在有用制品的表面上维持和使用高浓度的溶解铜的方法技术

通过提供铜表面在有用制品的表面上维持和使用高浓度溶解铜的方法，所述铜表面在其上不具有提高润湿角且将该铜表面隔离的涂层，并且该铜表面具有２－５０微英寸的表面粗糙度Ｒａ，以便在其上杀灭微生物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体上涉及提高置于铜或铜合金表面上的溶液中的溶解铜离子和含铜分子的浓度并由此增强这些铜合金表面的抗微生物性能的方法。特别地，本专利技术涉及在制造成半成品或成品前可按工业规模实施的方法，以及可在制造后施加的处理。
技术介绍
铜和铜合金作为人类主要技术材料中的某些已被使用了数千年。它们兼具易于制造性、可再循环性、抗总体腐蚀性、和它们以各种吸引人的颜色及光洁度(finish)的可获得性，使得它们成为用于造币以及其中这些性能重要的各种艺术和建筑应用的优选材料。比几乎所有竟争材料更大的导电性和导热性与有效强度、可成形性和相对低的成本的組合使这些材料对于电子工业是至关重要的。铜是对健康和人体新陈代谢正常机能、以及其它生命形式至关重要的必需痕量无机元素，其处于非常低的浓度。英国海军在18世纪初使用船体的铜覆材来防止蛀船虫(船蛆)的侵蚀以及防止海藻和生物体例如藤壶对木质船体的附着。有益作用归因于在与海水接触时铜表面的緩慢溶解。此外，铜和铜化合物已用于6由各种材料制成的船体的涂料，这是因为它们在防止船底被海洋生物沉结(foul)中的有效性。这些抗沉结性能依赖于铜离子从受影响表面的释放，从而在表面产生对这些生物体有毒的微环境并且防止这些生物体附着到受影响表面。小至十亿分之一的铜(l ppb Cu)便可对海洋微生物起到作用。最近研究显示，铜合金表面在降低导致食物传播疾病的微生物例如沙门氏菌、李斯特菌和大肠杆菌的存活能力方面是有效的。这些表面在减少依赖于卫生保健设施中的继发性感染的微生物例如金黄色葡萄球菌、军团菌及其它微生物的存活能力方面也是有效的。常规地，制备具有光亮表面的铜合金产品，用各种处理防止所述表面受到氧化。铜和铜合金在常温下与大气接触会自然地形成主要由氧化亚铜(Cii20)构成的薄氧化物层；在含硫环境中，存在提高比例的氧化铜(CuO)和硫化铜(CuS)。该层将随时间而生长得更厚，最终使光亮表面变模糊并导致表面变暗。表面上的氧化物和/或硫化物的暗色膜被认为是"脏的"和令人不悦的，除非有意地用于特殊的装饰或建筑目的。对防止形成这种膜和在它们形成时将其除去进行了大量努力和研究。利用减緩氧转移到铜合金表面的表面处理(防锈污膜、污迹抑制剂或聚合物涂层)也减緩氧化膜的形成。这些和其它方法对于本领域的技术人员是众所周知的。由于铜、铜合金和铜化合物的抗微生物性能为人们所知已有若干时间，已存在许多关于利用这些性能的材料和方法所颁布的专利。如上所述，数个世纪以来一直使用铜覆材以防止船体的生物沉结；近年来，静态水下结构例如石油平台受到类似保护。这些平台的钢与保护性铜覆材之间的电偶腐蚀限制了该方法的有效性，但Miller(4, 987, 036; 1/1991)公开了一种产生基本连续涂层的方法放置许多小铜片附着到具有电绝缘材料的结构。I匿(5， 338，319; 2/1995)公开了用含铍铜合金涂覆树脂管内侧的相关方法。这两种方法均涉及与海水的接触。另一项专利(Miyafuji 6, 313,064; U/2001)使用Cu-Ti合金，该合金中钛(和可能的其它合金化元素)优先发生氧化。虽然这不依赖于有意的表面处理在金属表面产生氧化物和可用离子，但这些氧化物和离子包括除仅仅铜的硫化物和氧化物及铜离子以外的其它和更多活性元素。已颁布了许多关于含铜生物杀灭剂的专利，这些含铜生物杀灭剂用在农业生产上和水处理中。铜盐和化合物提供了有效抗微生物的铜离子的稳固来源，但所述化合物相对高的溶解性导致在铜离子被洗掉之前的短期有效性。许多专利关注于降低铜释放到溶液中和提高处理的有效寿命。在Cook (7,163,709; 1/2007)、 Back (6， 638， 431;10/2003)、 Stainer (5,171,350; 12/1992)和Denkewicz (6， 217， 780;4/2001)中给出了这种类型产品的例子。这些处理可应用于各种表面，但它们没有利用持久的、固有抗微生物的铜或铜合金表面来充当铜离子的长期来源。用于制造具有抗微生物表面的金属轧制产品(例如金属薄板或成巻带材)的另一种方法是用含有抗微生物剂的溶液、涂料或聚合物涂覆表面并且原位干燥或固化涂层。抗微生物剂可以是金属颗粒、带有抗微生物金属离子的非金属颗粒、含有这些离子的玻璃颗粒、以及/或者金属盐或类似化合物的颗粒。这些方法的典型例子是AK Steel的"HealthShield，，产品线(Myers等;6, 929, 705; 8/2005 )，其由涂覆有带有无机沸石和氧化物的树脂制剂的金属基材构成，所述无机沸石和氧化物进而含有用于抗微生物作用的金属离子或化合物。在Lyon (6， 042， 877; 3/2000)和Zlotnik (5， 066， 328; 11/1991)中>^开了其它类似产品(直接使用金属化合物或盐)，然而该罗列绝非是穷举的。虽然可以在制造为完成制品之前或之后将这些涂层施加到许多不同的基材，但这些物品的抗微生物性能仅归因于涂层而不依靠金属制品本身作为抗微生物离子的持久来源。形成抗微生物制品和表面的又一种方法也涉及使用金属粉末颗粒、含有金属离子的盐以及其它化合物、和类似于上述那些的带有金属离子的颗粒，但全部掺混有本体聚合物或类似的可模制物质。McDonald(6, 797， 743; 9/2004)公开了这样的聚合物，该聚合物还用作 基材物品上的涂层；Kiik(6， 585，813; 7/2003)公开了用于阻止掺混汤 青屋顶板和建筑业中所用的其它物品上的藻类生长的相关制剂。同样， 抗微生物性能归因于含铜或含其它金属的颗粒，而不归因于材料主体 本身。此外，这些材料的有效性受到可掺混到基质中的抗微生物金属 颗粒和化合物的总浓度的限制，并且受到这些有效离子穿过基质到达 有用表面的转移的限制，其中未涂覆金属表面直接在表面给出有效离 子，具有仅受金属在目标溶液中的溶解性限制的最小转移和浓度。提供无氧化且被处理以防止进一步氧化的铜表面的常规方法的一 个缺点是，洁净、棵露、光亮的铜表面通常是疏水的，从而最小化或 阻止该表面与水或水溶液之间的接触。 一般所施加的用以防止进一步 氧化的处理通常比原始铜表面更加疏水，均直接使氧到铜表面的物理 转移最小化和防止在铜表面上形成水的吸附膜，该吸附膜可有助于氧 到表面的转移和铜离子从表面转移离开。这些处理的另外缺点是，金属性非离子状态的洁净、棵露、光亮 的铜在水中几乎是不溶的。铜的氧化提供可被吸收到水溶液中或体液 残余物中的铜离子，从而提供抗微生物性能。在没有可用于转移的这 些铜离子时，抗微生物活性表面将需要自然形成。这些自然/大气过程 不仅发生緩慢，而且所需反应的反应时间是变化的，该反应时间取决 于现有商业处理的性质、环境条件，并且因此难以预测。人们关注丁 受益于所述专利技术在将表面入使用时确保其是活性的，因为它们确保在 将表面投入使用时其具有可预测的活性。因此，难以预测这些自然形 成的表面的抗微生物活性。现有技术没有解决产生商业有用制品所需制造方法的效果以及那 些所述抗微生物表面在加工中可如何改变。本专利技术所针对的问题是在 将制品投入使用时产生可重复和可更新的活性表面，该表面提供可供 吸收到水溶液或体液本文档来自技高网...

【技术保护点】
产生铜带的方法，该方法包括步骤：　ａ．提供待加工至预定厚度且具有预定抗微生物特性的铜合金带；　ｂ．对该铜合金带进行退火；　ｃ．在最终轧制前对该铜合金带进行清洁以除去氧化物；　ｄ．将盘卷形式的铜合金带装载到辊轧轧机中并 轧制到预定厚度；　ｅ．该铜合金带具有２－５０微英寸的表面粗糙度，至少部分依赖于所述预定的抗微生物特性来确定更精确的表面粗糙度范围；　ｆ．将盘卷形式的铜合金带装载到至少是半连续的清洁线中以除去任何残留轧制润滑剂；　ｇ．使用除 油污溶液来除去这些润滑剂；　ｈ．用水冲洗铜合金带并进行干燥；　ｉ．将铜合金带成形回到盘卷；和　ｊ．对铜合金带进行裁切以形成预定宽度并进行包装以便装运，而其上没有布置任何将所述铜合金带的侧面与大气中的氧隔离的涂层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：R普拉特，TD约翰逊，T苏，
申请(专利权)人：PMX工业公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]