-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beschichtung eines Sanitärartikels, eine Verwendung von Nanopartikeln, insbesondere zum Beschichten des Sanitärartikels, und einen Sanitärartikel mit einer beschichteten Oberfläche. Bei dem Sanitärartikel kann es sich insbesondere um eine Sanitärarmatur handeln, mittels der insbesondere eine Flüssigkeit an einem Waschbecken, einer Dusche, Badewanne und/oder einem WC abgebbar ist.
-
Derartige Sanitärartikel weisen regelmäßig Bedienelemente, wie zum Beispiel Betätigungshebel, Betätigungsschalter und/oder Betätigungstasten, auf, die bei einer Verwendung durch einen Benutzer kontaktiert werden. Dabei können sich an den Bedienelementen Bakterien und/oder Viren ansammeln, die Krankheiten verursachen können. Um eine Übertragung der Bakterien und/oder Viren auf unterschiedliche Benutzer zu verhindern, müssen die Sanitärartikel häufig aufwendig desinfiziert werden. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn diese in Krankenhäusern oder Wohneinrichtungen für Senioren installiert sind.
-
Aufgabe der Erfindung ist es daher, die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise zu lösen und insbesondere ein Verfahren zur Beschichtung eines Sanitärartikels anzugeben, durch das der Aufwand zur Desinfektion des Sanitärartikels zumindest reduzierbar ist. Zudem soll eine Verwendung eines PVD-Verfahrens zum Beschichten einer Oberfläche des Sanitärartikels angegeben werden, wodurch der Aufwand zur Desinfektion des Sanitärartikels zumindest reduzierbar ist. Weiterhin soll ein Sanitärartikel angegeben werden, dessen Aufwand zur Desinfektion zumindest reduziert ist.
-
Diese Aufgaben werden gelöst mit einem Verfahren, einer Verwendung und einem Sanitärartikel gemäß den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängig formulierten Patentansprüchen angegeben. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den abhängig formulierten Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.
-
Hierzu trägt ein Verfahren zur Beschichtung eines Sanitärartikels bei, das zumindest die folgenden Schritte aufweist:
- a) Bereitstellen des Sanitärartikels; und
- b) Beschichten einer Oberfläche des Sanitärartikels mit einer Schicht, wobei das Beschichten mit einem PVD-Verfahren erfolgt, bei dem antimikrobielle oder antivirale Nanopartikel zumindest teilweise in der Schicht eingegossen werden.
-
Bei dem Sanitärartikel handelt es sich insbesondere um eine technische Komponente, die der Wasserversorgung und/oder der Abwasserentsorgung dient. Insbesondere kann der Sanitärartikel der bedarfsgerechten Wasserversorgung an einem Waschbecken, Spülbecken, Dusche, Badewanne und/oder Toilette dienen. Weiterhin kann es sich bei dem Sanitärartikel um ein Gehäuse oder ein Betätigungselement, wie zum Beispiel einen Betätigungshebel, Betätigungsknopf, eine Betätigungsplatte und/oder Drehelement, für eine solche technische Komponente handeln. Der Sanitärartikel kann zumindest teilweise aus Kunststoff oder Metall, wie zum Beispiel Zink-Druckguss, bestehen.
-
In Schritt a) wird der Sanitärartikel bereitgestellt. Dies kann insbesondere die Anordnung des Sanitärartikels in einer Beschichtungskammer eines Reaktors umfassen, der zur Ausführung eines PVD-Verfahrens („physical vapour deposition“-Verfahren) eingerichtet ist. Bei dem PVD-Verfahren handelt es sich um ein (Dünnschicht-)Beschichtungsverfahren mithilfe von physikalischer Gasphasenabscheidung. Der Sanitärartikel kann in der Beschichtungskammer beispielsweise auf oder an einem Träger oder Drehelement, wie zum Beispiel einem Drehteller oder dergleichen, angeordnet werden, mittels dem der Sanitärartikel während dem Beschichten drehbar ist. Hierdurch kann eine gleichmäßige Schicht auf einer Oberfläche des Sanitärartikels ausgebildet werden.
-
In Schritt b) erfolgt das Beschichten der Oberfläche des Sanitärartikels mittels des PVD-Verfahrens, bei dem eine Schicht auf einer Oberfläche des Sanitärartikels ausgebildet wird. Die Schicht kann aus einer Mehrzahl von überlappenden Einzelschichten gebildet werden und/oder eine Schichtdicke von 1 nm (Nanometer) bis 20 µm (Mikrometer) aufweisen. Vor der eigentlichen Beschichtung kann in der Beschichtungskammer des Reaktors insbesondere ein Vakuum oder eine kontrollierte Atmosphäre erzeugt werden. Bei der Beschichtung wird das Material bzw. die Materialien, aus denen die Schicht bestehen soll, zum Beispiel in Form von Gasen, Dämpfen und/oder Partikeln innerhalb der Beschichtungskammer des Reaktors bereitgestellt. Hierbei kommen die Gase, Dämpfe und/oder Partikel mit der zu beschichtenden Oberfläche des Sanitärartikels in Kontakt und scheiden sich auf dieser ab. Bei dem Material bzw. bei den Materialien kann es sich beispielsweise um reine oder legierte Metalle, Nitride, Karbonitride und/oder Oxide handeln.
-
Während der Beschichtung der Oberfläche werden in der gebildeten Schicht antimikrobielle und/oder antivirale Nanopartikel eingeschlossen, sodass diese bei der Benutzung des Sanitärartikels auf die Schicht gelangende Krankheitserreger, wie zum Beispiel Bakterien oder Viren, unschädlich machen können. Hierzu kann ein Massenanteil der Nanopartikel in der Schicht beispielsweise 1 % bis 80 % betragen. Die Nanopartikel können direkt in der Beschichtungskammer des Reaktors oder in einem zusätzlichen Behälter bereitgestellt und/oder erzeugt werden. Zu diesem Zweck kann die Beschichtungskammer beispielsweise über einen Kanal mit dem zusätzlichen Behälter verbunden sein. Der Kanal kann ein Ventil aufweisen, mittels dem eine Zuführung der Nanopartikel in die Beschichtungskammer steuerbar ist. Bei der Ausbildung der Schicht auf der Oberfläche des Sanitärartikels kommen die Nanopartikel mit der Schicht in Kontakt und werden hierdurch zumindest teilweise in der Schicht eingeschlossen. Hierdurch werden die Nanopartikel folglich an der zu beschichtenden Oberfläche des Sanitärartikels befestigt.
-
Die Erzeugung der Nanopartikel kann zum Beispiel durch Verdampfung, Ablation, Plasmabildung oder Exfoliation eines festen, flüssigen oder gasförmigen Ausgangsmaterials erfolgen. Das Ausgangsmaterial kann die Nanopartikel enthalten oder aus dem gleichen Material bestehen, aus dem die Nanopartikel gebildet werden sollen. Die Verdampfung des Ausgangsmaterials kann beispielsweise durch Erhitzen oder durch Techniken erfolgen, die als Magnetronsputtern bekannt sind. Eine Verdampfung des Ausgangsmaterials kann alternativ auch durch Beschuss mit Ionen- oder Elektronenstrahlen (IB-PVD-Verfahren oder EB-PVD-Verfahren) oder mit einem gepulsten Hochleistungslaserstrahl (Laserstrahlverdampfen) erfolgen. Nach der Erzeugung der Nanopartikel können diese in die Beschichtungskammer des Reaktors gefördert werden. Dies kann zum Beispiel mithilfe von Schwerkraft, einer Druckdifferenz und/oder durch eine Strömung eines Trägergases oder einer Trägerflüssigkeit erfolgen. Ein derartiger Strom von Nanopartikeln und Trägergas oder -flüssigkeit kann dem Reaktor auch durch Ionen- oder Plasmaquellen oder verschiedene Zuführsysteme zugeführt werden. Die Erzeugung der Nanopartikel kann alternativ auch direkt in dem Reaktor erfolgen. In diesem Fall werden die Nanopartikel oder das Ausgangsmaterial in der Beschichtungskammer des Reaktors und/oder auf dem Träger oder Drehelement für den Sanitärartikel bereitgestellt.
-
Durch die antimikrobielle und/oder antivirale Wirkung der Nanopartikel ist eine Desinfektion der beschichteten Oberfläche des Sanitärartikels nicht notwendig bzw. der Aufwand zur Desinfektion des Sanitärartikels zumindest reduzierbar.
-
Die Nanopartikel können einen Durchmesser von 1 nm bis 10 nm aufweisen.
-
Die Nanopartikel können zumindest teilweise aus Silber bestehen. Insbesondere kann es sich um kolloidales Silber handeln.
-
Die Nanopartikel können zumindest teilweise aus Kupfer bestehen.
-
Die Nanopartikel können zumindest teilweise aus Zink oder Zinkoxid bestehen.
-
Die Nanopartikel können aus einer Legierung bestehen die zumindest Silber, Kupfer, Zink und/oder Zinkoxid umfasst.
-
Die Schicht kann zumindest teilweise eine Kontaktfläche des Sanitärartikels bilden. Bei der Kontaktfläche handelt es sich insbesondere um eine Fläche, die bei der Verwendung des Sanitärartikels durch einen Benutzer kontaktierbar ist oder kontaktiert wird.
-
Bei dem Sanitärartikel kann es sich um eine Sanitärarmatur, ein Betätigungselement für die Sanitärarmatur, eine Toilette oder ein Betätigungselement für die Toilette handeln. Insbesondere kann es sich bei dem Sanitärartikel um eine Komponente für eine Sanitärarmatur oder die Toilette handeln. Sanitärarmaturen können insbesondere der bedarfsgerechten Bereitstellung von Wasser an einem Waschbecken, Spülbecken, Badewanne oder Dusche dienen. Weiterhin können derartige Sanitärarmaturen dem Mischen von Kaltwasser und Warmwasser zu einem Mischwasser mit einer gewünschten Mischwassertemperatur sowie der Dosierung des gemischten Mischwassers dienen. Bei bekannten Sanitärarmaturen wird das Mischwasser von einer Mischkartusche über Fluidkanäle in einem Gehäuseteil der Sanitärarmatur zu einer Auslauföffnung eines Auslaufs des Gehäuseteils geleitet. Das Betätigungselement für die Sanitärarmatur kann beispielsweise zur Einstellung der Mischwassertemperatur und/oder zur Einstellung eine Abgabemenge des Wassers bzw. Mischwassers dienen. Mittels des Betätigungselements für die Toilette kann beispielsweise eine Spülung der Toilette betätigbar sein.
-
Einem weiteren Aspekt folgend wird auch eine Verwendung eines PVD-Verfahrens zum Beschichten einer Oberfläche eines Sanitärartikels mit einer Schicht vorgeschlagen, wobei antimikrobielle oder antivirale Nanopartikel zumindest teilweise in der Schicht eingegossen werden.
-
Weiter wird die Verwendung von Nanopartikeln umfassend zumindest Silber, Kupfer, Zink, Zinkoxid oder Legierungen davon zur Erzeugung zumindest einer antimikrobiellen oder antiviralen Schicht einer Oberfläche eines Sanitärartikels vorgeschlagen.
-
Einem noch weiteren Aspekt folgend wird auch ein Sanitärartikel mit einer Oberfläche vorgeschlagen, die mit einer Schicht beschichtet ist, in der zumindest teilweise antimikrobielle oder antivirale Nanopartikel eingeschlossen sind.
-
Für weitere Einzelheiten zu der Verwendung bzw. des Sanitärartikels wird vollumfänglich auf die Beschreibung des Verfahrens verwiesen.
-
Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren eine besonders bevorzugte Ausführungsvariante der Erfindung zeigen, diese jedoch nicht darauf beschränkt ist. Dabei sind gleiche Bauteile in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. Es zeigen schematisch:
- 1: eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens; und
- 2: ein Sanitärartikel in einer Schnittdarstellung.
-
Die 1 zeigt eine Vorrichtung 7 zur Durchführung eines Verfahrens zur Beschichtung eines Sanitärartikels 1. Die Vorrichtung 7 umfasst einen Reaktor 8 mit einer Beschichtungskammer 9, in der der Sanitärartikel 1 auf einem Drehelement 10, beispielsweise nach Art eines Drehtellers, drehbar bereitgestellt ist. Bei dem Sanitärartikel 1 handelt es sich hier um eine Sanitärarmatur.
-
Zur Beschichtung einer in der 2 gezeigten Oberfläche 2 des Sanitärartikels 1 mit einer ebenfalls in der 2 gezeigten Schicht 3 wird ein PVD-Verfahren verwendet. Hierzu kann in der Beschichtungskammer 9 des Reaktors 8 ein Vakuum oder eine kontrollierte Atmosphäre erzeugt werden. Bei der Beschichtung wird das Material oder die Materialien, aus denen die Schicht 3 bestehen soll, zum Beispiel in Form von Gasen, Dämpfen und/oder Partikeln in der Beschichtungskammer 9 des Reaktors 8 zur Verfügung gestellt. Diese kommen mit der zu beschichtenden Oberfläche 2 des Sanitärartikels 1 in Kontakt und haften an dieser. Die Schicht 3 wird somit durch Abscheidung des Materials bzw. der Materialien auf der Oberfläche 2 des Sanitärartikels 1 ausgebildet. Die Schicht 3 kann von unterschiedlicher Art, Dicke und Dichte sein und/oder aus überlappenden Lagen des Materials bzw. der Materialien aufgebaut sein.
-
Die Beschichtungskammer 9 des Reaktors 8 ist über einen Kanal 11 mit einem zusätzlichen Behälter 12 verbunden. Der Behälter 12 befindet sich hier außerhalb des Reaktors 8. Alternativ kann er jedoch auch in der Beschichtungskammer 9 des Reaktors 8 angeordnet sein. Der Behälter 12 dient der Bereitstellung von in der 2 gezeigten antimikrobiellen oder antiviralen Nanopartikeln 4. Die Verbindung der Beschichtungskammer 9 des Reaktors 8 mit dem Behälter 12 kann durch ein Ventil 13 in dem Kanal 11 unterbrochen werden. Somit kann mittels des Ventils 13 ein Fluss der Nanopartikel 4 in die Beschichtungskammer 9 des Reaktors 8 entweder ermöglicht oder ganz oder teilweise verhindert werden. Während der Beschichtung der Oberfläche 2 des Sanitärartikels 1 wird das Ventil 13 zumindest teilweise geöffnet, sodass die Nanopartikel 4 in den Reaktor 8 gelangen und mit der Schicht 3 in Kontakt kommen. Hierdurch werden die Nanopartikel 4 zumindest teilweise in der Schicht 3 eingeschlossen und folglich an der zu beschichtenden Oberfläche 2 befestigt.
-
Die Nanopartikel 4 können beispielsweise in dem Behälter 12 erzeugt werden. Dies kann zum Beispiel durch Verdampfung, Ablation, Plasmabildung oder Exfoliation eines festen, flüssigen oder gasförmigen Ausgangsmaterials 14 erfolgen. Nach der Erzeugung der Nanopartikel 4 werden diese bei zumindest teilweise geöffnetem Ventil 13 über den Kanal 11 in den Reaktor 8 gefördert.
-
Dies kann zum Beispiel durch Schwerkraft, eine Druckdifferenz und/oder durch eine Strömung eines Trägergases oder einer Trägerflüssigkeit erfolgen.
-
Die 2 zeigt den Sanitärartikel 1 in einer Schnittdarstellung entlang der in der 1 gezeigten Schnittlinie II-II. Zu erkennen ist hier insbesondere die mit der Schicht 3 beschichtete Oberfläche 2 des Sanitärartikels 1. Die Nanopartikel 4 sind zumindest teilweise in der Schicht 3 eingeschlossen. Hierdurch können diese antimikrobiell und/oder antiviral an einer Kontaktfläche 6 des Sanitärartikels 1 wirken, die durch die Schicht 3 gebildet ist. Die Nanopartikel 4 weisen einen Durchmesser 5 auf, der beispielsweise 1 nm bis 10 nm betragen kann.
-
Durch die vorliegende Erfindung ist ein Aufwand zur Desinfektion des Sanitärartikels reduzierbar.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Sanitärartikel
- 2
- Oberfläche
- 3
- Schicht
- 4
- Nanopartikel
- 5
- Durchmesser
- 6
- Kontaktfläche
- 7
- Vorrichtung
- 8
- Reaktor
- 9
- Beschichtungskammer
- 10
- Drehelement
- 11
- Kanal
- 12
- Behälter
- 13
- Ventil
- 14
- Ausgangsmaterial
