具有抗微生物表面的颗粒、用于制备具有这种颗粒的涂层的材料和这种颗粒的制备方法技术

本发明专利技术涉及具有抗微生物表面的颗粒(11)。根据本发明专利技术规定，所述颗粒配备有既包含氧化锑锡(12)又包含氧化锰的层(13)。该层有利地在不同条件下，尤其是既在湿环境(由于电化学过程)又在干燥环境(由于光催化性能)中具有抗微生物作用。由此能够利用这些颗粒可靠地对抗微生物。本发明专利技术还涉及适合于制造层或部件的材料，例如塑料粒料。所述材料具有上述颗粒，从而这些颗粒可嵌入层或部件中。最后，本发明专利技术涉及一种用于制备上述颗粒的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有抗微生物表面的颗粒、用于制备具有这种颗粒的涂层的材料和这种颗粒的制备方法本专利技术涉及具有抗微生物表面的颗粒。本专利技术还涉及一种用于制备涂层的材料，所述材料包括基质材料和用于嵌入由该基质材料形成的基质中的颗粒。最后，本专利技术涉及用于制备具有抗微生物表面的颗粒的方法。到目前为止，具有抗微生物作用的表面由球形颗粒形成。在此通常将具有抗微生物作用的金属、金属氧化物或金属氧化物混合物加工成纳米粒子，然后添加色料、漆或聚合物材料。这些具有抗微生物作用的颗粒可利用光的紫外线部分来形成杀菌材料。另一方面，抗微生物表面基于金属的电化学性能而产生，所述金属在水分存在下会形成微型原电池并且通过微型电场而发挥杀菌作用。将这些金属要么以电镀沉积工艺，要么通过物理化学过程(PVD、CVD、溅射或溶胶-凝胶过程)进行涂覆。因此得到如下技术问题：提供具有微生物作用的颗粒以及具有抗微生物作用的材料，其中无论周围环境条件如何，都能利用其获得良好的微生物作用。另外，本专利技术要解决的技术问题在于提供用于制备这种抗微生物颗粒的方法。该技术问题利用根据本专利技术的开头所述的颗粒如下解决：所述颗粒配备有既包含氧化锑锡又包含氧化锰的层。已经令人惊讶地示出了，所述颗粒上的层的这种材料组成具有优异的抗微生物作用。为此目的已经进行了研究，这些研究已得出了以下结果。将沉淀物涂在载玻片上，并根据ASTME2180-01标准来测试材料表面的抗微生物效果。使用的测试生物是革兰氏阳性细菌、金黄色葡萄球菌ATOC6538、和革兰氏阴性细菌、大肠杆菌ATOC8739。细胞在表面上干燥(0h)后，就已经显示细菌的显著减少，这是由于细菌的快速灭活以及在二氧化钛针上的MnO2/ATO在潮湿环境中具有明显的杀菌作用所致。温育四个小时后，杀死了99.99％的细菌，这表明在干燥的环境中也可显示抗微生物作用。对于每种材料以及每个采样时间点，都污染了3个平行批次一同进行以下对照：将0.2ml的细菌悬浮液直接转移到具有10mlTSB的螺帽试管中，并如上进一步处理；由此就可以说明从测试面积(区域)洗掉细菌(Keimabschwemmung)的效率。检查了以下样品：1)在二氧化钛针上的对比试样SnO2；以下简称为SnO22)在二氧化钛针上的抗微生物颗粒SnO2/MnO2；以下简称为SnO2/MnO2对于每种材料以及每个采样时间，都污染了3个平行批次。一同进行以下对照：将0.2ml的细菌悬浮液直接转移到带有10mlTSB的螺帽试管中，并如上进一步处理；由此就可以说明从测试面积(区域)洗掉细菌的效率。在表1中列出了对于大肠杆菌(Escherichiacoli)来说在不同时间从表面回收的KBE。表2显示了金黄色葡萄球菌(staphylococcusaureus)的相应结果。表3显示了施加在表面上的细菌总数，表4显示了对于不同的温育时长从不同的材料表面回收的基于施加在表面上的细菌总数的细菌。表1：不同材料对大肠杆菌coli的杀菌作用；给出了从材料表面回收的细菌总数(平行测定的平均值)；施加的细菌：2.54×106表2：不同材料对金黄色葡萄球菌的杀菌作用；给出了从材料表面回收的细菌总数(平行测定的平均值)；施加的细菌：9.52×106表3：施加在材料表面上的细菌数量表4：在不同的温育时长后不同的材料表面的基于所施加的细菌的细菌回收率的百分比。根据本专利技术的有利的实施方式规定，颗粒具有薄片和/或小板和/或针的形状。这些颗粒形状的巨大优点是确保大的长径比。换句话说，这些颗粒形状相对于质量来说具有相对较大的可用于涂覆的表面。因此，可以有利地以最少的材料使用来实现相对较高的抗微生物效果，因为对此而言所述层的表面具有重要意义。根据本专利技术的另一实施方式，所述层由氧化锑锡的内层和氧化锰的多孔外层组成。这具有的优点是，可将由制造商已经用氧化锑锡涂覆的颗粒用作半成品以用氧化锰来涂覆。由于多孔性，所述层系统仍然适合于产生所描述的有利的抗微生物性能，因为氧化锑锡是通过氧化锰的多孔性来发挥效用的。氧化锰在下面也被称为软锰矿(褐砂石)。在本申请的上下文中，术语“软锰矿(褐砂石)”应理解为包括可能的氧化锰的矿物(无机)基团。氧化锑锡在下文中也缩写为ATO(ATO代表英文表达Antimon-Tin-Oxide)。上文提出的技术问题也通过一种用于制备涂层的材料来实现，该材料包括基质材料和用于嵌入可由该基质材料以不同方式形成的基质中的颗粒。根据本专利技术，所述颗粒以上述方式实施，就是说，该颗粒包含既具有氧化锑锡又具有氧化锰的层。这具有的优点是，由这种材料制成的层同样具有抗微生物性能，因为嵌入层中的颗粒至少在制成的部件或涂层的表面上达到这种性能。根据本专利技术的有利的实施方式，基质材料可以由塑料粒料(Kunststoffgranulate)组成。塑料粒料在工业上用于大规模制造塑料部件。为此，将塑料粒料熔融并在合适的机器中加工成塑料部件(例如，通过注塑)。在此期间，颗粒可以嵌入部件的正在形成的基质中。由此有利地在部件的表面上产生了抗微生物性能。特别有利的情形是，比塑料粒料的颗粒小得多的颗粒沉积在塑料粒料的表面上，也就是说沉积在塑料粒料的颗粒上。以这种方式可以有利地实现使颗粒可靠地嵌入待制备的部件中。还可以通过覆盖塑料粒料的颗粒表面来有利地设定要制造的部件(或要制造的塑料涂层)中要达到的颗粒浓度。根据本专利技术的另一实施方式可以规定，基质材料由其中分散有颗粒的漆(涂料)组成。有利地大规模使用漆来涂覆部件，在此期间通过漆中的溶剂蒸发并且漆中的颜料固着在表面上而形成漆层。根据本专利技术，所述颜料的一部分是上文已经描述的具有抗微生物作用的颗粒，其中该作用也可在漆层的表面上被利用。最后，有利地还可行的是，基质材料电离化地(以电离化形式、以离子化形式)存在于电解质中，其中颗粒被分散在电解质中。以此方式可以有利地以电化学方法在部件上制备涂层，其中在该涂层中嵌入经分散的颗粒。在以电解方式涂覆期间，来自电解质的基质材料沉积在待涂覆的部件上。以这种方式例如能够极好地制造金属层，该金属层的抗微生物性能通过嵌入颗粒得以改善。上文已经更详细描述的所有材料还有利地适合于以这样的方式制造部件或层，使得即使在表面磨损的情况下也保持抗微生物性能。这可以通过以下事实来解释：颗粒被设置在部件或涂层的整个基质中，因此从表面去除材料总是反复地暴露新颗粒，新颗粒的抗微生物性能可在暴露时产生。另外，根据本专利技术，通过本文开头提供的方法来实现本专利技术，其中使用已经涂覆有氧化锑锡的颗粒，并通过所谓的按合成比例(Synproportionierung)沉淀法以湿化学方式用氧化锰涂覆所述颗粒，其中按照给定的顺序执行以下步骤：将颗粒悬浮在水中，将如此获得的颗粒悬浮液引入硝酸锰(II)溶液中，通过供入氨(氨水)将pH值调节为8，在持续搅拌下(最多4小时)逐滴添加高锰酸钾溶液，滤出经涂覆的颗粒。由此有利地提供了一种用于制备已经本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.具有抗微生物表面的颗粒，其特征在于，所述颗粒配备有既包含氧化锑锡又包含氧化锰的层(12、13)。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180413 EP 18167217.11.具有抗微生物表面的颗粒，其特征在于，所述颗粒配备有既包含氧化锑锡又包含氧化锰的层(12、13)。


2.根据权利要求1的颗粒，其特征在于，所述颗粒的形状为薄片和/或小板和/或针(11)。


3.根据前述权利要求中任一项的颗粒，其特征在于，层+11由氧化锑锡的内层(12)和氧化锰的多孔外层(13)组成。


4.用于制备涂层或部件的材料，包括基质材料和用于嵌入要由该基质材料形成的基质中的颗粒(16)，其特征在于，颗粒(16)根据前述权利要求之一构造。


5.根据权利要求5的材料，其特征在于，所述基质材料由塑料粒料组成。


6.根据权利要求6的材料，其特征在于，颗粒(16)沉积在塑料粒料的表面上。


7.根据权利要求5所述的材料，其特征在于，所述基质材料由其中分散有颗粒(16)的漆组成。

【专利技术属性】
技术研发人员：C多耶，JD詹森，M施耐德，G温克勒，
申请(专利权)人：西门子股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE