Keraamilised plaadid ja sanitaartehnika

Keraamilisi plaate ja sanitaartehnikat kasutatakse laialdaselt keskkondades, mida iseloomustavadkõrge õhuniiskus, sagedane kokkupuude ja orgaanilised jäägid, nagu vannitoad ja köögid. Nendes tingimustes on mikroobide,{1}}sh bakterite ja hallituse{2}}kasvu raske vältida.

Selle probleemi lahendamiseks integreeritakse antibakteriaalne funktsionaalsus üha enam keraamilistesse materjalidesse. Erinevalt lihtsatest pinnakatetest peavad aga tõhusad keraamilised antibakteriaalsed süsteemid vastu pidamakõrgel-temperatuuril põletamine, kokkupuude kemikaalidega ja pikaajaline-kulumine, säilitades samal ajal toote esialgse välimuse ja mehaanilised omadused.

Keraamiline töötlemine hõlmab mitmeid piiranguid, mis piiravad materjali valikut:

• Kõrge põletustemperatuur (tavaliselt sadu kraadi)
• Keeruline glasuurkeemia
• Ranged nõuded pinna välimusele (värv, läige, läbipaistvus)

Seetõttu peab keraamikas kasutatav antibakteriaalne lisand:

• Püsige tulistamise ajal stabiilsena
• Jaota ühtlaselt glasuurisüsteemides
• Vältige värvimuutust või defekte
• Säilitage funktsionaalsus ka pärast pikaajalist{0}}kasutust

See muudab keraamiliste antibakteriaalsete rakenduste nõudlikumaks kui plastide või pinnakatete puhul.

Tavaliselt kasutatav süsteem keraamilistes antibakteriaalsetes rakendustes onnano tsinkoksiid (ZnO).

Materjali tüüpilised omadused hõlmavad järgmist:

• Aktiivne komponent: nano-mastaabis tsinkoksiid
• Vorm: pulber või vesipulber
• Kompositsiooni näide:

1. 10–25% nano ZnO
2. 75–89% deioniseeritud vesi
3. Väike kogus dispergeerivat ainet

Nano{0}}skaala osakeste suurus on kriitiline, kuna see võimaldab:

• Ühtlane dispersioon glasuuri- või kattesüsteemides
• Ühtlane pinnakate
• Stabiilne antibakteriaalne toime

Plaatide ja sanitaarseadmete tootmisel kasutatakse tavaliselt kahte peamist integreerimisviisi:

Tee A: lisamine glasuuriks (põletusprotsess)

Sellel meetodil:

1. Glasuuri hulka segatakse antibakteriaalne pulber või läga
2. Segu dispergeeritakse (nt kuuljahvatamise teel)
3. Glasuur kantakse keraamilisele korpusele
4. Toode on põletatud ja poleeritud

Peamised omadused:

• Antibakteriaalne funktsioon muutub glasuurikihi osaks
• Sobib pikaajalisteks-kõrge vastupidavus{1}}rakendusteks
• Teatatud antibakteriaalne määr võib tavaliste bakterite vastu ületada 99%.
• Jõudlus võib püsida stabiilsena ka pärast ulatuslikku pinna kulumist

Marsruut B: järeltöötlus{0}}poleerimiskandja kaudu

Alternatiivne lähenemisviis on pinnapealne{0}}rakendus:

1. Lisage antibakteriaalne suspensioon poleerimisvaha vette (tavaliselt 0,5–0,8%)
2. Sega ühtlaseks
3. Pihustage keraamilisele pinnale
4. Kuivatage funktsionaalse kihi moodustamiseks

Peamised omadused:

• Ei nõua keraamilise südamiku koostise muutmist
• Lihtsam rakendada olemasolevatel tootmisliinidel
• Tagab pärast kuivatamist kõrge antibakteriaalse jõudluse

Keraamiliste lisandite jaoks on kriitiline nõuetermiline stabiilsus.

Peamised tähelepanekud:

• Nano ZnO süsteemid taluvad kõrgel{0}}temperatuuril põletamist ilma lagunemiseta
• Pärast põletamist ei esine olulisi värvimuutusi ega visuaalseid defekte
• Stabiilne happelistes ja aluselistes tingimustes
• Ühildub keraamiliste glasuurisüsteemidega

Need omadused tagavad antibakteriaalse toime säilimise kogu tootmisprotsessi vältel.

Praktilisest vaatenurgast tuleks tulemuslikkust hinnata selle põhjalmõõdetavad pinnatulemusedüldiste väidete asemel.

Peamised näitajad hõlmavad järgmist:

• Antibacterial rate (>99% tavaliste bakterite vastu naguE. colijaStaphylococcus aureus)
• Hallituskindlus (nt hallitusekindlus, klass 0)
• Vastupidavus (jõudluse säilimine pärast korduvat puhastamist või hõõrdumist)
• Vastupidavus kemikaalidele (happed, leelised, puhastusained)
• Välimuse stabiilsus (ilma kollasuse või värvimuutuseta)

Need mõõdikud on eriti asjakohased -kasutavate pindade (nt vannitoaplaadid ja sanitaarseadmed) puhul.

Nano-antibakteriaalsed keraamilised materjalid on kõige sobivamad keskkondades, kus kattuvad järgmised tingimused:

• Püsiv niiskus
• Sage inimkontakt
• Pika kasutusea nõuded

Tüüpilised rakendused hõlmavad järgmist:

• Põranda- ja seinaplaadid
• Tualettruumid ja kraanikausid
• Vannid
• Igapäevane-keraamikatoodete kasutamine
• Meditsiini- või hügieeni{0}}tundlikud keraamilised komponendid

Soovitatavad lisatasemed sõltuvad süsteemi konstruktsioonist:

• Tüüpiline vahemik: ~0,5% – 1% enamiku antibakteriaalsete süsteemide jaoks
• Sõltuvalt preparaadi tüübist võib kasutada suuremaid koguseid (nt ~3%)

Kuna keraamilised süsteemid on väga protsessitundlikud{0}}, on praktiline lähenemine järgmine:

1. Alustage väikesemahuliste{0}}katsetega
2. Kontrollige dispersiooni glasuuris või poleerimisvahendis
3. Hinnake pinna välimust ja antibakteriaalset toimet
4. Testige vastupidavust reaalsetes{0}}kasutustingimustes

See iteratiivne lähenemine aitab tagada nii funktsionaalsuse kui ka toote kvaliteedi.

Stabiilse jõudluse tagamiseks on vajalik nõuetekohane ladustamine:

Hoida jahedas, kuivas, ventileeritavas keskkonnas

Soovitatav temperatuur: 0 kraadi – 30 kraadi

Vältige otsest päikesevalgust ja niiskust

Aglomeratsiooni vältimiseks hoida suletuna