Der verheiratete Vater einer erwachsenen Tochter empfing am 25. Oktober 1987 durch Bischof Dr. Paul-Werner Scheele in der Würzburger Seminarkirche Sankt Michael die Diakonenweihe. Im Anschluss wirkte Mergenthal, der im Zivilberuf Verkaufsleiter einer Papierfabrik war, zunächst nebenberuflich, ab 1994 hauptberuflich in Miltenberg und von 1994 bis 1996 in Obernburg. Unter anderem gründete er in Miltenberg den Helferkreis „Altenheim Maria Regina“ und eine Krabbelgruppe in Sankt Jakobus. 1996 wurde er zusätzlich Altenseelsorger für das Dekanat Miltenberg. In dieser Funktion begleitete er Urlaubsfahrten des Katholischen Senioren-Forums der Diözese Würzburg. In der Altenheimseelsorge in Miltenberg engagierte sich Mergenthal von 1987 bis 2002, in der Notfallseelsorge von 1988 bis 2004. Von 1990 bis 2002 war er zudem verantwortlich für die Krankenhausseelsorge am Kreiskrankenhaus Miltenberg. 2000 trat er in den beruflichen Ruhestand und wurde als hauptamtlicher Diakon verabschiedet, engagierte sich aber weiter nebenberuflich in den Pfarreien Kleinheubach, Bürgstadt sowie der Kuratie Laudenbach. 2004 wurde Mergenthal von seiner Aufgabe als Diakon entpflichtet. Von 2012 bis 2015 engagierte er sich in der Seelsorge in der Pfarreiengemeinschaft „Sankt Martin Miltenberg-Bürgstadt“.
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