銀系無機抗菌劑及其在PP/PE抗菌制品的應用專利技術分析

楊芳

摘 要：文章概述了銀系抗菌劑的有效抗菌成分、載體類型以及在抗菌制品中的應用情況；并從專利技術和專利申請的角度，分析了銀系無機抗菌劑應用于聚丙烯和聚乙烯抗菌產品的國內外發展情況。

關鍵詞：銀系抗菌劑；載體；抗菌制品；專利分析

隨著人們對健康和環保意識的不斷增強，對日常生活中接觸頻繁的家用電器塑料部件提出了“抑菌、殺菌”的需求，這就要求我們生活中使用的各種家電產品具有抗菌防霉的功效，因而研究和制備具有抗菌性的塑料制品逐漸成為熱點。其中，銀系抗菌劑具有抗菌廣譜、持久、安全和耐熱性好等優點，含有銀系抗菌劑的塑料制品在市場上頗受消費者青睞。

1 銀系無機抗菌劑概述

以Ag+、Cu+、Zn+等金屬離子與無機載體結合制成的抗菌劑，抗菌性效果很好，其中Ag+具有抗菌廣譜性、殺菌效率高及安全性高的特點，是這類抗菌劑的代表性物質，因而將此類無機抗菌劑統稱為銀系抗菌劑。

銀系抗菌劑的主要種類有：載銀抗菌劑、載銅抗菌劑、載鋅抗菌劑和復配型抗菌劑[1]。其中Ag+離子的抗菌性最強，復配型抗菌劑（如JP11823690A、JP18104793A）可大大提高材料的抗菌性。雖然銀、銅、鋅等抗菌活性離子具有一定的抗菌能力，但只有將其負載到合適的載體中，制備成抗菌劑才能更好地滿足各種使用要求[2]。銀系抗菌劑的載體種類較多[3-4]，主要有：沸石（如JP14554982A、CN01137391、US19960692752），硅膠（如KR20070020335A），膨潤土（如JP7912193A），可溶性玻璃（如JP2003016274A），磷酸鹽（CN99114417、WO2004CN01218）等。

銀系抗菌劑在抗菌制品中的應用，一是直接在塑料基體中添加一種或多種抗菌劑，另一種是在基體表面上固定抗菌劑。沈陽金德公司于2000年便采用FUMAT-T200銀系抗菌劑制成抗菌鋁塑復合管，并申請了該產品的專利。石硝子株式會社（JP6806694A）開發的塑料菜板，添加了含鋅離子的抗菌材料。彭城職業大學（CN01137391）制備了一種抗菌保鮮塑料薄膜，以沸石為載體，Zn+作為有效抗菌成分，對食品具有抗菌保鮮作用。

2 銀系無機抗菌劑在PP/PE抗菌制品中的應用專利申請統計分析

2.1 專利申請量分析

上世界80年代以前，有關銀系無機抗菌劑在聚丙烯和聚乙烯中的應用的專利申請量還比較少，人們還很少將抗菌劑應用在日常的制品。而從80年代開始，銀系無機抗菌劑的專利申請量逐年增長，這主要是20世紀80年代初，日本科學家開始將銀化合物直接添加到樹脂中，首次用無機抗菌劑制成了抗菌塑料。這之后，隨著載銀沸石無機抗菌劑的研制成功，日本和歐美各工業發達國家開始紛紛開展無機抗菌劑的研制。2000年以后，將銀系無機抗菌劑應用在聚丙烯和聚乙烯領域中的專利申請量增長迅速，說明人們的健康和環保意識不斷增強，對日常生活和工作環境的衛生要求越來越高，隨之出現了各種抗菌性塑料產品。

2.2 專利申請國分析

目前在全球范圍內，中國在應用于PP/PE抗菌制品的銀系無機抗菌劑方面的專利申請量最多，美國位居第二，日本第三，其他有歐洲、韓國等。對申請量排名在前三位的中國、美國和日本進行分析，統計其專利申請量分布情況，見圖1。

從圖1可以看出，美國和日本比較早就展開了銀系無機抗菌劑方面的研究，上世紀80年代，在日本、歐美等發達國家，無機抗菌材料已廣泛應用于家電、日用品及玩具等產品中。以日本為代表，其在2000年以前的專利申請量一直占據先鋒，主要生產企業有東麗、石家硝子、品川燃料、東亞合成、鐘紡、興亞硝子、松下電器等制造商。在美國，同樣有很多大型的抗菌公司，如MCIROBAN、Snage Group等，起到了積極的推動作用

與美國和日本相比，中國在銀系無機抗菌劑方面的研究起步較晚，從九十年代末才開始。這是因為2000年前中國的無機抗菌劑使用量較低，導致銀系無機抗菌劑的研制及其應用領域的研究起步較晚，許多銀系無機抗菌劑正處于開發階段，產品不成熟，質量與性能多不穩定，有待進一步地發展和提高。但從2000年之后，中國在銀系抗菌劑方面的申請量逐年增長，近期申請量已經超過了美國和日本，可見中國市場上對抗菌制品的需求越來越大，開發擁有我國自主知識產權的抗菌材料制備技術已經得到了重視。

2.3 國內申請人分析

我國在含銀系抗菌劑塑料制品方面的主要申請人有蘇州市貝克生物科技、上海盈致橡塑制品、金發科技、海爾集團、深圳市科聚新材料、福建師范大學、合肥杰事杰、無錫市黃盛包裝制品等。可見主要以企業為主，高校申請較少，這也側面說明了近年中國在抗菌產品研發方面趨向市場化，即大眾對抗菌產品的需求較高，急需有實用價值的抗菌性產品，繼而引發了各大企業對抗菌性產品的開發熱潮。分析主要申請人的專利技術，可知各公司在抗菌產品方面的研發側重點各有不同，如蘇州市貝克生物科技集中在醫用抗菌材料的研制，如醫用旋塞、抗菌膜等，上海盈致橡塑制品則主要集中在抗菌塑料合金的制備，而無錫市黃盛包裝制品的產品則大多為果蔬、糧食的抗菌包裝袋。

3 結束語

伴隨著科學技術日新月異的發展和人們生活質量的不斷提高，人們對自身生存環境有了更為迫切的要求，因此研究抗菌性功能材料，如抗菌家用電器、抗菌食品包裝袋等，具有重大的社會意義。銀系抗菌劑具有抗菌廣譜性、殺菌效率高等特點，相信未來在抗菌制品的研發和生產方面，依然會保持高水平的發展，并給人們帶來更加健康的生活體驗。

參考文獻

[1]劉曉洪，夏軍，金曉紅.海泡石載銀抗菌劑的制備研究[J].武漢科技學院學報，2003，16（4）：63-66.

[2]季君暉，史維明.抗菌材料[M].北京：化學工業出版社，2003.

[3]Kawahara K.， Tsuruda K.， Morishita M.， et al. Antibacterial effect of silver-zeolite on oral bacteria under anaerobic conditions. Dental Materials， 2000（16）：452-455.

[4]王寧，李博文，李惠文等.非金屬礦物在抗菌材料中的應用[J].高校地質學報，2000，6（2）：306-309.