自动杀菌消毒补锌不锈钢器皿及其制造工艺 本发明涉及自动杀菌消毒补锌不锈钢器皿及其制造工艺，属于金属加工领域。
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地不锈钢器皿及其制造工艺。所生产的器皿在保持原有的防锈，耐腐蚀抗磨损、不老化等优点以外，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、刀具和食品的各种容器等。
这种自动杀菌消毒补锌不锈钢器皿包括在常用的不锈钢容器、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不锈钢器皿表面镀层金属元素的配比及真空镀膜和电镀合金的工艺。本发明的自动杀菌消毒补锌不锈钢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不锈钢器皿的制造工艺有下列两种：
1.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。
2.电镀合金工艺：即为镀含锌的白黄铜工艺，此工艺除按上述镀膜合金元素的百分配比来设计镀液的组成外，其它工艺内容均可按常规的电镀含锌的白黄铜合金的工艺进行，具体地包括不锈钢基底表面清洗步骤、预镀镍步骤、合金镀液配制步骤和电镀步骤。
用本发明制成的各种能自动杀菌消毒补锌的不锈钢器皿，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不锈钢器皿对大肠杆菌(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不锈钢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不锈钢器皿的杀菌、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不锈钢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 实施例 铜 锌 银 三氧化二铈 杂质含量 总重 1200 789.94 10 0.04 0.02 1000 2300 689.95 10 0.03 0.02 1000 3400 589.96 10 0.02 0.02 1000 4500 489.97 10 0.01 0.02 1000 5600 389.98 10 0.01 0.01 1000
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、静电除尘的不锈钢器皿装入真空室内，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。
同样可以参照真空镀膜色泽硬度、抗腐蚀程度等因素，在上述自动杀菌消毒补锌不锈钢器皿合金膜金属含量范围中选择某一个元素百分含量配比进行电镀合金工艺，例如可以配制金属元素配比如表2中所说的镀液进行电镀。具体说来，这种电镀工艺包括基底清洗、预镀镍层、合金镀液配制和电镀步骤，该电镀工艺的工艺参数为pH值为12-13；电镀温度为25-40℃；电流密度为1-4A/dm2；阴极电流效率为60-80％；阳极含铜量为23％。
表2 电镀合金膜各金属元素含量百分比(重量％) 铜 锌 银 三氧化二铈 杂质 合计 40.00 58.96 1 0.02 0.02 100.00
铜、锌、银、铈合金的电镀工艺完全按本领域内已知的在不锈钢上预镀镍后再按白黄铜的镀液组成及工艺条件进行。
本发明的自动杀菌消毒补锌不锈钢器皿各实施例的杀菌、补锌效果见下表3
表3 各实施例杀菌效果及游离锌含量 样品 消毒时间 (小时) 大肠杆菌 回收个数1小时后存活个数大肠杆菌杀灭率(％)F2杀灭率(％)锌游离含量(mg/l)*2实施例1 消毒补锌样品 对 照 物*1 1 3.8×106 2.6×106102.3×106＞99.999＜11.50099.993.10 0.15实施例2 消毒补锌样品 对 照 物 1 4.2×106 3.0×106152.6×106＞99.999＜13 30099.992.45 0.12实施例3 消毒补锌样品 对 照 物 1 4.0×106 3.6×10613.3×106＞99.999＜16.70099.991.00 0.13实施例4 消毒补锌样品 对 照 物 1 3.4×106 3.1×106102.9×106＞99.999＜6.45099.995.20 0.11实施例5 消毒补锌样品 对 照 物 1 2.9×106 2.1×106116701.7×106＞99.600＜19.00099,990.90 0.13*1对照物为未经过处理的普通不锈钢器皿*2在自动杀菌消毒补锌不锈钢器皿内装纯水1升、pH＝6.0时的含锌量。