JPH0293006A - 殺菌用多孔体およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 例えばバイオ産業分野や、義歯のインプランテーション
手術時の室内殺菌分野や、食品加工分野では、大量の気
体（空気）、液体を殺菌するが、本発明はこれ等の殺菌
用装置に用いる、殺菌用多孔体に関する。

［従来の技術］ 液体の殺菌では、例えば浄水処理の如く、塩素ガス、塩
化銀、オゾン等が用いられているが、塩素系は発癌性等
の問題があり又オゾンは排オゾン処理が厄介である。気
体の殺菌では紫外線が用いられ、又歯科医療装置として
内面に銀を塗着したパイプ等が用いられているが、殺菌
速度や殺菌効率が低いために、大量の気体の殺菌用とし
ては適当ではない。

大量の気体・液体を、人体に無害で、高能率でかつ後処
理が簡単に殺菌できると、バイオ産業分野や医療分野や
食品加工分野で好ましいが、このような殺菌装置は汎用
されていない。

特公昭４７−１０５２４号は三次元網目状金属構造体に
関する。しかしこの構造体は繊維状電着金属から構成さ
れているため、骨部（繊維状電着金属）は第２図に示す
如く表面が平滑である。

特開昭５１−９８６９０号は、表面が平滑な金属３次元
網目状多孔体を用いた、触媒の製造法に関する。即ち、
特公昭４７−１０５２４号の金属３次元網目状多孔体に
スラリー状の例えば金属粉末を塗布し焼き付けして第３
図の如くに該骨部の表面を粗製化し、粗製化された骨部
の空孔に触媒能力を有する塩類の水溶液を含浸させ、こ
れを乾燥焼成して触媒を製造する。

この触媒製造方法を拡張して、殺菌用多孔体を製造する
事も考えられるが、しかし特開昭５１−９８６９０号は
、骨部の表面に粗製層を形成する処理が厄介であり、又
表面が平滑な骨部に粗製層を形成しても粗製層は剥離し
易く、更に粗製化は表層のみであるため骨部には空孔が
少なく殺菌力を有する金属の付着量も少なく、従って殺
菌用多孔体の寿命は短い。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は、気体又は液体の流路に配して、気体又は液体
が通過する間に殺菌する、殺菌用多孔体であって、殺菌
する気体又は液体と殺菌力を有する金属との接触表面積
が大きいために殺菌能率に優れ、殺菌力を有する金属は
骨部に十分な量被覆する事が可能でかつ骨部から剥離す
る事がないため多量の流体を長期間に亘って殺菌使用す
る事ができ、更に簡易な方法で製造できる、殺菌用多孔
体とその製造方法を提供するものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は （１）多孔質の鉄の骨部と該骨部を被覆する殺菌力を有
する金属とよりなる骨格が、貫通気泡型多孔体を形成し
ていることを特徴とする。殺菌用多孔体であり、また （２）多孔質の鉄の骨部と該骨部の表面に施したＮｉ又
はＣｕ又はＣｒの耐蝕被膜と該耐蝕被膜の表面を更に被
覆する殺菌力を有する金属とよりなる骨格が、貫通気泡
型多孔体を形成していることを特徴とする、殺菌用多孔
体であり、また（３）殺菌力を有する金属が、金又は銀
又は銅である。上記（１）又は（２）に記載の殺菌用多
孔体であり、また （４）平均粒径が５０μ以下の鉄粉、酸化鉄粉、表面を
酸化させた鉄粉を単独であるいは混合してあるいは炭素
粉末を添加し混合して、炭素と酸素の含有量が下記１式
の母材用粉末を製造する第１工程と、該母材用粉末を結
合剤と混練し有機質網目体の骨格に塗着する第２工程と
、第２工程の生成物を加熱し有機質網目体を除去し更に
塗着物を自己還元焼結せしめる第３工程と、第３工程の
生成物の多孔質の鉄の骨部に殺菌力を有する金属を被覆
する第４工程とを有する事を特徴とする、殺菌用多孔体
の製造方法であり、 但し［Ｃ］：母材粉末の炭素含有量（重量％）［０］：
母材粉末の酸素含有量（重量％）（５）多孔質の鉄の骨
部に殺菌力を有する金属を被覆する第４工程が、多孔質
の鉄の骨部の表面にＮｉ又はＣｕ又はＣｒの耐蝕被膜を
施し、該耐食被膜の表面を更に殺菌力を有する金属で被
覆する第４工程である、前記（４）に記載の、殺菌用多
孔体の製造方法である。

先ず本発明の殺菌用多孔体の製造方法を、前記（４）の
各工程について説明する。

製造方法の第１工程では、平均粒径が５０μ以下の、Ｃ
を２．１％以上含有する鉄粉、Ｃを２．１％以上含有し
且つ表面酸化した鉄粉、酸化鉄粉、炭素粉末を用い、前
記１式の炭素および酸素含有量の混合粉末となるように
混合する。

次に第２工程では、この混合粉末を結合剤１例えばＣＭ
Ｃ、ポリアクリル酸、水ガラス等の水溶液と混線して混
線物を三次元の有機質網目体、例えばウレタンホームの
骨格に塗着する。この塗着は例えばスプレー法やロール
スクィーズ法で達せられる。

次に第３工程では、第２工程の生成物を熱処理炉で加熱
する０例えば不活性ガス雰囲気の熱処理炉を用いて、３
５０℃×１０分加熱して有機質網目体の骨格を除去し、
更に８００〜１２００℃Ｘ４０分加熱して塗着物を自己
還元焼結する。この第３工程で、骨部が鉄よりなる貫通
気泡型多孔体が得られる。更にこの貫通気泡型多孔体の
骨部は、多孔質の鉄の骨部で形成されている。既に述べ
た如く１本発明の製造方法では、炭素と酸素とを含有す
る混合粉を用いるため、第３工程の自己還元焼結で、炭
素と酸素が反応してＣＯガスを発生させる。これ等の発
生ガスによって、貫通気泡型多孔体を形成している鉄の
骨部は、第１図に示した如く、孔径がＩＯμ〜３０μで
、無数に点在する孔を有する多孔質の鉄の骨部となる。

本発明の貫通気泡型多孔体を製造する鉄粉として、アト
マイズド鉄粉や電解鉄粉の如く極めて高価な原料を使用
してもよいが、前記のＣが２．１％以上の鉄粉や表面酸
化した鉄粉は粉砕性が優れ安価に製造できるために好ま
しい。

また、例えばＭｎやＣｒやＮｉ等を合金成分として含有
するＣが２．１％以上の鉄を粉砕した鉄粉を用いると、
骨部がこれ等の合金成分を含有する鉄で構成された貫通
気泡型多孔体が得られるが、この貫通気泡型多孔体は合
金成分を含む鉄の骨部で形成されているため１強度や靭
性の優れた貫通気泡型多孔体となる。合金成分はまた、
Ｍｎ、Ｃｒ。

Ｎ１の金属粉末あるいは合金粉末を混線の際に添加する
事によって、鉄の骨部に含有せしめる事もできる。前記
（５）に記載の、鉄骨部の表面にＮｉ。

Ｃｕ、Ｃｒの耐蝕被覆をあらかじめ施した貫通気泡型多
孔体は、基盤となる貫通気泡型多孔体の骨部の耐蝕性が
向上するし、又殺菌力を有する金属との密着性も向上す
るため、長期間亘って使用できる殺菌用金属多孔体とな
るし、また殺菌力を有する金属が消耗した際に再度殺菌
力を有する金属を被覆する補修が容易となる。

このＮｉ、Ｃｕ、Ｃｒの耐蝕被覆は、第３工程で形成し
た貫通気泡型多孔体をこれらの金属浴や金属塩溶液を用
いてホットデイツプや電気メツキ処理しても得られるが
、例えば先に述べた貫通気泡型多孔体の製造の第２工程
で、鉄系の混線物をウレタンフオームの骨格に塗着した
後、更にＮｉ、Ｃｕ、Ｃｒの金属粉末又は合金粉末の混
線物を上塗り塗着し、その後熱処理炉にて加熱すると、
骨部の表面にＮｉ。

Ｃｕ　、　Ｃｒの耐蝕被覆層をあらかじめ施した貫通気
泡型多孔体が得られる。

貫通気泡型多孔体は、例えばウレタンフオームのフオー
ム孔径を選択する事によって、孔径が１００μ〜Ｉ　Ｏ
＋＋＋＋ｓの貫通気泡型多孔体となる。貫通気泡型多孔
体の孔径は、殺菌する流体の粘性や流体に混存する固形
物粒の粒径によって適宜選択する。

本発明の製造の第４工程では前記の貫通気泡型多孔体の
多孔質の鉄の骨部に、殺菌力を有する金属を被覆する。

ＺｎやＣｄやＨｇは強い殺菌力を有するが１人体に有害
であるため、これ等を被覆した殺菌用多孔体は用途が限
定される。

金は耐蝕性が極めて優れているため長期間使用できるが
、低温での殺菌力が弱く又高価である。金を殺菌力を有
する金属として使用する場合は、後で述べる方法で、殺
菌用多孔体を加熱して用いる事が好ましい。

銀は人体に有害でない金属であり、且つ殺菌力が強く、
又価格も妥当であるため、殺菌力を有する金属として最
も使い易い。

銅は銀につぐ殺菌力を有する金属であり、価格も安く、
殺菌力を有する金属として使い易い。

上記の殺菌力を有する金属を、貫通気泡型多孔体の鉄の
骨部に被覆させるには、無電解メツキ法、電解メツキ法
、溶射法、ドブ演法、粉体接着法を用いる事ができる。

本発明の貫通気泡型多孔体の骨部は、既に述べた如く、
第１図に示すように、自己還元焼結中に発生離脱したＣ
Ｏガスの気孔が１０μ〜３０μの孔径で無数に点在する
鉄の骨部で形成されているため、被覆した殺菌力を有す
る金属を１強固に鉄の骨部の表面に固定するアンカー効
果があり、殺菌力を有する金属は長期間、安定して被覆
され、使用中の脱落や流体流動による脱落が起らず、長
期間の使用に耐える殺菌用多孔体となる。

［実施例１］ Ｃ：　３．５％、○：６％、Ｍｎ：０．６％、Ｃｒ：０
．２％。

Ｐ　：　０．０１％、　ｓ　：　ｏ、ｏｏｓ％で、残部
は鉄よりなる平均粒径１０μの銑鉄粉を、水とアクリル
酸の結合剤で混練し、この混線物を孔径が２ｍｍの樹脂
フオームの骨格に塗着させ、熱処理炉で脱脂加熱及び還
元焼結加熱を行い、厚さ１０ｍｍの貫通気泡型鉄多孔体
の骨格を形成している鉄の骨部に第１表に示した方法に
よってＡｕ、Ａｇ、Ｃｕを被覆して、殺菌用金属多孔体
とした。

液体の殺菌装置の例である。前記殺菌用金属多孔体は、
殺菌用エレメント７として４枚重ねて用いた。

この殺菌用エレメント７は多孔体の骨部が鉄であるため
、両端を電源２に接続すると、直接通電熱によって所望
の温度に均一に加熱する事ができる。

この殺菌エレメント１の中を１００ｍ／秒の流速で、大
腸菌、黄色ブドウ球菌、枯草菌を各々１０６ケ／ｍＱに
調整した溶液を通過せしめた。殺菌エレメントの温度と
殺菌エレメントを通過した後の溶液中の生存菌を第２表
に示したが１本実施例の殺菌エレメントは、良好な殺菌
能力を有していた。

第　　　２　　　表 に示す雑菌を有する水溶液を５０ｃｍ／秒の速度で長期
間通過させて処理した。

処理後の水溶液の雑菌濃度は第３表にみられる如く、比
較材に比べて本発明の殺菌用多孔体は長期間に亘って優
れた殺菌性能を維持していた。

第　　　　　３　　　　　表 串大腸菌、黄色ブドウ状球菌は企画死滅［実施例２］ 比較材として市販の特公昭４７−１０５２４号の相当品
（商品名：セルメット）のメツシュＮｏ６の金属多孔体
を用い、又本発明材としては本発明の多孔質の鉄の骨部
よりなるメツシュＮｏ６の多孔体を用い、その各々に、
殺菌力を有する金属として銀を被覆させた。被覆方法は
シアン化銀カリウム溶液中に多孔体を浸漬し５Ａ　／　
１００ｍｍ角の電流密度で３０分間電気メツキ処理を行
い、骨部に３μｍ厚さの銀メツキを施した。この殺菌用
多孔体（１００ｍｍ　Ｘ１００ｍｍ　Ｘ　１０＋ｕ＋）
を５枚並列に管内に設置し、第３表［発明の効果］ 本発明を実施する事により下記の効果が得られる。

従来歯科医療装置として内面に銀を塗着した殺菌用のパ
イプ等が使用されていたが、本発明の殺菌用多孔体は、
殺菌する流体と殺菌用金属との接触面積を格段に大きく
する事ができ、大量の流体の殺菌が可能となり、また殺
菌効率が高くなるため殺菌装置をコンパクトなものとす
る事ができる。

本発明は多孔質の鉄の骨部に殺菌力を有する金属を被覆
させるためアンカー作用で被覆力が強く。

殺菌力を有する金属を十分な量被覆させる事ができ、ま
た剥離しないため、長期間に亘って優れた性能を保持す
る。

本発明は多孔質の鉄の骨部を基盤としているため高強度
に耐え、又接合、加工等が容易で複雑な構造の殺菌装置
にも使用できる。

又本発明の鉄の骨部は導電性を有するため、直接通電に
より、殺菌に適した温度に加熱して使用できる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の殺菌用多孔体の鉄の骨部の例を示す図
、 第２図は従来の網目状金属構造体の骨部を示す図。 第３図は従来の触媒の例を示す図、 第４図は、本発明の殺菌用多孔体を用いた殺菌装置の例
を示す図、 である。 １：貫通気泡、　２：鉄の骨部、　３：ＣＯガスの気泡
、　７二殺菌用エレメント、　８：フィルター加熱用電
源、　１１：溶液通過方向、　１２：殺菌タンク。 特許出願人　　新日本製鐵株式会社

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）多孔質の鉄の骨部と該骨部を被覆する殺菌力を有
   する金属とよりなる骨格が、貫通気泡型多孔体を形成し
   ていることを特徴とする、殺菌用多孔体。
2. （２）多孔質の鉄の骨部と該骨部の表面に施したＮｉ又
   はＣｕ又はＣｒの耐蝕被膜と該耐蝕被膜の表面を更に被
   覆する殺菌力を有する金属とよりなる骨格が、貫通気泡
   型多孔体を形成していることを特徴とする、殺菌用多孔
   体。
3. （３）殺菌力を有する金属が、金又は銀又は銅である、
   請求項（１）または（２）に記載の殺菌用多孔体。
4. （４）平均粒径が５０μ以下の鉄粉、酸化鉄粉、表面を
   酸化させた鉄粉を単独であるいは混合してあるいは炭素
   粉末を添加し混合して、炭素と酸素の含有量が下記１式
   の母材用粉末を製造する第１工程と、該母材用粉末を結
   合剤と混練し有機質網目体の骨格に塗着する第２工程と
   、第２工程の生成物を加熱し有機質網目体を除去し更に
   塗着物を自己還元焼結せしめる第３工程と、第３工程の
   生成物の多孔質の鉄の骨部に殺菌力を有する金属を被覆
   する第４工程とを有する事を特徴とする、殺菌用多孔体
   の製造方法。 ｛［Ｃ］＞２．１、 ４／３（［Ｃ］−２）＜［Ｏ］＜４／３（〔Ｃ］＋７）
   ｝・・・１ 但し ［Ｃ］：母材粉末の炭素含有量（重量％） ［Ｏ］：母材粉末の酸素含有量（重量％）
5. （５）多孔質の鉄の骨部に殺菌力を有する金属を被覆す
   る第４工程が、多孔質の鉄の骨部の表面にＮｉ又はＣｕ
   又はＣｒの耐蝕被膜を施し、該耐蝕被膜の表面を更に殺
   菌力を有する金属で被覆する第４工程である、請求項（
   ４）に記載の、殺菌用多孔体の製造方法。