CN102438663A - 包括铜的杀菌层 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有基于铜的接触区域(2，22)的消毒元件(1，11，21)，其中接触区域(2，22)具有相比于外表面(6，12，28)较大的内表面。通过使用根据本发明的消毒元件(1，11，21)提高了消毒元件(1，11，21)的抗菌效果，使得于是可以以特别简单的方式防止病菌和细菌在接触面上的不希望的积聚或至少保持较少的积聚。

Description

包括铜的杀菌层

技术领域

本发明涉及一种消毒元件。

人们日常通常无意识地与有害健康的细菌、病菌和病毒接触。特别在与之前被许多其他人触碰过的表面接触的地方，病菌越聚越多会增加引起不卫生的情况。尤其是在公共场所和交通工具中接触对象譬如门把手和其他接触面，这些接触面上会积聚并且增多细菌。甚至在遵循本来严格的卫生准则的场所中，譬如在医院和幼儿园中，病原体会被传播并且损害健康。

发明内容

因此，本发明的任务是提出一种消毒元件，借助其可以以特别简单的方式防止病菌的这种不期望的积聚或者至少使其保持较少。

任务的解决

根据本发明，该任务通过消毒元件具有基于铜的接触区域的方式来解决，该接触区域具有相比于外表面增加的内表面。

因此，本发明包括具有基于铜的接触区域的消毒元件，其中接触区域具有大的内表面。由此，可以提高消毒元件的抗菌效果并且可以降低有害健康的细菌和病菌传播的危险。

由于人们日常在许多地方接触细菌和病菌，所以本发明在第一步中基于如下知识：使用具有基于铜的接触区域的消毒元件。为了实现减少细菌和病菌在公众可达的接触面(譬如门铃、灯开关或公共汽车和轨道车辆的扶手)中的传播和增多，可以使用基于铜的接触面，因为铜对于许多微生物已有微量毒性作用。

在第二步中，本发明基于如下考虑：使用具有尽可能大的内表面的消毒元件。通过增大内表面来提高如下部位的数目，在所述部位上例如可以将细菌和病菌进行吸收或反应，使得随着表面增加而可以杀死更多数量的细菌。

在第三步中，本发明最后利用了该知识：为了提高消毒效果，使用具有基于铜的接触区域和大的内表面的消毒元件。通过前面所提及的方案的组合，可以在消毒作用方面显著地提高消毒元件的有效性并且这样减少了细菌的扩散和传播。

作为接触区域的基础的铜的杀菌效果自古以来就已知。那时，铜已被用于治疗眼病并且用于兽医学中，后来在应用现代药品之前利用来治疗哮喘和百日咳。

基于该特性有意义的是，恰好在病菌和细菌高度传播的地方使用具有基于铜的接触区域的消毒元件。这样，消毒元件尤其可以使用在病菌和细菌由于大量人群或由于存在许多病原体而会快速传播的位置处。通过使用该消毒元件，于是可以降低细菌和病菌的传播和存活机会。

尤其是，由于各种细菌对抗生素和盘尼西林的耐药性，例如MRSA(耐甲氧苯青霉素金黄色葡萄球菌)，所以借助由铜或含铜的合金构成的不同元件进行系列测试。在此情况下，会展现出：细菌的存活概率随着铜含量增加而降低。例如，细菌在由钢构成的元件上存活数天，而在使用由具有高铜含量的黄铜构成的工件直至由纯铜构成的元件时，存活时间强烈地降低到直至数分钟。通过使用由铜构成的元件，因此实现了降低例如病原体传播的危险。

为了对使用基于铜的接触区域附加地还提高消毒元件的有效性，根据本发明的消毒元件应该具有相比于外表面较大的内表面。

外表面是从外部直接可见的几何表面，即在包装消毒元件时获得的表面。

与外表面相对，内表面包括多孔的或粒状的固体的所有在本体中包含的表面的总和。在此情况下，不仅考虑外表面而且考虑如下表面：该表面在各个颗粒之间或通过本体内的孔边缘形成，并且在从外部观察时并不一定能够看到。

大的内表面通过结构化外表面、提高本体的多孔性或通过提高的多孔性和附加地结构化的表面的组合来实现。

外表面的结构化可以通过不同的化学或机械方法引入到本体的外表面中。由于增大的表面和由此得到的、其上例如可以反应或者吸收细菌的、增加的位置数量，所以可以提高消毒元件的消毒效果。

可替选地或附加地，可以通过使用多孔本体还进一步增大本体的内表面。

多孔性描述了本体的空腔体积与整个体积的比例并且由彼此连接以及与周边环境连接的所有空腔之和一起组成。在此情况下，不仅所谓的“开放的”多孔性而且“闭合的”多孔性都被考虑。

开放孔的本体提供了大的有用面用于吸收物质，因为其从外部可到达。其尤其是在催化剂技术中令人感兴趣。通常，使用催化剂以便提高反应的速度，而在此本身不被消耗。在该技术中多样地应用催化剂，尤其是在例如使用催化剂来净化废气的汽车工业中。

在使用开放孔的系统中，即例如使用催化剂时，物质在其他材料的表面上吸收或反应并且在那里富集。在此，在物理吸收和化学吸收之间区分。物理吸收可以是可逆的过程，使得被吸收的物质又可以脱附。而化学吸收由于形成共价键连接而不可逆，并且提供了将所吸收的分子牢固束缚到表面上的可能性。

在消毒元件具有带有高多孔性或外部引入的结构的接触区域并且因此具有大的内表面时，则表面具有催化特性。由于细菌在接触区域的表面上吸收和反应，所以细菌被杀灭并且失去了其有害健康的作用。

前面所描述的机制自然也在非多孔本体的外表面上发生，使得为增大内表面而将结构引入到其中的外表面同样用于吸收和反应并且也因此具有催化特性。

具有封闭的多孔性的本体譬如泡沫尽管也可以具有大的内表面，然而其不能从外部到达。该本体具有如下优点：其在相同的几何尺寸的情况下由于孔中的空气夹杂而会塞满大的体积并且在此具有小的密度和低重量。由于该原因，其特别良好地适于用作绝缘材料和包装材料、用于填塞部件的安装泡沫。金属泡沫附加地展现出良好的能量吸收能力，例如适用于覆盖和涂覆房屋墙壁。

为了确定本体的多孔性，使用了不同的方法。在此情况下广泛使用BET测量(Brunnauer、Emmett和Teller)，一种用于尤其是在多孔固体的情况下借助气体吸附对内表面确定尺寸的分析方法。固体的内表面在此由N₂吸附等温线来计算，该等温线在液态氮的沸点处被观察。通过对吸附曲线的相对分析获得了如下体积，其对应于对于单分子涂层所需的氮量。通过考虑对氮分子所需的面积可以确定样本的内表面。

另一可能性提供了所谓的汞孔隙度测试方法(也称为汞渗透或汞侵入)。这种技术与多孔材料的类型和形状无关地提供了关于多孔材料的孔体积和实际密度的可靠信息。该技术基于在施加压力时不润湿的液体汞侵入多孔系统中。借助压力于是计算相应的孔体积，由此可以计算本体的内表面。

为了能够将例如铜本体的内表面与其他本体的内表面比较，将内表面与本体的质量或体积相关。于是将其称作质量相关的或体积相关的比表面(spezifischeOberflaeche)。在第一情况下说明了如下比表面：一千克本体具有多少内表面(m²/kg)，在第二情况下其描述了每立方米的本体的内表面(m²/m³)。

总之，于是接触元件的较大的反应性表面可以通过如下方式实现：使用多孔材料，其提供了大的内表面。此外，接触元件的外表面可以通过结构化来改变，使得得到的外表面比本体的几何表面大数倍。

合乎目的地，消毒元件的接触区域具有至少1μm、尤其是10μm的厚度。这些尺寸是特别有利的，因为对于细菌的吸收需要一定的最小厚度。该最小厚度取决于细菌的大小。为了降低或近似完全防止在消毒元件上的细菌的有害作用，接触区域的厚度于是必须选择为使得细菌有足够的面积来进行反应。

在本发明的一个有利的扩展方案中，接触区域具有大于20％、尤其是大于50％的多孔性。由此保证基于铜的材料具有足够大的多孔性，使得细菌可到达的接触区域的内表面足够大，以便提高消毒效果。此外，多孔性并未过强地表现，以便不减弱消毒元件的稳定性。

优选地，消毒元件的接触区域具有用于构建增大的外表面的结构，其具有至少3μm的深度。通过选择所说明的最小深度，保证了例如具有通常大约1μm的大小的细菌如金黄色葡萄球菌可以渗入该结构中并且反应。

原则上，表面的结构可以不同地构建。有利地，接触区域的结构构建为交叉磨削结构。交叉磨削结构是通常施加到表面上的结构，因为其例如可以借助普遍已知的并且技术上可简单处理的珩磨(Hon)方法来引入。在交叉磨削结构的情况下获得在不同的方向上具有封闭的通道的磨削图。结构的深度可以通过使用工具(所谓的珩磨条托架(Honleisten))来影响，使得根据应用可以将结构以不同的深度引入到表面中。附加地，存在通过另外的方法如切割或者刻蚀将结构引入表面之一的可能性。

在本发明的另一有利的扩展方案中，接触区域施加到支承体上。该支承体可以以不同的方式构建。该支承体可以与接触区域同样地具有多孔性，但同样可能的是，该支承体由本身封闭的材料构成。在此情况下，提供了消毒元件由一块材料制造的可能性。

合乎目的地，支承体基于塑料和/或金属来制造。由此可以使用在许多利用这些原料的领域中。但此外也可以考虑基于其他材料如木材或石头的支承体。

优选，接触区域作为层施加到支承体上。通过使用涂覆方法将接触区域作为紧贴的层施加到支承体的表面上。在此，层的厚度可以变化并且与所需的要求匹配。

为了在支承体上实现薄的层，该薄层例如借助散布涂覆来施加，其中在涂覆方法中所使用的材料作为散布体精细地分布在溶剂中。散布体借助压缩空气被喷洒成雾并且均匀地喷射到基板上。该基板接着在炉中被加热使得形成薄的层。

此外，通过粉末熔槽法实现将接触区域作为层施加到支承体上。在粉末熔槽法的情况下，粉末在流化床中流化，并且在将加热的基板插入到流化床中时该基板以粉末浸润。这样，类似扩散体涂覆地形成薄的涂层。

在本发明的一个特别有利的实施中，消毒元件构建为膜。由此提供了如下可能性：将许多人接触的已有的接触面设置以消毒膜。

这种膜例如可以应用在公共交通工具中或者也可以应用在公共盥洗间，其每天被许多潜在地会传播病菌的人使用。同样在遵守严格卫生准则的医院中，通过使用消毒膜可以降低不可见的对健康有害的病原体的传播率。该膜原则上可以以任何所希望的尺寸来剪裁，例如其可以是矩形的、方形的或圆形的。但是也可以考虑特别适合客户期望和需求目的地剪裁。

合乎目的地，膜在至少一个侧上设置有粘合层。粘合层例如提供了重大优点：由此膜可以自动地被施加。因此，可以限制改型的费用，使得不需要更换现有的对象譬如门把手和在公共交通工具或马桶座圈中的其他接触面。此外，也可以降低私人的成本，因为通过粘合层可以自己施加。

示例性地，粘合层一方面可以作为双侧粘合带实施，另一方面同样可考虑的是，必须首先将粘合剂施加到膜上，以便随后例如可以施加到灯开关上。

附图说明

在下文中借助附图更为详细地阐述了本发明的实施例。在此：

图1在剖切视图中示出了消毒元件，其中仅仅接触区域具有多孔性，

图2示出了消毒元件的俯视图，以及

图3在剖切视图中示出了具有粘合层的消毒元件，其中接触区域和支承体都是多孔的。

具体实施方式

在图1中在剖切视图中示出了消毒元件1。消毒元件1在此构建为由接触区域2和支承体4组成的本体。接触区域2由铜制造并且作为涂层施加到支承体4上。该涂层借助粉末熔槽法来施加。

接触区域2具有外表面6，结构引入到该外表面中。该结构在此通过激光引入到表面中。借助激光例如可以将交叉磨削结构引入到表面中。在此，激光束将金属表面熔融并且使其部分蒸发，使得形成所希望的结构。该方法例如尤其适于小的表面。

外表面6已经提供了对于细菌和病菌的许多可能的吸收部位。附加地，接触区域2具有带有不同大小的孔8的高度多孔性。

通过孔8增大了内表面，即所有在接触区域2中包含的表面的总和。这除了从外部可看到的外表面6之外也包含所有在接触区域2中存在的表面，这些表面例如起源于孔8的边缘并且从外部不必一定可以看到。接触区域2于是总共提供了由前面所提及的各表面之和构成的大的内表面，用于吸附细菌和病菌并且因此也用于提高消毒效果。

支承体4如接触区域2那样也由铜制造。然而与接触区域不同，该支承体不具有孔，而是构建为金属格栅。可替选地，支承体4也可以基于其他金属，如铝或钢或基于塑料来制造。

图2示出了具有安置在外表面12上的结构14的消毒元件11的俯视图。该结构14构建为交叉磨削结构。交叉磨削结构14在此借助珩磨方法施加到外表面上并且提供了均匀的表面结构，其在此具有在不同方向上平行设置的通道。结构14可以通过增大或者缩小各个通道和/或改变在通道之间的距离来变化，使得外表面12的大小可以与所希望的情形匹配。

在图3中在剖切视图中示出了另一消毒元件21。整个消毒元件21在此由一块材料制造。接触区域22和支承体24都由铜制造，并且与图1不同，二者都具有孔26。通过这种实施形式，消毒元件21具有较小的密度并且相应地总体上具有更小的重量。

消毒元件21在图3中构建为膜。消毒元件21的接触区域22也如在图1中那样具有结构化的外部表面28，其通过刻蚀方法来引入。该方法特别良好地适于结构化小金属部分的外表面。例如酸应用为刻蚀剂，该酸在化学反应中改变了要刻蚀的材料，即例如氧化。

附加地，在支承体24上安置有粘合层30。粘合层30实施为双侧的粘合带。其能够实现将构建为膜的消毒元件21事后安置到对象上，譬如安置到如灯开关、门铃或马桶座的接触面上。此外，通过简单地操作设置有粘合层30的膜，例如可以极大地易化和有利于在私有住宅中的修改或改型。

附加地可能的是，接触区域22和支承体24具有不同的多孔性，其方式是例如由不同的材料制造。可替选地，接触区域22和支承体24的材料可以相同并且多孔性的差别通过两个部件的制造方法来实现。

支承体24可替选地也可以基于其他金属(如铝或钢)或基于塑料来制造，并且根据使用目的而多孔地存在或作为金属格栅存在。

附图标记表

1            消毒元件

2            接触区域

4            支承体

6            外表面

8            孔

11           消毒元件

12           外表面

14           结构

21           消毒元件

22           接触区域

24           支承体

26           孔

28           外表面

30           粘合层

Claims (10)

1.一种消毒元件(1，11，21)，具有基于铜的接触区域(2，22)，所述接触区域具有相比于外表面(6，12，28)增大的内表面。

2.根据权利要求1所述的消毒元件(1，11，21)，其中接触区域(2，22)具有至少1μm、尤其是10μm的厚度。

3.根据权利要求1或2所述的消毒元件(1，11，21)，其中接触区域(2，22)具有大于20％、尤其是大于50％的多孔性。

4.根据上述权利要求之一所述的消毒元件(1，11，21)，其中接触区域(2，22)具有带有至少3μm的深度的表面结构(14)。

5.根据权利要求4所述的消毒元件(1，11，21)，其中接触区域(2，22)的表面结构(14)构建为交叉磨削结构。

6.根据上述权利要求之一所述的消毒元件(1，11，21)，其中接触区域(2，22)被施加到支承体(4，24)上。

7.根据权利要求6所述的消毒元件(1，11，21)，其中支承体(4，24)基于塑料和/或金属来形成。

8.根据权利要求6或7所述的消毒元件(1，11，21)，其中接触区域(2，22)作为层施加到支承体(4，24)上。

9.根据上述权利要求之一所述的消毒元件(1，11，21)，其构建为膜。

10.根据权利要求9所述的消毒元件(1，11，21)，其中所述膜在至少一侧上设置有粘合层(30)。

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