抗菌刀具及其制造方法技术

提供了一种抗菌刀具及其制造方法，所述抗菌刀具可以包括基材和设置在基材的表面上的包覆薄膜，包覆薄膜包括设置在基材的表面上的氮化钛层、设置在氮化钛层上的稀土元素氧化物层以及设置在稀土元素氧化物层上的氧化钛层。该抗菌刀具可具有持久高效的抗菌性能。该抗菌刀具可具有持久高效的抗菌性能。该抗菌刀具可具有持久高效的抗菌性能。

【技术实现步骤摘要】
抗菌刀具及其制造方法


[0001]本专利技术涉及刀具领域，更具体地，涉及一种抗菌刀具及其制造方法。

技术介绍

[0002]长期以来，微生物性食物中毒事件的中毒人数占全球食物中毒人数中的比例始终居高不下。尽管如今各国消费者对食品安全的需求正在快速增长，但是他们对厨具卫生的认知仍然有待提高。在处理食材过程中，在食材上的诸如金黄色葡萄球菌、大肠杆菌等细菌会附着于刀具上。受到细菌污染的刀具如果没有进行及时有效的清洁、杀菌消毒，其在反复使用的过程中细菌极易传播到刀具所接触的下一种食材，最终进入人体，影响人类健康。因此，包含抗菌材料的抗菌刀具应运而生。
[0003]现有的抗菌材料主要分为两类，即无机抗菌材料和有机抗菌材料，其中，无机抗菌材料分为金属离子抗菌材料(例如铜、银、锌)和金属氧化物光催化抗菌材料(例如二氧化钛)，有机抗菌材料包括香草醛或乙基香草醛类化合物、酰基苯胺类、咪唑类、噻唑类、异噻唑酮衍生物、季铵盐类、双呱类、酚类等。目前抗菌刀具应用最广泛的抗菌材料为金属离子抗菌材料。现有用于抗菌刀具的抗菌技术通常为在基体部表面采用喷涂的方式添加含有金属抗菌剂的抗菌涂料或者基体部本身使用含铜、银、和/或锌等的抗菌不锈钢制备，进而起到抗菌的作用。
[0004]然而，喷涂式抗菌刀具存在涂料结合力差，容易划伤脱落的问题。此外，为了保证抗菌刀具的锋利度，其刀刃处没有覆盖抗菌涂层，导致抗菌效果大打折扣。在基体部本身使用含铜、银、和/或锌等的抗菌不锈钢制造时，受限于材料成分本身特性，会造成抗菌刀具耐磨性和耐蚀性下降，影响抗菌刀具的持久锋利度和寿命。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种具有持久高效的抗菌性能的抗菌刀具。
[0006]本专利技术的另一目的在于提供一种具有持久锋利度和长寿命的抗菌刀具。
[0007]根据本专利技术构思的抗菌刀具包括基材和设置在基材的表面上的包覆薄膜，包覆薄膜包括：氮化钛层，设置在基材的表面上；稀土元素氧化物层，设置在氮化钛层上；以及氧化钛层，设置在稀土元素氧化物层上。
[0008]在实施例中，氮化钛层的厚度在0.3μm
‑
0.5μm的范围内。
[0009]在实施例中，稀土元素氧化物层的厚度在0.3μm
‑
1μm的范围内。
[0010]在实施例中，氧化钛层的厚度在1μm
‑
2μm的范围内。
[0011]在实施例中，稀土元素氧化物层包括氧化镧、氧化钇、氧化铈、氧化镨、氧化钕、氧化钐、氧化铕、氧化钆、氧化铽、氧化镝、氧化钪、氧化钬、氧化铒、氧化铥、氧化镱和氧化镥中的至少一种。
[0012]在实施例中，所述抗菌刀具具有长度方向、宽度方向和厚度方向，氮化钛层、稀土元素氧化物层和氧化钛层在厚度方向上依次设置在基材的表面上。所述抗菌刀具包括：主
体部，沿着长度方向延伸；以及刃部，设置在主体部的在宽度方向上的一侧并沿着长度方向延伸，刃部具有与主体部相邻的一侧和远离主体部的另一侧，刃部在所述另一侧上具有切割边缘。刃部包括：基体部，沿着长度方向延伸；多个突出部，从基体部在厚度方向上突出，在长度方向上按照预定间隔布置在基体部上，多个突出部中的每个沿着从主体部与刃部之间的边界至切割边缘的方向延伸；以及凸点，从基体部在厚度方向上突出，并设置在多个突出部中相邻的突出部之间。主体部、基体部、突出部和凸点中的至少一者包括依次设置在基材的表面上的氮化钛层、稀土元素氧化物层和氧化钛层。
[0013]在实施例中，每个突出部具有0.02mm
‑
0.05mm范围内的高度以及在垂直于其延伸方向的方向上的0.05mm
‑
0.1mm范围内的宽度，相邻的突出部之间的预定间隔在0.05mm
‑
0.1mm的范围内。
[0014]在实施例中，设置在多个突出部中相邻的突出部之间的凸点被设置为多个，每个凸点的在平面图中的宽度或长度在0.03mm
‑
0.08mm的范围内，每个凸点的高度在0.02mm
‑
0.05mm的范围内，设置在多个突出部中相邻的突出部之间的多个凸点中相邻的凸点之间的距离在0.02mm
‑
0.05mm的范围内。
[0015]在实施例中，基材的其上设置有包覆薄膜的表面具有Ra在0.5μm
‑
2μm的范围内的微观粗糙度。
[0016]根据本专利技术构思的制造上述抗菌刀具的方法包括：通过物理气相沉积在基材的表面上依次沉积氮化钛层、稀土元素氧化物层和氧化钛层。
[0017]在实施例中，通过采用多弧离子镀来沉积氮化钛层、稀土元素氧化物层和氧化钛层。在沉积氮化钛层的过程中，使用钛靶，通入高纯度氮气，氮气流量350sccm
‑
450sccm，真空度保持在2
×
10
‑2Pa，脉冲偏压为50V
‑
150V，电弧电流为50A
‑
120A，占空比30％
‑
70％，沉积温度200℃
‑
300℃。在沉积稀土元素氧化物层的过程中，使用稀土金属或合金靶材，通入高纯度氧气，氧气流量250sccm
‑
350sccm，真空度保持在2
×
10
‑2Pa，脉冲偏压为50V
‑
110V，电弧电流为50A
‑
150A，占空比30％
‑
70％，沉积温度200℃
‑
350℃。在沉积氧化钛层的过程中，使用钛靶，通入高纯度氧气，氧气流量250sccm
‑
350sccm，真空度保持在2
×
10
‑2Pa，脉冲偏压为50V
‑
110V，电弧电流为50A
‑
120A，占空比30％
‑
70％，沉积温度200℃
‑
350℃。
[0018]根据本专利技术构思，包覆薄膜包括氮化钛层、稀土元素氧化物层和氧化钛层，其中，氮化钛层作为过渡层与基材和稀土元素氧化物层均具有良好的结合力，可以防止或减少使用过程中稀土元素氧化物层的崩裂脱落。稀土元素氧化物层可以通过释放太赫兹电磁波提供持久的非接触式的抗菌性能，氧化钛层通过其光催化抗菌性能提供接触式抗菌性能，在进一步提升抗菌效果的同时对内层的稀土元素氧化物层提供保护。在实施例中，刃部包括限定了凹槽的多个突出部和设置在凹槽中的凸点，从而限定了一种凹凸结构。凹凸结构可以保护凹槽中的包覆薄膜，避免或减少在使用刀具或磨刀过程中包覆薄膜的损失，从而避免或减少抗菌效果的下降。另外，这种凹凸结构可以实现类似于微锯齿的效果，提高了刀具强度，使刀具持久锋利，从而降低用户磨刀的频率及强度，有效防止或减少磨刀过程对包覆薄膜的破坏。在实施例中，基材或抗菌刀具表面的微观粗糙度可以提高包覆薄膜与基材的结合力。此外，微观粗糙度具有一定的疏水效果，可以有效降低细菌的附着概率，从而提升抗菌刀具的抗本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗菌刀具，其特征在于，所述抗菌刀具包括基材和设置在基材的表面上的包覆薄膜，包覆薄膜包括：氮化钛层，设置在基材的表面上；稀土元素氧化物层，设置在氮化钛层上；以及氧化钛层，设置在稀土元素氧化物层上。2.根据权利要求1所述的抗菌刀具，其特征在于，氮化钛层的厚度在0.3μm
‑
0.5μm的范围内。3.根据权利要求1所述的抗菌刀具，其特征在于，稀土元素氧化物层的厚度在0.3μm
‑
1μm的范围内。4.根据权利要求1所述的抗菌刀具，其特征在于，氧化钛层的厚度在1μm
‑
2μm的范围内。5.根据权利要求1所述的抗菌刀具，其特征在于，稀土元素氧化物层包括氧化镧、氧化钇、氧化铈、氧化镨、氧化钕、氧化钐、氧化铕、氧化钆、氧化铽、氧化镝、氧化钪、氧化钬、氧化铒、氧化铥、氧化镱和氧化镥中的至少一种。6.根据权利要求1所述的抗菌刀具，其特征在于，所述抗菌刀具具有长度方向、宽度方向和厚度方向，氮化钛层、稀土元素氧化物层和氧化钛层在厚度方向上依次设置在基材的表面上，所述抗菌刀具包括：主体部，沿着长度方向延伸；以及刃部，设置在主体部的在宽度方向上的一侧并沿着长度方向延伸，刃部具有与主体部相邻的一侧和远离主体部的另一侧，刃部在所述另一侧上具有切割边缘，刃部包括：基体部，沿着长度方向延伸；多个突出部，从基体部在厚度方向上突出，在长度方向上按照预定间隔布置在基体部上，多个突出部中的每个沿着从主体部与刃部之间的边界至切割边缘的方向延伸；以及凸点，从基体部在厚度方向上突出，并设置在多个突出部中相邻的突出部之间，其中，主体部、基体部、突出部和凸点中的至少一者包括依次设置在基材的表面上的氮化钛层、稀土元素氧化物层和氧化钛层。7.根据权利要求6所述的抗菌刀具，其特征在于，每个突出部具有0.02mm
‑
0.05mm范围内的高度以及在垂直于其延伸方向的方向上的0.05mm
‑
0.1mm范围内的宽度，相邻的突出部之间的预定间隔在0.05mm
‑
0.1mm的范围内。8.根据权利要求6所述的抗菌刀具，其特征在于，设置在多个突出部中相邻的突出部之间的凸点被设置为多个，每个凸点的在平面图中的宽度或长度在0.03mm
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【专利技术属性】
技术研发人员：瞿义生，李超，袁华庭，张明，
申请(专利权)人：武汉苏泊尔炊具有限公司，
类型：发明
国别省市：