BE1019910A3 - Antimicrobieel geemailleerd visueel communicatiepaneel. - Google Patents

Abstract

Visueel communicatiebord dat voorzien is van een emaillaag aan de schrijfzijde van het communicatiepaneel waarop een patroon van stippen of en volvlak is aangebracht dat bestaat uit een keramisch materiaal dat een metaal, metaaloxide of metaalzout met antimicrobiële eigenschappen bevat en ingebrand is op de emaillaag bij temperaturen boven de 500°C.

Description

Antimicrobieel geëmailleerd visueel communicatiepaneel.

De huidige uitvinding heeft betrekking op een (al dan niet) interactief geëmailleerd visueel communicatiepaneel, zij het een met bijvoorbeeld droog uitveegbare stiften beschrijfbaar en uitveegbaar bord of een met krijt beschrijfbaar gekleurd krijtbord of dergelijke.

Communicatieborden in kantoren en klaslokalen worden dagelijks door meerdere mensen gebruikt hetgeen het bord tot een potentieel risico voor het verspreiden van micro-organismen maakt tengevolge van besmetting door aanraken of door hoesten bijvoorbeeld, waarbij het bord als transferschijf dient voor microörganismen.

Gebruikers van dergelijke borden zijn geïnteresseerd in een bord met antimicrobiële werking om het gebruik van antimicrobiële middelen in het klaslokaal of het kantoor te beperken.

In het algemeen worden antimicrobiële materialen en coatings verkregen door het toevoegen van specifieke agentia met een microbicide activiteit.

Organische antimicrobiële substanties zijn niet bestand tegen de temperaturen van het productieproces van een geëmailleerd bord.

Anorganische antimicrobiële agentia zoals metalen of metaaloxiden zoals Ag, Cu, Au, Zn, e.d. of oxides zoals ZnO, CaO of MgO of zouten zoals AgNCb zijn wel temperatuurbestendig.

Voor metalen vormen de metaalionen (Ag+, Cu2+, Zn2+,.„) in feite de actieve ingrediënt. Dit betekent dat vochtigheid aanwezig moet zijn om het metaal toe te laten ionen te vormen.

De antimicrobiële activiteit van metaal oxides zoals ZnO wordt toegeschreven aan het vormen van H2O2, 0’ en OH" die de celwand kunnen penetreren en de bacterie kunnen doden.

De meest populaire anorganische additieven zijn Ag en Cu, die onder verschillende vormen kunnen worden toegevoegd : als nanopartikels, als metaaloxidepartikels, als metaalzout of zelfs meer complexe vormen, maar ook direct als ionen op een ionenuitwisselaar-drager zoals zeoliet.

Er bestaan reeds talrijke voorbeelden van materialen met zilver of een zilver-gebaseerde coating, zoals zilverhoudende verven bijvoorbeeld een muurverf voor hospitalen (Bioni Nature).

Antimicrobiële schrijfborden van gelakt staal worden aangeboden door Environmental Hygiene Products en zijn bedoeld voor gebruik in hospitalen of andere plaatsen waar het aanraken van oppervlakken kan leiden tot het verspreiden van E.coli en andere organismen (Antimicrobial whiteboard, Hospita! Bulletin, January 2010, pg. 6.) EP 1.580.172 (2005) beschrijft een antimicrobieel fosfaatglas met een gehalte tot 5 % Ag20.

DE 102.006.026.033 (2007) beschrijft een methode om zilverrijke oppervlakken van glas en glaskeramiek te verkrijgen. De concentratie van het zilver in het gesmolten glas is beperkt tot 0,1 gewichts% aan zilverzouten om precipitatie te vermijden. Alternatieve methoden zoals ionenuitwisseling en ionenimplantatie worden beschreven om zilverrijke oppervlakken te scheppen.

Een synergetisch antimicrobieel effect werd bekomen door het toevoegen van 0.1 tot 10 % CuO aan zilverhoudend antimicrobieel glas (Synthesis and characterisation of bioactive and antibacterial glass-ceramic, Advances in Applied Ceramics 107 (5), pg 234-244)(2008).

Ying Xu et al. beschreef de bereiding van borosilicaat glas en zijn antimicrobiële eigenschappen door toevoegen van Ag20 in concentraties tussen 0,5 en 3,0 % (Study on the préparation and properties of silver-doped borosilicate antibacterial glass, Journal of non-crystalline solids 354, pg 1341-1345) (2008).

Antimicrobieel glas wordt ook beschreven in meerdere Chinese en Japanse octrooien zoals in CN 101.580.342 (2009) waarin een gehalte van 1 tot 5 % Ag203 wordt gebruikt.

Email is een soort van borosilicaat glas met metaalionen of metaaloxide precipitaties voor kleureffecten.

Antimicrobieel email werd verder beschreven in: US 6.303.183 (2001) beschrijft antimicrobieel porselein email waarin bij voorkeur metallisch zilver wordt gebruikt in een concentratie van 0,1 tot 3,0 %, maar ook zink of koper wordt gebruikt.

Het antimicrobieel effect van zilverhoudend email werd duidelijk aangetoond door Voss et al. (Evaluation of bacterial growth on various materials, 20th International Enamellers Congress, 15-19 May 2005, Istanbul).

WO 2006/133075 beschrijft een kost-effectief en praktisch zuurbestendig porseleinemail met antimicrobiële eigenschappen voor stalen substraten. Het porseleinemail bevat een optimale hoeveelheid zink en andere bestanddelen met goede antimicrobiële eigenschappen zonder andere belangrijke eigenschappen zoals zuurbestendigheid te moeten inboeten.

WO 2006/088468 beschrijft een antimicrobiële email verglazende samenstelling met zink boraat om antimicrobiële eigenschappen aan meerdere geëmailleerde Produkten te bezorgen.

Meer recent beschreef een studie door Luca Pignatti et al. Het toevoegen van Ag20, CuO en ZnO aan verschillende types van emailsamenstellingen. Antibacteriële testen tonen duidelijk de antibacteriële effecten aan (Definition of a new range of porcelain enamels with antibacterial characteristics and the method of the antibacterial power control, 21st International enamellers Congress, 18-22 May 2008, Shangai).

Geëmailleerde communicatieborden voor scholen of kantoren moeten, ook indien ze een antimicrobiële werking vertonen, nog steeds voldoen aan de eisen van duurzaamheid, afveegbaarheid en zuur- en kleurbestendigheid die aan de hedendaagse borden gesteld worden.

Meer speciaal, in het geval van interactieve borden, moet het positie-coderingspatroon optisch leesbaar blijven, ook na langdurig gebruik om het leesinstrument toe te laten, een gepositioneerde elektronische weergave te vormen van de informatie welke op het communicatiepaneel geschreven wordt.

Zulk interactief communicatiepaneel en de bijhorende leesinstrumenten worden omstandig omschreven in WO. 01/16872, waarvan de inhoud geïncorporeerd wordt in de huidige tekst door verwijzing ernaar.

WO 2009/000053 beschrijft een interactief communicatiebord uit geëmailleerd staal, waarop een positie-coderingspatroon is aangebracht door een afdruk in een keramisch materiaal aan te brengen dat op de emaillaag wordt ingebrand bij temperaturen boven 500 °C.

Met het oog op het bekomen van een antimicrobieel communicatiepaneel betreft de huidige uitvinding daarom een visueel communicatiepaneel dat voorzien is van een emaillaag aan de schrijfzijde van het communicatiepaneel waarop een patroon of een volvlak is aangebracht dat bestaat uit een keramisch materiaal dat onder andere een metaal, metaaloxide of metaalzout met antimicrobiële eigenschappen bevat en ingebrand is op de emaillaag bij temperaturen boven 500 °C.

Een voordeel van een dergelijk communicatiepaneel is dat de schrijfzijde een antimicrobiële werking vertoont, zonder de eigenschappen nuttig voor het gebruik als communicatiebord nadelig te beïnvloeden.

Inderdaad, de hoge krasvastheid en slijtvastheid van zulke keramische borden blijft behouden alsook een goede uitveegbaarheid, en goede zuur- en kleurbestendigheid en dit ook na vele gebruikscycli.

De antimicrobiële werking is verzekerd vanuit een slijtvast patroon dat gedurende de levensduur van het bord een bron van antimicrobiële metaalionen blijft.

In een voorkeurdragende uitvoeringsvorm is het patroon een optisch leesbaar positie-coderingspatroon voor een interactief communicatiebord.

Een voordeel van een dergelijk patroon is dat het benut kan worden door een leesinrichting om een electronische registratie van de informatie op het bord toe te laten waardoor het bord als interactief bord kan gebruikt worden, maar tevens een antimicrobieel oppervlak heeft, ter hygiënische bescherming van de gebruikers ervan.

Bij voorkeur bevat het keramisch materiaal van het patroon een antimicrobieel metaal of metaaloxide zoals zilver of zilveroxide.

Een voordeel van zilver of zilveroxide is dat de antimicrobiële werking ervan reeds optreedt bij lage dosissen van zilverionen zodat de hoeveelheid zilver of zilveroxide in het keramisch materiaal van het patroon niet meer dan 10 gewichts% dient te bedragen, en vanaf 0,1 gewichts% de antimicrobiële werking al merkbaar is.

De keramische pasta aangewend voor het drukken van het positie-coderingspatroon met zeefdruk kan bijvoorbeeld als volgt zijn samengesteld: 1) 30 tot 70 gewichtsdelen ongekleurde organische zeefdrukmedia voor het drukken. Deze media verdampen volledig tijdens het inbranden van de pasta; 2) 20 tot 60 gewichtsdelen borosilicaatglas met de volgende samenstelling : 19.9 % Natrium; 0,9 %

Aluminium; 32,8 % Silicium; 1,51 % Zwavel; 16,0 % Kalium; 5,7 % Barium; 22,2 % Titaan; 0,9 % Koper; 3) 5 tot 20 gewichtsdelen keramische kleurstof met de volgende samenstelling : 1,1 % Aluminium; 8,4%

Silicium; 0,6 % Zwavel; 30,9 % Chroom; 4,3 %

Mangaan; 28,2 % Ijzer; 16,5 % Koper; 10 % Zilver of zilveroxide of zilverzout.

De keramische pasta aangewend voor het stippenpatroon kan zodanig zijn dat de pasta het licht van de lichtbron van het leesinstrument absorbeert, zodat de optische detectie van het patroon verbeterd wordt.

Meer specifiek kan de gebruikte keramische pasta zodanig zijn dat het infrarood licht van 800-950 nm absorbeert.

Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen, is hierna, als voorbeeld zonder enig beperkend karakter, een voorkeurdragende uitvoeringsvorm beschreven van een interactief geëmailleerd visueel communicatiebord volgens de uitvinding, met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin: figuur 1 schematisch een visueel communicatiebord volgens de uitvinding weergeeft; figuur 2 een algemeen patroon weergeeft dat geen positie-coderingspatroon is en ook als volvlak kan voorkomen; figuur 3 een positie-coderingspatroon weergeeft; figuur 4 een positie-coderingspatroon op kleinere schaal weergeeft; figuur 5 op grotere schaal een doorsnede weergeeft volgens lijn V-V in figuur 1;

Het visueel communicatiepaneel 1 zoals weergegeven in figuur 1 bestaat in hoofdzaak uit een stalen plaat 2 van in dit geval 0,35 mm dik, die aan de voorzijde 3 is voorzien van een hoofdzakelijk witte emaillaag 4 van in dit geval 0,10 mm dik.

De voorzijde 3 of de schrijf zijde van het communicatiepaneel 1 is bijkomend voorzien van een patroon 5.

Het patroon 5 bestaat hier uit een regelmatig patroon van kleine zwarte stippen 6 die in werkelijkheid over hoofdzakelijk het ganse oppervlak van de voorzijde 3 van het communicatiepaneel 1 zijn voorzien, en waarvan een detail op grotere schaal wordt weergegeven in figuur 2.

In plaats van een regelmatig patroon van stippen, kan het patroon ook een positie-coderingspatroon zijn, in overeenstemming met een patroon zoals omschreven in WO 01/16872. De betreffende omschrijving wordt door verwijzing ernaar geïncorporeerd in de huidige octrooiaanvraag.

In het kort, en zoals weergegeven in figuur 3, komt het erop neer dat er een virtueel, hier in stippellijn doch in werkelijkheid niet weergegeven, raster is voorzien op het schrijfoppervlak 3 van het communicatiepaneel 1, en nabij ieder virtueel knooppunt 8 van het raster een stip 7 is voorzien, echter enigszins verschoven naar boven, naar links, naar rechts of naar onder ten opzichte van het virtueel knooppunt 8.

De afstand tussen de knooppunten 8 bedraagt hier 0.3 mm, de diameter van de stippen 7 bedraagt 100 pm, en de verschuiving ten opzichte van het virtueel knooppunt 50 pm.

Afhankelijk van de grootte van het communicatiepaneel 1 en de gewenste resolutie van de positionering, volstaan bijvoorbeeld vier bij vier of zestien stippen 7 of zes bij zes of zesendertig stippen 7 om de positie te identificeren.

In figuur 4 wordt bij wijze van voorbeeld een positie-coderingspatroon 9 weergegeven waarbij de registratie van de verschuivingen van vier bij vier stippen 7 ten opzichte van de respectievelijke virtuele knooppunten 8 volstaat voor de identificatie van elke positie.

In figuur 5 wordt het communicatiepaneel 1 op grotere schaal in doorsnede weergegeven. Hierin is de stalen plaat 2 weergegeven die aan de voorzijde en de rugzijde is voorzien van een hoofdzakelijk witte emaillaag 4.

Bovenop de emaillaag 4 is een patroon 5 met stippen 7 aangebracht, waarin een antimicrobieel metaal of metaaloxide of metaalzout is verwerkt.

Een werkwijze voor het realiseren van een visueel communicatiepaneel volgens de uitvinding, bestaat erin een stalen plaat 2 minstens aan de voorzijde 3 te voorzien van een emaillaag 4 en deze in te bakken aan bijvoorbeeld 820°C.

Dit kan bijvoorbeeld worden uitgevoerd in een continu proces waarbij de aldus bekomen geëmailleerde plaat eventueel wordt opgerold voor latere verwerking of onmiddellijk wordt versneden in platen die de basis vormen van een communicatiepaneel 1.

Het voornoemd patroon wordt aangebracht door middel van zeefdruk, waarbij de zeef selectief zeefdrukpasta doorlaat onder druk van een rakel, op de plaatsen waar de stippen 7 gewenst zijn. De zeefdrukpasta bevat antimicrobiële metalen en/of metaaloxiden of metaalzouten.

De stippen in zeefdrukpasta, die emaildeeltjes, antimicrobiële bestanddelen en desgewenst pigment bevatten, worden ingebrand aan een temperatuur lager dan de temperatuur waarop de eerste laag of lagen werden ingebrand, bijvoorbeeld op 740°C.

Deze techniek biedt het voordeel dat een patroon 5 kan worden aangebracht met een voldoende nauwkeurigheid door middel van zeefdruktechniek.

Indien het patroon 5 een positie-coderingspatroon 9 is, is een hogere nauwkeurigheid wenselijk en kan men zijn toevlucht nemen tot fotografische methoden om de stippen aan te brengen zoals in WO 01/16872 beschreven werd.

Het is duidelijk dat de verschillende beschreven werkwijzen volgens de uitvinding voor het aanbrengen van een patroon 5, niet uitsluit dat nog andere methoden kunnen gebruikt worden om patronen aan te brengen van antibacteriële stippen waarbij een email of emailhoudende inkt of toner via een al dan niet digitale druktechniek of transfertechniek op het geëmailleerde oppervlak van het communicatiebord wordt aangebracht of via nog andere transfertechnieken zoals décalcomanie.

Het spreekt vanzelf dat de stippen die het patroon vormen van elke willekeurige vorm kunnen zijn of zelfs elkaar kunnen raken, indien dit voor het aanbrengen praktischer zou blijken, zolang de gewenste oppervlakte-eigenschappen van het communicatief bord bewaard blijven.

Zo kunnen de stippen zodanig zijn dat zij aanleiding geven tot een strepenpatroon of zodanig zijn dat zij aanleiding geven tot een volvlak.

Het is ook mogelijk dat een volvak wordt aangebracht met een continu druksysteem zoals een dip coating, spray coating of rol coating waarbij het antimicrobieel materiaal als een continue laag wordt aangebracht.

Het is duidelijk dat in geval het patroon een positie-coderingspatroon is, hierboven in het algemeen weergegeven als donkere stippen, ook lichtabsorberende of extra reflecterende bestanddelen in de stippen kunnen aanwezig zijn.

Zulke uitvoering kan vooral van nut zijn bij gekleurde krijtborden die beschrijfbaar zijn met krijt of dergelijke, en/of wanneer de lichtbron waarmee het positie-coderend patroon gedetecteerd wordt een infra-rood licht uitstraalt.

Om de antibacteriële eigenschappen van het patroon na te gaan dienen deze gemeten te worden.

De antibacteriële eigenschappen van een oppervlak worden gewoonlijk gemeten door een zogenoemde contactmethode. Deze procedure is beschreven in de ISO 22196:2007 standaard die de internationale industriële standaard werd.

In deze methode wordt een bacteriële cultuur op het te meten oppervlak geplaatst. Na een gespecifieerde tijd wordt de cultuur afgespoeld en een deel van de vloeistof wordt op een agar medium gebracht. Dezelfde procedure wordt herhaald op een referentieoppervlak.

Na een zekere tijd wordt de graad van bacteriële groei op de agar gemeten en de verhouding van bacteriële groei van het testmonster wordt vergeleken met het referentiemonster waarbij de verhouding tussen de twee een maat is voor de antibacteriële eigenschappen van het test oppervlak.

Deze methode wordt toegepast voor de stam Escherichia coli of een ander microörganisme.

De antibacteriële activiteit wordt aangegeven door een cijfer dat het logaritme voorstelt van de verhouding tussen het aantal bacteriën op het oppervlak zonder antimicrobiële behandeling en het aantal bacteriën op hetzelfde oppervlak maar met antimicrobiële behandeling. Indien dit cijfer bijvoorbeeld 6 is, betekent dit dat slechts één op het miljoen bacterieën overblijft na het tijdsinterval van de meting door toedoen van de antibacteriële werking.

In het volgende experiment werd een standaard geëmailleerd bord van Polyvision voorzien van een patroon door zeefdrukken van een zeefdrukmedium waaraan respectievelijk 3 % Ag20 , 5 % Ag20 of 3 % AgNCb werd toegevoegd als antimicrobieel middel.

De gemeten antibacteriële activiteit wordt in tabel I weergegeven :

Tabel I : Vergelijking van de antibacteriële activiteit op logaritmische schaal van antibacteriële additieven aan het zeefdrukmedium na bedrukken van het oppervlak van een geëmailleerd communicatiebord.

Het is duidelijk dat het toevoegen van zilververbindingen aan het zeefdrukmedium een meetbare antibacteriële activiteit kan ontwikkelen.

De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de als voorbeeld beschreven en in de figuren weergegeven uitvoeringsvorm, doch een dergelijk communicatiepaneel dat voorzien is van antibacteriële metalen of metaaloxiden kan worden verwezenlijkt zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.

Claims (11)

1. Visueel communicatiebord dat voorzien is van een emaillaag aan de schrijfzijde van het communicatiepaneel waarop een patroon van stippen of een volvlak is aangebracht dat bestaat uit een keramisch materiaal dat een metaal, metaaloxide of metaalzout met antimicrobiële eigenschappen bevat en ingebrand is op de emaillaag bij temperaturen boven 500 °C.

2. Visueel communicatiebord volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat het patroon een optisch leesbaar positie-coderingspatroon voor een interactief communicatiebord is.

3. Visueel communicatiebord volgens conclusie 1 of 2, daardoor gekenmerkt dat het metaal, metaaloxide of metaalzout zilver, zilveroxide of zilvernitraat bevat.

4. Visueel communicatiebord volgens conclusie 1 of 2, daardoor gekenmerkt dat het gehalte aan zilver, zilveroxide of zilverzout in het keramisch materiaal van het patroon tussen 0,1 en 10 gewichts% bedraagt.

5. Visueel communicatiebord volgens conclusie 1 of 2, daardoor gekenmerkt dat de stippen die het patroon vormen van elke willekeurige vorm kunnen zijn of zelfs elkaar kunnen raken.

6. Visueel communicatiebord volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat het antimicrobiële keramische materiaal in een zo fijn verdeelde vorm in een inkt of coating is opgenomen, dat de resulterende inkt of coating als een volvlak kan worden aangebracht op het communicatiebord door middel van om het even welke coating of druktechniek, waarbij de stippen met antimicrobieel materiaal zich willekeurig verdeeld in het volvlak bevinden.

7. Visueel communicatiebord volgens conclusie 1 of 3, daardoor gekenmerkt dat het bord een antibacteriële werking vertoont gemeten volgens de ISO 22196:2007 standaard waarbij het aantal bacteriën aan het oppervlak met tenminste een factor 100 verminderd is binnen de 24 uren door de antibacteriële werking van het oppervlak (antibacteriële werking, van 2 op een logaritmische schaal).

8. Visueel communicatiebord volgens conclusie 1 of 2, daardoor gekenmerkt dat de stippen lichtabsorberende of extra reflecterende bestanddelen kunnen bevatten.

9. Werkwijze voor het vervaardigen van een visueel communicatiebord (1) zoals omschreven in conclusie 1 of 2, daardoor gekenmerkt dat de gebruikte druktechniek eender welke druktechniek kan zijn die een keramiekvormend medium kan aanbrengen in de vorm van een patroon zoals zeefdruk of een direct fotografisch procédé, een digitale druktechniek zoals ink-jet, toner transfer, of een flexografische of diepdruktechniek, of nog andere transfertechnieken zoals décalcomanie.

10. Werkwijze voor het vervaardigen van een visueel communicatiebord (1) zoals omschreven in conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat de werkwijze voorziet in het aanbrengen van een volvlak op het oppervlak van het communicatiebord door middel van het transfereren van een coating of inkt of samenstelling met antimicrobiële bestanddelen in de vorm van een volvlak.

11. Werkwijze voor het vervaardigen van een visueel communicatiebord (1) zoals omschreven in conclusie 5, daardoor gekenmerkt dat het patroon (6) dat is aangebracht via een druktechniek ingebrand wordt op het geëmailleerd oppervlak van het visueel communicatiebord bij een temperatuur van tenminste 500 °C.