減少成本外，還可實(shí)現(xiàn)提高在完成的產(chǎn)品的表面質(zhì)量和/或優(yōu)化操作機(jī)構(gòu)。
[0055]關(guān)于表面層6的設(shè)計(jì)，可有多種變體，這些變體被認(rèn)為尤其有利。在根據(jù)圖1的實(shí)施例中，表面層6設(shè)計(jì)為涂覆至基底12的涂層14。
[0056]鑒于有利的加工性和適用性，針對性地選擇用于形成基質(zhì)8的材料。具體地，尤其是對于生產(chǎn)接觸區(qū)域2或其表面層6，通過浸漬涂覆方法來涂覆包含銅顆粒10的基質(zhì)8。
[0057]相應(yīng)地，考慮到設(shè)計(jì)參數(shù)而有針對性地選擇用于形成基質(zhì)8的原材料，以便在一方面，可靠地并且可選地均勻接收銅顆粒10，以及在另一方面，確保尤其良好的加工性以涂覆涂層14。為此，在恰當(dāng)?shù)闹苽渲螅绕涫窃诜€(wěn)定步驟之后，將銅顆粒10引入液體中并且使其均勻一致地分布在該液體中。隨后，在浸漬涂覆的條件下，將帶有顆粒10的流體涂覆至基底12，隨后可選進(jìn)行熱處理，以形成基質(zhì)8的硬化步驟。鑒于這些標(biāo)準(zhǔn)，用于形成基質(zhì)8的原材料是聚合材料，優(yōu)選地選自有機(jī)或無機(jī)結(jié)構(gòu)元素、對亞苯基、環(huán)氧樹脂和/或聚氨酯。
[0058]在根據(jù)圖2的可替代實(shí)施例中，相反，消毒元件1’ (至少在其接觸區(qū)域2’中)設(shè)計(jì)為鑄件或填充體20。
[0059]所述鑄件或填充體由嵌入銅顆粒10的硬化的基質(zhì)材料形成。同樣鑒于這些標(biāo)準(zhǔn)，用于形成基質(zhì)8的原材料同樣是聚合材料，優(yōu)選地選自有機(jī)或無機(jī)結(jié)構(gòu)元素、對亞苯基、環(huán)氧樹脂和/或聚氨酯。所述材料因此等同地適合并且優(yōu)選地用作兩種變體的基質(zhì)劑，即，用于生產(chǎn)涂層14和用于生產(chǎn)鑄件或填充體。當(dāng)生產(chǎn)填充體20時(shí)，可以采用適用于該基質(zhì)材料的常規(guī)方法制造。
[0060]在圖1和圖2示出的實(shí)施例中，銅顆粒10基本上完全嵌入基質(zhì)8中并由基質(zhì)8包裹。然而，為了進(jìn)一步促進(jìn)足夠高的離子釋放或離子發(fā)射一一離子釋放或離子發(fā)射取決于設(shè)計(jì)來提供并且也是本發(fā)明期望的，可在尤其優(yōu)選的實(shí)施例(在圖3中示出)中將消毒元件1的接觸區(qū)域2設(shè)計(jì)為，使在表面層6的表面區(qū)域中的銅顆粒10至少部分不被基質(zhì)8覆蓋。除了在暴露出來的顆粒區(qū)域中的離子釋放(其整體上增加)外，這也允許(病菌)細(xì)胞膜與銅原子之間直接接觸，結(jié)果是可以針對性地使細(xì)胞膜衰弱或者損壞。為了生產(chǎn)相應(yīng)的表面區(qū)域，優(yōu)選使用一種使基質(zhì)8變得粗糙和/或腐蝕的工藝，通過該工藝，至少部分地去除包含在銅顆粒10上方的基質(zhì)材料，因此使該顆粒的表面至少部分地暴露出來。已經(jīng)證明，通過機(jī)械研磨的方式使表面粗糙是可靠的，因此尤其優(yōu)選機(jī)械研磨的方式。
[0061]在本實(shí)施例中，尤其優(yōu)選地，暴露出來的銅顆粒10形成的表面層6占整體表面的至少10%。
[0062]在根據(jù)圖1至圖3的實(shí)施例中，表面層6設(shè)計(jì)為具有至少近似地在空間上均勻一致地分布的嵌入銅顆粒10，在銅顆粒10中，表面層6的所有空間區(qū)域均包括較大密度的嵌入銅顆粒10。
[0063]然而，如圖4所示的可替代實(shí)施例中，該實(shí)施例也被認(rèn)為尤其有利，嵌入銅顆粒10的密度在空間上不均勻，接近表面4的區(qū)域中存在超高顆粒密度，以便使銅顆粒10大多數(shù)定位為接近接觸區(qū)域2”的表面4。通過有針對性的選擇，可以獲得這種銅顆粒10的密度曲線，例如，將銅顆粒10混合到提供用于形成基質(zhì)8的原材料中并且臨時(shí)懸浮保持在其中。在為了形成基質(zhì)8而硬化原材料期間，銅顆粒10由于重力可下沉到底部，引起顆粒累積在創(chuàng)建中的鑄件體的下界面區(qū)域中。所述下界面區(qū)域隨后可用于形成接觸區(qū)域2”。
[0064]為實(shí)現(xiàn)足夠高的機(jī)械穩(wěn)定性，在所有上述實(shí)施例中恰當(dāng)選擇整體表面層6的體積比用于基質(zhì)材料，表面層以粘合劑的方式在銅顆粒10之間產(chǎn)生機(jī)械穩(wěn)定性。為了考慮到這點(diǎn)，在本實(shí)施例中，銅顆粒10的體積比占表面層6的整體體積的5 %至40 %。
[0065]除了銅顆粒10的可自由接近表面外，以及除了有填充體20或涂層14的示例中夕卜，對于所有變體來說，消毒元件1的制造基本相同。因此，在下文中，將進(jìn)一步詳細(xì)地解釋生產(chǎn)涂層14的示例，就所針對的結(jié)果而言，這些示例還可毫不費(fèi)力地轉(zhuǎn)變用于填充體20的生產(chǎn)，可選地通過采用恰當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)化鑄造方法。尤其，對于使用浸漬涂覆方法來生產(chǎn)涂層14，已經(jīng)證明與下文描述的示例相對應(yīng)的工藝尤其有利。
[0066]1、基底12的制備:
[0067]作為試驗(yàn)，將鋼基底(低碳鋼)、聚乙烯基底和玻璃基底涂層來作為基底12。
[0068]在涂覆之前，執(zhí)行粗化處理以便提高涂層14的粘附性。隨后，使用異丙醇和蒸餾水清洗基底并且干燥24個(gè)小時(shí)。
[0069]2、銅顆粒10的穩(wěn)定:
[0070]為了進(jìn)行穩(wěn)定，首先將銅顆粒10在乙醇中進(jìn)行4分鐘的超聲處理。隨后，將聚乙烯吡咯烷酮(PVP)添加至混合物中并且再次執(zhí)行大約4分鐘的超聲處理。隨后，在90°C的溫度下干燥24小時(shí)，使溶劑完全蒸發(fā)。通過這種使用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的處理方式來使銅顆粒10的表面功能化，這稱為立體穩(wěn)定，目的是防止了隨后堵塞或結(jié)塊。
[0071]3、基質(zhì)劑的混合和涂層4的涂覆:
[0072]將穩(wěn)定的銅顆粒10與基質(zhì)劑進(jìn)行混合并且隨后通過浸漬涂覆的方式應(yīng)用至基底
12。經(jīng)測試和識(shí)別，下文的替代方式是有利的:
[0073]-基質(zhì)劑聚對亞苯基(PPP):
[0074]將基質(zhì)劑PPP (例如制造商“蘇威特種聚合物”銷售的“PrimoSpire PR-250”)以需要的量溶解在三氯甲烷中。在混合之后，最初將混合物以中等速度(200rpm)攪拌60分鐘，以便確保完全溶解。隨后，將所需數(shù)量的穩(wěn)定銅顆粒10混合到其中，高速(6500rpm至9500rpm)攪拌所述混合物幾分鐘，以便均化。隨后，將基底12浸漬在均勻的溶液中以進(jìn)行浸漬涂覆后干燥24小時(shí)。為了蒸發(fā)可能殘留下來的三氯甲烷殘留物，接著在90°C的真空環(huán)境中執(zhí)行大約48個(gè)小時(shí)的熱處理。
[0075]-基質(zhì)劑環(huán)氧樹脂:
[0076]將所需數(shù)量的穩(wěn)定銅顆粒10混合到基質(zhì)劑(例如，“ΕΡ0Ν 28”)中。為了進(jìn)行均化，高速(6500rpm至9500rpm)攪拌所述混合物幾分鐘并且接著進(jìn)行冷卻。根據(jù)10:1的樹脂/固化劑比率將所需數(shù)量的固化劑(例如EPIKUR 3223)混合在其中并手工攪拌混合物。隨后，為了進(jìn)行浸漬涂覆，將基底12浸漬在均勻的溶液中并且隨后干燥24個(gè)小時(shí)。隨后在100°C下進(jìn)行大約4個(gè)小時(shí)的熱處理以完成樹脂成型。
[0077]-基質(zhì)劑聚氨酯(PU):
[0078]將基質(zhì)劑PU(例如制造商“路博潤公司”銷售的TECOFLEX RESIN EG65D)溶解在所需數(shù)量的溶劑中(例如，可從制造商“西格瑪.奧德里奇”得到的ANHYDROUS 99.8%的η，η- 二甲基甲酰胺DMF)并且進(jìn)行3個(gè)小時(shí)的超聲處理，以便確?；|(zhì)劑完全溶解在溶劑中。隨后，將所需數(shù)量的穩(wěn)定銅顆粒10混合在其中。為了進(jìn)行均化，高速(6500rpm至9500rpm)攪拌所述混合物幾分鐘。隨后，將基底12浸漬在均勻的溶液中以進(jìn)行浸漬涂覆，并且隨后干燥24個(gè)小時(shí)。為了蒸發(fā)可能殘留下來的溶劑殘留物，接著在60°C的真空環(huán)境中執(zhí)行大約48個(gè)小時(shí)的熱處理。
[0079]4、結(jié)果:
[0080]通過使用“濕板”(wet plating)方法[威爾克斯等人于2005年發(fā)表在“國際雜志食品生物學(xué)105:445-454頁]在大腸桿菌K12 (ATCC 23716 (美國型培養(yǎng)菌種集23716))上測試了抗菌效果。為此，使細(xì)菌培養(yǎng)液在Luria-Bertani培養(yǎng)基中在37°C下生長24個(gè)小時(shí)，直至該細(xì)菌的光密度在2.lml與2.3ml之間，以4000rpm的轉(zhuǎn)速對具有大約109每毫升濃度的懸浮液進(jìn)行離心分離10分鐘。最后，通過渦流使離心分離的細(xì)菌與10ml0.9%的氯化鈉溶液混合，并且稀釋為1:10。
[0081]為了測試抗菌性，將25 μ 1具有大約10s指定濃度細(xì)菌的細(xì)菌懸浮液添加至樣本中，并且在60分鐘、120分鐘、180分鐘和240分鐘的指定接觸時(shí)間之后，通過使用移液管將添加的細(xì)菌懸浮液從樣本中去除。將去除的樣本的相應(yīng)稀釋物放置在LB瓊脂板上，并且在24個(gè)小時(shí)之后計(jì)算菌落形成單位。將不具有任何殺菌性的聚碳酸酯板用作所有樣本的參考。
[0082]為了測量在細(xì)菌懸浮液中發(fā)射的銅的密度以及抗菌效果，在相同的樣本上通過使用原子吸收光