[發明專利]涂膜、涂覆的表面及其制備方法

有效

• 申請號: 201380033100.8
• 申請日: 2013-03-15
• 公開（公告）號: CN104395494A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發明（設計）人: 瓦萊里安·珀欣;托馬斯·波特曼;賈瓦德·摩斯塔戈米
• 申請（專利權）人: 艾爾尤斯科技有限公司
• 主分類號: C23C4/18
• 分類號: C23C4/18;A01N59/20;A01P1/00;A61L2/232;A61L2/238
• 代理公司: 北京英賽嘉華知識產權代理有限責任公司 11204
• 代理人: 王達佐;陰亮

發明領域

本發明涉及制備包含具有抗微生物性質的涂層的基底的方法和通過所述方法產生的物品。

發明背景

醫院、食品加工廠和餐館中表面的細菌污染是許多通常是致命的細菌感染的根本原因。據美國疾病控制中心和食品和藥品管理局估算約1/10的人口由于感染諸如腸道沙門氏菌(Salmonella?enterica.)和空腸彎曲菌(Campylobacter?jejuni.)的腸道病原體而生病。另一食物傳播的腸道病原體，利斯特菌(Listeria?moncytogenes)在約30％的諸如婦女和新生兒、弱免疫系統人群和老年人的高危人群中是致命的。長時間的住院增加了艱難梭狀芽胞桿菌(Clostridium?difficile)的醫院感染孢子形成耐抗生素菌株的可能性，其是威脅生命的假膜性結腸炎的主要原因。問題在于由于形成抵抗醇類和其他消毒劑的耐熱孢子而惡化。因此，人們非常關注具有可提供對于源于環境和機構的病原體進行長期防護的試劑的涂覆表面。

盡管生物體需要低濃度的金屬輔酶因子用于各種代謝和繁殖過程，但高濃度的諸如銅的離子是殺生物的(1)。因此，具有銅類合金的表面涂層可提供抵抗細菌污染的無毒、成本有效且環保的方法。美國環境保護署(EPA)承認超過280種銅類產品具有對抗致病細菌的抗菌功效，其對于包含60％或更高濃度的銅的合金在兩小時內的平均殺生物功效為約99％(2)。在2008年2月29日，EPA注冊了五種含銅的合金產品。該注冊批準銅發展協會(CDA)在市場上銷售這些產品，同時聲明當根據標簽使用所述銅時可“在兩小時內殺死99.9％的細菌”。這些產品可以薄片形式銷售，其可被制造成諸如門把手、臺面、扶手、I.V.(靜脈內)桿和商業區、住宅區和醫療保健設備中存在的其他物品的各種物品。

與不銹鋼或聚合物表面相比，包含銅的合金置入醫院病房可顯著降低細菌污染。銅如何調節其有效接觸殺菌取決于環境和種類。普遍認為銅離子通過Farber和Fenton介導的反應產生高反應性自由基(1)。超微結構和分子生物學實驗證實細菌的質膜在銅的存在下受損，導致細胞內組分釋放(1,3)。在許多情況下，基因組和染色體外DNA也分解(1,3)。無論這些活動是否由自由基最終產品所介導，充當電子供體/受體的銅離子仍有待確定。銅的殺生物活性還可能是由于高金屬離子濃度對細胞生存所需的蛋白質生物活性的有毒作用。

已知熱噴涂方法用于涂覆應用以保護基底免受磨損、高溫或腐蝕。熱噴涂方法使用絲弧或燃燒的能量以融化和推動材料接近基底。在撞擊后，熔化顆粒展開并凝固，形成涂層(4)。熱噴涂方法的關鍵特征是對于基底的相對低的熱負載，產生在諸如木材、工程中密度纖維板(MDF)或聚合物基底的熱敏表面上涂覆銅合金涂膜的機會。技術提供了有效減少表面上的細菌污染的成本有效和快速方法。除了它們的美觀之外，銅基合金具有增強的機械和耐腐蝕性質，增加了涂覆材料/基底的壽命。

發明概述

在一個方面中，本發明是提供具有抗菌表面的基底的方法。

基底具有金屬涂層，其可為已經存在的，或者可將其結合在基底表面上作為方法的一部分。金屬涂層是噴涂的金屬涂層，并且金屬本身可為具有抗菌性質的一種。

該方法用以改善與這種噴涂的涂層有關的問題，其即使當由已知具有抗菌性質的諸如銅的金屬制備時，仍提供具有傾向于隨時間聚集灰塵和其他小顆粒的地形(topography)的表面。

現在已經確定處理噴涂的金屬表面是可行的，如通過物理研磨以產生適當光滑用于日常使用的表面并且其具有抗菌表面，例如，用于其的銅合金薄片金屬組分逐漸被人們所知。

本發明包括提供具有抗菌表面的基底的方法，所述方法包括：

(i)提供具有帶有表面空穴的外部熱噴的涂金屬涂層的基底；和

(ii)機械研磨該涂層以減小所述空穴的深度。

表面的質地或粗糙度可被定義為“R_a”，來自取樣長度上的表面高度(或深度)的等分線的絕對平均偏差。在外部熱噴涂的金屬涂層的表面具有初始粗糙度R_a¹的情況下，進行機械研磨以產生具有R_a²的表面，其中R_a²<R_a¹。優選地，R_a¹>2R_a²。

通常，R_a¹為至少4μm，通常為4μm至30μm。