(57)【要約】      （修正有）【課題】プラーグ細菌を分解して殺菌する光触媒光合成歯ブラシを提供する。【解決手段】光触媒光合性歯ブラシは熱（温度）と光に回答する化合物触媒半導体５３を具備した歯ブラシである。化合物触媒半導体５３に有限温度、常温、体温光または電流が媒介されれば熱化学反応及び光化学反応で伝導電子及び正孔が励起されて酸化還元反応の結果に生成されたスーパーオキサイド（Ｏ２−）とＯＨラジカル（ＯＨ−）がプラーグ細菌を分解して殺菌する。以上の目標を果たすために熱化学反応、光化学反応を常時的に同時に発揮させる手段として０．０ｅＶから３．８ｅＶの範囲で複数個の化合物触媒半導体５３のお互いに違う２種以上の材料を混合してバンドギャップ（Ｂａｎｄ  ｇａｐ）がゼロ（Ｚｅｒｏ）に無限取り集める化合物触媒半導体５３を獲得する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
０．０ｅＶと３．８ｅＶの範囲でお互いに違う複数個のバンドギャップ（Ｂａｎｄ  ｇａｐ）を持つｎ型、ｐ型、ｎｐ型の化合物触媒半導の体材料をお互いに違う２種以上を混合して、化合物触媒半導体及び材料に元素周期律表に記載した金属性の元素中で、どの１種以上を混合して構成した化合物触媒半導体（４）がヘッド部（１）の方向に把持部（３）結合部（７）で突設になって連筒空（５）に挿入されることを特徴にする触媒反応歯ブラシ。
【請求項２】
請求項第１項において、
化合物触媒半導体がｎ型、ｐ型、ｎｐ型の異種材料中でお互いに違う２種以上に構成したソケットナットにボルトを結合して、また他のソケットナットにまた他のボルトを結合したことを特徴にする触媒反応歯ブラシ。
【請求項３】
請求項第１項において、
連筒部に複数個の媒介空（６）を持つヘッド部が把持部と別体で構成されて結合と分離が可能な組立式で構成されたことを特徴にする触媒反応歯ブラシ。
【請求項４】
請求項第１項において、
把持部の一方と違う一方に取付した電池または光電池の（＋）極と（−）極がそれぞれ直列または並列で構成されて化合物触媒半導体（５３）の一方（５４）と違う一方（５５）にそれぞれ接続なって直流回路で構成されてお互いに違う異種材料を含んでお互いに違う異種材料で結合なった化合物触媒半導体（５３ａ，５３ｂ，５３ｃ）に直流電圧が認可になることを特徴にする触媒反応歯ブラシ。
【請求項５】
請求項第１項において、
熱（温度）と紫外線で応じる化合物触媒半導体の材料Ｋ  ＴａＯ３、ＳｎＯ２、ＺｎＳ、ＧａＮ、ＺｎＯ、ＴｉＯ２（鋭錘石）、ＳｒＴｉＯ３。
熱（温度）と可視光線で応じる化合物触媒半導体の材料ＣｅＯ、ＴｉＯ２（金紅石）、ＳｉＣ、ＷＯ３、Ｉｎ２Ｏ３、ＣｄＳ、ＧａＰ、ＺｎＴｅ、Ｆｅ２Ｏ３、Ｃｕ２Ｏ（Ｉ）、ＣｄＳｅ。
熱（温度）と赤外線で応じる化合物触媒半導体の材料ＧａＡｓ、ＣｕＯ（ＩＩ）、ＩｎＰ、Ｓｉ、ＩｎＮ、Ｇｅ、ＰｂＳ、ＰｂＴｅ、Ｓｎ。
上記、熱（温度）と紫外線、可視光線及び赤外線でそれぞれ応じるｎ型、ｐ型、ｎｐ型それぞれの化合物触媒半導体の材料の中でどの１種以上を選定して同時に混合した化合物触媒半導体であることを特徴にする触媒反応歯ブラシ。
【請求項６】
請求項第５項において，
化合物触媒半導体の材料を（Ｉ）結晶の粉末を酸化性条件で加圧成型及び焼結させる方法（ＩＩ）固形の化合物触媒半導体の材料を酸化性条件で高温焼成する方法（ＩＩＩ）化合物触媒半導体の材料を電解酸化して酸化化合物で形成する方法（ＩＶ）ＰＶＤ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法（Ｖ）ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法（ＶＩ）液状成長法（ＶＩＩ）コーティング（ｃｏａｔｉｎｇ）法の中でどの１種以上の方法で構成されたことを特徴にする触媒反応歯ブラシ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】本発明は触媒反応歯ブラシに関するものである。
お互いに違う２種以上の材料を混合して獲得された化合物触媒半導体に温度、光または直流電源が媒介になれば伝導電子が励起されて酸化還元反応の結果歯牙及び口腔衛生状態を効率的に進めることができる触媒反応歯ブラシが提供される。
【背景技術】
【０００１】従来の一般的な歯ブラシはプラスチックにナイロンフィラメントを植毛して使ってある。
この歯ブラシはいくら磨いてもそれでもプラーグの存在する欠点があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００２】
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従来の歯ブラシは異物質であるプラーグという細菌をナイロンというほうきみたいな概念の掃除道具で掃き出す限界性があるのだった。
細菌は殺菌してとり除くのが効率的である。【０００３】本発明の目的は従来歯ブラシの限界性を改善してプラーグ、沈着色素、有機酸、乳酸などを分解する同時に歯槽膿漏及び虫歯原因菌を殺菌して歯牙衛生状態を効率的に進めることができる化合物半導体に温度、光または直流電源に媒介になれば触媒反応による電子が励起になる触媒反応歯ブラシを提供するのにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】本発明の目的を果たすために触媒反応物質として金属酸化物に獲得される多くの種類のｎ型、ｐ型及びｎｐ型の化合物半導体または元素周期律表に記載した金属性を材料で選定した。【０００５】この材料たちは物性固有のバンドギャップ（Ｂａｎｄ  ｇａｐ）が存在する。【０００６】本発明では触媒反応の効率化をはかる一環に少なくとも１種類以上のお互いに違う粉末上の異種材料を混合して公知の粉末冶金法で形成することもできて、または１種類以上の固形相議お互いに違う異種材料をボルトとナットで結合して複数個のバンドギャップ（Ｂａｎｄ  ｇａｐ）を形成することもできる。【０００７】上記の通り複数個のバンドギャップ（Ｂａｎｄ  ｇａｐ）を形成する目的は絶対零度、有限温度ないし室温及び紫外線、可視光線及び赤外線などの多様な条件でも応答される効率的な触媒反応を発揮させるための方法である。【０００８】本発明で材料で選定した金属酸化物で獲得されるｎ型、ｐ型及びｎｐ型（両方性）の化合物触媒半導体の種類とこの物性たちが持つ固有のバンドギャップ（Ｂａｎｄ  ｇａｐ）の大小差は０．０ｅＶないし３．８ｅＶの以内の範囲で構成したこととしてその内訳を記載すれば［表１］のようである。
【表１】
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上記、［表１］の金属化合物触媒半導体は下の（Ｉ）ないし（ＶＩＩ）の公知の技術の中で材料の物性にかなう相応しい方法に獲得される。
（Ｉ）結晶の粉末を酸化性雰囲気で加圧成形及び焼結させる方法
（ＩＩ）固形の材料を酸化性条件で高温塑性する方法
（ＩＩＩ）材料を伝えて酸化して酸化化合物で形成する方法
（ＩＶ）ＰＶＤ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法
（Ｖ）ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法
（ＶＩ）液状成長法
（ＶＩＩ）コーティング（ｃｏａｔｉｎｇ）法【０００９】半導体及び金属には相当な電子エネルギーが集結されている。このエネルギー帯を価電子帯と言う。また価電子帯よりもっと大きいエネルギー帯を伝導帯と言う。価電子帯と伝導帯のエネルギー差をバンドギャップ（Ｂａｎｄ  ｇａｐ）エネルギーと言う。【００１０】絶対零度（０Ｋ）で半導体の価電子帯は電子が充満されていて伝導帯は空いているが有限温度及び常温では熱振動エネルギーによって価電子帯の電子（ｅ−）はバンドギャップ（Ｂａｎｄ  ｇａｐ）を経って伝導帯に到達する．伝導帯に励起になった電子（ｅ−）は活動が自由だから電気伝導が発生する。熱励起になったこの電子（ｅ−）を熱伝導電子と言う。【００１１】一方、価電子帯には電子（ｅ−）が励起されだ席には穴が形成されるのに、この穴を止孔（ｈｏｌｅ）と言う。伝導電子と正孔（ｈ＋）を合わせてキャリヤー（ｃａｒｒｉｅｒ）と言う。キャリヤー濃度が高いほど電気伝導性は良くて、バンドギャップ（Ｂａｎｄ  ｇａｐ）が小さいほどキャリヤー濃度は高い、キャリヤー濃度と言うのは単位体適当のキャリヤー数を意味する。【００１２】キャリヤー（ｃａｒｒｉｅｒ）数とバンドギャップ（Ｂａｎｄ  ｇａｐ）は熱平衡状態で伝導電子濃度ｎと正孔濃度ｐの間には下のような第［１］式の関係が成立される。
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Ｎは電子及び正孔が酔うことができる状態の密度（実效的な状態の密度）として原子密度のような（１０２３個、ｃｍ−３位）値段だ。  Ｋはボルツマン（Ｂｏｌｔｚｍａｎｎ）定数だ。化合物半導体ではｎとｐはほとんど同じだからの下の第［２］式とように整理するごとができる。
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【００１３】そして、化合物半導体に物性が持つ固有のバンドギャップよりもっと大きい光エネルギーが照射されれば価電子帯の電子が励起され伝導帯に到達して価電子帯には正孔（ｈ＋）が発生する。【００１４】例えば、［表１］によるｎｐ型両方性化合物半導体であるケイ素（Ｓｉ）のバンドギャップは１．１ｅＶである。
Ｅ（ｅＶ）＝ｈ＝ｈｃ／λ（ｎｍ）の式を応用して光の波長を換算すれば１．１ｅＶは約１．２４ｕｍとして、この波長の光は赤外線に相当する波長である。したがって赤外線よりもっと短い光が照射されれば価電子帯で電子（ｅ−）が励起されて伝導帯に到達した電子（ｅ−）を光伝導電子と言う。【００１５】熱（温度）または光エネルギーによる触媒反応式は下記のように整理される。
化合物半導体に熱（温度）または光エネルギーが付加になれば価電子帯では電子（ｅ−）が励起されて、正孔が発生する。励起されだ伝導帯の伝導電子と価電子帯の正孔による還元反応と酸化反応式によって酸化力が強いハイドロックシラジカル（ＯＨ−）及びスーパーオキサイド（Ｏ２−）が生成される反応式は下のようである。
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【００１６】上記、第３式ないし第７式の反応式によって生成された強い酸化力を発揮するラジカル（ｒａｄｉｃａｌ：ＯＨ−）のエネルギー量はプラーグを構成する分子の中でＣ−Ｃ、Ｃ−Ｈ、Ｃ−Ｎ、Ｃ−Ｏ、Ｏ−Ｈ、Ｎ−Ｈなどのエネルギー量よりずっと大きさのためこれらの結合を阻害して分解する結果プラーグ、沈着色素、有機酸、乳酸などを分解する同時に歯槽膿漏及び虫歯原因菌を殺菌して歯牙衛生状態を効率的に進めることができる。【００１７】プラーグを構成する分子構造中のエネルギー量とハイドロックシラジカル（ＯＨ−）のエネルギー量の大小差は下の［表２］と同じである。
【表２】
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【００１８】本発明で言及される  熱（温度）エネルギーと言うのは室内温度、室外温度、体温及び口腔内の温度を指称する意味である。光エネルギーと言うのは赤外線、可視光線、紫外線及び電球のような人工光を含む概念である。そして化合物触媒半導体と言うの［表１］に記載したｎ型、ｐ型、ｎｐ型半導体及び材料の一体を総括的に意味する概念である。【００１９】本発明の他の実施例として電気伝導による化合物触媒半導体を具備した触媒反応歯ブラシが提供される。電気伝導による関係式を整理すれば下のようだ。
化合物触媒半導体に直流電圧を認可すれば電子は（＋）側で正孔は（−）側に移動される電気伝導が発生する。電子による電流密度をｉｎといえば
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で整理される。ここでｎｎは電子密度、υｎは電子速度である。また正孔による電流密度をｉｐだと言えば正孔は電子が励起された席なので電荷の大きさは電子と等しいｅで。  符号は反対なので＋ｅで表示される。  そうするので
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で整理される。ここでｎｐは正孔の密度でυｐは正孔の移動速度である。したがってこれら電子と正孔の移動によるｉは電子と正孔が持つ電荷の符号が反対なので電流ｉは下の［１０］と等しい整理される。
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自由電子の場合において移動速度と認可電界の程度と比例関係が成立されるので正孔の移動度をμｐと言えば下の［１１］の関係式が成立される。
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この関係式を上記の式［１０］に代入して整理すれば下の［１２］式のようである。
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この式は電子と正孔の電流密度を現わす式である。またこの式はオームの法則と比べて整理すれば下の［１３］式の同じである。
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上記の式は化合物半導体に直流回路の構成で電気伝導による電子と正孔の伝導率を現わす式である。  この構成において電源の種類は選り分けない。
【発明の効果】
【００２０】従来の歯ブラシはナイロンフィラメントを植毛したほうき概念である掃除道具でプラーグと細菌を掃き出す遇鈍な掃除方法である点に対して、本発明による触媒反応歯ブラシは従来の歯磨きを並行しながら伝導電子による光化学反応でプラーグ、沈着色素、有機酸、乳酸などを分解する同時に歯槽膿漏及び虫歯原因菌を殺菌して歯牙衛生状態を効率的に進めることができる効果が発揮される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は本発明による触媒反応歯ブラシの構成概念図である。
【図２】図２の［あ］、［い］、［う］及び［え］は化合物触媒半導体の構成に関する概念図である。
【図３】図３は電気伝導による触媒反応歯ブラシの構成に関する概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】以下、添付図面を参考して本発明を詳細に説明すれば次のようである。
【第１実施例】
【００２３】図１は触媒反応歯ブラシの構成概念図である。口腔に挿入される同時に歯磨き液体にコーティングされるヘッド部（１）と連筒部（２）が構成されて、把持部（３）からヘッド部（１）の方向に結合部（７）で突設になった化合物触媒半導体（４）が連筒空（５）に挿入される構成で連筒部（２）に熱（温度）または光が媒介になることができる多数ヶの  媒介空（６）を持つヘッド部（１）は取っ手（３）の結合部（７）で結合されて触媒反応歯ブラシの構成が完成される。  この内容でヘッド部と取っ手は別体で構成されて結合と分立が可能な組み立て式歯ブラシという想像は自然に染みこむ。
上記の構成を具備したイ媒反応歯ブラシに歯磨きする時媒介空（６）を通じて熱（温度）または光が化合物半導体に媒介になれば  前記した第３式ないし第７式の反応によってプラーグ、沈着色素、有機酸、乳酸などを分解する同時に歯槽膿漏及び虫歯原因菌を殺菌して歯牙衛生状態を効率的に進めることができる。
【第２実施例】
【００２４】図２の［ア］、［イ］、［ウ］、及び［エ］は化合物触媒半導体の構成に関する概念図である。
図２の［ア］は歯ブラシ把持部でヘッド部方向突設になって連筒空に挿入されて熱（温度）または光に回答する化合物触媒半導体（１０）として本発明では固形及び棒形のゲルマニウム（Ｇｅ：１１）にまた他の物質を和合して真空酸化性条件で高温塑性して獲得したのである。この物質のバンドギャップ（Ｂａｎｄ  ｇａｐ）は０．６ｅＶとして熱（温度）または光に対する応答性が良好である。
【第３実施例】
【００２５】図２の［イ］は歯ブラシ把持部でヘッド部方向に突設になる化合物触媒半導体（２０）において少なくとも１種類以上のお互いに違う異種材料の結晶粉末を混合して構成することで多角的な条件でも熱（温度）、光または電気伝導に対する応答性を具現することができる概念図である。
材料とバンドギャップ（Ｂａｎｄ  ｇａｐ）がお互いに違う白金（Ｐｔ：２１）、印画カリウム（ＧａＰ：２２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ：２３）を選定して公知の粉末冶金法で構成することでお互いに違う複数個のバンドギャップが形成されて熱（温度）、光または電気伝導に対する応答性の効率化ができる。
【第４実施例】
【００２６】図２の［ウ］は歯ブラシ把持部でヘッド部方向に突設になる化合物触媒半導体（３０）において少なくとも１種類以上のお互いに違うバンドギャップを持つ異種材料を選定してそれぞれ適切な長さで切った後１種材料（３１）の一方側にソケットナット（３２）を形成して、他の１種材料（３３）の一方側にはボルト（３４）を形成と他の一方側にはソケットナット（３５）を形成した後、また他の１種材料（３６）の一方側にボルト（３７）を形成した後、ソケットナット（３２）にボルト（３４）を結合してソケットナット（３５）にボルト（３７）を結合することで異種材料の間のお互いに違う多数ヶのバンドギャップを持つ化合物触媒半導体（３０）を具備した触媒反応歯ブラシが提供される。
【第５実施例】
【００２７】図２の［エ］は上記［ウ］の１種材料（３１）と違う１種材料１（３３）及びまた他の１種材料（３６）を結合した概念図として本発明では１種材料として柱石（Ｓｎ：４０）と違う１種材料としてケイ素（Ｓｉ：４１）とまた他の１種材料として二酸化チタン（ＴｉＯ２：４２）を選定して構成した物である。  柱石はｎ型化合物触媒半導体としてバンドギャップは０．１ｅＶで、ケイ素はｎｐ型両方性化合物触媒半導体としてバンドギャップは１．１ｅＶで、二酸化チタンはｎ型化合物触媒半導体としてバンドギャップは３．２ｅＶである。この実施例はｎｐ型化合物触媒半導体の結合という特徴も付加する構成である。
【第６実施例】
【００２８】図３は電気伝導による触媒反応歯ブラシの構成に閧する概念図である。把持部（５０）の一方と違う一方に取付した光電池（５１、５１ａ）を直列または並列接続して（＋）極（−）極を把持部（５０）の結合部（５２）に内設される第１種材料としてゲルマニウム（Ｇｅ：５３ａ）、第２種材料として酸化あかがね（Ｃｕ２Ｏ：５３ｂ）、第３種材料として酸化柱石（ＳｎＯ２：５３ｃ）を選定してボルトとナットで結合（接合）になる化合物触媒半導体（５３）の一方（５４）と違う一方（５５）に接続することで化合物触媒半導体に直流回路による電圧が認可される。そして本発明では電源として一般電池及び光電池を不問する。
【００２９】光電池による起電力が化合物触媒半導体（５３，５３ａ，５３ｂ，５３ｃ）に認可になれば前記した第［８］式及び第［１３］式の反応式  第［１］式及び第［７］式の反応式によって多数ヶのバンドギャップが形成されて熱（温度）、光、直流電圧に複数的な条件に常時的に回答する伝導電子の作用によって効率的に口腔及び歯牙衛生状態を進めることができる。
【００３０】本発明による技術思想は各実施はい限定されるのではなくてもっと効率的な触媒反応歯ブラシを具現するための手段で元素周期律表に記載した元素の中で少なくとも１種以上のお互いに違う材料を選定して混合して結合するなど多様な方法に応用して構成することもできる。
【符号の説明】
【００３１】
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（４）、（１０）、（３０）、（５３）：化合物触媒半導体    （７）、（５２）：結合部    （５１）、（５１ａ）：光電池
【図１】
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【図２】
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【図３】
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