一种抗菌鼠标垫的制作方法

文档序号:14745576发布日期:2018-06-19 23:54阅读:179来源:国知局
一种抗菌鼠标垫的制作方法
本实用新型属于鼠标垫
技术领域
,尤其涉及一种具有抗菌、杀菌功能的鼠标垫。
背景技术
:鼠标是人们日常办公、生活中不可缺少的计算机输入设备,随着个人电脑的不断发展,鼠标的作用正逐渐赶超键盘。鼠标垫作为鼠标的辅助配件,鼠标垫一方面可用于保护鼠标使用的桌面,在鼠标的使用过程中不会对桌面造成损伤,另一方面,通过设置鼠标垫可调节鼠标移动时的光滑度和灵敏度,有效地降低鼠标底部碎片的聚集,减少鼠标使用过程显示器上的跳帧现象,有效地增强鼠标在使用时的精确定位,减少各种外部因素对鼠标的影响,增强使用手感。现有的鼠标垫主要采用以下几种材料,如传统布面、特种布面、合成树脂材质、玻璃材质、金属材质以及涂层类。大多数鼠标垫是采用橡胶或布面为原材料,这类产品表面纹理的摩擦力较大,便于机械鼠标移动和定位,而且价格低廉,便于携带,在市场上的销量很大。公开号为CN104679296A,公开日期为2015年6月3号的中国专利申请文件公开了一种新型鼠标垫,包括鼠标垫主体,鼠标垫主体的正面上设有第一珠光粉层、第二珠光粉层以及聚四氟乙烯层,第一珠光粉层与第二珠光粉层布置在聚四氟乙烯层的两边;鼠标垫主体包括基层,基层的正面设有抗菌层,基层的背面设有凹凸颗粒层。公开号为CN205809831U,公开日为2015年3月11号的中国专利申请文件公开了一种鼠标垫用面料,包括:针织层、顺滑层和抗菌防污层,针织层与顺滑层相连接,顺滑层覆盖在针织层表面;顺滑层与抗菌防污层相连接,抗菌防污层覆盖在所述顺滑层表面;抗菌防污层表面设有一层防护膜。常见的抗菌材料主要包括,其中无机抗菌材料主要包括银、铜、锌等金属,金属离子的抗菌效果强弱排序依次为:银、汞、铜、铬、铅等,其中汞、铬、铅等材料对人体有毒害作用,可致癌,故很少作为抗菌材料使用。因此,银、铜离子抗菌剂在无机抗菌剂中占有主导地位。目前,部分无机金属离子的抗菌需依靠光催化反应,在光的作用下,金属离子能起到催化活性中心的作用,激活水和空气中的氧,产生羟基自由基和活性氧离子,活性氧离子具有很强的氧化能力但对人体有一定的危害,并不是理想的抗菌材料。有机抗菌材料主要包括香草醛或乙基香草醛类化合物,常用于聚乙烯类食品包装膜中。有机抗菌剂的安全性尚在研究中,一般来说有机抗菌剂耐热性差些,容易水解,有效期短。上述专利申请文件中的鼠标垫上涂覆无机、有机抗菌材料或抗菌剂,或者是设置抗菌层,虽然具有一定的抗菌、杀菌功能,但是抗菌材料的附着性较差,无机、有机抗菌涂料的抗菌能力较差,而且抗菌性能不持久。技术实现要素:为解决上述现有技术中的问题,本实用新型提供了一种抗菌鼠标垫,以提高鼠标垫的抗菌性能。为实现上述目的,本实用新型的抗菌鼠标垫的具体技术方案如下:一种抗菌鼠标垫,包括鼠标垫本体,鼠标垫本体具有铝合金层,铝合金层包括铝合金本体,铝合金本体的外表面形成有多孔氧化铝膜,多孔氧化铝膜的孔道中沉积有抗菌金属层,鼠标支撑在铝合金层上并且可在铝合金层的表面滑动,从而在鼠标使用过程中提供杀菌消毒。进一步,多孔氧化铝膜中单位面积上的孔道单元胞数量为70-100×109/cm2,单元胞中的孔道参数为:孔深度1-100微米,孔径为10-50微米,多孔氧化铝膜的孔道中沉积有抗菌金属,沉积在多孔氧化铝膜孔道中的抗菌金属的粒径为1-100纳米。进一步,多孔氧化铝膜单位面积上的孔道单元胞数量为80-90×109/cm2,单元胞中的孔参数为:孔深度为60-80微米,孔径为40-50微米,沉积在多孔氧化铝膜孔道中的抗菌金属的粒径为20-50纳米。进一步,沉积的抗菌金属包括银、氧化银、铜以及氧化铜,其中银元素和铜元素的质量比为6-7:2-3。进一步,还包括防滑组件,防滑组件与铝合金层相连,防滑组件与桌面接触以提供防滑功能。进一步,防滑组件为设置在铝合金层底面四周边缘位置的防滑块,防滑块向外突出铝合金层的底面。进一步,防滑组件为设置在铝合金层底面的多个突条,多个突条阵列式均匀分布在铝合金层的底面并且向外突出铝合金层的底面,突条是由高分子材料制成单个部件或者为铝合金突条,铝合金突条与铝合金本体一体成型。进一步,铝合金层底面的多个突条包括第一突条阵列和第二突条阵列,第一突条阵列的突条延伸方向与第二突条阵列的突条延伸方向相交,以为抗菌鼠标垫提供多个方向的防滑功能。进一步,防滑块或高分子材料制成的突条与铝合金层粘合连接或镶嵌固定到铝合金层的孔槽中。进一步,防滑组件为防滑层,防滑层的一侧面与铝合金层的底面相连,防滑层的厚度大于、等于或小于铝合金层的厚度,防滑层由高分子材料或布料制成。本实用新型的抗菌鼠标垫中,抗菌铝合金具有良好的抗菌性能,防滑组件可为抗菌鼠标垫提供良好的防滑效果,鼠标垫制造工艺简单、成本低廉。抗菌鼠标垫中的铝合金层上,抗菌金属沉积均匀、牢固稳定,铝合金的抗菌杀菌作用持续时间长且抗菌杀菌率高达99.99%。多孔氧化铝膜提高了铝合金的耐腐蚀性能,电解沉积液长期使用也不会析出不溶性沉积,非常稳定。附图说明图1为本实用新型的抗菌鼠标垫的第一实施例的结构示意图;图2为本实用新型的抗菌鼠标垫的第二实施例的结构示意图;图3为图2中的抗菌鼠标垫的仰视图,图中示出了鼠标垫底部的防滑组件的第一实施例;图4为本实用新型的抗菌鼠标垫的第三实施例的结构示意图;图5为图4中的抗菌鼠标垫的仰视图,图中示出了鼠标垫底部的防滑组件的第二实施例;图6为图4中的抗菌鼠标垫的仰视图,图中示出了鼠标垫底部的防滑组件的第三实施例;图7为本实用新型的抗菌鼠标垫的第四实施例的结构示意图,其中铝合金层的下方为防滑组件的第四实施例;图8为抗菌鼠标垫外层的具有抗菌杀菌功能的铝合金层,其中铝合金层包括铝合金本体及其表面阳极氧化形成的多孔氧化铝膜;图9为沉积有抗菌金属的多孔氧化铝膜;图10为制造抗菌鼠标垫中的铝合金的方法的流程图;图11-13为抗菌金属沉积步骤中采用的交直流脉冲电流电压图;图14为本实用新型制备的多孔氧化膜内沉积Ag-Cu的铝合金截面高分辨扫描电镜图;图15为本实用新型制备的具有多孔氧化膜内沉积Ag-Cu的铝合金的X射线能量分散谱;图16为抗菌金属粒径与抗菌效果的关系示意图。具体实施方式为了更好地了解本实用新型的目的、结构及功能,下面结合附图,对本实用新型的抗菌鼠标垫做进一步详细的描述。如图1所示,本实用新型的抗菌鼠标垫包括铝合金层100,铝合金层100的外侧具有一层抗菌铝膜,抗菌铝膜具有高效持久的抗菌性能。如图8-9所示,铝合金层100包括铝合金本体10,铝合金本体10的外表面形成有多孔氧化铝膜20,多孔氧化铝膜20的孔道21中沉积有抗菌金属层22。抗菌金属层22中大部分抗菌金属牢固地沉积在孔道21的内侧壁的表面上,一部分渗透进入到内侧壁的内部。氧化铝膜中的孔道单元胞分布均匀,氧化铝膜层中单位面积上的单元胞数量为70-100×109/cm2,优选为80-90×109/cm2或86×109/cm2,氧化铝膜中的单元胞分布均匀,单元胞中的孔参数为:孔深度1-100微米,优选为60-80微米或70微米,孔径(孔宽度)为10-50微米,优选为40-50微米或45微米。附着在氧化铝膜层的孔道中,由抗菌金属沉积形成的单元胞的数量为:70-100×109/cm2,优选为80-90×109/cm2或86×109/cm2,沉积在氧化铝膜孔中的抗菌金属银或铜的粒径为1-100纳米,优选为20-50纳米或40纳米。粒径为1-100纳米范围的抗菌金属银或铜牢固而均匀地附着在氧化铝膜孔中,使抗菌铝的抗菌、杀菌功能持续时间长。抗菌金属单元胞在单位面积上均匀分布的数量和抗菌金属的纳米级粒径参数范围,使得抗菌金属的抗菌杀菌性能强,抗菌杀菌率达到99.99%。如图2-7所示,上述抗菌鼠标垫还包括防滑组件200,防滑组件200与铝合金层100相连,在将抗菌鼠标垫放置在桌面等支撑物上时,防滑组件200与桌面接触以提供防滑效果。如图2-3所示,防滑组件200为设置在铝合金层100底面四周的防滑块,防滑块可由有机高分子材料制成,例如塑料、橡胶、合成树脂等。防滑块可以是长方体形、圆柱形或现有的其他形状,防滑块与铝合金层100粘合连接或镶嵌到铝合金层100的孔槽中,防滑块向外突出铝合金层100的底面。如图4-5所示,防滑组件200为设置在铝合金层100底面的多个突条,多个突条阵列式均匀分布在铝合金层100的底面,所述多个突条可以是由有机高分子材料制成单个部件,有机高分子材料制成的突条通过胶粘剂粘合或镶嵌在铝合金层的底面。所述多个突条也可以是铝合金突条,铝合金突条与铝合金本体10的材质相同并且优选与铝合金本体10一体成型。如图6所示,铝合金层100底面的多个突条包括第一突条阵列201和第二突条阵列202,第一突条阵列201的突条延伸方向与第二突条阵列202的突条延伸方向相交,并且优选为正交或垂直关系,以为抗菌鼠标垫提供多个方向的防滑功能。进一步,如图7所示,为节省铝合金材料的用量,减少抗菌鼠标垫的制造成本,防滑组件200设计为防滑层,防滑层的一侧面与铝合金层100的底面相连,防滑层的厚度可大于、等于或小于铝合金层100的厚度,为节省铝合金材料的用量,防滑层的厚度优选大于铝合金层100的厚度。防滑层可由有机高分子材料或布料制成,例如塑料、橡胶、合成树脂等。防滑层与铝合金层100粘合连接或卡接,防滑层可为抗菌鼠标垫提供多个方向的防滑功能。如图10所示,本实用新型的抗菌鼠标垫中的铝合金层100的制造方法包括如下步骤:步骤一、铝合金阳极氧化:将预处理过的铝合金作为阳极,石墨、铝或铅等作为阴极,在电解液中进行阳极氧化以制备具有多孔氧化铝膜的铝合金。其中电解液包括:120-200g/L的硫酸,氧化锌,草甘膦,还可以选择性加入5~20g/L的Al2(SO4)3·18H2O。氧化电解的条件为:温度5℃-35℃,通直流电(DC)6-24V,阳极氧化时间为10min~60min。氧化完成后,取出铝合金,经水洗后在清水中浸泡去除表面的电解液,即得具有多孔氧化铝膜的铝合金。铝合金的预处理主要包括以下操作:碱性化学除油、氢氧化钠溶液除氧化膜、稀硝酸除灰、水洗等,铝合金经预处理后便于进行阳极氧化形成氧化铝膜。应注意的是,由于铝合金表面的多孔氧化铝膜本身不具备导电性,在电解液中加入氧化锌可使多孔氧化铝膜获得良好的导电性,便于后续的氧化铝电解沉积抗菌金属。与此同时,在电解液中加入草甘膦,使阳极氧化形成的孔具有内吸作用,可促使抗菌金属充分沉积到氧化铝的孔内,抗菌金属牢固地附着沉积在氧化铝膜的孔内壁上,从而使单位面积上抗菌金属沉积块的数量与多孔氧化铝膜单位面积上的孔道单元胞数量一致。如图7-8所示,阳极氧化形成的多孔氧化铝膜中,单位面积上的单元胞数量为70-100×109/cm2,优选为80-90×109/cm2或86×109/cm2,氧化铝膜中的单元胞分布均匀,单元胞中的孔参数为:孔深度1-100微米,优选为60-80微米或70微米,孔径(孔宽度)为10-50微米,优选为40-50微米或45微米。步骤二、铝合金电解沉积:将步骤一得到的具有多孔氧化铝膜的铝合金与石墨、铝、铅或不锈钢等组成两电极,在沉积液中进行电解沉积。其中沉积液包括:7-25g/L的硝酸银,1.5-5g/L的铜绿,5-30g/L的十水硫酸镁(MgSO4·10H2O),2-10g/L的络合剂(可选用α-氨基酸或有机羟基羧酸中的一种),还可选择性地加入15-20g/L的H2SO4。电解沉积的条件为:温度5℃-35℃,交直流(AC/DC)5-30V,电解沉积时间3-30min。沉积完成后,取出铝合金,经水洗后在清水中浸泡以去除表面的电解液。上述α-氨基酸采用甘氨酸、丙氨酸中的一种。有机羟基羧酸中有机羟基羧酸的羟基在碳链的α或β位置,有机羟基羧酸可采用苹果酸、乳酸、葡萄糖酸中的一种。络合剂优选采用α-氨基酸,α-氨基酸络合剂可与银离子形成五环的四配位配合物,α-氨基酸络合物比有机羟基羧酸类络合剂能更有效地与银离子络合,因此加入了α-氨基酸的电解沉积液非常稳定,配制和电解沉积过程中均不会产生沉淀物,因此有利于抗菌金属在氧化铝膜上均匀沉积,沉积着色效果优良。铝合金电解沉积用的电解液中各溶液的体积掺混比为:7-25g/L的硝酸银5份,1.5-5g/L的铜绿5份,5-30g/L的十水硫酸镁4份,2-10g/L的络合剂6份。此外,还可加入适量的15-20g/L的H2SO4。进一步,电解沉积过程中连接交直流脉冲电源。如图11-13所示,电解沉积中采用的交流脉冲的3种实施例,其中图11中所示的为锯齿状的波形电流,波形电流的峰值为10-50A,波形电流的周期为0.01-3秒;图12中所示的为平滑的波形电压,波形电压的正负峰值为12-24伏,波形电压的周期为0.01-3秒;图13中所示的为平滑过渡的波形电压和脉冲电流的叠加,其中电压的峰值为12-24伏,电流的峰值为10-50A,叠加电压电流脉冲的周期为0.01-6秒。具体地,图11所示锯齿状的波形电流中,T1为0.06-1.8秒,T2为0.04-1.2秒;图12所示平滑的波形电压中,T3为0.01-3秒;图13所示的叠加电压电流中,T4为0.01-6秒,T5为0.005-0.5秒,T6为0.005-0.5秒。应注意的是,在铝合金阳极氧化过程中,加入的氧化锌使多孔氧化铝膜具备良好的导电性,方便足量的抗菌金属粒子进行电解沉积;加入的草甘膦使多孔氧化膜能够吸引抗菌金属粒子沉积到氧化铝膜的孔中,从而促使抗菌金属(主要是银和铜)粒子牢固而均匀地附着在氧化铝层的孔内壁上;与此同时,电解沉积过程中采用交流波形脉冲,促使抗菌金属快速沉积。如图9所示,在阳极氧化形成的氧化铝膜的微孔平台上,在上述三方面(氧化锌、草甘膦以及波形电流电压脉冲)的协同作用下,使得抗菌金属沉积块的数量也为:70-100×109/cm2,优选为80-90×109/cm2或86×109/cm2,沉积在氧化铝膜孔中的抗菌金属银或铜的粒径为1-100纳米,优选为20-50纳米或40纳米。粒径为1-100纳米范围的抗菌金属银或铜牢固而均匀地附着在氧化铝膜孔中,使抗菌铝的抗菌、杀菌功能持续时间长。抗菌金属单元胞在单位面积上均匀分布的数量和抗菌金属的纳米级粒径参数范围,使得抗菌金属的抗菌杀菌性能强,抗菌杀菌率达到99.99%,明显强于纯银和其他镀银产品的抗菌性能。表1-1为在相同的4小时内本实用新型的抗菌铝合金与纯银的杀菌能力对比表:表1-1抗菌铝合金与纯银的杀菌能力细菌种类抗菌铝合金纯银李斯特菌99.99%约51%抗类丹毒杆菌99.99%约51%类结核杆菌99.99%约51%荧光假单细胞菌99.99%约51%耶氏菌99.99%约61%金黄色葡萄球菌99.99%约63%大肠杆菌99.99%约65%抗菌金属(银和/或铜)的抗菌效果与金属粒子的粒径有关,以银为例,一般的,银或氧化银的抗菌性能随着颗粒尺寸的减小而增强(参见图16),但当银离子粒径过小时,抗菌性能反而会减弱。本实用新型中通过加入导电增强剂和内吸试剂,控制电解沉积的脉冲电压电流,以及通过控制氧化铝膜孔道的尺寸参数来达到控制银或氧化银的晶粒,使粒径控制在5-50纳米范围内,并保持一定的分散性,才能使银离子显著的抗菌性能发挥出来,从而明显优于其他抗菌材料,也明显优于纯银或镀银产品。进一步,高分辨扫描电镜(图14)表明孔道内微小球形颗粒为银铜颗粒,而且均匀沉积到孔道内,抗菌金属沉积均匀、稳定,沉积的抗菌金属包括银、氧化银、铜以及氧化铜。X射线能量分散谱(附图15)测试进一步证实孔道内有银和铜元素。高分辨扫描电镜和X射线能量分散谱测试表明,采用波形电压电流源沉积能使银、铜均匀地沉积到氧化铝膜的孔道内,因此沉积着色均匀、稳定,其中银元素和铜元素的质量比优选为6-7:2-3。步骤三、将步骤二所得的铝合金进行沸水封闭处理,即得着色稳定且具有持久高效杀菌功能的铝合金。在步骤三中,为进一步提高铝合金的耐蚀性,可将铝合金氧化膜浸入封孔液中进行封孔,封孔液为含有纳米二氧化钛的水溶液,封孔温度70~100℃,封孔时间1~20min,封孔后将铝合金浸入清水中以除去表面残余附着物。实施例一:首先将经脱脂、除氧化膜、除灰、水洗等预处理后的铝合金作为阳极,石墨、铝或铅等作为阴极,在电解液中进行直流阳极氧化以制备具有多孔氧化铝膜的铝合金。然后将得到的具有多孔氧化铝膜的铝合金与石墨、铝、铅或不锈钢等组成两电极,在7-25g/L的硝酸银,1.5-5g/L的铜绿,5-30g/L的十水硫酸镁(MgSO4·10H2O),2-10g/L的络合剂的沉积液中进行电解沉积,电解沉积的条件为:温度5℃-35℃,交直流(AC/DC)5-30V,电解沉积时间3-30min。沉积完成后,取出铝合金,经水洗后在清水中浸泡以去除表面的电解液,进行热水封闭处理,从而得到抗菌铝产品。下表2给出了图11-13所示脉冲电流电压下电解沉积抗菌金属的铝合金附着的颜色。表2相同频率、周期的脉冲电流电压下的着色效果实施例二:首先将经脱脂、除氧化膜、除灰、水洗等预处理后的铝合金作为阳极,石墨、铝或铅等作为阴极,在电解液中进行直流阳极氧化以制备具有多孔氧化铝膜的铝合金。然后将得到的具有多孔氧化铝膜的铝合金与石墨、铝、铅或不锈钢等组成两电极,在7-25g/L的硝酸银,1.5-5g/L的铜绿,5-30g/L的十水硫酸镁(MgSO4·10H2O),2-10g/L的络合剂的沉积液中进行电解沉积,电解沉积的条件为:温度5℃-35℃,交直流(AC/DC)5-30V,电解沉积时间3-30min。沉积完成后,取出铝合金,经水洗后在清水中浸泡以去除表面的电解液,进行热水封闭处理,从而得到抗菌铝产品。下表3给出了铝合金阳极氧化过程中是否加入氧化锌和草甘膦对电解沉积抗菌金属的铝合金着色的影响。表3阳极氧化过程中加入氧化锌和草甘膦后的着色效果本实用新型中,当微量抗菌金属离子(银离子和/或铜离子,以下以银离子为例说明)到达微生物细胞膜时,因细胞膜带有负电荷,银离子能依靠库伦引力牢固吸附在细胞膜上,而且银离子还能进一步穿透细胞壁进入细菌内并与细菌中的疏基反应,使细菌的蛋白质凝固,破坏细菌的细胞合成酶的活性,使细胞丧失分裂增殖能力而死亡。当菌体失去活性后,银离子又会从菌体中游离出来,重复进行杀菌活动,因而抗菌效果高效持久。应注意的是,抗菌铝合金的制造方法制备的铝合金可作为抗菌杀菌材料,具有非常广泛的应用,可应用到诸多领域中。可以理解,本实用新型是通过一些实施例进行描述的,本领域技术人员知悉的,在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下,可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外,在本实用新型的教导下,可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本实用新型的精神和范围。因此,本实用新型不受此处所公开的具体实施例的限制,所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本实用新型所保护的范围内。当前第1页1 2 3 
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