抑え、曲げ強度５８０ＭＰａ以上、破壊靱性値５ＭＰａ／ｍ^２以上の高強度と、ビッカース硬度９．５ＧＰａ以上の高硬度を実現することができる。なお、ジルコニア焼結体中におけるＺｒＯ_２の平均結晶粒子
径は０．３〜１μｍが好ましく、０．４〜０．６μｍであることがより好ましい。乳鉢１０と乳棒１２とでは、ＺｒやＦｅ等の金属元素は酸素等と強固に結合しており、乳鉢１０の凹部１０ａの表面や乳棒１２表面に表れている結晶層内に、このような金属元素が含まれており、乳鉢１０の凹部１０ａの表面や乳棒１２表面に粉末１４が接触したとしても、これら金属元素がイオン化して粉末１４等に付着することは少ない。このため、乳鉢１０と乳棒１２とを用いて、長時間にわたって粉末１４の混和や調合を行っても、金属イオンによる粉末１４の劣化は抑制されている。

図２は、本発明の乳鉢と支持部材との集合体の一実施形態である、乳鉢と支持部材との集合体１００（以降、乳鉢集合体１００ともいう）、および本発明の乳棒と支持部材との集合体の一実施形態である乳棒と支持部材との集合体（以降、乳棒集合体２００ともいう）について説明する概略斜視図である。図２では、図１に示す各部材と同様の構成の部材については、図１に付した符号と同じ符号を用いて示している。本実施形態では、集合体１００が、電気的に接地された導電性シート１６の上に載置されており、導電性シート１６に集合体１００の後述する乳鉢支持部材３０の底面が当接されている。また、乳棒集合体２００の後述する乳棒支持部材４０は、導電性接着剤や図示しない接続端子などを介して導電性ケーブル１８と接続されており、乳棒支持部材４０はこの導電性ケーブル１８を介して導電性シート１６と電気的に接続されている。

乳鉢集合体１００は、乳鉢１０と、乳鉢１０の表面のうち凹部１０ａを除く少なくとも一部の表面に当接して電気的に接続するとともに乳鉢１０を支持する乳鉢支持部材３０とを備え、乳鉢支持部材３０は、乳鉢１０よりも体積固有抵抗値が低い。本実施形態では、乳鉢支持部材３０は、例えばアルミニウム等の金属部材からなり、体積固有抵抗値は２．６×１０^−６Ω・ｃｍと、乳鉢１０に比べて著しく低い。

本実施形態の乳鉢支持部材３０は、貫通孔３２を有する略円筒状の部材であって、貫通孔３２の内面３２ａが乳鉢１０の側面１０ｂに対応した形状とされている。本実施形態では、乳鉢支持部材３０の内面３２ａの全体が、乳鉢１０の側面１０ｂの全体と図示しない導電性接着剤を介して接合している。乳鉢支持部材３０は体積固有抵抗値が乳鉢１０よりも小さく、乳鉢１０に生じた静電気は乳鉢支持部材３０に向けて流れ易い。また、乳鉢支持部材３０は体積固有抵抗値が乳鉢１０よりも小さいので、乳鉢１０を導電性シート１６に当接させた場合に比べて、乳鉢支持部材３０の底面を導電性シート１６に当接させた方が、より短い時間で導電性シート１６へ静電気を逃がすことができる。

また、粉末１４を混和または粉砕する作業の際、例えば作業者の手や絶縁性の治具などによって、乳鉢１０を保持する必要があるが、作業者の手や絶縁性の治具の接触部分で、接触に伴う静電気が発生する場合もある。乳鉢集合体１００では乳鉢１０を保持する際、作業者の手や絶縁性の治具などによって、乳鉢１０よりも体積固有抵抗値が小さい乳鉢支持部材３０を保持すればよく、この場合、作業者の手や絶縁性の治具の接触に伴う静電気は、乳鉢１０に流れることなく、この乳鉢支持部材３０を介して導電性シート１６に流れ出る。乳鉢集合体１００を用いることで、乳鉢１０の凹部１０ａの表面に、静電気によって粉末１４が付着することを、より確実に抑制することができる。

乳棒集合体２００は、図１に示す乳棒１２と、乳棒１２の表面のうち粉末１４に当接する部分を除く少なくとも一部の表面と当接して乳棒１２を支持する乳棒支持部材４０とを備え、乳棒支持部材４０は、乳鉢１０よりも体積固有抵抗値が低い。本実施形態では、乳棒支持部材４０は、例えばアルミニウム等の金属部材からなり、体積固有抵抗値は２．６×１０^−６Ω・ｃｍと、乳棒１２に比べて著しく低い。本実施形態の乳棒支持部材４０は、貫通孔４２を有する筒状部材であって、貫通孔４２の内面４２ａが乳棒１２の把持部１２Ｂの外周面１２ｂに対応した形状とされている。本実施形態では、乳棒支持部材４０の内面４２ａの全体が、乳棒１２の外周面１２ｂの全体と図示しない導電性接着剤を介して接合されて、乳棒支持部材４０が乳房１２を支持している。乳棒支持部材４０は体積固有抵抗値が乳棒１２よりも小さく、乳棒１２に生じた少量の静電気は乳棒支持部材４０に流れ易い。また、乳棒支持部材４０は体積固有抵抗値が乳棒１２よりも小さいので、乳棒１２を導電性ケーブル１８を介して導電性シート１６に接続した場合に比べて、乳棒支持部材４０を導電性ケーブル１８を介して導電性シート１６に接続させた方が、より短時間で導電性シート１６へ静電気が逃げやすい。また、乳棒集合体２００では乳棒１２を保持する際に、作業者の手や絶縁性の治具などによって、乳棒１２よりも体積固有抵抗値が小さい乳棒支持部材４０を保持すればよく、この場合、作業者の手や絶縁性の治具の接触に伴う静電気は、乳棒１２に流れることなく、この乳棒支持部材４０を介して導電性シート１６に流れ出る。乳棒集合体２００を用いることで、乳棒１２の表面に、静電気によって粉末１４が付着することを、より確実に抑制することができる。

なお、上述の各実施形態では、乳鉢１０の側面１０ｂの全体が、図示しない導電性接着剤を介して、乳鉢支持部材３０の内面３２ａの全体と接合されているが、本発明はこのような実施形態に限定されない。例えば、乳鉢支持部材３０は、乳鉢１０の表面のうち凹部１０ａを除く少なくとも一部の表面に当接して乳鉢１０を支持し、乳鉢１０よりも体積固有抵抗値が低ければよく、乳鉢１０の側面１０ｂの一部と部分的に当接して乳鉢１０を支持する形態であってもよく、また、乳鉢１０の底面や、凹部１０ａが開口した上面と当接して乳鉢１０を支持する形態であってもよい。また形状も、図２に示すような略円筒形状であることに限定されず、乳鉢１０と当接してこの乳鉢１０を支持することができれば、いかなる形態であってもよい。乳鉢支持部材の材質も、アルミニウム等の金属に限定されず、乳鉢１０よりも体積固有抵抗値が低いいかなる部材を用いてもよい。同様に乳棒支持部材４０も、乳棒１２の表面のうち粉末１４に当接する部分を除く少なくとも一部の表面と当接して乳棒１２を支持し、乳棒１２よりも体積固有抵抗値が低ければよく、乳棒１２の把持部１２Ｂの外周面１２ｂの一部と部分的に当接されて乳鉢１０を支持する形態であってもよく、また、乳棒１２の把持部１２Ｂ側の端面（図２における上側の端面）のみと当接して乳棒１２を支持する形態であってもよい。また形状も、図２に示すような略円筒形状であることに限定されず、乳棒１１と当接してこの乳棒１２を支持することができれば、いかなる形態であってもよい。乳棒支持部材の材質も、アルミニウム等の金属に限定されず、乳棒１２よりも体積固有抵抗値が低いいかなる材質を用いてもよい。

なお、上述の各実施形態では導電性シート１６および導電性ケーブル１８を用いた場合について示したが、導電性シート１６等を用いなくとも、発生した静電気は、これら乳鉢１０や乳棒１２、あるいは乳鉢支持部材３０や乳棒支持部材４０を保持する作業者の人体や、これら乳鉢１０や乳棒１２、あるいは乳鉢支持部材３０や乳棒支持部材４０を支持する治具や装置を介して比較的良好に外部へ逃げていく。また、導電性シート１６を用いなくとも、粉末の混和または粉砕の最中に、乳鉢１０や乳棒１２、あるいは乳鉢支持部材３０や乳棒支持部材４０を、電気的に接地された部分に定期的に接触させる等の処理を行うだけで、帯電した静電気を簡単に逃がすこともできる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良および変更を行なってもよいのはもちろんである。

１０乳鉢
１０ａ凹部
１２乳棒
１２Ａ当接部
１２Ｂ把持部
１４粉末
１６導電性シート
１８導電性ケーブル
３０乳鉢支持部材
４０乳棒支持部材
１００乳鉢と支持部材との集合体（乳鉢集合体）
２００乳棒と支持部材との集合体（乳棒集合体）

Claims

ＺｒＯ_２を５０質量％以上含むとともに、Ｆｅ、Ｃｏ、ＮｉおよびＣｒの各酸化物のうち１種以上を含む導電性ジルコニアセラミックスからなり、粉末を入れることが可能な凹部を備える乳鉢と、
該乳鉢の表面のうち前記凹部を除く少なくとも一部の表面と接合して前記乳鉢を支持する支持部材とを備え、
該支持部材は、前記乳鉢よりも体積固有抵抗値が低いことを特徴とする乳鉢と支持部材との集合体。
前記乳鉢が、ＺｒＯ_２を６０〜９０質量％の割合で含み、Ｆｅ、Ｃｏ、ＮｉおよびＣｒの各酸化物のうち１種以上を５〜４０質量％の割合で含むことを特徴とする請求項１記載の乳鉢と支持部材との集合体。
ＺｒＯ_２を５０質量％以上含むとともに、Ｆｅ、Ｃｏ、ＮｉおよびＣｒの各酸化物のうち１種以上を含む導電性ジルコニアセラミックスからなり、粉末の混和や粉砕に用いる乳棒と、
該乳棒の表面のうち前記粉末に当接する部分を除く少なくとも一部の表面と接合して前記乳棒を支持する支持部材とを備え、
該支持部材は、前記乳棒よりも体積固有抵抗値が低いことを特徴とする乳棒と支持部材との集合体。
前記乳棒が、ＺｒＯ_２を６０〜９０質量％の割合で含み、Ｆｅ、Ｃｏ、ＮｉおよびＣｒの各酸化物のうち１種以上を５〜４０質量％の割合で含むことを特徴とする請求項３記載の乳棒と支持部材との集合体。