(57)【要約】      （修正有）【課題】生鮮食品、農作物、紙類、樹脂製品、ゴム製品、多層フィルム及び金属等を切断するための、ハサミ、包丁、カッター、ドリルなどの種々な形状の金属製刃物として、長期持続性の非粘着性と滑り性効果を有し、切れ味の持続性と耐久性の高い表面処理された金属製刃物を提供する。【解決手段】金属製刃物の表面が、パーフルオロポリエーテル主鎖を含む化合物からなるコーティング剤で処理された金属製刃物である。金属製刃物表面の動摩擦係数（μ）が０＜μ≦０．１５である金属製刃物。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製刃物の表面が、パーフルオロポリエーテル主鎖を含む化合物からなるコーティング剤で処理された金属製刃物。
【請求項２】
前記請求項１の金属製刃物表面の動摩擦係数（μ）が０＜μ≦０．１５である金属製刃物。
【請求項３】
金属製刃物の表面の動摩擦係数（μ）が０＜μ≦０．１５である金属製刃物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、金属製刃物に関する。
【背景技術】
【０００２】  生鮮食品、農作物、紙類、樹脂製品、ゴム製品、多層フィルム及び金属等を切断する場合に、ハサミ、包丁、カッター、ドリルなどの種々な形状の金属製刃物が広く使用されている。
具体的には、例えば、魚や肉類及び農作物を切る場合には、出刃包丁、刺身包丁、肉切包丁、菜切包丁等が使用される。また、段ボールや紙類、樹脂フィルム、布生地、不織布、繊維等のシート物、絶縁テープ、粘着テープ、布テープ、ゴム等の切断には、種々の形状を有する刃物が使用される。また、金属の切断や穴あけ加工の際には、丸刃やドリルなどが用いられる。
しかしながら、これら金属製刃物は、その対象物が粘着性や付着性が高い場合に、使用開始初期の切れ味が著しく低下してしまうため、長期間の使用に耐えない等の課題があった。
そこで、金属製刃物表面の粘着性を低下させることを目的に、表面に非粘着層を付与する方法が知られている。【０００３】  例えば、刃物表面にシリカ粒子の層とシリコーンオイル層を形成することで良好な非粘着性と滑り性を付与することができる（特許文献１）。【０００４】  また、プラズマ成膜法を用いて、窒素イオンを表層に注入後、さらにダイヤモンドライクカーボン層を形成することにより非粘着性と耐久性を刃物表面に形成することができる（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−１８１１２号公報
【特許文献２】特開２００５−３０７２８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  しかし、非粘着性を付与した初期においては、優れた非粘着性を発揮するものの、非粘着効果が持続せず、短時間で非粘着性効果が消滅してしまう場合がある。そのため、金属製刃物に予め非粘着性処理をしたとしても、その部材を使用する際において、十分な非粘着効果が得られないおそれがある。【０００７】  また、非粘着層の膜厚が１μｍ以上の膜厚があるために、切断時に高い寸法精度が要求される用途では適用できない場合がある。【０００８】  そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、長期持続性の非粘着性と滑り性効果を有し、切れ味の持続性と耐久性の高い表面処理された金属製刃物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
【請求項１】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、金属製刃物の表面が、パーフルオロポリエーテル主鎖を含む化合物からなるコーティング剤で処理された金属製刃物が提供される。
【００１０】
【請求項２】
前記のパーフルオロポリエーテル主鎖を含む化合物からなるコーティング剤で処理された金属製刃物表面の動摩擦係数（μ）が０＜μ≦０．１５である金属製刃物であることが好ましい。
【００１１】
【請求項３】
さらに、金属製刃物の表面の動摩擦係数（μ）が０＜μ≦０．１５である金属製刃物が提供される。
【発明の効果】
【００１２】  以上説明したように本発明によれば、長期持続性の非粘着性と滑り性効果を付与することが可能であるため、長期に渡る切れ味の持続性と耐久性を有する金属製刃物を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１３】  以下、本発明のパーフルオロポリエーテル主鎖を含む化合物からなるコーティング剤で処理された刃物について詳細に説明する。尚、これ以降、「表面処理」とはパーフルオロポリエーテル主鎖を含む化合物からなるコーティング剤で処理された表面をいう。
【００１４】  ［表面処理された金属製刃物］
本発明にかかる刃物は、生鮮食品、農作物、紙類、樹脂製品、ゴム製品、多層フィルム及び金属等の切断に使用されるものであり、板刃、丸刃、鋸刃、片刃、ドリル等の種々な形状である。刃物の材質としては、鉄、高速度工具鋼、超硬合金等の金属、更に、セラミック、ジルコニア、サファイア等が挙げられる。例えば、超硬刃及び鉄刃は本発明の表面処理された金属製刃物の典型的な刃物である。ここで超硬刃とは、硬質の金属炭化物の粉末を焼結した合金で形成された刃物であり、一般的には、炭化タングステンと結合剤コバルトとを混合及び焼結したものである。超硬刃は高強度及び高硬度であり、アルミ箔、銅箔等の金属箔の切断に適している。
【００１５】  本発明における表面処理に供する刃物の表面は、平滑な平面又は曲面であってもよく、平面又は曲面へのブラスト処理等により形成された凹凸を有する表面であってもよい。
【００１６】  表面処理層は、刃物表面の少なくとも一部に形成されていればよく、具体的には、少なくとも刃物表面のうち被切断物と接触する部分に形成されていればよい。
【００１７】  表面処理された金属製刃物表面の動摩擦係数（μ）が０＜μ≦０．１５であることが好ましい。動摩擦係数が０．１５を超えると粘着性物質が表面に付着し切れ味と耐久性を低下させる懸念がある。
【００１８】  本発明の表面処理された刃物は、表面処理がされない場合と比べて顕著に改善された切れ味が長期に渡ってされる。本明細書において、切れ味が改善されるとは、対象物の切断のために刃物に対して加えるのに必要な荷重が低減されること、切断面のバリ発生が低減されること、及び切断面がよりフラットとなること、の１つ以上が実現されることを意味する。本発明は、刃物表面に、長期間に渡って良好に維持される非粘着性及び高い滑り性（これは低い摩擦係数に対応する）を付与することにより、上記の切れ味の改善を可能にする。これにより、本発明によれば、刃物の交換回数を顕著に低減することができ、被切断物を高効率で切断加工することができる。
【００１９】  ［パーフルオロポリエーテル主鎖を含む化合物からなるコーティング剤］
パーフルオロポリエーテル主鎖を含む化合物からなるコーティング剤は、刃物表面に接して形成されており、また刃物表面に対しても良好な密着性を有するため、刃物の材質の制約なく、刃物表面の上に強固に保持される。このことによって、コーティング層が刃物から離脱しにくく、良好な非粘着性と長期安定性及び耐久性を実現できるという効果が得られる。
【００２０】  パーフルオロポリエーテル主鎖を含む化合物からなるコーティング剤は、パーフルオロポリエーテル主鎖を含む化合物溶液として、この溶液を塗布し乾燥することによって被膜を形成できる。
【００２１】  パーフルオロポリエーテル主鎖を含む化合物溶液は、一般的な塗布方法によって刃物表面にコーティングできる。具体的には、例えば、筆塗り、スプレー塗布、浸漬塗布、回転塗布、スリット塗布、ディスペンス塗布などが採用できる。
【００２２】  また、刃物表面の乾燥したコーティング層被膜を、さらに強固に密着させることができる。具体的には、例えば、刃物表面とコーティング層の間に、有機成分、無機成分、及び金属成分、あるいはこれらの混合成分からなる塗布膜、蒸着膜、スパッタ膜、ＣＶＤ膜などの接着層を加えることができる。
【００２３】  さらに、加熱炉や赤外線などによる加熱、あるいは紫外線照射、超音波照射などによる外部からのエネルギーを加えてもよい。
【００２４】  パーフルオロポリエーテル主鎖とは、単位構造−（ＯＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２）ｎ−を有するポリマーであり、動摩擦係数低減のための必須成分である。
例えば、具体的には、パーフルオロポリエーテル基含有シラン化合物、パーフルオロポリエーテル基含有アクリレート化合物などが好適である。
【００２５】  パーフルオロポリエーテル主鎖を含む化合物の質量平均分子量は、好ましくは５０００〜５０，０００であり、より好ましくは１０，０００〜２５，０００である。該質量平均分子量が前記範囲の下限値未満の場合、被膜の滑り性が低下して切れ味が低下する場合がある。また、質量平均分子量が前記範囲の上限値よりも大きい場合、塗布溶液から析出してしまい性能が低下してしまう場合がある。
【００２６】  パーフルオロポリエーテル主鎖を含む化合物は、フッ素系溶剤で希釈した溶液を用いることが好ましい。
具体的には、クロロフルオロカーボン、ハイドロクロロフルオロカーボン、ハイドロフルオロモノエーテル、パーフルオロモノエーテル、パーフルオロアルカン、ハイドロフルオロアルカン、パーフルオロポリエーテル、フッ素原子含有アルケン、フッ素原子含有芳香族溶媒、フッ素原子含有ケトン、フッ素原子含有エステルなどを用いることができる。
【００２７】  パーフルオロポリエーテル主鎖を含む化合物のコーティング層の厚みは、例えば、好ましくは０．０１〜１．０μｍ、より好ましくは０．０１〜０．０５μｍである。厚みが０．０１μｍ未満の場合、被膜の滑り性が低下して切れ味が低下する場合がある。また、厚みが１．０μｍを超える場合、刃物の切削部の厚みが増して切れ味を損なう場合があり、さらに高精度の切断寸法の要求に満足できない場合がある。
【００２８】  パーフルオロポリエーテル主鎖を含む化合物のコーティング層の存在は、ｎ−ヘキサデカンの接触角の測定により確認できる。具体的には、表面処理された刃物の表面にｎ−ヘキサデカンを滴下して接触角を測定し、その接触角が５０°を超えているか否かで確認できる。
例えば刃物の材質に対するｎ−ヘキサデカンの接触角は、ＳＵＳ３０４、鉄、超硬刃、アルミニウム等で２０°以下でｎ−ヘキサデカンが濡れ広がるのに対して、パーフルオロポリエーテル主鎖を含む化合物のコーティング層に対するｎ−ヘキサデカンの接触角の例は、５０°以上である。従って、上記のような接触角が観測されることにより、パーフルオロポリエーテル主鎖を含む化合物のコーティング層の存在が確認される。
【００２９】  上記において説明した、本発明の金属製刃物であれば、長期間に渡る非粘着性及び高い滑り性によって、切れ味が持続し、また耐久性を満足することができる。
【実施例】
【００３０】  以下、実施例および比較例に基づき、本発明を更に具体的に説明する。ただし、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。【００３１】  ［表面処理した刃物の製造］
【実施例１】  オルファー社製カッター刃（０．５ｍｍ厚、ＬＢＢ５０Ｋ）の表面に、パーフルオロポリエーテル主鎖を含む化合物溶液（溶媒：１，１，１，３，３−ペンタフルオロブタン）を塗布、乾燥して被膜を形成した。
【実施例２】
【００３２】  超硬ドリル（三菱マテリアル社製  ＭＶＥ０８７０Ｘ０３Ｓ０９０）の表面に、パーフルオロポリエーテル主鎖を含む化合物溶液（溶媒：１，１，１，３，３−ペンタフルオロブタン）を塗布、乾燥して被膜を形成した。【００３３】  （比較例１）
何も表面処理を行っていないオルファー社製カッター刃（０．５ｍｍ厚、ＬＢＢ５０Ｋ）を用意した。【００３４】  （比較例２）
フッ素加工されたオルファー社製カッター刃（０．５ｍｍ厚、ＬＢＳＰ５Ｋ）を用意した。【００３５】  （比較例３）
何も表面処理を行っていない超硬ドリル（三菱マテリアル社製  ＭＶＥ０８７０Ｘ０３Ｓ０９０）を用意した。【００３６】  以上の刃物につき、以下の特性評価を行った。【００３７】  ［特性評価］
（実施例１、２、比較例１〜３）
（接触角）
表面処理した刃物表面のオイルのはじき性をｎ−ヘキサデカンの接触角で評価した。ｎ−ヘキサデカンのはじき性は、２μＬのｎ−ヘキサデカンを刃物表面に滴下して、そのときの接触角を測定した。ｎ−ヘキサデカンの接触角が５０°以上の場合を○、５０°未満の場合を×とした。【００３８】  （油性マジック耐性）
刃物表面に油性マジックで２ｍｍ程度の長さの波線を書き、市販のティッシュペーパーによるふき取り性を評価した。ふき取り性は、ふき取りにより油性マジックが消えた時を１回として数え、同じ個所を書いて消す操作を５回以上繰り返すことができた場合を○、２回以上の場合を△、１回も消すことが出来なかった場合を×とした。【００３９】  （動摩擦係数の測定）
摩擦摩耗試験機（ＣＳＭ社製  ＴＲＢ−Ｓ）を用いて、表面処理された刃物の表面の動摩擦係数を測定した。ナイロンボールで垂直荷重：１００ｇｆ、摩擦速度：１００ｍｍ／秒、ストローク：３０ｍｍ、１往復を１回として試料表面を往復摩擦して、動摩擦係数μを測定した。【００４０】  （実施例１、比較例１〜２）
（切れ味の評価−１）
オルファー社製のカッター刃を用いて、台座上にビニールテープを２０回巻き付けたテープを切断し、粘着剤が刃表面に付着する切断回数を切れ味として評価した。切断回救が１００回未満で多量に粘着剤が付着した場合を×、１００回〜２００回までに付着した場合を△、２００回〜４００回までに付着した場合を○、４００回以上を◎とした。【００４１】  （実施例２、比較例３）
（切れ味の評価−２）
超硬ドリル（三菱マテリアル社製  ＭＶＥ０８７０Ｘ０３Ｓ０９０）を用いて、３０ｍｍ厚の中炭素鋼（Ｓ４３Ｃ）板を穴あけし、刃が摩耗して使用できなくなるまでに要した穴あけ個数を測定して切れ味を評価した。穴あけ個数が２５０個未満の場合を×、２５０個〜３５０個までを△、３５０個〜４５０個までを○、４５０個以上を◎とした。【００４２】
【表１】
2019098124.tif 000002
【００４３】  ［評価結果］
実施例１、２については、いずれの評価においても、切れ味と非粘着性及び滑り性の持続性ともに良好な結果を示した。一方、比較例１〜３については、いずれの評価においても実施例１〜２と比較して劣る結果となった。【００４４】  ［まとめ］
以上の結果より、本発明の表面処理された金属製刃物であれば、刃物表面に長期間に渡って良好に維持される非粘着性及び高い滑り性を付与することが可能であり、結果として刃物等の耐久性を向上させることができる。【００４５】  以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００４６】  本発明は、持続性のある非粘着性及び高い滑り性を刃物表面に付与することが可能な、表面処理された金属製刃物を提供することが可能であることから、産業上有用である。
【手続補正書】
【提出日】平成30年6月6日(2018.6.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平滑な平面又は曲面の金属製刃物の表面が、パーフルオロポリエーテル主鎖を含む化合物からなる０．０１〜０．０５μｍの膜厚のコーティング剤で処理された金属製刃物。
【請求項２】
前記請求項１の金属製刃物表面の動摩擦係数（μ）が０＜μ≦０．１５である金属製刃物。