JPH09157675A

JPH09157675A - 水溶性切削・研削油用抗菌性金属材料および物品

Info

Publication number: JPH09157675A
Application number: JP7315638A
Authority: JP
Inventors: Shunji Ishibashi; 俊司石橋; Kazuhiko Shoji; 和彦庄司; Koji Hoshino; 孝二星野; Toru Kono; 通河野
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1995-12-04
Filing date: 1995-12-04
Publication date: 1997-06-17

Abstract

(57)【要約】【課題】水溶性切削・研削油用抗菌性金属材料および
物品を提供する。【解決手段】抗菌性を有する銅または銀、さらにその
合金のうち少なくとも１種からなる金属粉末を、三次元
網目状多孔質金属焼結体とした水溶性切削・研削油用抗
菌性金属材料、または基体として表裏面に連通したステ
ンレス鋼の網目体またはパンチングメタルの表面に、抗
菌性を有する銅または銀、さらにその合金のうち少なく
とも１種からなる金属粉末を、三次元網目状多孔質金属
焼結体とした水溶性切削・研削油用抗菌性金属材料と三
次元網目状多孔質金属焼結体を、通水性および通気性の
ある補強部材に収納した水溶性切削・研削油用抗菌性金
属物品および抗菌性を有する銅または銀、さらにその合
金のうち少なくとも１種からなる金属粉末と、非水溶性
炭化水素有機溶剤と、界面活性剤と、水溶性樹脂結合剤
と水とを含む混合組成物スラリーを発泡させ成形、乾
燥、脱脂、焼結して三次元網目状多孔質金属焼結体を形
成する水溶性切削・研削油用抗菌性金属材料の製造方
法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、嫌気性細菌や硫
酸還元菌の発生による異臭腐敗を防止し、長期に亘って
性能を維持する切削・研削油を、優れた性状に保つため
の技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、エマルジョン（水溶性乳化油剤）
は、その成分を養分として、バクテリアの繁殖が問題と
され、定期的に抗菌剤を添加したり、銅などの抗菌性の
金属体に電気を印加して、多量のイオンを短時間に発生
させて、細菌の発生を防ぐ方法などが開発されている
（機械の研究ＶＯＬ４５ＮＯ、１０「金属イオンの殺菌
作用」西尾広志）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】金属イオンで、細菌の
発生そのものを抑制する方法は有効であるが、しかしそ
の金属イオンを十分に溶出させるためには、電気科学的
な補助手段を要し、装置が複雑になることは否めず、問
題であった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記問題
点を解決すべく、研究開発を進めたところ、抗菌性の金
属粉末を用いて三次元網目状の多孔質金属焼結体を形成
すると、この焼結体は、微細な気孔と高い気孔率を有
し、その結果、大きな比表面積を持つ構成体となり、エ
マルジョン中で十分な金属イオンの溶出が可能となり、
非常に簡便に抗菌性を高めることができるるとの知見を
得たのである。

【０００５】本発明は、上記知見に基づいてなされたも
のであって、（１）抗菌性を有する銅または銀、さらに
その合金のうちの少なくとも１種からなる金属粉末を三
次元網目状多孔質金属焼結体とした水溶性切削・研削油
用抗菌性金属材料、（２）抗菌性を有する銅または銀、
さらにその合金のうち少なくとも１種からなる金属粉末
を三次元網目状多孔質金属焼結体として、表裏面に連通
した鋼製の網目体または多孔板の表面に結合せしめた水
溶性切削・研削油用抗菌性金属材料、（３）上記（１）
記載の三次元網目状多孔質金属焼結体を、通水性および
通気性のある補強部材に収納又は補強した水溶性切削・
研削油用抗菌性金属物品、（４）抗菌性を有する銅また
は銀、さらにその合金のうち少なくとも１種からなる金
属粉末と、非水溶性炭化水素有機溶剤と、界面活性剤
と、水溶性樹脂結合剤と水とを含む混合組成物スラリー
を発泡させ、成形、乾燥、脱脂、焼結して三次元網目状
多孔質金属焼結体を形成した水溶性切削・研削油用抗菌
性金属材料の製造方法、に特徴を有している。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、具体的に説明する。本発明の抗菌性金属材料は、基
本的には三次元網目状の多孔質抗菌性金属焼結体から構
成されており、この焼結体は、例えば抗菌性の金属また
は合金粉末と、非水溶性炭化水素有機溶剤と、界面活性
剤と、水溶性樹脂結合剤と水とを含む発泡性の混合物組
成スラリーを成形,乾燥,脱脂、焼結することにより、優
れた比表面積を有する抗菌性の高い三次元網目状多孔質
金属焼結体として初めて得られるものである。

【０００７】一般に水に界面活性剤と非水溶性炭化水素
系有機溶剤を添加して混合すると、界面活性剤によって
非水溶性炭化水素系有機溶剤が内包された微細にして整
寸のミセルと呼ばれるコロイド状の液滴が形成され、こ
れが水中に均一に分散分布するようになるが、前記界面
活性剤と非水溶性炭化水素系有機溶剤に加えて、さらに
金属粉または合金粉を混合しても前記ミセルを形成し、
これが金属粉または合金粉と共に均一に分散分布した混
合物となり、この混合物を、例えば、公知のドクタブレ
ード法やスリップキャスト法などの方法で、所定形成の
成形体を成形し、この成形体を５℃以上の温度に保持す
ると、前記非水溶性炭化水素系有機溶剤は、水よりも
大きい蒸気圧を有するので、これが気化して、ガスとな
って成形体蒸発することから、成形体には、均一にし
て、整寸の気泡空孔が多数発生して、多孔質成形体が形
成されるようになりさらに前記混合物に結合剤として水
溶性樹脂を加えると前記多孔質成形体がハンドリング可
能な強度をもつようになり、この多孔質成形体を焼結す
ると、この焼結体は、高い気孔率と高い比表面積を持
つ、三次元網目状金属多孔質焼結体（以下、単に多孔質
焼結体という）となり、その結果優れた抗菌性を有する
抗菌性金属材料となる。

【０００８】しかし、上記多孔質焼結体は、取り扱い
上、十分な強度を有しない場合があるので、その対策と
して、多孔質焼結体の少なくとも何れかの一面を、連通
孔を有する部材、例えばステンレス鋼等の耐腐食性の金
属またはプラスチック製の補強部材で構成することによ
り、取り扱いに十分耐えられ強度を有する抗菌性金属物
品となる。別の対策として、基体として貫通孔を有する
例えばステンレス鋼の網目体または多孔板の一種である
パンチングメタルの表面に、前述の発泡性の混合組成物
スラリーを付着させた後、乾燥,脱脂、焼結して、その
表面に多孔質焼結体として結合することにより、取り扱
い上十分な強度を持つ抗菌性金属材料となる。

【０００９】上記の混合組成物スラリー（以下、単にス
ラリーという）中の金属粉末としては、抗菌性を有する
銅、銀またはこれらの合金（以下、単に金属粉という）
は、焼結後多孔質金属焼結体を構成するものであるが、
その平均粒径が０．５μｍ未満になると焼結体の高気孔
率化が困難になり、一方その平均粒径５００μｍを越え
ると混合原料中での分散性が低下し均質な焼結体の製造
ができなくなることから、その平均粒径を０．５〜５０
０μｍ、望ましくは５〜１００μｍが良い。また、上記
金属粉の割合は５〜８０％とするのがよく、これはその
割合が５％未満では焼結体の強度が急激に低下するよう
になり、一方その割合が８０％を越えると高気孔率化が
困難になるという理由にもとづくものであり、この場合
２０〜７０％の割合が望ましい。

【００１０】上記非水溶性炭化水素系有機溶剤として
は、炭素数５〜８の非水溶性炭化水素系有機溶剤（以
下、単に有機溶剤という）が、スラリ−中に０．０５〜
１０重量％含有されて使用されるが、この有機溶剤に
は、界面活性剤の作用でミセルを形成し、成形後５℃以
上の温度に保持することで気化して、微細にして整寸の
気泡を成形体中に形成する作用があるが、その割合が
０．０５％未満では、気泡の発生が不十分で、所望の高
い気孔率をもった多孔質焼結体を製造することに困難さ
があるが、一方その割合が１０％を越えると、ミセルが
大径化し、これに伴い成形体中に形成される気泡も大径
化してしまい、成形体および金属焼結体の強度が急激に
低下する傾向が出るようになることから、その割合は、
０．０５〜１０％、望ましくは０．５〜５％が良い。ま
た、上記有機溶剤の炭素数を５〜８としたのは、その値
が４以下で液体のものは常温常圧下では存在せず（すべ
て気体）、一方その値が９以上になると、蒸気圧が小さ
くなり、気泡形成がきわめて困難になるという理由にも
とづくものである。さらに、上記有機溶剤としては、ネ
オペンタン、ヘキサン、イソヘキサン、ヘプタン、イソ
ヘプタン、ベンゼン、オクタン、およびトルエンの使用
が望ましい。

【００１１】上記界面活性剤としては、スラリ−中に
０．０５〜５重量％含有して使用されるが、上記の通り
有機溶剤を内包したミセルを形成する作用があるが、そ
の割合が０．０５％未満では前記ミセルの形成が不安定
となり勝ちで、これが原因で微細にして整粒のミセルを
確実に形成することができない場合もあるし、一方その
割合が５％を超えても前記作用により一層の向上効果が
現れないことから、その割合は、０．０５〜５％、望ま
しくは０．５〜３％が良い。また界面活性剤としては一
般に洗剤の使用でよく、市販の台所用中性合成洗剤（例
えばアルキルグリコシドとポリオキシエチレンアルキル
エーテルの２８％混合水溶液）で十分である。

【００１２】上記水溶性樹脂結合剤としては、スラリ−
中に０．５〜２０重量％含有して使用されるが、多孔質
成形体の強度を向上させて、これのハンドリングを可能
ならしめる作用があるが、その割合が０．５％未満で
は、所望の強度向上効果が得られ難く、一方その合が２
０％を越えると所定形状への成形が困難になり易いこと
から、その割合を０．５〜２０％、望ましくは２〜１０
％が良い。また上記水溶性樹脂としては、メチルセルロ
ース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキ
シエチルメチルセルロース、カルボキシメチルセルロー
スアンモニウム、エチルセルロース、およびポリビニル
アルコールの使用が望ましい。

【００１３】なお、可塑剤としては、多価アルコール、
油脂、エーテル、およびエステル等が使用されるが、成
形体に可塑性を付与する作用があるので、必要に応じて
添加されるが、多価アルコールとしては、エチレングリ
コール、ポリエチレングリコール、およびグリセリン、
上記油脂としてはイワシ油、菜種油、およびオリーブ
油、上記エーテルとしては石油エーテル、さらにエステ
ルとして、フタル酸ジエチル、フタル酸ジＮブチル、フ
タル酸ジエチルヘキシル、フタル酸ジＮオクチル、ソル
ビタンモノオレート、ソルビタントリオレエート、ソル
ビタンパルミテートおよびソルビタンステアレートの使
用がそれぞれ望ましい。

【００１４】比表面積の値は、本発明抗菌性金属材料が
必要とする高い抗菌性能を得るために重要で、その値が
３００ｃｍ²／ｃｍ³以上であることが、上記せる高い抗
菌性能を得るために望ましい。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例について、具体的に説
明する。まづ、金属粉として表１に示される平均粒径の
銅、銀またはこれらの合金粉末、有機溶剤として、ネオ
ペンタン（以下、Ａ−１という）、ヘキサン（同じくＡ
−２という、以下同じ）、イソヘキサン（Ａ−３）、ヘ
プタン（Ａ−４）、イソヘプタン（Ａ−５）、ベンゼン
（Ａ−６）、オクタン（Ａ−７）、およびトルエン（Ａ
−８）、界面活性剤として上記の市販の台所用中性合成
洗剤、水溶性樹脂結合剤として、メチルセルロース（以
下、Ｂ−１という）、ヒドロキシプロピルメチルセルロ
ース（同じくＢ−２という以下同じ）ヒドロキシエチル
メチルセルロース（Ｂ−３）、カルボキシメチルセルロ
ースアンモニウム（Ｂ−４）、エチルセルロース（Ｂ−
５）およびポリビニルアルコール（Ｂ−６）、可塑剤と
して、ポリエチレングリコール（以下Ｃ−１という）、
オリーブ油（同じくＣ−２という、以下同じ）、石油エ
ーテル（Ｃ−３）、フタル酸ジＮブチル（Ｃ−４）、お
よびソルビタンモノオレート（Ｃ−５）をそれぞれ用意
し、これらを表１に示される配合組成で水に配合し、通
常の条件で混合し、本発明の抗菌性金属材料用の発泡性
スラリー１〜８（以下、本発明用スラリ−１〜８とい
う）を作製した。

【００１６】

【表１】

【００１７】次いで、表２に示される条件で気泡形成、
脱脂、および焼結を施すことにより、本発明用多孔質金
属焼結体１〜８（以下、単に本発明用多孔質焼結体１〜
８という）を作製した。これら焼結体は可塑性を有し、
これらを圧縮加工して、表３に示す本発明抗菌性金属材
料１〜８（以下、本発明金属材料１〜８という）を作製
した。気孔率は、断面の顕微鏡下観察から、また比表面
積は、ＢＥＴ法によりそれぞれ測定した。なお、本発明
金属材料８については、図２に示した様に金属材料両面
に、貫通孔を有するステンレス製の補強部材を取り付け
補強した本発明抗菌性金属物品の構成としたものを用い
た。

【００１８】

【表２】

【００１９】

【表３】

【００２０】また、実施例として、ステンレス鋼製の網
目体を用意し、このステンレス鋼製の網目体をそれぞれ
表４に示される組成の発泡性スラリー中に浸漬し、表５
に示される条件で気泡形成、脱脂、および焼結を施すこ
とにより、ステンレス鋼製の網目体表面に表６に示す性
状の多孔質焼結体を焼結固着した構造の本発明抗菌性金
属材料９〜１６（以下、本発明金属材料９〜１６とい
う）を作製した。その際の気孔率および比表面積は、上
述と同様の方法で測定した。

【００２１】

【表４】

【００２２】

【表５】

【００２３】

【表６】

【００２４】上記の様にして得られた抗菌性金属材料１
〜１６を、それぞれ図１に示す様に円筒研削盤の研削油
剤タンクの中に設置して試験した。研削条件等は、下記
の様である、タンク容量：１００ｌ使用油剤：ＪＩＳＷ２種、希釈率５０倍研削物材料：ＳＵＪ−２使用砥石：ＷＡ８０Ｈ（ビトリファイドボンド砥石）研削液流量：１リットル／ｍｉｎ．研削液希釈作成時より１カ月毎に継続して腐敗の程度を
確認したところ、何もしない状態では２カ月で腐敗臭が
発生した。一方本発明の抗菌性金属材料１〜８を多孔質
金属焼結体として約２００ｇ程度またはこれを収納した
物品を研削液タンクに図１に示す如く吊り下げた場合
は、いずれも３カ月以上放置しても腐敗臭の発生は認め
られなかった。また、本発明の抗菌性金属材料９〜１６
を、タンク中の沈殿槽より下流側に本発明の多孔質金属
焼結体として上記と同量程度を設置した状態で同様に３
か月以上放置しても腐敗臭の発生は認められなかった。

【００２５】

【発明の効果】上述の結果から明らかな様に、本発明の
抗菌性金属材料１〜１６を利用することにより、非常に
簡便な方法により、例えば、研削油剤タンク中の悪臭の
発生防止が得られる。これは、例えば抗菌性金属または
合金粉末と、有機溶剤と、界面活性剤と、水溶性樹脂結
合剤と水とからなるスラリ−を、成形、乾燥、焼結し、
抗菌性金属自体からなる多孔質焼結体を形成して作製し
た抗菌性金属材料またはステンレス鋼製の網目体を上記
同様のスラリ−に、浸漬し、乾燥、焼結して多孔質焼結
体を固着して作製した抗菌性金属材料では、上記多孔質
焼結体は、高気孔率で、比表面積の大きい表面を有して
いるため研削油エマルジョン中の抗菌性の金属イオンの
溶出が十分であるので抗菌性に優れているのである。こ
の抗菌作用に優れた、簡便な利用方法が可能な本発明抗
菌性金属材料を使用することにより、関連分野において
大いに貢献するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明抗菌性金属物品の研削油剤タンクでの
使用の一例を示す概略図である。

【図２】本発明抗菌性金属物品の一例を示す概略図で
ある。

【符号の説明】

１抗菌性多孔質金属材料２補強材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ２２Ｃ 1/08 Ｅ０３Ｃ 1/26 ＡＥ０３Ｃ 1/26 Ｂ２２Ｆ 5/00 １０１Ｂ // Ｃ１０Ｎ 10:02 30:12 40:22 (72)発明者河野通埼玉県大宮市北袋町１−297 三菱マテリアル株式会社総合研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】抗菌性を有する銅または銀、さらにその合
金のうち少なくとも１種からなる金属粉末を、三次元網
目状多孔質金属焼結体としたことを特徴とする水溶性切
削・研削油用抗菌性金属材料。
【請求項２】抗菌性を有する銅または銀、さらにその合
金のうち少なくとも１種からなる金属粉末を三次元網目
状多孔質金属焼結体として、貫通孔を有する網目体又は
多孔板表面に結合せしめたことを特徴とする水溶性切削
・研削油用抗菌性金属材料。
【請求項３】請求項１記載の三次元網目状多孔質金属焼
結体を、通水性および通気性のある補強部材に収納又は
補強してなることを特徴とする水溶性切削・研削油用抗
菌性金属物品。
【請求項４】抗菌性を有する銅または銀、さらにその合
金のうち少なくとも１種からなる金属粉末と、非水溶性
炭化水素有機溶剤と、界面活性剤と、水溶性樹脂結合剤
と水とを含む混合組成物スラリーを発泡させ成形、乾
燥、脱脂、焼結して三次元網目状多孔質金属焼結体を形
成することを特徴とする水溶性切削・研削油用抗菌性金
属材料の製造方法。