DE69814321T2

DE69814321T2 - Antibakterielle metallische materialien und deren herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE69814321T2
Application number: DE69814321T
Authority: DE
Inventors: Shigeru; Materials Div. Sum -Advanced; Inoue; Materials Div. S -Advanced; Awano; Materials Div. Su -Advanced; Yazawa; Materials Div. Sumi -Advanced
Original assignee: Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Priority date: 1997-02-26
Filing date: 1998-02-26
Publication date: 2004-03-25
Anticipated expiration: 2018-02-27
Also published as: KR100530791B1; EP0926256B1; KR20000065000A; EP0926256A4; WO1998038349A1; JPH10237643A; DE69814321D1; HK1018632A1; EP0926256A1

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines mikrobiziden metallischen Materials und insbesondere wirtschaftliche Verfahren zur Herstellung metallischer Materialien mit ausgezeichneten mikrobiziden Eigenschaften.
Dabei schließt der in dieser Beschreibung verwendete Begriff "mikrobizid" auch "fungizid" und "algizid" ein.
Stand der Technik
Herkömmliche metallische Materialien werden in einer großen Vielfalt von Geräten eines Typs eingesetzt, der keimfrei und hygienisch sein muss. Der Grund dafür besteht darin, dass sie nicht nur gegenüber reinigenden und desinfizierenden Behandlungen beständig sein müssen, sondern auch, dass die Metalle selbst eine mikrobizide Wirkung besitzen, die als oligodynamischer Effekt bekannt ist.
Die oligodynamischen Wirkungen beispielsweise von Quecksilber (Hg), Silber (Ag), Kupfer (Cu), Zink (Zn), Nickel (Ni), Chrom (Cr), Eisen (Fe) und Molybdän (Mo) sind bekannt, wobei Quecksilber und Silber eine ausgeprägte Oligodynamie haben.
Jedoch kann Quecksilber nicht als metallisches Material verwendet werden, da es bei Raumtemperatur flüssig ist, und, obwohl Silber als metallisches Material verwendet werden kann, ist es teuer, in der Lage, dunkel anzulaufen und weich, was Nachteile sind, die seine Anwendungsmöglichkeiten beschränken. Andere Metalle besitzen schwächere mikrobizide Eigenschaften als Silber.
In JP-A-56-81666 ist ein farbiges hartes Uhrengehäuse offenbart, das aus einer Legierung aus 30 bis 50% Cr, 3 bis 6% Al und einem Rest aus Ni und unvermeidlichen Verunreinigungen besteht. Das Uhrengehäuse wird durch Härten des aus der Legierung bestehenden Gehäuses, Plattieren mit einem Edelmetall (beispielsweise Gold, Silber, Platin oder eine ihrer Legierungen), um eine Planierung mit einer Dicke von 0,5 bis 10 μm zu bilden, und Wärmebehandlung des plattierten Uhrengehäuses bei einer Temperatur, die gleich oder niedriger als die Härtungstemperatur ist, um zu bewirken, dass das plattierte Metall in die Legierung des Uhrgehäuses diffundiert, hergestellt. Das erhaltene plattierte und wärmebehandelte Uhrengehäuse muss vollständig mit der Edelmetall- oder Legierungsschicht plattiert sein, weshalb die Oberfläche der eigentlichen Gehäuselegierung verborgen bleibt.
Im GB-Patent Nr. 1 093 358 ist ein Verfahren zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit von Hochtemperaturbasislegierungen offenbart. Das Verfahren umfasst das Abscheiden einer Silberschicht auf der Legierungsoberfläche und anschließend die Wärmebehandlung der aufgebrachten Legierung, um eine Diffusion wenigstens des größten Teils des Silbers in die Legierung zu bewirken, Abscheidung einer Nickelschicht auf der behandelten Legierungsoberfläche, Abscheidung einer Aluminiumschicht auf dem Nickel und Diffusion von Aluminium in die Nickelschicht, um eine Nickel-Aluminium-Schicht zu bilden. Das resultierende beschichtete Legierungsmaterial muss mit der Ni-Al-Schicht überzogen sein, weshalb das diffundierte Silber keine bakterizide Wirkung haben kann und die Oberfläche des Grundlegierungsmaterials nicht zu sehen ist.
Deshalb liegt der Erfindung als Aufgabe zugrunde, mikrabizide metallische Materialien, die erhalten werden, indem Nichtsilbermaterialien, die wirtschaftlicher hergestellt werden können, dem Silber äquivalente mikrobizide Eigenschaften verliehen werden, und Verfahren zu ihrer Herstellung bereitzustellen.
Beschreibung der Erfindung
Das mikrobizide metallische Material, das durch das in Patentanspruch 1 beschriebene Verfahren hergestellt wird, ist dadurch gekennzeichnet, dass Silberatome mit einer Konzentration von 0,5 bis 10 000 ppm in eine Oberflächenschicht des metallischen Materials diffundiert sind.
In einem durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellten mikrobiziden metallischen Materials hat die Oberflächeschicht des metallischen Materials, in welche die Silberatome diffundiert sind, vorzugsweise eine Dicke von 30 μm oder weniger.
In einem durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellten mikrobiziden metallischen Material sind die Silberatome in der Oberflächenschicht des metallischen Materials derart dispergiert, dass ein Teil des Silbers, der Silberlegierung oder der Silberverbindung sich an der Oberfläche des metallischen Materials befindet.
Das verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen mikrobiziden metallischen Materials ist gekennzeichnet durch die Diffusion von Silberatomen von der Oberfläche in ein metallisches Material in der Hitze, um eine von Silberatomen durchsetzte Oberflächenschicht zu bilden, und die Entfernung des äußeren Teils der mit Silberatomen durchsetzten Oberflächenschicht, um eine Oberfläche des metallischen Materials zu erzeugen, auf und in welcher die Silberatome mit einer Dichte von 0,5 bis 10 000 ppm verteilt sind.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt einen Querschnitt, der den Zustand der Verteilung von Silberatomen in einer Ausführungsform eines entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten mikrobiziden metallischen Materials veranschaulicht.
2 zeigt ein Diagramm, das die Verteilung der Konzentration der Silberatome in einer Ausführungsform der im Beispiel 1 beschriebenen rostfreien Stahlscheren veranschaulicht.
3 zeigt ein Diagramm, das die Verteilung der Konzentration der Silberatome in einer Ausführungsform der in Beispiel 2 beschriebenen Stahlklinge veranschaulicht.
Beste erfindungsgemäße Ausführungsform
Anschließend werden erfindungsgemäße Ausführungsformen näher erläutert.
Wie in 1 gezeigt, befinden sich in einem entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten metallischen Material 1 mit mikrobiziden Eigenschaften Silberatome 2, die durch seine Oberflächenschicht mit einer Silberkonzentration von 0,5 bis 10 000 ppm diffundiert sind, wobei die höchste Konzentration an der Oberfläche 3 anzutreffen ist, und diese zum Inneren hin abnimmt, sodass die Silberatome 2 im Wesentlichen nur ab der Oberfläche des metallischen Materials bis zu einer Tiefe im Bereich von 5 bis 30 μm nachgewiesen werden, und das metallische Silber, die Silberlegierung oder Silberverbindung, das/die die Silberatome 2 enthält, sich an der Oberfläche 3 befindet. (In dieser Beschreibung werden mit "Silberatomen" nicht nur "metallisches Silber", sondern auch die Silberatome der Silberlegierungen und Silberverbindungen bezeichnet.) Ist die Silberkonzentration in der Oberflächenschicht des metallischen Materials höher als 10 000 ppm, besteht die Gefahr einer Veränderung der Festigkeit oder Korrosionsbeständigkeit des metallischen Materials 1, während es bei einer Konzentration von unter 0,5 ppm unmöglich wird, die mikrobiziden Eigenschaften der Oberfläche des metallischen Materials als Ganzes auf einem brauchbaren Niveau zu halten.
Werden die Silberatome 2, die als die mikrobizide Komponente dienen, jenseits einer Tiefe von 30 μm ab der Oberfläche verteilt, werden diese Silberatome 2 wenig Einfluss auf die Stärke oder Schwäche der mikrobiziden Eigenschaften der Metalloberfläche haben. Jedoch wird bei metallischen Materialien, die starkem Abrieb ausgesetzt sind, eine größere Diffusion des Silbers in das Innere den Verlust an mikrobiziden Eigenschaften minimieren, der durch den Abrieb an der Metalloberfläche verursacht wird.
Die Metalle, denen mikrobizide Eigenschaften verliehen werden sollen, sind nicht besonders beschränkt, Beispiele dafür umfassen Eisen, rostfreien Stahl und Aluminiumlegierungen, und sie können beispielsweise mit Nickel, Chrom, Zinn, Zink und Aluminium beschichtet werden, die Metalle mit schwächerer oligodynamischer Wirkung als Silber sind.
Da die entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten mikrobiziden metallischen Materialien ausgezeichnete mikrobizide Eigenschaften besitzen, können sie als verschiedene Typen metallischer Materialien verwendet werden, die gute mikrobizide Eigenschaften erfordern, einschließlich denen, die beispielsweise in medizinischen Instrumenten (beispielsweise Scheren, Pinzetten, Nadeln, Skalpelle, Zangen und Schalen), Küchengeräten (beispielsweise Abtropfbretter, Abtropfsiebe, Ausgüsse und Filtersiebe), Geschirr (beispielsweise Tassen und Teller), Zubehörteilen für den Hausbau (beispielsweise Handläufe, Türgriffe, Badewannen und Metallbeschläge), Klingen (beispielsweise Küchenmesser, Messer, Schneidgeräte und Sägen), Industrieausrüstungen (beispielsweise Tanks und Behälter) und Griffen verwendet werden.
Da bei dem durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellten metallischen Material 1, das auf die weiter oben beschriebene Weise mit mikrobiziden Eigenschaften ausgestattet worden ist, die Silberatome 2 nur in die Oberflächenschicht des metallischen Materials diffundiert sind, kann die verwendete Menge des Silbers, der Silberlegierung oder Silberverbindung optimiert werden, wobei es auf die Eigenschaften des metallischen Grundmaterials praktisch keine nachteilige Wirkung gibt, und selbst wenn die Oberfläche 3 des metallischen Materials 1 etwas Abrieb unterliegt, kein Verlust der mikrobiziden Eigenschaften auftritt, da die Silberatome 2 in der Oberflächenschicht an der Oberfläche erscheinen und ihre mikrobiziden Eigenschaften entfalten.
Dieses mit mikrobiziden Eigenschaften versehene metallische Material 1 behält die mikrobiziden Eigenschaften der Silberatome 2 und kann diese wirksam entfalten, wobei weniger Silber eingesetzt wird, was in niedrigeren Kosten resultiert.
Herstellungsverfahren
Das Verfahren (1) zur Herstellung eines erfindungsgemäßen mikrobiziden metallischen Materials umfasst die Diffusion von Silberatomen von der Oberfläche des metallischen Materials in die Oberflächenschicht des metallischen Materials.
Dabei kann die Diffusion der Silberatome beispielsweise durch eines der beiden folgenden Verfahren erfolgen.

(1) Auf der Oberfläche des metallischen Materials wird eine Silberatome enthaltende Beschichtung, die Silber, eine Silberlegierung oder eine Silberverbindung enthält, gebildet und einer Wärmebehandlung bei einer Temperatur von beispielsweise 100 bis 1 200°C unterworfen, bei welcher das metallische Grundmaterial nicht beeinträchtigt wird.
(2) Auf der Oberfläche des metallischen Materials wird eine Silberatome enthaltende Beschichtung, die Silber, eine Silberlegierung oder eine Silberverbindung enthält, gebildet und einer Wärmebehandlung bei einer Temperatur von beispielsweise 100 bis 1 200°C unterworfen, bei welcher das metallische Grundmaterial nicht beeinträchtigt wird, wobei ein Druck ausgeübt wird.

Vor der Stufe der Diffusion der Silberatome wird vorzugsweise die Oberfläche des metallischen Materials, die mit der Silberatome enthaltenden Beschichtung überzogen werden soll, vollständig gereinigt, um Verschmutzungen zu entfernen. Auch kann vor der mikrobiziden Behandlung die Oberfläche des metallischen Materials durch beispielsweise Emaillieren und Plattieren vorbehandelt werden.
Die Silberatome enthaltende Beschichtung, die Silber, eine Silberlegierung oder eine Silberverbindung enthält, kann auf der Oberfläche des metallischen Materials durch beispielsweise ein Verfahren zum Aufbringen einer Beschichtungslösung oder durch Chemical Vapor Deposition, CVD, Ionenplattieren, Sputtern, Flammspritzen und Plattieren gebildet werden.
Die Beschichtungslösung wird hergestellt, indem feine Teilchen aus Silber, Silberlegierung oder Silberverbindung in Wasser oder einem organischen Lösungsmittel wie Cellosolve dispergiert oder gelöst werden, wobei das Vermischen mit einem Tensid für die Verbesserung der Benetzbarkeit der Oberfläche des metallischen Materials erwünscht ist. Beispiele für Silberverbindungen umfassen organische Silberverbindungen wie Silbercitrat und Silberlactat und anorganische Silberverbindungen wie Silberchlorid, -sulfid, -oxid und -sulfat.
Die Konzentration der mikrobiziden Komponente wie Silber in der Beschichtungslösung beträgt vorzugsweise 0,01 bis 10 Gew.-% Silberatome, da bei einer Konzentration von unter 0,01 Gew.-% genügende mikrobizide Eigenschaften nicht erhalten werden können, während, wenn sie mehr als 10 Gew.-% beträgt, sich ein Schmelzfilm aus der mikrobiziden Komponente auf der Oberfläche des metallischen Materials bildet, wodurch die Wahrscheinlichkeit einer Restverschmutzung steigt.
Die Teilchengröße der Silberkomponente oder anderen mikrobiziden Komponente in der Beschichtungslösung als Kolloid beträgt nicht mehr als 10 μm und besonders bevorzugt nicht mehr als 0,1 μm, da dies unter dem Gesichtspunkt des Erreichens eines überlegenen Diffusionsvermögens in die Oberflächenschicht des metallischen Materials am wünschenswertesten ist. Hinsichtlich des Verfahrens zum Aufbringen der Beschichtungslösung gibt es keine Beschränkungen, beispielsweise können Streichen, Tauchen und Aufsprühen angewendet werden.
Auch das Wärmebehandlungsverfahren ist nicht besonders beschränkt, so kann es geeigneterweise aus Verfahren der Widerstandserwärmung, Wechselstromhochfrequenzerwärmung und der elektrischen Erwärmung des metallischen Materials selbst ausgewählt werden. Wird die Silberatome enthaltende Beschichtung unter Anwendung von CVD, Sputtern, Flammspritzen oder einem ähnlichen Beschichtungsverfahren gebildet, in welchem das Substrat (metallisches Material) im erwärmten Zustand behandelt wird, ist die Wärmebehandlung auf die weiter oben genannte Temperatur von 100 bis 1 200°C nicht immer erforderlich.
Die Atmosphäre der Wärmebehandlung ist nicht besonders beschränkt, wobei aber die Verwendung einer nicht-oxidierenden Atmosphäre wie einer Argonatmosphäre bevorzugt ist, um mögliche Einflüsse auf das metallische Material zu vermeiden.
Der Zeitraum der Wärmebehandlung wird von der Qualität des metallischen Materials und der Diffusionstiefe der Silberatome bestimmt, beträgt aber normalerweise einige Minuten bis etwa 100 Stunden. So reichen beispielsweise bei rostfreiem Stahl etwa eine Stunde bei einer Wärmebehandlungstemperatur von 380°C und 20 bis 40 Minuten bei 820°C aus.
Die Wärmebehandlungsstufe kann dieselbe wie die bei der Herstellung des metallischen Materials sein. So kann beispielsweise, wenn das Silber, die Silberlegierung oder die Silberverbindung auf der Oberfläche des metallischen Materials vor einer Wärmebehandlungsstufe durch beispielsweise Glühen und Vergüten vorbeschichtet wird, diese als Wärmebehandlungsstufe für das mikrobizide metallische Material dienen.
Die Silberatome können in die Oberflächenschicht des metallischen Materials durch eine Druckbehandlung zusammen mit der Wärmebehandlung diffundieren gelassen werden.
Diese Druckbehandlung kann beispielsweise durch Walzen, hydrostatisches Pressen und Behandlung im Autoklaven durchgeführt werden.
Das Verfahren (2) zur Herstellung des erfindungsgemäßen mikrobiziden metallischen Materials umfasst die Ionenimplantation von Silberatomen in die Oberflächenschicht des metallischen Materials.
Bei der Ionenimplantation wird das Silber, die Silberlegierung oder die Silberverbindung erhitzt, um die Silberatome für die Ionisierung zu verdampfen, wonach diese auf 10 bis 100 eV beschleunigt und als Strahlung auf die Oberfläche des metallischen Materials zum Implantieren in dessen Inneren geschickt werden.
Dabei kann die Implantationsrate der Silberionen etwa 10¹³ bis 10¹⁷ Ionen/cm² betragen, was eine Silberatomkonzentration von 0,5 bis 10 000 ppm in der Oberflächenschicht des metallischen Materials liefert.
Für eine tiefere Diffusion der Silberatome in die Oberflächenschicht des metallischen Materials kann es bei der Ionenimplantation erforderlich sein, dass auf diese eine Wärmebehandlung bei einer Temperatur folgt, durch welche das metallische Grundmaterial nicht beeinträchtigt wird. Auch ist es für die Behandlung der Oberfläche des metallischen Materials bevorzugt, dass diese vor Implantation der Silberatome entsprechend gewaschen wird, um Verschmutzungen zu entfernen. Vor der mikrobiziden Behandlung kann die Oberfläche des metallischen Materials auch durch beispielsweise Emaillieren und Plattieren vorbehandelt werden.
Wenn sich ein Schmelzfilm aus Silber oder einer anderen mikrobiziden Komponente gebildet hat oder auf der Oberfläche des metallischen Materials nach der H Wärmebehandlung oder Ionenimplantation des metallischen Materials zurückgeblieben ist, kann die Oberfläche des metallischen Materials mit einer starken Säure wie Salzsäure, Salpetersäure oder Schwefelsäure gewaschen oder bis in eine Tiefe von 1 bis 2 μm poliert werden, um den Schmelzfilm oder die Verunreinigungen zu entfernen.
Da die Silberatome in die Oberflächenschicht des metallischen Materials diffundieren, gehen die mikrobiziden Eigenschaften nicht verloren, selbst wenn der oberste Teil der Oberflächenschicht entfernt wird, sodass die ursprünglichen zufriedenstellenden mikrabiziden Eigenschaften entfaltet werden können.
Beispiele
Es folgen konkrete Beispiele für mit mikrobiziden Eigenschaften versehene metallische Materialien.
Beispiel 1: Mikrobizide Scheren aus rostfreiem Stahl
Durch Zugabe eines kommerziell erhältlichen Tensids mit 0,5% zu einer 1%igen wässrigen Silberlactatlösung wurde eine Dispersion der Silberverbindung hergestellt. In diese Dispersion wurden Scheren aus rostfreiem Stahl getaucht, um die Dispersion der Silberverbindung mit 0,01 g/cm² Silberatome anhaften zu lassen, wonach nach Trocknung bei Raumtemperatur die Scheren 30 Minuten lang bei einer Temperatur von 400°C wärmebehandelt und anschließend mit 5%iger Salzsäure gewaschen wurden, um mikrobizide Stahlscheren aus rostfreiem Stahl zu erhalten.
Der Zustand der Diffusion des Silbers in der Oberflächenschicht der mikrobiziden Scheren aus rostfreiem Stahl wurde durch GDMS (Glimmentladungsmassenspektroskopie) analysiert, wobei 2 000 ppm Silberatome in der äußersten Oberfläche und auch das Vorhandensein von Silberatomen bis zu einer Tiefe von etwa 20 μm nachgewiesen wurde. In 2 ist der Zustand der Silberatomverteilung in der Oberflächenschicht der mikrobiziden Scheren aus rostfreiem Stahl gezeigt.
Beispiel 2: Mikrobizide Stahlklinge
Nach Ausbildung eines dünnen Silberfilms (0,01 μm Dicke) durch Sputtern auf der Oberfläche einer Stahlklinge wurde diese eine Minute lang bei einer Temperatur von 900 °C wärmebehandelt und anschließend die äußerste Oberfläche der Klinge bis auf eine Tiefe von etwa 2 μm entfernt, um eine mikrobizide Stahlklinge zu erhalten.
Der Diffusionszustand des Silbers in der Oberflächenschicht der mikrobiziden Stahlklinge wurde durch GDMS analysiert und das Vorhandensein von Silberatomen mit 200 ppm in der äußersten Oberflächenschicht und das Vorhandensein von Silberatomen bis zu einer Tiefe von etwa 10 μm nachgewiesen. In 3 ist der Zustand der Silberatomverteilung in der Oberflächenschicht der mikrobiziden Stahlklinge gezeigt.
Beispiel 3: Mikrobizider nickelchromplattierter Griff
In die Oberfläche eines gusseisernen Griffs mit einer Nickel-Chrom-Plattierung auf der Oberfläche wurden Silberatome ionenimplantiert, wonach mit 5%iger Salzsäure gewaschen wurde, um einen mikrobiziden nickelchromplattierten Griff zu erhalten.
Der Diffusionszustand des Silbers in der Oberflächenschicht des mikrobiziden nickelchromplattierten Griffs wurde durch GDMS analysiert und das Vorhandensein von Silberatomen mit 50 ppm in der obersten Oberflächenschicht und bis zu einer Tiefe von etwa 10 μm nachgewiesen.
Mikrabizide Bewertung der Erzeugnisse aus metallischem Material der Beispiele 1 bis 3
Die mikrobiziden Eigenschaften der in den Beispielen 1 bis 3 erhaltenen metallischen Materialien wurden untersucht und durch den Filmhaftungstest bewertet, der von der Silver and Other Inorganic Antimicrobial Agent Research Group aufgestellt worden ist.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.
Die Vorgehensweise des Filmhaftungstests war wie folgt. "Verschiedene mikrobielle Lösungen, die Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis, Bacillus pneumoniae, Salmonella bzw. Pseudomonas enthielten, wobei jede Zubereitung eine normale Kulturbrühe umfasste, die auf eine Konzentration von 1/500 verdünnt worden war und eine Bakterienkonzentration von etwa 10⁵ CFU/ml hatte, wurden mit der jeweiligen Probe mit einem Anteil von 0,5 ml auf 25 cm² in Berührung gebracht, wonach ein Polyethylenfilm mit derselben Größe wie die Probe auf der Bakterienlösung angeordnet wurde.
Nach 24stündiger Kultivierung der Bakterien bei einer Temperatur von 35°C wurden die überlebenden Zellen nach der Agar-Platten-Methode ausgezählt."
Wie Tabelle 1 zu entnehmen, hatten alle getesteten Bakterienspezies auf den erfindungsgemäßen mikrobiziden metallischen Materialien weniger als 5 Zellen, die überlebten, wodurch ein deutlicher Unterschied zu den unbehandelten Erzeugnissen nachgewiesen wurde.
Die durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellten mikrobiziden metallischen Materialien können adäquate mikrobizide Eigenschaften durch die Diffusion von Silberatomen mit einer Konzentration von 0,5 bis 10 000 ppm in die Oberflächenschicht des metallischen Materials zeigen. Werkzeuge und Geräte, die aus solchen metallischen Materialien hergestellt sind, können deshalb ein zufriedenstellendes Maß an Keimfreiheit und Hygiene bieten, das für solche Werkzeuge und Geräte erforderlich ist.
Außerdem können, wenn die Dicke der mit Silberatomen durchsetzten Oberflächenschicht des durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellten metallischen Materials 30 μm oder weniger beträgt, die metallischen Materialien mit einem geringeren Silberverbrauch und dennoch mit den erforderlichen mikrobiziden Eigenschaften hergestellt werden, wodurch Kosten eingespart werden.
Weiterhin ist es möglich, indem ein Teil des Silbers, der Silberlegierung oder der Silberverbindung an der Oberfläche der Oberflächenschicht des erfindungsgemäßen mikrobiziden metallischen Materials frei liegt, wirkungsvolle mikrobizide Eigenschaften zu entfalten, ohne dass dabei Eigenschaften des Grundmaterials verlorengehen, wobei das mikrobizide metallische Material mit einem geringeren Silberanteil hergestellt werden kann.
Darüber hinaus werden gemäß dem Verfahren (1) zur Herstellung eines mikrobiziden metallischen Materials, das durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellt wird, Silberatome von der Oberfläche des metallischen Materials in die Oberflächenschicht des metallischen Materials diffundiert, was die Herstellung eines beständigen mikrobiziden metallischen Materials mit einem niedrigeren Silberanteil erlaubt und auch die Kosten des mikrabiziden metallischen Materials senkt.
Ferner werden gemäß dem Verfahren (2) zur Herstellung eines erfindungsgemäßen mikrobiziden metallischen Materials Silberatome in die Oberflächenschicht des metallischen Materials ionenimplantiert, sodass wirksame mikrobizide Eigenschaften mit einem sehr niedrigen Silberanteil erhalten werden können, wodurch die Produktionskosten für das mikrobizide metallische Material effizient gesenkt werden.
Des Weiteren erlaubt in beiden Herstellungsverfahren (1) und (2) für die erfindungsgemäßen mikrobiziden metallischen Materialien eine sukzessive Entfernung eines Teils der Oberflächenschicht die effiziente Entfernung von Schmelzfilmen und Verunreinigungen, die sich auf der Oberfläche des mikrobiziden metallischen Materials gebildet haben, ohne dabei die mikrobiziden Eigenschaften zu verschlechtern.
Industrielle Anwendbarkeit
Die erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren ermöglichen die effiziente und wirtschaftliche Bereitstellung metallischer Materialien mit ausgezeichneten lang anhaltenden mikrobiziden Eigenschaften.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines mikrobiziden metallischen Materials, das die Diffusion von Silberatomen von der Oberfläche in ein metallisches Material in der Hitze, um eine von Silberatomen durchsetzte Oberflächenschicht zu bilden, und die Entfernung des äußeren Teils der mit Silberatomen durchsetzten Oberflächenschicht umfasst, um eine Oberfläche des metallischen Materials zu erzeugen, auf und in welcher die Silberatome mit einer Dichte von 0,5 bis 10 000 ppm verteilt sind.
Verfahren zur Herstellung eines mikrobiziden metallischen Materials nach Anspruch 1, wobei die Silberatome in der mit ihnen durchsetzten Oberflächenschicht ab der Oberfläche des metallischen Materials nur bis zu einer Tiefe von 5 bis 30 μm nachgewiesen werden.
Verfahren zur Herstellung eines mikrobiziden metallischen Materials nach Anspruch 1 oder 2, wobei in der Entfernungsstufe der äußere Teil der mit Silberatomen durchsetzten Oberflächenschicht bis zu einer Tiefe von 1 bis 2 μm poliert wird, um einen Schmelzfilm und auf der Oberfläche des metallischen Materials gebildete Verunreinigungen zu entfernen.