【doc】抗菌性能优良的含银抗菌不锈钢

【doc】抗菌性能优良的含银抗菌不锈钢抗菌性能优良的含银抗菌不锈钢
圈
l绪言
不锈开发
1996年夏天,在日本国内发生的病原性大肠杆
-17群体感染,曾一度造成日本国内一片恐菌0
慌.这场恶梦在人们头脑中还未淡去,2000年叉频
频发生黄色葡萄球菌食物中毒和MRSA(手1』三/.
二/耐性黄色P守球菌)感染.在社会舆论的强大
压力下,卫生陶瓷,塑料制品乃至服装等各个部门
都在进行抗菌制品的研究开发.不锈钢由于具有很
好的耐蚀性和表面清洁感等特性,在厨房和食品加
工业得到了广泛应用.但是,一般的不锈钢不具备
抗菌性能.当其像其它抗菌制品那样,通过涂覆抗
菌剂薄膜来获得抗菌性能时,在加工成形过程中,
甚至在日常擦洗清洁操作中,会使这层薄膜逐渐丧
失.从而失去抗菌性能.日本的不锈钢生产厂家则
开始研究在钢中加入某种抗菌金属,经适当的抗菌
热处理,以获得长期稳定的抗菌性能的不锈钢.
1997,1998年日新钢铁公司研制成功铁素体系抗
菌不锈钢NSSAM1,马氏体系抗菌不锈钢NSS
AM2和奥氏体系抗菌不锈钢NSSAM3,形成了含
铜抗菌不锈钢系列(见本刊1998年10月创刊号介绍的”抗菌不锈钢”一文).1998年川崎钢铁公司研制成功含银抗菌不锈钢.2000年5月通过了日本食品卫生协会的认证.并在日本国内外申请了专利.
(1)抗菌性:根据jI$Z2801(2000)的规定,新开
发的抗菌不锈钢按下式定义的减菌率不低于99. 减菌率()一(比较钢的生菌数一开发钢的生
菌数)/比较钢的生菌数×10O
由于抗菌效果被定义为在抗菌制品上24小时
后的生菌数应小于比较制品上的生菌数的1,所以,把减菌率99以上作为衡量抗菌效果的基准
值.这个数值对含银抗菌不锈钢和含铜抗菌不锈钢都一样适用
(2)耐蚀性:应具有与不含抗菌元素的同种不锈
钢相同的耐蚀性.
(3)加工及表面特性:应具有与不含抗菌元素的
同种不锈钢相同的加工成形性和表面特性.
关于抗菌不锈钢的抗菌机理,本刊在1998年
l0月创刊号上以含铜抗菌不锈钢为例作了初步介绍.含银抗菌不锈钢的抗菌机理也一样,具有抗菌
作用的银离子必须能够从不锈钢板表面析出,并与钢板表面上的细菌在适当条件下产生反应,阻止细菌的新陈代谢.从而抑制细菌的繁殖.另外,在银离子析出的部位,由于表面钝化膜遭到破坏,有可能
导致耐蚀性的下降.因此,为了兼备抗菌性和耐蚀性,具有抗菌作用的银离子必须在不锈钢中呈均匀弥散状分布.
3含银抗菌不锈钢的特点
2抗菌不锈钢的特性3
.1
“抗菌”在本文中仅指能抑制细菌的生长,发育和繁殖,与杀菌的概念不同.所谓”抗菌不锈钢是指在这种材料上附着的细菌不能繁殖,细菌的数量可以抑制在低水平状态.同时,还不失去一般不锈钢所具有的耐蚀性,好的加工性,对人体的安全性和漂亮的外观等特性.
2000年日本标准坍会制定了”抗菌加工制品
——
抗菌性试验方法?抗菌效果”的JI$z2801 (2000)标准,规定抗菌不锈钢必须具备的三大特点:
含银抗菌不锈钢的化学成分
目前,川崎钢铁公司生产,销售的含银抗菌不
锈钢典型化学成分如表1所示.
表1舍银抗菌不锈钢典型化学成分/wt
钢号csiMnPCrIAg
23
螂姚
SBSB4AUuAshSSLUN的?的m
钋扑
圈不锈开发3.2含银抗菌不锈钢的抗菌性
日本川崎钢铁公司开发的含银抗菌不锈钢,经
日本食品卫生协会的抗菌试验,证明获得了极好的
抗菌效果(见图1).试验以加银的SUS304,2B表
面不锈钢(R304一AB)为例,抗菌试验后的生菌数比
较见图2
垂囊
孽loo[1~
图1R304AB抗苗不锈钢与SUS304
不锈钢对各种细菌的抗苗性比较
*.3次试验的平均值
一图224小时后的生菌数确认结果(以0157作试验) (a)R304一AB(b)SUS304
从图1可见,含银抗菌不锈钢R304一AB不仅
对大肠杆菌和黄色葡萄球菌有极好的抗菌效果,而
且对病原性大肠菌O一157和MRSA病菌.廿,乇丰
子菌也发挥出很好的抗菌效果.在24小时后每个
试样上的生菌数不管任何病菌,都在10个菌落组
成单位以下.另外,抗菌试验还表明.用金剐砂纸把
抗菌不锈钢表面研磨掉2bcm后.对大肠菌的抗菌
性设有影响.
一
24一
图3表示试验时间(菌液接种后的培养时间)
对抗菌效果的影响.由图可以看出,以大肠菌为例, 菌液接种后1小时,试样表面生菌数急剧减少,3小时后.减菌率在9g.9以上.
哥
缸
餐
试验时间,h
图3试验时间对R3O4一AB
抗菌效果的影响
3.3含银抗菌不锈钢的耐蚀性
为了评价含银抗菌不锈钢的耐蚀性,对试样表
面进行了盐干湿交替循环腐蚀试验.腐蚀介质为
3.5的NaCI.每一个循环周期组成如下:35?半
小时——60c干燥条件下1小时——湿度?95
的潮湿条件下1小时如此循环,共10个循环周
期,试验后的钢板外观见图4,由图可见,含银抗菌
不锈钢R304一AB与SUS304不锈钢相比,具有同
等的耐蚀性.
图4盐干湿交替循环腐蚀试验后试样外观
(a)为R304一AB含银抗苗不锈钢
(b)为SUS304不锈钢
3.4银加人量对含银抗菌不锈钢抗菌性和耐蚀性
圈不锈开发的影响
以含银抗菌不锈钢R304一AB为例,研究了银
加入量对抗菌性和耐蚀性的影响.耐蚀性仍采用盐于湿交替循环腐蚀试验(共进行20个循环周期)进行评价.试验结果见图j.由图可见,加银钢的抗菌
性都很好,减菌率都大于99,9.
研究发现,加银0,041的抗菌不锈钢,其耐蚀
性与比较钢SUS304的耐蚀性相同.而加银
0.080的抗菌不锈钢耐蚀性反而不如SUS304的
耐蚀性.
图5银加入量对SUS304不锈钢
抗菌性及耐蚀性的影响
(a)Ag一0.041(b)Ag一0.080
(c)SUS304不锈钢
另外,文中所讲的加入量是指钢中的有效含
量.因此,在综合决定不锈钢中银的合适加入量耐, 还应考虑银对人体的安全性,制造成本及加银钢的制造加工性.
3.5银的弥散分布状态
采用电子束显微分析研究了含银抗菌不锈钢
R304AB,2B表面和对2B表面研磨掉2m后表面
的银分布状态.其结果示于图6由图可见,无论是
表层或是在内部,银都呈均匀弥散状分布.使银在
钢中呈均匀弥散状分布的技术是含银抗菌不锈钢
成功的关键技术所在.
图6加银不锈钢中银的分布
(a)表层(b)把表层研磨掉2m后的表面
含银抗菌不锈钢在使用一段时间后+表面抗菌
性能可能降低,可以像含铜抗菌不锈钢一样,采用
抛光之类的再加工方法去掉薄薄的一层表面(如
2.urn),就可以恢复其原有的抗菌性能.这也是要求
银在钢中呈均匀弥散分布的原因之一.
4结语
(1)含银抗菌不锈钢对各种细菌都具有稳定的抗菌
性能.是目前世界上较好的一种抗菌不锈钢.
(2)含银抗菌不锈钢广泛用于洗涤槽,餐具和厨房
用具以及食品加工行业.是一种应用潜力很大的抗
菌不锈钢.
(3)由于银是一种贵重金属,其加入量要充分考虑
制造成本因素+否则会对它的推广应用带来影响
日本官方正式决定:不锈钢可在高度60m以下的建筑物上自由使用
2000年12月26日日本官方正式公告:在高度60m以下的建筑物上不锈钢作为一般结构材
料可自由使用.这是不锈钢结构建筑协会为了能使不锈钢作为整个建筑的结构材料来使用,对日
本建筑中心等有关国家机关多方游说讨论的结果.
1994年6月不锈钢作为结构材料使用曾得到建设大臣的认定+在该基准法的认同下不锈钢
作为结构材料也得到了一定的普及.但在每次使用前需向建设大臣申请,由于手续繁杂,也给不
锈钢的应用造成了不同程度的限制.此次的正式公告就使不锈钢在60m以下建筑物上使用不再
需要重新申请.
25。