[發明專利]用于搪瓷鋼產品的抗微生物釉和耐酸瓷

無效

• 申請號: 200680028761.1
• 申請日: 2006-06-05
• 公開（公告）號: CN101506114A
• 公開（公告）日: 2009-08-12
• 發明（設計）人: R·納拉亞南;J·M·麥克黑爾
• 申請（專利權）人: 美標國際公司
• 主分類號: C03C1/00
• 分類號: C03C1/00;C03C8/04;C03C8/14
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 劉 冬;韋欣華

通過引用結合

本文中所有引用或參考的文件(“本文中引用的文件”)和在本文中 所引用的文件中所有引用或參考的文件，以及任何制備者的指令、描 述、產品說明書，和本文中提及的任何產品或在通過引用結合到本文 的任何文件中的產品單，因此通過引用結合到本文中，并且可用于本 發明的實施。

發明領域

本發明涉及用于搪瓷鋼產品的抗微生物和耐酸瓷。本發明提供有 成本效益和實用的抗微生物和耐酸瓷及其制備方法。

發明背景

微動力學作用(Oligodynamic?Effect)是給出少量重金屬對細菌發 揮致命作用的能力的術語(來源于希臘語：oligos—小；dynamis—動 力)。重金屬作為抗微生物劑的效力是由于細胞蛋白對金屬離子具有高 度親合力。細菌細胞由于離子在細胞內的蓄積作用而死亡，即使溶液 中離子的濃度很小。通常顯示強微動力學作用的金屬(以強度遞減的順 序)有汞、銀、銅、鋅、鐵、鉛和鉍。在這些金屬中，銀和鋅已在用于 各種應用和工業的材料中使用，例如用于醫療裝置、食品加工產品、 紡織品和衛生物品的材料。銀和鋅以外的微動力學元素，要么由于對 人有毒性要么由于與預定基體材料的某些不相容性(例如顏色變化)， 很少在材料應用中用作抗微生物劑。與鋅相比，銀及其鹽對普通細菌 例如金黃色葡萄球菌(Staphylococcus?aureus)和大腸桿菌(Escherichia coli)發揮強得多的抗微生物作用。然而，氧化鋅通常對各種真菌顯示 比銀好得多的效力。從制備的觀點而言，另一個實際因素是銀比鋅遠 要貴得多，其每單位重量的市場價格比鋅高100倍。

美國專利號5,882,808描述了通過向搪瓷配方中加入銀化合物而 獲得的抗微生物搪瓷產品。將銀以鹽或氧化物加入到搪瓷漿料中。然 后將該漿料涂覆到金屬基體上，并在通常超過800℃的溫度下燒制。 該方法可提供很好的抗菌效力，但是實際上，獲得該效果所需的銀的 水平導致搪瓷成本的不可接受地大幅增加。例如，典型的浴缸需要約 5Ibs.的搪瓷涂料(enamel?coating)。由于銀及其化合物在800℃以上的 溫度下相對高的蒸氣壓，至少需要1％(重量)的抗微生物銀化合物以賦 予所燒制的搪瓷體強的抗微生物效力。該銀的大部分蒸發，并在窯爐 的壁上凝結，隨時間的過去這可蓄積至麻煩的水平并導致生產停工。 當前抗微生物銀化合物的成本大概是100美元/Ib，即1％的載量將導 致每個浴缸增加5美元的生產成本。為了維持競爭性的利潤空間，該 成本要求價格的增加要在比許多消費者愿意為該特征支付還低得多 的價格下增加。因此，對制備抗微生物搪瓷產品更有成本效益的手段 有需求。

美國專利號6,303,183描述了抗微生物搪瓷涂料和制備該涂料的 方法。該搪瓷涂料含有由置于粒狀載體上的銀組成的抗微生物劑。發 明人證明加入4％的抗微生物劑“MicroFree^TM?Z200”后(從前可從 Dupont?Chemical?Co.獲得，現在可以“ACT^TM?200”從Airqual?Corp.獲得) 在細菌計數上僅有40％的減少。該添加劑由Davies等，在Adv.Mater. 1998，10，1264中，及在US?EPA?Registration?Document?69897-4中描述 為芯氧化鋅顆粒(95.94％重量)，其涂覆金屬銀層(0.24％重量)和第二 SiO₂外涂層。ACT200當前列出的價格是30美元/Ib。這對基于銀的 抗微生物化合物而言是不貴的，但是以在制備典型的浴缸所需5Ib搪 瓷的所需載量為4％重量計，這產生約6美元/單位的附加產品成本。 因此，發明人在開發賦予搪瓷抗微生物性質的更有成本效益的方法上 未獲得成功。

在具有強的微動力學作用的銀以外的金屬中，鋅最適合用于搪瓷 應用中。汞、鉛和鉍存在毒性和環保問題，而鐵和銅化合物排除了制 備白色物件的可能性。氧化鋅已經在某些瓷器釉和搪瓷系統中用做助 溶劑材料，盡管水平太低以致不能產生任何明顯的抗微生物作用。日 本專利申請10-227686描述了含有6-20％(重量)的以氧化鋅測定的鋅 化合物的抗微生物瓷器釉組合物。發明人說明要獲得一致的抗微生物 效力至少6％(重量)是必需的，這是相對高的載量要求。發明人沒有探 索在搪瓷系統中產生一致效力的鋅的最小濃度。