WO2015022322A1 - Farbneutral beschichteter kupferhaltiger gegenstand - Google Patents

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WO2015022322A1
WO2015022322A1 PCT/EP2014/067242 EP2014067242W WO2015022322A1 WO 2015022322 A1 WO2015022322 A1 WO 2015022322A1 EP 2014067242 W EP2014067242 W EP 2014067242W WO 2015022322 A1 WO2015022322 A1 WO 2015022322A1
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WO
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coating
copper
article
layer thickness
layer
Prior art date
Application number
PCT/EP2014/067242
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English (en)
French (fr)
Inventor
Gabriele Neese
Christopher DÖLLE
Klaus-Dieter Vissing
Matthias Ott
Susanne HÜTTNER
Frank SPERKA
Uwe Hofmann
Original Assignee
Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.
Wieland-Werke Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V., Wieland-Werke Ag filed Critical Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.
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    • B05D3/14—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by electrical means
    • B05D3/141—Plasma treatment
    • B05D3/145—After-treatment
    • B05D3/147—Curing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B05D5/08—Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures to obtain an anti-friction or anti-adhesive surface

Definitions

  • the present invention relates to the use of a layer having an average layer thickness of 50 to 5000 nm, which is characterized over a distance of one millimeter along a surface by a layer thickness difference of 5%, preferably ⁇ : 10%, based on the average layer thickness, as a coating one made of copper or a Cu alloy surface.
  • the coating is colorless to the unaided human eye.
  • the present invention also relates to a method for producing an article and to an article having at least partial areas of a copper or a Cu alloy surface, wherein in the region of the copper or the Cu alloy of the surface, a layer having the features described above is applied ,
  • an anti-fingerprint coating (dirt-concealing coating and anti-fingerprint coating (DE 10 2005 026 359 A1)) can be achieved.
  • the locally occurring interferences are expressly desired in order to optically imitate the optical effect of a thin fat coating which is applied to the surface by the fingerprint.
  • typical fingerprint contamination of the surface can be optically hidden by contrast reduction. Due to the low surface coverage of this layer, however, the corrosion protection effect is significantly limited.
  • DE 10 353 756 A1 has described an antimicrobial and non-cytotoxic coating material comprising (a) a biocide layer having a biocidic agent, and (b) a biocide layer-covering transport control layer having a thickness and a porosity adjusted to deliver the biocidic agent from the biocide layer through the transport control layer in an antimicrobial and non-cytotoxic amount.
  • EP 1 517 714 B1 discloses a method for the controlled release of a bioactive agent from a coating composition provided in vivo. Here, the layer is shown together with a bioactive additive.
  • the patent US 6929705 B2 describes an increased antimicrobial effect in metallic tapes using a particle-containing resin coating. The antimicrobial effect comes about through the addition of additives.
  • Patent specification DE102008013166 A1 describes an interference color-free protective layer.
  • This coating is characterized by an inhomogeneous layer thickness distribution, such that microscopic, different interference colors are removed macroscopically.
  • the coating is produced by means of a layer-forming or ablative plasma process.
  • a disadvantage of the method is the structuring by means of an additional mask for generating the Schichtdickeninhomogenticianen.
  • Copper itself has antimicrobial properties.
  • copper is an interesting material for use in the medical field, to reduce the risk of infection by bacteria or viruses, such. generally in the hospital area or in public areas. This material is also characterized by the fact that this effect starts quickly and intensively.
  • the object of the present invention was therefore to specify a layer which exerts its effect on copper surfaces or copper-containing surfaces without any visual impairment of the color impression of the surface.
  • this effect should include corrosion protection, protect against contamination and / or affect the biocidal effect of copper surfaces only slightly.
  • a layer wherein a) the layer has an average layer thickness of 50-5000 nm, b) the layer thickness is inhomogeneous, wherein it is characterized over a distance of 1 mm along the surface of the coating by a layer thickness difference (standard deviation) of> 5%, preferably 10% in each case based on the average layer thickness and c) the layer material is free of particles as Coating a surface made of copper or a Cu alloy, wherein the coating for the unaided human eye is color-neutral with respect to the uncoated surface.
  • Typical average roughness values of these surfaces are in the range ra> 0, 1 ⁇ m, preferably ra> 0.2 ⁇ m, more preferably ra> 0.3 ⁇ m.
  • the coating to be used according to the invention is inhomogeneous in terms of its layer thickness. This can be ensured by a suitable manufacturing process (see below). The inhomogeneity of the layer thickness is not generated by particles.
  • a particle is a sub-area which is materially delimited within this layer and has a minimum diameter of 15 nm, preferably 4 nm, in three mutually perpendicular spatial axes. In other words, this means that the layer material is substantially homogeneous.
  • the layer material is preferably crosslinked in three dimensions. It is further preferred that the layer material is single-phase.
  • the mean layer thickness in the context of this text is the arithmetic mean of the layer thickness, which is preferably determined as described in Example 1.
  • the determination of the layer thickness difference is also carried out as described in Example 1, wherein in the measurement of a section as described in Example 1 in case of doubt, the method of choice.
  • the "unarmed human eye neutral in color” in the context of this text applies when the unarmed human eye (ie, a human eye of normal vision that looks at the coated object without technical aids) does not perceive a coating in the copper-containing surface area.
  • color neutrality is preferably given if the absolute color deviations for the RGB 255 color space with 256 color gradations for each base color AR (red), AG (green) and ⁇ (blue) of a coated surface are the same as those of an uncoated one Surface each -. 10, preferably 5 are.
  • the sum of the amounts of the difference vectors for the RGB 255 color space with 256 color gradations for each primary color (red, green, blue) compared to an otherwise uncoated surface is 10 times at most V3, preferably ⁇ 5 x 3.
  • the amount of (total) color difference vector for the RGB 25 5 color space with 256 color gradations is a maximum of 10 x V3, preferably ⁇ 5 x 3.
  • the abovementioned deviation values apply to a viewing angle of 45 ° and preferably for both a viewing angle of 45 ° and of 25 °.
  • the light source has to select suitable.
  • the suitable light source is to be selected taking into account the light conditions of the coated surface at the place of use.
  • layer thickness differences of> 5%, preferably> 10%, based in each case on the average layer thickness, are sufficient for this purpose. More preferably, the mentioned layer thickness differences are found at the same time on the half and the quartered measuring sections. On average, the surface appears colorless because the reflected back light has all the color portion of the ambient light.
  • the layer thickness inhomogeneity can be present in such a way that regions of constant layer thickness exist that are in direct proximity to coverings with different layer thicknesses, so that a section through the covering exhibits plateaus of different heights or stair structures. However, preferred are coverings which show a gradual increase or decrease.
  • the areas of identical layer thickness or interference color consist of arbitrarily shaped contour lines.
  • Each interference color is characteristic of a particular layer thickness.
  • Decisive for the interference color here is the effective layer thickness, i. the optical path the light travels through the layer.
  • the differences in the optical path of two light wave trains grow, since they hit with high probability at different angles on the microtopography of a surface.
  • the effective path length in the layer is different.
  • the effective distance here grows with the angle of incidence, measured in each case relative to the local surface normal of the microtopography.
  • the effective path length also changes the visible interference color on the microscale.
  • rough surfaces with a homogeneous layer thickness for example, macroscopically show an iridescent color effect and no uniform interference color.
  • the perceivable color with the eye thus depends on the one hand on the thickness of the coating and on the other hand on the roughness of the surface.
  • the expert therefore takes into account the topography in the choice of the layer thickness or the layer thickness differences.
  • the differences in the effective optical path are small. Accordingly, larger layer thickness differences are preferred here.
  • Rough surfaces produce large differences in the effective optical path and therefore require small differences in layer thicknesses in order to be imperceptible to the eye.
  • the expert can continue to consider the color of the surface to be coated when choosing the appropriate layer thickness.
  • average layer thicknesses which produce a dominant colorless or light blue interference color are preferred.
  • layer thicknesses are preferred which produce a dominant colorless, light blue or yellow interference color.
  • layer thicknesses are preferred which produce a dominant reddish interference color.
  • the person skilled in the art can adapt the interference color on the basis of the layer thickness, the chemistry of the liquid precursor used and the optical appearance.
  • part of the invention is an article with at least partial areas of a surface consisting of copper or a Cu alloy, wherein a coating is applied in the region of the copper or the copper alloy of the surface, a) with an average layer thickness of 50 to 5000 nm, b) which is characterized over a distance of 1 mm along the surface of the coating by a difference in layer thickness (standard deviation) of> 5%, preferably> 10% based on the average layer thickness, c) the layer material is particle-free and d) the coating for the unarmed human Eye is color neutral with respect to the uncoated surface.
  • This article thus has an optically neutral color coating that can perform its function without adversely affecting the appearance of the coated surfaces.
  • the coating thicknesses described above as being preferred are also preferred for the article according to the invention.
  • the area actually covered should be understood to mean the surface portions on which a coating has actually been applied or, preferably, on which a covering with a layer thickness greater than 5 nm can be detected.
  • the degree of coverage based on the area actually covered is always 100%.
  • the fraction of the area actually covered relative to the total surface area of a component can be significantly smaller. In addition, this need not be a single contiguous surface area.
  • Figure 9a represents the actual cover in droplet form (reference numeral 1).
  • FIG. 9 d) represents examples of possible measuring sections for determining the layer thickness inhomogeneity.
  • the corresponding measuring sections are to be laid within the technically covered area.
  • the technically covered area thus usually has an irregular outer shape and may include uncoated portions.
  • the degree of coverage within the technically covered surface area (area) is thus generally less than 100%. Especially with small degrees of coverage, it is possible that on the surface several non-overlapping technically covered areas exist.
  • the technically covered area has an irregular shape.
  • the technically-covered region has a regular shape, consisting for example of a grid or line-like structures.
  • the area actually covered consists of an ordered or random dot pattern, wherein the dots may also lie one above the other (cf. FIG. 9a).
  • Points are to be understood as meaning approximately circular and oval regions, and more preferably the points have lateral dimensions or diameters in the range 10 to 200 m, particularly preferably 10 to 50 ⁇ m, in each case based on the longest possible distance within the respective point According to a preferred embodiment, each point per se has over 90% of its area a layer thickness with a deviation of ⁇ 10% relative to the mean layer thickness measured over a section along the point, preferably measured along the distance defined above for the diameter.
  • an article according to the invention being in the range of the coating to> 61%, preferably> 66%, more preferably> 80%, even more preferably> 95%, particularly preferably> 99% and very particularly preferably 100% of the Coating is covered (each item coverage).
  • the area of the actually covered area (see Fig. 9b) is divided by the area of the smallest possible rectangle in area, which includes all actually covered areas.
  • the coating is not closed.
  • a suitable application method in which, for example, droplets are applied to the surface to be coated so that these droplets only partially flow into one another. If these droplets are then cured, an unfastened coating forms.
  • the partial coating has the advantage that in the preferred coating levels, the property window between non-visibility, corrosion protection and antimicrobial effect caused by the copper is ensured.
  • an antimicrobial effect is still to be observed (see also below).
  • the coating reduces the average roughness R a relative to the uncoated surface by 50%, preferably 25%.
  • the reduction in the average roughness value is determined by determining the roughness value of the uncoated surface and the roughness value R a of the coated surface, the difference between these two values being determined.
  • the scattering characteristic of the light reflected from the surface also changes.
  • the lower the surface roughness the greater the proportion of the light which is reflected in the optical direction and vice versa.
  • Scattered light measurements using an integrating sphere can be used to determine the proportion of direct and scattered light for the uncoated and coated surfaces.
  • the proportion of scattered radiation changes by no more than 20%, more preferably by not more than 10% (in particular for daylight, preferably of the type used in Example 2), compared to an uncoated surface through the view to be used according to the invention.
  • the coating contains> 90 atomic% of the elements Si, O, N and C, based on the total number of atoms present in the coating without H (measured by XPS; X-ray Photoelectron Spectroscopy).
  • C O is from 0.15: 1 to 1.6: 1, each determined with XPS.
  • the O content is 50 to 65 atomic% and / or the C content is 10 to 20 atomic%.
  • the ratio C: Si is 0.3: 1 to 1.2: 1 and / or the ratio 0: Si 1: 6: 1 to 3.5: 1 and / or the ratio C : 0 is 0.2: 1 to 1: 1.
  • the absolute values and the ratios are determined with XPS.
  • Photoinitiators are compounds which are usually added to start a near-UV-induced or visible light-induced polymerization of a liquid precursor.
  • the fact that the coatings to be used in accordance with the invention can be free from photoinitiators has first of all the advantage that the mixtures to be used for the coatings must contain fewer compounds and thus are easier to handle. Furthermore, a system with fewer connections is basically also easier to handle in terms of its properties and its response. Finally, the freedom of photoinitiators is also due to the process by which the coating to be used according to the invention has been cured.
  • the coating being produced by one of the processes selected from the group consisting of sol-gel process, plasma crosslinking, VUV light crosslinking, crosslinking by means of heat or temperature or classical polymerization.
  • Particularly preferred of the aforementioned production methods for the coating is the VUV light crosslinking.
  • VUV light crosslinking is understood as meaning a crosslinking by means of radiation ⁇ 250 nm, preferably ⁇ 200 nm.
  • Preferred light sources for VUV light crosslinking are excimer lamps, excimer lasers and low-pressure mercury lamps.
  • the coating to be used according to the invention can be produced reliably and with technologies known to the person skilled in the art.
  • the VUV light crosslinking is particularly preferred since relatively quickly, reliably and reproducibly apply the coatings to be used according to the invention by means of this method.
  • it is a process step that proceeds at a process pressure above 600mbar, more preferably at atmospheric pressure.
  • the antimicrobial activity R is measured in the sense of this text on the basis of the standard ISO 22196: 2007 (E) (see measuring example 3). Due to the particularly good antimicrobial effectiveness of the articles according to the invention, however, the applicable standard is modified as follows: The standard provides for an incubation time of 24 hours. By contrast, for the measurement of the antimicrobial mode of action, measurements are only carried out for the abovementioned periods, whereby further incubation times of e.g. 15 minutes, 30 minutes and one hour in addition can be measured.
  • the article according to the invention preferably has an improved corrosion resistance in the area of the coated surface compared to a comparable, non-coated surface.
  • the preferred way to evaluate the corrosion resistance is the aging of the coated surface according to the invention and an uncoated reference surface over a period of 24 hours at 70 ° C and 70% humidity. Subsequently, the color neutrality between the surface coated according to the invention and the reference surface is determined according to measurement example 2 (evaluation of visual appearance).
  • the amount of each deviation for the RGB255 color space may be 256 color gradations for each base color (red, green, blue), maximum 20, preferably 10 (compare before after corrosion).
  • the homogeneity of the surface coated according to the invention is checked by evaluating the color neutrality by comparing different surface sections of the surface coated according to the invention according to Example 2 after aging.
  • the amount of each individual color deviation for the RGB 2 55 color space with 256 color gradations for each base color (red, green, blue) may amount to a maximum of 10, preferably ⁇ 5, then an improvement in the corrosion protection in the sense of this text can be assumed.
  • An article according to the invention in the area of the coated surface preferably has improved corrosion protection compared to a comparable, non-coated surface, which is characterized by a "pseudo-transfer stream" / - reduced by at least 2 orders of magnitude, preferably at least 2.5 orders of magnitude Calculation of the pseudo-transfer stream is referred to the essample 4.
  • an article according to the invention selected from the group consisting of semifinished products, further refined semi-finished products, objects intended for contact with humans, in particular door handles, medical equipment, crockery, cutlery, handles, railings, switches, in particular light switches, armrests, handholds, covers, in particular device covers and enclosures, frames, enclosures, racks, bed frames, display components, in particular, copper foils.
  • the article according to the invention is preferably a copper or a copper alloy-coated plastic article.
  • the positive properties of the coating to be used according to the invention can be used particularly well.
  • Part of the invention is also the use of a coating to be used according to the invention for improving the corrosion resistance and / or for improving soil-concealing properties of a copper-containing surface.
  • the use of the coatings to be used according to the invention is suitable for improving the desired properties named here.
  • the copper-containing surface in the region of the coating has the antimicrobial properties described above.
  • Part of the invention is a method for producing an article according to the invention, comprising the steps of a) providing an article with at least partial areas of a surface consisting of copper or a copper alloy, b) providing a liquid precursor, c) applying the liquid precursor to that of copper or a copper alloy existing surface, so that a liquid layer of inhomogeneous thickness is formed and d) crosslinking of a precursor, so that a layer to be used according to the invention is formed.
  • the surface to be coated is subjected to a cleaning before step c). It is preferred that the cleaning step is carried out or the cleaning process is chosen so that the surface actually consists only of the copper alloy or of copper, so that in particular impurities and oxides are removed.
  • Preferred cleaning processes in this context are wet and / or electrochemical cleaning, in particular pickling and plasma cleaning.
  • the surface to be coated is subjected to an activation to increase the surface energy.
  • Preferred activation methods in this context are VUV irradiation, corona treatment, fluorination, laser pretreatment, plasma activation or plasma reduction.
  • both a suitable precursor and a suitable application method must be selected.
  • Preferred application methods are aerosol processes, in particular spray processes, embossing and printing processes, roll-to-roll processes and doctor blade or dip coating applications (draincoating or dropcoating).
  • the precursor is applied as an inhomogeneous liquid covering.
  • No masks are necessary for the precursor application as well as for the precursor crosslinking.
  • the method variants without the aid of a mask are preferred. Examples of suitable precursors are disclosed inter alia in WO 2008132230 A2, in particular pages 43-44.
  • the application is carried out with a coating method in which is deposited from a droplet distribution out, so spray and aerosol. More preferably, the application is carried out in such a way that droplet structures, in particular the elevation of the droplets at the beginning of step d), are still present at least partially.
  • step d) it is possible to modify the applied precursor distribution before step d) by means of a heat treatment in such a way that the layer thickness differences decrease, but continue to be within the claimed range.
  • the heat treatment By the heat treatment, the viscosity of the precursor decreases and the precursor becomes more flowable.
  • an inhomogeneous layer can also result in interaction between the liquid film and the surface topography, for example by a preferred filling of the valleys of a topography, so that a smooth surface but uneven layer thickness results.
  • other application methods are available, such as dipping (dip or drain coating), doctor blade, brushing or roll-to-roll application process.
  • the step d) takes place by means of light having a wavelength of ⁇ 250 nm, preferably ⁇ 200 nm.
  • Preferred radiation sources in this context are UV radiation from an excimer lamp or from a low-pressure mercury radiator, plasma and laser radiation.
  • a siloxane-containing precursor is applied.
  • Preferred precursors are polysiloxanes; in particular, preferred precursors are: liquid polysiloxanes, preferably polydimethylsiloxanes, preferably from linear, unbranched polymer chains, more preferably with terminal trimethylsiloxate units and / or with vinyl groups and / or with dimethylsilane end groups and / or with silane -Functionalities (Si-H) in the polymer chain and mixtures of two or more of the substances mentioned.
  • a kinematic viscosity of between 15 and 20000 mrm 2 / s at 25 ° C. is preferred; more preferably between 35 and 5000 mm 2 / s.
  • siloxane-containing precursors in particular the abovementioned preferred substances, are particularly suitable for the coating method according to the invention.
  • the measuring spot in the measurement has a size or lateral extent of less than a ⁇ 20 ⁇ m, preferably ⁇ 10 ⁇ m, more preferably ⁇ 5 ⁇ m.
  • FIG. 1 a shows a plan view of the surface to be measured.
  • the measuring spots x- to Xu are shown for the measuring section A.
  • the measuring point distance a is 0, 1 mm and is determined in each case by the distance between the centers of two measuring spots.
  • the total measuring distance A is 1 mm.
  • the result of the optical evaluation z. B. represented by fiber-based reflectometry. This results in a layer thickness at each measuring point (measuring spot).
  • FIG. 1 b shows the same measuring spot arrangement in side view (surface section) for the corresponding coating. B. by means of SEM, the layer thickness at the individual measuring positions x- to Xu are determined.
  • Preferred variants for determining the layer thickness at the individual measurement points are a fiber-coupled reflectometer for spatially resolved measurement (Profilometer Plu Neox with integrated reflectometer, Sensofar, spot size 20 ⁇ ) or a scanning electron microscope for viewing a section.
  • the determination of the average layer thickness d m is carried out as an arithmetic mean of the individual measurements d ,.
  • the standard deviation dsta b w is determined from the individual measurements according to the calculation formula:
  • the determination of the maximum layer thickness d max and the minimum layer thickness d min results from the individual measurements d ,.
  • the relative layer thickness deviation is determined as the ratio between the standard deviation and the mean layer thickness: d S tabw / d m (in percent). d
  • the ratio "" "0.8 is preferably ⁇ 0.7.
  • Fig. 2 illustrates the side view of a light booth used for visual evaluation.
  • Fig. 3 illustrates the front view of the light booth from the camera position.
  • FIGS. 2 to 4 shows the division of the photograph to be taken and the scaling of the sample to be evaluated and of the reference sample.
  • the reference symbols have the following meanings: a) coated sample (according to the invention) b) illumination unit c) diffusely scattering surface d) camera in position 45 ° e) camera in position 25 ° f) uncoated reference Execution:
  • the coated (a) and uncoated (f) specimens are placed in the center of the base.
  • the measurement is carried out using defined light (preferably artificial daylight D65 according to ISO 3664 and ISO 3668).
  • defined light preferably artificial daylight D65 according to ISO 3664 and ISO 3668.
  • the light spectrum can be adapted to the lighting conditions at the site of the coated objects (eg CWF (department store light USA), TL84 (department store Europe), A (incandescent evening light), UV (ultraviolet)), but the light D65 according to IS03664 is the In case of doubt light to be used.
  • the samples are placed so that always coated and uncoated sample surface can be photographed together.
  • the positioning is done in such a way that the surfaces do not detect reflections from the room, but only a bright, diffuse scattering background.
  • the photographing takes place at an angle of 45 ° (camera position (d), preferably in the angles 45 ° and 25 ° (camera position (d) and e) at a distance between the camera and the sample surface of 30cm.
  • the distance between the sample surface and the illumination unit is> 30cm.
  • the magnification is chosen such that the two sample surfaces cover at least 50% of the photo, in which case the section of both the coated surface and the reference should be at least 0.5 cm x 0.5 cm in size. This is shown schematically in FIG. 4.
  • the size specifications correspond to the original size of the scanned area of the surfaces. Subsequently, the assignment of the RGB color values in the RGB 25 5-space for the uncoated reference with x and for the inventive coated sample with y.
  • FIG. 5 a shows the determination of the color vector i 1 for the uncoated sample in the RGB 2 55 color space with coordinates ( x r , x g and x) and FIG. 5 b determines the color vector 1 of the surface coated according to the invention in RGB 25 5-color space with the coordinates (y r , y g and y b ).
  • the determination of the color vectors in the RGB color space of the uncoated reference surface (x r, x g, x b), and the coated surface (y r, y g, y) takes place via the (above the average for the photographically recorded surface area RGB values preferably by means of the software Corel Photo-Paint ® (Corel Inc., Ottawa); histogram function broken down by red component, green component and blue component).
  • a scaling of the color values from 0 (minimum) to 255 (maximum) is preferred.
  • the difference vector ⁇ allows a statement regarding the relative color change, the larger the length or the amount ⁇ v ⁇ of the vector, the larger the total color deviation.
  • Fig. 7 illustrates the determination of the single color deviation in the RGB color space for the
  • the samples and coatings are pre-sterilized prior to testing the antimicrobial properties.
  • the sterilization is preferably carried out by means of dry heat at 220 ° C.
  • the preferred measurement of the antimicrobial activity R is based on the NORM ISO 22196: 2007 (E):
  • the test bacterium preferably E. coli K12 and S. aureus
  • the test bacterium is prepared in a liquid medium (the previous day)
  • the bacterial suspension for the test samples is prepared in minimal medium so as not to prevent the growth of the bacteria during the test
  • the controls and test samples are inoculated with the bacterial suspension (preferably triplicate determinations)
  • the inoculum is covered with a sterile coverslip. Through the cover, a homogeneous distribution of the bacterial suspension is achieved Dehydration of the bacteria prevented and the close contact of the bacteria ensures the test surface.
  • the bacterial concentration on the test surface is determined at time "0 hours” by taking the inoculum with a sterile saline solution from the test sample.
  • the viable cell count is determined by plate method (plating out the diluted bacterial suspension on agar plates).
  • Inoculated and covered controls and test samples are incubated up to the time of evaluation at high humidity and 37 degrees Celsius. Preferred evaluation times are 30min, 1h, 2h, 8h and 24h.
  • the viable cell count of the bacterial suspensions is determined from the samples (as described above) (number of colony forming units (CFU) after evaluation time).
  • the change in the bacterial cell count is calculated in relation to the starting value (0 hours) in percent.
  • the antimicrobial activity R is determined.
  • the antimicrobial activity R is corresponding to> 0.3, preferably> 2 after an incubation period of 24 h.
  • a polished plate of the material CuZn15Mn15AI1 (Wieland-Werke AG) was provided with a VUV light-crosslinking coating.
  • This variant of the coating is characterized in particular by the fact that a thin covering, which is not homogeneous in the layer thickness and, if necessary, is not closed, is applied.
  • the plate is first 120s exposed to an aerosol consisting of silicone oil AK50 (Wacker Chemie AG) and air. This application resulted in an inhomogeneous layer thickness of the liquid precursor.
  • the average droplet size of the aerosol here was about 3-5 ⁇ , there were no solvents or diluents used.
  • the mean layer thickness of the deposited liquid layer was about 250 to 300 nm.
  • FIG. 8 shows the layer thicknesses determined according to Measurement Example 1 and their deviations for the exemplary and further measurements in the illustrated surface.
  • the average layer thickness after VUV crosslinking is about 130 to 160 nm, the standard deviation is in the range 22 to 25 nm and the relative deviation is 15 to 19%.
  • This variant of the coating is characterized in particular by applying a thin, non-homogeneous in the layer thickness and possibly not closed cover.
  • three identical coatings were prepared using an aerosol application of the linear silicone oil AK50 (Wacker Chemie AG) with an exposure time of 100s, 200 and 500s.
  • the average droplet size of the aerosol was about 3-5 ⁇ .
  • the average layer thicknesses of the individual precursor coverings after application were about 200, 400 and 1000 nm. These were then irradiated or crosslinked by means of VUV excimer lamps (XERADEX, radiator length 40 cm, Osram GmbH) in a nitrogen atmosphere at 600 mbar at a distance between the lamp and the surface of 5 mm irradiated for 600 s.
  • the average layer thickness was about 120, 250 and 600 nm after VUV crosslinking.
  • the so-coated plates were examined for their antimicrobial efficacy.
  • the uncoated stainless steel samples show as a negative sample no antimicrobial effect.
  • coated stainless steel samples show no antimicrobial effect. From this it can be deduced that the coating itself is not responsible for killing the bacteria.
  • VUV excimer lamps XERADEX, radiator length 40 cm, Osram GmbH
  • the average layer thickness was about 250 nm after VUV crosslinking.
  • the coated samples show a time-limited death of the bacteria. This behavior is to be understood, since the copper ions must first migrate through the layer or a smaller effective copper open overall surface is available.
  • the coated samples show a time-limited death of the bacteria. After 8 hours, all the bacteria have died on the coated samples.
  • Sheets of the material E-Cu57 were provided with a VUV light-crosslinking coating.
  • the plates were first exposed for different durations to an aerosol consisting of AK50 (Wacker Chemie AG) and thus inhomogeneously applied in the layer thickness with a liquid precursor.
  • the plates were irradiated or crosslinked by means of VUV excimer lamps (XERADEX, radiator length 40 cm, Osram GmbH) in a nitrogen atmosphere at 600 mbar at a distance between lamp and surface of 5 mm for 600 s.
  • Table 5 shows the center roughness of the plates. Pattern layer thickness [nm] Ra [ ⁇ ] Rel. Change
  • the coatings show a relative change in the roughness value of less than 10%.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung einer Schicht mit einer mittleren Schichtdicke von 50 bis 5000nm, die sich auf einer Strecke von einem Millimeter entlang einer Oberfläche durch einen Schichtdickenunterschied von ≥ 5%, bevorzugt ≥ 10%, bezogen auf die mittlere Schichtdicke auszeichnet, als Beschichtung einer aus Kupfer oder einer aus Cu-Legierung bestehenden Oberfläche. Die Beschichtung ist für das unbewaffnete menschliche Auge farbneutral. Die vorliegende Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren zur Herstellung eines Gegenstandes sowie den Gegenstand mit wenigstens in Teilbereichen einer aus Kupfer oder einer Cu-Legierung bestehenden Oberfläche, wobei im Bereich des Kupfers oder der Cu-Legierung der Oberfläche eine Schicht mit den oben beschriebenen Merkmalen aufgebracht ist.

Description

Farbneutral beschichteter kupferhaltiger Gegenstand
Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung einer Schicht mit einer mittleren Schichtdicke von 50 bis 5000nm, die sich auf einer Strecke von einem Millimeter entlang einer Oberfläche durch einen Schichtdickenunterschied von 5 %, bevorzugt ϊ: 10 %, bezogen auf die mittlere Schichtdicke auszeichnet, als Beschichtung einer aus Kupfer oder einer aus Cu-Legierung bestehenden Oberfläche. Die Beschichtung ist für das unbewaffnete menschliche Auge farbneutral. Die vorliegende Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren zur Herstellung eines Gegenstandes sowie einen Gegenstand mit wenigstens in Teilbereichen einer aus Kupfer oder einer Cu-Legierung bestehenden Oberfläche, wobei im Bereich des Kupfers oder der Cu-Legierung der Oberfläche eine Schicht mit den oben beschriebenen Merkmalen aufgebracht ist.
Stand der Technik
Kupfer, Kupferoberflächen und Kupferwerkstoffe können, wenn sie ungeschützt sind, durch Gebrauch und speziell durch den Kontakt mit Fingerschweiß sehr schnell Anlaufspuren und Korrosionsprodukte zeigen. Dies führt zu einem unhygienischen und unsauberen Erscheinungsbild. Ein geeigneter Schutz gegen Fingerabdrücke kann durch
eine Anti-Fingerprint-Beschichtung (schmutzverbergende Beschichtung und Anti- Fingerprint-Beschichtung (DE 10 2005 026 359 A1 )) erzielt werden. Dabei sind die lokal auftretenden Interferenzen ausdrücklich erwünscht, um den optischen Effekt einer dünnen Fettbelegung, welche durch den Fingerprint auf die Oberfläche aufgebracht wird, optisch nachzuahmen. Infolge dieser Beschichtungsvariante können typische Fingerprint- Verschmutzungen der Oberfläche durch Kontrastreduzierung optisch verborgen werden. Aufgrund der geringen Oberflächenabdeckung dieser Schicht ist die Korrosionsschutzwirkung jedoch deutlich eingeschränkt.
Im Stand der Technik ist auf unterschiedliche Weise versucht worden, Beschichtungen mit Korrosionsschutz bzw. antimikrobiellen Eigenschaften zu entwickeln. In DE 10 353 756 A1 wurde ein antimikrobielies und nicht zytotoxisches Schichtmaterial beschrieben, umfassend (a) eine Biozid-Schicht mit einem bioziden Wirkstoff, und (b) eine Biozid- Schicht bedeckende Transportkontrollschicht mit einer Dicke und einer Porosität, die eingestellt ist, um den bioziden Wirkstoff aus der Biozid-Schicht durch die Transportkontrollschicht hindurch in einer antimikrobiellen und nicht zytotoxischen Menge abzugeben.
In EP 1 517 714 B1 wird ein Verfahren zur kontrollierten Freisetzung eines bioaktiven Mittels aus einer in vivo bereitgestellten Beschichtungszusammensetzung offenbart. Hierbei wird die Schicht mitsamt eines bioaktiven Additives dargestellt. In der Patentschrift US 6929705 B2 wird eine erhöhte antimikrobielle Wirkung in metallischen Bändern unter Verwendung einer partikelhaltigen Harzbeschichtung beschrieben. Die antimikrobielle Wirkung kommt durch die Beimischung von Additiven zustande.
Ferner sind Plasmaprozesse bekannt, welche zur korrosionsfesten Beschichtung von Metallsubstraten dienen (DE 19 748 240 A1 , DE 10 131 156 A1 , DE 10 2009 002 780 A1 ). Diese Beschichtungen liefern meist den Vorteil einer einfachen Reinigung und eines beständigen Korrosionsschutzes. Ein bei solch herkömmlichen Beschichtungen besonders nachteiliger Effekt ist, dass durch das Versehen einer glänzenden Oberfläche mit einer herkömmlichen Beschichtung häufig die Haptik und vor allem die optischen Eigenschaften der Oberfläche merkbar verändert werden. Dies trifft auch für matte Oberflächen zu. Zudem wird bei der Durchführung herkömmlicher Oberflächenbehandlungen häufig die Farbe der behandelnden Oberflächen merklich verändert. Grund hierfür ist die im Plasma auf die Oberfläche in gleichmäßiger Schichtdicke abgeschiedene BeSchichtung, welche hierdurch eine dominante, makroskopisch für das Auge deutlich erkennbare Interferenzfarbe zeigt.
In der Patentschrift DE102008013166 A1 wird eine interferenzfarbenfreie Schutzschicht beschrieben. Diese Beschichtung zeichnet sich durch eine inhomogene Schichtdickenverteilung aus, derart, dass mikroskopisch vorhandene, unterschiedliche Interferenzfarben sich makroskopisch wegmitteln. Erzeugt wird die Beschichtung mittels eines schichtbildenden oder abtragendenden Plasmaprozesses. Nachteilig am Verfahren ist die Strukturierung mittels einer zusätzlichen Maske zur Erzeugung der Schichtdickeninhomogenitäten. Kupfer selbst besitzt antimikrobielle Eigenschaften. Somit ist Kupfer ein interessanter Werkstoff für den Einsatz im Medizinbereich, um eine Infektionsgefahr durch Bakterien oder Viren zu reduzieren, so z.B. allgemein im Krankenhausbereich oder in öffentlichen Bereichen. Dieser Werkstoff zeichnet sich zudem dadurch aus, dass diese Wirkung schnell und intensiv einsetzt. Es ist unmittelbar nachvollziehbar, dass in diesen Einsatzbereichen besonders hohe Anforderungen an das optische, hygienische Erscheinungsbild der Kupferoberflächen gestellt werden. Eine ungeschützte Kupferoberfläche zeigt jedoch sehr schnell Anlaufspuren und korrodiert. Als Folge wirkt die Oberfläche für einen Betrachter unansehnlich und unhygienisch. Demzufolge ist eine Schutzbeschichtung wünschenswert, wodurch aber oft die antimikrobiellen Eigenschaften wiederum beeinträchtigt werden. Zudem ist es wünschenswert, den optischen, werthaltigen Eindruck des Kupfers zu bewahren. Akzeptanz finden daher nur solche Schutzbeschichtungen, welche den Farbeindruck einer Kupferoberfläche für das bloße menschliche Auge nicht oder nur unwesentlich verändern.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, eine Schicht anzugeben, die auf Kupferoberflächen oder kupferhaltigen Oberflächen ohne optische Beeinträchtigung des Farbeindrucks der Oberfläche ihre Wirkung entfaltet. Bevorzugt sollte diese Wirkung Korrosionsschutz umfassen, vor Verschmutzungen schützen und/oder die biozide Wirkung der Kupferoberflächen nur wenig beeinträchtigen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die Verwendung einer Schicht, wobei a) die Schicht eine mittlere Schichtdicke von 50 - 5000nm besitzt, b) die Schichtdicke inhomogen ist, wobei sie sich auf einer Strecke von 1 mm entlang der Oberfläche der Beschichtung durch einen Schichtdickenunterschied (Standardabweichung) von > 5 %, bevorzugt 10 % jeweils bezogen auf die mittlere Schichtdicke auszeichnet und c) das Schichtmaterial partikelfrei ist als Beschichtung einer aus Kupfer oder einer Cu-Legierung bestehenden Oberfläche, wobei die Beschichtung für das unbewaffnete menschliche Auge farbneutral gegenüber der unbeschichteten Oberfläche ist.
Von besonderem Interesse sind Produkte und Gegenstände mit einer Oberflächen aus Kupfer oder einer Cu-Legierung, welche mindestens eine Schichtdicke von 35pm aufweisen, insbesondere Halbzeuge, Kupferbänder, aber auch Hybridbauteile mit einer entsprechenden Kupfer oder Cu-Legierungs-Oberfläche. Typische Mittenrauhwerte dieser Oberflächen liegen im Bereich ra > 0, 1 Mm, bevorzugt ra > 0,2μη-ι, besonders bevorzugt ra > 0,3μηη. Die einzusetzende Beschichtung ist erfindungsgemäß hinsichtlich ihrer Schichtdicke inhomogen. Dies lässt sich durch einen geeigneten Herstellungsprozess (siehe weiter unten) gewährleisten. Dabei wird die Inhomogenität der Schichtdicke nicht durch Partikel erzeugt.
Ein Partikel im Sinne dieses Textes ist ein innerhalb dieser Schicht stofflich abgegrenzter Teilbereich, der einen Mindestdurchmesser von 15nm, bevorzugt 4nm in drei jeweils zueinander senkrecht stehenden Raumachsen besitzt. Dies bedeutet mit anderen Worten, dass das Schichtmaterial im Wesentlichen homogen ist. Bevorzugt ist das Schichtmaterial dreidimensional vernetzt. Ferner ist bevorzugt, dass das Schichtmaterial einphasig ist. Die mittlere Schichtdicke ist im Rahmen dieses Textes der arithmetische Mittelwert der Schichtdicke, der bevorzugt bestimmt wird wie im Messbeispiel 1 beschrieben.
Die Bestimmung des Schichtdickenunterschiedes (Standardabweichung) erfolgt ebenfalls wie im Messbeispiel 1 beschrieben, wobei in die Messung eines Schnittes wie im Messbeispiel 1 beschrieben im Zweifelsfall die Methode der Wahl ist. Als für das "unbewaffnete menschliche Auge farbneutral" im Sinne dieses Textes gilt, wenn das unbewaffnete menschlichen Auge (d.h. ein menschliches Auge normaler Sehstärke, das ohne technische Hilfsmittel den beschichteten Gegenstand betrachtet) eine Beschichtung im Bereich der kupferhaltigen Oberfläche nicht wahrnimmt.
Bevorzugt ist im Sinne des vorliegenden Textes dann eine Farbneutralität gegeben, wenn die absoluten Farbabweichungen für den RGB255-Farbraum mit 256 Farbabstufungen für jede Grundfarbe AR (rot), AG (grün) und ΔΒ (blau) einer beschichteten gegenüber einer sonst gleichen, unbeschichteten Oberfläche jeweils -. 10, bevorzugt 5 sind.
Weiter bevorzugt gilt als farbneutral im Sinne des vorliegenden Textes, wenn die Summe der Beträge der Differenzvektoren für den RGB255-Farbraum mit 256 Farbabstufungen für jede Grundfarbe (rot, grün, blau), einer beschichteten gegenüber einer sonst gleichen, unbeschichteten Oberfläche maximal 10 x V3, bevorzugt < 5 x 3 beträgt.
Besonders bevorzugt als farbneutral im Sinne des vorliegenden Textes gilt, wenn der Betrag des (gesamt-) Farbdifferenzvektors für den RGB255-Farbraum mit 256 Farbabstufungen maximal 10 x V3, bevorzugt < 5 x 3 beträgt.
Die vorgenannten Abweichungswerte gelten für einen Betrachtungswinkel von 45° und bevorzugt sowohl für einen Betrachtungswinkel von 45° als auch von 25°.
Zur genaueren Bestimmung der Farbabweichung sei auf das Messbeispiel 2 verwiesen. Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass der Fachmann bei der Bewertung bei Bedarf die Lichtquelle geeignet auszuwählen hat. Die geeignete Lichtquelle ist hierbei unter Berücksichtigung der Lichtverhältnisse der beschichteten Oberfläche am Einsatzort auszuwählen.
Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, dass es insbesondere durch die bewusst erzeugte Schichtdickeninhomogenität möglich ist, auf Kupfer- bzw. kupferhaltigen Oberflächen Beschichtungen aufzubringen, die in der angegebenen zu verwendenden Schichtdicke für das menschliche Auge farbneutral wirken. Somit ist es möglich, eine Schutzfunktion auf die Kupferoberfläche aufzubringen, ohne diese optisch wesentlich zu beeinträchtigen. Zudem werden kleine, lokale mechanische Defekte in der Beschichtung, wie sie durch den Gebrauch entstehen können, nicht oder fast nicht sichtbar. Erzielt wird die Farbneutralität indem durch die Schichtdickeninhomogenität mikroskopisch verschiedene Interferenzfarben vorliegen, welche das unbewaffnete Auge nicht voneinander zu trennen vermag. Für das Auge überlagern sich die Farben makroskopisch, sofern die Farbwechsel lateral auf geeigneter Skala erfolgen. Auf einer Messstrecke von 1 mm sind hierfür Schichtdickenunterschiede von > 5%, bevorzugt > 10 % jeweils bezogen auf die mittlere Schichtdicke ausreichend. Weiter bevorzugt sind die genannten Schichtdickenunterschiede zugleich auf der halben und der geviertelten Messtrecken zu finden. Im Mittel erscheint die Oberfläche farblos, da das zurückreflektierte Licht alle Farbanteil des Umgebungslichts aufweist. Die Schichtdickeninhomogenität kann derart vorliegen, dass Bereiche konstanter Schichtdicke existieren, die in direkter Nähe zu Bedeckungen mit unterschiedlicher Schichtdicke liegen, so dass ein Schnitt durch die Bedeckung Plateaus unterschiedlicher Höhen bzw. Treppenstrukturen vorweist. Bevorzugt sind jedoch Bedeckungen, die einen allmählichen Anstieg oder Abfall zeigen. Hier bestehen die Bereiche identischer Schichtdicke bzw. Interferenzfarbe aus beliebig geformten Höhenlinien.
Jede Interferenzfarbe ist charakteristisch für eine bestimmte Schichtdicke. Entscheidend für die Interferenzfarbe ist hierbei die effektive Schichtdicke, d.h. der optische Weg, den das Licht durch die Schicht zurücklegt. Insbesondere für rauhe Oberflächen wachsen die Unterschiede im optischen Weg zweier Lichtwellenzüge, da diese mit hoher Wahrscheinlichkeit in unterschiedlichen Winkeln auf die Mikrotopographie einer Oberfläche treffen. Im Resultat ist die effektive Weglänge in der Schicht unterschiedlich. Die effektive Wegstrecke wächst hierbei mit dem Einfallswinkel, jeweils gemessen relativ zur lokalen Oberflächennormalen der Mikrotopographie. Mit der effektiven Weglänge ändert sich auch die sichtbare Interferenzfarbe auf der Mikroskala. Im Ergebnis zeigen rauhe Oberflächen mit einer an sich homogenen Schichtdicke beispielsweise makroskopisch einen irisierenden Farbeffekt und keine einheitliche Interferenzfarbe.
Die mit dem Auge wahrnehmbare Farbe hängt somit einerseits von der Dicke der Beschichtung ab und andererseits von der Rauheit der Oberfläche. Der Fachmann berücksichtigt daher die Topographie bei der Wahl der Schichtdicke bzw. der Schichtdickenunterschiede. Für glatte Oberflächen sind die Unterschiede in der effektiven optischen Wegstrecke klein. Entsprechend sind hier größere Schichtdickenunterschiede bevorzugt. Rauhe Oberflächen erzeugen große Unterschiede in der effektiven optischen Wegstrecke und benötigen daher kleine Schichtdickenunterschiede, um für das Auge nicht wahrnehmbar zu werden. Bevorzugt werden für Oberflächen mit einer Mittenrauheit Ra < 0,1 μπη Schichtdickenunterschiede von > 15%, für eine Mittenrauheit von 0, 1 μηι < Ra < 0,3μιτι Schichtdickenunterschiede von > 10% und für eine Mittenrauheit von Ra > 0,3μ ι Schichtdickenunterschiede von > 5%, jeweils bezogen auf die mittlere Schichtdicke.
Bevorzugt ist dabei im Sinne der Erfindung, dass eine mittlere Schichtdicke von 100 bis 2000nm, weiter bevorzugt 150 bis 1000nm Verwendung findet.
Der Fachmann kann bei der Wahl der geeigneten Schichtdicke weiterhin die Farbe der zu beschichtenden Oberfläche berücksichtigen. Für Oberflächen mit einer metallisch silbernen Eigenfarbe sind mittlere Schichtdicken bevorzugt, welche eine dominante farblose oder hellblaue Interferenzfarbe erzeugen. Für metallisch goldene Oberflächen werden Schichtdicken bevorzugt, welche eine dominante farblose, hellblaue oder gelbe Interferenzfarbe erzeugen. Für metallisch rote Oberflächen werden Schichtdicken bevorzugt, welche eine dominante rötliche Interferenzfarbe erzeugen. Der Fachmann kann hierbei die Interferenzfarbe auf Basis der Schichtdicke, der Chemie der verwendeten flüssigen Vorverbindung und des optischen Erscheinungsbildes anpassen.
Teil der Erfindung ist dementsprechend ein Gegenstand mit wenigstens in Teilbereichen einer aus Kupfer oder einer Cu-Legierung bestehenden Oberfläche, wobei im Bereich des Kupfers oder der Kupferlegierung der Oberfläche eine Beschichtung angebracht ist, a) mit einer mittleren Schichtdicke von 50 bis 5000nm, b) die sich auf einer Strecke von 1 mm entlang der Oberfläche der Beschichtung durch einen Schichtdickenunterschied (Standardabweichung) von > 5 %, bevorzugt > 10 % bezogen auf die mittlere Schichtdicke auszeichnet, c) das Schichtmaterial partikelfrei ist und d) die Beschichtung für das unbewaffnete menschliche Auge farbneutral gegenüber der un beschichteten Oberfläche ist.
Dieser Gegenstand besitzt somit eine optisch farbneutrale Beschichtung, die ihre Funktion erfüllen kann, ohne sich nachteilig auf die Erscheinung der beschichteten Oberflächen auszuwirken. Selbstverständlich sind auch für den erfindungsgemäßen Gegenstand die oben als bevorzugt beschriebenen Beschichtungsdicken ebenfalls bevorzugt.
Bei der Definition des beschichteten Oberflächenbereichs muss unterschieden werden zwischen dem "tatsächlich durch die Beschichtung bedeckten Bereich" und dem "technisch bedeckten Bereich". Unter dem tatsächlich bedecktem Bereich sind die Oberflächenanteile zu verstehen, auf denen tatsächlich eine Beschichtung aufgebracht worden ist bzw. bevorzugt auf denen eine Bedeckung mit einer Schichtdicke größer 5nm nachweisbar ist. Somit beträgt der Bedeckungsgrad bezogen auf den tatsächlich bedeckten Bereich immer 100%. Der Anteil des tatsächlich bedeckten Bereichs bezogen auf die Gesamtoberfläche eines Bauteils kann jedoch deutlich kleiner sein. Zudem muss es sich hierbei nicht um einen einzigen zusammenhängenden Oberflächenbereich handeln.
Unter dem technisch bedecktem Bereich ist dagegen der Flächenanteil zu verstehen, der durch den äußersten Rand der tatsächlich bedeckten Bereiche entsteht (siehe Fig. 9a - 9d). Dabei stellt Figur 9a die eigentliche Bedeckung in Tröpfchenform dar (Bezugszeichen 1 ).
Hieraus folgt in Fig. 9b) wie mit den Bezugszeichen 2 dargestellt, die tatsächlich bedeckte Fläche, während Figur 9c) mit dem Bezugszeichen 3 die technisch bedeckte Fläche darstellt. Figur 9d) stellt Beispiele für mögliche Messstrecken zur Bestimmung der Schichtdickeninhomogenität dar. Mit anderen Worten, die entsprechenden Messstrecken sind innerhalb des technisch bedeckten Bereiches zu legen. Der technisch bedeckte Bereich besitzt somit im Regelfall eine unregelmäßige Außenform und kann nichtbeschichtete Teilbereiche einschließen. Der Bedeckungsgrad innerhalb des technisch bedeckten Flächenanteils (Bereiches) ist somit in der Regel kleiner 100%. Insbesondere bei kleinen Bedeckungsgraden ist es möglich, dass auf der Oberfläche mehrere, nicht überlappende technisch bedeckte Bereiche existieren. Bei der chemischen Zusammensetzung der "Beschichtung" (gemessen mittels XPS; X-ray Photoelectron Spectroscopy) ist stets der "tatsächlich durch die Beschichtung bedeckte Bereich" zu betrachten. Ansonsten ist im Folgenden unter„beschichtetem Bereich" immer der technisch bedeckte Bereich gemeint, sofern nicht anders angegeben.
In der Regel besitzt der technisch bedeckte Bereich eine unregelmäßige Form. Als bevorzugte Ausführungsform besitzt der technisch bedeckte Bereich dagegen eine regelmäßige Form, besteht zum Beispiel aus einem Raster oder linienartigen Strukturen. In einer weiteren bevorzugten Ausführung besteht der tatsächlich bedeckte Bereich aus einem geordneten oder zufälligen Punktemuster, wobei die Punkte auch übereinanderliegen können (vergleiche Fig. 9a). Unter „Punkte" sind hierbei näherungsweise kreisrunde und ovale Bereiche zu verstehen. Weiter bevorzugt weisen die Punkte laterale Ausdehnungen bzw. Durchmesser im Bereich 10 bis 200 m auf, besonders bevorzugt 10 bis 50μιη, jeweils bezogen auf die längstmögliche Strecke innerhalb des jeweiligen Punktes. Zudem besteht eine bevorzugte Ausführungsform darin, dass jeder Punkt für sich genommen über 90% seiner Fläche eine Schichtdicke mit einer Abweichung von < 10% relativ zur mittleren Schichtdicke gemessen über einen Schnitt entlang des Punktes aufweist, bevorzugt gemessen entlang der oben für den Durchmesser definierten Strecke.
Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßer Gegenstand, wobei der Gegenstand im Bereich der Beschichtung zu > 61 %, bevorzugt > 66%, weiter bevorzugt > 80%, noch weiter bevorzugt > 95%, besonders bevorzugt > 99% und ganz besonders bevorzugt zu 100% von der Beschichtung bedeckt ist (jeweils Gegenstandsbedeckungsgrad).
Für die Ermittlung des Gegenstandsbedeckungsgrades wird die Fläche des tatsächlich bedeckten Bereiches (vgl. Fig. 9 b) durch die Fläche des flächenmäßig kleinstmöglichen Rechteckes, das sämtliche tatsächlich bedeckte Bereiche einschließt, geteilt.
Überraschenderweise zeigt sich für nicht geschlossene und/oder dünne Beschichtungen, dass diese für Umformprozesse ohne Einschränkung ihrer Funktionalität geeignet sind.
Es ist erfindungsgemäß möglich, und auch zum Teil ausdrücklich erwünscht, dass die Beschichtung nicht geschlossen ist. Dies ist möglich durch ein geeignetes Auftragsverfahren, bei dem beispielsweise Tröpfchen auf die zu beschichtende Oberfläche aufgebracht werden, so dass diese Tröpfchen nur teilweise ineinander verfließen. Sofern diese Tröpfchen dann ausgehärtet werden, bildet sich eine nichtgeschlossene Beschichtung.
Bei einer nicht-geschlossenen Beschichtung wird es insbesondere in den Randbereichen der beschichteten Flächen Bereiche geben, in denen eine Beschichtung vorhanden ist, und Bereiche, in denen eine solche Beschichtung nicht vorhanden ist und somit die unbeschichtete Cu-haltige Oberfläche offen liegt. Die Teilbeschichtung hat den Vorteil, dass in den bevorzugten Beschichtungsgraden das Eigenschaftsfenster zwischen nicht-Sichtbarkeit, Korrosionsschutz und antimikrobieller Wirkung, die durch das Kupfer verursacht wird, gewährleistet wird. Es ist aber zu betonen, dass selbst bei einer 100 %-igen Beschichtung der beschichteten Oberfläche noch immer eine antimikrobielle Wirkung zu beobachten ist (vgl. auch weiter unten).
Bevorzugt ist auch ein erfindungsgemäßer Gegenstand, wobei die Beschichtung den Mittenrauwert Ra gegenüber der unbeschichteten Oberfläche um ä 50%, bevorzugt £ 25%, verringert.
Die Verringerung des Mittenrauwertes wird dabei durch eine Bestimmung des Rauwertes der unbeschichteten Oberfläche und des Rauwertes Ra der beschichteten Oberfläche bestimmt, wobei die Differenz zwischen diesen beiden Werten ermittelt wird.
Es hat sich gezeigt, dass es möglich ist, mittels der erfindungsgemäß zu verwendenden Beschichtung trotz ihrer eigenen Inhomogenität die Rauwerte Ra von bestimmten Kupfersubstraten deutlich zu verringern. Dies führt u.a. zu einer Verbesserung der Haptik und des Reinigungsaufwands.
Durch eine Veränderung des Mittenrauwerts verändert sich zugleich die Streucharakteristik des von der Oberfläche reflektierten Lichts. Je geringer die Oberflächenrauheit, desto größer ist der Anteils des Lichts, welches in optischer Richtung reflektiert wird und umgekehrt. Dieses hat der Fachmann bei der Ausgestaltung der Beschichtung zu berücksichtigen. Streulichtmessungen mit Hilfe einer Ulbrichtkugel können genutzt werden, um hierzu die Anteile des direkten und des gestreuten Lichts für die unbeschichtete und die beschichtete Oberfläche zu ermitteln. Bevorzugt verändert sich gegenüber einer unbeschichteten Oberfläche durch die erfindungsgemäß zu verwendende Sicht der Anteil der Streustrahlung um maximal 20%, besonders bevorzugt um maximal 10% (insbesondere für Tageslicht, bevorzugt des Types, der in Messbeispiel 2 eingesetzt wird).
Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßer Gegenstand, bei dem in die Beschichtung zu > 90 Atom-%, aus den Elementen Si, O, N und C besteht, bezogen auf die Gesamtzahl der in der Beschichtung enthaltenen Atome ohne H (gemessen mittels XPS; X-ray Photoelectron Spectroscopy).
Besonders bevorzugt ist ein erfindungsgemäßer Gegenstand, wobei die Beschichtung: 18 - 30 Atom-% Si,
35 - 65 Atom-% O, 10 - 55 Atom-% C umfasst, bezogen auf die Gesamtzahl der in der Beschichtung enthaltenen Atome ohne H gemessen mit XPS und/oder wobei die Beschichtung an der Oberfläche Elementverhältnisse von
C : Si von 0,33 : 1 bis 3, 1 : 1 ,
O : Si von 1 , 15 : 1 bis 3,6 : 1 ,
C : O von 0, 15 : 1 bis 1 ,6: 1 aufweist, jeweils bestimmt mit XPS.
Dabei ist es wiederum bevorzugt, dass der O-Anteil 50 bis 65 Atom-% und/oder der C- Anteil 10 bis 20 Atom-% beträgt. Alternativ oder zusätzlich ist es bevorzugt, dass das Verhältnis C:Si 0,3: 1 bis 1 ,2:1 beträgt und/oder das Verhältnis 0:Si 1 ,6: 1 bis 3,5: 1 und/oder das Verhältnis C:0 0,2: 1 bis 1 : 1 beträgt. Dabei werden die absoluten Werte und auch die Verhältnisse jeweils mit XPS bestimmt.
Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, dass in Beschichtungen mit den vorgenannten Zusammensetzungen, insbesondere in Ihren bevorzugten Varianten und ganz besonders bevorzugt in der Variante, in der alle bevorzugten Varianten hinsichtlich der Beschichtungszusammensetzung zutreffen, besonders gut die oben genannten Zwecke erfüllen.
Bevorzugt im Sinne der Erfindung ist, dass die zu verwendende Beschichtung bzw. die Beschichtung des erfindungsgemäßen Gegenstandes frei von Fotoinitiatoren ist.
Fotoinitiatoren sind dabei Verbindungen, die üblicherweise für den Start einer Nah-UV- induzierten bzw. mittels sichtbarem Licht induzierten Polymerisation einer flüssigen Vorverbindung beigegeben werden. Die Tatsache, dass die erfindungsgemäß einzusetzenden Beschichtungen frei von Fotoinitiatoren sein können, besitzt zunächst den Vorteil, dass die einzusetzenden Mischungen für die Beschichtungen weniger Verbindungen enthalten müssen und somit einfacher zu handhaben sind. Ferner ist ein System mit weniger Verbindungen grundsätzlich auch hinsichtlich seiner Eigenschaften und seiner Reaktion besser handzuhaben. Schließlich lässt die Freiheit von Fotoinitiatoren auch auf das Verfahren zurückschließen, mittels derer die erfindungsgemäß zu verwendenden Beschichtung ausgehärtet worden ist.
Im Sinne des Vorgesagten ist dementsprechend ein erfindungsgemäßer Gegenstand bevorzugt, wobei die Beschichtung hergestellt wurde nach einem der Verfahren ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Sol-Gel-Verfahren, Plasmavernetzung, VUV- Lichtvernetzung, Vernetzung mittels Wärme bzw. Temperatur oder klassischer Polymerisation.
Besonders bevorzugt von den vorgenannten Herstellungsverfahren für die Beschichtung ist die VUV-Lichtvernetzung.
Unter VUV-Lichtvernetzung im Sinne dieses Textes ist dabei eine Vernetzung mittels Strahlung < 250nm bevorzugt < 200nm zu verstehen. Bevorzugte Lichtquellen für die VUV-Lichtvernetzung sind dabei Excimerlampen, Excimerlaser und Niederdruckquecksilberstrahler.
Mittels der bevorzugten Herstellungsverfahren für die erfindungsgemäß zu verwendende Beschichtung lässt sich Letztere zuverlässig und mit dem Fachmann bekannten Technologien herstellen. Dabei ist die VUV-Lichtvernetzung besonders bevorzugt, da mittels dieses Verfahrens verhältnismäßig schnell, zuverlässig und reproduzierbar die erfindungsgemäß zu verwendenden Beschichtungen aufbringen lassen. Hierzu sei auch auf die Beispiele verwiesen. Weiter bevorzugt handelt es sich um einen Prozessschritt, der bei einem Prozessdruck oberhalb von 600mbar, besonders bevorzugt bei Atmosphärendruck abläuft.
Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßer Gegenstand, wobei dieser im Bereich der Beschichtung antimikrobielle Eigenschaften aufweist, indem bei Inkubationsbedingungen in Anlehnung zur Norm ISO 22196:2007(E) nach einer Inkubationszeit von 24 Stunden, bevorzugt von 12 Stunden, weiter bevorzugt von 8 Stunden, noch weiter bevorzugt von 4 Stunden, wiederum bevorzugt von 2 Stunden und ganz besonders bevorzugt von einer Stunde die antimikrobielle Aktivität R für eingesetzte S. aureus und/oder E .coli Bakterien > 0,3, bevorzugt > 2 beträgt. Nach der Inkubationszeit sind somit < 50%, bevorzugt < 1 % der Bakterien noch lebensfähig.
Es hat sich nämlich überraschenderweise herausgestellt, dass bei Einsatz der erfindungsgemäß zu verwendenden Beschichtungen kupferhaltiger Oberflächen noch immer über eine hervorragende antimikrobakterielle Wirkung verfügen. Dies gilt sogar dann, wenn die erfindungsgemäß einzusetzende Beschichtung als weitgehend oder sogar vollständig geschlossene Beschichtung aufgebracht wird.
Die antimikrobielle Aktivität R wird im Sinne dieses Textes in Anlehnung an die Norm ISO 22196 : 2007 (E) gemessen (vergleiche Messbeispiel 3). Aufgrund der besonders guten antimikrobiellen Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Gegenstände wird die anzuwendende Norm allerdings wie folgt abgeändert: In der Norm ist eine Inkubationszeit von 24 Stunden vorgesehen. Für die Messung der antimikrobiellen Wirkungsweise wird dagegen lediglich für die oben angegebenen Zeiträume gemessen, wobei auch weitere Inkubationszeiten von z.B. 15 Minuten, 30 Minuten und einer Stunde zusätzlich gemessen werden können.
Bevorzugt verfügt der erfindungsgemäße Gegenstand im Bereich der beschichteten Oberfläche gegenüber einer vergleichbaren, nicht-beschichteten Oberfläche über eine verbesserte Korrosionswiderstandsfähigkeit. Die bevorzugte Möglichkeit zur Bewertung der Korrosionswiderstandfähigkeit ist die Auslagerung der erfindungsgemäß beschichteten Oberfläche und einer unbeschichteten Referenzoberfläche über eine Dauer von 24h bei 70 °C und 70% Luftfeuchte. Anschließend wird die Farbneutralität zwischen erfindungsgemäß beschichteter Oberfläche und der Referenzoberfläche nach Messbeispiel 2 (Bewertung optisches Erscheinungsbild) bestimmt. Bei der Bewertung der Korrosionswiderstandfähigkeit darf der Betrag jeder Einzelabweichung für den RGB255- Farbraum mit 256 Farbabstufungen für jede Grundfarbe (rot, grün, blau), maximal 20, bevorzugt 10 betragen (Vergleichen vor mit nach Korrosion). Zudem wird die Homogenität der erfindungsgemäß beschichteten Oberfläche mittels Bewertung der Farbneutralität überprüft, indem verschiedene Oberflächenausschnitte der erfindungsgemäß beschichteten Oberfläche gemäß Messbeispiel 2 nach Auslagerung miteinander verglichen werden. Hier darf der Betrag jeder Einzelfarbabweichung für den RGB255-Farbraum mit 256 Farbabstufungen für jede Grundfarbe (rot, grün, blau), maximal 10, bevorzugt < 5 betragen, dann ist von einer Korrosionsschutzverbesserung im Sinne dieses Textes auszugehen. Bevorzugt besitzt ein erfindungsgemäßer Gegenstand im Bereich der beschichteten Oberfläche gegenüber einer vergleichbaren, nicht beschichteten Oberfläche über einen verbesserten Korrosionsschutz, der sich durch einen um mindestens 2 Größenordnungen, bevorzugt mindestens 2,5 Größenordnungen verringerten„Pseudo- Transfer-Strom" /- auszeichnet. Zur Berechnung des Pseudo-Transfer-Stroms wird auf das essbeispiel 4 verwiesen.
Erfindungsgemäß bevorzugt ist ein erfindungsgemäßer Gegenstand, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Halbzeugen, weiterveredelten Halbzeugen, zum Kontakt mit Menschen bestimmten Gegenständen, insbesondere Türklinken, medizinische Gerätschaften, Geschirr, Bestecke, Handgriffe, Geländer, Schalter, insbesondere Lichtschalter, Armlehnen, Haltegriffe, Abdeckungen, insbesondere Geräteabdeckungen und -einhausungen, Rahmen, Einfassungen, Gestelle, Bettrahmen, Sichtbauteilen, insbesondere, Kupfer-Folien.
Bevorzugt ist der erfindungsgemäße Gegenstand ein Kupfer- oder ein Kupferlegierung- beschichteter Kunststoffgegenstand.
Bei den hier genannten Gegenständen lassen sich die positiven Eigenschaften der erfindungsgemäß zu verwendenden Beschichtung besonders gut nutzen.
Teil der Erfindung ist auch die Verwendung einer erfindungsgemäß einzusetzenden Beschichtung zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit und/oder zur Verbesserung schmutzverbergender Eigenschaften einer kupferhaltigen Oberfläche.
Wie bereits oben beschrieben, ist der Einsatz der erfindungsgemäß zu verwendenden Beschichtungen dazu geeignet, die gewünschten, hier benannten Eigenschaften zu verbessern.
Bevorzugt ist dementsprechend eine erfindungsgemäße Verwendung, wobei die kupferhaltige Oberfläche im Bereich der Beschichtung die oben beschriebenen antimikrobiellen Eigenschaften aufweist.
Wie oben beschrieben, ist es durch die erfindungsgemäße Verwendung möglich, die antimikrobiellen Eigenschaften der kupferhaltigen Oberflächen in einem sehr weitgehenden Maße zu erhalten. Teil der Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Gegenstandes, umfassend die Schritte a) Bereitstellen eines Gegenstandes mit wenigstens in Teilbereichen einer aus Kupfer oder einer Kupferlegierung bestehenden Oberfläche, b) Bereitstellen eines flüssigen Precursors, c) Auftragen des flüssigen Precursors auf die aus Kupfer oder einer Kupferlegierung bestehende Oberfläche, so dass eine flüssige Schicht inhomogener Dicke entsteht und d) Vernetzen eines Precursors, so dass eine erfindungsgemäß zu verwendende Schicht entsteht.
Für das erfindungsgemäße Verfahren kann es bevorzugt sein, dass vor Schritt c) die zu beschichtende Oberfläche einer Reinigung unterworfen wird. Dabei ist es bevorzugt, dass der Reinigungsschritt so ausgeführt wird bzw. das Reinigungsverfahren so gewählt wird, dass die Oberfläche tatsächlich nur noch aus der Kupferlegierung oder aus Kupfer besteht, so dass insbesondere Verunreinigungen und Oxide entfernt werden.
Bevorzugte Reinigungsverfahren in diesem Zusammenhang sind eine nass- und/oder elektrochemische Reinigung, insbesondere Beizen und Plasmareinigung.
Für das erfindungsgemäße Verfahren kann es weiter bevorzugt sein, dass vor Schritt c) die zu beschichtende Oberfläche einer Aktivierung zur Steigerung der Oberflächenenergie unterworfen wird. Bevorzugte Aktivierungsverfahren in diesem Zusammenhang sind VUV-Bestrahlung, Corona-Behandlung, Fluorierung, Laservorbehandlung, Plasmaaktivierung oder Plasmareduzierung.
Damit im Schritt c) eine flüssige Schicht inhomogener Dicke entsteht, müssen sowohl ein geeigneter Precursor als auch ein geeignetes Auftragungsverfahren gewählt werden. Bevorzugte Auftragungsverfahren sind dabei Aerosolverfahren, insbesondere Sprayverfahren, Präge- und Druckverfahren, Rolle zu Rolle Prozesse sowie Rakel- oder Tauchapplikationen (Drain- oder Dropcoating). Durch die genannten Verfahren wird der Precursor als inhomogene Flüssigkeitsbedeckung appliziert. Für die Precursorapplikation wie auch für die Precursorvernetzung sind keine Masken notwendig. Bevorzugt werden somit die Verfahrensvarianten ohne Zuhilfenahme einer Maske. Beispiele für geeignete Prekursoren sind unter anderem in der WO 2008132230 A2, hier insbesondere Seiten 43-44 offenbart.
Bevorzugt erfolgt die Auftragung mit einem Auftragsverfahren, bei dem aus einer Tröpfchenverteilung heraus abgeschieden wird, also Spray- und Aerosolverfahren. Weiter bevorzugt erfolgt die Applikation derart, dass wenigstens teilweise noch Tröpfchenstrukturen, insbesondere die Erhebung der Tröpfchen bei Beginn des Schrittes d) vorhanden sind.
Weiterhin besteht die Möglichkeit, die applizierte Precursorverteilung vor Schritt d) mittels einer Wärmebehandlung derart zu modifizieren, dass die Schichtdickenunterschiede sich verringern, jedoch weiterhin im Rahmen des beanspruchten Bereiches liegen. Durch die Wärmebehandlung nimmt die Viskosität des Precursors ab und der Precursor wird fließfähiger.
Eine inhomogene Schicht kann aber auch in Wechselwirkung zwischen Flüssigkeitsfilm und der Oberflächentopografie resultieren, beispielsweise durch ein bevorzugtes Auffüllen der Täler einer Topographie, so dass eine glatte Oberfläche, aber ungleichmäßige Schichtdicke entsteht. Insofern sind auch weitere Auftragsverfahren nutzbar, wie Tauchen (Dip- oder Draincoating), Rakel, Streichen oder Rolle-zu-Rolle- Auftragsverfahren. Ferner ist es bevorzugt, dass im erfindungsgemäßen Verfahren der Schritt d) mittels Licht mit einer Wellenlänge von < 250nm, bevorzugt < 200nm erfolgt. Bevorzugte Strahlungsquellen sind in diesem Zusammenhang UV-Strahlung aus einer Excimer-Lampe oder aus einem Quecksilber-Niederdruck-Strahler, Plasma- und Laserstrahlung.
Mittels der bevorzugten harten Strahlung ist es besonders effektiv möglich, auch reaktionsträge Verbindungen miteinander zu vernetzen.
Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei im Schritt c) ein siloxanhaitiger Precursor aufgetragen wird. Bevorzugte Precursoren sind dabei Polysiloxane, insbesondere sind bevorzugte Precursoren: flüssige Polysiloxane, bevorzugt Polydimethylsiloxane, bevorzugt aus linearen, unverzweigten Polymerketten, weiter bevorzugt mit endständigen Trimethylsiloxat-Einheiten und/oder mit Vinyl-Gruppen und/oder mit Dimethylsilan- Endgruppen und/oder mit Silan-Funktionalitäten (Si-H) in der Polymerkette sowie Mischungen aus zwei oder mehreren der genannten Stoffe. Dabei ist bei den flüssigen Precursoren eine kinematische Viskosität zwischen 15 und 20000 mrm2/s bei 25 °C bevorzugt; besonders bevorzugt zwischen 35 und 5000 mm2/s.
Es hat sich herausgestellt, dass siloxanhaltige Precursoren, insbesondere die oben genannten Bevorzugten für das erfindungsgemäße Beschichtungsverfahren besonders geeignet sind.
Beispiele
Messbeispiel 1 : Ermittlung der mittleren Schichtdicke
Durchführung:
Zur Ermittlung der mittleren Schichtdicke und deren Abweichung wird wie folgt verfahren: Bestimmung der Schichtdicke ausschließlich im Bereich der technischen Beschichtung entlang einer geraden Messstrecke von A = 1 mm (vgl. Fig. 9 d)).
Der Messfleck bei der Messung hat eine Größe bzw. laterale Ausdehnung von kleiner a< 20μηη, bevorzugt < 10μηη, weiter bevorzugt < 5μιη.
Bestimmung der Schichtdicke d, an 1 1 Einzelpositionen x, (1 < i < 11) im Abstand von b= 0,1 mm, bevorzugt an mehr als 1 1 Einzelpositionen Xj (1 < i < n mit n >11), gleichmäßig verteilt über die Messstrecke A mit einem Gesamtabstand zwischen erster und letzter Messung von 1 mm.
Fig 1 stellt schematisch das Verfahren zur Schichtdickenbestimmung dar:
Fig 1 a stellt eine Aufsicht auf die zu messende Oberfläche dar. Die Messflecken x-, bis Xu sind für die Messstrecke A eingezeichnet. Der Messpunkteabstand a beträgt 0, 1 mm und wird jeweils durch die Strecke zwischen den Mittelpunkten zweier Messflecken bestimmt. Die Gesamtmessstrecke A beträgt 1 mm. Im unteren Teil der Figur ist das Ergebnis der optischen Auswertung z. B. mittels fasergebundener Reflektometrie dargestellt. Es ergibt sich an jedem Messpunkt (Messfleck) eine Schichtdicke. Fig 1 b stellt die gleiche Messfleckanordnung in Seitenansicht (Oberflächenschnitt) für die entsprechende Beschichtung dar. Hier kann mit einer geeigneten Betrachtungstechnik z. B. mittels REM die Schichtdicke an den einzelnen Messpositionen x-, bis Xu festgestellt werden.
Bevorzugte Varianten für die Bestimmung der Schichtdicke an den einzelnen Messpunkten sind ein fasergekoppeltes Reflektometer zur ortsaufgelösten Vermessung (Profilometer Plu Neox mit integriertem Reflektometer, Sensofar; Messfleckgröße 20μιη) oder ein Rasterelektronenmikroskop zur Betrachtung eines Schnittes.
Die Bestimmung der mittleren Schichtdicke dm erfolgt als arithmetischer Mittelwert aus den Einzelmessungen d,.
Die Bestimmung der Standardabweichung dstabw erfolgt aus den Einzelmessungen entsprechend der Berechnungsformel:
Figure imgf000020_0001
Die Bestimmung der maximalen Schichtdicke dmax und der minimalen Schichtdicke dmin ergibt sich aus den Einzelmessungen d,.
Die Bestimmung der relativen Schichtdickenabweichung erfolgt als Verhältnis zwischen der Standardabweichung und der mittleren Schichtdicke: dStabw/dm (in Prozent). d ■
Bevorzugt ist im Rahmen der Erfindung, dass das Verhältnis """ 0,8 bevorzugt <0,7 ist.
Bevorzugt wird eine relative Schichtdickenabweichung zwischen der Standardabweichung und der mittleren Schichtdicke von dSta w dm ^ 5%, weiter bevorzugt > 10%.
Messbeispiel 2: Bewertung optisches Erscheinungsbild
Fig. 2 stellt die Seitenansicht einer Lichtkabine dar, die für die optische Bewertung eingesetzt wird.
Fig. 3 stellt die Vorderansicht der Lichtkabine aus der Kameraposition dar.
Fig. 4 stellt die Einteilung des aufzunehmenden Fotos bzw. die Skalierung der zu bewertenden Probe und der Referenzprobe dar. In den Figuren 2 bis 4 haben die Bezugszeichen folgende Bedeutung: a) Beschichtete Probe (erfindungsgemäß) b) Beleuchtungseinheit c) Diffus streuende Oberfläche d) Kamera in Position 45° e) Kamera in Position 25° f) Unbeschichtete Referenz Durchführung:
Es wird eine Lichtkabine bzw. Farbab- oder Farbbemusterungskabine (byko-spectra Lichtkabine) bestehend aus einer einseitig geöffneten Kabine mit diffus reflektierenden Oberflächen (c) und einer Beleuchtungseinheit (b) verwendet. In die Mitte der Grundfläche werden die beschichtete (a) und die unbeschichtete Probe (f) platziert.
Die Messung erfolgt unter Verwendung definierten Lichts (bevorzugt künstliches Tageslicht D65 nach ISO 3664 und ISO 3668). Bei Bedarf kann das Lichtspektrum an die Lichtverhältnisse am Einsatzort der beschichteten Gegenstände (z.B. CWF (Kaufhauslicht USA), TL84 (Kaufhaus Europa), A (Glühlampe Abendlicht), UV (Ultraviolett)) angepasst werden, das Licht D65 nach IS03664 ist aber das im Zweifelsfalle anzuwendende Licht.
Es wird eine digitale Kamera mit einer Bildauflösung > 400 x 300 Pixel verwendet, und zwar bevorzugt das Modell Canon Digital IXUS 950 IS mit einer Bildgröße 1600 x 1200 Pixel. Vor der Aufnahme ist ein Weißabgleich mit einer geeigneten Referenzoberfläche vorzunehmen.
Die Proben werden so platziert, dass immer beschichtete und unbeschichtete Probenoberfläche gemeinsam fotografiert werden können. Die Positionierung erfolgt derart, dass die Oberflächen keine Reflexe aus dem Raum erfassen, sondern ausschließlich einen hellen, diffus streuenden Hintergrund.
Das Fotografieren erfolgt im Winkel 45° (Kameraposition (d), bevorzugt in den Winkeln 45° und 25° (Kameraposition (d) und e) bei einem Abstand zwischen Kamera und Probenoberfläche von 30cm.
Der Abstand zwischen Probenoberfläche und Beleuchtungseinheit beträgt > 30cm.
Die Vergrößerung wird derart gewählt, dass die beiden Probenoberflächen mindestens 50% des Fotos bedecken, hierbei sollte der Ausschnitt sowohl der beschichteten Oberfläche als auch der Referenz eine Größe von mind. 0,5cm x 0,5 cm umfassen. Dies ist in der Fig. 4 schematisch dargestellt. Die Größenangaben entsprechen dabei der Originalgröße des abgelichteten Bereichs der Oberflächen. Nachfolgend erfolgt die Zuordnung der RGB-Farbwerte im RGB255-Raum für die unbeschichtete Referenz mit x und für die erfindungsgemäß beschichtete Probe mit y.
Fig. 5 a stellt dabei die Bestimmung des Farbvektors i^für die unbeschichtete Probe im RGB255-Farbraum mit Koordinaten (xr, xg und x ) dar und Fig. 5 b Bestimmung des Farbvektors 1 der erfindungsgemäß beschichteten Oberfläche in RGB255-Farbraum mit den Koordinaten (yr, yg und yb).
Die Bestimmung der Farbvektoren im RGB-Farbenraum der unbeschichteten Referenzoberfläche (xr, xg, xb) und der beschichteten Oberfläche (yr, yg, y ) erfolgt dabei über die über den für den fotografisch aufgenommenen Oberflächenbereich gemittelten RGB-Werte (bevorzugt mittels der Software Corel Photo-Paint® (von Corel Inc., Ottawa); Histogramm-Funktion aufgeschlüsselt nach Rot-Anteil, Grün-Anteil und Blau-Anteil). Bevorzugt wird eine Skalierung der Farbwerte von 0 (Minimum) bis 255 (Maximum).
Danach erfolgt die Bestimmung der Länge des Differenzvektors Δν= (ϊζ -I im RGB- Farbenraum (Länge \ΔΪ·\ = ((xr - yr)2+(xg- yg)2+ (*b- yb)2))- Der Differenzvektor ύν erlaubt eine Aussage bezüglich der relativen Farbveränderung. Umso größer die Länge bzw. der Betrag \ v\ des Vektors, desto größer ist die Gesamtfarbabweichung.
Fig. 6 stellt schematisch die Bestimmung des Differenzvektors v= (ΐ£ -ν^) im RGB- Farbraum dar. Fig. 7 stellt die Bestimmung der Einzelfarbabweichung im RGB-Farbraum für die
Farbanteile Rot (R), Grün (G) und Blau (B) dar. Deren Summe Argb ergibt sich wie folgt: o Rot: AR= |xr - yr| o Grün: AG= |xg- yg| o Blau: ΔΒ= |xb- yb| o EArgb= AR+ AG+ ΔΒ
Messbeispiel 3: Bewertung antimikrobiellen Eigenschaften
1. Probenvorbehandlung:
Die Muster und die Beschichtungen werden vor der Testung der antimikrobiellen Eigenschaften vorab sterilisiert. Die Sterilisation erfolgt bevorzugt mittels trockener Hitze bei 220°C.
2. Durchführung
Die bevorzugte Messung der antimikrobiellen Aktivität R erfolgt in Anlehnung an die NORM ISO 22196 : 2007(E): - Das Testbakterium (bevorzugt E.coli K12 und S. aureus) wird in einem Flüssigmedium präpariert (Vortag)
Die Bakteriensuspension für die Testproben wird in Minimalmedium angesetzt, um das Wachstum der Bakterien während des Tests nicht zu verhindern
Die Kontrollen und Testproben werden mit der Bakteriensuspension beimpft (bevorzugt Dreifachbestimmungen)
Das Inokulum wird mit einem sterilen Deckgläschen abgedeckt. Durch die Abdeckung wird eine homogene Verteilung der Bakteriensuspension erreicht, die Austrocknung der Bakterien verhindert und der enge Kontakt der Bakterien zur Testoberfläche gewährleistet.
Die Bakterienkonzentration auf der Testoberfläche wird zum Zeitpunkt„0 Stunden" bestimmt, indem das Inokulum mit einer sterilen Salzlösung von der Testprobe abgenommen wird.
Die Lebendzellzahl wird per Plattenverfahren (Ausplattierung der verdünnten Bakteriensuspension auf Agarplatten) bestimmt.
Inokulierte und abgedeckte Kontrollen und Testproben werden bis zu zur Auswertezeit bei hoher Luftfeuchtigkeit und 37 Grad Celsius inkubiert. Bevorzugte Auswertezeiten sind 30min, 1 h, 2h, 8h und 24h.
Nach der Inkubation wird die Lebendzellzahl der Bakteriensuspensionen von den Proben (wie oben beschrieben) bestimmt (Anzahl der nach der Auswertezeit lebenden, zellbildenden Kolonien (CFU: Colony Forming Unit)).
Die Veränderung der Bakterienzellzahl wird in Relation zum Startwert (0 Stunden) in Prozent berechnet.
Die antimikrobieile Aktivität R wird bestimmt.
Zur Absicherung der Untersuchungen wird empfohlen, zusätzlich Edelstahl als Negativkontrolle sowie eine unbeschichtete Oberfläche als Positivkontrolle zu testen.
Erfindungsgemäß bevorzugt sind nach einer Inkubationszeit von 24 h, bevorzugt 12 h, weiter bevorzugt 8h, (noch weiter bevorzugt 4/2/1 h) < 50%, bevorzugt < 1 % der eingesetzten S. aureus und/oder E .coli Bakterien noch lebensfähig. Die antimikrobieile Aktivität R beträgt nach einer Inkubationszeit von 24 h entsprechend > 0,3, bevorzugt > 2.
Messbeispiel 4 Korrosionsschutz
Mittels elektrochemischer Impedanzspektroskopie werden Spektren aufgenommen. Verwendet wird die elektrochemische Workstation Zahner Zennium der Fa. Zahner Elektrik mit der mitgelieferten Software. Es erfolgt lediglich eine "Kleinsignalerregung" der Probe, d.h. eine Wechselspannung mit Amplitude 1 mV wird an die Probe angelegt. Die Frequenz der Wechselspannung wird von 0,1 Hz bis 100 kHz variiert. Dabei wird die Probenoberfläche durch die Messung nicht beeinflusst. Nachfolgend wird die Impedanz (Z) bei f = 1 Hz aus dem Spektrum entnommen und in Anlehnung an das Ohmsche Gesetz
Figure imgf000025_0001
der„Pseudo-Transfer-Strom" I berechnet. Bevorzugt wird die Impedanz bei f = 0, 1 Hz entnommen und analog in die obige Formel eingesetzt. Hierdurch wird die Gleichstromsituation noch besser simuliert. Analog wie beim Transfer-Strom gilt: Je weniger Stromfluss, desto weniger Korrosion.
Praxisbeispiele
Beispiel 1 :Schichtdickenmessungen
Eine polierte Platte des Materials CuZn15Mn15AI1 (Wieland-Werke AG) wurde mit einer VUV-Licht vernetzenden Beschichtung versehen. Diese Variante der Beschichtung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass eine dünne, in der Schichtdicke nicht homogene und ggfs. nicht geschlossene Bedeckung aufgebracht wird. Hierzu wird die Platte zunächst 120s einem Aerosol bestehend aus Silikonöl AK50 (Wacker Chemie AG) und Luft ausgesetzt. Durch diese Applikation entstand eine inhomogene Schichtdicke des flüssigen Precursors. Die mittlere Tröpfchengröße des Aerosols betrug hierbei ca. 3-5μηι, es wurden keine Löse- oder Verdünnungsmittel eingesetzt. Die mittlere Schichtdicke der abgeschiedenen Flüssigkeitsschicht betrug ca. 250 bis 300nm. Diese wurden anschließend mittels einer VUV-Excimerlampen (XERADEX, Strahlerlänge 40cm, Osram GmbH) in einer Stickstoffatmosphäre bei 600 mbar bei einem Abstand zwischen Lampe und Oberfläche von 5mm für 600s bestrahlt und somit vernetzt. Durch die Vernetzung wird die Flüssigkeitsverteilung fixiert, gleichzeitig tritt ein Schichtschrumpf ein. Fig. 8 zeigt die gemäß Messbeispiel 1 ermittelten Schichtdicken und deren Abweichungen für die exemplarischen und weiteren Messungen in der dargestellten Oberfläche. Die mittlere Schichtdicke beträgt nach VUV- Vernetzung ca. 130 bis 160nm, die Standardabweichung liegt im Bereich 22 bis 25nm und die relative Abweichung beträgt 15 bis 19%.
Verwendet wurden Kupferplatten einer Größe von 25mm x 25mm, bestehend aus Reinkupfer (Werkstoffbezeichnung E-Cu57, 2.0060; Wieland-Werke AG).
Die Platten wurden zunächst mittels 3,5% NaOH (T=72°C) für eine Verweildauer von 30s und 10% H2S04 (20°C) mit einer Verweildauer von 60s vorgereinigt sowie jeweils mit deionisiertem Wasser gespült. Abschließend für 60s in einem Ultraschallbad mittels Isopropanol nachgereinigt und mit Druckluft getrocknet. Nach der Vorbehandlung wurden die Platten mit einer VUV-Licht vernetzenden Beschichtung versehen. Diese Variante der Beschichtung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, eine dünne, in der Schichtdicke nicht homogene und ggfs. nicht geschlossene Bedeckung aufzubringen. Hierzu wurden jeweils drei identische Beschichtungen angefertigt unter Verwendung einer Aerosolapplikation des linearen Silikonöls AK50 (Wacker Chemie AG) mit einer Expositionszeit von 100s, 200 und 500s. Die mittlere Tröpfchengröße des Aerosols betrugen hierbei ca. 3-5μηη. Die mittleren Schichtdicken der einzelnen Precursorbedeckungen betrugen nach Applikation ca. 200, 400 und 1000nm. Diese wurden anschließend mittels VUV-Excimerlampen (XERADEX, Strahlerlänge 40cm, Osram GmbH) in einer Stickstoffatmosphäre bei 600 mbar bei einem Abstand zwischen Lampe und Oberfläche von 5mm bestrahlt für 600s bestrahlt bzw. vernetzt. Die mittlere Schichtdicke betrug nach VUV- Vernetzung ca. 120, 250 und 600nm.
Die so beschichteten Platten wurden in Bezug auf ihre antimikrobielle Wirksamkeit hin untersucht.
Tabelle 1
Figure imgf000027_0001
Die unbeschichteten Edelstahlmuster zeigen als Negativprobe keine antimikrobielle Wirkung.
Die beschichteten Edelstahlproben zeigen keine antimikrobielle Wirkung. Hieraus lässt sich ableiten, dass die Beschichtung an sich nicht für das Abtöten der Bakterien verantwortlich ist.
Das unbeschichtete Kupfer zeigt als Positivkontrolle antimikrobielle Wirkung. - Die beschichteten E-Cu57-Proben zeigen alle antimikrobielle Wirkung. Beispiel 3: Antimikrobielle Eigenschaften
Verschiedene Kupferplatten: a) Werkstoffbezeichnung E-Cu57, 2.0060, b) CuZn15 n15AI1 und c) CuZn37 (alle Wieland-Werke AG) wurden mit einer VUV- Lichtvernetzenden Beschichtung versehen: Vorbehandlung/Herstellung der Muster:
Die Oberfläche der Kupferplatten einer Größe von 25mm x 25mm wurde zunächst mittels 3,5% NaOH (T=72°C) für eine Verweildauer von 30s und 10% H2S04 (20°C) mit einer Verweildauer von 60s vorgereinigt sowie jeweils mit deionisiertem Wasser gespült. Abschließend für 60s in einem Ultraschallbad mittels Isopropanol nachgereinigt und mit Druckluft getrocknet. Es wurden für die drei genannten Kupfer-(bzw. Cu-Legierung) Platten jeweils drei identische Beschichtungen angefertigt unter Verwendung einer Aerosolapplikation des linearen Silikonöls AK50 (Wacker Chemie AG) mit einer Expositionszeit von 200s. Die mittlere Schichtdicke der Precursorbedeckungen betrug nach Applikation ca. 400nm. Diese wurden anschließend mittels VUV-Excimerlampen (XERADEX, Strahlerlänge 40cm, Osram GmbH) in einer Stickstoffatmosphäre bei 600 mbar bei einem Abstand zwischen Lampe und Oberfläche von 5mm bestrahlt für 600s bestrahlt bzw. vernetzt. Die mittlere Schichtdicke betrug nach VUV-Vernetzung ca. 250nm.
Die so hergestellten beschichteten kupferhaltigen Platten sowie Edelstahl als Negativprobe und jeweils unbeschichtetes Plattenmaterial als Positivproben wurden auf ihre antimikrobielle Wirksamkeit hin getestet. Hierbei wurden jedoch Bewertungen nach den Inkubationszeiten 30 Minuten, einer Stunde, 2, 8 und 24 Stunden durchgeführt. Die nachfolgende Tabelle 2 gibt die Anzahl der nach der Beobachtungszeit lebenden, zellbildenden Kolonien (CFU: Colony Forming Unit). Tabelle 2
Figure imgf000028_0001
Auf den unbeschichteten Kupferlegierungen sind sämtliche Bakterien bereits nach 30 Minuten abgestorben. Für Edelstahl ist zunächst eine Abnahme der Bakterienanzahl mit ähnlicher Zeitabhängigkeit wie für die beschichteten Kupferlegierungen zu erkennen. Dieses Verhalten ist zu verstehen, indem von einer Eingewöhnungsphase der Bakterien ausgegangen wird. In dieser Phase sterben zunächst einige der Zellen ab, bevor dann ein Wachstum dominiert.
Die beschichteten Proben zeigen ein zeitlich gehemmtes Absterben der Bakterien. Dieses Verhalten ist zu verstehen, da die Kupferionen erst durch die Schicht hindurch migrieren müssen bzw. eine kleinere effektive offene Kupfergesamtoberfläche zur Verfügung steht. Die beschichteten Proben zeigen ein zeitlich gehemmtes Absterben der Bakterien. Nach 8 Stunden sind dennoch alle Bakterien auf den beschichteten Mustern abgestorben.
Beispiel 4: Optische Sichtbarkeit
Verschiedene Kupfer-haltige Platten A: Werkstoffbezeichnung E-Cu57 B: CuZn15Mn15AI1 und C: CuZn37 (alle Wieland-Werke AG) wurden mit einer Beschichtung versehen. Für alle Materialien waren sowohl rauhe als auch polierte Oberflächen verfügbar. Hierbei betrug der Mittenrauwert Ra der rauhen Platten 0,3 - Ο,δμιτι für das Material A, 0,1 - 0,3μιτι für C und für B (gemessen mit dem konfokalen Profilometer Plu Neox, Sensofar; Aufnahme mit einem 50x Objektiv). Die Mittenrauwerte der polierten Platten betrugen 0,03 - Ο,Οδμηη (A), 0,04 - 0,06pm (C) bzw. 0,06 - 0,09μηη (B).
Es wurden für jedes Material jeweils 3 verschiedene Schichtdicken für die Beschichtung hergestellt. Die Prozessschritte entsprechen denen aus Beispiel 1 bis 3 unter Anpassung der Aerosolexpositionszeit, um Schichtdicken von ca. 180nm, 375nm und 900nm (Beschichtung LP100, LP200, LP600) zu erhalten. Gemäß Messbeispiel 2 zur optischen Bewertung der Sichtbarkeit mittels Fotografie und Auswertung im RGB-Farbenraum wurden die hergestellten Platten bewertet. Ergebnis: Tabelle 3
Figure imgf000030_0001
Figure imgf000030_0002
Absolute Länge
Referenz Beschichtung
Farbabweichung Differenzvektor
„C" rau Xr Xg Xb Yr Yg Yb AR AG AB |v| IO NIO
LP180 102 95 57 115 106 63 13 1 1 6 18, 1 X
LP375 99 93 54 126 116 60 27 23 6 36,0 X
LP900 101 95 57 122 113 62 21 18 5 28, 1 X Absolute Länge
Referenz Beschichtung FarbabweiDifferenzchung vektor
„C" glatt Xr xb Yb AR AG AB M IO NIO
LP180 X
127 121 95 125 1 19 77 -2 -2 18 18,2
LP375 X
128 120 95 126 115 84 -2 -5 11 12,2
LP900 X
125 1 19 92 121 114 82 -4 -5 10 1 1 ,9
Absolute Länge
Referenz Beschichtung FarbabDifferenzweichung vektor
„Ä'glatt Xr x9 Xb Yr Yg yb AR AG AB M IO NIO
LP180 X
129 113 96 128 109 80 -1 -4 16 16,5
LP375 126 11 1 93 127 105 87 1 -6 -6 8,5 X
LP900 128 1 13 95 125 108 87 -3 -5 -8 9,9 X
Figure imgf000031_0001
Die Ergebnisse zeigen, dass es lediglich bestimmte Kombinationen an Rauheit, Material (natürlicher Farbton der unbeschichteten Oberfläche) und Schichtdicke gibt, für die die Farbabweichung derart gering ist, dass die wahrgenommene Oberflächenfarbe nur unwesentlich geändert wird. Der Fachmann hat insbesondere Rauheit der Oberfläche und die Eigenfarbe der zu beschichtenden Oberfläche bei der Wahl der Beschichtungsparameter zu berücksichtigen. Als Stellgröße stehen dem Fachmann insbesondere die Schichtdicke und die Schichtdickenabweichung zur Verfügung. Bei der lichtbasierten-Beschichtung liegt aufgrund der Aerosolapplikation eine inhomogene Schichtdicke vor. Die lokalen Schichtdickenunterschiede können nur bedingt durch das Auge aufgelöst werden. Makroskopisch sieht das unbewaffnete Auge daher eine Mittelung aller vorhandenen Farben, welche oftmals als farblos und transparent wahrgenommen wird. Beispiel 6: Korrosionshemmende Eigenschaften
Messerqebnisse für Pseudo-Transfer-Strom
Tabelle 4
Figure imgf000032_0001
Es zeigt sich, dass durch die Beschichtung der Pseudo-Transfer-Strom um deutlich mehr als zwei bis zu mehr als drei Größenordnungen verringert wurde.
Beispiel 7: Veränderung Ra
Platten des Materials E-Cu57 (Wieland-Werke AG) wurden mit einer VUV-Licht vernetzenden Beschichtung versehen. Hierzu wurden die Platten zunächst für unterschiedliche Dauern einem Aerosol bestehend aus AK50 (Wacker Chemie AG) ausgesetzt und so in der Schichtdicke inhomogen mit einem flüssigen Precursor appliziert. Anschließend wurden die Platten mittels VUV-Excimerlampen (XERADEX, Strahlerlänge 40cm, Osram GmbH) in einer Stickstoffatmosphäre bei 600 mbar bei einem Abstand zwischen Lampe und Oberfläche von 5mm für 600s bestrahlt bzw. vernetzt. Tabelle 5 zeigt die Mittenrauheit der Platten. Muster Schichtdicke [nm] Ra [μιτι] Rel. Änderung
E-Cu57 unbeschichtet 0 0,44 ± 0,06
E-Cu57 + Schicht 1 40 0,41 ± 0,01 7%
E-Cu57 + Schicht 2 175 0,44 ± 0,05 0%
E-Cu57 + Schicht 3 640 0,41 ± 0,04 7%
Die Beschichtungen zeigen eine relative Änderung des Rauwertes kleiner 10%.

Claims

Patentansprüche:
1. Verwendung einer Schicht, wobei a) die Schicht eine mittlere Schichtdicke von 50 - 5000nm besitzt,
b) die Schichtdicke inhomogen ist, wobei sie sich auf einer Strecke von 1 mm entlang der Oberfläche der Beschichtung durch einen Schichtdickenunterschied (Standardabweichung) von 5%, bevorzugt ä 10 % jeweils bezogen auf die mittlere Schichtdicke auszeichnet und c) das Schichtmaterial partikelfrei ist als Beschichtung einer aus Kupfer oder einer Cu-Legierung bestehenden Oberfläche, wobei die Beschichtung für das unbewaffnete menschliche Auge farbneutral gegenüber der unbeschichteten Oberfläche ist.
2. Gegenstand mit wenigstens in Teilbereichen einer aus Kupfer oder einer Cu- Legierung bestehenden Oberfläche, wobei im Bereich des Kupfers oder der Kupferlegierung der Oberfläche eine Beschichtung angebracht ist, a) mit einer mittleren Schichtdicke von 50 bis 5000nm,
b) die sich auf einer Strecke von 1 mm entlang der Oberfläche der Beschichtung durch einen Schichtdickenunterschied (Standardabweichung) von ä 5%, bevorzugt ä 10% bezogen auf die mittlere Schichtdicke auszeichnet,
c) das Schichtmaterial partikelfrei ist und
d) die Beschichtung für das unbewaffnete menschliche Auge farbneutral gegenüber der unbeschichteten Oberfläche ist.
3. Gegenstand nach Anspruch 2, wobei der Gegenstand im Bereich der Beschichtung zu ä 61 %, bevorzugt -. 66%, weiter bevorzugt 2: 80%, noch weiter bevorzugt ^ 95%, besonders bevorzugt 2: 99% und ganz besonders bevorzugt zu 100% von der Beschichtung bedeckt ist. Gegenstand nach einem der Ansprüche 2 oder 3, wobei die Beschichtung den ittenrauwert Ra gegenüber der unbeschichteten Oberfläche um s 50%, bevorzugt £ 25%, verringert.
Gegenstand nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die Beschichtung zu ϊ: 90 Atom-% aus den Elementen Si, 0, N und C besteht, bezogen auf die Gesamtzahl der in der Beschichtung enthaltenen Atome ohne H (gemessen mittels XPS).
Gegenstand nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei die Beschichtung:
18 - 30 Atom-% Si,
35 - 65 Atom-% O,
10 - 55 Atom-% C, umfasst, bezogen auf die Gesamtzahl der in der Beschichtung enthaltenen Atome ohne H gemessen mit XPS und/oder wobei die Beschichtung an der Oberfläche Elementverhältnisse von
C : Si von 0,33 : 1 bis 3,1 : 1 ,
O : Si von 1 , 15 : 1 bis 3,6 : 1 ,
C : O von 0,15 : 1 bis 1 ,6: 1 aufweist, jeweils bestimmt mit XPS.
Gegenstand nach Anspruch 2 bis 5, wobei die Beschichtung frei ist von Photoinitiatoren.
Gegenstand nach einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei der Gegenstand im Bereich der Beschichtung antimikrobielle Eigenschaften aufweist, indem bei Inkubationsbedingungen in Anlehnung zur Norm ISO 22196:2007(E) nach einer Inkubationszeit von 24h, die antimikrobielle Aktivität R für eingesetzte S. aureus und/oder E .coli Bakterien > 0,3, bevorzugt > 2 beträgt.
Gegenstand nach einem der Ansprüche 2 bis 8, wobei der Gegenstand im Bereich der beschichteten Oberfläche gegenüber einer vergleichbaren, nicht-beschichteten Oberfläche über eine mit dem unbewaffneten Auge feststellbar verbesserte Korrosionswiderstandsfähigkeit verfügt, gemessen nach 24h bei 70°C und 70% Luftfeuchte.
Gegenstand nach einem der Ansprüche 2 bis 9 ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Halbzeugen, weiterveredelten Halbzeugen, zum Kontakt mit Menschen bestimmten Gegenständen, Sichtbauteilen und Kupfer-Folien.
11. Gegenstand nach einem der Ansprüche 2 bis 10, wobei der Gegenstand ein kupfer- oder kupferlegierungsbeschichteter Kunststoffgegenstand ist.
12. Verwendung einer Beschichtung wie in einem der Ansprüche 2 bis 9 definiert zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit und/oder zur Verbesserung schmutzverbergender Eigenschaften einer kupferhaltigen Oberfläche.
13. Verwendung nach Anspruch 12, wobei die kupferhaltige Oberfläche im Bereich der Beschichtung antimikrobielle Eigenschaften wie in Anspruch 8 definiert aufweist.
14. Verfahren zum Herstellen eines Gegenstandes nach einem der Ansprüche 2 bis 11 , umfassend die Schritte: a) Bereitstellen eines Gegenstandes mit wenigstens in Teilbereichen einer aus
Kupfer oder einer Kupferlegierung bestehenden Oberfläche,
b) Bereitstellen eines flüssigen Precursors,
c) Auftragen des flüssigen Precursors auf die aus Kupfer oder einer Kupferlegierung bestehende Oberfläche, so dass eine flüssige Schicht inhomogener Dicke entsteht und
d) Vernetzen des Precursors, so dass eine Schicht wie in einem der Ansprüche 2 bis 11 definiert entsteht.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei im Schritt b) ein siloxan-haltiger Precursor bereitgestellt wird und/oder Schritt c) im Rahmen eines Aerosolverfahrens durchgeführt wird und/oder Schritt d) mittels Plasma- oder Laserstrahlung oder mittels Licht einer Wellenlänge ä 250nm, insbesondere UV-Strahlung aus einer Excimer-Lampe oder einem Quecksilberniederdruckstrahler erfolgt.
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