專利名稱：一種鍍有銅層基材上的復合抗菌鍍層的表面處理方法
技術領域：
本發明涉及ー種鍍有銅層基材的表面處理方法，尤其是ー種鍍有銅層基材上的復合抗菌鍍層的表面處理方法。
背景技術：
抗菌化學品已經應用于大量的消費用品中，如香皂、口腔保健品、除臭劑、個人保健品、急救用品、廚房用具、電腦設備、衣物、兒童玩具、嵌縫填料以及吸塵器等。上述實例中，按一定配比摻入抗菌劑，抗菌劑就可以輕易地包含在產品中。近年來，使金屬和聚合材 料(如塑料)具有抗菌性能已成為一種發展趨勢。在不銹鋼鋼板上真空濺射鍍銀或在不銹鋼板中摻加銀，可使其具有抗菌效果。而且，銀離子以硝酸銀的形式作為消毒劑被廣泛使用。然而，通常情況下在金屬中加入銀，一方面會影響金屬的性能，另ー方面又會造成金屬本身成本增高。另外，開發出使用含抗菌成分的熱固性樹脂作為各種金屬(如鐵、鋁、銅及不銹鋼)的涂層，以達到金屬表面的抗菌效果。但是樹脂組分中含一些如沸石、氧化物的特殊材料，某些產品表面是不可用的，例如裝飾性或功能型產品，對其表面都具有很高的美學要求。雖然ー些功能性金屬層也需要抗菌保護，但是對于衛浴、門用五金、購物車等，高裝飾性電沉積表面處理的抗菌保護，還有很大的市場可挖掘。這些產品通常鍍鎳、和/或鋅-鎳合金，再加很薄的鉻和/或錫-鈷合金封孔，防止底層氧化。對于電鍍多層裝飾性金屬化表面處理的產品，抗菌劑必須同金屬層一同沉積。從2003年SARS病毒全球泛濫到最近HlNl流感的全球性爆發，讓消費者對食品安全和環境中存在各種病原菌的擔心加劇。全球抗菌劑在塑料中應用日益廣泛以滿足人們對公共衛生和日常生活需求，全球抗菌劑在塑料中應用的年增長率約為3. 5% 4%。北美是使用抗菌劑(包括生物抑制劑)最多的地區，占全球總用量的40%，日本占20%。而日本的人均抗菌劑使用量最大，遠超北美和歐洲。根據世界知名的民意調查公司Gallup poll最近發布的ー項調查顯示，絕大多數的消費者表示愿意購買有抗菌保護的抗菌產品，75%的消費者偏愛選擇具有抗菌保護的產品。調查里10人有7人以上透露有用到超過6樣抗菌產品。消費者感覺在用途和環境方面有必要使用抗菌加工的制品。中國專利CN2786146Y公開了ー種表面抗菌耐磨制品，其基材是金屬制品、無機材料制品、高分子材料制品，通過物理氣相沉積技術在上述基材表面上鍍有含有銀或銅或銀銅復合物的硬質膜。該發明的鍍層的耐磨性不夠好，抗菌性持續效果差，表面容易氧化。
發明內容
本發明的目的在于為了克服上述現有技術的不足，提供ー種具有長期的抗菌、抑菌效果的一種鍍有銅層基材上的復合抗菌鍍層的表面處理方法。本發明包括如下步驟I)對已進行電鍍酸銅后的基材表面進行清洗與表面活化處理；
2 )對步驟I)處理后的基材進行電鍍半光鎳層；3 )對步驟2 )處理后的基材進行電鍍抗菌鎳層；4)對步驟3)處理后的基材進行物理氣相(PVD)沉積多層抗菌金屬膜層。在步驟I)中，所述清洗的方法可為采用純水漂洗I 2min ;所述表面活化處理的方法可采用活化鍍液，活化時間可為I 2min ;所述活化鍍液可采用日本任原公司提供的活化鍍液活化劑V-37，濃度可為45g/L，其余部分為純水。在步驟2)中，所述電鍍半光鎳層的鍍液配方可為硫酸鎳NiS04280 300g/L，氯化鎳 NiCl230 40g/L，硼酸 H3B0335 45g/L，pH 4. 2 4. 3，光亮劑 CF-24T I 3ml/L，光亮劑82-K1 3ml/L，所述鍍液的溫度可為50 60°C，直流電的電流密度可為2 5A/dm2，電鍍時間可為5 30min，所述電鍍半光鎳層的鍍液可采用日本任原公司提供的電鍍半光 鎳的配方。在步驟3)中，所述電鍍抗菌鎳，可采用本行業公知的抗菌電鍍液，如美國百富可(PAVCO)有限公司提供的電鍍抗菌鎳(PAVC0 鍍鎳)的配方如下硫酸鎳NiS04280 320g/L，氯化鎳NiCl260 90g/L,硼酸H3B0338 49g/L，pH 3· 8 4. 2，星光燦爛添加劑O. 75 I. 25ml/L,光亮添加劑O. 001- O. 005ml/L，美國邁克班公司的抗菌添加劑B O. 8
2.0ml/L,美國邁克班公司的穩定劑D I. 5 4. Oml/L,美國邁克班公司的穩定劑HF I. O
3.Oml/L，所述鍍液的溫度為64 67°C，電鍍時直流電的電流密度為I 5A/dm2，電鍍時間為5 30min ;所述進行電鍍抗菌鎳層后可進行烘干處理，烘干的溫度可為55 60°C，烘干的時間可為30 50min。在步驟4)中，所述物理氣相(PVD)沉積多層抗菌金屬膜層，其エ藝流程可依次為等離子體輝光處理，物理氣相(PVD)沉積鉻層，物理氣相(PVD)沉積氮化銀或者氧化銀層，最后物理氣相(PVD)沉積顏色保護層；所述等離子體輝光處理的エ藝可為將基體放入PVD真空設備中，進行抽真空，當真空度達到10_2Pa時，對基材實施等離子輝光處理，其エ藝條件為離子源電流O. 3 O. 5A，占空比50% 80%，氬氣流速10 100SCCM，氧氣流速10 150SCCM，爐內真空壓カO. I O. 3Pa，時間為2 5min，以達到清潔及化活化基體表面之目的。所述物理氣相(PVD)沉積鉻層的エ藝可為多弧電源電流60 70A，偏壓20 80V，氬氣流速50 150SCCM，爐內真空壓カO. I O. 3Pa，鍍膜時間I 5min，靶材為Cr。所述物理氣相(PVD)沉積氮化銀、銀鉻金屬層或者氧化銀層的エ藝可為中頻電源功率2 9kW，偏壓20 80V，氬氣流速20 100SCCM，氧氣流速O 100SCCM，氮氣流速O 100SCCM，爐內真空壓カO. I O. 3Pa，鍍膜時間為5 lOmin，所述膜靶材為純Ag、鉻靶材中的至少ー種。所述物理氣相(PVD)沉積顏色保護層的エ藝可為多弧電源電流6(Γ120Α，偏壓20 80V，氬氣流速50 150SCCM，氮氣流速O 100SCCM，爐內真空壓カO. I O. 4Pa，鍍膜時間I 5min,所述膜祀材為純Cr、純鈦、純錯等祀材中的至少ー種。與現有技術相比，本發明具有以下突出優點I)具有多層抗菌層，利用PVD真空鍍的膜層不致密，存在大量的微孔，電鍍抗菌層與表面抗菌鍍層一同對細菌進行殺死或者抑制其生長。2)抗菌效果長期有效，而且抗菌，抑菌效率高，抗菌率達到99. 99%。
3)金屬層外觀，可滿足現有的非抗菌產品所要求的外觀及顏色。
具體實施例方式以下實施例將對本發明作進ー步的說明。實施例Iー種PC/ABS鏡殼鍍抗菌鍍層示例，其エ藝流程如下(I)對已進行電鍍酸銅后的PC/ABS鏡殼表面進行清洗與表面活化清洗エ藝可為采用純水漂洗lmin。活化處理方法可采用日本任原公司提供的活化鍍液的配方如下活化劑V-3745g/L，活化時間為lmin，溫度為室溫。 ( 2 )進行電鍍半光鎳半光亮鍍鎳鍍液可采用日本任原公司提供的電鍍半光鎳的配方如下硫酸鎳NiS04280 300g/L,氯化鎳 NiCl230 40g/L,硼酸 H3B0335 45g/L，pH 4. 2 4. 3，光亮劑CF-24T I 3ml/L，光亮劑82-K I 3ml/L，鍍液的溫度為50°C，直流電的電流密度為2A/dm2,電鍛時間為30min。( 3 )進行電鍍抗菌鎳抗菌電鍍液如可采美國百富可(PAVCO)有限公司提供的電鍍抗菌鎳(PAVC0 鍍鎳)的配方如下硫酸鎳NiS04280 320g/L，氯化鎳NiCl260 90g/L，硼酸H3B0338 49g/L, pH 3· 8 4· 2，星光燦爛添加劑O. 75 I. 25ml/L,光亮添加劑O. 001 O. 005ml/L,美國邁克班公司的抗菌添加劑B O. 8 2. Oml/L,美國邁克班公司的穩定劑D I. 5 4. Oml/し美國邁克班公司的穩定劑HF I. O 3. Oml/L,所述鍍液的溫度為64°C，電鍍時直流電的電流密度為lA/dm2，電鍍時間為30min。電鍍抗菌鎳完后進行烘干處理，烘干エ藝為溫度為60 °C，電鍍時間為30min。(4)進行物理氣相(PVD)沉積多層抗菌金屬膜層。將電鍍抗菌鎳處理后的PC/ABS鏡殼放入真空設備中，進行抽真空，當真空度達到10_2帕時后依次進行如下エ藝為等離子體輝光處理、物理氣相(PVD)沉積鉻層，物理氣相(PVD)沉積氮化銀層，最后物理氣相(PVD)沉積顏色保護層。等離子體輝光處理的エ藝為離子源電流O. 3A，占空比80%，氬氣流速100SCCM，氧氣流速10SCCM，爐內真空壓カO. IPa,時間為5min，以達到清潔及化活化基體表面之目的。物理氣相(PVD)沉積鉻エ藝為多弧電源電流60A，偏壓20V，氬氣流速50SCCM，爐內真空壓カO. IPa，鍍膜時間5min，靶材為Cr。物理氣相(PVD)沉積氮化銀層エ藝為中頻電源功率2KW，偏壓20V，氬氣流速20SCCM，氮氣流速100SCCM，爐內真空壓カO. 2Pa，鍍膜時間為lOmin，所述膜靶材為純Ag靶材。物理氣相(PVD)沉積顏色保護層エ藝多弧電源電流120A，偏壓20V，氬氣流速150SCCM，氮氣流速100SCCM，爐內真空壓カO. 4Pa，鍍膜時間lmin，所述膜靶材為純鋯靶材。所獲得的樣品送到廣東省微生物分析檢查中心依據JIS Z2801:2000標準進行抗菌檢測，檢測結果如表I。表I
實施例2在金屬銅龍頭基材鍍抗菌鍍層應用示例，其エ藝流程如下( I)對已進行電鍍酸銅后的銅龍頭表面進行清洗與表面活化清洗エ藝可為采用純水漂洗2min。活化處理方法可采用日本任原公司提供的活化鍍液的配方如下活化劑V-3745g/L，活化時間為2min，溫度為室溫。( 2 )進行電鍍半光鎳半光亮鍍鎳鍍液可采用日本任原公司提供的電鍍半光鎳的配方如下硫酸鎳NiS04280 300g/L,氯化鎳 NiCl230 40g/L,硼酸 H3B0335 45g/L，pH 4. 2 4. 3，光亮劑CF-24T I 3ml/L，光亮劑82-K I 3ml/L，鍍液的溫度為60°C，直流電的電流密度為5A/dm2,電鍍時間為5min。(3)進行電鍍抗菌鎳抗菌電鍍液如可采美國百富可(PAVCO)有限公司提供的電鍍抗菌鎳(PAVC0 鍍鎳)的配方如下硫酸鎳NiS04280 320g/L，氯化鎳NiCl260 90g/L，硼酸H3B0338 49g/L, pH 3· 8 4· 2，星光燦爛添加劑O. 75 I. 25ml/L,光亮添加劑O. 001 O. 005ml/L,美國邁克班公司的抗菌添加劑B O. 8 2. Oml/L,美國邁克班公司的穩定劑D I. 5 4. Oml/し美國邁克班公司的穩定劑HF I. O 3. Oml/L,所述鍍液的溫度為67 V，電鍍時直流電的電流密度為5A/dm2，電鍍時間為5min。電鍍抗菌鎳完后進行烘干處理，烘干エ藝為溫度為55°C，時間為 50min。(4)進行物理氣相(PVD)沉積多層抗菌金屬膜層。將電鍍抗菌鎳處理后的銅龍頭放入真空設備中，進行抽真空，當真空度達到10_2帕時后依次進行如下エ藝為等離子體輝光處理、物理氣相(PVD)沉積鉻層，物理氣相(PVD)沉積銀鉻金屬層，最后物理氣相(PVD)沉積顏色保護層。等離子體輝光處理的エ藝為離子源電流O. 5A，占空比50%，氬氣流速10SCCM，氧氣流速100SCCM，爐內真空壓カO. IPa,時間為2min，以達到清潔及化活化基體表面之目的。物理氣相(PVD)沉積鉻エ藝為多弧電源電流70A，偏壓80V，氬氣流速150SCCM，爐內真空壓カO. 3Pa，鍍膜時間5min，靶材為Cr。物理氣相(PVD)沉積銀鉻金屬層エ藝為銀靶中頻電源功率5KW，鉻靶中頻電源功率2KW偏壓20V，氬氣流速100SCCM，爐內真空壓カO. IPa，鍍膜時間為5min，所述膜靶材為純Ag靶材和鉻吧靶材。物理氣相(PVD)沉積顏色保護層エ藝多弧電源電流60A，偏壓80V，氬氣流速50SCCM，氮氣流速50SCCM，爐內真空壓カO. IPa，鍍膜時間5min，所述膜靶材為純鈦靶材。所獲得的樣品送到廣東省微生物分析檢查中心依據JIS Z2801:2000標準進行抗菌檢測，檢測結果如表2。表 權利要求
1.一種鍍有銅層基材上的復合抗菌鍍層的表面處理方法，其特征在于包括如下步驟 1)對已進行電鍍酸銅后的基材表面進行清洗與表面活化處理； 2)對步驟I)處理后的基材進行電鍍半光鎳層； 3)對步驟2)處理后的基材進行電鍍抗菌鎳層； 4)對步驟3)處理后的基材進行物理氣相(PVD)沉積多層抗菌金屬膜層。
2.如權利要求I所述的一種鍍有銅層基材上的復合抗菌鍍層的表面處理方法，其特征在于在步驟I)中，所述清洗的方法是采用純水漂洗I 2min。
3.如權利要求I所述的一種鍍有銅層基材上的復合抗菌鍍層的表面處理方法，其特征在于在步驟I)中，所述表面活化處理的方法采用活化鍍液，活化時間為I 2min。
4.如權利要求I所述的一種鍍有銅層基材上的復合抗菌鍍層的表面處理方法，其特征在于在步驟2)中，所述電鍍半光鎳層的鍍液配方為硫酸鎳NiS04280 300g/L，氯化鎳NiCl230 40g/L,硼酸 H3B0335 45g/L，pH 4. 2 4. 3，光亮劑 CF-24T I 3ml/L,光亮劑82-K I 3ml/L。
5.如權利要求I所述的一種鍍有銅層基材上的復合抗菌鍍層的表面處理方法，其特征在于在步驟2)中，所述鍍液的溫度為50 60°C，直流電的電流密度可2 5A/dm2，電鍍時間為5 30min。
6.如權利要求I所述的一種鍍有銅層基材上的復合抗菌鍍層的表面處理方法，其特征在于在步驟3)中，所述電鍍抗菌鎳，采用抗菌電鍍液，所述抗菌電鍍液的溫度為64 67°C，電鍍時直流電的電流密度為I 5A/dm2，電鍍時間為5 30min。
7.如權利要求I所述的一種鍍有銅層基材上的復合抗菌鍍層的表面處理方法，其特征在于在步驟3)中，所述進行電鍍抗菌鎳層后進行烘干處理，烘干的溫度為55 60°C，烘干的時間為30 50min。
8.如權利要求I所述的一種鍍有銅層基材上的復合抗菌鍍層的表面處理方法，其特征在于在步驟4)中，所述物理氣相沉積多層抗菌金屬膜層，其工藝流程依次為等離子體輝光處理，物理氣相沉積鉻層，物理氣相沉積氮化銀或者氧化銀層，最后物理氣相沉積顏色保護層。
9.如權利要求8所述的一種鍍有銅層基材上的復合抗菌鍍層的表面處理方法，其特征在于所述等離子體輝光處理的工藝為將基體放入PVD真空設備中，進行抽真空，當真空度達到10_2Pa時，對基材實施等離子輝光處理，其工藝條件為離子源電流O. 3 O. 5A，占空比50% 80%，氬氣流速10 100SCCM，氧氣流速10 150SCCM，爐內真空壓力O. I O. 3Pa,時間為2 5min ； 所述物理氣相沉積鉻層的工藝為多弧電源電流60 70A，偏壓20 80V，氬氣流速50 150SCCM，爐內真空壓力O. I O. 3Pa，鍍膜時間I 5min，靶材為Cr ； 所述物理氣相沉積氮化銀、銀鉻金屬層或者氧化銀層的工藝為中頻電源功率2 9kff,偏壓20 80V，氬氣流速20 100SCCM，氧氣流速O 100SCCM，氮氣流速O 100SCCM，爐內真空壓力O. I O. 3Pa，鍍膜時間為5 lOmin，所述膜靶材為純Ag、鉻靶材中的至少一種。
10.如權利要求8所述的一種鍍有銅層基材上的復合抗菌鍍層的表面處理方法，其特征在于所述物理氣相沉積顏色保護層的工藝為多弧電源電流6(Γ120Α，偏壓20 80V，氬氣流速50 150SCCM，氮氣流速O 100SCCM，爐內真空壓力O. I O. 4Pa，鍍膜時間I 5min,所述膜祀材為純Cr、純鈦、純錯祀材中 的至少一種。
全文摘要
一種鍍有銅層基材上的復合抗菌鍍層的表面處理方法，涉及一種鍍有銅層基材的表面處理方法。提供一種具有長期的抗菌、抑菌效果的一種鍍有銅層基材上的復合抗菌鍍層的表面處理方法。1)對已進行電鍍酸銅后的基材表面進行清洗與表面活化處理；2)對步驟1)處理后的基材進行電鍍半光鎳層；3)對步驟2)處理后的基材進行電鍍抗菌鎳層；4)對步驟3)處理后的基材進行物理氣相(PVD)沉積多層抗菌金屬膜層。
文檔編號C23C14/16GK102851666SQ20121037686
公開日2013年1月2日 申請日期2012年9月27日 優先權日2012年9月27日
發明者余水, 喬永亮, 楊波, 李明仁 申請人:廈門建霖工業有限公司