JP2022158900A - Antibacterial iron powder - Google Patents

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剛 加藤
Takeshi Kato
勝之 飯島
Katsuyuki Iijima
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Abstract

To provide an antibacterial iron powder that is inexpensive and exhibits an excellent antibacterial effect.SOLUTION: An antibacterial iron powder according to one aspect of the present invention contains metallic iron as a main component.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、抗菌用鉄粉に関する。 The present invention relates to an antibacterial iron powder.

今日では、衛生意識の高まり等から抗菌性物質に対する需要が高まっている。抗菌作用を有する金属としては、銀、銅等が知られている。例えば特許文献1には、銀又は銀イオンを有する抗菌性無機粒子Aと、亜鉛、チタン、銅又はニッケルを含有する抗菌性無機粒子Bとを含む抗菌性複合粒子が提案されている。 Demand for antibacterial substances is increasing today due to heightened awareness of hygiene and the like. Silver, copper and the like are known as metals having an antibacterial effect. For example, Patent Document 1 proposes antibacterial composite particles containing antibacterial inorganic particles A having silver or silver ions and antibacterial inorganic particles B containing zinc, titanium, copper or nickel.

特開2005-179607号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-179607

しかしながら、現在広く用いられている銀、銅等の抗菌性金属は、優れた抗菌作用を有しているものの、高価である。これに対し、製品に対して求められる抗菌性は一律ではない。例えば、医療現場で求められる抗菌性と、日常品について求められる抗菌性とは程度が異なる。そのため、今日では、必要な抗菌作用を奏しつつ、製造コストを抑えることができる抗菌性物質への要求が高まっている。 Antibacterial metals such as silver and copper, which are widely used at present, have excellent antibacterial action, but are expensive. On the other hand, the antibacterial properties required for products are not uniform. For example, the degree of antibacterial properties required in the medical field differs from that required for everyday items. Therefore, today, there is an increasing demand for an antibacterial substance that can reduce manufacturing costs while exhibiting the necessary antibacterial action.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、安価で、かつ抗菌作用に優れる抗菌用鉄粉を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an antibacterial iron powder that is inexpensive and has excellent antibacterial action.

本発明の一態様に係る抗菌用鉄粉は金属鉄を主成分とする。 An antibacterial iron powder according to one aspect of the present invention contains metallic iron as a main component.

本発明の一態様に係る抗菌用鉄粉は、安価で、かつ抗菌作用に優れる。 The antibacterial iron powder according to one aspect of the present invention is inexpensive and has excellent antibacterial activity.

図1は、No.1からNo.4における経過時間と黄色ブドウ球菌の生菌数との関係を示すグラフである。FIG. 1 to No. 4 is a graph showing the relationship between the elapsed time in 4 and the viable count of Staphylococcus aureus. 図2は、No.1からNo.4における経過時間と大腸菌の生菌数との関係を示すグラフである。FIG. 1 to No. 4 is a graph showing the relationship between the elapsed time in 4 and the number of viable E. coli bacteria. 図3は、No.16からNo.21における経過時間と黄色ブドウ球菌の生菌数との関係を示すグラフである。FIG. 16 to No. 21 is a graph showing the relationship between the elapsed time in No. 21 and the viable count of Staphylococcus aureus. 図4は、No.16からNo.21における経過時間と大腸菌の生菌数との関係を示すグラフである。FIG. 16 to No. 21 is a graph showing the relationship between the elapsed time in No. 21 and the number of viable E. coli bacteria.

[本発明の実施形態の説明]
最初に本発明の実施態様を列記して説明する。
[Description of the embodiment of the present invention]
First, embodiments of the present invention will be listed and described.

本発明の一態様に係る抗菌用鉄粉は、金属鉄を主成分とする。 An antibacterial iron powder according to one aspect of the present invention contains metallic iron as a main component.

当該抗菌用鉄粉は、金属鉄を主成分としているので、安価で、かつ抗菌作用に優れる。また、当該抗菌性鉄粉は、粉体であるので、表面積が大きく、かつ金属鉄の表面に錆が生じても自然に剥落し、金属鉄の新生面が継続的に表出し続けるため、抗菌作用の持続性に優れると共に、抗菌性が要求される種々の製品及びその材料に対して配合しやすい。 Since the iron powder for antibacterial use is mainly composed of metallic iron, it is inexpensive and has excellent antibacterial action. In addition, since the antibacterial iron powder is a powder, it has a large surface area, and even if rust occurs on the surface of the metallic iron, it will naturally peel off, and the new surface of the metallic iron will continue to be exposed. In addition to being excellent in the persistence of antibacterial properties, it is easy to incorporate into various products and their materials that require antibacterial properties.

当該抗菌性鉄粉が抗菌性発現元素をさらに含んでおり、上記抗菌性発現元素が上記金属鉄に含有されているとよい。このように、上記金属鉄に含有される抗菌性発現元素を含んでいることによって、抗菌作用を向上することができる。 It is preferable that the antibacterial iron powder further contains an element exhibiting antibacterial properties, and the element exhibiting antibacterial properties is contained in the metallic iron. Thus, the antibacterial action can be improved by including the antibacterial expression element contained in the metallic iron.

上記抗菌性発現元素が硫黄又はリンであるとよい。このように、上記抗菌性発現元素が硫黄又はリンであることによって、抗菌作用を著しく向上することができる。 Preferably, the antibacterial element is sulfur or phosphorus. Thus, by using sulfur or phosphorus as the antibacterial element, the antibacterial effect can be remarkably improved.

上記硫黄の含有率としては、0.02質量%以上5質量%以下が好ましい。上記硫黄の含有率が上記範囲内であることで、抗菌作用を容易かつ確実に向上することができる。 The sulfur content is preferably 0.02% by mass or more and 5% by mass or less. When the sulfur content is within the above range, the antibacterial effect can be easily and reliably improved.

上記リンの含有率としては、1質量%以上5質量%以下が好ましい。上記リンの含有率が上記範囲内であることで、抗菌作用を容易かつ確実に向上することができる。 The phosphorus content is preferably 1% by mass or more and 5% by mass or less. When the phosphorus content is within the above range, the antibacterial effect can be easily and reliably improved.

上記抗菌性発現元素は銅であってもよい。上記抗菌性発現元素が銅であることで、抗菌作用を容易かつ確実に向上することができる。 The antibacterial element may be copper. By using copper as the antibacterial element, the antibacterial effect can be easily and reliably improved.

当該抗菌性鉄粉は、水アトマイズ粉であるとよい。当該抗菌性鉄粉は、水アトマイズ粉であることで、鉄板等のバルク材料と比較して比表面積を大きくしやすい。その結果、抗菌作用を効果的に奏しやすい。 The antibacterial iron powder is preferably water atomized powder. Since the antibacterial iron powder is water-atomized powder, it is easy to increase the specific surface area compared to a bulk material such as an iron plate. As a result, it is easy to effectively exhibit an antibacterial action.

なお、本発明において、「主成分」とは、質量換算で最も含有率の大きい成分をいい、例えば含有率が50質量%以上の成分を意味する。「抗菌性発現元素」とは、それ自体が抗菌性を有する元素、及び化学反応によって他の元素に抗菌性を発現させる元素を含む。 In the present invention, the term "main component" refers to a component having the highest content in terms of mass, for example, a component having a content of 50% by mass or more. The term "antibacterial-exhibiting element" includes an element that itself has antibacterial properties and an element that causes another element to exhibit antibacterial properties through a chemical reaction.

[本発明の実施形態の詳細]
以下、適宜図面を参照しつつ、本発明の実施の形態を詳説する。なお、本明細書に記載されている数値については、記載された上限値と下限値とを任意に組み合わせることが可能である。本明細書では、組み合わせ可能な上限値から下限値までの数値範囲が好適な範囲として全て記載されているものとする。
[Details of the embodiment of the present invention]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. It should be noted that for the numerical values described in this specification, it is possible to arbitrarily combine the described upper limit values and lower limit values. In this specification, all numerical ranges from the upper limit to the lower limit that can be combined are described as suitable ranges.

[抗菌用鉄粉]
当該抗菌用鉄粉は、金属鉄を主成分とする鉄粉である。上記金属鉄としては、純鉄及び鉄化合物が挙げられる。中でも、上記金属鉄としては、純鉄が好ましい。当該抗菌用鉄粉は、二価鉄イオン(Fe2+)の溶出によって抗菌作用を奏すると考えられる。より詳しくは、二価鉄イオンが静電誘導によって原核生物(細菌)に引き寄せられ、この原核生物の細胞壁を還元すると共に、この細胞壁内に浸透した後にこの細胞壁内のDNAを還元することで抗菌作用を奏すると考えられる。この際、金属鉄が不純物を含有していると、この不純物によって二価鉄イオンの溶出が妨げられる場合がある。これに対し、上記金属鉄が純鉄であることで、二価鉄イオンを適切に溶出させ、所望の抗菌作用を奏しやすい。上記金属鉄における純鉄の含有率の下限としては、50質量%が好ましい。上記純鉄の含有率が上記下限以上であることで、二価鉄イオンの溶出量を十分に大きくすることができ、抗菌作用及びこの抗菌作用の持続性を高めることができる。なお、「純鉄」とは、工業用として容易に入手が可能であり、純度が90.0質量%以上のものを意味する。
[Antibacterial iron powder]
The antibacterial iron powder is iron powder containing metallic iron as a main component. The metallic iron includes pure iron and iron compounds. Among them, pure iron is preferable as the metallic iron. The antibacterial iron powder is considered to exhibit an antibacterial effect by elution of divalent iron ions (Fe 2+ ). More specifically, ferrous ions are attracted to prokaryotes (bacteria) by electrostatic induction, reduce the cell wall of the prokaryote, and after penetrating into the cell wall, reduce the DNA within the cell wall, resulting in an antibacterial effect. It is thought that it plays an effect. At this time, if metallic iron contains impurities, the impurities may hinder the elution of divalent iron ions. On the other hand, since the metallic iron is pure iron, the divalent iron ions are appropriately eluted, and the desired antibacterial effect is likely to be exhibited. The lower limit of the content of pure iron in the metallic iron is preferably 50% by mass. When the content of pure iron is equal to or higher than the lower limit, the elution amount of divalent iron ions can be sufficiently increased, and the antibacterial action and the durability of the antibacterial action can be enhanced. The term “pure iron” means one that is readily available for industrial use and has a purity of 90.0% by mass or more.

当該抗菌用鉄粉の平均粒径の下限としては、50μmが好ましく、60μmがより好ましい。一方、上記平均粒径の上限としては、150μmが好ましく、100μmがより好ましい。上記平均粒径が上記下限に満たないと、当該抗菌用鉄粉の製造コストが高くなるおそれがある。逆に、上記平均粒径が上記上限を超えると、当該抗菌用鉄粉の比表面積を十分に大きくし難くなることで、抗菌作用を十分に奏し難くなるおそれがある。なお、「平均粒径とは、JIS-Z8801-1:2019に規定されるふるいを用いた乾式ふるい分け試験により粒子径分布を求め、この粒子径分布において累積質量が50%となる粒径をいう。 The lower limit of the average particle size of the antibacterial iron powder is preferably 50 μm, more preferably 60 μm. On the other hand, the upper limit of the average particle size is preferably 150 µm, more preferably 100 µm. If the average particle size is less than the lower limit, the manufacturing cost of the antibacterial iron powder may increase. Conversely, if the average particle size exceeds the upper limit, it may be difficult to sufficiently increase the specific surface area of the antibacterial iron powder, and thus it may be difficult to achieve a sufficient antibacterial action. In addition, "average particle size" refers to the particle size distribution obtained by a dry sieving test using a sieve specified in JIS-Z8801-1: 2019, and the particle size at which the cumulative mass is 50% in this particle size distribution. .

当該抗菌用鉄粉は、抗菌性発現元素を含んでいることが好ましい。また、この抗菌性発現元素は、上記金属鉄に含有されていることが好ましい。当該抗菌用鉄粉は、上記抗菌性発現元素が上記金属鉄に含有されていることで、抗菌作用を向上することができる。なお、本発明において、「抗菌性発現元素」は「金属鉄」とは別個の成分として区別される。 The antibacterial iron powder preferably contains an antibacterial element. Moreover, it is preferable that the antibacterial element is contained in the metallic iron. The antibacterial iron powder can improve the antibacterial action by containing the antibacterial element in the metallic iron. In the present invention, the "antibacterial expression element" is distinguished from the "metallic iron" as a separate component.

上記抗菌性発現元素としては、例えば硫黄(S)及びリン(P)が挙げられる。当該抗菌用鉄粉は、上記金属鉄に硫黄又はリンが含有されていることで、二価鉄イオンの溶出を促進することができる。 Examples of the antibacterial elements include sulfur (S) and phosphorus (P). The iron powder for antibacterial use contains sulfur or phosphorus in the metallic iron, so that the elution of divalent iron ions can be promoted.

上記抗菌性発現元素が硫黄である場合、硫黄自体も抗菌作用の発現に関与するため、抗菌効果がより高められる。詳しく説明すると、上記金属鉄に硫黄が含有されていることで、鉄から硫黄への電子の移動によって二価鉄イオンの溶出を促進できる。さらに、例えば当該抗菌用鉄粉が液中に配置されている場合であれば、硫化物イオン(S2-)が水酸化物イオン(OH)、硫酸(HSO)等の抗菌活性のある化学種を発生させることで、抗菌作用が高められると考えられる。 When the antibacterial element is sulfur, the antibacterial effect is further enhanced because sulfur itself is involved in the expression of the antibacterial action. More specifically, since the metallic iron contains sulfur, the elution of divalent iron ions can be promoted by the transfer of electrons from iron to sulfur. Furthermore, for example, when the antibacterial iron powder is placed in a liquid, sulfide ions (S 2− ) are hydroxide ions (OH ), sulfuric acid (H 2 SO 4 ), etc. Generating certain chemical species is thought to enhance the antibacterial activity.

上記抗菌性発現元素が硫黄である場合、当該抗菌用鉄粉における硫黄の含有率の下限としては、0.02質量%が好ましく、0.3質量%がより好ましく、0.5質量%がさらに好ましい。一方、上記含有率の上限としては、5質量%が好ましく、3質量%がより好ましく、2質量%がさらに好ましい。上記含有率が上記下限に満たないと、所望の抗菌性向上効果を発揮し難くなるおそれがある。逆に、上記含有率が上記上限を超えると、当該抗菌用鉄粉への硫黄の配合が困難になり、抗菌作用の向上効果に対して製造コストが大きくなり過ぎるおそれがある。 When the antibacterial element is sulfur, the lower limit of the sulfur content in the antibacterial iron powder is preferably 0.02% by mass, more preferably 0.3% by mass, and further 0.5% by mass. preferable. On the other hand, the upper limit of the content is preferably 5% by mass, more preferably 3% by mass, and even more preferably 2% by mass. If the content is less than the above lower limit, it may become difficult to exhibit the desired antibacterial improvement effect. Conversely, if the content exceeds the upper limit, it becomes difficult to add sulfur to the antibacterial iron powder, and there is a risk that the production cost will be too high for the effect of improving the antibacterial action.

上記抗菌性発現元素がリンである場合、当該抗菌用鉄粉におけるリンの含有率の下限としては、1質量%が好ましく、1.5質量%がより好ましく、2質量%がさらに好ましい。一方、上記含有率の上限としては、5質量%が好ましく、4質量%がより好ましく、3質量%がさらに好ましい。上記含有率が上記下限に満たないと、所望の抗菌性向上効果を発揮し難くなるおそれがある。逆に、上記含有率が上記上限を超えると、当該抗菌用鉄粉へのリンの配合が困難になり、抗菌作用の向上効果に対して製造コストが大きくなり過ぎるおそれがある。 When the antibacterial element is phosphorus, the lower limit of the phosphorus content in the antibacterial iron powder is preferably 1% by mass, more preferably 1.5% by mass, and even more preferably 2% by mass. On the other hand, the upper limit of the content is preferably 5% by mass, more preferably 4% by mass, and even more preferably 3% by mass. If the content is less than the above lower limit, it may become difficult to exhibit the desired antibacterial improvement effect. Conversely, when the content exceeds the upper limit, it becomes difficult to incorporate phosphorus into the antibacterial iron powder, and there is a risk that the production cost will become too high for the effect of improving the antibacterial action.

上記抗菌性発現元素は、銅であってもよい。銅は、抗菌作用を有することが知られており、従来、それ単体(銅単独)で、又は特許文献1に記載されているような混合粉として用いられている。これに対し、当該抗菌用鉄粉では、銅は鉄と合金化されている。当該抗菌用鉄粉にあっては、鉄に対してイオン化傾向の劣る銅は、イオンの溶解が進み難い一方、銅が鉄と合金化されていることで、局部電池反応等の相互作用により、銅単体、或いは鉄単体とは異なる挙動を示すと考えられる。つまり、当該抗菌用鉄粉は、銅自体の抗菌作用に着目したものではなく、銅と鉄とが合金化されることで、鉄の抗菌性を活性化できるという新たな知見に基づく。また、当該抗菌用鉄粉は、その表面に酸化皮膜が形成され得るが、この酸化皮膜は銅単体の表面に生じる酸化銅皮膜と異なり、鉄を主とするため剥落しやすいと考えられる。その結果、鉄の部分の新生面が継続的に表出し続けるため、抗菌性を持続的に発現させやすいと推測される。さらに、当該抗菌用鉄粉は、銅が鉄と合金化していることで、銅単体による抗菌性材料よりも製造コストを低く抑えやすい。 The antibacterial element may be copper. Copper is known to have an antibacterial effect, and has conventionally been used alone (copper alone) or as a mixed powder as described in Patent Document 1. In contrast, in the antibacterial iron powder, copper is alloyed with iron. In the antibacterial iron powder, copper, which has a lower ionization tendency than iron, is less likely to dissolve ions. It is considered that the behavior is different from that of copper alone or iron alone. In other words, the antibacterial iron powder is not based on the antibacterial action of copper itself, but is based on new findings that the antibacterial properties of iron can be activated by alloying copper and iron. In addition, although an oxide film may be formed on the surface of the antibacterial iron powder, it is believed that this oxide film is likely to peel off because it is mainly composed of iron, unlike the copper oxide film formed on the surface of copper alone. As a result, it is presumed that the nascent surface of the iron part continues to be exposed, so that the antibacterial properties are likely to be sustained. Furthermore, since the antibacterial iron powder is alloyed with iron, the production cost can be kept lower than that of an antibacterial material made of copper alone.

上記抗菌性発現元素が銅である場合、当該抗菌用鉄粉における銅の含有率の下限としては、2質量%が好ましく、3質量%がより好ましく、4質量%がさらに好ましい。一方、上記含有率の上限としては、10質量%が好ましく、8質量%がより好ましく、6質量%がさらに好ましい。上記含有率が上記下限に満たないと、所望の抗菌性向上効果を発揮し難くなるおそれがある。逆に、上記含有率が上記上限を超えると、当該抗菌用鉄粉への銅の配合が困難になり、抗菌作用の向上効果に対して製造コストが大きくなり過ぎるおそれがある。 When the antibacterial element is copper, the lower limit of the copper content in the antibacterial iron powder is preferably 2% by mass, more preferably 3% by mass, and even more preferably 4% by mass. On the other hand, the upper limit of the content is preferably 10% by mass, more preferably 8% by mass, and even more preferably 6% by mass. If the content is less than the above lower limit, it may become difficult to exhibit the desired antibacterial improvement effect. Conversely, if the content exceeds the upper limit, it becomes difficult to add copper to the antibacterial iron powder, and there is a risk that the production cost will become too high for the effect of improving the antibacterial action.

当該抗菌用鉄粉の製造方法は、特に限定されるものではない。当該抗菌用鉄粉は、例えば還元法やガスアトマイズ法等によって製造されたものであってもよい。但し、当該抗菌用鉄粉の製造方法としては、水アトマイズ法が好ましい。すなわち、当該抗菌用鉄粉は、水アトマイズ粉であることが好ましい。水アトマイズ粉は、溶融した金属鉄に高圧の水を噴射することによってこの金属鉄を微細化して凝固させたものである。上記水アトマイズ粉は、表面に凹凸を有しているため、比表面積が大きくなる。そのため、上記水アトマイズ粉は、二価鉄イオンの溶出性に優れる。また、上記水アトマイズ粉は、金属鉄の溶融時に上記抗菌性発現元素を上記金属鉄に添加したものである。そのため、上記水アトマイズ粉は、不純物の混入を防止すると共に(つまり、上記抗菌性発現元素を選択的に含有させると共に)、上記抗菌性発現元素の含有率を制御しやすい。すなわち、上記水アトマイズ粉によると、当該抗菌用鉄粉全体の組成を容易かつ確実に制御することができる。従って、当該抗菌用鉄粉は、水アトマイズ粉であることで、二価鉄イオンの溶出を促すことができ、抗菌作用を効果的に奏しやすい。さらに、当該抗菌用鉄粉は、水アトマイズ粉であることで、製造コストを低減することができる。 The method for producing the antibacterial iron powder is not particularly limited. The antibacterial iron powder may be produced by, for example, a reduction method, a gas atomization method, or the like. However, the water atomization method is preferable as the method for producing the antibacterial iron powder. That is, the antibacterial iron powder is preferably water-atomized powder. Water-atomized powder is obtained by spraying high-pressure water onto molten metallic iron to make the metallic iron finer and solidified. Since the water-atomized powder has irregularities on its surface, it has a large specific surface area. Therefore, the water-atomized powder has excellent dissolution properties of divalent iron ions. The water-atomized powder is obtained by adding the antibacterial element to the metallic iron when the metallic iron is melted. Therefore, the water-atomized powder prevents contamination with impurities (that is, selectively contains the antibacterial element) and facilitates control of the content of the antibacterial element. That is, according to the water-atomized powder, the composition of the entire antibacterial iron powder can be easily and reliably controlled. Therefore, since the antibacterial iron powder is a water-atomized powder, it can promote the elution of divalent iron ions, and can easily exhibit an effective antibacterial action. Furthermore, since the antibacterial iron powder is water-atomized powder, the manufacturing cost can be reduced.

当該抗菌用鉄粉は、例えば雑貨、建材、家具等の製品及びその材料に配合して使用することができる。すなわち、当該抗菌用鉄粉は、日常に接するものであって、衛生上細菌の繁殖が望まれない製品及びその材料に配合して使用することができる。 The antibacterial iron powder can be used, for example, by blending with products such as miscellaneous goods, building materials, and furniture and their materials. That is, the antibacterial iron powder can be used by blending it with products and materials thereof that are in daily contact and for which propagation of bacteria is not desired from a sanitary point of view.

<利点>
当該抗菌用鉄粉は、金属鉄を主成分としているので、安価で、かつ抗菌作用に優れる。また、当該抗菌性鉄粉は、粉体であるので、表面積が大きく、かつ金属鉄の表面に錆が生じても自然に剥落し、金属鉄の新生面が継続的に表出し続けるため、抗菌作用の持続性に優れると共に、抗菌性が要求される種々の製品及びその材料に対して配合しやすい。
<Advantages>
Since the iron powder for antibacterial use is mainly composed of metallic iron, it is inexpensive and has excellent antibacterial action. In addition, since the antibacterial iron powder is a powder, it has a large surface area, and even if rust occurs on the surface of the metallic iron, it will naturally peel off, and the new surface of the metallic iron will continue to be exposed. In addition to being excellent in the persistence of antibacterial properties, it is easy to incorporate into various products and their materials that require antibacterial properties.

[その他の実施形態]
上記実施形態は、本発明の構成を限定するものではない。従って、上記実施形態は、本明細書の記載及び技術常識に基づいて上記実施形態各部の構成要素の省略、置換又は追加が可能であり、それらは全て本発明の範囲に属するものと解釈されるべきである。
[Other embodiments]
The above embodiments do not limit the configuration of the present invention. Therefore, in the above embodiment, the components of each part of the above embodiment can be omitted, replaced, or added based on the description of the present specification and common general technical knowledge, and all of them are interpreted as belonging to the scope of the present invention. should.

例えば当該抗菌用鉄粉は、二価鉄イオンの溶出によって抗菌作用を奏することができる場合、上述の抗菌性発現元素を含んでいなくてもよい。 For example, the antibacterial iron powder does not need to contain the above-mentioned antibacterial-developing element if it can exhibit an antibacterial action by elution of divalent iron ions.

以下、実施例に基づき本発明を詳述するが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be described in detail below based on examples, but the present invention is not limitedly interpreted based on the description of these examples.

[試験例1]
<試験菌液の調製>
黄色ブドウ球菌及び大腸菌をそれぞれ試験菌として用い、各試験菌を普通寒天培地に接種し、30℃以上35℃以下内の温度で24時間培養した。その後、各試験菌について、生理食塩水を用いて菌数が10[CFU(Colony Forming Unit)/mL]となるように調製し、試験菌液を作成した。
[Test Example 1]
<Preparation of test bacterial solution>
Using Staphylococcus aureus and Escherichia coli as test bacteria, each test bacteria was inoculated into a nutrient agar medium and cultured at a temperature of 30° C. or higher and 35° C. or lower for 24 hours. Thereafter, each test bacterium was prepared with physiological saline so that the number of bacteria was 10 8 [CFU (Colony Forming Unit)/mL] to prepare a test bacterium solution.

<試験試料の調製>
(No.1からNo.3)
純鉄に硫黄が1質量%の割合で含有されている水アトマイズ粉を検体として用いた。この検体を滅菌水に1g/Lとなるように懸濁し、試験管に10mL分注したものをNo.1の試験試料とした。また、上記検体を上記滅菌水に10g/Lとなるように懸濁し、試験管に10mL分注したものをNo.2の試験試料とし、上記検体を上記滅菌水に100g/Lとなるように懸濁し、試験管に10mL分注したものをNo.3の試験試料とした。
<Preparation of test sample>
(No. 1 to No. 3)
A water-atomized powder containing 1% by mass of sulfur in pure iron was used as a sample. This sample was suspended in sterilized water to a concentration of 1 g/L, and 10 mL was dispensed into a test tube. 1 test sample. In addition, the specimen was suspended in the sterilized water to a concentration of 10 g/L, and 10 mL was dispensed into a test tube. No. 2 test sample was prepared by suspending the above specimen in the above sterilized water to a concentration of 100 g/L and dispensing 10 mL into a test tube. 3 test samples.

(No.4)
検体を懸濁していない滅菌水をNo.4の試験試料とした。
(No. 4)
Sterilized water in which no specimen is suspended is added to No. 4 test samples.

<生菌数の算出>
No.1からNo.4の試験試料にそれぞれ上述の試験菌液を0.1mL接種し、25℃で静置した。接種直後、接種から1時間後及び4時間後に、上記試験試料の10倍希釈系列をSCDLP液体培地(レシチン・ポリソルベート80添加ソイビーン・カゼイン・ダイジェスト液体培地)で調製して試験液を得た。これらの試験液をSCDLP寒天培地に接種し、30℃以上35℃以下の温度内で、72時間培養した。この培養後、形成された集落をカウントし、生菌数を算出した。No.1からNo.3については、それぞれ3回試験を行い、3回の試験における平均値を生菌数として求めた。この算出結果を表1に示す。なお、表1における生菌数の値「0」とは、培養により菌が検出されなかったことを意味する。
<Calculation of the number of viable bacteria>
No. 1 to No. 0.1 mL of the above-described test bacterial solution was inoculated into each of the 4 test samples and allowed to stand at 25°C. Immediately after inoculation, 1 hour and 4 hours after inoculation, a 10-fold dilution series of the test sample was prepared in SCDLP liquid medium (lecithin-polysorbate 80-added soybean-casein digest liquid medium) to obtain test solutions. These test solutions were inoculated on SCDLP agar medium and cultured at a temperature of 30° C. or higher and 35° C. or lower for 72 hours. After this culture, the formed colonies were counted and the number of viable bacteria was calculated. No. 1 to No. For 3, each test was performed three times, and the average value of the three tests was obtained as the viable cell count. Table 1 shows the calculation results. In addition, the viable cell count value “0” in Table 1 means that no bacteria were detected by culturing.

Figure 2022158900000002
Figure 2022158900000002

<評価結果>
表1、並びに図1及び図2に示すように、純鉄に硫黄が含有されているNo.1からNo.3の検体では、黄色ブドウ球菌及び大腸菌共に、生菌数が大きく減少している。これは、硫黄が、二価鉄イオンの溶出を効果的に促進できているためと考えられる。なお、No.4に示すように、黄色ブドウ球菌と大腸菌とを比較した場合、黄色ブドウ球菌の生菌数については、接種から1時間後の生菌数よりも接種から4時間後の生菌数の方が増加している。これは、大腸菌と比較した際の試験菌種に起因する個体差が誤差として介在したためと考えられる。
<Evaluation results>
As shown in Table 1 and FIGS. 1 and 2, no. 1 to No. In the specimen No. 3, the viable counts of both Staphylococcus aureus and Escherichia coli are greatly reduced. This is probably because sulfur effectively promotes the elution of ferric ions. In addition, No. As shown in Figure 4, when comparing Staphylococcus aureus and Escherichia coli, the viable count of Staphylococcus aureus is higher 4 hours after inoculation than the number of viable bacteria 1 hour after inoculation. It has increased. It is considered that this is due to the intervening error caused by individual differences caused by the test strain when compared with Escherichia coli.

[試験例2]
上述のNo.1からNo.3の検体と、後述のNo.8からNo.15の検体とを用いて試験例1と同様の手順で黄色ブドウ球菌及び大腸菌の生菌数を算出した。No.1からNo.3及びNo.8からNo.15については、それぞれ3回試験を行い、3回の試験における平均値を生菌数として求めた。なお、試験例1と試験例2とでは、No.1からNo.3の検体の生菌数の算出結果が相違している。これは、試験菌等に起因する誤差であると考えられる。生菌数の算出結果を表2に示す。
[Test Example 2]
The above No. 1 to No. 3 sample and No. 3, which will be described later. 8 to No. Viable counts of Staphylococcus aureus and Escherichia coli were calculated in the same manner as in Test Example 1 using 15 specimens. No. 1 to No. 3 and No. 8 to No. For No. 15, each test was performed three times, and the average value in the three tests was obtained as the viable cell count. In addition, in Test Example 1 and Test Example 2, No. 1 to No. The calculation results of the viable count of the samples of 3 are different. This is considered to be an error caused by test bacteria or the like. Table 2 shows the calculation results of the viable cell count.

(No.8からNo.10)
純鉄に硫黄が0.3質量%の割合で含有されている水アトマイズ粉を検体として用いた。この検体を滅菌水に1g/Lとなるように懸濁し、試験管に10mL分注したものをNo.8の試験試料とした。また、上記検体を上記滅菌水に10g/Lとなるように懸濁し、試験管に10mL分注したものをNo.9の試験試料とし、上記検体を上記滅菌水に100g/Lとなるように懸濁し、試験管に10mL分注したものをNo.10の試験試料とした。
(No.8 to No.10)
A water-atomized powder containing 0.3% by mass of sulfur in pure iron was used as a sample. This sample was suspended in sterilized water to a concentration of 1 g/L, and 10 mL was dispensed into a test tube. 8 test samples. In addition, the specimen was suspended in the sterilized water to a concentration of 10 g/L, and 10 mL was dispensed into a test tube. No. 9 test sample was suspended in the sterilized water to a concentration of 100 g/L, and 10 mL was dispensed into a test tube. There were 10 test samples.

(No.11)
純鉄に硫黄が0.02質量%の割合で含有されている水アトマイズ粉を検体として用いた。この検体を滅菌水に100g/Lとなるように懸濁し、試験管に10mL分注したものをNo.11の試験試料とした。
(No. 11)
A water-atomized powder containing 0.02% by mass of sulfur in pure iron was used as a sample. This sample was suspended in sterilized water to a concentration of 100 g/L, and 10 mL was dispensed into a test tube. There were 11 test samples.

(No.12)
純鉄に硫黄が0.005質量%の割合で含有されている水アトマイズ粉を検体として用いた。この検体を滅菌水に100g/Lとなるように懸濁し、試験管に10mL分注したものをNo.12の試験試料とした。
(No. 12)
A water-atomized powder containing 0.005% by mass of sulfur in pure iron was used as a specimen. This sample was suspended in sterilized water to a concentration of 100 g/L, and 10 mL was dispensed into a test tube. There were 12 test samples.

(No.13からNo.15)
ガラスビーズを検体として用いた。この検体を滅菌水に1g/Lとなるように懸濁し、試験管に10mL分注したものをNo.13の試験試料とした。また、上記検体を上記滅菌水に10g/Lとなるように懸濁し、試験管に10mL分注したものをNo.14の試験試料とし、上記検体を上記滅菌水に100g/Lとなるように懸濁し、試験管に10mL分注したものをNo.15の試験試料とした。
(No. 13 to No. 15)
Glass beads were used as specimens. This sample was suspended in sterilized water to a concentration of 1 g/L, and 10 mL was dispensed into a test tube. There were 13 test samples. In addition, the specimen was suspended in the sterilized water to a concentration of 10 g/L, and 10 mL was dispensed into a test tube. No. 14 test samples were prepared by suspending the above specimens in the above sterilized water at a concentration of 100 g/L and dispensing 10 mL into test tubes. There were 15 test samples.

Figure 2022158900000003
Figure 2022158900000003

<評価結果>
表2に示すように、硫黄の含有率が1質量%であるNo.1からNo.3は、黄色ブドウ球菌及び大腸菌共に、生菌数を大きく減少できている。また、硫黄の含有率が0.02質量%以上であるNo.8からNo.11についても、接種から4時間後の方が接種から1時間後よりも生菌数が減少している。また、硫黄の含有率が0.005質量%であるNо.12についても、比較例として示したガラスビーズ(Nо.13からNo.15)よりも生菌数は減少する傾向がみられる。このことから、当該抗菌用鉄粉は、金属鉄に硫黄が含有されていることで、抗菌作用を高めることができ、特に硫黄の含有率を0.02質量%以上とすることで、生菌数の減少効果を高められることが分かる。このことは、硫黄が重要な抗菌性発現元素であることを示している。
<Evaluation results>
As shown in Table 2, no. 1 to No. 3 can greatly reduce the number of viable bacteria for both Staphylococcus aureus and Escherichia coli. Further, No. 2 having a sulfur content of 0.02% by mass or more. 8 to No. Regarding No. 11, the number of viable bacteria decreased 4 hours after inoculation as compared to 1 hour after inoculation. Further, No. 1 having a sulfur content of 0.005% by mass. No. 12 also tends to have a lower viable cell count than the glass beads (No. 13 to No. 15) shown as comparative examples. From this, the antibacterial iron powder can enhance the antibacterial action by containing sulfur in the metallic iron, and in particular, by setting the sulfur content to 0.02% by mass or more, viable bacteria It can be seen that the effect of reducing the number can be enhanced. This indicates that sulfur is an important antibacterial expression element.

[試験例3]
試験例1と同様の手順で試験菌液を作成し、上述のNo.1からNo.3の検体と、後述のNo.16からNo.21の検体とを用いて試験例1と同様の手順で黄色ブドウ球菌及び大腸菌の生菌数を算出した。生菌数の算出結果を表3に示す。なお、試験例1と試験例3とでは、No.1からNo.3の検体の生菌数の算出結果が相違している。これは、試験菌等に起因する誤差であると考えられる。また、表3における生菌数の値「0」とは、培養により菌が検出されなかったことを意味する。また、表3における抗菌性発現元素とは、金属鉄に含有されることで抗菌性向上効果が得られる元素を意味しており、表3における生菌数は、抗菌性発現元素単独による抗菌効果を示すものではない。
[Test Example 3]
A test bacterial solution was prepared in the same procedure as in Test Example 1, and the above-mentioned No. 1 to No. 3 sample and No. 3, which will be described later. 16 to No. Using the 21 specimens, the viable counts of Staphylococcus aureus and Escherichia coli were calculated in the same manner as in Test Example 1. Table 3 shows the results of calculating the number of viable bacteria. In addition, in Test Example 1 and Test Example 3, No. 1 to No. The calculation results of the viable count of the samples of 3 are different. This is considered to be an error caused by the test bacteria or the like. In addition, the viable cell count value "0" in Table 3 means that no bacteria were detected by culturing. In addition, the antibacterial expression element in Table 3 means an element that can obtain an antibacterial improvement effect by being contained in metallic iron, and the number of viable bacteria in Table 3 is the antibacterial effect of the antibacterial expression element alone. does not indicate

(No.16からNo.18)
純鉄にリンが2質量%の割合で含有されている水アトマイズ粉を検体として用いた。この検体を滅菌水に1g/Lとなるように懸濁し、試験管に10mL分注したものをNo.16の試験試料とした。また、上記検体を上記滅菌水に10g/Lとなるように懸濁し、試験管に10mL分注したものをNo.17の試験試料とし、上記検体を上記滅菌水に100g/Lとなるように懸濁し、試験管に10mL分注したものをNo.18の試験試料とした。
(No.16 to No.18)
A water-atomized powder containing 2% by mass of phosphorus in pure iron was used as a sample. This sample was suspended in sterilized water to a concentration of 1 g/L, and 10 mL was dispensed into a test tube. There were 16 test samples. In addition, the specimen was suspended in the sterilized water to a concentration of 10 g/L, and 10 mL was dispensed into a test tube. No. 17 test samples were prepared by suspending the above specimens in the above sterilized water at a concentration of 100 g/L and dispensing 10 mL into test tubes. There were 18 test samples.

(No.19からNo.21)
純鉄に銅が5質量%の割合で含有されている水アトマイズ粉を検体として用いた。この検体を滅菌水に1g/Lとなるように懸濁し、試験管に10mL分注したものをNo.19の試験試料とした。また、上記検体を上記滅菌水に10g/Lとなるように懸濁し、試験管に10mL分注したものをNo.20の試験試料とし、上記検体を上記滅菌水に100g/Lとなるように懸濁し、試験管に10mL分注したものをNo.21の試験試料とした。
(No. 19 to No. 21)
A water-atomized powder containing 5% by mass of copper in pure iron was used as a sample. This sample was suspended in sterilized water to a concentration of 1 g/L, and 10 mL was dispensed into a test tube. There were 19 test samples. In addition, the specimen was suspended in the sterilized water to a concentration of 10 g/L, and 10 mL was dispensed into a test tube. 20 test samples, the above specimens were suspended in the above sterilized water to a concentration of 100 g/L, and 10 mL was dispensed into test tubes. There were 21 test samples.

Figure 2022158900000004
Figure 2022158900000004

<評価結果>
表3に示すように、硫黄の含有率が1質量%であるNo.1からNo.3は、黄色ブドウ球菌及び大腸菌共に、生菌数を大きく減少できている。また、表3、並びに図3及び図4に示すように、抗菌性発現元素として銅を用いたNo.19からNo.21については、黄色ブドウ球菌及び大腸菌のどちらにおいても生菌数が大きく減少する傾向が確認できる。さらに、表3、並びに図3及び図4に示すように、抗菌性発現元素としてリンを用いたNo.16からNo.18については、特に検体を滅菌水に100g/Lとなるように懸濁したNo.18において、黄色ブドウ球菌及び大腸菌のどちらにおいても生菌数が微減する傾向が確認できる。このことから、当該抗菌用鉄粉における抗菌性発現元素としては、硫黄の他に、リン及び銅も好ましいことが分かる。
<Evaluation results>
As shown in Table 3, no. 1 to No. 3 can greatly reduce the number of viable bacteria for both Staphylococcus aureus and Escherichia coli. Moreover, as shown in Table 3 and FIGS. 19 to No. Regarding No. 21, it can be confirmed that the viable cell count tends to decrease greatly in both Staphylococcus aureus and Escherichia coli. Furthermore, as shown in Table 3 and FIGS. 3 and 4, no. 16 to No. Regarding No. 18, the specimen was suspended in sterilized water at a concentration of 100 g/L. 18, it can be confirmed that the number of viable bacteria tends to slightly decrease in both Staphylococcus aureus and Escherichia coli. From this, it can be seen that, in addition to sulfur, phosphorus and copper are preferable as the antibacterial expression elements in the antibacterial iron powder.

表3、並びに図3及び図4に示すように、抗菌性発現元素として銅を用いたNo.19からNo.21において生菌数を大きく減少できていることは、銅による抗菌作用が金属鉄との複合によって減弱されていないことを示していると考えられる。このことから、当該抗菌用鉄粉は、例えば銅を含有する合金粉として構成されることでその抗菌効果を発揮しうることが分かる。 As shown in Table 3 and FIGS. 3 and 4, no. 19 to No. The fact that the number of viable bacteria can be significantly reduced in No. 21 is considered to indicate that the antibacterial effect of copper is not attenuated by the combination with metallic iron. From this, it can be seen that the antibacterial iron powder can exert its antibacterial effect by being configured as, for example, an alloy powder containing copper.

以上説明したように、本発明の一態様に係る抗菌用鉄粉は、安価で、かつ抗菌作用に優れるので、種々の製品及びその材料に好適に配合できる。 As described above, the antibacterial iron powder according to one aspect of the present invention is inexpensive and has an excellent antibacterial action, so it can be suitably blended into various products and their materials.

Claims (7)

金属鉄を主成分とする抗菌用鉄粉。 Antibacterial iron powder with metallic iron as the main component. 抗菌性発現元素をさらに含んでおり、
上記抗菌性発現元素が上記金属鉄に含有されている請求項1に記載の抗菌用鉄粉。
It further contains an antibacterial expression element,
2. The antibacterial iron powder according to claim 1, wherein the antibacterial element is contained in the metallic iron.
上記抗菌性発現元素が硫黄又はリンである請求項2に記載の抗菌用鉄粉。 3. The antibacterial iron powder according to claim 2, wherein the antibacterial element is sulfur or phosphorus. 上記抗菌性発現元素が硫黄であり、上記硫黄の含有率が0.02質量%以上5質量%以下である請求項3に記載の抗菌用鉄粉。 4. The antibacterial iron powder according to claim 3, wherein the antibacterial element is sulfur and the sulfur content is 0.02% by mass or more and 5% by mass or less. 上記抗菌性発現元素がリンであり、上記リンの含有率が1質量%以上5質量%以下である請求項3に記載の抗菌用鉄粉。 4. The antibacterial iron powder according to claim 3, wherein the antibacterial element is phosphorus and the phosphorus content is 1% by mass or more and 5% by mass or less. 上記抗菌性発現元素が銅である請求項2に記載の抗菌用鉄粉。 3. The antibacterial iron powder according to claim 2, wherein the antibacterial element is copper. 水アトマイズ粉である請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の抗菌用鉄粉。 The antibacterial iron powder according to any one of claims 1 to 6, which is water atomized powder.
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