PL233305B1 - Sposób wytwarzania materiału, zwłaszcza na urządzenia klimatyzacyjne - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania materiału, zwłaszcza na urządzenia klimatyzacyjne odpornego na tworzenie i przyleganie do jego powierzchni biofilmów grzybiczo-bakteryjnych.

Znane są sposoby wytwarzania materiałów jednowarstwowych w postaci jednorodnego stopu metalu lub jednorodnego tworzywa sztucznego. Jednowarstwowe materiały, przed wykonaniem konkretnych elementów urządzeń lub wykonane elementy konkretnych urządzeń, w tym urządzeń klimatyzacyjnych pokrywa się powłokami o właściwościach biobójczych lub modyfikujących stan powierzchni w celu ograniczenia powstawania biofilmów grzybiczo-bakteryjnych. Powłoki o właściwościach biobójczych zawierają aktywne związki chemiczne o udowodnionych właściwościach bakteriobójczych i/lub grzybobójczych. Są to zazwyczaj związki organiczne, w tym azole lub też sole metali, w tym węglan miedzi. Jako substancje aktywne stosuje się także czyste metale o własnościach oligodynamicznych, w tym srebro w postaci proszków, o rozmiarach ziaren w szerokim zakresie, od mikrometrów do nanometrów oraz kombinacji tych metali z ich solami. Grubość powłoki ochronnej jest znacznie mniejsza od grubości materiału bazowego.

Znane są metale i ich stopy, w tym srebro, miedź i mosiądz jako stop miedzi z cynkiem o znanych właściwościach hamujących rozwój mikroorganizmów. Metale te stosuje się często jako substancje aktywne w powłokach ochronnych w formie nanoproszków. Zastosowanie nanoproszków gwarantuje bardzo dużą skuteczność działania biobójczego w początkowym okresie eksploatacji, co wynika z ogromnej łącznej powierzchni aktywnej nanoziaren, ale równocześnie prowadzi do stosunkowo szybkiego wyczerpywania się zasobów substancji aktywnej w powłoce w wyniku procesów wymywania. Dodatkową wadą powłok z metalami w postaci nanoziaren jest ich niekorzystne oddziaływanie na środowisko. Stwierdzono, że nanoczasteczki powszechnie stosowanego srebra uwalniane z powierzchni różnych powłok w efekcie procesów erozyjnych ulegają szkodliwej akumulacji w mitochondriach żywych organizmów wodnych, o czym mowa w http://medpr.imp.lodz.pl/Nanosrebro-szkodliwe-skutki-dzialania-biologicznego.1878.0,2.html.

Znana z opisu patentowego US6571864 „Antibacterial and antifungal aluminum alloy fin material and a heat exchanger provided therewith for use in an air conditioner”, powłoka przeciwgrzybicza zawiera pirytionian cynku jako substancję aktywną. Blaszki ze stopu aluminium pokrywa się dwiema warstwami różnych farb. Warstwa pierwsza o grubości na sucho 0,8-2,2 mikrometra powstaje po użyciu wodorozcieńczalnej farby organicznej zawierającej 1-30% wagowych pirytionianu cynku. Warstwa druga o własnościach hydrofilowych i grubości na sucho 0,1-0,6 mikrometra powstaje po użyciu wodorozcieńczalnej farby na bazie mieszaniny żywic winylowych i akrylowych. Stosowanie w powłokach ochronnych biobójczych związków organicznych mających równoległe zastosowanie jako substancje lecznicze dla zwierząt i ludzi, jak jest w przypadku pirytionianu cynku, napotyka na coraz liczniejsze ograniczenia z uwagi na powszechnie obserwowany wzrost lekoodporności grzybów i bakterii na substancje powszechnie przenikające do środowiska z obszarów użycia poza medycznego.

Znany z opisu patentowego PL 229 012 404011 sposób wytwarzania dyspersyjnej farby biobójczej, wodorozcieńczalnej, na bazie wody jako fazy rozpraszającej, zawierającej substancję błonotwórczą, wypełniacze, pigmenty i środki pomocnicze. Bezpośrednio przed jej użyciem, dodaje się metaliczną miedź o uziarnieniu 10-1500 μm w ilości 0,5-3,0% wagowych, a po wymieszaniu dodaje się metaliczny cynk o uziarnieniu 10-1500 μm w ilości 0,5-3,0% wagowych miesza. Metaliczna miedź posrebrzona jest warstewką o grubości 1-15 μm. Znana farba dyspersyjna zawiera do 2% wagowych wodorotlenku miedzi i węglanu miedzi w równych ilościach. Powłoki otrzymywane za pomocą farby wytworzonej znanym sposobem są skuteczne w zabezpieczaniu dużych powierzchni budynków, w których nie mamy do czynienia z ciągłym przepływem skroplin z klimatyzowanego powietrza. Powłoki malarskie zawierające od kilku do co najwyżej kilkunastu procent składników aktywnych rozproszonych w fazie wiążącej mogą skutecznie ograniczać rozwój grzybów w dłuższym okresie czasu tylko w sytuacjach, gdy proces wymywania składników aktywnych jest stosunkowo wolny. Powłoki te nie mogą być eksploatowane w warunkach zanurzenia w wodzie lub cyklicznie powtarzanego zawilgocenia i spływu skroplin powstających w procesie schładzania powietrza.

Istota sposobu wytwarzania materiału, zwłaszcza na urządzenia klimatyzacyjne według wynalazku polega na tym, że bazową warstwę o grubości 0,3-5,0 mm pokrywa się jednostronnie klejem, a następnie równomiernie posypuje mieszaniną śrucin cynkowych i śrucin miedzianych o średnicy zastępczej 0,01-2,5 grubości warstwy bazowej zmieszanych w stosunku wagowym 4:1-1:5, aż do uzyskania warstwy o grubości od 0,1 do 1,5 grubości warstwy bazowej, po czym tak uzyskany kompozyt

PL 233 305 B1 suszy się, aż do całkowitego wyschnięcia kleju. Korzystnie jest, gdy jako jednorodny stop metalu stosuje aluminium z dodatkiem magnezu. Korzystnie jest, gdy jako jednorodne tworzywo sztuczne stosuje się polipropylen. Korzystnie jest, gdy śruciny cynkowe i śruciny miedziane miesza się w stosunku wagowym 2:1. Korzystnie jest, gdy warstwę kleju posypuje się mieszaniną śrucin cynkowych i śrucin miedzianych przez rastry. Korzystnie jest, gdy klej jest wodorozcieńczalny. Korzystnie jest, gdy kompozyt suszy się w prasie o nacisku 12 MPa.

Sposób według wynalazku pozwala wytworzyć materiał dwuwarstwowy, którego bazową warstwą jest jednorodny stop metalu lub jednorodne tworzywo sztuczne pokryte klejem tworzącym trwałą warstwę metalowych śrucin cynku i miedzi. Zawilgocenie warstwy ze śrucinami cynku i miedzi, w tym w urządzeniach klimatyzacyjnych przy przekroczeniu punktu rosy, uaktywnia mikroogniwa galwaniczne o działaniu przeciwgrzybiczym i przeciwbakteryjnym. Różnica potencjałów elektrochemicznych między poszczególnymi śrucinami metali w warstwie bioaktywnej, nie tylko wzmacnia oligodynamiczne działanie ochronne samych metali przez dodatkowy efekt galwaniczny, ale wywołuje także intensywne procesy korozyjne na powierzchni warstwy metalicznej skutecznie uniemożliwiające powstanie i przyleganie biofilmów grzybiczo-bakteryjnych do powierzchni pokrytej luźno związanymi z podłożem produktami korozji elektrochemicznej. Zastosowanie dwóch rastrów powoduje, że śruciny cynku i miedzi tworzą uporządkowaną strukturę szachownicy zapewniającą jednorodny rozkład pól elektromagnetycznych generowanych w trakcie akcji galwanicznej i jednakowe stężenie bioaktywnych jonów metali na całej chronionej powierzchni. Grubość warstwy bioaktywnej wytworzonego materiału sposobem według wynalazku zapewnia wieloletnią odporność materiału na powstawanie i adhezje biofilmów grzybiczo-bakteryjnych.

P r z y k ł a d 1

Arkusz polipropylenu o grubości 1,5 mm pokrywa się jednostronnie warstwą kleju o grubości na mokro 160 μm. Jako klej stosuje się wodną emulsję żywicy etylenowo-winylowej. Natrysk przeprowadza się typowymi urządzeniami do natrysku wyrobów lakierniczych w komorach lakierniczych przystosowanych do nakładania ciekłych farb rozpuszczalnikowych lub wodnych. Bezpośrednio po nałożeniu kleju, mokre elementy posypuje się mieszaniną śrucin cynkowych i miedzianych zmieszanych w stosunku wagowym 2:1. Śruciny cynku mają kształt walców powstających z prętów o średnicy 1,2 mm ciętych na odcinki o długości 4,0 mm. Śruciny miedzi mają postać walców powstających z prętów o średnicy 1,0 mm ciętych na odcinki o długości 4,0 mm. Warstwa śrucin pokrywa równomiernie arkusz polipropylenu. Bezpośrednio po nałożeniu warstwy śrucin arkusz materiału umieszcza się w prasie o nacisku 12 MPa i pozostawia, aż do całkowitego wyschnięcia warstwy kleju.

Wytworzony materiał sposobem według wynalazku jest materiałem dwuwarstwowym z polipropylenową warstwą konstrukcyjną o grubości 1,5 mm i bioaktywną warstwą porowatą ściśle przylegających do siebie śrucin w formie walców miedzianych o średnicy 1,0 mm i długości 4,0 mm i cynkowych o średnicy 1,2 mm i długości 4,0 mm widziany w przekroju poprzecznym. Szczególną właściwością materiału jest jego długotrwała odporność na powstawanie i przyleganie biofilmów grzybiczo-bakteryjnych do warstwy porowatej.

P r z y k ł a d 2

Arkusz blachy aluminiowej z dodatkiem magnezu o grubości 1,5 mm pokrywa się jednostronnie warstwą kleju o grubości 260 μm na mokro. Jako klej stosuje się wodorozcieńczalny klej epoksydowy w postaci emulsji. Natrysk przeprowadza się typowymi urządzeniami do natrysku wyrobów lakierniczych w komorach lakierniczych przystosowanych do nakładania ciekłych farb wodnych. Bezpośrednio po nałożeniu kleju arkusz blachy aluminiowej wsuwa się pod raster ze wzorem szachownicy o polach wielkości 1,5 x 1,5 mm z wyciętymi otworami w miejscu białych pól. Następnie raster pokrywa się śrucinami cynku w postaci walców powstających z prętów o średnicy 1,0 mm ciętych na odcinki o długości 1,0 mm. Po usunięciu nadmiaru śrucin cynkowych, raster pierwszy usuwa się, a w jego miejsce umieszcza nowy raster o takim samym wzorze i rozmiarze pól, ale z otworami w miejscu pól czarnych. Drugi raster pokrywa się śrucinami miedzianymi o takich samych kształtach i rozmiarach jak śruciny cynkowe. Po usunięciu nadmiaru śrucin miedzianych usuwa się raster drugi. Bezpośrednio po nałożeniu warstwy śrucin arkusz materiału przemieszcza się do prasy o nacisku 12 MPa i pozostawia w prasie aż do całkowitego wyschnięcia kleju. Wytworzony materiał jest materiałem dwuwarstwowym o uporządkowanej strukturze warstwy porowatej z warstwą konstrukcyjną z blachy aluminiowej o grubości 1,0 mm i bioaktywną warstwą porowatą ściśle przylegających do siebie śrucin w formie walców miedzianych o średnicy 1,0 mm i długości 3,0 mm i cynkowych o średnicy 1,2 mm i długości 3,0 mm widziany z góry od strony warstwy cynkowo-miedzianej. Średnia grubość warstwy porowatej cynkowo-miedzianej podlegającej procesom korozyjnym wynosi 73% grubości aluminiowej warstwy ciągłej.

PL 233 305 Β1

Wytworzony materiał sposobem według wynalazku przedstawiony jest na rysunku, którego fig. 1 przedstawia przekrój poprzeczny dwuwarstwowego materiału z polipropylenową warstwą konstrukcyjną, a fig. 2 przedstawia widok dwuwarstwowego materiału z aluminiową warstwą konstrukcyjną widziany z góry od strony warstwy cynkowo-miedzianej.

Claims (7)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wytwarzania materiału, zwłaszcza na urządzenia klimatyzacyjne, którego bazową warstwą jest jednorodny stop metalu lub jednorodne tworzywo sztuczne, znamienny tym, że bazową warstwę o grubości 0,3-5,0 mm pokrywa się jednostronnie klejem, a następnie równomiernie posypuje mieszaniną śrucin cynkowych i śrucin miedzianych o średnicy zastępczej 0,01-2,50 grubości warstwy bazowej zmieszanych w stosunku wagowym 4:1-1:5, aż do uzyskania warstwy o grubości 0,1-1,5 grubości warstwy bazowej, po czym tak uzyskany kompozyt suszy się w prasie o nacisku 0,1-15,0 MPa aż do całkowitego wyschnięcia kleju.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako jednorodny stop metalu stosuje aluminium z dodatkiem magnezu.
3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako jednorodne tworzywo sztuczne stosuje się polipropylen.
4. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że śruciny cynkowe i śruciny miedziane miesza się w stosunku wagowym 2:1.
5. 5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że warstwę kleju posypuje się mieszaniną śrucin cynkowych i śrucin miedzianych przez rastry.
6. 6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że klej jest wodorozcieńczalny.
7. 7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że kompozyt suszy się w prasie o nacisku 12,0 MPa.