BR112018068031B1

BR112018068031B1 - METHOD FOR MANUFACTURING A CERAMIC GLASS FORMULATION

Info

Publication number: BR112018068031B1
Application number: BR112018068031-1A
Authority: BR
Inventors: Alvin Lamar Campbell Jr.; Nathan L. Fields
Original assignee: Microban Products Company
Priority date: 2016-03-09
Filing date: 2017-03-07
Publication date: 2023-08-29

Abstract

Um método para fabricação de uma formulação de vidrado cerâmico tendo uma propriedade antimicrobiana para uso com um artigo de cerâmica. O método compreende sinterizar uma formulação antimicrobiana em uma frita fundente, prover pelo menos um componente antimicrobiano não sinterizado, prover um carreador de prata em uma matriz de vidro e combinar a frita fundente, o pelo menos um componente não sinterizado e o carreador de prata na matriz de vidro para formar a formulação de vidrado cerâmico. O carreador de prata é combinado em uma taxa de adição com base em uma base de peso seco da formulação de vidrado cerâmico. Uma formulação de aditivo de vidrado cerâmico e um artigo esmaltado cerâmico também são providos.A method for manufacturing a ceramic glaze formulation having an antimicrobial property for use with a ceramic article. The method comprises sintering an antimicrobial formulation into a flux frit, providing at least one unsintered antimicrobial component, providing a silver carrier in a glass matrix, and combining the flux frit, the at least one unsintered component and the silver carrier in the glass matrix to form the ceramic glaze formulation. The silver carrier is combined at an addition rate based on a dry weight basis of the ceramic glaze formulation. A ceramic glaze additive formulation and a ceramic glaze article are also provided.

Description

FIELD OF INVENTION

[001] A presente invenção refere-se geralmente a vidrados cerâmicos, mais particularmente a uma formulação de aditivo de vidrado cerâmico, a um método para fabricação da formulação de aditivo de vidrado cerâmico e a um artigo esmaltado cerâmico.[001] The present invention generally relates to ceramic glazes, more particularly to a ceramic glaze additive formulation, to a method for manufacturing the ceramic glaze additive formulation and to a ceramic glaze article.

BASICS OF THE INVENTION

[002] Existe uma demanda crescente de que produtos cerâmicos tenham proteção antimicrobiana. Por exemplo, existe uma demanda para fins tanto domésticos como comerciais de que tais produtos cerâmicos sejam livres de germes e bactérias.[002] There is a growing demand for ceramic products to have antimicrobial protection. For example, there is a demand for both domestic and commercial purposes for such ceramic products to be free from germs and bacteria.

[003] Embora consumidores desejem que esses produtos cerâmicos tenham esse recurso funcional, os consumidores também não querem sacrificar a aparência de tais produtos cerâmicos. Isso inclui a aparência de louças sanitárias. Louças sanitárias tipicamente requerem temperaturas de queima maiores e um período de tempo mais longo.[003] Although consumers want these ceramic products to have this functional feature, consumers also do not want to sacrifice the appearance of such ceramic products. This includes the appearance of sanitary ware. Sanitary ware typically requires higher firing temperatures and a longer period of time.

[004] Louça sanitária requer um aumento significativo na quantidade de zinco para conferir à mesma a cor e a aparência estética desejadas. Bismuto e o zinco são dois dos componentes antimicrobianos mais difíceis de colocar em um vidrado. As partículas de bismuto fundem em uma temperatura menor do que zinco, e zinco pode não entrar em solução com os outros componentes do vidrado. Nas temperaturas de queima (cerca de 1232,2oC) e extensão de tempo de queima (18-24 horas) para louças sanitárias, tanto o bismuto como o zinco podem causar problemas com fluidez e gotejamento aumentados do vidrado. Se não forem bem misturados, ambos podem causar descolorações. Bismuto produz manchas claras em um vidrado branco e zinco produz áreas mais brancas. Há também ondulações. Zinco também pode reagir com cromo e estanho para alterar a cor do vidrado resultante.[004] Sanitary ware requires a significant increase in the amount of zinc to give it the desired color and aesthetic appearance. Bismuth and zinc are two of the most difficult antimicrobial components to put into a glaze. Bismuth particles melt at a lower temperature than zinc, and zinc may not go into solution with the other components of the glaze. At the firing temperatures (about 1232.2oC) and length of firing time (18-24 hours) for sanitary ware, both bismuth and zinc can cause problems with increased fluidity and dripping of the glaze. If not mixed well, both can cause discoloration. Bismuth produces light spots in a white glaze and zinc produces whiter areas. There are also ripples. Zinc can also react with chromium and tin to change the color of the resulting glaze.

[005] Assim, existe a necessidade de um método e uma formulação de aditivo para superar esses problemas e, ao mesmo tempo, prover uma solução com uso eficiente de energia.[005] Thus, there is a need for a method and an additive formulation to overcome these problems and, at the same time, provide an energy-efficient solution.

SUMMARY OF THE INVENTION

[006] A presente invenção refere-se a uma formulação de aditivo de vidrado cerâmico, um método para fabricação de uma formulação de aditivo de vidrado cerâmico e a um artigo esmaltado cerâmico.[006] The present invention relates to a ceramic glaze additive formulation, a method for manufacturing a ceramic glaze additive formulation and a ceramic enamel article.

[007] Um método para fabricação de uma formulação de vidrado cerâmico tendo uma propriedade antimicrobiana para uso com um artigo de cerâmica é provido. O método compreende fritar uma formulação antimicrobiana em um fluxo de frita, em que o fluxo de frita está presente na formulação de vidrado cerâmico em uma quantidade de 45% em peso a 55% em peso, com base em uma base de peso seco da formulação de vidrado cerâmico; prover pelo menos um componente antimicrobiano não fritado; prover um carreador de prata em uma matriz de vidro; combinar o fluxo de frita, o pelo menos um componente não fritado, e o carreador de prata na matriz de vidro para formar a formulação de vidrado cerâmico; em que o carreador de prata é combinado em uma taxa de adição de pelo menos 1% em peso, com base em uma base de peso seco da formulação de vidrado cerâmico.[007] A method for manufacturing a ceramic glaze formulation having an antimicrobial property for use with a ceramic article is provided. The method comprises frying an antimicrobial formulation in a frit stream, wherein the frit stream is present in the ceramic glaze formulation in an amount of 45% by weight to 55% by weight, based on a dry weight basis of the formulation. ceramic glaze; provide at least one non-fried antimicrobial component; providing a silver carrier in a glass matrix; combining the frit flux, the at least one non-frit component, and the silver carrier in the glass matrix to form the ceramic glaze formulation; wherein the silver carrier is combined at an addition rate of at least 1% by weight, based on a dry weight basis of the ceramic glaze formulation.

[008] Em outro aspecto da invenção, o método compreende fritar uma formulação antimicrobiana em um fluxo de frita, em que o fluxo de frita está presente na formulação de vidrado cerâmico em uma quantidade de 1% em peso a 10% em peso, com base em uma base de peso seco da formulação de vidrado cerâmico; prover pelo menos um componente antimicrobiano não fritado; prover um carreador de prata em uma matriz de vidro; combinar o fluxo de frita, o pelo menos um componente antimicrobiano não fritado e o carreador de prata na matriz de vidro para formar a formulação de vidrado cerâmico; em que o carreador de prata é adicionado à formulação de vidrado cerâmico em uma taxa de adição de pelo menos 10% em peso, com base em uma base de peso seco da formulação de vidrado cerâmico.[008] In another aspect of the invention, the method comprises frying an antimicrobial formulation in a frit stream, wherein the frit stream is present in the ceramic glaze formulation in an amount of 1% by weight to 10% by weight, with based on a dry weight basis of the ceramic glaze formulation; provide at least one non-fried antimicrobial component; providing a silver carrier in a glass matrix; combining the frit flux, the at least one non-frit antimicrobial component, and the silver carrier in the glass matrix to form the ceramic glaze formulation; wherein the silver carrier is added to the ceramic glaze formulation at an addition rate of at least 10% by weight, based on a dry weight basis of the ceramic glaze formulation.

[009] Uma formulação de aditivo de vidrado cerâmico é provida compreendendo: 0,1% a 1% em peso de carreador de prata; 12% a 21% em peso de Bi2O3; 29% a 37% em peso de ZnO; e 45% a 55% em peso de frita fundente, em que uma percentagem em peso é com base no peso da formulação de aditivo de vidrado cerâmico.[009] A ceramic glaze additive formulation is provided comprising: 0.1% to 1% by weight of silver carrier; 12% to 21% by weight Bi2O3; 29% to 37% by weight ZnO; and 45% to 55% by weight of flux frit, wherein the weight percentage is based on the weight of the ceramic glaze additive formulation.

[0010] Outra formulação de aditivo de vidrado cerâmico é provida compreendendo: 5% a 15% em peso de carreador de prata; 80% a 90% em peso de ZnO; e 1% a 10% em peso de frita fundente, em que uma percentagem em peso é com base no peso da formulação de aditivo de vidrado cerâmico.[0010] Another ceramic glaze additive formulation is provided comprising: 5% to 15% by weight of silver carrier; 80% to 90% by weight ZnO; and 1% to 10% by weight of flux frit, wherein the weight percentage is based on the weight of the ceramic glaze additive formulation.

[0011] Um artigo esmaltado cerâmico é provido compreendendo uma formulação de aditivo de vidrado cerâmico aplicada sobre uma superfície do artigo de cerâmica, a formulação de aditivo de vidrado cerâmico compreendendo: 0,1% a 1% em peso de carreador de prata; 12% a 21% em peso de Bi2O3; 29% a 37% em peso de ZnO; e 45% a 55% em peso de frita fundente, em que uma percentagem em peso é com base no peso da formulação de aditivo de vidrado cerâmico.[0011] A ceramic enamel article is provided comprising a ceramic glaze additive formulation applied to a surface of the ceramic article, the ceramic glaze additive formulation comprising: 0.1% to 1% by weight of silver carrier; 12% to 21% by weight Bi2O3; 29% to 37% by weight ZnO; and 45% to 55% by weight of flux frit, wherein the weight percentage is based on the weight of the ceramic glaze additive formulation.

[0012] Em ainda outro aspecto da invenção, é provido outro artigo esmaltado cerâmico compreendendo uma formulação de aditivo de vidrado cerâmico compreendendo: 5% a 15% em peso de carreador de prata; 80% a 90% em peso de ZnO; e 1% a 10% em peso de frita fundente, em que uma percentagem em peso é com base no peso da formulação de aditivo de vidrado cerâmico.[0012] In yet another aspect of the invention, there is provided another ceramic glaze article comprising a ceramic glaze additive formulation comprising: 5% to 15% by weight of silver carrier; 80% to 90% by weight ZnO; and 1% to 10% by weight of flux frit, wherein the weight percentage is based on the weight of the ceramic glaze additive formulation.

[0013] Áreas de aplicabilidade adicionais da presente invenção serão evidentes a partir da descrição detalhada apresentada a seguir. Deve ser entendido que a descrição detalhada e os exemplos específicos, embora indicando as modalidades preferidas da invenção, destinam-se apenas para fins ilustrativos e não pretendem limitar o escopo da invenção.[0013] Additional areas of applicability of the present invention will be evident from the detailed description presented below. It should be understood that the detailed description and specific examples, while indicating preferred embodiments of the invention, are intended for illustrative purposes only and are not intended to limit the scope of the invention.

DESCRIPTION OF THE PREFERRED MODALITIES

[0014] A descrição seguinte das modalidades da presente invenção é apenas exemplar em sua natureza e não pretende de modo algum limitar a invenção, sua aplicação ou usos. A presente invenção tem um amplo potencial de aplicação e utilidade, e está contemplada para ser adaptável em uma ampla faixa de indústrias. A descrição seguinte é aqui apresentada apenas a título de exemplo para fins de prover uma divulgação permitindo alcançar a invenção, mas não limita o escopo ou a essência da invenção.[0014] The following description of embodiments of the present invention is only exemplary in nature and is not intended in any way to limit the invention, its application or uses. The present invention has a broad potential for application and utility, and is contemplated to be adaptable in a wide range of industries. The following description is presented here by way of example only for the purpose of providing a disclosure enabling the invention to be achieved, but does not limit the scope or essence of the invention.

[0015] Como aqui usado, os termos “micróbio” ou “microbiano” devem ser interpretados como se referindo a qualquer um dos organismos microscópicos estudados por microbiologistas ou encontrados no ambiente de uso de um artigo de cerâmica ou artigo esmaltado cerâmico. Tais organismos incluem, mas não estão limitados a, bactérias e fungos, bem como outros organismos unicelulares, como mofo, míldio e algas. Partículas virais e outros agentes infecciosos também estão incluídos no termo micróbio.[0015] As used herein, the terms “microbe” or “microbial” should be interpreted as referring to any of the microscopic organisms studied by microbiologists or found in the environment of use of a ceramic article or ceramic enamel article. Such organisms include, but are not limited to, bacteria and fungi, as well as other single-celled organisms such as mold, mildew and algae. Viral particles and other infectious agents are also included under the term microbe.

[0016] O termo “antimicrobiano” inclui atividade bioestática, isto é, onde a proliferação de espécies microbiológicas é reduzida ou eliminada, e atividade biocida verdadeira onde espécies microbiológicas são mortas. Para facilitar a discussão, esta descrição detalhada pode fazer referência a bactérias e agentes antibacterianos. Este método de apresentação não deve ser interpretado como limitando o escopo da invenção de qualquer modo. Além disso, “antimicrobiano” e termos similares devem ser interpretados como englobando tanto atividades de extermínio de micróbios como microbioestáticas. Isto é, aqui é considerado como sendo eficaz se uma composição antimicrobiana reduz o número de micróbios em um substrato ou se a composição retarda a taxa normal de crescimento microbiano.[0016] The term “antimicrobial” includes biostatic activity, that is, where the proliferation of microbiological species is reduced or eliminated, and true biocidal activity where microbiological species are killed. To facilitate discussion, this detailed description may reference bacteria and antibacterial agents. This method of presentation should not be construed as limiting the scope of the invention in any way. Furthermore, “antimicrobial” and similar terms should be interpreted as encompassing both germ-killing and microbiostatic activities. That is, here it is considered to be effective if an antimicrobial composition reduces the number of microbes in a substrate or if the composition retards the normal rate of microbial growth.

[0017] Para facilitar a discussão, esta descrição usa os termos micróbios e antimicrobiano para denotar uma atividade de espectro amplo (por exemplo, contra bactérias e fungos). Quando se fala de eficácia contra um microrganismo ou classificação taxonômica particular, o termo mais focalizado será usado (por exemplo, antifúngico para denotar eficácia contra crescimento fúngico em particular). Para facilitar a discussão, esta descrição usa os termos micróbios e antimicrobiano para denotar uma atividade de espectro amplo (por exemplo, contra bactérias e fungos). Quando se fala de eficácia contra um microrganismo ou classificação taxonômica particular, o termo mais focalizado será usado (por exemplo, antifúngico para denotar eficácia contra o crescimento fúngico em particular).[0017] To facilitate discussion, this description uses the terms microbes and antimicrobial to denote broad-spectrum activity (e.g., against bacteria and fungi). When speaking of efficacy against a particular microorganism or taxonomic classification, the more focused term will be used (e.g., antifungal to denote efficacy against particular fungal growth). To facilitate discussion, this description uses the terms microbes and antimicrobial to denote broad-spectrum activity (e.g., against bacteria and fungi). When speaking of efficacy against a particular microorganism or taxonomic classification, the more focused term will be used (e.g., antifungal to denote efficacy against a particular fungal growth).

[0018] Usando o exemplo acima, deve ser entendido que a eficácia contra fungos não exclui de modo alguma a possibilidade de que a mesma composição antimicrobiana demonstre eficácia contra outra classe.[0018] Using the above example, it should be understood that efficacy against fungi does not in any way exclude the possibility that the same antimicrobial composition demonstrates efficacy against another class.

[0019] Por exemplo, a discussão da eficácia bacteriana forte demonstrada por uma modalidade descrita não deve ser lida como excluindo a modalidade da que também demonstra atividade antifúngica. Este método de apresentação não deve ser interpretado como limitando o escopo da invenção de qualquer modo.[0019] For example, discussion of the strong bacterial efficacy demonstrated by a described modality should not be read as excluding the modality that also demonstrates antifungal activity. This method of presentation should not be construed as limiting the scope of the invention in any way.

[0020] Vidrados são geralmente obtidos a partir de vidro em pó combinado com óxidos coloridos de tais elementos como cobalto, cromo, manganês ou níquel. A mistura em pó é colocada em suspensão em água e aplicada à superfície cerâmica por pulverização, pincel, imersão ou outros métodos de aplicação conhecidos.[0020] Glazes are generally obtained from powdered glass combined with colored oxides of such elements as cobalt, chromium, manganese or nickel. The powder mixture is suspended in water and applied to the ceramic surface by spraying, brushing, dipping or other known application methods.

[0021] A suspensão, ou pasta, em que o vidrado é aplicado à superfície cerâmica deve ter propriedades particulares para garantir que o vidrado seja fácil de aplicar, não escorra durante a aplicação do vidrado e fique bem aderido tanto quando molhado como após queima. Estas propriedades de pasta são frequentemente obtidas por adição de uma pequena quantidade de argila à suspensão e controle tanto da quantidade de água na pasta como do tamanho das partículas do pó. Agentes tensoativos orgânicos (por exemplo, tensoativos, detergentes) também podem ser adicionados à pasta para melhorar suas propriedades. As cores no vidrado são controladas por adição de agentes colorantes aos componentes vítreos do vidrado.[0021] The suspension, or paste, in which the glaze is applied to the ceramic surface must have particular properties to ensure that the glaze is easy to apply, does not run during the application of the glaze and is well adhered both when wet and after firing. These paste properties are often obtained by adding a small amount of clay to the suspension and controlling both the amount of water in the paste and the particle size of the powder. Organic surfactants (e.g. surfactants, detergents) can also be added to the paste to improve its properties. The colors in the glaze are controlled by adding coloring agents to the vitreous components of the glaze.

[0022] Uma formulação de vidrado para produção de cerâmica é uma combinação de materiais cerâmicos que foram desenvolvidos para aplicação na produção de artigos cerâmicos específicos. Uma formulação de aditivo de vidrado cerâmico é uma combinação de componentes antimicrobianos que são combinados em uma formulação de vidrado para produção de cerâmica de modo a resultar em uma formulação de vidrado para produção de cerâmica antimicrobiana.[0022] A glaze formulation for ceramic production is a combination of ceramic materials that have been developed for application in the production of specific ceramic articles. A ceramic glaze additive formulation is a combination of antimicrobial components that are combined in a ceramic glaze formulation to result in an antimicrobial ceramic glaze formulation.

[0023] A formulação de aditivo de vidrado cerâmico da presente invenção compreende uma composição antimicrobiana fritada, componente(s) antimicrobiano(s) não fritado(s) e um carreador de prata em uma matriz de vidro.[0023] The ceramic glaze additive formulation of the present invention comprises a fried antimicrobial composition, unfried antimicrobial component(s) and a silver carrier in a glass matrix.

[0024] Como aqui usado, “fritar” significa fundir um agente(s) antimicrobiano(s) ou constituinte(s) em um vidro, resfriar bruscamente o vidro para congelar a condição amorfa e, então, triturar até um tamanho de partícula desejado. A composição antimicrobiana fritada é uma composição mais homogênea e permite maiores quantidades de componentes do que é aceitável na forma de óxido. Usar um fluxo de frita como a fonte completa ou a fonte parcial dos componentes antimicrobianos permite uma faixa muito maior de composições. Fritar a composição cria um aditivo antimicrobiano que é mais facilmente combinado com um vidrado de base (não tratado). O material fritado também é mais bem tolerado em ciclos de queima mais rápidos com uma redução em defeitos de superfície devido a ciclos de queima variados, com uma redução nos defeitos de superfície devido a pontos de fusão e viscosidade variados. O material fritado apresenta menos limitações de queima porque a dissociação de seus componentes já tinha ocorrido durante a frita.[0024] As used herein, “frying” means melting an antimicrobial agent(s) or constituent(s) into a glass, sharply cooling the glass to freeze the amorphous condition, and then grinding to a desired particle size . The fried antimicrobial composition is a more homogeneous composition and allows for greater amounts of components than is acceptable in the oxide form. Using a frit stream as the complete source or partial source of antimicrobial components allows for a much wider range of compositions. Frying the composition creates an antimicrobial additive that is more easily combined with a base (untreated) glaze. Fried material is also better tolerated in faster firing cycles with a reduction in surface defects due to varying firing cycles, with a reduction in surface defects due to varying melting points and viscosity. The fried material has fewer burning limitations because the dissociation of its components had already occurred during frying.

[0025] A composição antimicrobiana fritada compreende um antimicrobiano selecionado do grupo que consiste em óxido de bismuto (Bi2O3), óxido de zinco (ZnO) e uma combinação dos mesmos.[0025] The fried antimicrobial composition comprises an antimicrobial selected from the group consisting of bismuth oxide (Bi2O3), zinc oxide (ZnO) and a combination thereof.

[0026] Os componentes não fritados são selecionados do grupo que consiste em óxido de bismuto (Bi2O3), óxido de zinco (ZnO) e uma combinação dos mesmos.[0026] The non-fried components are selected from the group consisting of bismuth oxide (Bi2O3), zinc oxide (ZnO) and a combination thereof.

[0027] Em uma modalidade da presente invenção, é provida uma primeira formulação de vidrado cerâmico. A primeira formulação de vidrado cerâmico compreende 0,1% a 1% em peso de carreador de prata; 12% a 21% em peso de Bi2O3; 29% a 37% em peso de ZnO; e 45% a 55% em peso de frita fundente, com base no peso da formulação de vidrado cerâmico.[0027] In one embodiment of the present invention, a first ceramic glaze formulation is provided. The first ceramic glaze formulation comprises 0.1% to 1% by weight of silver carrier; 12% to 21% by weight Bi2O3; 29% to 37% by weight ZnO; and 45% to 55% by weight of flux frit, based on the weight of the ceramic glaze formulation.

[0028] Em uma modalidade da presente invenção, é provida uma segunda formulação de vidrado cerâmico. A segunda formulação de vidrado cerâmico compreende 5% a 15% em peso de carreador de prata; 80% a 90% em peso de ZnO; e 1% a 10% em peso de frita fundente, com base no peso da formulação de vidrado cerâmico.[0028] In one embodiment of the present invention, a second ceramic glaze formulation is provided. The second ceramic glaze formulation comprises 5% to 15% by weight of silver carrier; 80% to 90% by weight ZnO; and 1% to 10% by weight of flux frit, based on the weight of the ceramic glaze formulation.

[0029] De acordo com a presente invenção, um método para fabricação de um vidrado cerâmico tendo uma propriedade antimicrobiana para uso com um artigo cerâmico é provido.[0029] According to the present invention, a method for manufacturing a ceramic glaze having an antimicrobial property for use with a ceramic article is provided.

[0030] Os versados na técnica reconhecem que o processo de produção de produtos cerâmicos pode variar do que é apresentado abaixo, e que o processo de vitrificação da cerâmica aqui descrito é adaptável a outros substratos.[0030] Those skilled in the art recognize that the process of producing ceramic products may vary from what is presented below, and that the ceramic glazing process described here is adaptable to other substrates.

[0031] Em uma primeira modalidade do método, o método geralmente compreende fritar uma formulação antimicrobiana em um fluxo de frita, em que o fluxo de frita está presente na formulação de vidrado cerâmico em uma quantidade de 45% em peso a 55% em peso, com base em uma base de peso seco da formulação de vidrado cerâmico; prover pelo menos um componente antimicrobiano não fritado; prover um carreador de prata em uma matriz de vidro; combinar o fluxo de frita, o pelo menos um componente antimicrobiano não fritado e o carreador de prata na matriz de vidro para formar a formulação de vidrado cerâmico. O carreador de prata é combinado em uma taxa de adição de pelo menos 1% em peso com base em uma base de peso seco da formulação de vidrado.[0031] In a first embodiment of the method, the method generally comprises frying an antimicrobial formulation in a frit stream, wherein the frit stream is present in the ceramic glaze formulation in an amount of 45% by weight to 55% by weight. , based on a dry weight basis of the ceramic glaze formulation; provide at least one non-fried antimicrobial component; providing a silver carrier in a glass matrix; combining the frit stream, the at least one non-frit antimicrobial component, and the silver carrier in the glass matrix to form the ceramic glaze formulation. The silver carrier is combined at an addition rate of at least 1% by weight based on a dry weight basis of the glaze formulation.

[0032] Em uma segunda modalidade do método, o método geralmente compreende a frita de uma formulação antimicrobiana em um fluxo de frita, em que o fluxo de frita está presente na formulação de aditivo de vidrado cerâmico, em uma quantidade de 1% em peso a 10% em peso, com base em uma base de peso seco da formulação de vidrado cerâmico; prover pelo menos um componente antimicrobiano não fritado; prover um carreador de prata em uma matriz de vidro; combinar o fluxo de frita, o pelo menos um componente antimicrobiano não fritado e o carreador de prata na matriz de vidro para formar a formulação de vidrado cerâmico. O carreador de prata é combinado em uma taxa de adição de pelo menos 10% em peso, com base em uma base de peso seco da formulação de vidrado cerâmico.[0032] In a second embodiment of the method, the method generally comprises fritting an antimicrobial formulation into a frit stream, wherein the frit stream is present in the ceramic glaze additive formulation, in an amount of 1% by weight. at 10% by weight, based on a dry weight basis of the ceramic glaze formulation; provide at least one non-fried antimicrobial component; providing a silver carrier in a glass matrix; combining the frit stream, the at least one non-frit antimicrobial component, and the silver carrier in the glass matrix to form the ceramic glaze formulation. The silver carrier is combined at an addition rate of at least 10% by weight, based on a dry weight basis of the ceramic glaze formulation.

[0033] Existem numerosos métodos pelos quais o carreador de prata pode ser combinado com o fluxo de frita. O carreador de prata pode ser misturado na frita. Ele pode requerer uma quantidade maior de íons prata na superfície do suporte. Outro método pelo qual o carreador de prata pode ser combinado com o fluxo de frita é através de um material de tratamento, como um banho químico. É possível preferivelmente colocar a prata em uma matriz de vidro de modo que ela permaneça na superfície do carreador.[0033] There are numerous methods by which the silver carrier can be combined with the frit flux. Silver carrier can be mixed into the frit. It may require a greater amount of silver ions on the surface of the support. Another method by which the silver carrier can be combined with the frit flux is through a treatment material such as a chemical bath. It is preferable to place the silver in a glass matrix so that it remains on the surface of the carrier.

[0034] Em um aspecto do método, a formulação antimicrobiana compreende um antimicrobiano selecionado do grupo que consiste em óxido de zinco, óxido de bismuto, óxido de titânio, óxido de estanho, composto de prata e uma combinação dos mesmos. Em um aspecto preferido da invenção, a formulação antimicrobiana compreende um antimicrobiano selecionado do grupo que consiste em óxido de bismuto, óxido de zinco e uma combinação dos mesmos. Verificou-se, de modo surpreendente, que existe um efeito sinergístico com óxido de zinco e óxido de bismuto em certas combinações quando usados no método da presente invenção.[0034] In one aspect of the method, the antimicrobial formulation comprises an antimicrobial selected from the group consisting of zinc oxide, bismuth oxide, titanium oxide, tin oxide, silver compound and a combination thereof. In a preferred aspect of the invention, the antimicrobial formulation comprises an antimicrobial selected from the group consisting of bismuth oxide, zinc oxide and a combination thereof. It has surprisingly been found that there is a synergistic effect with zinc oxide and bismuth oxide in certain combinations when used in the method of the present invention.

[0035] Em outro aspecto do método, o fluxo de frita compreende adicionalmente um formador de vidro. Os formadores de vidro são tipicamente constituintes de vidro não apresentando um histórico eficaz.[0035] In another aspect of the method, the frit stream additionally comprises a glass former. Glass formers are typically glass constituents that do not have an effective track record.

[0036] Em um aspecto do método, Bi2O3 está presente no fluxo de frita em uma faixa de 50% a 56% em peso, preferivelmente em uma faixa de 52% a 54% em peso do fluxo de frita.[0036] In one aspect of the method, Bi2O3 is present in the frit stream in a range of 50% to 56% by weight, preferably in a range of 52% to 54% by weight of the frit stream.

[0037] Em um aspecto da invenção, ZnO está presente no fluxo de frita em uma faixa de 1% a 5% em peso do fluxo de frita.[0037] In one aspect of the invention, ZnO is present in the frit stream in a range of 1% to 5% by weight of the frit stream.

[0038] Em um aspecto da primeira modalidade do método, Bi2O3 não fritado está presente na formulação de vidrado cerâmico em uma faixa de 12% a 20% em peso, preferivelmente em uma faixa de 14% a 18% em peso, da formulação de vidrado cerâmico.[0038] In one aspect of the first embodiment of the method, unfried Bi2O3 is present in the ceramic glaze formulation in a range of 12% to 20% by weight, preferably in a range of 14% to 18% by weight, of the ceramic glaze formulation. ceramic glaze.

[0039] Em um aspecto da primeira modalidade do método, ZnO não fritado está presente na formulação de vidrado cerâmico em uma faixa de 29% a 37% em peso, preferivelmente em uma faixa de 31% a 35% em peso, da formulação de vidrado cerâmico.[0039] In one aspect of the first embodiment of the method, unfried ZnO is present in the ceramic glaze formulation in a range of 29% to 37% by weight, preferably in a range of 31% to 35% by weight, of the ceramic glaze formulation. ceramic glaze.

[0040] Em um aspecto da segunda modalidade do método, Bi2O3 não fritado está presente na formulação de vidrado cerâmico em uma faixa de 0% a 5% em peso, preferivelmente 0% em peso, da formulação de vidrado cerâmico.[0040] In one aspect of the second embodiment of the method, unfried Bi2O3 is present in the ceramic glaze formulation in a range of 0% to 5% by weight, preferably 0% by weight, of the ceramic glaze formulation.

[0041] Em um aspecto da segunda modalidade do método, ZnO não fritado está presente na formulação de vidrado cerâmico em uma faixa de 80% a 90% em peso, preferivelmente em uma faixa de 83% a 87% em peso, da formulação de vidrado cerâmico.[0041] In one aspect of the second embodiment of the method, unfried ZnO is present in the ceramic glaze formulation in a range of 80% to 90% by weight, preferably in a range of 83% to 87% by weight, of the ceramic glaze formulation. ceramic glaze.

[0042] Em outra modalidade da presente invenção, um artigo cerâmico é provido. O artigo esmaltado cerâmico compreende uma composição antimicrobiana fritada compreendendo um antimicrobiano selecionado do grupo que consiste em óxido de bismuto, óxido de zinco e uma combinação dos mesmos; e um carreador de prata em uma matriz de vidro.[0042] In another embodiment of the present invention, a ceramic article is provided. The ceramic enameled article comprises a fried antimicrobial composition comprising an antimicrobial selected from the group consisting of bismuth oxide, zinc oxide and a combination thereof; and a silver carrier in a glass matrix.

[0043] Em um aspecto de uma primeira modalidade da invenção, o óxido de bismuto está presente em uma faixa de 59% a 68% em peso da formulação de vidrado cerâmico, óxido de zinco está presente em uma quantidade de 30% a 40% em peso da formulação de vidrado cerâmico, e o carreador de prata está presente em uma faixa de 0,1% a 1% em peso da formulação de vidrado cerâmico.[0043] In one aspect of a first embodiment of the invention, bismuth oxide is present in a range of 59% to 68% by weight of the ceramic glaze formulation, zinc oxide is present in an amount of 30% to 40% by weight of the ceramic glaze formulation, and the silver carrier is present in a range of 0.1% to 1% by weight of the ceramic glaze formulation.

[0044] Em um aspecto de uma segunda modalidade da invenção, o óxido de bismuto está presente em uma faixa de 0% a 10% em peso da formulação de vidrado cerâmico, óxido de zinco está presente em uma quantidade de 80% a 90% em peso da formulação de vidrado cerâmico, e o carreador de prata está presente em uma faixa de 5% a 15% em peso da formulação de vidrado cerâmico.[0044] In one aspect of a second embodiment of the invention, bismuth oxide is present in a range of 0% to 10% by weight of the ceramic glaze formulation, zinc oxide is present in an amount of 80% to 90% by weight of the ceramic glaze formulation, and the silver carrier is present in a range of 5% to 15% by weight of the ceramic glaze formulation.

[0045] O artigo cerâmico da presente invenção é qualquer artigo tendo um vidrado cerâmico incluindo, mas não limitado a, vasos sanitários, bidês, lavatórios, toalheiros, porta-sabão, porta-rolo de papel higiênico, acessórios de controle de água (por exemplo, manípulos de água quente e fria), e azulejos.[0045] The ceramic article of the present invention is any article having a ceramic glaze including, but not limited to, toilet bowls, bidets, wash basins, towel racks, soap holders, toilet paper roll holders, water control accessories (e.g. example, hot and cold water handles), and tiles.

[0046] Verificou-se, de modo surpreendente, que estas formulações de aditivo de vidrado cerâmico alcançam a aparência e a cor necessárias do artigo cerâmico acabado, e ainda superaram as ineficiências de energia e custo associadas ao se ter apenas uma composição antimicrobiana fritada. A frita é de uso intensivo de energia devido à energia requerida com fusão, resfriamento, trituração e qualquer separação por tamanho.[0046] These ceramic glaze additive formulations have surprisingly been found to achieve the required appearance and color of the finished ceramic article, and further overcome the energy and cost inefficiencies associated with having only a fried antimicrobial composition. Friting is energy intensive due to the energy required with melting, cooling, grinding and any size separation.

[0047] A presente invenção resolve, de modo surpreendente, a necessidade de fabricar artigos cerâmicos queimados de modo mais rápido. O termo “queimado de modo mais rápido” refere-se a um tempo menor requerido para que o artigo de cerâmica circule através do forno, mantendo, ao mesmo tempo, propriedades e qualidade requeridas, produzido usando o tempo de queima mais longo. Por exemplo, o método reduz o tempo de queima para vários componentes da formulação de vidrado. Quando submetida ao calor, uma formulação cerâmica passa por várias combinações de tempo e temperatura (tratamento térmico) em um forno para desenvolver uma ligação vítrea ou cristalina necessária para proporcionar as propriedades associadas com um material cerâmico. Este tratamento térmico (combinação de tempo e temperatura) é necessário para remover os materiais que são liberados em vários pontos dentro do forno. Exemplos dos mesmos são água de formação, água química, carbonatos, fosfatos e todos os materiais orgânicos incluídos. Estes também são conhecidos como “produtos de combustão” ou de “perda por ignição”. Tempo suficiente deve ser gasto para que esses materiais sejam expelidos antes de alcançar a próxima combinação de tempo/temperatura. Quando os componentes de uma formulação de vidrado são adicionados coma frita(s), todos ou parte dos materiais que iriam liberar água, carbonatos, etc., tinham sido pré-queimados em um estado vítreo, extintos e triturados no tamanho apropriado (frita), não havendo razão para retardar o tratamento térmico. Todas as reações para os “produtos de combustão” tinham ocorrido durante a operação de frita. Adicionalmente, o método elimina problemas de textura de superfície, como a aparência martelada que é vista em vidrados brilhantes quando um antimicrobiano é adicionado como uma mistura de componentes.[0047] The present invention surprisingly solves the need to manufacture fired ceramic articles more quickly. The term “faster fired” refers to the shorter time required for the ceramic item to circulate through the kiln while maintaining the required properties and quality produced using the longer firing time. For example, the method reduces firing time for several components of the glaze formulation. When subjected to heat, a ceramic formulation undergoes various combinations of time and temperature (heat treatment) in a furnace to develop a glassy or crystalline bond necessary to provide the properties associated with a ceramic material. This heat treatment (combination of time and temperature) is necessary to remove materials that are released at various points within the furnace. Examples thereof are formation water, chemical water, carbonates, phosphates and all organic materials included. These are also known as “combustion products” or “loss on ignition”. Sufficient time must be spent for these materials to be expelled before reaching the next time/temperature combination. When the components of a glaze formulation are added to frit(s), all or part of the materials that would release water, carbonates, etc., have been pre-fired to a glassy state, quenched, and crushed to the appropriate size (frit). , there is no reason to delay the heat treatment. All reactions to the “combustion products” had occurred during the frying operation. Additionally, the method eliminates surface texture issues, such as the hammered appearance that is seen in glossy glazes when an antimicrobial is added as a blend of components.

[0048] Em ainda outro aspecto do método, verificou-se de modo surpreendente que, quando uma formulação de vidrado para produção de cerâmica, que deve ser aplicada a um substrato ou artigo de produção de cerâmica, compreende cerca de 2% em peso a 12% em peso em uma base de peso seco de óxido de zinco, é possível reduzir a quantidade de óxido de zinco na adição de antimicrobiano. Assim, como uma característica da presente invenção, a quantidade de óxido de zinco pode estar na faixa de 0% em peso a 10% em peso na formulação antimicrobiana, dependendo da quantidade de óxido de zinco já presente na formulação de vidrado para produção de cerâmica. Ela atua como um componente da formulação antimicrobiana que é, então, adicionado à formulação de vidrado para produção de cerâmica de 4% em peso a 10% em peso, em uma base de peso seco.[0048] In yet another aspect of the method, it has surprisingly been found that, when a glaze formulation for ceramic production, which is to be applied to a ceramic substrate or article of production, comprises about 2% by weight of 12% by weight on a dry weight basis of zinc oxide, it is possible to reduce the amount of zinc oxide in the antimicrobial addition. Thus, as a feature of the present invention, the amount of zinc oxide may be in the range of 0% by weight to 10% by weight in the antimicrobial formulation, depending on the amount of zinc oxide already present in the glaze formulation for ceramic production. . It acts as a component of the antimicrobial formulation which is then added to the glaze formulation for ceramic production at 4% by weight to 10% by weight on a dry weight basis.

[0049] O método de frita da presente invenção pode ser usado para implementar as diferentes combinações antimicrobianas em um vidrado não tratado ou como uma aplicação destes materiais em uma solução aquosa ou carreador orgânico sobre a superfície de topo de um vidrado não queimado.[0049] The frit method of the present invention can be used to implement different antimicrobial combinations in an untreated glaze or as an application of these materials in an aqueous solution or organic carrier onto the top surface of an unfired glaze.

[0050] Será, portanto, prontamente entendido pelos versados na técnica que a presente invenção é susceptível de uma ampla utilidade e aplicação. Muitas modalidades e adaptações da presente invenção, além das aqui descritas, assim como muitas variações, modificações e disposições equivalentes, serão evidentes ou razoavelmente sugeridas pela presente invenção e a descrição acima da mesma, sem sair da essência ou escopo da presente invenção. Consequentemente, embora a presente invenção tenha sido aqui descrita em detalhes com relação à sua modalidade preferida, deve ser entendido que esta descrição é apenas ilustrativa e exemplar da presente invenção sendo realizada apenas com o objetivo de prover uma divulgação completa e possível da invenção. A descrição acima não deve ser considerada ou interpretada de modo a limitar a presente invenção ou, de outra forma, excluir quaisquer outras de tais modalidades, adaptações, variações, modificações e disposições equivalentes.[0050] It will, therefore, be readily understood by those skilled in the art that the present invention is capable of wide utility and application. Many embodiments and adaptations of the present invention, in addition to those described herein, as well as many variations, modifications and equivalent arrangements, will be evident or reasonably suggested by the present invention and the above description thereof, without departing from the essence or scope of the present invention. Accordingly, although the present invention has been described herein in detail with respect to its preferred embodiment, it should be understood that this description is merely illustrative and exemplary of the present invention and is made solely for the purpose of providing a complete and possible disclosure of the invention. The above description should not be considered or construed to limit the present invention or otherwise exclude any other such embodiments, adaptations, variations, modifications and equivalent arrangements.

Claims

1. Method for manufacturing a ceramic glaze formulation having an antimicrobial property for use with a ceramic article, the method comprising: frying an antimicrobial formulation in a frit stream, wherein the frit stream is present in the ceramic glaze formulation in an amount of 45% by weight to 55% by weight, based on a dry weight basis of the ceramic glaze formulation; provide at least one non-fried antimicrobial component; providing a silver carrier in a glass matrix; combining the frit flux, the at least one non-frit component and the silver carrier in the glass matrix to form the ceramic glaze formulation; wherein the silver carrier is combined at an addition rate of at least 1% by weight, based on a dry weight basis of the ceramic glaze formulation; and wherein the unfried component is unfried Bi2O3 present in the ceramic glaze formulation in a range of 12% to 20% by weight of the ceramic glaze formulation.

2. Method according to claim 1, characterized in that the frit stream comprises an antimicrobial selected from the group consisting of zinc oxide, bismuth oxide, titanium oxide, tin oxide, silver compound, and a combination of the same.

3. Method according to claim 2, characterized in that the frit stream comprises an antimicrobial selected from the group consisting of bismuth oxide, zinc oxide and a combination thereof.

4. Method according to claim 3, characterized in that the frit stream additionally comprises a glass former.

5. Method according to claim 3, characterized by the fact that Bi2O3 is present in a range of 50% to 56% by weight of the frit stream.

6. Method according to claim 5, characterized by the fact that Bi2O3 is present in a range of 52% to 54% by weight of the frit stream.

7. Method according to claim 1, characterized by the fact that the unfried component is unfried Bi2O3 present in the ceramic glaze formulation in a range of 14% to 18% by weight of the ceramic glaze formulation.

8. Method for manufacturing a ceramic glaze formulation having an antimicrobial property for use with a ceramic article, the method comprising: frying an antimicrobial formulation in a frit stream, wherein the frit stream is present in the ceramic glaze formulation in an amount of 1% by weight to 10% by weight, based on a dry weight basis of the ceramic glaze formulation; provide at least one non-fried antimicrobial component; providing a silver carrier in a glass matrix; combining the frit flux, the at least one non-frit antimicrobial component, and the silver carrier in the glass matrix to form the ceramic glaze formulation; wherein the silver carrier is added to the ceramic glaze formulation at an addition rate of at least 10% by weight, based on a dry weight basis of the ceramic glaze formulation, and wherein the unfried component is non-fried ZnO. frit present in the ceramic glaze formulation in a range of 80% to 90% by weight of the ceramic glaze formulation.

9. Method according to claim 8, characterized in that the frit stream comprises an antimicrobial selected from the group consisting of zinc oxide, bismuth oxide, titanium oxide, tin oxide, silver compound and a combination of the same.

10. Method according to claim 9, characterized in that the frit stream comprises an antimicrobial selected from the group consisting of bismuth oxide, zinc oxide and a combination thereof.

11. Method according to claim 10, characterized in that the frit stream additionally comprises a glass former.

12. Method according to claim 10, characterized by the fact that Bi2O3 is present in a range of 50% to 56% by weight of the frit stream.

13. Method according to claim 12, characterized by the fact that Bi2O3 is present in a range of 52% to 54% by weight of the frit stream.

14. Method according to claim 10, characterized by the fact that ZnO is present in a range of 1% to 5% by weight of the frit stream.

15. Method according to claim 8, characterized by the fact that the unfried component is unfried ZnO present in the ceramic glaze formulation in a range of 83% to 87% by weight of the ceramic glaze formulation.