[发明专利]抗菌部件及其制备方法

说明书

本发明涉及由铁素体不锈钢制成的抗菌部件及其制备方法。

由SUS304表示的不锈钢已被广泛地用于厨房设备或者医院使用的器械，建筑物的内部设施，再如公共汽车，电车等公共交通工具中使用的把手，门把。可是，由于医院内金黄色葡萄球菌的感染带来了严重问题的今天，人们一直渴望采用一种具有抗菌性能，而不必要定期进行消毒的材料。

日本专利公开第53738/1996号和第225895/1996号披露用一种有机薄膜或者抗菌涂膜来获得抗菌性能。

然而，这种抗菌膜的缺点是，由于该膜或者涂层的消耗其抗菌作用消失。另外，这种消失了抗菌作用的薄膜，相反会起到营养源的作用，促使细菌的繁殖。

具有抗菌性组份的复合平面层对底物的粘着性差，从而涂覆的底物工作性能不佳。由于该平面层溶解，刮伤以及使得其外观和抗菌性变得越来越差。

已知如银或者铜等金属显示出有效的抗菌作用。然而银昂贵，而且不适合在腐蚀的环境下使用之。另外，铜不价格低廉，而且能作为有效的抗菌剂。因此，已经有人向不锈钢中加入铜，使用这种抗菌作用的材料。

本发明人经刻苦钻研，评价铜在改进抗菌性能方面的效果，并发明在不锈钢的表面中增加铜的浓度，来加大抗菌作用。这一结果已披露在日本专利公开第209121/1994号和第55069/1995号中。

本发明的目的在于进一步提高铜的这种作用，从而完成本发明。

本发明的目的在于经过以适当的比例，析出主要由铜组成的二级相(此后成富-铜相)，从而提供一种由铁素体不锈钢制成的抗菌部件。

本发明的再一目的是提供上述抗菌部件的制备方法。

本发明提供一种由铁素体不锈钢制成的抗菌部件，除了无法估计的杂质外它由如下组份构成：少于0.1重量％的C，少于2重量％的Si，少于2重量％的Mn,10-30重量％的Cr,0.4-3重量％的Cu,0.02-1重量％的Nb和/或Ti，至少一种最高达3重量％的Mo，最高达1重量％的Al，最高达1重量％的Zr，最高达1重量％的V，最高达0.05重量％的B以及最高达0.05重量％的稀土金属，以及平衡量基本为铁，并具有主要由以基质内大于0.2容积％的比例析出的Cu组成的二级相的结构。

本发明又提供一种由铁素体不锈钢制成的抗菌部件的制备方法，包括如下步骤：制备一种铁素体不锈钢，除了无法估计的杂质外它由如下组份构成：少于0.1重量％的C，少于2重量％的Si，少于2重量％的Mn,10-30重量％Cr,0.4-3重量％的Cu，选择性的加入一种或者多种选自0.02-1重量％的Nb和/或Ti，最高达3重量％的Mo，最高达1重量％的Al，最高达1重量％的Zr，最高达1重量％的V，最高达0.05重量％的B以及最高达0.05重量％的稀土金属，和平衡量基本为铁；冷轧所述的铁素体不锈钢成钢板，最后退火该冷轧的钢板，以及，500-800摄氏度时效退火后的钢板，以析出具有主要由以基质内大于0.2容积％比例的Cu组成的二级相。

以下结合附图对本发明的具体实施例进行详细说明。

图1为透射电镜观察到的，在800摄氏度下，时效1小时后的，含铜铁素体不锈钢的金相图。

一般不锈钢具有优良的抗腐蚀性能，正是因为它被覆盖了一层主要由Cr组成的氢氧化物层(所谓钝性膜)。本发明人检测到含有效抗菌作用铜的，铁素体不锈钢表面上形成的，钝性膜内包含的铜的浓度。并用金黄色葡萄球菌液体来检测它的抗菌性。本发明人注意到虽然经向不锈钢内另外加入铜来改善抗菌性，但是仅仅靠在不锈钢中溶解一些铜，该抗菌作用和稳定性有时不理想。

本发明人进一步研究铜的作用，发现如图1所示的富-铜相(Cu-richphase)的析出能有效地改善其抗菌作用。当加入不锈钢的铜部分析出成所示的0.2容积％或更大的比例的富-铜相时，其抗菌性明显增强。富-铜相也可以具有f.c.c.或者h.c.p.结构。

经等温加热处理，如在一定范围的温度内时效，可以析出富-铜相，或者在尽可能长的时间，和析出温度范围内慢慢地冷却，也可以析出富-铜相。因此，本发明人进一步研究热处理对于富-铜相析出比例的影响。结果显示，按照不同种类的不锈钢，在不同的条件下，能促进富-铜相的析出，其结果如下。