CN104073030A - 由金属氧化物构成的抗菌层 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种由金属氧化物构成的抗菌层，涉及利用金属氧化物、即氧化锌和/或氧化钙的抗菌薄膜及其制造方法。更详细而言，涉及一种对于合成树脂制的平板、例如眼镜镜片、手机显示屏、食品容器、医疗容器等平板的外部，真空涂布选自由金属氧化物、即氧化锌、氧化钙组成的组中的1种或2种来形成的抗菌薄膜及其制造方法。

Description

由金属氧化物构成的抗菌层
技术领域
本发明涉及一种利用金属氧化物、即、利用氧化锌和/或氧化钙的抗菌薄膜及其制造方法。更详细而言，涉及一种对于合成树脂制的平板、例如眼镜镜片、手机显示屏、食品容器、医疗容器等平板的外部，真空涂布选自由金属氧化物、即氧化锌、氧化钙组成的组中的1种或2种来形成的抗菌薄膜及其制造方法。
背景技术
作为迄今所知的表现出抗菌性的物质，有银、铜、木醋酸液、有机药品、抗生剂等。但是，却不能把这些物质用于合成树脂制的平板，并且显示出光催化剂活性的氧化钛或包括其的金属氧化物复合物等因显示出光催化剂活性而能够以抗菌、除臭等目的使用，这也是广为人知的(例如，专利文献1等)。但是，这些光催化剂活性物质借助于光(hμ)而激活，因此其制约多，并且氧化钛价格昂贵，不适合广泛使用。
另外，虽然有过将氧化锌作为ITO(铟/锡氧化物)替代物使用的尝试(非专利文献1)，但尚没有把氧化锌本身用作抗菌物质的任何尝试或记载。
另外，虽然已知氧化钙被用于食用等、特别是使面条类、豆腐、其它食品中的存储性延长这样的报告(非专利文献2等)，但关于这种氧化钙具有抗菌性的研究或利用其的抗菌性产品尚未得知。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：大韩民国专利第10-0409185号公报
非专利文献
非专利文献1：1997.10.04每日经济14版IT/科学报导
非专利文献2：韩国食品营养科学会会刊第39卷第9号(2010年9月)pp.1373-13781226-3311。
合成树脂产品比玻璃产品容易被污染，借助于单纯的清洗，无法去除作为污染源的细菌等，在沸水中消毒将造成合成树脂的变形，近年有报告称，电话机话筒的细菌污染严重(请参照尚志大学论文集第12集(1991.9)pp67-81)。
但实际上，大多数的普通人无法认知合成树脂产品已被污染。
最近，眼镜佩戴者急剧增加，达到全部人口的约1/3，另外，手机持有者占韩国总人口的约70%以上，但对这种眼镜或手机的污染却没有任何措施或对策。
在这种情况下，防止诸如眼镜或手机的显示屏的板状合成树脂制的污染，是本发明要解决的课题。
发明内容
本发明人为了解决上述问题进行了深入研究，结果发现，通过利用氧化金属、即氧化锌和/或氧化钙在合成树脂制的眼镜镜片或手机显示屏部形成薄膜，出乎意料地提高抗菌性，从而完成了本发明。
但是，如果利用这种金属氧化物形成薄膜，则透射度会随着其厚度增大而下降，存在无法发挥作为眼镜镜片或手机显示屏的功能的缺点。因此，进一步进行研究发现，如果使薄膜的厚度在30nm以下，优选在20nm以下，则不会对透射度造成影响，并且表现出优秀的抗菌作用，其抗菌作用的效果也得以长期保持，从而完成了本发明。
根据本发明，使诸如眼镜镜片、手机显示屏等的平板合成树脂产品的抗菌性提高，耐刮擦性也提高，在工业上有用。
附图说明
图1是显示在按1:1混合氧化锌及氧化钙进行成膜时的金黄色葡萄球菌及大肠杆菌的植菌状态(图左侧“空白”标识)与染色后状态(图右侧“样品”标识)的图。
图2是显示在利用氧化钙进行成膜时的金黄色葡萄球菌及大肠杆菌的植菌状态(图左侧”空白”标识)与染色后状态(图右侧”样品”标识)的图。
图3是显示在利用氧化锌进行成膜时的金黄色葡萄球菌及大肠杆菌的植菌状态(图左侧”空白”标识)与染色后状态(图右侧”样品”标识)的图。
具体实施方式
本发明可以加以多种变更，可以具有多种实施例，以下列举本发明的优选方式的结构，基于此详细说明本发明。但这并非要将本发明只限定于列举的方式，本发明的思想及技术范围包括还列举方式的通常的变更或等同物以及替代物。
下面参照显示本发明实施例的附图，进一步详细说明本发明。
本发明中使用的所谓金属氧化物，如前所述，是指氧化锌及氧化钙。氧化锌存在被称为锌白的无定形白色粉末，密度为5.47g/cm3，还存在六角晶体，密度为5.78g/cm3。另外，煅烧碳酸锌或碱式碳酸锌，能够获得纯氧化锌。在本发明中，使用市场上销售的结晶型氧化锌。另外，氧化钙的熔点为2572℃，通过煅烧碳酸钙而获得高纯度氧化钙，或者从硝酸钙与碳酸铵溶液制得碳酸钙，并将其在电炉中加以强热，转化成二氧化碳和碳化钙，吸收空气中的二氧化碳，获得碳酸钙。在本发明中，使用了煅烧碳酸钙获得的氧化钙。这种氧化钙用作陶瓷、医疗用，也作为土壤改良剂使用，但未曾用作合成树脂制表面的涂布材料。
利用这种金属氧化物形成抗菌层，通常直接利用眼镜镜片的真空蒸镀、被称为所谓多层镀膜（multi coating）的方法。
即，在光学产品的表面进行多层镀膜，所述多层镀膜具备高折射物质与低折射物质交替构成多个层的多层镀膜层和层间抗菌层，所述层间抗菌层包括在所述多层镀膜层上层叠的基层、在所述基层上层叠的抗菌层及在所述抗菌层上层叠的保护层，利用前述的氧化锌和/或氧化钙形成所述抗菌层。
这种抗菌层的厚度如果超过50nm，则镜片或手机显示屏的透射度下降，因而不优选。优选的厚度为10～30nm，更优选为5～20nm。
这种抗菌层的形成是只利用在氧化锌或氧化钙中选择的1种进行成膜，考查抗菌性后，两者均表现出抗菌性，使用氧化锌与氧化钙的混合物进行成膜，也表现出抗菌性。本发明人把抗菌试验委托给外部，与单独使用所述化合物时相比，将它们混合进行成膜时，尤其是利用按1:1混合氧化锌与氧化钙进行成膜，利用金黄色葡萄球菌ATCC6538p及大肠杆菌ATCC8739进行植菌，测量了抗菌性能的结果，表现出最优秀的抗菌效果。
当使用氧化锌与氧化钙的混合物时，它们的比优选7:3至1:1。
实施例
利用氧化锌、氧化钙及氧化锌与氧化钙的1:1混合物，形成具有20nm厚度的抗菌层。
针对形成有这种抗菌层的镜片，按照以下试验方法测量了抗菌性能。
试验例
试验方法
按以下条件，依照JIS2801进行了试验。
使用标准菌株
菌株1：金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)ATCC6538p,
菌株2：大肠杆菌(Escherichia coli)ATCC8739.
标准覆膜：StomacherPOLY-BAG
试验条件：试验菌液35±1℃
试样表面积：25cm2
抗菌活性值(S)：log(Mb/Mc)，减少率(%)：[(Mb-Mc)/Mb]×100
增殖值(F)：log(Mb/Mc)(1.5以上)
Ma：标准试样的试验菌刚刚接种后的平均活菌数(3标本)
Mb：标准试样培养既定时间(24小时)后的平均活菌数(3标本)
Mc：抗菌加工试样培养既定时间(24小时)的平均活菌数(3标本)
按照所述试验方法进行抗菌试验的结果，在针对氧化锌:氧化钙=1:1的混合物接种所述菌株进行增殖时，抗菌活性值为99.9%，在形成氧化锌单独抗菌层时，抗菌活性值为99.8%，在形成氧化钙单独抗菌层时，抗菌活性值为99.6～99.7%。将该结果的成绩单以及拍摄接种时的照片和接种24小时后进行染色时的存活菌状态的照片分别示于图1、图2及图3。
试验结果(1)
利用氧化锌:氧化钙=1:1的混合物形成抗菌层后，在其上接种所述菌株并增殖时的抗菌活性试验结果
[表1]
金黄色葡萄球菌ATCC6538p
接种菌浓度(CFU/Ml) 2.1×105
增殖值(F) 1.7
Ma 2.1×105
Mb 1.0×107
Mc <10
抗菌活性值(S)-减少率(%) (6.0)99.9
[表2]
大肠杆菌ATCC8739
接种菌浓度(CFU/Ml) 2.1×105
增殖值(F) 1.7
Ma 2.4×105
Mb 1.3×107
Mc <10
抗菌活性值(S)-减少率(%) (6.1)99.9
注，1)<=不足，2)CFU=Colony Forming Unit(集落形成单位)
试验结果(2)
只利用氧化钙形成抗菌层后，在其上接种所述菌株进行增殖时的抗菌活性试验结果
[表3]
金黄色葡萄球菌ATCC6538p
接种菌浓度(CFU/Ml) 2.3×105
增殖值(F) 1.7
Ma 2.3×105
Mb 1.3×107
Mc 5.2×104
抗菌活性值(S)-减少率(%) (2.4)99.6
[表4]
大肠杆菌ATCC8739
接种菌浓度(CFU/Ml) 2.4×105
增殖值(F) 1.7
Ma 2.4×105
Mb 1.3×107
Mc 3.9×104
抗菌活性值(S)-减少率(%) (2.5)99.7
注1)<=不足，2)CFU=Colony Forming Unit(集落形成单位)
试验结果(3)
只利用氧化锌形成抗菌层后，在其上接种所述菌株进行增殖时的抗菌活性试验结果
[表5]
金黄色葡萄球菌ATCC6538p
接种菌浓度(CFU/Ml) 2.4×105
增殖值(F) 1.6
Ma 2.4×105
Mb 1.1×107
Mc 2.2×104
抗菌活性值(S)-减少率(%) (2.7)99.8
[表6]
大肠杆菌ATCC8739
接种菌浓度(CFU/Ml) 2.2×105
增殖值(F) 1.7
Ma 2.2×105
Mb 1.2×107
Mc 2.4×104
抗菌活性值(S)-减少率(%) (2.7)99.9
注1)<=不足，2)CFU=Colony Forming Unit(集落形成单位)
从上述结果可知，在利用选自由氧化锌及氧化钙组成的组中的1种或2种形成抗菌层时，抗菌活性减少99.6～99.9%。

Claims (5)

1.一种由金属氧化物构成的抗菌层，其利用选自由氧化锌及氧化钙组成的组中的1种或2种在合成树脂制的表面上进行真空蒸镀来形成。
2.一种由金属氧化物构成的抗菌层，
在光学产品的表面进行多层镀膜，所述多层镀膜具备高折射物质与低折射物质交替构成多个层的多层镀膜层和层间抗菌层，所述层间抗菌层包括在所述多层镀膜层上层叠的基层、在所述基层上层叠的所述抗菌层及在所述抗菌层上层叠的保护层，
其中，所述抗菌层利用选自由氧化锌及氧化钙组成的组中的1种或2种进行真空蒸镀形成。
3.根据权利要求1或2所述的由金属氧化物构成的抗菌层，其中，
所述抗菌层利用氧化锌与氧化钙的混合物真空蒸镀来形成。
4.根据权利要求3所述的由金属氧化物构成的抗菌层，其中，
所述抗菌层利用氧化锌与氧化钙的混合比为7:3至5:5的混合物真空蒸镀来形成。
5.根据权利要求1或2所述的由金属氧化物构成的抗菌层，其中，
所述抗菌层的厚度为5～20nm。
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