Antimikrobielle Ausrüstung von Oberflächen und Vorrichtungen dafür

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung einer silberfilamenthaltigen und/oder kupferfilamenthaltigen Reibvorrichtung zur Erzeugung einer antimikrobiellen Oberfläche o- der zur Verbesserung der antimikrobiellen Eigenschaften einer Oberfläche. Sie betrifft ferner ein Verfahren zur Erzeugung einer antimikrobiellen Oberfläche oder zur Verbesserung der antimikrobiellen Eigenschaften einer Oberfläche sowie einen Gegenstand mit teilweise antimikrobieller Oberfläche, der in einem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugt wurde, sowie eine Reibvorrichtung zum Einsatz für die erfindungsgemäße Verwendung bzw. im erfindungsgemäßen Verfahren.

Die Erzeugung antimikrobieller Oberflächen findet häufig dadurch statt, dass Oberflächen mit einem antimikrobiellen Material flächig beschichtet werden oder dass antimikrobielle Substanzen in die Oberflächen eingebracht werden. Ein Ansatz hierzu ist beispielsweise bekannt aus der Anmeldung WO 2005/048708, bei dem Nano-Silberpartikel in die Beschichtung von entsprechenden Oberflächen eingebracht werden.

Ferner sind dem Stand der Technik eine Reihe von Ansätzen bekannt, bei denen beispiels- weise Implantate mit Antibiotika an ihrer Oberfläche belegt werden.

Mikrosilberpartikel, die z.B. durch Inertgaskondensation gewonnen werden, also sphärische Partikel, werden z.B. bei Hautkrebs zur Verbesserung der Wundheilung, in Lacken oder Polymeren verwendet, um Bauteile antimikrobiell auszurüsten.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es eine möglichst einfache Möglichkeit anzu- bieten, eine Vielzahl von Oberflächen mit einer antimikrobiellen Wirkung auszustatten oder - falls eine antimikrobielle Wirkung schon vorhanden ist - letztere zu verstärken. In der logischen Folge war es auch Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Mittel für die neue Möglichkeit anzugeben, wie auch die entsprechend antimikrobiell verbesserten Oberflächen. Die primäre erfindungsgemäße Aufgabe wird gelöst durch die Verwendung einer silberfilamenthaltigen und/oder kupferfilamenthaltigen Reibvorrichtung zur Erzeugung einer antimikrobiellen Oberfläche oder zur Verbesserung der antimikrobiellen Eigenschaften einer Oberfläche.

Eine Reibvorrichtung im Sinne der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung, die > 2, bevorzugt >20, weiter bevorzugt > 100 und am meisten bevorzugt > 1000 zwei Filamente umfasst und deren Filamente bevorzugt über eine Halterung gehalten werden. Dabei können verschiedene Fügetechniken zur Halterung der Filamente zum Einsatz kommen, bevorzugt ist Einspannen, Klemmen, Schrauben, Kleben, Schweißen, Löten, usw. Eine bevorzugte Vorrichtung zum Reiben ist eine Bürste. Zusätzlich fallen unter Reibvorrichtungen auch - selbst wenn keine Halterung vorhanden ist, Schwämme oder Pads z.B. aus gewirkten Filamenten.

Ein Filament im Sinne der vorliegenden Erfindung ist ein metallischer Draht, dessen Länge deutlich länger ist als sein Durchmesser. Die Querschnittsfläche orthogonal zur Längsachse ist bevorzugt ein Kreis oder eine Ellipse, kann aber alternativ bevorzugt auch ein Quadrat, Rechteck, Dreieck oder sonstige flächige geometrische Formen sein. In diesen Fällen wird unter Durchmesser des Filamentes der Durchmesser des kleinsten Kreises verstanden, der die jeweilige Querschnittsfläche abdeckt. Beispielsfläche im Falle eines Quadrates wäre der Durchmesser d = V2 I, wobei I die Kantenlänge des Quadrates ist.

Ein Silber- bzw. kupferhaltiges Filament liegt im Sinne der vorliegenden Erfindung dann vor, wenn der Gewichtsanteil des Silbers bzw. des Kupfers der Hauptbestandteil der jeweiligen Legierung (oder des Reinstoffes) ist, also wenn der Gewichtsanteil des jeweiligen Elementes größer als 50 Gew.-% ist.

Silberhaltige Filamente sind erfindungsgemäß bevorzugt.

Bevorzugt ist, dass die erfindungsgemäß einzusetzenden Silberfilamente und/oder Kup- ferfilamente weich geglüht sind. Unter weich geglüht im Sinne der vorliegenden Erfindung ist zu verstehen, dass die erfindungsgemäß einzusetzenden Filamente durch eine Wärmebehandlung in einen Zustand versetzt wurden, der eine nominelle Zugfestigkeit im Falle von Kupfer < 300 MPa, im Falle von Silber < 250 MPa aufweist. Weich geglüht erfindungsgemäß einzusetzenden Filamente haben sich durch ein besonders geeignetes Abriebverhalten ausgezeichnet.

Bei erfindungsgemäßen einzusetzenden Filamenten ist es bevorzugt, dass das Aspektverhältnis des jeweiligen Filamentes, also Länge des Filamentes zu Durchmesser bevorzugt < 1000 und > 10 ist, besonders bevorzugt < 500 und > 50 und am meisten bevorzugt < 200 und > 100 ist.

Bei diesen Aspektverhältnissen ist für die Filamente ein besonders gutes elastisches Verhalten zu beobachten, was für die erfindungsgemäße Verwendung förderlich ist.

Die Erzeugung einer antimikrobiellen Oberfläche im Sinne der vorliegenden Erfindung ist dann erfolgt, wenn eine antimikrobielle Oberfläche entstanden ist. Eine antimikrobielle Oberfläche ist dann gegeben, wenn die Vermehrung von Staphylococcus epidermis zumindest 10 Stunden gehemmt wird, gemessen wie in der DE 19758598A1 beschrieben. Dabei wird bestimmt, ob Bakterien beispielsweise in der vorgenannten Art auf der Oberfläche im Vergleich zu der unbehandelten Oberfläche nur noch weniger als 0,1 % an Tochterzellen innerhalb von 18 Stunden produzieren können. Alternativ und bevorzugt liegt eine antimikrobielle Oberfläche dann vor, wenn die antimikrobiellen Eigenschaften nach ASTM E2149 festgestellt werden.

Eine Verbesserung einer antimikrobiellen Oberfläche liegt dann vor, wenn die Oberfläche vor Behandlung bereits im Sinne der vorstehenden Definition antimikrobiell ausgerüstet war und die antimikrobielle Wirkung sich um wenigstens 2% gegenüber der ohne die erfin- dungsgemäße Verwendung behandelten Oberfläche verbessert.

Bei der erfindungsgemäßen Verwendung der Reibvorrichtung kommt es im Regelfall zum Reiben mit der Reibvorrichtung auf der zu behandelnden Oberfläche. Reiben im Sinne der vorliegenden Erfindung ist ein Kontaktieren zweier Oberflächen, wobei wenigstens eine der beiden Oberflächen, bevorzugt beide Oberflächen lateral zur Kontaktfläche bewegt werden. Dabei kann das Reiben ein sehr kurzer Vorgang sein. Selbstverständlich ist, dass bei dem Reibvorgang stets ein Anpressdruck vorhanden sein muss. Beim Reiben im Sinne der vorliegenden Erfindung werden dabei stets zwei Festkörper unter den genannten Bedingungen kontaktiert. Bevorzugt findet das Reiben in Form von Bürsten statt.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung hat es sich überraschenderweise herausgestellt, dass die erfindungsgemäße Verwendung dazu führt, dass auf eine Vielzahl von zu behan- delnden Oberflächen eine ausreichende Menge Silber- bzw. Kupfermaterial übertragen wird, so dass eine tatsächliche antimikrobielle Wirkung entfaltet wird. Dabei ist ein Reiben mit Filamenten, bevorzugt in Form von Bürsten, ein Vorgang, der auf den allermeisten Flächen zugänglich ist und auch großflächig und sogar maschinell eingesetzt werden kann. Außerdem ist es leicht möglich, bei freiliegenden Oberflächen, diesen Vorgang immerwie- der zu wiederholen, falls sich ein Nachlassen der antimikrobiellen Wrkung feststellen lässt.

Ohne an eine Theorie gebunden zu werden, wird derzeit davon ausgegangen, dass es bei der tribologischen Beanspruchung der behandelten Oberfläche durch die Filamente zur Ausbildung eines Transferfilmes oderTribo-Filmes auf die Oberfläche des Bauteils kommt, wobei dieser Tribofilm Bestandteile der Reibvorrichtungsfilamente umfasst. Überraschend ist dabei, dass durch diesen einfachen Vorgang eine solche Menge an antimikrobiell wirksamem Kupfer und/oder Silber übertragen wird, dass es zu einer tatsächlichen antimikrobiellen Wirkung kommen kann.

Erfindungsgemäß bevorzugt ist es, dass es bei der erfindungsgemäßen Verwendung die Reibvorrichtung auch Filamenten härteren Materials, bevorzugt Messing und/oder Bronzen umfasst, um silberhaltige Filamente und/oder kupferhaltige Filamente aus einer weicheren Legierung oder aus dem jeweiligen Reinstoff vor zu starker mechanischen Beanspruchung zu schützen, insbesondere im Rahmen von übermäßigem Abrieb oder sogar im Rahmen von unelastischen Verformungen.

Alternativ oder zusätzlich kann es erfindungsgemäß bevorzugt sein, dass die Reibvorrich- tung auch Elemente aus Kunststoff umfasst. Hierbei wird der Fachmann den jeweiligen eingesetzten Kunststoff der speziellen Funktion der eingesetzten Kunststofffilamente auswählen. So kann es beispielsweise bevorzugt sein, dass die Kunststofffilamente eine primäre schmutzlösende Funktion haben, während die erfindungsgemäß einzusetzenden silberhaltigen und/oder kupferhaltigen Filamente im Wesentlichen dazu dienen, der bearbei- teten Oberfläche über geeigneten Abrieb eine (ggf. verbesserte) antimikrobielle Eigenschaft zu vermitteln. Erfindungsgemäß bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Verwendung, wobei die Erzeugung einer antimikrobiellen Oberfläche oder die Verbesserung der antimikrobiellen Eigenschaften der Oberfläche durch Übertragung von silberhaltigen und/oder kupferhaltigen Partikeln, die in der Draufsicht einen größten Durchmesser von 2 bis 15 pm und im Schnitt senkrecht zur Achse dieses größten Durchmessers eine größte Dicke von 200 nm bis 2 pm besitzen.

Ein Silber- bzw. kupferhaltiger Partikel liegt im Sinne der vorliegenden Erfindung dann vor, wenn der Gewichtsanteil an Silber bzw. Kupfer im jeweiligen Partikel > 50% Gew.-% beträgt. Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass bereits durch Reiben bei der erfindungsgemäßen Verwendung Partikel einer besonderen Form in ausreichendem Maße entstehen, die den antimikrobiellen Effekt bewirken. Dies funktioniert bereits dann, wenn Bestandteile an der Oberfläche oder Bestandteile einer Beschichtung einer Oberfläche eine ähnliche, bevorzugt höhere Härte aufweisen, als in die erfindungsgemäß einzusetzende silberhalti- gen und/oder kupferhaltigen Filamente.

Die in der erfindungsgemäßen Verwendung auf die behandelte Oberfläche übertragenen Partikel haben bevorzugt eine nicht-sphärische Form.

Die Draufsicht für die Bestimmung der Ausdehnung der einzelnen Partikel ist im Sinne der vorliegenden Anmeldung die Sichtachse parallel zur Flächennormale der Oberfläche, auf dem sich das jeweilige Partikel befindet.

Die größte Dicke des jeweiligen Partikels im Sinne der vorliegenden Erfindung ist dabei die größte Länge des jeweiligen vermessenen Schnittes in Richtung der Flächennormalen der Oberfläche.

Bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Verwendung, bei der das Aspektverhältnis V größter Durchmesser in Draufsichtzu größter Dicke der silberhaltigen und/oder kupferhaltigen Partikeln 1000:1 > V > 1 ,2 : 1 , bevorzugt 500:1 > V > 1 ,5 : 1 , weiter bevorzugt 200:1 > V > 2 : 1 , weiter bevorzugt 100:1 > V > 3 : 1 , weiter bevorzugt 100:1 > V > 5 : 1 , weiter bevorzugt 50:1 > V > 9 : 1 beträgt. Diese Aspektverhältnisse der erfindungsgemäßen einzusetzenden silberhaltigen bzw. kupferhaltigen Filamente sind besonders geeignet, eine ausreichende Menge an antimikrobiellen Wirkstoffen im Form von Silber und/oder Kupfer auf die jeweils zu behandelnden Oberfläche zu übertragen, so dass eine antimikrobielle Wirkung entsteht. Dabei reichen im Falle von Silber beispielsweise besonders geringe Mengen von < 5 Atom-% Silber gemessen mittels XPS und bezogen auf die mittels XPS erfassten Elemente aus, die gewünschte Wirkung zu erzeugen.

Einen weiteren Vorteil des Einsatzes einer Reibvorrichtung ist der, dass durch tribologische Beanspruchung der obersten Schicht der zu behandelnden Oberfläche diese Oberfläche von ggf. von Kontamination befreit werden kann und die oberste, ggf. kontaminierte Schicht abgetragen werden kann, so dass die zu behandelnde Oberfläche gleichzeitig gereinigt wird.

Bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Verwendung, wobei auf die Oberfläche silberhaltigen und/oder kupferhaltigen Partikel so übertragen werden, dass sich auf einer Fläche von mindestens 0,25 mm ² ein Oberflächenbedeckungsgrad A von 5 % > A > 0,01 %, bevorzugt 2 % > A > 0,02 %, weiter bevorzugt 1 % > A > 0,03 %, weiter bevorzugt 0,5 % > A > 0,04 % durch die übertragenen Partikel ergibt.

Besonders bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Verwendung, wobei auf die Oberfläche silberhaltigen und/oder kupferhaltigen Partikel so übertragen werden, dass sich auch nach 1-minütiger Reinigung im mit deionisiertem Wasser gefüllten Ultraschallbad auf einer Fläche von mindestens 0,25 mm ² ein Oberflächenbedeckungsgrad A von 5 % > A > 0,01 %, bevorzugt 2 % > A > 0,02 %, weiter bevorzugt 1 % > A > 0,03 %, weiter bevorzugt 0,5 % > A > 0,04 % durch die übertragenen Partikel ergibt.

Im Zweifelsfall erfolgt die 1-minütige Reinigung bei Raumtemperatur im Ultraschallbad des Types SONOREX SUPER RK 31 der Fa. BANDELIN electronic GmbH & Co. KG.

Definitionsgemäß wird im Sinne der vorliegenden Erfindung der Oberflächenbedeckungsgrad A über eine (licht-) mikroskopische Auswertung bestimmt. Falls der Kontrast nicht hoch genug ist bzw. die Partikel zu klein werden, um lichtmikroskopisch erfasst werden zu können, kommt alternativ REM/EDX in Betracht. Dabei ist es für den Fachmann leicht festzustellen, wie oft er die Reibvorrichtung über die jeweilige Oberfläche führen muss (und/oder bei welchem Anpressdruck), dass ein entsprechender Bedeckungsgrad erzeugt wird.

Bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Verwendung, wobei auch die Oberfläche silberhal- tige und/oder kupferhaltige Partikel so übertragen werden, dass sich auf einer Fläche von mindestens 0,25 mm ² eine Oberflächenkonzentration c von 10 at% > c > 0,005 at%, bevorzugt 5 at% > c > 0,01 at%, weiter bevorzugt 2 at% > c > 0,05 at%, weiter bevorzugt 1 at% > c > 0,08 at% Silber und/oder Kupfer durch die übertragenen Partikel ergibt,

Bevorzugt ist es dabei erfindungsgemäß, dass die Oberflächenkonzentration c durch eine XPS-Messung in Draufsicht bestimmt wird.

Bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Verwendung, wobei die silberhaltigen und/oder kupferhaltigen Filamente der Reibvorrichtung

- einen Durchmesser von < 2 mm und > 10 pm, bevorzugt < 1 mm und > 5 gm, weiter bevorzugt < 1 mm und > 150 pm, noch weiter bevorzugt < 1 mm und > 200 pm und beson- ders bevorzugt < 800 und > 400 pm besitzen und/oder

- eine Vickershärte von 25 - 200, bevorzugt 40 - 100 und/oder

- eine nominelle Zugfestigkeit von < 600 MPa und > 10 MPa, bevorzugt < 500 MPa und > 50 MPa, weiter bevorzugt < 400 MPa und > 200 MPa aufweisen und/oder

- ein Aspektverhältnis Länge zu Durchmesser <1000 und >10, besonders bevorzugt <500 und >50, weiter bevorzugt <250 und >100 besitzen.

Diese besonderen Ausgestaltungen der Filamente - einzeln oder in ihrer Kombination - sind besonders geeignet dafür, dass die gewünschte Menge an antimikrobiellen Wirkstoffen auf die behandelnde Oberfläche übertragen wird. Dies ist nicht selbstverständlich, da ohne die Erkenntnis der vorliegenden Erfindung der Fachmann dazu geneigt gewesen wäre, Filamente (insbesondere Borsten) mit hohem E-Modul und hoher Härte sowie hoher Zugfestigkeit auszuwählen, um einer frühzeitigen Abnutzung entgegenzuwirken und um Kräfte zuverlässig auf die Oberfläche übertragen zu können, ohne das Filamentmaterial plastisch zu verformen. So besitzen handelsübliche Messing- oder Bronzebürsten viele harte Messingfilamente, typischerweise aus CuZn36, CuZn37 oder CuSn6, die üblicherweise über nominelle Zugfestigkeiten von über 600 MPa besitzen. Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, dass mit solchen Zugfestigkeiten nicht alle bevorzugten gewünschten Aspekte der vorliegenden Erfindung wie geringe Auswirkung auf die Oberflä- chentopographie bei gleichzeitig hohem Übertrag von silberhaltigen und/oder kupferhaltigen Partikeln in einem hohen Maße erfüllt werden können.

Weiterhin hätte der Fachmann bevorzugt harte Filamente gewählt, um eine ausreichende Haftung der silberhaltigen und/oder kupferhaltigen Partikel auf den Oberflächen bei Reinigung, insbesondere wässriger Reinigung, zu bewirken. Der Fachmann wäre davon ausge- gangen, dass bei Verwendung harter Filamente ein ausreichendes Triboplasma entsteht, welches die innige Verbindung der Partikel mit der Oberfläche befördert. Diese gute Haftung der Partikel, insbesondere bei wässriger Reinigung, wäre notwendig, um auch einen antimikrobiellen Effekt nach Wischreinigung zu gewährleisten.

Das Aspektverhältnis eingesetzter Filamente, also Länge der Filamente zu Durchmesser, ist bevorzugt <1000 und >10, besonders bevorzugt <500 und >50, und am meisten weiter bevorzugt <250 und >100. Bei diesen Aspektverhältnissen ist für die Filamente ein besonders gutes elastisches Verhalten zu beobachten, ohne bei geringen Höhenunterschieden der vorzubehandelnden Oberfläche plastisch verformt zu werden. Weiterhin ist bei diesen Aspektverhältnissen sichergestellt, dass die Filamente eine vorteilhafte Normalkraft auf die Oberfläche des zu behandelnden Körpers ausüben können.

Um sowohl Abrasivität als auch Abnutzung der Filamente einzustellen, stellt der Fachmann den Winkel bevorzugt aus Filamentenausrichtung und Bewegungsvektor der zu behandelnden Oberfläche gezielt ein. Ein Winkel > 90° ist oft unvorteilhaft, weil in diesem Fall die Filamente sehr schnell plastisch verformt werden (Wegknicken der Filamente). Ein zu klei- ner Winkel ist unvorteilhaft, weil die Kontaktstelle der Filamente mit dem Elektroblech nicht ausschließlich am Ende des Filaments liegen kann und es so zu signifikant schnellerer Abnutzung der Borsten kommen kann. Der Fachmann wählt daher bevorzugt Winkel zwischen 2 und 80 °, besonders bevorzugt zwischen 10 und 70°, weiter bevorzugt zwischen 25 und 60 °, am bevorzugtesten 45°. Generell sind bei der Auswahl der geeigneten Reibmittel, insbesondere der Filamente für die einzusetzenden Reibvorrichtungen, bevorzugt Bürsten, die Härte so zu wählen, dass sie nicht deutlich härter als die zu behandelnden Oberfläche ist, um eine zu starke und ungewünschte Abrasion zu verhindern. Hierzu wird der Fachmann an den zu behandelnden Körper angepasste Filamente verwenden. Dies ist insbesondere relevant, wenn der zu behandelnde Körper bereits spezielle Oberflächeneigenschaften aufweist. Bei diesen Eigenschaften kann es sich um Farbe und Design handeln (durch aufgetragene Lacke und Farben, Metallisierungen, sonstige farbgebende Beschichtungen) und/oder um weitere Funktionen wie adhäsive Eigenschaften, Adsorptionseigenschaften, Oberflächenreaktivität, Benetzungseigenschaften, mechanischen Eigenschaften, Speichereigenschaften, Isolationseigenschaften, elektrische Leitfähigkeit, Wärmeleitfähigkeit, Gleiteigenschaften (z.B. bei strömungsgünstigen Oberflächen), Anti-Eis-Eigenschaften, Anti-Reif-Eigenschaften, Anti-Fouling-Eigenschaften und/oder Reflexionseigenschaften.

Gleichzeitig oder zusätzlich wird der Fachmann den Filamentdurchmesser so wählen, dass einerseits ein ausreichender Übertrag von silberhaltigen und/oder kupferhaltigen Partikeln gewährleistet ist, andererseits aber auch die durch die Filamente an der behandelten Körperoberfläche erzeugten Riefen nicht zu groß und insbesondere nicht zu tief sind. Obwohl eine Bürste mit kleinem Filamentdurchmesser einen besseren Kontakt der zu behandelnden Oberfläche ermöglicht (jedes Filament hat einen Kontaktpunkt mit der Oberfläche), wird überraschenderweise weniger Material auf die Oberfläche übertragen. So ist der Oberflächenbedeckungsgrad bei der Verwendung von 125 pm-Filamenten um den Faktor ~7 geringer als bei der Verwendung von 500 pm-Filamenten. Weiterhin wird bei der Verwendung von 125 pm-Filamenten der Oberflächenbedeckungsgrad durch eine wässrige Ultraschallreinigung um den Faktor 15 reduziert. Bei der Verwendung von 500 pm- Filamenten wird vorteilhafterweise der Oberflächenbedeckungsgrad durch eine wässrige Ultraschallreinigung lediglich um den Faktor 9 reduziert. Dies war so nicht vorhersehbar.

Ein zu großer Filamentdurchmesser führt hingegen zum ungewollten inhomogenen Über- trag von von silberhaltigen und/oder kupferhaltigen Partikeln in Form einzelner Spuren, die zu einem ungewollten inhomogenen antimikrobiellen Effekt führen können. Weiterhin können die oben genannten speziellen Oberflächeneigenschaften negativ beeinflusst werden.

Ohne an eine Theorie gebunden zu sein, ist zu erwarten, dass durch das Reiben (insbesondere Bürsten) eine tribologische Beanspruchung der Körperoberfläche ggf. unter Aus- bildung eines Tribo-Plasmas entsteht. Dabei kann es zu einer Ausbildung eines Transferfilms oder tribologischen Filmes kommen, der die Bestandteile der Reibmittel sowie Bestandteile der Körperoberfläche umfasst und auf der Körperoberfläche verbleibt. In der erfindungsgemäßen Verwendung ist es bevorzugt, dass das Reibmittel eine Bürste ist mit bevorzugt silberhaltigen Borsten (als Filamente) ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Tellerbürste, Plattenbürste, Streifenbürste, Schwertbürste Topfbürste, Kegelbürste, Rollenbürste, Rundbürsten und Spiralbürste. Diese Formen von Bürsten haben sich für das erfindungsgemäße Verfahren als besonders geeignet erwiesen, wobei weiter bevorzugt ist, dass die eingesetzte Bürste eine rotierende Bewegung auf dem zu behandelnden Körper vollführt.

Bevorzugt wird bei der erfindungsgemäßen Verwendung auch eine Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung, umfassend eine Reibvorrichtung insbesondere eine Bürste mit silber- haltigen Filamenten eingesetzt, wobei die Vorrichtung die bewirkte Kraft der Filamente auf die zu behandelnde Oberfläche einstellt und ggf. regelt. Bevorzugt ist die Vorrichtung so ausgeführt, dass mindestens über zwei Räder, bevorzugt 3 oder 4 Räder durch Anpressen der Kontakt zu dem behandelnden Körper hergestellt werden kann. Die Radlaufflächen spannen bevorzugt eine Ebene auf. Die Filamente sind bevorzugt 45 ° zu dieser Ebene ausgerichtet und durchstoßen diese Ebene. Durch Anpressen der Rollen auf die Oberfläche des bevorzugt ebenen Körpers werden die Filamente elastisch verformt und üben eine Kraft auf die Oberfläche des zu behandelnden Körpers aus.

Alternativ bevorzugt ist, dass bei rotierenden Bürsten die Kraft der Filamente auf die zu behandelnde Oberfläche durch Wahl der Rotationsgeschwindigkeit gesteuert wird. Dazu sind die Filamente in einem Winkel zwischen 2 und 80 °, bevorzugt zwischen 10 und 70°, weiter bevorzugt zwischen 25 und 60 ° und besonders bevorzugt von 45° zur Flächennormalen der Filamenthalterung, bevorzugt des Bürstrückens und 90° zur Rotationsachse ausgerichtet. Bei Rotation werden die Filamente durch Zentrifugalkraft elastisch nach außen verformt und erhöhen die Kraft der Filamente auf die zu behandelnden Oberfläche. Im Rahmen der erfindungsgemäßen Verwendung kann es erfindungsgemäß bevorzugt sein, dass nach Erzeugung der antimikrobiellen Oberfläche die übertragenden kupferhaltigen und/oder silberhaltigen Partikel fixiert werden, so dass sie an der Oberfläche besser haften können. Bevorzugt erfolgt diese Fixierung mit einer binderhaltigen Lösung und/oder Dispersion, ganz besonders bevorzugt mit einer propolishaltigen Lösung. Hierbei ist be- sonders die synergistische Wirkung von Propolis und Kupfer und insbesondere Silber zu erwähnen, ohne dabei an eine besondere Theorie gebunden zu sein. Vordem Hintergrund eignet sich die vorliegende Erfindung ganz besonders zur Verwendung an Bienenbeuten, da nachfolgend die Bienen - also nach dem Übertragen der kupferhaltigen bzw. silberhaltigen Partikel - die behandelten Oberflächen im Regelfall mit Propolis überziehen. Dadurch lässt sich eine effektive und langanhaltende antimikrobielle Wirkung der Oberfläche erzeugen. Die erfindungsgemäße Verwendung kann bevorzugt auch auf (noch) klebrigen Oberflächen eingesetzt werden. Dies führt ebenfalls zu einer guten Fixierung der übertragenen kupferhaltigen und/oder silberhaltigen Partikel. Dabei kann es ebenfalls möglich sein, noch nicht ausgehärtete Oberflächen der erfindungsgemäßen Verwendung zu unterziehen.

Alternativ kann es bevorzugt sein, den Tack (Oberflächenklebrigkeit) der zu behandelnden Oberfläche vor dem Erzeugen der antimikrobiellen Oberfläche gezielt einzustellen. Zur Erhöhung des Täcks bedient sich der Fachmann geeigneter Harze, bevorzugt Propolis, oder alternativer Bindersysteme. Eine Erniedrigung des Oberflächentacks ist durch Aushärtung, durch Benetzung mit Ölen und/oder durch Belegung mit Pulvern möglich.

Weiterhin kann bevorzugt sein, die Rauigkeit der zu behandelnden Oberfläche vor dem Erzeugen der antimikrobiellen Oberfläche gezielt einzustellen. Hierfür kommen abrasive Verfahren wie Schleifen, Strahlen, Fräsen oder Laserverfahren in Frage. Mit der gezielten Einstellung der Rauigkeit kann die Menge und Form der bei der erfindungsgemäßen Verwendung übertragenen kupferhaltigen bzw. silberhaltigen Partikel gesteuert werden.

Weiterhin kann bevorzugt sein, die adhäsiven Eigenschaften der zu behandelnden Ober- fläche vordem Erzeugen der antimikrobiellen Oberfläche gezielt einzustellen. Hierfür kommen beispielsweise Plasmaverfahren, Bestrahlung, insbesondere mit Vakuum-UV- Strahlung, Beflammung, Laserverfahren zum Einsatz.

Bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Verwendung, wobei die behandelte Oberfläche ein Material umfasst oder daraus besteht, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Papier, insbesondere Tapete, Pappe, Kunststoff, Folien, Lack, Farbe, plasmapolymere Beschichtung, Diamant und diamantartigen Beschichtungen, Metall, metallischen Beschichtungen, Keramik, metalloxidischen Beschichtungen, siliziumhaltigen Beschichtungen, Glas, insbesondere mattiertes Glas, Beton, Stein, Holz, Stoff, Vlies, Gewirke, Gewebe, Knochen, Horn, Zahn, Schuppen, Haut und Haar. Für diese Materialen hat sich gezeigt, dass es dem Fachmann leicht möglich ist, geeignete Filamente auszuwählen und die durch die erfindungsgemäße Verwendung gewünschten Effekte zu erzielen.

Teil der vorliegenden Erfindung ist auch ein Verfahren zur Erzeugung einer antimikrobiellen Oberfläche und zwar umfassend die Schritte a) Bereitstellen einer zu behandelnden Oberfläche, bevorzugt wie weiter oben als bevorzugt definiert, b) Bereitstellen einer silberfilamenthaltigen und/oder kupferfilamenthaltigen Reibvorrichtung, bevorzugt wie weiter oben als bevorzugt definiert, c) Überstreichen der zu behandelnden Oberfläche mit der Reibvorrichtung, bevorzugt so, dass auf die Oberfläche silberhaltige und/oder kupferhaltige Partikel so übertragen werden, bevorzugt in einer Form und/oder Oberflächenkonzentration oder anderen Weise, wie oben definiert, mit der Maßgabe, dass falls die Reib Vorrichtung kupferhaltige Filamente umfasst, die be- reitgestellte zu behandelnde Oberfläche keine Oberfläche eines Elektrobleches ist.

Für das erfindungsgemäße Verfahren ist es bevorzugt, dass in Schritt b) silberfilamenthaltige Reibvorrichtungen bereitgestellt werden, wobei die Reibvorrichtung auch kupferhaltige Filamente umfassen kann, aber auch keine kupferhaltigen Filamente umfassen kann.

Durch dieses erfindungsgemäße Verfahren ist es möglich, die erfindungsgemäße Verwen- düng von der erfindungsgemäßen Reibvorrichtung so einzusetzen, dass eine antimikrobielle Oberfläche erzeugt wird oder die antimikrobiellen Oberflächen einer Oberfläche, nämlich jeweils der behandelten, verbessert werden.

Teil der Erfindung ist auch ein Gegenstand mit wenigstens teilweise antimikrobieller Oberfläche, die hergestellt ist nach einem erfindungsgemäßen Verfahren, oder ein Gegenstand mit wenigstens teilweise antimikrobieller Oberfläche, umfassend silberhaltige und/oder kupferhaltige Partikel, wie sie oben näher definiert sind, mit der Maßgabe, dass, falls die Oberfläche eine Oberfläche eines Elektrobleches ist, auch silberhaltige Partikel umfasst sind, wobei generell bevorzugt ist, dass neben kupferhaltigen Partikeln auch silberhaltige Partikel umfasst sind und weiter bevorzugt, dass neben silberhaltigen Partikeln keine kupferhaltigen Partikel umfasst sind.

Dieser erfindungsgemäße Gegenstand ist das Ergebnis der erfindungsgemäßen Verwendung und/oder des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die jeweiligen antimikrobiellen Ober- flächen lassen sich dabei leicht erzeugen.

Teil der Erfindung ist auch ein erfindungsgemäßer Gegenstand, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Bienenbeute, Tapete, Medizinprodukt oder Teil davon, insbesondere Implantat, Geschirr, Besteck, Tür, Griffe, bevorzugt Türgriffe oder Griffe von Einkaufswagen, Armatur, Schalter, Steckdose, Blende, Kleidungsstück, Klaue, Huf, Fingernagel, Zahn, Haut, Fell, Wand (im Sinne Architektur), Fensterrahmen, Fensterscheibe, Bodenbelag, bevorzugt Laminat, Parkett, Linoleum, PVC, Fliese, Kachel, Teppich, Sanitärkeramiken, Betten (Bettgestelle Bettkästen), Stühle, Tische, Tischplatten, Arbeitsplatten (insb. für Küchen), Haushaltsgeräte, mobile Endgeräte, Tastaturen, Mäuse und Mouse-Pads.

Für diese Gegenstände ist es sehr leicht möglich, dass erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Verwendung anzuwenden, um die gewünschten antimikrobiellen Effekte, gegebenenfalls auch wiederholt, zu erzeugen.

Bestandteil der Erfindung ist auch eine Reibvorrichtung, insbesondere eine Bürste, ganz besonders eine Bürste gewählt aus der Gruppe bestehend aus Tellerbürste, Plattenbürste, Streifenbürste, Schwertbürste, Topfbürste, Kegelbürste, Rollenbürste, Rundbürste und Spiralbürste, die geeignet ist für eine erfindungsgemäße Verwendung oder ein erfindungsgemäßes Verfahren, mit der Maßgabe, dass die Reibvorrichtung silberhaltige Filamente umfasst, bevorzugt wie in einer weiter oben als bevorzugt beschriebenen Ausgestaltung.

Bislang gab es keinen Anlass, eine entsprechende Reibvorrichtung zu erstellen, da ihre Verwendung erst durch die vorliegende Erfindung sinnvoll erscheint. Bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Reibvorrichtung, wobei die Filamente in einem Winkel zwischen 2 und 80 °, bevorzugt zwischen 10 und 70°, weiter bevorzugt zwischen 25 und 60 ° und besonders bevorzugt von 45° zur Flächennormalen der Filamenthalterung, bevorzugt des Bürstrückens ausgerichtet sind.

Durch diese Winkeleinstellung ist es besonders geeignet möglich, die in der Erfindung ge- wünschten Effekte zu erzielen. Die Erfindung kann auf einer Vielzahl von technischen Bereichen angewendet werden. Besonders bevorzugt findet sie Anwendung auf Substrate im Bereich der Medizintechnik, der Humanmedizin, der Veterinärmedizin, auf technischen Oberflächen sowie auf Oberflächen, die eines besonderen antimikrobiellen Schutzes bedürfen wie z.B. auch die Flugbret- ter von Bienenbeuten oder die Oberflächen von Bienenbeuten. Grundsätzlich ist es auch möglich, die Erfindung auf biologischen Oberflächen anzuwenden. Dabei kann es sein, dass aus patentrechtlichen Gründen die Erfindung für Verfahren zur chirurgischen oder therapeutischen Behandlungen des menschlichen oder tierischen Körpers ausgenommen ist. Bevorzugt ist die erfindungsgemäße Reibvorrichtung ein Teil eines Reinigungssystems, insbesondere als Teil eines Staubsaugers, bevorzugt als Teil eines Staubsaugers mit aktiv bewegtem Bürstenkopf. Beispiele hierfür sind in DE2318425 A1 und DE 10 2015 106 094 A1 beschrieben.

Für diesen Einsatz ist besonders bevorzugt, dass die Bürsten neben erfindungsgemäß einzusetzenden Silber- und/oder Kupferfilamenten, bevorzugt Silberfilamenten weitere Borsten aufweisen, die die erfindungsgemäß einzusetzenden Silber- und/oder Kupferfilamente, bevorzugt Silberfilamente, vor zu großem Abrieb und zu großer mechanischer Beanspruchung, insbesondere dem Abknicken schützen. Weiter bevorzugt ist, dass die nichtsilberhaltigen Filamente bevorzugt zwischen 60 und 120°, weiter bevorzugt zwischen 80 und 100° zur Flächennormalen der Filamenthalterung, bevorzugt des Bürstrückens ausgerichtet sind und die erfindungsgemäß einzusetzenden Silber- und/oder Kupferfilamente, bevorzugt Silberfilamente in einem Winkel zwischen 2 und 80 °, bevorzugt zwischen 10 und 70°, weiter bevorzugt zwischen 25 und 60 ° und besonders bevorzugt von 45° zur Flächennormalen der Filamenthalterung, bevorzugt des Bürstrückens ausgerichtet sind. So werden die erfindungsgemäß einzusetzenden Silber- und/oder Kupferfilamente, bevorzugt Silberfilamente effektiv vor zu großer Beanspruchung geschützt.

Beispiele:

Messbeispiel 1a): Bestimmung des Silberqehaltes mit ESCA (XPS) mit verbesserter Nach- weisqrenze für Silber.

Die XPS-Untersuchungen erfolgten mit einem Thermo K-Alpha K1102-System mit vorge- Schalter Argon-Glovebox für die Handhabung luftempfindlicher Proben. Parameter: Abnahmewinkel der Photoelektronen 0°, monochromatisierte AI Ka-Anregung, Constant Analyser Energy-Mode (CAE) mit 150 eV Passenergie in Übersichtsspektren (Schrittweite 0,5 eV, 2 Scans mit einer Aufnahmedauer 9min 4,2 Sek.) sowie in den energetisch hochaufgelösten Ag 3d-Spektren (Schrittweite 0,05 eV, 10 Scans mit einer Aufnahmedauer 12min 21 Sek.). Das hochaufgelöste Ag 3d-Spektrum wird zur Quantifizierung des Silbers herangezogen.

Analysenfläche: 0,40 mm 0. Die Neutralisation von elektrisch nichtleitenden Proben erfolgt durch eine Kombination von niederenergetischen Elektronen und niederenergetischen Argon-Ionen. Zur Kompensation von Aufladungseffekten wird die C-C/C-H-Spezies zuzuordnende C1s-Hauptphotoemmissionslinie bei der Auswertung auf 285 eV festgelegt, dadurch verschieben sich die Lagen der weiteren Photolinien entsprechend.

Die Quantifizierung erfolgt auf Basis dokumentierter relativer Sensitivitätsfaktoren der Elemente unter Berücksichtigung der spezifischen Analysatortransmissionsfunktion basierend auf der Annahme einer homogenen Verteilung der Elemente innerhalb der XPS- Informationstiefe (ca. 10 nm). Die Nachweisgrenze der Methode ist elementspezifisch und liegt bei ca. 0,1 at%. Aufgrund der Messbedingungen und des Sensitivitätsfaktors von Silbers liegt die Nachweisgrenze von Silber bei den Messungen bei 0,005 at%

Die genannten Messbedingungen sind bevorzugt, um eine weitgehende Unabhängigkeit vom Spektrometertyp zu ermöglichen. Messbeispiel 1 b): Bestimmung des Kupferqehaltes mit ESCA (XPS) mit verbesserter Nachweisqrenze für Kupfer.

Die XPS-Untersuchungen erfolgten mit einem Thermo K-Alpha K1102-System mit vorgeschalter Argon-Glovebox für die Handhabung luftempfindlicher Proben. Parameter: Abnahmewinkel der Photoelektronen 0°, monochromatisierte AI Ka-Anregung, Constant Analyser Energy-Mode (CAE) mit 150 eV Passenergie in Übersichtsspektren (Schrittweite 0,5 eV, 2 Scans mit einer Aufnahmedauer 9min 4,2 Sek.) sowie in den energetisch hochaufgelösten Cu 2p-Spektren (Schrittweite 0,05 eV, 15 Scans mit einer Aufnahmedauer 20min 1 ,5 Sek.). Das hochaufgelöste Cu 2p3/2-Spektrum wird zur Quantifizierung des Kupfers herangezo- gen.

Analysenfläche: 0,40 mm 0. Die Neutralisation von elektrisch nichtleitenden Proben erfolgt durch eine Kombination von niederenergetischen Elektronen und niederenergetischen Argon-Ionen. Zur Kompensation von Aufladungseffekten wird die C-C/C-H-Spezies zuzuordnende C1s-Hauptphotoemmissionslinie bei der Auswertung auf 285 eV festgelegt, dadurch verschieben sich die Lagen der weiteren Photolinien entsprechend.

Die Quantifizierung erfolgt auf Basis dokumentierter relativer Sensitivitätsfaktoren der Elemente unter Berücksichtigung der spezifischen Analysatortransmissionsfunktion basierend auf der Annahme einer homogenen Verteilung der Elemente innerhalb der XPS- Informationstiefe (ca. 10 nm). Die Nachweisgrenze der Methode ist elementspezifisch und liegt bei ca. 0,1 at%. Aufgrund der Messbedingungen und des Sensitivitätsfaktors von Kupfer liegt die Nachweisgrenze von Kupfer bei den Messungen bei 0,005 at%. Analoges gilt für die Nachweisgrenze von Silber.

Die genannten Messbedingungen sind bevorzugt, um eine weitgehende Unabhängigkeit vom Spektrometertyp zu ermöglichen.

Messbeispiel 2: Lichtmikroskopie:

Eingesetzt wird ein Keyence Digitalmikroskop VHX 600 mit Objektiv VH-Z 100 und Ringlichtquelle OP-72404, Vergrößerung 700x.

Es zeigen sich die Partikel in der Draufsicht, insbesondere auf weißer Dispersionsfarbe sind die Ag-Partikel gut zu erkennen. Auch Cu-Partikel lassen sich zuverlässig identifizieren.

Falls zu geringer Kontrast zwischen Partikel und Substrat vorliegt, erfolgt eine Messung mit REM und EDX Elementmapping. Messbeispiel 3: REM-EDX:

Ein Primärelektronenstrahl wird mit Hilfe einer Elektrodenkathode und Beschleunigung zur Anode hin, erzeugt und durch nachfolgende elektromagnetische Linsen auf die Oberfläche der zu untersuchenden Probe möglichst fein fokussiert. In der Probe werden in einem von der Beschleunigungsspannung und der Materialzusammensetzung abhängigem Wechselwirkungsvolumen Sekundärelektronen (SE), Rückstreuelektronen (BSE) und Röntgenstrahlung erzeugt. Die Energie der Röntgenstrahlung ist von der Ordnungszahl des emittierenden Atoms abhängig und damit für das betreffende Element „charakteristisch“. Alle diese Signale können mit entsprechenden Detektoren registriert werden. Entsprechenden Topographie-, Material- und/oder Elementkontraste können so abgebildet werden.

EDX ist ein Verfahren zur ortsaufgelösten Elementanalyse von Feststoffen. Die energie- dispersive Röntgenmikroanalyse ermöglicht die Ermittlung der Elementzusammensetzung auf einer mittels REM abgebildeten Oberfläche. Neben flächiger und Spotmessung können auch Elementmappings aufgenommen werden. Die Beschleunigungsspannung wählt der Fachmann so, dass er in Abhängigkeit der Klebstoffschichtdicke die Partikel sicher erfasst, typischerweise 15 keV.

Eingesetztes Gerät: Hochauflösendes analytisches FE-REM Leo 1530 Gemini mit EDX (Oxford INCA mit Si- und Germanium Detektor).

Messbeispiel 4: FIB-Schnitt und EDX-Messunq Die Silber- oder Kupfer- Partikel, insbesondere die Dicken der Partikel lassen sich ebenfalls mit REM / EDX messen, nachdem an der Stelle eines Partikels die Oberfläche mittels Fast Ion Bombardments (FIB) präpariert wurde.

Für die Präparation des Querschnitts mittels FEI Helios 600 Dualbeam wurde, nachdem der Partikel lokalisiert wurde, zunächst mittels lonen-induzierter Deposition (IBID, ion-beam induced deposition) eine etwa 30 x 2 x 1pm dicke Platin/Kohlenstoff-Schutzschicht direkt über dem Partikel abgeschieden. Anschließend wurde ein Querschnitt mithilfe von Ga+- lonen (30kV, 21 nA) präpariert und diese Querschnittsfläche final poliert (30kV, 2.8nA). Der so hergestellte Querschnitt konnte in der FEI Helios 600 DualBeam in-situ mittels Sekundärelektronen abgebildet werden. Die Sekundärelektronenabbildungen sind bei 5kV und 0.17nA aufgenommen worden. Des Weiteren wurde die Querschnittsfläche auf ihre elementare Zusammensetzung mittels energiedispersiver Röntgenanalytik (EDX) untersucht. Die gewählten Parameter für diese Untersuchung (10kV, 1.4nA bzw. 0.69nA) ermöglichen den Nachweis aller vorkommenden Elemente bei höchstmöglicher lateraler Auflösung. Messbeispiel 5: Bestimmung der antimikrobiellen Eigenschaften

Die Messung der antibakteriellen Eigenschaften der Oberflächen wurde nach ASTM E2149 vorgenommen.

Messbeispiel 6: Alternative Bestimmung der antimikrobiellen Eigenschaften

Die Messung der antibakteriellen Eigenschaften der Oberflächen wurde nach ISO 22196 vorgenommen. Abweichend zur Norm wurden Probenkörper mit den Abmessungen 20mm x20mm verwendet.

Messbeispiel 7: Bestimmung der Oberflächenbedeckunq mittels REM

Für die Aufnahme der Partikelverteilungsbilder Sekundärelektronen wurde folgendes Gerät eingesetzt: Hochauflösendes analytisches FEI Helios 600 Dualbeam Messparameter: Beschleunigungsspannung: 10 keV / Strom 0,69 nA, Vergrößerung 500- fach (für Ausführungsbeispiel 8 und 9), 250-fach (für Ausführungsbeispiel 10) / CBS- Detektor/ Tilt-Winkel: 0°

Ausführunqsbeispiel 1a: Silberbürste Aus einem weich geglühten Silberdraht wird eine Bürste wie folgt gefertigt:

In zwei Klemmbacken werden Silberfilamente einreihig dicht an dicht geklemmt, so dass sich eine Filamentlänge von 30mm außerhalb der Klemmbacken ergibt. Die Filamente bestehen aus Silberdraht (Lieferant Goodfellow, 99,99 %, weichgeglüht, Durchmesser 250 pm). Ausführunqsbeispiel 1 b: Kupferbürste Aus einem weich geglühten Kupferdraht wird eine Bürste wie folgt gefertigt:

In zwei Klemmbacken werden Kupferfilamente einreihig dicht an dicht geklemmt, so dass sich eine Filamentlänge von 30mm außerhalb der Klemmbacken ergibt. Die Filamente bestehen aus Kupferdraht (Lieferant Goodfellow, 99,9 %, weichgeglüht, Durchmesser 250 pm).

Ausführunqsbeispiel 1c: Silberbürste

Aus einem weich geglühten Silberdraht wird eine Bürste wie folgt gefertigt:

In zwei Klemmbacken werden Silberfilamente einreihig dicht an dicht geklemmt, so dass sich eine Filamentlänge von 30mm außerhalb der Klemmbacken ergibt. Die Filamente be- stehen aus Silberdraht (Lieferant Goodfellow, 99,99 %, weichgeglüht, Durchmesser 125 pm).

Ausführunqsbeispiel 1d: Silberbürste

Aus einem weich geglühten Silberdraht wird eine Bürste wie folgt gefertigt:

In zwei Klemmbacken werden Silberfilamente einreihig dicht an dicht geklemmt, so dass sich eine Filamentlänge von 30mm außerhalb der Klemmbacken ergibt. Die Filamente bestehen aus Silberdraht (Lieferant Goodfellow, 99,99 %, weichgeglüht, Durchmesser 500 pm).

Ausführunqsbeispiel 2: antimikrobielle Titanoberfläche nach Silberbürsten Als zu behandelndes Substrat fand ein gebeiztes Titanblech (TiAI6V4) Verwendung.

Die Bürste aus Ausführungsbeispiel 1 a wurde in einem 45°-Winkel mit der Substratoberfläche so in Kontakt gebracht, dass alle in einer Reihe befindlichen Filamentenden im Kontakt zur Oberfläche standen. Der Winkel zwischen Borstenrichtung und Bewegungsvektor der Bürste betrug 45 °. Die Borstenenden bildeten eine gerade Linie. Diese Linie war pa- rallel zur Substratoberfläche und orthogonal zum Bewegungsvektor der Bürste ausgerichtet. Der Anpressdruck wurde eingestellt, indem die Borstenhalterung der Bürste nach Kontakt der Borstenenden mit dem Substrat um weitere 5 mm in Richtung der Substratoberfläche positioniert wurde. Hierbei fand die elastische Verformung der Borsten statt.

Daraufhin wurde die Bürste 20-mal mit einer Geschwindigkeit von 40 m/min über die Ober- fläche geführt.

Silberpartikel waren bereits im Lichtmikroskop erkennbar. Die Partikel wiesen Größen (größter Abstand der Ränder in Draufsicht) zwischen 1 pm bis 20 gm auf. Der Oberflächenbedeckungsgrad durch Ausmessen und Auszählen der Partikel auf 10 mikroskopischen Aufnahmen nach Messbeispiel 2 ergab Oberflächenbedeckungsgrade zwischen 0,02 und 0,2 %.

Die Elementzusammensetzung der Oberfläche wurde mittels XPS nach dem Messbeispiel 1a) bestimmt. Die Silberkonzentration betrug 0,05 +-0,02 at%.

Die Dicken der Partikel wurden exemplarisch nach Messbeispiel 4 gemessen und betrugen zwischen 200 nm und 2 pm (jeweils dickste Stelle ausgewertet). Die Messung nach Messbeispiel 5 unter Verwendung von Staphylococcus epidermis belegte den antibakteriellen Effekt der Oberfläche.

Ausführunqsbeispiel 3: antimikrobielle Dispersionsfarbschicht nach Silberbürsten

Als zu behandelndes Substrat fand ein mit Dispersionsfarbe behandeltes Aluminiumblech Verwendung. Das Aluminiumblech wurde mit Dispersionsfarbe Brillux Superlux ELF 3000 weiß beschichtet und die Farbe für 4 Stunden bei Raumtemperatur und 1 Stunde bei 60° im Ofen getrocknet.

Die Bürste aus Ausführungsbeispiel 1a) wurde in einem 45°-Winkel mit der Substratoberfläche so in Kontakt gebracht, dass alle in einer Reihe befindlichen Filamentenden im Kontakt zur Oberfläche standen. Der Winkel zwischen Borstenrichtung und Bewegungsvektor der Bürste betrug 45 °. Die Borstenenden bildeten eine gerade Linie. Diese Linie war parallel zur Substratoberfläche und orthogonal zum Bewegungsvektor der Bürste ausgerichtet. Der Anpressdruck wurde eingestellt, indem die Borstenhalterung der Bürste nach Kontakt der Borstenenden mit dem Substrat um weitere 5 mm in Richtung der Substratoberfläche positioniert wurde. Hierbei fand die elastische Verformung der Borsten statt.

Daraufhin wurde die Bürste 20-mal mit einer Geschwindigkeit von 40 m/min über die Ober- fläche geführt.

Silberpartikel waren bereits im Lichtmikroskop erkennbar. Die Partikel wiesen Größen (größter Abstand der Ränder in Draufsicht) zwischen 1 pm bis 15 gm auf. Der Oberflächenbedeckungsgrad durch Ausmessen und Auszählen der Partikel auf 10 mikroskopischen Aufnahmen nach Messbeispiel 2 ergab Oberflächenbedeckungsgrade zwischen 0,08 und 0,2 %.

Die Elementzusammensetzung der Oberfläche wurde mittels XPS nach dem Messbeispiel 1a) bestimmt. Die Silberkonzentration betrug 0,08 +- 0,1 at%.

Die Dicken der Partikel wurden exemplarisch nach Messbeispiel 4 gemessen und betrugen zwischen 200 nm und 2 pm (jeweils dickste Stelle ausgewertet). Die Messung nach Messbeispiel 5 unter Verwendung von Staphylococcus epidermis belegte den antibakteriellen Effekt der Oberfläche.

Die Messung nach Messbeispiel 5 unter Verwendung von Melissococcus plutonius, Erregerder Europäischen Faulbrut, belegte den antibakteriellen Effekt der Oberfläche.

Ausführunqsbeispiel 4: antimikrobieller Karton nach Silberbürsten Als zu behandelndes Substrat fand schwarzer Karton (Tetenal Hintergrundkarton Super Black, 150g/m ² ) Verwendung.

Die Bürste aus Ausführungsbeispiel 1a) wurde in einem 45°-Winkel mit der Substratoberfläche so in Kontakt gebracht, dass alle in einer Reihe befindlichen Filamentenden im Kontakt zur Oberfläche standen. Der Winkel zwischen Borstenrichtung und Bewegungsvektor der Bürste betrug 45 °. Die Borstenenden bildeten eine gerade Linie. Diese Linie war parallel zur Substratoberfläche und orthogonal zum Bewegungsvektor der Bürste ausgerichtet. Der Anpressdruck wurde eingestellt, indem die Borstenhalterung der Bürste nach Kontakt der Borstenenden mit dem Substrat um weitere 5 mm in Richtung der Substratoberfläche positioniert wurde. Hierbei fand die elastische Verformung der Borsten statt.

Daraufhin wurde die Bürste 20-mal mit einer Geschwindigkeit von 40 m/min über die Ober- fläche geführt.

Silberpartikel waren im Rasterelektronenmikroskop erkennbar. Die Partikel wiesen Größen (größter Abstand der Ränder in Draufsicht) zwischen 0,4 pm bis 10 gm auf. Der Oberflächenbedeckungsgrad durch Ausmessen und Auszählen der Partikel auf 10 mikroskopischen Aufnahmen nach Messbeispiel 3 ergab Oberflächenbedeckungsgrade zwischen 0,05 und 0,08 %.

Die Elementzusammensetzung der Oberfläche wurde mittels XPS nach dem Messbeispiel 1a) bestimmt. Die Silberkonzentration betrug 0,03 +- 0,01 at%.

Die Dicken der Partikel wurden exemplarisch nach Messbeispiel 4 gemessen und betrugen zwischen 180 nm und 1 ,5 pm (jeweils dickste Stelle ausgewertet). Die Messung nach Messbeispiel 5 unter Verwendung von Staphylococcus epidermis belegte den antibakteriellen Effekt der Oberfläche.

Ausführunqsbeispiel 5: antimikrobielle Titanoberfläche nach Kupferbürsten

Als zu behandelndes Substrat fand ein gebeiztes Titanblech (TiAI6V4) Verwendung.

Die Bürste aus Ausführungsbeispiel 1 b wurde in einem 45°-Winkel mit der Substratober- fläche so in Kontakt gebracht, dass alle in einer Reihe befindlichen Filamentenden im Kontakt zur Oberfläche standen. Der Winkel zwischen Borstenrichtung und Bewegungsvektor der Bürste betrug 45 °. Die Borstenenden bildeten eine gerade Linie. Diese Linie war parallel zur Substratoberfläche und orthogonal zum Bewegungsvektor der Bürste ausgerichtet. Der Anpressdruck wurde eingestellt, indem die Borstenhalterung der Bürste nach Kontakt der Borstenenden mit dem Substrat um weitere 5 mm in Richtung der Substratoberfläche positioniert wurde. Hierbei fand die elastische Verformung der Borsten statt. Daraufhin wurde die Bürste 20-mal mit einer Geschwindigkeit von 40 m/min über die Oberfläche geführt.

Kupferpartikel waren bereits im Lichtmikroskop erkennbar. Die Partikel wiesen Größen (größter Abstand der Ränder in Draufsicht) zwischen 2 pm bis 22 gm auf. DerOberflächen- bedeckungsgrad durch Ausmessen und Auszählen der Partikel auf 10 mikroskopischen Aufnahmen nach Messbeispiel 2 ergab Oberflächenbedeckungsgrade zwischen 0,5 und 1 %.

Die Elementzusammensetzung der Oberfläche wurde mittels XPS nach dem Messbeispiel 1a) bestimmt. Die Silberkonzentration betrug 0,49 +-0,01 at%. Die Dicken der Partikel wurden exemplarisch nach Messbeispiel 4 gemessen und betrugen zwischen 200 nm und 2 pm (jeweils dickste Stelle ausgewertet).

Die Messung nach Messbeispiel 5 unter Verwendung von Staphylococcus epidermis belegte den antibakteriellen Effekt der Oberfläche.

Ausführunqsbeispiel 6: antimikrobielle Dispersionsfarbschicht nach Kupferbürsten Als zu behandelndes Substrat fand ein mit Dispersionsfarbe behandeltes Aluminiumblech Verwendung. Das Aluminiumblech wurde mit Dispersionsfarbe Brillux Superlux ELF 3000 weiß beschichtet und die Farbe für 4 Stunden bei Raumtemperatur und 1 Stunde bei 60° im Ofen getrocknet.

Die Bürste aus Ausführungsbeispiel 1 b wurde in einem 45°-Winkel mit der Substratober- fläche so in Kontakt gebracht, dass alle in einer Reihe befindlichen Filamentenden im Kontakt zur Oberfläche standen. Der Winkel zwischen Borstenrichtung und Bewegungsvektor der Bürste betrug 45 °. Die Borstenenden bildeten eine gerade Linie. Diese Linie war parallel zur Substratoberfläche und orthogonal zum Bewegungsvektor der Bürste ausgerichtet. Der Anpressdruck wurde eingestellt, indem die Borstenhalterung der Bürste nach Kontakt der Borstenenden mit dem Substrat um weitere 5 mm in Richtung der Substratoberfläche positioniert wurde. Hierbei fand die elastische Verformung der Borsten statt. Daraufhin wurde die Bürste 20-mal mit einer Geschwindigkeit von 40 m/min über die Oberfläche geführt.

Kupferpartikel waren bereits im Lichtmikroskop erkennbar. Die Partikel wiesen Größen (größter Abstand der Ränder in Draufsicht) zwischen 1 pm bis 15 gm auf. DerOberflächen- bedeckungsgrad durch Ausmessen und Auszählen der Partikel auf 10 mikroskopischen Aufnahmen nach Messbeispiel 2 ergab Oberflächenbedeckungsgrade zwischen 0,05 und 0,15 %.

Die Elementzusammensetzung der Oberfläche wurde mittels XPS nach dem Messbeispiel 1b) bestimmt. Die Kupferkonzentration betrug 0,05 +- 0,01 at%. Die Dicken der Partikel wurden exemplarisch nach Messbeispiel 4 gemessen und betrugen zwischen 250 nm und 2,9 pm (jeweils dickste Stelle ausgewertet).

Die Messung nach Messbeispiel 5 unter Verwendung von Staphylococcus epidermis belegte den antibakteriellen Effekt der Oberfläche.

Die Messung nach Messbeispiel 5 unter Verwendung von Melissococcus plutonius, Erre- ger der Europäischen Faulbrut, belegte den antibakteriellen Effekt der Oberfläche.

Ausführunqsbeispiel 7: antimikrobieller Karton nach Kupferbürsten

Als zu behandelndes Substrat fand schwarzer Karton (Tetenal Hintergrundkarton Super Black, 150g/m ² ) Verwendung.

Die Bürste aus Ausführungsbeispiel 1 b wurde in einem 45°-Winkel mit der Substratober- fläche so in Kontakt gebracht, dass alle in einer Reihe befindlichen Filamentenden im Kontakt zur Oberfläche standen. Der Winkel zwischen Borstenrichtung und Bewegungsvektor der Bürste betrug 45 °. Die Borstenenden bildeten eine gerade Linie. Diese Linie war parallel zur Substratoberfläche und orthogonal zum Bewegungsvektor der Bürste ausgerichtet. Der Anpressdruck wurde eingestellt, indem die Borstenhalterung der Bürste nach Kontakt der Borstenenden mit dem Substrat um weitere 5 mm in Richtung der Substratoberfläche positioniert wurde. Hierbei fand die elastische Verformung der Borsten statt. Daraufhin wurde die Bürste 20-mal mit einer Geschwindigkeit von 40 m/min über die Oberfläche geführt.

Kupferpartikel waren im Rasterelektronenmikroskop erkennbar. Die Partikel wiesen Größen (größter Abstand der Ränder in Draufsicht) zwischen 0,3 pm bis 10 pm auf. Der Ober- flächenbedeckungsgrad durch Ausmessen und Auszählen der Partikel auf 10 mikroskopischen Aufnahmen nach Messbeispiel 2 ergab Oberflächenbedeckungsgrade zwischen 0,1 und 0,4 %.

Die Elementzusammensetzung der Oberfläche wurde mittels XPS nach dem Messbeispiel 1b) bestimmt. Die Kupferkonzentration betrug 0,14 +- 0,02 at%. Die Dicken der Partikel wurden exemplarisch nach Messbeispiel 4 gemessen und betrugen zwischen 220 nm und 2,5 pm (jeweils dickste Stelle ausgewertet).

Die Messung nach Messbeispiel 5 unter Verwendung von Staphylococcus epidermis belegte den antibakteriellen Effekt der Oberfläche. Ausführunqsbeispiel 8: antimikrobielle Titanoberfläche nach Silberbürsten (125um)

Als zu behandelndes Substrat fand ein geschliffenes Titanblech (TiAI6V4) Verwendung.

Die Bürste aus Ausführungsbeispiel 1c wurde in einem 45°-Winkel mit der Substratoberfläche so in Kontakt gebracht, dass alle in einer Reihe befindlichen Filamentenden im Kontakt zur Oberfläche standen. Der Winkel zwischen Borstenrichtung und Bewegungsvektor der Bürste betrug 45 °. Die Borstenenden bildeten eine gerade Linie. Diese Linie war parallel zur Substratoberfläche und orthogonal zum Bewegungsvektor der Bürste ausgerichtet.

Der Anpressdruck wurde eingestellt, indem die Borstenhalterung der Bürste nach Kontakt der Borstenenden mit dem Substrat um weitere 5 mm in Richtung der Substratoberfläche positioniert wurde. Hierbei fand die elastische Verformung der Borsten statt.

Daraufhin wurde die Bürste 10-mal mit einer Geschwindigkeit von 40 m/min über die Oberfläche geführt. Die Elementzusammensetzung der Oberfläche wurde mittels XPS nach dem Messbeispiel 1a) bestimmt. Die Silberkonzentration betrug 0,02 +-0,01 at%.

Silberpartikel waren im Rasterelektronenmikroskop erkennbar. Der Oberflächenbedeckungsgrad durch Ausmessen und Auszählen der Partikel auf 20 stochastisch ausgewähl- ten mikroskopischen Aufnahmen nach Messbeispiel 7 ergab Oberflächenbedeckungsgrade zwischen 0,07 und 0,4 %. Der arithmetische Mittelwert der Oberflächenbedeckungsgrade betrug 0,22%.

Die Größe der Partikel (Fläche in Draufsicht) lag zwischen 0,0625 pm ² (Auflösungsgrenze) und 65 pm ² . Die durchschnittliche Partikelgröße betrug 0,38 pm ² . Die Partikeldichte betrug 6405 Partikel/mm ² .

Die Messung nach Messbeispiel 6 unter Verwendung von Escherichia coli belegte den antibakteriellen Effekt der Oberfläche konnte nachgewiesen werden.

Ausführunqsbeispiel 9: antimikrobielle Titanoberfläche nach Silberbürsten (250 um)

Als zu behandelndes Substrat fand ein geschliffenes Titanblech (TiAI6V4) Verwendung. Die Bürste aus Ausführungsbeispiel 1a wurde in einem 45°-Winkel mit der Substratoberfläche so in Kontakt gebracht, dass alle in einer Reihe befindlichen Filamentenden im Kontakt zur Oberfläche standen. Der Winkel zwischen Borstenrichtung und Bewegungsvektor der Bürste betrug 45 °. Die Borstenenden bildeten eine gerade Linie. Diese Linie war parallel zur Substratoberfläche und orthogonal zum Bewegungsvektor der Bürste ausgerich- tet.

Der Anpressdruck wurde eingestellt, indem die Borstenhalterung der Bürste nach Kontakt der Borstenenden mit dem Substrat um weitere 5 mm in Richtung der Substratoberfläche positioniert wurde. Hierbei fand die elastische Verformung der Borsten statt.

Daraufhin wurde die Bürste 10-mal mit einer Geschwindigkeit von 40 m/min über die Ober- fläche geführt.

Die Elementzusammensetzung der Oberfläche wurde mittels XPS nach dem Messbeispiel 1a) bestimmt. Die Silberkonzentration betrug 0,09 +-0,02 at%. Silberpartikel waren im Rasterelektronenmikroskop erkennbar. Der Oberflächenbedeckungsgrad durch Ausmessen und Auszählen der Partikel auf 20 stochastisch ausgewählten mikroskopischen Aufnahmen nach Messbeispiel 7 ergab Oberflächenbedeckungsgrade zwischen 0,16 und 1 ,01 %. Der arithmetische Mittelwert der Oberflächenbede- ckungsgrade betrug 0,54%.

Die Größe der Partikel (Fläche in Draufsicht) lag zwischen 0,0625 pm ² (Auflösungsgrenze) und 46 pm ² . Die durchschnittliche Partikelgröße betrug 0,40 pm ² . Die Partikeldichte betrug 13295 Partikel/mm ² .

Ein gegenüber dem Ausführungsbeispiel 8 verbesserter antimikrobieller Effekt der Ober- fläche konnte nachgewiesen werden.

Ausführunqsbeispiel 10: antimikrobielle Titanoberfläche nach Silberbürsten (500 um)

Als zu behandelndes Substrat fand ein geschliffenes Titanblech (TiAI6V4) Verwendung. Die Bürste aus Ausführungsbeispiel 1d wurde in einem 45°-Winkel mit der Substratoberfläche so in Kontakt gebracht, dass alle in einer Reihe befindlichen Filamentenden im Kon- takt zur Oberfläche standen. Der Winkel zwischen Borstenrichtung und Bewegungsvektor der Bürste betrug 45 °. Die Borstenenden bildeten eine gerade Linie. Diese Linie war parallel zur Substratoberfläche und orthogonal zum Bewegungsvektor der Bürste ausgerichtet.

Der Anpressdruck wurde eingestellt, indem die Borstenhalterung der Bürste nach Kontakt der Borstenenden mit dem Substrat um weitere 5 mm in Richtung der Substratoberfläche positioniert wurde. Hierbei fand die elastische Verformung der Borsten statt.

Daraufhin wurde die Bürste 10-mal mit einer Geschwindigkeit von 40 m/min über die Oberfläche geführt.

Die Elementzusammensetzung der Oberfläche wurde mittels XPS nach dem Messbeispiel 1a) bestimmt. Die Silberkonzentration betrug 0,1 +-0,02 at%.

Silberpartikel waren im Rasterelektronenmikroskop erkennbar. Der Oberflächenbedeckungsgrad durch Ausmessen und Auszählen der Partikel auf 20 stochastisch ausgewähl- ten mikroskopischen Aufnahmen nach Messbeispiel 7 ergab Oberflächenbedeckungsgrade zwischen 0,15 und 2,23 %. Der arithmetische Mittelwert der Oberflächenbedeckungsgrade betrug 1 ,52%.

Die Größe der Partikel (Fläche in Draufsicht) lag zwischen 0,25 pm ² (Auflösungsgrenze) und 480 pm ² . Die durchschnittliche Partikelgröße betrug 2,7 pm ² . Die Partikeldichte betrug 5766 Partikel/mm ² .

Ein gegenüber Ausführungsbeispiel 9 verbesserter antimikrobieller Effekt konnte nachgewiesen werden.

Ausführunqsbeispiel 11 : Silberbelequnq gebürsteter Titanoberflächen nach wässriger Ult- raschallreiniqunq

Die nach Ausführunqsbeispielen 8, 9 und 10 herqeste Ilten Titanproben wurden für 1 min in einem mit deionisiertem Wasser gefüllten Ultraschallbad gereinigt, gespült und getrocknet.

Die Proben wurden im Rasterelektronenmikroskop gemessen. In allen Fällen waren Partikel erkennbar. Analog der Ausführungsbeispiele 8, 9 und 10 wurden die Oberflächen durch Ausmessen und Auszählen der Partikel auf 20 stochastisch ausgewählten mikroskopischen Aufnahmen nach Messbeispiel 7 charakterisiert. Es ergaben sich folgende Werte:

125 pm Filamente (Ausführungsbeispiel 8): Oberflächenbedeckungsgrade zwischen 0,007% und 0,046%. Der arithmetische Mittelwert der Oberflächenbedeckungsgrade betrug 0,015 %. Die Größe der Partikel (Fläche in Draufsicht) lag zwischen 0,0625 pm ² (Auf- lösungsgrenze) und 17 pm ² . Die durchschnittliche Partikelgröße betrug 0,14 pm ² . Die Partikeldichte betrug 1081 Partikel/mm ² .

250 pm Filamente (Ausführungsbeispiel 9): Oberflächenbedeckungsgrade zwischen 0,004% und 0,153%. Der arithmetische Mittelwert der Oberflächenbedeckungsgrade betrug 0,046 %. Die Größe der Partikel (Fläche in Draufsicht) lag zwischen 0,0625 pm ² (Auf- lösungsgrenze) und 15,9 pm ² . Die durchschnittliche Partikelgröße betrug 0,21 pm ² . Die Partikeldichte betrug 2205 Partikel/mm ² .

500 pm Filamente (Ausführungsbeispiel 10): Oberflächenbedeckungsgrade zwischen 0,100% und 0,274%. Der arithmetische Mittelwert der Oberflächenbedeckungsgrade be- trug 0,172 %. Die Größe der Partikel (Fläche in Draufsicht) lag zwischen 0,25 gm ² (Auflösungsgrenze) und 48,25 gm ² . Die durchschnittliche Partikelgröße betrug 0,92 gm ² . Die Partikeldichte betrug 1892 Partikel/mm ² .