专利名称：自动杀菌消毒补锌玻璃、陶瓷器皿及其制造工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及自动杀菌消毒补锌玻璃、陶瓷器皿及其制造工艺，属于硅酸盐领域。
多年来国内外的少数地区和特殊场合曾采用银、铜等离子作饮水消毒或临床的伤口消毒处理。近些年来国内外将银、铜以搪瓷、陶瓷釉料的形式烧在里面，使用时发挥其杀菌作用。1996年第一期《国外科技动态》中文章“抗菌陶瓷”介绍了日本东陶公司研制的具有抗金黄色葡萄球菌(MRSA)效果的瓷砖和卫生陶瓷，它是通过在瓷砖和卫生陶瓷表面烧一层氧化钛和银离子来达到杀菌的效果。同年中国公共卫生学报发表了《光化学搪瓷消毒餐具消毒效果的研究》，该餐具除在面釉烧有二氧化钛外还在面釉中加入一定量的氧化铜。此种消毒餐具也是通过二氧化钛和有铜离子参与的杀菌作用。1998年《现代科技译丛》第6期公开了张东峰译的日本钢铁公司商品技术部开发出《抗菌不锈钢》。该抗菌不锈钢(NSSAM-1)是将铜元素溶在不锈钢中，这种抗菌不锈钢的化学成分是C、Si、Mn、Cr、Cu、N和少量的微量元素。通过铜的析离物达到抗菌特性。含铜不锈钢24小时对大肠杆菌的杀灭率为99.99％。
本发明的目的是提供一种既能自动杀菌消毒又能给人体补锌的玻璃、陶瓷器皿及其制造工艺。所生产的器皿在保持原有的玻璃、陶瓷的优点以外，还具有很强的自动杀菌消毒作用。人体在应用该器皿时还可有部分补锌作用。上述制品很适用于无消毒能力或环境条件不允许消毒的餐具、茶具和食品的各种容器等。
这种自动杀菌消毒补锌玻璃、陶瓷器皿包括在常用的玻璃、陶瓷容器、餐具表层镀一层金属合金，使其发挥杀菌补锌作用。本发明的特征是独特的玻璃、陶瓷器皿表面镀层金属元素的配比及真空镀膜的工艺。本发明的自动杀菌消毒补锌玻璃、陶瓷器皿表面镀层各金属元素所占重量百分比为铜20-60％、锌38-79％、银0.5-2％、三氧化二铈0.001-0.004％、余量为不可避免的杂质。
本发明所说的自动杀菌消毒补锌玻璃、陶瓷器皿的制造工艺，它是真空镀膜工艺即为磁控溅射镀膜，包括(1)镀前基底表面处理步骤；(2)磁控溅射源铜、锌、银、铈元素合金靶制作安装步骤；(3)抽低、高真空步骤；(4)充氩气进行溅射清洗、溅射镀膜步骤；(5)通大气，取挂具步骤；(6)成品检验包装步骤。
用本发明制成的各种能自动杀菌消毒补锌的玻璃、陶瓷器皿，具有消毒速度快，杀菌率高、影响因素少等特点。实验表明，本发明的自动杀菌消毒补锌玻璃、陶瓷器皿对大肠杆菌(8099)和代表肠道病毒的指标F2嗜菌体(寄主菌为E.Coli；285株)1小时的杀灭率均大于99.99％；人体在应用该自动杀菌消毒补锌玻璃、陶瓷器皿时还有部分补锌作用。经实验在0.0015m3容积的制品内装纯水1.0升，1小时可溶出锌离子0.11-0.15mg，这一剂量可满足成人一天的需要量。
本发明在选用铜、锌、银元素时还引入了铈这种稀土元素，它可抑制Ag离子因吸收日光中长波紫外线被还原成Ag元素而失去杀菌的活性。因为Ce离子能大量吸收长波紫外线，所以与Ce离子共存的Ag离子的还原就被抑制，使Ag离子发挥活性，从而提高了铜锌银离子的游离浓度和杀菌强度，另外这样还大大增加了玻璃、陶瓷器皿的杀菌、消毒时效，延长了其作用效果。
用本发明制成的自动杀菌消毒补锌玻璃、陶瓷器皿具有自动快速消毒的特点，从而可节约常规消毒所需用的化学药品和能源，并有一定的补锌保健作用。
下面将结合本发明的实施例对本发明作更加详细的说明，但本发明并不局限于这些详细描述。实施例1-5按表1所列各实施例的铜锌银合金的含量比例，取分析纯铜锌银元素粉末拌和均匀过180目筛两次，装入高铝质坩埚内(其容量每次可熔化10kg合金元素料)，在26千瓦硅碳棒加热炉中熔化，熔化温度为1250℃，经10分钟，取出坩埚，将坩埚内的合金水倒入长120cm×12cm×2cm的长方体模具中，冷却后在长合金板的长轴上钻孔，间距为2cm的细孔，按重量比装入分析纯三氧二铈粉，即制成磁控溅射源。表1真空镀膜各元素含量的实施例(以1000克总重量计)单位克
将前面制得的磁控长板状溅射源装入真空室内，将表面经脱脂清洗、静电除尘的玻璃、陶瓷器皿装入真空室内，抽低真空真空度为2.7-6.7Pa；抽高真空真空度为6.7×10-3Pa；充氩气溅射清洗时，真空度为0.8-1.0Pa；溅射镀膜时真空度为0.05-0.12Pa；溅射电流为14-15A，电压为600-620V；镀膜时间2-3分钟；真空室温度100±20℃；镀完后通大气，取挂具；成品检验包装。
按上述溅射源，铜、锌、银、铈合金靶的各元素所占比例，进行真空镀膜所生产的制品，经杀菌实验观察和补锌量的效果，其结果示于下表3中。
本发明的自动杀菌消毒补锌玻璃、陶瓷器皿各实施例的杀菌、补锌效果见下表2和3。
表2 玻璃容器各实施例杀菌效果及游离锌含量
表3 陶瓷容器各实施例杀菌效果及游离锌含量<
*1对照物为未经过处理的普通玻璃或陶瓷器皿*2在自动杀菌消毒补锌玻璃、陶瓷器皿内装纯水1升、pH＝6.0时的含锌量。
权利要求
1.一种自动杀菌消毒补锌玻璃、陶瓷器皿，它包括在玻璃、陶瓷器皿表层镀有一层金属合金，使其发挥杀菌补锌作用，其特征在于该玻璃、陶瓷器皿表面镀层金属合金元素的重量百分比为铜20-60％、锌38-79％、银0.5-2％、三氧化二铈0.001-0.004％、余量为不可避免的杂质。
2.权利要求1所说自动杀菌消毒补锌玻璃、陶瓷器皿的制造工艺，它是真空镀膜工艺，该工艺包括步骤(1)镀前基底表面处理；(2)按权利要求1中所说的金属合金元素的重量百分比制作并安装磁控溅射源铜、锌、银、铈及其它元素合金靶；(3)抽低、高真空；(4)充氩气进行溅射清洗、溅射镀膜；(5)通大气，取挂具和(6)成品检验包装。
3.如权利要求2所说的方法，其中所说的制作磁控溅射源的步骤包括用分析纯Cu、Zn、Ag粉和其它合金成分混合，将其熔制成长板状，在长板状靶材长轴线上间距2cm钻细孔，按重量比装入分析纯三氧化二铈粉，即制成磁控溅射源。
全文摘要
本发明公开了一种能自动杀菌消毒补锌的玻璃、陶瓷器皿及其制造工艺,本发明的特征是以玻璃、陶瓷器皿或容器为基材,在其表面进行真空镀铜、锌、银、铈合金膜。该合金膜各元素重量百分比范围为铜20—60%、锌38—79%、银0.5—2%、三氧化二铈0.001—0.004%;余量为不可避免的杂质。本发明的制造工艺包括真空镀膜工艺。按本发明制造的玻璃、陶瓷杀菌消毒补锌器皿具有杀菌消毒速度快、杀菌率高、影响因素少、并能为使用者提供一定量的锌离子等特点,从而可节约常规消毒所用的化学药品和能源,并有一定的保健作用。
文档编号C03C17/09GK1246455SQ99119008
公开日2000年3月8日 申请日期1999年9月6日 优先权日1999年9月6日
发明者刘步升 申请人:中国人民解放军沈阳军区联勤部卫生防疫队