Antybakteryjne farby proszkowe

Zainteresowany? Poproś o ofertę!

Niewidoczne niebezpieczeństwo
Dziś mało kto już pamięta o tym, jak wielkim krokiem w historii medycyny było wynalezienie antybiotyków. Powszechna dostępność penicyliny zapobiegła rozprzestrzenianiu się wielu szczepów bakterii, uwalniając tym samym ludzkość od śmiertelnych epidemii które jeszcze w ubiegłym stuleciu nękały mieszkańców Europy. Niestety - nie udało nam się całkowicie wyeliminować zagrożenia. Wciąż pojawiają się informacje o powstających ogniskach epidemii. Nadal jesteśmy narażeni na zatrucia i infekcje wywołane kontaktem z pospolitymi szczepami bakterii. Dobrodziejstwo szybkiego podróżowania człowieka jest jednocześnie wielkim dla niego zagrożeniem. Zwiększa się zakres przenoszenia szkodliwych organizmów - mogą one rozprzestrzeniać się w tempie dla nas nie do opanowania. Powszechna globalizacja, powstawanie wielkich skupisk ludzkich dodatkowo zwiększa możliwości penetracji groźnych bakterii.


Naukowcy na całym świecie jednoczą swoje wysiłki w walce z tym niewidocznym, lecz niezmiernie groźnym wrogiem. Każdy skuteczny sposób ograniczenia ilości szczepów zarazków w otoczeniu człowieka zwiększa nasze bezpieczeństwo. Powszechność zastosowań farb proszkowych w produkcji materiałów i urządzeń codziennego użytku, postawiła przed badaczami problem wynalezienia powłoki o podwyższonym czynniku gwarantującym bezpieczniejsze, zgodne z ostrymi wymogami higienicznymi, właściwości pokrycia. Rezultatem tych badań stało się opracowanie technologii wytwarzania antybakteryjnych farb proszkowych.
Faza opracowań
Biotechnolodzy z laboratoriów koncernu BioCote, West Midlands - Wielka Brytania; od wielu lat pracowali nad projektem opracowania higienicznych powłok proszkowych. Po dokonaniu szeregu testów na różnych powłokach, podjęto decyzję o skoncentrowaniu się na włączaniu biocydów (związków przeciwbakteryjnych ) do powłok proszkowych. Biotechnolodzy uznali powłoki proszkowe jako odpowiednie nośniki dla biocydów z następujących przyczyn:
  • farby proszkowe mogą być nakładane podczas jednokrotnego procesu przy zachowaniu 
    odpowiedniej grubości powłoki;
  • powłoki proszkowe posiadają doskonałą odporność mechaniczną i chemiczną przy zachowaniu długoterminowej ochrony.
Podczas wstępnej oceny biocydów badacze stosowali farby na bazie żywicy poliestrowej w białym kolorze. Ustalono, że są one odpowiednim nośnikiem dla weryfikacji różnych biocydów oraz ich kombinacji. Badacze ocenili znaczną liczbę związków przeciwbakteryjnych włącznie z fenoplastami, diguanidami, aldehydami, czwartorzędowymi związkami amoniowymi oraz solami srebra. Badacze wybrali materiały z każdej klasy nie tylko ze względu na skuteczność mikrobową, lecz również ze względu na charakterystyki fizyczne, ponieważ materiały końcowe mają umożliwiać mieszanie oraz obróbkę piecową bez rozkładu ani nadmiernej płynności. Na tym etapie badań odrzucono znaczną liczbę biocydów zanim jeszcze można było ocenić ich działanie przeciwbakteryjne. Główne przyczyny odrzucania były następujące:

  • nadmierna ulotność podczas wykonywania mieszanki lub obróbki piecowej;
  • przyspieszenie utwardzania wywołujące żelowanie podczas przygotowywania mieszanki;
  • blokowanie utwardzania prowadzące do niemożliwych do przyjęcia własności mechanicznych;
  • nadmierne żółknienie powłoki;
  • teksturowanie powierzchni powłoki;
  • niezgodność materiałów prowadząca w niektórych przypadkach do całkowitego zmatowienia powierzchni.
Po okresie eliminacji, badania zawężono do kilku podstawowych rodzajów chemikaliów. Każdy związek oceniano indywidualnie, natomiast w niektórych przypadkach oceniano związki w mieszankach. Oceny aktywności wybranych biocydów dokonano na sześciu podstawowych rodzajach bakterii:

Staphylococcus aureus.
Może występować jako szczep wrażliwy na antybiotyki - Oxford, albo jako odporny na antybiotyki szczep MRSA.


Staphylococcus faecalis.

Organizm występujący w żołądku człowieka. Pojawia się również w infekcjach dróg moczowych, w przypadku zapalenia wsierdzia - zapaleniu naczyń serca - ostrej posocznicy czy zatruciu krwi po zabiegu chirurgicznym. Organizm ten atakuje osoby o osłabionym systemie immunologicznym. Większość infekcji spowodowanych przez ten organizm jest pochodzenia endogennego - jednak zarażenia od innych osób mogą się zdarzać wśród pacjentów hospitalizowanych.


Bacillus subtilis.

Jest to bardzo odporny organizm. W przypadku braku pożywienia może tworzyć zarodniki i pozostać w stanie nieaktywnym przez wiele lat.


Escherichia coli.
Organizm najczęściej znany pod nazwą e-coli, w wielu przypadkach okazał się zabójcą. Ta bakteria rozprzestrzenia się drogą kontaktową oraz poprzez spożywanie zakażonych pokarmów. Przebywa w żołądkach ludzi i zwierząt.


Salmonella typhimurium.
Bakteria ta występuje często w organizmach chorych zwierząt i może być przenoszona przez takie produkty żywnościowe jak drób, jaja, mięso, i produkty mleczne. Można także zarazić się przez kontakt z chorą osobą.


Pseudomonas aeruginosa.
Ten organizm jest zarazkiem "oportunistycznym", który może zainfekować niemal każdą część ciała, jeżeli napotka dobre warunki. Wywołuje infekcje skóry i oparzenia.


Faza testów

Testy polegały na nanoszeniu organizmów na próbki różnych powłok proszkowych. Organizmy nanoszono równoległymi pasami wzdłuż powierzchni każdego panelu. Eksperymentatorzy przed każdą próbą nakładali powłokę proszkową wzbogaconą o biocydy na płytki aluminiowe o standardowych wymiarach 8 cm na 2,5 cm. Następnie płytki zanurzano w roztworze agaru sojowego (TSA), pozwalając aby agar utworzył cienką błonkę pożywki na powierzchni płytki. Po ustaleniu się agaru nanoszono paskami wybrane organizmy, które rozmnażały się przez noc. Następnie umieszczano płytki w inkubatorze na 24 godziny, by w temperaturze 37°C wyhodować ich kolonie. Podobnie postępowano z panelami kontrolnymi pokrytymi farbą proszkową bez dodatku biocydów. Porównania stref wzrostu wykorzystano do oceny skuteczności biocydów w kontakcie z poszczególnymi bakteriami, a także dla porównania skuteczności odmiennych biocydów. Wyniki testów obrazuje tabela:

 

Strefa zahamowania wzrostu (milimetry)

Organizm poddany próbie Proszek antybakteryjny Proszek kontrolny
Staphylococcus aureus (szczep Oxford) 51,3 0
Staphylococcus aureus (szczep odporny) 53,3 0
Escherichia coli 34,7 0
Bacillus subtilis 35,0 0
Staphylococcus faecalis 90,0 % 0 %
Salmonella typhimurium 31,3 0

  (Uwaga! Wyniki zbliżone dla próbek pokrytych farbami na bazie żywic poliestrowych, poliuretanowych oraz polietylenowych.)

 

Właściwości farb antybakteryjnych

 

Po wykonaniu testów biochemicznych uwaga badaczy skupiła się na fizycznych własnościach powłoki pokrytej farbą antybakteryjną. Wyniki badań okazały się zaskakujące. Dodatek biocydu nawet w ilości tak dużej jak 5% nie wywiera negatywnego wpływu na sam proces wytwarzania proszku. Podczas mieszania biocydy rozmieszczają się łatwo i równomiernie. Znacznie poprawia się skuteczność procesu mieszania z topieniem. Ponieważ biocydy są całkowicie zgodne z systemem spoiwa, wywiera to efekt synergii na lepkość stopionej masy oraz poprawia możliwości spoiwa do zwilżania pigmentu, zwiększając nawet wydajność wytłaczarki. Skutkiem tego jest wyraźne polepszenie płynięcia warstewki farby oraz poprawa połysku po utwardzaniu.

Stopiony materiał tworzy jednorodny film. Nie występują żadne problemy podczas dokładnego mielenia oraz przesiewania. Próby długotrwałego przechowywania nie wykazują oznak aglomeracji.


Chociaż celem eksperymentów była ocena przeciwbakteryjnych pokryć proszkowych na bazie żywicy poliestrowej, zakres tych eksperymentów został poszerzony na chemię innych popularnych powłok proszkowych.


Stwierdzono, iż powłoki z proszków na bazie żywicy epoksydowej posiadają gorsze własności mechaniczne, antykorozyjne oraz odporność na zawilgocenie w porównaniu z innymi typami proszków. Wady te nie wpływają na skuteczność biocydów. Nie można jednak oczekiwać, że dodanie związków bakteriobójczych usunie typowe wady epoksydowej powłoki proszkowej. Można przypuszczać, że w farbach na bazie żywicy epoksydowej o wysokiej jakości, skuteczność biocydów zostanie zachowana przez wiele lat. Jakość utwardzonej powłoki jest przecież czynnikiem zapewniającym długotrwałą skuteczność antybakteryjną. Biochemicy oszacowali na podstawie rozległych operacji mycia i czyszczenia, że skuteczność przeciwbakteryjna na powłokach innych niż epoksydowe sięga około 15 lat.


Dodatek funkcjonuje równie dobrze w wytrzymałych, zewnętrznych powłokach proszkowych włącznie z poliestrami na bazie TGIC, poliestrami na bazie PRIMID, oraz poliuretanami. Obecnie biochemicy wykonują próby w celu oceny skuteczności dodatków przeciwbakteryjnych w akrylowych powłokach proszkowych na bazie GMA (glicydyl metakrylowy).

W toku dalszych doświadczeń wykazano, iż dodatek przeciwbakteryjny nie powoduje żadnych odbarwień ani utraty przejrzystości powłoki. Nie ma wpływu na pigmenty nieorganiczne ani organiczne. Nie wywiera wpływu na pigmenty niebieskie, zielone, czerwone i żółte. Nie pojawiają się żadne żółknienia.

Korzystną stroną biocydów jest poprawienie charakterystyki płynięcia powłoki. Pod tym względem biocydy zachowują się w podobny sposób jak benzoina tyle, że bez śladów żółknienia. Lepszy wygląd powłoki jest spowodowany doskonałą zgodnością dodawanych biocydów z systemem spoiwa proszku oraz obniżaniem lepkości materiału stopionego, co umożliwia bardziej skuteczne płynięcie warstewki przed rozpoczęciem reakcji utwardzania.


Koszt dodania biocydów do powłoki proszkowej jest znaczny, gdy się go porówna z kosztem standardowej powłoki termoutwardzalnej. Jednak dla zastosowań specjalistycznych, zalecanych dla produktów higienicznych, koszty są znikome w porównaniu do całkowitej ceny sprzedaży produktów gotowych.


 

Zastosowanie antybakteryjnych farb proszkowych
Poniżej wymienione są niektóre najbardziej typowe miejsca, w których powinny się znajdować produkty o przeciwbakteryjnych powłokach proszkowych.
  • Szpitale i kliniki: łóżka, wózki, szafki, krzesła, stoliki oraz klamki drzwi.
  • Domy dla osób starszych: balkoniki, wózki dla inwalidów.
  • Wytwórnie i przetwórnie żywności: zamrażarki, chłodziarki.
  • Punkty żywienia zbiorowego: akcesoria i armatura w strefach przygotowywania żywności, fotele rurkowe, stoliki, klamki drzwi, poręcze.
  • Toalety: suszarki do rąk, klamki drzwiowe, panele metalowe, elementy wykończenia.
  • Udogodnienia rekreacyjne: sprzęt dla zabaw dziecinnych, szafki w przebieralniach, akcesoria.
  • Dom: urządzenia kuchenne, klamki drzwiowe, szafki, szafki łazienkowe, półki, sprzęt do pielęgnacji chorych.

Jak więc widać spektrum zastosowań dla farb antybakteryjnych jest szerokie. Zastosowanie ich w masowej produkcji daje szansę wytwórcom na zdobycie nowej niszy rynkowej.




Zainteresowany? Poproś o ofertę!



Eko-Okna w dalszej drodze do sukcesu z elumatec

Eko-Okna w dalszej drodze do sukcesu z elumatec

Rosnące zainteresowanie systemami aluminiowymi...

INTERAS – nożyce do cięcia uszczelek okiennych marki Original LÖWE

INTERAS – nożyce do cięcia uszczelek okiennych marki Original LÖWE

Niemiecka firma Gebr. Schroeder GmbH została założona...

URBAN POLSKA: SCHIRMER w Grupie BECKHOFF

URBAN POLSKA: SCHIRMER w Grupie BECKHOFF

Znany w Polsce producent wysoko wydajnościowych...

System do podnoszenia i przenoszenia drzwi za pomocą podciśnienia

System do podnoszenia i przenoszenia drzwi za pomocą podciśnienia

Dzięki podnośnikowi podciśnieniowemu Jumbo Ergo 300...

Holding CIFIN przejmuje firmę CAMäleon

Holding CIFIN przejmuje firmę CAMäleon

Cifin Group, właściciel m.in. marek Emmegi i elumatec,...



» Więcej na subportalu maszyny, obróbka powierzchni