TW201100556A - Method for antibacterial stainless steel fine burn-out casing - Google Patents

Description

201100556 五、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 =發月有關於—種抗g不軸精密脫麟造鑄件之方 顯她_婉絲 爐前將稀土元素加入5& u山 麻巾’即可義騎賴鑄絲程 來/几％疋成抗函不銹鋼之鑄件。 【先前技術】

〜傳統之不銹鋼鑄件’大都採用細系列或働系列 之不銹鋼基H料強賴但抗故抗雜能力顯然不 足口此右用於餐鍋刀具、醫療器械或食品機械設備等與人 體接觸或提供伽之鑄件上，容易滋生細肢不耐舰，所 以使用效率及壽命料佳，尤其安錄堪虞。至於目前應用 於抗菌之獨鋼產品，依财製造方法可分為下述幾種： ㈠表面塗層抗菌獨鋼：係為—種光觸媒的塗漆不鱗鋼 板’可分為錢及無機塗漆不_板，其主要採用喷 塗法將分散有-定粒度氧化鈦粉_系無機塗料喷塗 固定於不細板表社’塗層厚度約2〜4卿對於大 腸桿菌和黃色葡萄球菌的抗菌效果極佳，也具有防霉 效果’但最大的缺失是不能夠長期保持其抗菌效果。 (二)金屬複合抗菌不錄鋼：主要都是用於必需具備抗菌性的 廚廣用菜刀及剪刀等，而此種複合刀具係從暴露的銅 層部分溶出銅離子來發揮其抗菌性，且表層材料較 201100556 軟’所以容易複合和研磨 、❹卫該硬合材料之勒性高， 並由於銅層的冷卻效果 ^ 丨料’ “刀Π部騎的淬火硬 度，但添加銅的抗菌不銹鋼必須多處理手 續，相對也增加製造成本。

(三)表面改性抗菌不_ :主要採用SPutter、PVD、CVD 方式於不錢鋼表層形成抗面層，目前較進步係採用微 ㈣射硬化法進行抗菌層生成，其係將銅或銀微粒離 子化後:再利用高壓嘴射到不錄鋼表面，形成抗菌表 層’但最大缺失在於材料尺寸、大小受限於製造設備 的尺寸’若要進行連續性生產仍有的難度。 ⑻添加抗g元素之抗財所有的材觸發最終仍是 有使用壽命上的限制，所以若能添加抗菌元素於基材 内才是最佳的選擇，因為其抗菌時效最長且抗菌效果 最佳’尤其不會有鑛層剝落的情形發生，更不會因磨

損而減少抗菌力，並可保有不錢鋼本身特性及具高度 安全性。 & 【發明内容】 本發明係有關於一種抗菌不銹鋼精密脫腊鑄造鑄件之 方法，其係利用雙相不銹鋼材料，添加銀在大氣熔煉，形成 抗韌不錄鋼合金，並在出爐之前將稀土元素添加至鋼水中， 然後配合精密脫腊鑄造流程，將抗菌不銹鋼鋼水濤鑄在產品 忒獏中，完成後之鑄品再經過熱處理，使其材質均勻化。且 201100556 本發明採用雙相不錄鋼基材，不同於系列或·系列之 不銹鋼基材，所以炫煉過程中加入銀的時機佔有極重要關 鍵’再配合出财添加稀土元素，可使麟之鑄品具有極佳 之抗菌、顺功效。林係為—種抗狀合金㈣，因此不 :有鍍層剝_因磨損而影響其抗g效果，對於餐銷刀具、 、械或食品機械設解皆料顧，安全性又高，並提 高產品使用壽命，而能增加產品的附加價值。 【實施方式】

百明參閱第-圖所示，係本發明之流程圖，先選用 雙相不_之歸11，做為輯合奴難，該雙相不錄 鋼係同時具有肥粒鐵相及沃斯田鐵相的組織型態，而炼練 13過程中係施以液態氬氣12，可以保護，用來防止金屬表 城生反應現象，而在熔煉雜中，銀14的添加時機佔有 -極重要目素’其必f在雙相不轴紐丨1騎 一半時’先行將電源關，然後馬上將銀14加人至鋼水中， 利用祕的添加方式，可㈣免高週波爐之_作用，使銀 14漂浮於鋼水的表面，造成不均勻之現象。至於當鋼水炫 、13完成即將出爐16之前，在鋼水中添加有稀土元素15, 可以幫助加入之銀14的均勻分布。 其次’請仍然參_-騎示，本發明之雙相獨鋼的 、煉方式，有別於-般真空崎之製造方式，㈣採用大氣 炫煉’因此可時供未來大型鋼廠進行大量與連續性生產具 201100556 功能之雙相不_產品。至於當雙相鈽鋼鋼水炫煉 、生。"成後，係經由精密脫腊鑄造2的方式，完成產品之製 k。且顧品係_雙相不_ u添 鋼，而有抗菌之功效。 4之。金· 至於補密脫腊鑄造流程，請繼續參_二圖所示 依欲製造之產品設計金屬模21，然後製造金屬模22，接著 〇 進订射腊23，其係將腊射入金屬模中（銘模），此時腊係為 液狀’待冷卻凝固後成形。將成形後之腊的毛 体 腊24動作，織物義，麟姻接形2 系統後，即可進行沾浆26 ’其係將腊模沾一層裝（馬來裝） 後再沾—層砂（絲砂），《數錢即形歧模27。而已 乾燥完成之殼模27必需進行脫腊28動作，完成後再進行私 模燒結29，接著即進行澆鑄3_，冷卻後即可將鱗物成又 〇 形，此時則藉由外力完成脫殼3卜然後將成品與洗口系統 分離（即切洗口 32)，因切澆口 32時舍吝^ 4 A … 宵度玍乇邊，所以需 再行整修33將其去除，最後進行品管檢查^後即 35 ° 接著，«精密脫腊製程，兹再詳細朗如下，古亥金屬 模完成後（配合成品造型開設），將腊射入金屬模^固成 形’而該腊液溫度在攝氏53t左右。當腊模進^、占毅動乍 時，除了先沾一層漿後再沾一層砂，且必需放置4 ^

乾燥，然後重覆5〜6次，以達到一定> M 爻厚度，待全部乾燥 201100556 完成後即形成殼模27，當進行脫腊28時，請參閱第三圖所 不，藉由一蒸氣箱4設備，將殼模27置於台車40上推入蒸 氣箱4内，再利用蒸氣將腊溶化，使殼模27形成中空狀。 至於，脫腊28後之殼模27，仍會有殘留之腊或水份在 殼模27内，所以必須將其完全去除，請配合參閱第四圖所 示，將设模27置入於燒爐5中，該燒爐5内之燒結溫度需 保持在攝氏1〇5〇 c〜1100¾，且至少要燒結1小時以上， 〇 才能將殘留的腊及水份完全燒掉去除。 當完成燒結之殼模27即可進行澆铸30作業 ’而該進行 澆鑄30的鋼液，並非習用300系列或400系列之不銹鋼基 材，而係採用雙相不銹鋼，且為達抗菌目的，係添加有銀之 不銹鋼合金設計。所以選定肥粒鐵加沃斯田鐵系22〇5雙相 不銹鋼，其係採用大氣熔煉的製造方式，並在熔煉過程中施 崎態統倾’可防止金屬表面反舰象。至於在溶煉過 〇 程巾’何時加人銀佔有極重要因素。因本發冊、採用高週波 爐，藉由高週波熔煉時之攪拌作用，會使銀浮於鋼水之表面 造成部份不均勻，所以為防止此一現象，係在2205雙相不 銹鋼輯至—半時，必f將高週波爐之電源_，並馬上將 銀加入鋼水中。且為幫助銀的分布均勻性，係再加入有稀土 元素而該稀土元素之添力口方式，係在鋼水即將出爐之前添 加至鋼水中再出爐進行澆鑄。 另外’本發明利用雙相不銹鋼加入銀及稀土元素之抗菌 201100556 不鎮鋼σ金，城菌獨鋼抗祕測試效果極佳。實驗係使 用薄膜密著法⑽ζ 2謝）以之試片表面敷上〇.恤 之菌液在培養皿巾進行戰，如紅圖所示，該培養皿6内 部放置該實驗試片6〇,但賊片6Q底端財—槪塾薄膜 61，而試片60表面敷上試驗之菌液62再於頂端面覆蓋_層 PE薄膜63進行測試。而抗菌率之計算公式為（開始生菌數 —24小時後生菌數）/開始時生菌數劇％。 依照實驗結果該則分縣原不_騎及雙相不錄 鋼添加銀之合金基材，當縣上大腸涵之®液62 (如 第六圖所示），該基材原始敷上之菌數為㈣5 (CFU/mi)， 經過24小時培養後之菌數為5. 2xl〇s，毫無抗菌之效果。但 加入有銀之雙相不錢鋼基材，_上之_ 4χ⑽菌數，經 過24小時後’殘留之菌數僅有數信至數什之間（配合參閱 第七圖所示）’抗菌效果極佳，且依照添加銀之含量，當超 過〇. 2%以上時，抗菌率已達到卯％以上。而當用於測試黃 金葡萄球g之抗ϋ結果（配合參财八、九圖所示），其結 果仍然與大腸桿菌-樣’原基材敷上4xl〇s之原始菌數，經 過24小時培養後之菌數為6. _6，同樣不具減菌之效果。 然當使用雙相獨鱗加銀之合金紐時，經過24小時培 養後之菌數大概只剩數仟，減菌率幾達99%以上。 由於本發明係為雙相合金鋼之設計，抗菌及抗蝕性之效 果極佳’而不同於傳統抗菌不勒之製造方法，因此非常適 201100556 宜使用在炊具食品加工機械、餐鋼、衛浴設備及醫療琴材 等，或飲用水管道及淨水系統等，並能利用現成技術開發肥 粒鐵系及麻田散鐵系抗菌不錢鋼等刀具產品。且本發明綜人 了材料設計、鑄造製程技術與熱處理，與傳統鑄造製程相 比，技術層面較高，且產品具有獨特之性質，係為高附加價 值之鎊件。 綜上所述，本發明藉由雙相不銹鋼以大氣熔煉方式，並 〇 添加銀及稀土元素’使其達到抗菌及抗腐蝕之功效，再配合 精密脫腊鑄造技術，使產品達到抗菌及抗钮之目的，不僅較 傳統不錄賴品為優，且並未發現有相同之產品核准專利在 先，當已符合專利之要件，爰依法提出專利申請。 【圖式簡單說明】 弟一圖係本發明抗菌不銹鋼熔煉之流程圖。 第二圖係本發明精密脫腊鑄造流程圖。 〇 第三圖係本發明殼模脫腊之示意圖。 第四圖係本發明殼模燒結時之示意圖。 第五圖係本發明使用_躲法之抗8試驗示意圖。 第六圖係原不_基概上大腸桿8之域結果圖。 第七圖係伽不_合金基材紅场翻之抗騎果圖。 第八圖係原不細基材敷上黃金葡萄球菌之抗菌結果圖。 第九圖係雙相不銹鋼合金基材敷上黃金葡萄球菌之抗菌結 果圖。 201100556 【主要元件符號說明】 本發明：

基材 11 熔煉 13 氬氣 12 銀 14 出爐 16 稀土元素 15 設計金屬模 21 精密脫腊鑄造 2 製造金屬模 22 射腊 23 修腊 24 組樹 25 沾漿 26 殼模 27 脫腊 28 殼模燒結 29 洗鑄 30 脫殼 31 切澆口 32 整修 33 品管檢查 34 成品 35 蒸氣箱 4 台車 40 燒爐 5 培養皿 6 試片 60 襯墊薄膜 61 菌液 62 PE薄膜 63

Claims (1)

1. 201100556 /、、申请專利範圍·· 1·一種抗菌不銹鋼精密脫腊禱 不錄鋼添加有銀並以大氣輯利用雙相 氣氣來防止金屬表面產生反應，且中再施以液態 , 銀添加時機係在雙相鋼 一树，先行_電源再將銀加蝴水巾，可避免 回週波爐之齡作紐銀絲水之細，輯網句 之目的。 Ο 2 利範圍第！項所述之—種抗菌不銹鋼精密脫腊禱 ^鏵叙方法，其中，該雙相不銹峨煉完成後係利用精 氆脫造流程完成各種鑄件，使其達到抗 效 菌及抗敍之功

   .二請專利難第1項所述之—種抗菌不_精密脫腊鑄 =鑄件之方法，其中，該域不銹鋼係採合金輯，並選 定肥粒鐵加沃斯田鐵系之雙相不銹鋼。 4 ·=請專利範圍第i項所述之—種抗菌不細精密脫腊鱗 w铸件之方法’其巾，該雙相不_加人棘煉後，係再 加入有稀土元素，有助於銀的分布均勻性。 如申明專利範圍第4項所述之-種抗菌不錄鋼精密脫腊鑄 乂鳞件之方法’其中，該稀土元素係在鋼水出爐之前添加 後再行出爐。