抗菌产品、抗菌棒及储水容器
阅读说明：本技术 抗菌产品、抗菌棒及储水容器 (Antibacterial product, antibacterial rod and water storage container ) 是由 平井明 于 2019-12-04 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种抗菌产品,更具体而言,在金属纤维的表面具有含烧结银表面层的抗菌产品。其制备方法如下：第一步骤,通过将1至50重量份的银盐类化合物粉末添加并溶解于100重量份的水中来制备银盐类溶解液；第二步骤,将上述银盐类溶解液涂覆到金属纤维的一部分表面或全部表面上；及第三步骤,在氧气或氮气气氛中在440℃至500℃的温度下烧结涂覆到上述金属纤维的一部分表面或全部表面上的上述银盐类溶解液,以在氧气或氮气气氛下形成含烧结银表面层,上述金属纤维的截面宽度为1mm至3mm,金属纤维的截面高度为0.01mm至0.05mm。本发明还涉及一种具有包围抗菌产品的塑料的抗菌棒或容纳抗菌棒的储水容器。本发明的抗菌产品、抗菌棒及储水容器具有极好的杀菌效果。(The present invention relates to an antibacterial product, and more particularly, to an antibacterial product having a surface layer containing sintered silver on the surface of metal fibers. The preparation method comprises the following steps: a first step of preparing a silver salt-based dissolving solution by adding and dissolving 1 to 50 parts by weight of silver salt-based compound powder in 100 parts by weight of water; a second step of coating the silver salt solution on a part of or the whole surface of the metal fiber; and a third step of sintering the silver salt solution coated on a part of or the entire surface of the metal fiber in an oxygen or nitrogen atmosphere at a temperature of 440 to 500 ℃ to form a sintered silver-containing surface layer in an oxygen or nitrogen atmosphere, wherein the metal fiber has a cross-sectional width of 1 to 3mm and a cross-sectional height of 0.01 to 0.05 mm. The invention also relates to an antibacterial stick with plastic surrounding the antibacterial product or a water storage container containing the antibacterial stick. The antibacterial product, the antibacterial rod and the water storage container have excellent sterilization effects.)
技术领域
本发明涉及一种抗菌产品，更具体而言，在金属纤维的表面具有含烧结银表面层的抗菌产品。并且，本发明涉及一种具有包围抗菌产品的塑料的抗菌棒或容纳抗菌棒的储水容器。本发明的抗菌产品、抗菌棒及储水容器具有极好的杀菌效果。
背景技术
作为除菌性食品的示例，含有木糖醇的口香糖对蛀牙以及其他口腔疾病具有除菌效果。事实上，自20世纪70年代早期以来，木糖醇对蛀牙和其他口腔疾病所带来的效果已通过多种体内或体外实验、临床及实际调查等研究结果来证实了其有效性。但是，含有木糖醇的口香糖在其除菌效果方面上存在不完善的部分。
牙科医学上的包括蛀牙、牙龈炎、牙周病等的各种口腔疾病可以由各种原因引起。上述原因可分为全身性原因及局部性原因，众所周知，更重要的原因为局部性原因。局部性原因中最重要的一点在于经常存在于口腔内的细菌，即病原性微生物。
另一方面，在自然界中，成千上万的微生物广泛存在于各种生态系统中，并且这种微生物引起各种疾病及污染。例如，到目前为止，已知在人的口腔内大约有300多种微生物驻留在牙齿表面、牙根部的牙齿与牙龈之间、舌头的表面等，当进行适当的口腔卫生活动时，这种微生物的存在可以说是正常现象。
但是，若不进行适当的口腔卫生活动，则有可能因上述的微生物中的病原性微生物而引起蛀牙、口臭，牙龈炎或牙周病等各种口腔疾病，并且在严重的情况下有可能失去牙齿。作为一例，因驻留在口腔内的病原性微生物的发酵作用而使附着于牙齿上的食物残渣的糖或淀粉等的碳水化合物降解，由此产生的乳酸有可能使牙齿硬组织的石灰脱壳并产生蛀牙，当大量增殖厌氧性病原菌体时，有可能称为各种口腔疾病的原因。
驻留在口腔内的病原性微生物附着于牙齿表面上，经过几小时后形成被称为齿菌斑的细菌群体并及进行增殖，刚开始病原性微生物集中附着于可见的牙龈上部的牙齿表面并形成齿菌斑，但逐渐发展成在牙龈下部的牙齿表面也形成齿菌斑。当上述齿菌斑在牙齿表面形成时，病原性微生物利用进入口腔内的糖来产生酸，该酸使作为牙齿主成分的矿物质进行脱碳酸钙，从而可引发破坏牙齿的蛀牙。
另一方面，在存在于牙龈下部的齿菌斑的细菌中，特别时厌氧性革兰氏阴性微生物分泌毒素、蛋白水解酶等来直接破坏牙周组织或与我们身体的免疫细胞反应，从而诱导多种免疫物质的生产，并且这些物质有可能引起牙周组织的炎症和破坏。
牙齿或牙周组织被破坏一次可以得到治疗，但无法恢复成原来的组织状态，在这一点上存在严重性，因此，在根源上阻断作为这些局部原因的典型因素的病原性微生物在口腔内的繁殖过程可以为预防或快速治疗口腔疾病的方法。
引起如上所述的口腔疾病的微生物具有变形链球菌、牙龈卟啉单胞菌等。变形链球菌为蛀牙的致病菌并且为多种口腔疾病的原因。尤其，变形链球菌的生长过程中所产生的葡聚糖和乳酸破坏牙齿的牙釉质并产生牙菌斑并引发蛀牙。
在以往，作为除菌性酶使用如叶绿素铜钠、氟化钠或苄索氯铵等的含有氟和氯成分的复合物、包含苯甲酸等的芳香羧酸、尿囊素、醋酸生育酚、抗纤维蛋白酶或抗生素等。
长期以来，银被认为对水具有优异的净化能力，银已被使用了很长时间。银是一种金属，其具有通过水和在水中涌出银离子的性能，这些水中银离子与其浓度成比例地具有高杀菌能力。因此，迫切需要开发使用银的抗菌产品。
(现有技术文献)
(专利文献)
韩国授权专利第10-1046621号
发明内容
技术问题
为了改善现有抗菌产品具有的杀菌效果难以即时体验的问题，本发明提供一种杀菌特性优异的抗菌产品，即使体积很小也可以具有优异的杀菌特性。
然而，本发明要解决的技术问题并不限定于以上所述的技术问题，通过下述的记载，本发明所属领域的技术人员可以明确地理解到未提及或者其他的技术问题。
解决问题的方案
本发明的一实施方式提供一种抗菌产品，该抗菌产品通过包括如下步骤的方法制备：第一步骤，通过将1至50重量份的银盐类化合物粉末添加并溶解于100重量份的水中来制备银盐类溶解液；第二步骤，将上述银盐类溶解液涂覆到金属纤维的一部分表面或全部表面上；及第三步骤，在氧气或氮气气氛中在440℃至500℃的温度下烧结涂覆到上述金属纤维的一部分表面或全部表面上的上述银盐类溶解液，以在氧气或氮气气氛下形成含烧结银表面层，其中，上述金属纤维的截面宽度为1mm至3mm，金属纤维的截面高度为0.01mm至0.05mm。
在氧气或氮气气氛中在440℃至500℃的温度下烧结的上述第三步骤中，在氮气气氛中在440℃至500℃的温度下烧结，然后再在氧气气氛中在440℃至500℃的温度下烧结。
本发明的另一实施方式提供一种制备方法，其特征在于，包括：第一步骤，通过将1至50重量份的银盐类化合物粉末添加并溶解于100重量份的水中来制备银盐类溶解液；第二步骤，将上述银盐类溶解液涂覆到金属纤维的一部分表面或全部表面上；及第三步骤，在氧气或氮气气氛中在440℃至500℃的温度下烧结涂覆到上述金属纤维的一部分表面或全部表面上的上述银盐类溶解液，以在氧气或氮气气氛下形成含烧结银表面层，其中，上述金属纤维的截面宽度为1mm至3mm，金属纤维的截面高度为0.01mm至0.05mm。
在氧气或氮气气氛中在440℃至500℃的温度下烧结的上述第三步骤中，在氮气气氛中在440℃至500℃的温度下烧结，然后再在氧气气氛中在440℃至500℃的温度下烧结。
发明的效果
本发明的抗菌产品、抗菌棒及储水容器通过在金属纤维的表面具有含烧结银表面层而具有优异的杀菌效果。尤其，它针对弱于氧气的厌氧菌表现出强大的杀菌能力。这是因为，通过银离子的催化作用，具有水中溶解氧分子的大小超细(例如，10-6mm)的效果，尤其，可以成为针对厌氧菌的杀菌力增强因素。此外，可以通过根据本发明的氮气和氧气气氛烧结方法来增强效果反应。
附图说明
图1(a)示出本发明的抗菌产品的示意图，图1(b)示出本发明的抗菌产品的金属纤维的放大图。
图2示出将本发明的抗菌产品放入储水容器中的示意图。
具体实施方式
在下文中，会对本发明的实施方式进行详细描述，使得本发明可被本领域技术人员容易地实施。但是，应当注意的是，本发明并不限于这些实施方式，而可以多种其它方式实施。
抗菌产品
图1(a)示出本发明的抗菌产品的示意图，图1(b)示出本发明的抗菌产品的金属纤维的放大图。
如图1(a)所示，上述抗菌产品的实例包括金属纤维。金属纤维可以由不锈钢制成。金属纤维由细长的金属制成，并且由于厚度薄而易于弯曲，且由于自由弯曲而可以使比表面积(每单位质量的表面积)最大化，且可以提高灭菌效率。即，可以最大化与水接触的面积，从而能够显著提高杀菌效率。
如图1(b)所示，金属纤维具有较薄的厚度t和较宽的宽度w，因此可以使金属纤维的表面积最大。例如，金属纤维的截面的宽度可以为1mm至3mm，金属纤维的截面的高度可以为0.01mm至0.05mm。在此，若金属纤维的截面的宽度小于1mm，则杀菌效果降低，若金属纤维的截面的宽度大于3mm，则弯曲性降低，抗菌产品的体积可能增加。并且，若金属纤维的截面的高度小于0.01mm，则在使用抗菌产品时，金属纤维有可能被撕裂，若金属纤维的截面的高度超过0.05mm，则弯曲性降低，导致抗菌产品的体积增加且抗菌产品的重量增加，因此不优选。从以上观点来看，金属纤维的截面的宽度与高度之比特别优选在1:40至120的范围内。
在此，若金属纤维的重量为约6g，在构成抗菌产品的细长的金属纤维的正面和背面中，含烧结银表面层的面积可以计算为大约93,000mm2。另一方面，若仅500ml水瓶的内部具有含烧结银表面层，则上述面积可以计算为74,946mm2。换句话说，即使由金属纤维制成的抗菌产品具有小尺寸，由金属纤维制成的抗菌产品的接水面积也是内部具有含烧结银表面层的水瓶的接水面积的1.24倍。从而，即使是小面积，本发明的抗菌产品的杀菌效率更高于容器的杀菌效率，且与现有的在便携式水瓶的内壁上涂覆有银烧结涂层的水瓶相比具有更高的性能。从以上的观点来看，每金属纤维重量的银膜烧结面积优选在9,000mm2/g至22,000mm2/g的范围内。
在此，在金属纤维的表面上形成含烧结银表面层的方法可以包括：第一步骤，通过将1至50重量份的银盐类化合物粉末添加并溶解于100重量份的水中来制备银盐类溶解液；第二步骤，将上述银盐类溶解液涂覆到金属纤维的一部分表面或全部表面上；及第三步骤，在氧气或氮气气氛中在440℃至500℃的温度下烧结涂覆到上述金属纤维的一部分表面或全部表面上的上述银盐类溶解液，以在氧气或氮气气氛下形成含烧结银表面层。
进而，在氧气或氮气气氛中在440℃至500℃的温度下烧结的上述第三步骤中，可以在氮气气氛中在440℃至500℃的温度下烧结，然后再在氧气气氛中在440℃至500℃的温度下烧结。若仅在氧气气氛中进行烧结处理，则不可能获得足够的杀菌效果。若仅在氮气气氛中进行烧结处理，或者，先在氧气气氛下烧结，然后在氮气氛下烧结，则虽然最初杀菌效果提高，但随着反复使用抗菌产品，杀菌性能会降低。因此，为了长时间保持杀菌性能的寿命，优选在氮气气氛中在440℃至500℃的温度下烧结，然后再在氧气气氛中在440℃至500℃的温度下烧结。
通过如上所述的工序烧结的含银表面层的厚度为0.1μm至20μm时，具有非常良好的杀菌效果。
抗菌棒
本发明的一实施方式的抗菌棒包括由金属纤维制成的抗菌产品。由较薄的金属纤维构成的抗菌产品的形状易于改变，因此优选在外部固定由金属纤维制成的抗菌产品的形状。例如，可以使用塑料包围由金属纤维制成的抗菌产品的外部。因此，当储水容器的内部是金属时，可以防止抗菌产品的金属纤维在储水容器的内部移动的同时细微刮擦内部的金属。
储水容器
图2示出本发明的一实施方式的具有盖30的储水容器20。抗菌产品100可以在与水10接触的同时涌出银离子。
其中，本发明的另一实施方式的储水容器可以通过使以塑料包围由金属纤维制成的抗菌产品100的棒与内部的水接触来涌出银离子。储水容器可以由金属、塑料等制成，对储水容器的材料没有限制，只要其可以储水即可。
[实验例]本发明的杀菌性评价
接下来进行了本发明的具有银烧结的涂覆层的球体的除菌性实验。试验在日本食品分析中心进行。
在35℃(±1℃)温度下，在普通的琼脂培养基(日本荣研化学株式会社)中培养单胞菌及变形链球菌测试细菌18小时～24小时之后，悬浮于纯净水(金黄色葡萄球菌的情况下为悬浮于生理盐水中)中，进行调配以使细菌数量为107～108/ml并作为测试细菌液。临床标本如下：
临床标本：具有烧结的银的涂覆层的球体
对照：减菌合成树脂制成的容器中加入纯净水
试验液：向经干热灭菌(170℃，1小时)的临床标本中盛有200ml矿泉水的试样中接种2ml的测试细菌液以作为试验液。在20℃(±1℃)储存，6小时及24小时之后在SCDLP培养基(日本制药株式会社)中直接将试验液稀释10倍，利用细菌数量测定用培养基来测定了试验液中的活细胞计数。
试验结果示于下表1、表2中。除菌性试验的结果确认了对单胞菌及变形链球菌具有充分的除菌效果。表1为在试验液的单胞菌测试细菌下的根据时间的活细胞计数测定结果，表2为在试验液的变形链球菌测试细菌下的根据时间的活细胞计数测定结果。
表1.试验液的活细胞计数测定结果
*(＜10000：表示未检测出)储存温度：20℃
如上表1所示，可确认到，就单胞菌而言，本发明的试验液从5～10分钟开始出现与对照组具有明显差异的活细胞计数。并且确认到，从20分钟以后活细胞计数几乎未检测出。
表2.试验液的活细胞计数测定结果
*(＜10000：表示未检测出)储存温度：20℃
如上表2所示，可确认到，就变形链球菌而言，本发明的试验液从10～15分钟开始出现与对照组具有明显差异的活细胞计数，并且确认到，从20分钟以后活细胞计数几乎未检测出。
表3
金属纤维的抗菌产品及作为比较例的容器的银离子涌出实验结果
浸渍在水中的时间
抗菌棒<sup>1</sup>
比较用容器<sup>2</sup>
1分钟
0.42mg/L
0.00mg/L
3分钟
0.60mg/L
0.00mg/L
6分钟
0.97mg/L
0.00mg/L
60分钟
1.30mg/L
0.00mg/L
银烧结膜的表面积
93,000mm<sup>2</sup>
74,946mm<sup>2</sup>
1水中银离子涌出值(将抗菌棒放入500mLPET瓶中以测量银离子涌出值)
2水中银离子(在容器的内壁上形成银烧结膜的500mL容器)
如上表3所示，可知由本发明的金属纤维制成的抗菌产品与比较用容器相比在银离子涌出方面更优异。