抗菌日用瓷的研制及性能评价_项金钟

74 .52
12 .48
<0 .05
0.32
2 .97
7 .92
talcum(39) felspar(48) kao lin(8)
Experiment formula
0 .4628K2O 0 .1055Na2O
0 .0336CaO
0.7221A
l2O3
0 .0034Fe2O3
0 .4344MgO
Coli .(%) 99 .99 99 .98 99 .99 99 .96 99 .95 99 .99 99 .98 99 .96 99 .97
Ba cterium Staphy loco ccus(%) 99 .99 99 .9995 99 .995 99 .995 99 .997 99 .997 99 .99 99 .997 99 .995
此外 , 我们还探讨了烧结温度对抗菌釉抗菌特性的 影响 。表 3 列出了两个典型抗菌釉的情况(其恒温烧结 时间为 8 小时)。由 表看 出 , 在所 试验 的温 度范 围(600 ～ 1350 ℃)内 , 均可保持好的抗菌效果 。 2.2 施釉 、烧成工艺及抗菌日用瓷制备
通常的抗菌陶瓷 制品采 用二次 或更 多次的 烧成工
0 .20
0.51
0 .13
4 .28
felspar(39) Experimental formula
kao lin(30)
0 .183K 2O 0 .032N a2O
ball clay(20) 0 .039CaO
00..909073AFle22OO33
3 .786SiO2
A cidity coefficient 1 .16
艺 ,即素烧(坯体烧 成), 上 普通釉 烧结 , 上抗菌 釉烧结 。 由于我们制备的抗菌釉与原釉和坯体能很好的匹配 , 且 能耐 1350 ℃的高 温 , 故 在对 抗菌釉 进行 充分 研究 和选 择后 , 我们实现了两次施釉 , 一次烧成工艺 , 取得了良好 效果 。其抗菌日用瓷的制备工艺如图 2 所示 。
表 1 日用瓷坯体料配方及组成 Table 1 The composition of the green body materials
Formulat ion
Composition(%)
(%)
SiO2
Al2O 3
F e2O 3
TiO2
CaO
MgO
K2O
quartz(11)
61 .49
27 .43
0 .14
3.3 抗菌日用瓷的安全性评价 对抗菌日用瓷来说 ,除要求抗菌制品有好的抗菌性
(抗菌力)外 , 还 必须 根 据科 学的 毒性 试 验确 认其 安全 性 。而抗菌材料的安 全性决 定着用 以制 造的抗 菌制品 的安全性 。
因此 , 本试验委托有毒理检测资质的昆明医学院营 养与食品研究所就 抗菌材 料分别进 行了 急性经 口毒性
表 3 烧结温度对抗菌釉抗菌性能的影响 Table 3 The influence of sintering
temperature on the antibacterial property of glazes
Sam
ples
NO
.
Sintering temp (℃)
Coli . (mm)
600
800
关键在于高性能抗菌釉的制备和施涂工艺 。 2.1 抗菌釉的研究
对用于日用陶瓷制品的抗菌釉应满足以下要求 : (1)抗菌釉的力学 、热力 学性能 要与坯 体和 原有的 釉很好的匹 配 , 也就 是烧 出 的抗 菌陶 瓷制 品 不能 因力 学 、热力学性能不匹配而出现裂纹 、不光滑等 。 (2)加抗菌釉后不能影响原制品的色度和外观 。 (3)抗菌剂要很好地融入釉中 , 耐洗刷 。 (4)最好不要因施 涂抗菌 釉而 增加过 多的 工艺 , 如 增加烧结次数等 。 (5)在保证抗菌效果的前提下 , 要尽量地降低成本 , 减少抗菌材料的用量 。根据上述要求 , 我们采用选取适 当比例的抗菌材料加入原有釉中而制备抗菌釉的方案 。 本实验的日用瓷坯原料组成和普通釉配方详见表 1 、2 。 在上述前 提下 , 我 们采 用 在原 有 釉中 加 入 YK -1 型银系无机抗菌材 料搅拌混 合物均 匀而制 备抗 菌釉的 方案 , 加入的 抗菌 剂 分别 为 5 %, 10 %, 12 %, 15 %, 20 % 等 , 经实际试验及抗 菌性能 检测 , 认为 加入 10 ～ 12 %的 抗菌剂可较好地满足上述原则 , 从而获得了抗菌釉的较 佳配方及制 备工 艺 。其制备 工艺 流程如 图 1 所示 。关
注 :抗菌圈 =无菌区域的宽度
Baci llus (mm)
0 .1～ 0 .2 1 ～ 1 .5 0 .5 ～ 1
0 .3～ 0 .5 0 .1～ 0 .3 0 .1～ 0 .3
2～ 3 3～ 4 3～ 4 3～ 4 3～ 4 3～ 4
Staphy lo coc cus (mm)
2～ 3 3～ 4 2～ 3 2～ 3 2～ 3 2～ 3 2～ 3 3～ 4 3～ 4 3～ 4 3～ 4 3～ 4
本)薄膜粘贴法 3.2 抗菌率
抗菌碗的抗菌率列于表 4 。
表 4 抗菌碗的抗菌率(%) Table 4 The antibacterial rate of the antibacterial bowles
sam ple s
63A -1 63B-1 63B-2 63C -1 63C -2 66A -1 66A -2 66B-1 66C -1
Sintering temperature(℃) 1300 ～ 1350℃
表 2 日用瓷用釉的配方及组成 Table 2 The composition of the glaze
Formulat ion
Composition(%)
(%)
SiO2
Al2O 3
F e2O3
CaO
MgO
K2O
Quartz(11)
关于一次烧成工 艺 :采 用上述 抗菌 釉和施 釉技术 , 可不改变原生产中用的烧成工艺 ,有较宽的烧成工艺适 用范围 , 可 广泛 用于 现 有的 各类 日用 陶 瓷的 烧成 工艺 中。
3 抗菌日用瓷的性能检测与评价
3.1 抗菌日用瓷检测与评价方法 试验或检测所依据的法规和标准有 : (1)GB15193·3 —94 (2)卫生监发[ 1999] 第 577 号文规定方法 (3)卫生部《消毒技术规范》 99.11 (4)抗菌制品的抗 菌力评 价试验法 I(1998 年版 , 日
DO I :10.16521/j .cnki .issn.1001 -9642.2001.06.001
第 37 卷第 6 期 2001 年 12 月
中 国 陶 瓷 CHINA CERAMI CS
VDole.c3.72N0o01.6
抗菌日用瓷的研制及性能评价
项金钟1 , 王毓德1 , 赵景畅1 , 周桢来1 , 柳清菊1 , 吴兴惠1 王以伟2 , 王儒林2 , 但益清2
本文采用自制的超细新型无机抗菌材料 , 制备了具 有良好抗菌性能的抗菌日用瓷制品 ,并探讨了各种因素 对抗菌性能的影响 ,获得了优化的工艺参数 。
2 制备工艺及实验研究
所谓抗菌日用陶 瓷就是 生产出 的日 用瓷制 品本身 具有Leabharlann Baidu菌 、抑菌功能 。这可通过对制品的表面进行涂覆 抗菌材料来实现 , 这类具有抗菌功能的涂层应满足如下 几点要求 :
第 37 卷 第 6 期
项金钟 等 抗菌日用瓷的研制及性能评价
·3·
图 2 制备抗菌日用陶瓷的工艺流程图 Fig.2 The technological process for preparing antibacterial daily-ceramics
(2)喷涂法 :即在 施普 通釉后 , 再喷 涂一层 抗菌釉 , 掌握适当的喷涂量可获得满意的抗菌效果 , 此种方法增 加了一道工序及喷涂设备 ,但可有效地降低抗菌材料用 量 , 对原有的碗而言 , 其 成本仅 增加 0.2 ～ 0.3 元/支 , 有 很大的应用价值 。
(1)施涂上的抗菌 材料 要经久 耐用 , 长期保 持抗菌
功能 ; (2)不影响原制 品的 外观 。 为此 , 本 实验 采用 表面
施涂抗菌釉的方案 ; (3)制作时要与原 工艺很 好匹 配 , 即最 好是 不改变
原工艺或对原工艺改变不大 。 为此 , 我们进行了 多项比 较优 化研究 , 解决 问题的
等安全性试验 : 检测结果表 明 , 其 LD50(半致死), 变异 原性等 各项
指标均超过至今报导的最好水平 。 主要检测结果与报 导的 日本最 好结果 的比 较见表
5 、表 6 。
表 5 YK-系统抗菌材料的 MIC 值与日本相关产品的比较 Table 5 The comparison of the MIC of the YK
series antibacterial materials with that of Japanese
A ntibacterial materials
Coli .
bacterium Staphy lococ cus
80 #
1000
(glaze)
1200
1320
1350
0 .5～ 1 0 .5～ 1 0 .5～ 1 0 .2 ～ 0 .5 0 .1 ～ 0 .3 0 .1 ～ 0 .3
600
2～ 3
800
3～ 4
70 #
1000
3～ 4
(glaze)
1200
3～ 4
1320
3～ 4
1350
3～ 4
7 .315SiO2
2001 年第 6 期
Na2O 0 .50
Caustic oda 6.18
Na2O 0.50
Ignition loss 1.39
图 1 抗菌釉制备工艺流程图 Fig .1 The technological process for the preparing antibacterial glaze
关键词 :无机抗菌材料 ;抗菌性能 ;抗菌日用瓷 中图分类号 :TQ174.7 文献标识码 :A 文章编号 :1001 -9642(2001)06 -0001 -04
1 引 言
环境的污染打破 了我们 周围的 微生 物和细 菌的生 态平衡 , 污染给各种病菌 、细菌的繁衍生存创造了条件 , 使有害细菌无处不在 , 防不胜防 。有害病菌引起的各种 传染病 、病疾严重 危害着 人类 健康 , 甚 至导致 死亡 。这 方面的报导时常见诸报刊 , 有时甚 至引 起人们 的恐慌 。 据世界卫生 组织 1998 年统 计数字 表明 :1995 年因 细菌 污染造成死亡 的人数 为 1700 万 人 , 超 过了 二战死 亡人 数 。1996 年 , 在日本发生的大肠杆菌 O -157 感染事件 , 曾一度引起整 个世 界的 震 惊 , 由 此在 日 本掀 起了 抗菌 热 。在我国因病菌感 染的 事件时 有发生 , 例如 , 上海乙 肝病毒流 行 , 造成 巨大 损 失 。随着 人 们生 活水 平 的提 高 ,对清洁安全性 的要求 越来 越高 。因此 , 包括 抗菌日 用瓷在内的抗菌制品具有广阔的市场前景 , 已成为高技 术产品研究开发的热点之一[ 1-7] 。
关于施釉我们试用了如下的方法 : 一次施釉 :即采用 一次 浸抗菌 釉的办 法 , 该 方法可 获得满意的抗菌效果 , 且不 增加工 序 , 但 需要抗 菌材料 较多 。 二次施釉 : (1)浸渍法 :即在施普通釉后再施一层抗菌剂 , 此方
法也可得到满意的 抗菌效 果 , 此方 法较一 次施 釉 , 增加 了一道工序 , 但可减少抗菌材料用量 。
收稿日期 :2001 -07 -13 基金项目 :云南省自然科学基金项目(99E0002Q) 作者简介 :项金钟(1963 —), 男, 河南商丘人 , 博士 , 副教授 , 主要从事环境材料与工程研究 。
·2·
中 国 陶 瓷
于自制抗菌材料的制备及性能研究已另文报导[ 4] 。
(1.云南大学 材料科学与工程系 , 昆明 650091 2.云南易门瓷厂 , 云南 651100)
摘 要 :抗菌制品是目前高新技术研究和开发的热点 之一 。本文采用 自制的超 细新型无 机抗菌 材料 , 通过 研究探索制备出了具有良好抗菌效果的抗菌日用瓷 制品 , 在探讨 了各种 因素对抗 菌性能 影响的基 础上 , 优化获得了较佳的制备工艺 。