TW201619450A - 抗菌複合表面及形成抗菌複合表面的加工方法 - Google Patents
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Abstract
一種形成抗菌複合表面的加工方法，其在一陽極製程的過程裡執行，其中該陽極製程依序包含對一工件進行如下步驟：前處理步驟、陽極氧化步驟、酸洗步驟、染色步驟及封孔步驟，所述抗菌複合表面的加工方法至少包括如下步驟：提供一含銀溶液；於進行該陽極製程的過程裡，加入該含銀溶液；以及藉由該含銀溶液作為銀粒子來源以提供數個銀粒子，並使該工件的外部含有所述銀粒子，從而在該工件的外部形成該抗菌複合表面。本發明更依據上述加工方法提供一種抗菌複合表面，以有效抑制微生物在經陽極氧化處理的金屬表面上的生長。
Description
本發明乃是關於一種抗菌複合表面及形成抗菌複合表面的加工方法，特別是關於對陽極氧化處理過的複合表面進行特殊處理，以抑制該複合表面上的細菌等微生物生長的一種抗菌複合表面及形成抗菌複合表面的加工方法。
一般而言，金屬的陽極氧化處理是指對鋁或鋁合金等金屬，進行電解以在表面形成一層氧化皮膜的技術，又可泛稱為鋁陽極處理。經鋁陽極處理後的外殼表面，其氧化皮膜為一種非連續性的氧化鋁層，可具有耐腐蝕、塗料可附著性、電性絕緣及耐磨的優點，而該氧化鋁層又具有許多微孔結構，故鋁陽極處理廣泛用於現今一般電子產品、家電、家具及民生用品等眾多製品的外殼的表面加工。
然而也因為上述微孔結構的關係，導致鋁陽極處理過後的表面產生容易孳生細菌、微生物等問題，其中，鋁陽極處理又經常使用在一般手持行動電話外殼、物品手把或提款機按鍵等諸多可被許多人的手部觸碰的部位，導致如人體皮膚上的金黃色葡萄球菌(學名：Staphylococcus aureus,S.aureus)，或未經適當清潔而存留於手的大腸桿菌(學名：Escherichia coli,E.coli)，可經常散佈於上述所例舉的部位，使鋁陽極處理過後的表面頓時成為一種傳播細菌、微生物或甚至是致病病原的媒介。然而如果要對鋁陽極處
理的表面做到抗菌、抗微生物處理，不是效果不彰，就是可能會影響到鋁陽極處理的表面的原有優點，效果不彰的原因可能是因為抗微生物用的物料無法被完善地形成、分佈於該表面；或者在存在上述抗微生物用的物料時，導致原本較佳的染色效果變差等瓶頸。
緣是，本發明人有感上述問題之可改善，乃潛心研究並配合學理之運用，而提出一種設計合理且有效改善上述問題之本發明。
本發明之主要目的，在於提供一種抗菌複合表面及形成抗菌複合表面的加工方法，以改善現今許多製品的複合表面上的微生物孳生問題，以及避免為了讓複合表面能夠具有抑制微生物生長的活性時，卻連帶地導致複合表面失去原有優點的問題。
為達上述目的，本發明提供一種形成抗菌複合表面的加工方法，其在一陽極製程的過程裡執行，其中該陽極製程依序包含對一工件進行如下步驟：前處理步驟、陽極氧化步驟、酸洗步驟、染色步驟及封孔步驟，所述抗菌複合表面的加工方法至少包括如下步驟：提供一含銀溶液；於進行該陽極製程的過程裡，加入該含銀溶液；以及藉由該含銀溶液作為銀粒子來源以提供數個銀粒子，並使該複合表面含有所述銀粒子。
為達上述目的，本發明提供一種抗菌複合表面，其用以形成於一工件的表面，至少包括：一經陽極氧化處理的第一金屬複合表面，該第一金屬複合表面依據一第一分布區域而分布於該工件的表面，該第一金屬複合表面具有一第一孔洞微結構；以及數個銀粒子，其沿該第一分布區域而分佈於該工件上。
綜上所述，本發明藉由在形成該第一金屬複合表面的第一孔洞微結構時，連帶地讓銀粒子能夠沿該第一分佈區域而分佈於該工件上，所能分佈的部位，進一步可遍及第一金屬複合表面上、
第一金屬複合表面的第一孔洞微結構之中或分布於用來對該第一孔洞微結構進行封孔的封孔層中，而且在不影響該第一金屬複合表面原有的特性跟優點之下，還使複合表面的染色工作能夠被兼顧，同時具有可抑制微生物生長的抗菌效果。
為使能更進一步瞭解本發明之特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制者。
10‧‧‧工件
11‧‧‧第一金屬複合表面
11a‧‧‧第一孔洞微結構
110‧‧‧第一顏色層
11’‧‧‧第二金屬複合表面
11a’‧‧‧第二孔洞微結構
110’‧‧‧第二顏色層
12‧‧‧封孔層
20‧‧‧銀粒子
30‧‧‧電解槽
31‧‧‧電解液
D1‧‧‧第一分布區域
D2‧‧‧第二分布區域
P‧‧‧正負脈衝式電源供應器
P1,P2‧‧‧電極
T1,T2‧‧‧時間
T3‧‧‧停頓時間
V1‧‧‧正脈衝電壓
V2‧‧‧負脈衝電壓
圖1A為本發明之形成抗菌複合表面的加工方法的步驟流程圖；圖1B為本發明之形成抗菌複合表面的加工方法中的奈米銀溶液的製備方法的步驟流程圖；圖2A至圖2D為依據本發明之形成抗菌複合表面的加工方法所形成的抗菌複合表面的剖視結構的演變示意圖；圖3為依據本發明之形成抗菌複合表面的加工方法所形成的抗菌複合表面之另一實施例的剖視結構示意圖；圖4A為本發明之形成抗菌複合表面的加工方法中所使用到的陽極製程的步驟流程圖；圖4B為本發明之形成抗菌複合表面的加工方法的步驟流程圖；圖4C為本發明之形成抗菌複合表面的加工方法中關於陽極氧化步驟的步驟流程圖；圖4D為本發明之形成抗菌複合表面的加工方法中藉由染色以達到抗菌效果的步驟流程圖；圖4E為本發明之形成抗菌複合表面的加工方法中藉由浸泡含銀懸浮溶液以達到抗菌效果的步驟流程圖；圖5A為本發明之形成抗菌複合表面的加工方法中工件在電解槽裡加工的示意圖(一)；圖5B為本發明之形成抗菌複合表面的加工方法中工件在電解槽裡加工的示意圖(一)；以及
圖5C為本發明之形成抗菌複合表面的加工方法中正負脈衝式電壓在作用時的示意圖。
請參閱圖1A所繪示，所示範的為可對應於本發明之形成抗菌複合表面的加工方法的步驟流程圖，至少包括有如下步驟：步驟S101，並請再配合圖2A之依據本發明之形成抗菌複合表面的加工方法所形成的形成抗菌複合表面的剖視結構的演變示意圖所繪示：提供一工件10，此工件10可以是一般的加工物件，例如手持行動電話的機殼，大多是以鋁或鋁合金的金屬製品為主，但是不以此為限，而且工件10可以是具有經陽極氧化處理的第一金屬複合表面11，且較佳地，第一金屬複合表面11可依一第一分布區域而是先形成於工件10上，在經過陽極氧化處理後，會使第一金屬複合表面11具有一第一孔洞微結構11a。又，因為第一金屬複合表面11已經過陽極氧化處理，故另一角度言之，此第一金屬複合表面11相當於一種氧化膜。另，附帶一提的是，第一孔洞微結構11a可以因為陽極氧化處理而形成於工件10的上表面(標號略)或下表面(標號略)，本發明僅以上表面作為較佳的示範，下表面則類推，不再贅述。較佳地，上述之工件10還可依照其需求而事先具有其特定的外型，是以工件10可以事先進行有機器的加工處理，如較佳地，可經由電腦數值控制(Computer Numerical Control,CNC)的加工處理，且此加工處理還可進一步包含一表面視覺效果的處理。要在此補充的是，在進行陽極氧化處理之前，也可包含對工件10進行一前處理，前處理程序(但不以此為限)可以是包括脫酯(degreasing)、鹼洗(Alkaline etching)、第一次酸洗(first pickling)、化學拋光(chemical polishing)、及第二次酸洗(second pickling)等的子流程，其中子流程的處理次數視鋁合金工件的品質要求而決定。每一子流程之後包括至少一道水洗流程，水洗流程可以是一至五道，較佳是二道即可，以除去前一道
子流程殘留的化學劑或雜質，而上述前處理的各項參數因為會視工件10的需求而調整，故不在此加以限定。換言之，本發明所使用的工件10可以經過上述的前處理程序，但是不對此前處理程序的方式、參數等加以限定。
步驟S103，並請再配合圖2B之依據本發明之形成抗菌複合表面的加工方法所形成的抗菌複合表面的剖視結構的演變示意圖所繪示：提供一含銀懸浮溶液(圖略，標號略)，且含銀懸浮溶液還混合有一封孔劑，以成為一種加工溶液，換言之，所述含銀懸浮溶液，也就是所述加工溶液，可為一種混合有銀粒子和封孔劑的懸浮溶液。將工件10置於於所述含銀懸浮溶液之中，從而使銀粒子20能夠吸附於工件10的第一金屬複合表面11。又，值得注意的是，在經過陽極氧化處理後，所述第一金屬複合表面11乃至於其孔洞微結構11a會因此而略帶正電，當銀粒子20本身為電中性時，所述含銀懸浮溶液還可混合、包含有一陰離子型介面活性劑，陰離子型介面活性劑可在所述含銀懸浮溶液中，佔有一第一重量百分濃度，所述第一重量百分濃度的值可為大於0且為8%以下。而陰離子型介面活性劑可以進一步於溶液狀態下包覆銀粒子20並使銀粒子20略帶負電，相較於上述所示範之電中性的銀粒子20而言，略帶負電的銀粒子20更有助於吸附於第一金屬複合表面11上。並且隨著工件10在所述含銀懸浮溶液中浸泡的時間增加及加溫至攝氏80度~100度的步驟的進行，所吸附於工件10的第一金屬複合表面11的銀粒子20的量也會越高，上述浸泡的時間較佳地可為10至60分鐘。較佳地，上述之陰離子型介面活性劑可為十二烷基苯磺酸鈉(Sodium dodecylbenzenesulfonate)或十二烷基硫酸鈉(Sodium dodecyl sulfate,SDS)等。
承上，上述之封孔劑可透過複合的方式，以形成一能夠用以與銀粒子20共同沉積於第一金屬複合表面11上的封孔層12，使所述銀粒子可分布於所述封孔層12。而在此一步驟中，封孔劑較
佳地可為醋酸鎳型的封孔劑，換言之，上述之封孔層12可為一種封孔鎳層。值得注意的是，因為封孔劑的加入並在封孔層12形成的過程中，那些在上述步驟S103剛開始所提及之已事先附著於第一金屬複合表面11的銀粒子20，則可再次混入封孔層12，以與封孔層12共同沉積於第一金屬複合表面11。而且經由X射線螢光分析(X-ray fluorescence,XRF)顯示，在封孔層12中的銀粒子20含量約可為0.001%至10%的重量百分比。
進一步地，請參閱圖1B所繪示，其為形成抗菌複合表面的加工方法中的含銀懸浮溶液的製備方法的步驟流程圖，前述所用之含銀懸浮溶液，為經由一含銀懸浮溶液的製備方法而得，包含如下步驟：
步驟S201：配置一硝酸銀溶液，硝酸銀溶液的莫耳濃度可為0.01M至0.1M的，較佳地，舉例來說，硝酸銀溶液的原始濃度可為0.01172M(如：使用硝酸銀0.36公克、180毫升的水)，接著再對硝酸銀溶液加入聚乙烯吡咯烷銅(pclyvinyl pyrrolidone,PVP)，只要使聚乙烯吡咯烷銅相對於所述硝酸銀溶液佔硝酸銀溶液的重量百分濃度達0.027%~0.054%即可，故硝酸銀的濃度不以上述之0.01172M為限，以上所用的各藥品、試劑的濃度不宜過高，否則溶液中的銀會過度聚集而使粒徑過大。
步驟S203：將所述硝酸銀溶液逐滴地滴入硼氫化鈉溶液(NaBH4)，硼氫化鈉溶液所含之硼氫化鈉的莫耳濃度可為0.00846M~0.01M，例如可由0.16公克的硼氫化鈉加500毫升的水製備而得，但不以此為限，從而使所述硝酸銀溶液逐漸地析出奈米銀粒子，而上述「逐滴地」的步驟有其重要性，以便讓銀粒子在析出的時候，不會因為短時間內大量的析出而導致銀粒子之間彼此聚集成更大的粒子，使所析出之銀粒子可以有較小的粒徑。而為了更加地確保銀粒子能夠以較小的粒徑析出，在上述將硝酸銀溶液逐滴地滴入硼氫化鈉溶液的步驟中，可以在攝氏13度
以下或較佳在攝氏10度以下至4度以上的環境溫度中執行，讓低溫環境使銀粒子析出反應的速率減慢，以有效避免單位時間內過多的銀粒子析出而產生的過度聚集，從而使銀粒子粒徑過大的問題發生。
步驟S205：可透過過濾的方式以取得銀粒子，接著再以一有機溶劑洗去銀粒子上殘留的聚乙烯吡咯烷銅，而所述有機溶劑可以是醇類，如：甲醇或乙醇等。步驟S207：經過有機溶劑的清洗後，銀粒子上仍會殘留上述的有機溶劑，因此可透過減壓蒸餾的方式，以輔助加速上述銀粒子上的有機溶劑部分揮發，且有機溶劑不能完全揮發，否則亦容易導致銀粒子的過度聚集而使粒徑變大。步驟S209：之後可將上述的銀粒子加至一懸浮溶劑，從而獲得所述的含銀懸浮溶液，而且以此方法所獲得的含銀懸浮溶液，其所懸浮的銀粒子(如圖2A至圖2D的銀粒子20)為一種奈米化的銀粒子，粒徑可達10~500nm。
請再參閱圖1A及圖2D所繪示，較佳地，所述經陽極氧化處理的第一金屬複合表面11，還可經過至少一著色處理步驟，例如：將工件10浸泡於含有20%至25%的硫酸濃度的陽極處理溶液中，電壓設為10至16伏特之間，電流密度為0.8至2.0A/dm2(安培/每平方公尺)之間，處理時間少於45分鐘。較佳處理時間為至少30分鐘，陽極氧化處理後，可以包括針對第一金屬複合表面11進行第一次的著色處理，第一次的著色處理可以為吸附著色，或者化學著色，使經陽極氧化處理的第一金屬複合表面11成為一具有第一顏色的第一氧化膜，換言之，此第一氧化膜相當於一第一顏色層，故連帶地也使所述第一顏色分布於第一金屬複合表面11上乃至於第一金屬複合表面11的孔洞微結構11a之中，從而在之後的封孔步驟時，即可讓所述封孔層12包覆於所述具第一顏色的第一氧化膜，同時此封孔層12已帶有銀粒子20。
承上，上述之著色處理步驟可為數個，以配合所欲著色的顏
色種類，如要進行另外一次的著色處理步驟，則需要先去除(如透過CNC的方式去除)工件10表面上的第一金屬複合表面11(第一氧化膜)的一部份，以露出工件10表面上尚未氧化的部位，以便可對工件10上不存在第一金屬複合表面11的該部分再進行另一次陽極氧化處理，以形成一第二金屬複合表面11’(如圖3)，例如：上述另一次的陽極氧化處理，可以於溫度為攝氏15至25度下進行，並將工件10浸泡於含有20%至25%的硫酸濃度的陽極處理溶液中，電壓為6至25伏特之間，處理時間為1至20分鐘，之後即可進行另一次的著色處理步驟，同樣可為吸附著色或化學著色，以使工件10的第二金屬複合表面11’可包含有一具有第二顏色的第二氧化膜，換言之，此第二氧化膜相當於一第二顏色層110’，之後即可繼續本發明前述之步驟S103開始的後續步驟。
請參閱圖2D所繪示，並綜合上述之方法，本發明還提供一種抗菌複合表面，其用以形成於一工件10的表面，至少包含：一經陽極氧化處理的第一金屬複合表面11及一封孔層12。較佳地，所述第一金屬複合表面11可依據一第一分布區域(圖略、標號略)而分布於工件10的表面，且第一金屬複合表面11具有一第一孔洞微結構11a。上述之工件10可為一種鋁加工件或鋁合金加工件。
所述封孔層12夾帶著數個銀粒子20並形成於所述第一金屬複合表面11上，從而填封於其第一孔洞微結構11a。較佳地，封孔層12為一由醋酸鎳型的封孔劑所形成者，換言之，即為一由醋酸鎳型的封孔劑所形成的封孔層12，從而該封孔層12與第一金屬複合表面11披覆、結合，使第一金屬複合表面11抗蝕化，並成為一具有抗蝕性的複合金屬表面的封孔層12，或簡言之，為一醋酸鎳型的封孔層12，進行封孔時的處理溫度可為80至99度，處理時間為1至30分鐘。最後並將該工件烘乾。是以換言之，封孔層12可為封孔鎳層。而第一金屬複合表面11可因為經過著色處理，而進一步還具有一第一顏色層110(相當於前述的第一氧化
膜)，從而能夠呈現(或具有)一第一顏色。
承上，更進一步地，如圖3，本發明之抗菌複合表面還可以包含一第二金屬複合表面11’，第二金屬複合表面11’依據一第二分布區域D2而分布於工件10的表面且鄰近於第一金屬複合表面11之處，且若由圖3的剖面的示意圖觀之，第二金屬複合表面11’可能會略低於第一金屬複合表面11，且由第一金屬複合表面11類推，第二金屬複合表面11’可具有一第二孔洞微結構11a’，且封孔層12一樣可夾帶著所述銀粒子20並形成於第二金屬複合表面11’上，從而填封於第二孔洞微結構11a’。類似地，第二金屬複合表面11’可因為經過著色處理，而進一步還具有一第二顏色層110’(相當於前述的第二氧化膜)，從而呈現一第二顏色。
是以綜合上述的實施方式所處理過的物件表面，已可在工件10的表面形成重量百分比達到0.01%的銀含量，符合台灣檢驗科技股份有限公司(SGS Taiwan Ltd.)所列之可達到抗菌活性之銀的含量標準。而進一步由SGS的實際抗菌測試數據也顯示，經由本發明之方法所處理過後的加工件表面，確實可具有抑制微生物生長的活性，數據如以下的表一及表二所示：
其中表一所列的是使用金黃色葡萄球菌(菌種中心代號：ATCC6538P)，作為革蘭氏陽性菌的代表以進行抗菌測試；表二所列則是使用大腸桿菌(菌種中心代號：ATCC8739)，以作為革蘭氏陰性菌的代表以進行抗菌測試。表一及表二中的試驗組別A代表未加工的工件樣品，接種後所立即測得之菌數(單位：Colony-Forming Unit/cm2,CFU/cm2，每平方公分所具有的菌落形成單位)；試驗組別B代表未加工的工件樣品，接種後經24小時培養所測得之菌數；試驗組別C代表透過本發明之方法所加工之工件樣品，接種後經24小時培養所測得之菌數。而抗菌值(R)為試驗組別B的值除以試驗組別C的值再取對數後而得，據SGS的標準顯示，若抗菌值(R)大於2.0，則表示有抗菌效果。以上數據均進行三次重複，且皆獲得一致的結果，顯示本發明確實可達到抗菌的目的跟效果。
[第二實施例]
請參閱圖4A及圖4B所繪示，本發明還提供一種形成抗菌複合表面的加工方法，其主要是在一陽極製程S330的過程裡執行，其中該陽極製程S330依序包含對一工件(圖略)進行如下步驟：前處理步驟(步驟S331)、陽極氧化步驟(步驟S333)、酸洗步驟(步驟S335)、染色步驟(步驟S337)及封孔步驟(步驟S339)，所述抗菌複合表面的加工方法至少包括如下步驟：提供一含銀溶液(步驟S31)；於進行該陽極製程S330的過程裡，加入含銀溶液(步驟S33)；以及藉由含銀溶液作為銀粒子來源以提供數個銀粒子，並使工件的外部含有銀粒子，從而在工件的外部形成抗菌複合表面(步驟S35)。由上可知，本實施例與第一實施例不同，含銀溶液不
限定只能於封孔步驟(步驟S339)進行時加入。
承上，其中較佳地，但不以此為限，如圖4A、圖4B、圖4C及圖5A所繪示，其中在所述於進行該陽極製程S330的過程裡，加入含銀溶液的步驟S33中，進一步限定為：於進行陽極氧化步驟(步驟S333)的過程裡，將含銀溶液加入於陽極氧化步驟S333中所會使用的一電解液31裡(步驟S3331)。含銀溶液較佳地可為一種含銀鹽類化合物的溶液，例如：氯化銀、醋酸銀、硝酸銀、草酸銀及碳酸銀等，所使用的濃度一般介於0.01M(體積莫耳濃度)至0.5M之間，最佳濃度可為0.05M，但不以此為限，因此較佳地，含銀溶液還可以為一種含銀鹽類化合物與抗菌添加物的混合物，所述抗菌添加物可選自由：茶多酚、兒茶素、香草醛、乙基香草醛類化合物、醯基苯胺類、咪唑類、噻唑類、異噻唑酮衍生物、季銨鹽類、雙呱類、酚類、乙酰丙酮銀(silver acetylacetonate)、汞、銅、镉、鉻、鎳、鉛、鈷、鋅、鐵的金屬粒子、汞、銅、镉、鉻、鎳、鉛、鈷、鋅、鐵的鹽類、汞、銅、镉、鉻、鎳、鉛、鈷、鋅、鐵的氧化物及其中任兩種以上之混合物所構成之群組，且不侷限只能在此步驟執行時加入，抗菌添加物可在陽極製程(步驟S330)中的各環節依需求加入。而所使用的電解液31可選自由草酸水溶液、磷酸水溶液及硫酸水溶液所構成的群組，濃度可為5%-40%，但一樣不以此為限，其中最佳可為20%(重量體積百分濃度)的硫酸水溶液。從圖5A可用來作為陽極氧化步驟在執行時的示意，請額外配合圖4B、圖4C、圖5A及圖5B所繪示，除了上述步驟S3331之外，前述步驟S33還可包含如下步驟：將工件10置於電解槽30的電解液31之中，並連接至一電極P1(步驟S3333)。經由電極P1及一另一電極P2而對電解液31及在電解液31中的工件10通以一正負脈衝式的電壓(由正負脈衝式電源供應器P負責供電)，從而對工件10間隔地通以一正脈衝電壓V1(或可稱之為第一電流，標號略)及一負脈衝電壓V2(或可稱之為第二電流，標號略)(步驟
S3335)。要稍作說明的是，關於脈衝電壓的正、負所欲表示的是以電極P1為高電位、電極P2為低電位而產生可用以對工件10施加的電壓，定義為正脈衝電壓V1；反之，以電極P1為低電位、電極P2為高電位而產生可用以對工件10施加的電壓，定義為負脈衝電壓V2，換言之，正與負代表的是對工件10通電時的方向性，也相當於前述第一電流及第二電流的方向性。故可了解到圖5A的工件10及圖5B的工件10，可在不更換所連接的電極的情況下，接受不同極性的電力。而圖5C所繪示的曲線圖，其橫軸可用來表示工件10接受正脈衝電壓V1或負脈衝電壓V2的時間長度，其中正脈衝電壓V1及負脈衝電壓V2在交替之間，可有個停頓時間T3，在停頓時間T3期間，則是不施予電壓或電流的期間；縱軸可用來表示工件10接受正脈衝電壓V1(第一電流)及負脈衝電壓V2(第二電流)。
承上，由圖5C可知，工件10(示於圖5A、圖5B)通以正脈衝電壓V1所需的時間T1可長於對工件10通以負脈衝電壓V2所需的時間T2，停頓時間可為T3，顯示工件10於一單位時間內，將間隔地、反覆地接受正脈衝電壓V1及負脈衝電壓V2的電性導通，換言之，電極P1所能施予的電壓極性(或為方向性)可在單位時間內於正、負之間間隔地改變，且由圖5C可知，時間T1長於時間T2；正脈衝電壓V1的絕對值可大於負脈衝電壓V2的絕對值，但是也可以是該兩者的絕對值相等，而兩者的作用時間長短則不同，其中較佳地，姑且不論極性或方向性，所施予的電壓可為5伏特至25伏特(或電流在0.2A/dm2至2.5A/dm2)，時間T1、T2及停頓時間T3可為0至254微秒(μs)或毫秒(ms)，依需求調整。而由圖5C可知，無論就正負電壓的大小或施予正、負電壓時各自的時間長短，工件10正處於接受一非對稱性的正負脈衝式的電壓。因此，請連帶對照圖2A、圖2B及圖2C所繪示，經由以上的步驟可使工件10接受正脈衝電壓V1的強度較強且時間較多，讓
工件10一方面主要處於氧化的狀態，以形成具有第一孔洞微結構11a的第一金屬複合表面11。而且在另一方面，稍早已加至電解液31中的含銀溶液，則可在工件10接受負脈衝電壓V2時，使含銀溶液中的銀離子接受負脈衝電壓V2所提供的電子，從而還原成銀粒子，並因此使銀粒子分佈在工件10的外部，以使工件10正在形成氧化皮膜時的外部，因為具有銀粒子的分佈而進一步形成抗菌複合表面，接著可進行後續的酸洗步驟(步驟S335)、染色步驟(步驟S337)及封孔步驟(步驟S339)，步驟S335至步驟S337可參考前述第一實施例所示範的技術內容，其中酸洗步驟S335可參考第一實施例中前處理程序的第一次酸洗及第二次酸洗之子流程，由此可知，酸洗並不侷限只能在前處理步驟中實施。
又，另一方面而言，請參閱圖2B、圖2C、圖4A、圖4B、圖4D所繪示，前述含銀溶液進一步可為如第一實施例所介紹之含銀懸浮溶液，在所述於進行陽極製程(步驟S330)的過程裡，加入含銀溶液的步驟中(步驟S33)，可進一步包含如下步驟：執行陽極氧化步驟(步驟S333)以在工件10的表面上形成第一金屬複合表面11，第一金屬複合表面11具有一第一孔洞微結構11a(步驟S3331’)。接著可在經過酸洗步驟S335(於圖4D中省略繪示此步驟)後，再進行關於染色步驟S337的以下子步驟，使用一染劑以對第一孔洞微結構11a進行第一著色處理步驟，其中染劑可添加所述含銀懸浮溶液(步驟S3371)，從而使含銀懸浮溶液的數個銀粒子20於第一著色處理步驟的過程中，經由擴散的方式進入第一孔洞微結構11a之中，因此，第一金屬複合表面11中也可因為進行完第一著色處理步驟而呈現一第一顏色，換言之，第一金屬複合表面11可包含有第一顏色層110，銀粒子20亦可位於此第一顏色層110之中，之後即可直接進行後續的封孔步驟(步驟S339，未繪示於圖4D，請參閱圖4A)。
承上，接著如圖2C、圖3、圖4D所示，為了可對工件10進
行多於一次的著色，並在著色步驟進行時引入銀粒子20的使用，則在前述步驟S3371則可選擇不直接進行封孔的動作，而是可進一步再至少包含以下步驟：移除第一金屬複合表面11的一部份(步驟S3373)，對工件10上不存在第一金屬複合表面11的部分再進行陽極氧化步驟，以形成具有第二孔洞微結構11a’的第二金屬複合表面11’(步驟S3375)，並藉由另一染劑對第二金屬複合表面11’進行第二著色處理步驟(步驟S3377)，其中所述另一染劑還添加有所述含銀懸浮溶液，從而使銀粒子20於第二著色處理步驟中進入第二孔洞微結構11a’因此，第二金屬複合表面11’中也可因為進行完第二著色處理步驟而呈現一第二顏色，換言之，第二金屬複合表面11’可包含有第二顏色層110’，銀粒子20亦可位於此第二顏色層110’之中。如此完成染色之後，即可依需求進一步繼續進行後續的封孔處理，而在封孔時，同樣也可導入銀的使用，如同前述第一實施例所述，以盡可能地在工件10上形成抗菌的複合表面並提升抗菌效果，然而如何在封孔層12之中引入銀粒子10以在前述第一實施例中說明，則不再於此贅述。此外在本第二實施例中所使用的含銀懸浮溶液也可依第一實施例的說明，而使用於本第二實施例中。
請參閱圖4A、圖4B及圖4E所繪示，所述含銀懸浮溶液，還可以在前述第一孔洞微結構11a形成後，讓工件10直接浸泡於含銀懸浮溶液，此外前述之抗菌添加物也可加入至含銀懸浮溶液，請連帶參閱圖2A、圖2B及圖2C並配合如下所述：在工件10的表面上形成第一金屬複合表面11，且第一金屬複合表面11具有一第一孔洞微結構11a(步驟S3331”)，接著，加入含銀懸浮溶液，並使第一孔洞微結構11a浸泡於含銀懸浮溶液之中，從而使含銀懸浮溶液的數個銀粒子20進入第一孔洞微結構11a(步驟S3333”)，因此以上步驟可在進行染色步驟S337之前進行，然而在進行染色時，前述之染劑仍可視情況加入含銀懸浮溶液或含銀懸浮溶液與
前述之抗菌添加物，同理可推，請參考圖3，在第二著色處步驟進行之前，仍可經由以上相同的方式，使第二孔洞微結構11a’浸泡於含銀懸浮溶液之中，從而使含銀懸浮溶液的數個銀粒子20進入第二孔洞微結構11a’之中，且本段落所介紹之步驟也不限定須在酸洗步驟S335之前或之後進行此步驟。
依據上述所進一步調整的加工方法，請參閱圖3所繪示，本發明進一步提供一種抗菌複合表面，其用以形成於工件10的表面，至少包括：數個銀粒子20及一經陽極氧化處理的第一金屬複合表面11，且第一金屬複合表面11依據一第一分布區域D1而分布於工件10的表面，第一金屬複合表面11具有一第一孔洞微結構11’。所述銀粒子20沿第一分布區域D1而分佈於工件10上，尤其較佳地，銀粒子20可位於第一金屬複合表面11上，這裡進一步以銀粒子20a的所在位置作為示意，但不以此為限，故銀粒子20當然也可位於第一金屬複合表面11的第一孔洞微結構11a之中。所述抗菌複合表面還可包含一封孔層12，封孔層12夾帶著所述銀粒子20並形成於第一金屬複合表面11上，並從而填封於第一孔洞微結構11a之中。封孔層12可為一由醋酸鎳型的封孔劑所形成者，且較佳地，第一金屬複合表面11還可具有一第一顏色層110，或換言之，第一金屬複合表面11可呈一第一顏色。
如圖3所示，本發明還可包含一第二金屬複合表面11’，第二金屬複合表面11’是依據一第二分布區域D2而分布於工件10的表面，且第二金屬複合表面11’也具有一第二孔洞微結構11a’，所述銀粒子20可位於第二金屬複合表面11’上，或者銀粒子20可位於第二孔洞微結構11a’，又或者，封孔層12一樣可夾帶銀粒子20並形成於第二金屬複合表面11’上，並從而填封於第二孔洞微結構11a’。另外，如圖3所示，前述之抗菌添加物可配合銀粒子20的加入，而進行本加工方法的加工，故抗菌添加物(圖略、標號略)也可分別位於第一金屬複合表面11的第一孔洞微結構11a、及第
二金屬複合表面11’的第二孔洞微結構11a’之中，或位於第一金屬複合表面11、第二金屬複合表面11’上，或者抗菌添加物可混於封孔層12中，從而隨封孔層12填封於第一孔洞微結構11a或第二孔洞微結構11a’中。關於染色之方面，第二金屬複合表面11a’還可包含有一第二顏色層110’，故換言之，第二金屬複合表面11a’可呈一第二顏色。由以上可知，抗菌添加物在本發明之抗菌複合表面中，實質上扮演一種抗菌料件，在相對位置的結構上，可位於上述抗菌複合表面中的諸位置，本發明之抗菌複合表面及形成抗菌複合表面的加工方法，主要可由第一實施例及第二實施例彼此之間的技術內容經相互對照、修改、些許調整或相互結合而產生，因此第一實施例及第二實施例之間可彼此參照、沿用、合併以產生本發明之最佳實施範例。惟，以上所述僅為本發明之較佳可行實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
Claims (32)
- 一種形成抗菌複合表面的加工方法，其在一陽極製程的過程裡執行，其中該陽極製程依序包含對一工件進行如下步驟：前處理步驟、陽極氧化步驟、酸洗步驟、染色步驟及封孔步驟，所述抗菌複合表面的加工方法至少包括如下步驟：提供一含銀溶液；於進行該陽極製程的過程裡，加入該含銀溶液；以及藉由該含銀溶液作為銀粒子來源以提供數個銀粒子，並使該工件的外部含有所述銀粒子，從而在該工件的外部形成該抗菌複合表面。
- 如請求項1所述之形成抗菌複合表面的加工方法，其中在所述於進行該陽極製程的過程裡，加入該含銀溶液的步驟中，進一步限定為於進行該陽極氧化步驟的過程裡，將該含銀溶液加入於該陽極氧化步驟中所使用的一電解液裡。
- 如請求項1所述之形成抗菌複合表面的加工方法，其中該含銀溶液為一含銀鹽類化合物的溶液。
- 如請求項3所述之形成抗菌複合表面的加工方法，其中該含銀鹽類化合物的溶液為選自醋酸銀、氯化銀、硝酸銀所構成的群組。
- 如請求項2所述之形成抗菌複合表面的加工方法，其中該電解液為選自由草酸水溶液、磷酸水溶液及硫酸水溶液所構成的群組。
- 如請求項2所述之形成抗菌複合表面的加工方法，其中該陽極氧化步驟還包含如下步驟：將該工件置於一電解槽的電解液之中，並連接至一電極；經由該電極及一另一電極通以一正負脈衝式的電壓，從而使該工件經由該電極而間隔地通以一正脈衝電壓及一負脈衝電壓。
- 如請求項5所述之形成抗菌複合表面的加工方法，其中對該工 件通以該正脈衝電壓所需的時間長於對該工件通以該負脈衝電壓所需的時間。
- 如請求項5所述之形成抗菌複合表面的加工方法，其中該正脈衝電壓的絕對值大於該負脈衝電壓的絕對值。
- 如請求項1所述之形成抗菌複合表面的加工方法，其中該含銀溶液進一步限定為一含銀懸浮溶液，且在所述於進行該陽極製程的過程裡，加入該含銀溶液的步驟中，進一步包含如下步驟：執行該陽極氧化步驟以在該工件的表面上形成一第一金屬複合表面，該第一金屬複合表面具有一第一孔洞微結構；加入該含銀懸浮溶液，並使該第一孔洞微結構浸泡於該含銀懸浮溶液之中，從而該含銀懸浮溶液的數個銀粒子進入該第一孔洞微結構。
- 如請求項1所述之形成抗菌複合表面的加工方法，其中該含銀溶液進一步限定為一含銀懸浮溶液，且在所述於進行該陽極製程的過程裡，加入該含銀溶液的步驟中，進一步包含如下步驟：執行該陽極氧化步驟以在該工件的表面上形成一第一金屬複合表面，該第一金屬複合表面具有一第一孔洞微結構；使用一染劑以對該第一孔洞微結構進行第一著色處理步驟，其中該染劑添加有該含銀懸浮溶液，從而使該含銀懸浮溶液的數個銀粒子於該第一著色處理步驟中進入該第一孔洞微結構。
- 如請求項10所述之形成抗菌複合表面的加工方法，其中還至少包含如下步驟：移除該第一金屬複合表面的一部份，對該工件上不存在該第一金屬複合表面的該部分再進行該陽極氧化步驟，以形成一第二金屬複合表面，並藉由另一染劑對該第二金屬複合表面進行一第二著色處理步驟，其中該另一染劑還添加有該含銀懸浮溶液，從而使該數個銀粒子於該第二著色處理步驟中進入該第二孔洞微結構。
- 如請求項9所述之形成抗菌複合表面的加工方法，其中所述含銀懸浮溶液還含有一陰離子型介面活性劑，該陰離子型介面活性劑於所述含銀懸浮溶液中，佔有一第一重量百分濃度，該第一重量百分濃度的值大於0且小於8%。
- 如請求項12所述之形成抗菌複合表面的加工方法，其中所述陰離子型介面性劑為十二烷基苯磺酸鈉或十二烷基硫酸鈉。
- 如請求項9所述之形成抗菌複合表面的加工方法，其中所述含銀懸浮溶液為經由一含銀懸浮溶液的製備步驟而得，包括如下步驟：配置一莫耳濃度為0.01M~0.1M硝酸銀溶液，再對所述硝酸銀溶液加入一聚乙烯吡咯烷銅，使該聚乙烯吡咯烷銅相對於所述硝酸銀溶液佔重量百分濃度0.027%~0.054%；將所述硝酸銀溶液逐滴地滴入一硼氫化鈉溶液，該硼氫化鈉溶液所含之硼氫化鈉的莫耳濃度為0.00846M~0.01M，從而使所述硝酸銀溶液析出所述銀粒子；取得所述銀粒子，以一有機溶劑洗去所述銀粒子上殘留的該聚乙烯吡咯烷銅；讓所述銀粒子上的該有機溶劑部分揮發，加入一懸浮用溶劑以製成所述含銀懸浮溶液。
- 如請求項14所述之形成抗菌複合表面的加工方法，其中在將所述硝酸銀溶液逐滴地滴入一硼氫化鈉溶液的步驟中，是在攝氏13度以下及攝氏4度以上的環境溫度中所執行。
- 如請求項14所述之形成抗菌複合表面的加工方法，其中該有機溶劑為甲醇或乙醇。
- 如請求項14所述之形成抗菌複合表面的加工方法，其中在讓所述銀粒子上的有機溶劑部分揮發的步驟中，還包括經由減壓蒸餾的步驟，以輔助該有機溶劑揮發。
- 如請求項1所述之形成抗菌複合表面的加工方法，其中該含銀溶液還包含有一抗菌添加物，該抗菌添加物為選自茶多酚、兒茶素、香草醛、乙基香草醛類化合物、醯基苯胺類、咪唑類、噻唑類、異噻唑酮衍生物、季銨鹽類、雙呱類、酚類、乙酰丙酮銀、汞、銅、镉、鉻、鎳、鉛、鈷、鋅、鐵之金屬粒子、汞、銅、镉、鉻、鎳、鉛、鈷、鋅、鐵之鹽類、汞、銅、镉、鉻、鎳、鉛、鈷、鋅、鐵之氧化物及其中任兩種以上的混合物所構成的群組。
- 如請求項9所述之形成抗菌複合表面的加工方法，其中該含銀懸浮溶液還包含有一抗菌添加物，該抗菌添加物為選自茶多酚、兒茶素、香草醛、乙基香草醛類化合物、醯基苯胺類、咪唑類、噻唑類、異噻唑酮衍生物、季銨鹽類、雙呱類、酚類、乙酰丙酮銀、汞、銅、镉、鉻、鎳、鉛、鈷、鋅、鐵之金屬粒子、汞、銅、镉、鉻、鎳、鉛、鈷、鋅、鐵之鹽類、汞、銅、镉、鉻、鎳、鉛、鈷、鋅、鐵之氧化物及其中任兩種以上的混合物所構成的群組。
- 一種抗菌複合表面，其用以形成於一工件的表面，至少包括：一經陽極氧化處理的第一金屬複合表面，該第一金屬複合表面依據一第一分布區域而分布於該工件的表面，該第一金屬複合表面具有一第一孔洞微結構；以及數個銀粒子，其沿該第一分布區域而分佈於該工件上。
- 如請求項20所述之抗菌複合表面，其中所述銀粒子位於該第一金屬複合表面上。
- 如請求項20所述之抗菌複合表面，其中所述銀粒子位於該第一金屬複合表面的第一孔洞微結構之中。
- 如請求項20所述之抗菌複合表面，其中所述抗菌複合表面還包含：一封孔層，該封孔層夾帶著所述銀粒子並形成於該第一金屬複合 表面上，從而填封於該第一孔洞微結構。
- 如請求項23所述之抗菌複合表面，其中該封孔層為一由醋酸鎳型的封孔劑所形成者。
- 如請求項23所述之抗菌複合表面，其中該第一金屬複合表面還具有一第一顏色層。
- 如請求項23所述之抗菌複合表面，其中還包含一第二金屬複合表面，該第二金屬複合表面依據一第二分布區域而分布於該工件的表面，該第二金屬複合表面具有一第二孔洞微結構，且該封孔層夾帶著所述銀粒子並形成於該第二金屬複合表面上，從而填封於該第二孔洞微結構。
- 如請求項26所述之抗菌複合表面，其中該第二金屬複合表面還具有一第二顏色層。
- 如請求項20所述之抗菌複合表面，其中該工件為一鋁或鋁合金的加工件。
- 如請求項20所述之抗菌複合表面，其中還包含有一抗菌添加物，所述抗菌添加物分布於該第一金屬複合表面上。
- 如請求項20所述之抗菌複合表面，其中還包含有一抗菌添加物，所述抗菌添加物分布於該第一金屬複合表面的第一孔洞微結構之中。
- 如請求項20所述之抗菌複合表面，其中還包含有一抗菌添加物，所述抗菌複合表面還包含：一封孔層，該封孔層夾帶著所述抗菌添加物並形成於該第一金屬複合表面上，從而填封於該第一孔洞微結構。
- 如請求項29、30及31之中任一項所述之抗菌複合表面，其中所述抗菌添加物為選自茶多酚、兒茶素、香草醛、乙基香草醛類化合物、醯基苯胺類、咪唑類、噻唑類、異噻唑酮衍生物、季銨鹽類、雙呱類、酚類、乙酰丙酮銀、汞、銅、镉、鉻、鎳、鉛、鈷、鋅、鐵之金屬粒子、汞、銅、镉、鉻、鎳、鉛、鈷、鋅、 鐵之鹽類、汞、銅、镉、鉻、鎳、鉛、鈷、鋅、鐵之氧化物及其中任兩種以上的混合物所構成的群組。
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