Antibacteriële materialen en coatings     Marc Van Stappen (Sirris)        (Hasselt, 17/11/2011)                        he...
Driving industry by technology•   Wat?    •   Ondernemingen helpen bij het invoeren van        technologische innovaties• ...
Het collectief centrumFederatie                              Collectief centrumvan de technologische industrie        van ...
van de technologische industrie  Automobiel       Bouwproducten Contracting & maintenance    Elektrotechniek Industriële a...
Mission statement in practiceDe juiste technologische keuzes makendie een duurzame economische groei ondersteunenNieuwe te...
Lokaal aanwezig,dicht bij de bedrijven     Gent                                                      Leuven     Materials ...
De lidbedrijven van Sirris                           2450 ondernemingen125 grote ondernemingen   (>250 werknemers)       2...
Wat kan Sirris voor u betekenen? uitgebreid partnernetwerk - optimale projectfinanciering (publiek&privaat)               ...
Competentiedomeinen•Materials Engineering   •Additive Manufacturing•Production Technology   •Software Engineering & ICT•Me...
Industrial Application Labs  OVERBRUG   DE KLOOF TUSSEN   R&D   EN DE MARKT, TEST INNOVATIES                  UIT IN EEN I...
Partnernetwerk Academische                                    Overheden partners          Industriële          partners   ...
info@sirris.be / #Sirris / Sirris_be     WWW.SIRRIS.BE                                  TECHNILINE.SIRRIS.BE       News & ...
© Sirris | www.sirris.be | info@sirris.be | 22-11-2011   13
What we are?© Sirris | www.sirris.be | info@sirris.be | 22-11-2011   14
From idea to product                       • Demonstration lab with                           •     new technologies      ...
Smart Coating Application Lab     PVD en PACVD                                                                          Th...
Smart Coating Application LabChemical lab                    Functional coatings by                    hybrid chemical tec...
Antibacteriële materialen en coatings1.   Micro-organismen en hun werking            gevolgen2.   Antibacteriële werking: ...
Antibacteriële materialen en coatings-micro-organismen groeien in vochtige milieus en in   aanwezigheid van organische voe...
Micro- organismen en hun werking-er zijn diverse soorten micro-   organismen, in verschillende   groeivormen, in diverse  ...
Micro- organismen en hun werking-ons lichaam bevat ‘goede’ bacteriën, de ‘slechte’ zitten vooral  op onze handen en huid-e...
Micro- organismen en hun werking                       © Sirris | www.sirris.be | info@sirris.be | 22-11-2011   22
Micro- organismen en hun werking                       © Sirris | www.sirris.be | info@sirris.be | 22-11-2011   23
Micro- organismen en hun werking                       © Sirris | www.sirris.be | info@sirris.be | 22-11-2011   24
Micro- organismen en hun werking-hoe bacteriën bestreden     --thermisch= hitte van stoom kunnen worden:              dood...
Aanhechten van voedselresten tegengaan(vb. inox, PTFE, epoxy natlakken)                       © Sirris | www.sirris.be | i...
Aanhechten van bacteriën tegengaan-de typische structuur van een haaievin zorgt voor minder  bacteriële aangroei   dit pat...
Aanhechten van bacteriën tegengaan                                 © Sirris | www.sirris.be | info@sirris.be | 22-11-2011 ...
Doden van bacteriën1.   Organische biociden2.   Zilveradditieven3.   Koper4.   Titaanoxyde                           © Sir...
Organische biociden-toevoeging van organische biociden aan kunststoffen/ rubbers:--triclosan--OBPA (organometallisch)--iso...
Organische biociden -eisen waaraan biociden moeten   --moeten compatibel zijn met de    voldoen                       kuns...
Organische biociden-enkele voorbeelden:   --”S”plus+AB van Murtfeldt/D:                       reduceert bacterieaangroei m...
Organische biociden-verder nog antibacteriële folie op basis van triclosan kan  gelamineerd worden op diverse oppervlakken...
Organische biociden-ook gebruik van organische biociden in mengsel 93% kwartsglas+ en harsen (Silestone van Cosentino):   ...
Zilveradditieven-zilver al langer gekend als bacteriedodend materiaal: het ion dat   zich vormt in vocht grijpt in op de D...
Zilveradditieven-celwand van schimmels is dikker tov bacteriën: meer zilver-  concentratie nodig= ook duurder-nano-zilverd...
Antibacteriële kunststoffen met zilver                       -Luran van BASF, approved for food                       EFSA...
Antibacteriële kunststoffen met zilver                         © Sirris | www.sirris.be | info@sirris.be | 22-11-2011   38
Zilverdeeltjes in andere materialen-antibacteriële staalsoorten bevatten bepaalde concentratie  zilver (<1%) en Cu (1-3%) ...
Zilverdeeltjes in lakken                              --Sterilcoat van                              Oxyplast (combinatie  ...
Zilverdeeltjes in sol- gels- sol- gels: men vertrekt van organosilanen in waterige   suspensie, door reactie met water, ve...
Zilveradditieven                   © Sirris | www.sirris.be | info@sirris.be | 22-11-2011   42
Koper-zelfde type bacteriedodende werking als zilver (ionvorming)-goedkoper alternatief-werkt beter tegen schimmels-massie...
Koper        © Sirris | www.sirris.be | info@sirris.be | 22-11-2011   44
Koper        © Sirris | www.sirris.be | info@sirris.be | 22-11-2011   45
Fotokatalytische titaanoxyde- lagen-principe fotokatalyse van TiO2   -halfgeleider wordt door UV-licht   (enkel anatase-vo...
Fotokatalytische titaanoxyde- lagen-enkele voorbeelden:   --verven EcoPittura van Global                       Engineering...
Fotokatalytische titaanoxyde- lagen                         © Sirris | www.sirris.be | info@sirris.be | 22-11-2011   48
Enkele nieuwe ontwikkelingen-nieuwe kunststoftechnologie op basis van--inbouwen boodschappermoleculen (monomeren) die   co...
Conclusies-tal van materialen en oppervlaktebehandelingen worden   wereldwijd onderzocht en worden commercieel aangeboden-...
Crossroads-mogelijke projectaanpak ism cluster van bedrijven (Vla+NL)-uitwerken innovatief antibacterieel product (R&D, st...
Upcoming SlideShare
Loading in …5
×

2011 11-17-smart coating workshop - antibacterieel - nieuwe materialen en oppervlaktebehandelingen helpen hygiëne - sirris

1,033 views
897 views

Published on

Smart Coating workshop - Antibacteriele materialen en coatings

Published in: Technology
0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total views
1,033
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
8
Actions
Shares
0
Downloads
34
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

2011 11-17-smart coating workshop - antibacterieel - nieuwe materialen en oppervlaktebehandelingen helpen hygiëne - sirris

  1. 1. Antibacteriële materialen en coatings Marc Van Stappen (Sirris) (Hasselt, 17/11/2011) het collectief centrum van de Belgische technologische industrie
  2. 2. Driving industry by technology• Wat? • Ondernemingen helpen bij het invoeren van technologische innovaties• Waarom? • De concurrentiepositie duurzaam versterken• Voor wie? • De Belgische technologische industrie © sirris 2011 | www.sirris.be | info@sirris.be | 22/11/2011 2
  3. 3. Het collectief centrumFederatie Collectief centrumvan de technologische industrie van de technologische industrie • Non-profit organisation • Industry-owned MISSION “De competitiviteit van bedrijven in de Agoria-sectoren verhogen door technologische innovatie.” © sirris 2011 | www.sirris.be | info@sirris.be | 22/11/2011 3
  4. 4. van de technologische industrie Automobiel Bouwproducten Contracting & maintenance Elektrotechniek Industriële automatisering Informatie- en communicatietechnologieën (ICT) Kunststoffen & composieten Lucht- & ruimtevaart Mechatronica Metaalbewerking Metalen & materialen Montage & kranen Veiligheid & defensie © sirris 2011 | www.sirris.be | info@sirris.be | 22/11/2011 4
  5. 5. Mission statement in practiceDe juiste technologische keuzes makendie een duurzame economische groei ondersteunenNieuwe technologieën omzetten inconcrete producten en dienstenVanuit de business & technologiestrategie van het bedrijf value innovation through technology © sirris 2011 | www.sirris.be | info@sirris.be | 22/11/2011 5
  6. 6. Lokaal aanwezig,dicht bij de bedrijven Gent Leuven Materials Engineering Mechatronics Technology Coaching Sirris Leuven Composites Application Lab Brussel Hasselt Software Engineering & ICT Materials Engineering Technology Coaching Production Technology Smart Coating Application Lab Luik Charleroi Additive Manufacturing Additive Manufacturing Materials Engineering Sirris Microfabrication Application Lab > 120 experts verspreid over sirrissites in de |3 regios22/11/2011 © 6 2011 | www.sirris.be info@sirris.be | 6
  7. 7. De lidbedrijven van Sirris 2450 ondernemingen125 grote ondernemingen (>250 werknemers) 2325 KMO’s (<250 werknemers) © sirris 2011 | www.sirris.be | info@sirris.be | 22/11/2011 7
  8. 8. Wat kan Sirris voor u betekenen? uitgebreid partnernetwerk - optimale projectfinanciering (publiek&privaat) Intellectueel Eigendom blijft bij bedrijf © sirris 2011 | www.sirris.be | info@sirris.be | 22/11/2011 8
  9. 9. Competentiedomeinen•Materials Engineering •Additive Manufacturing•Production Technology •Software Engineering & ICT•Mechatronics •Technology Coaching © sirris 2011 | www.sirris.be | info@sirris.be | 22/11/2011 9
  10. 10. Industrial Application Labs OVERBRUG DE KLOOF TUSSEN R&D EN DE MARKT, TEST INNOVATIES UIT IN EEN INDUSTRIËLE OMGEVINGSirris Leuven Sirris Sirris Smart CoatingComposites Microfabrication Application LabApplication Lab Application LabLeuven Hasselt Luik © sirris 2011 | www.sirris.be | info@sirris.be | 22/11/2011 10
  11. 11. Partnernetwerk Academische Overheden partners Industriële partners © sirris 2011 | www.sirris.be | info@sirris.be | 22/11/2011 11
  12. 12. info@sirris.be / #Sirris / Sirris_be WWW.SIRRIS.BE TECHNILINE.SIRRIS.BE News & agenda Wekelijkse technologiewacht interAction newsletter Wereld van kennis Contacts Snel en gemakkelijk © sirris 2011 | www.sirris.be | info@sirris.be | 22/11/2011 12
  13. 13. © Sirris | www.sirris.be | info@sirris.be | 22-11-2011 13
  14. 14. What we are?© Sirris | www.sirris.be | info@sirris.be | 22-11-2011 14
  15. 15. From idea to product • Demonstration lab with • new technologies • technology screening and selection • development of new surface functions • improvement of material’s performance • proof of concept (also large areas) • testing of surface properties • Failure analysis • Linking to partners and suppliers © Sirris | www.sirris.be | info@sirris.be | 22-11-2011 15
  16. 16. Smart Coating Application Lab PVD en PACVD The newest generation • PVD/PECVD/CVD equipments of PVD/PECVD coatings - Arc evaporation - Magnetron sputtering - PACVD - Duplex treatment Deposition of new multifunctional and smart coatings High coating quality by HIPIMS technologyT-mode control in reactivesputtering for the depositionof metal oxides Deposition of DLC and glass like coatings by PECVD process Hauzer Flexicoat® 850 © Sirris | www.sirris.be | info@sirris.be | 22-11-2011 16
  17. 17. Smart Coating Application LabChemical lab Functional coatings by hybrid chemical technology Particle surface modification Testing and measurements Hybrid chemistry (Organic+ Inorganic), Application: incl. sol- gel synthesis Coating & Printing Formulation / Compounding © Sirris | www.sirris.be | info@sirris.be | 22-11-2011 17
  18. 18. Antibacteriële materialen en coatings1. Micro-organismen en hun werking gevolgen2. Antibacteriële werking: aanhechten van bacteriën tegengaan3. Antibacteriële werking: doden van bacteriën © Sirris | www.sirris.be | info@sirris.be | 22-11-2011 18
  19. 19. Antibacteriële materialen en coatings-micro-organismen groeien in vochtige milieus en in aanwezigheid van organische voedingsbodem (voedselresten, vingercontact,…)-tal van schadelijke gevolgen:---3000 ziekenhuisdoden/jaar in België---grote onderhoudskosten in voedingssector---voedselvergiftiging---geurhinder, verkleuring, aantasting van materialen,…-huidige aanpak:---reinigen, desinfecteren---hygiënisch ontwerp---groeiend gebruik antibacteriële materialen en coatings © Sirris | www.sirris.be | info@sirris.be | 22-11-2011 19
  20. 20. Micro- organismen en hun werking-er zijn diverse soorten micro- organismen, in verschillende groeivormen, in diverse - - Legionella leefomstandigheden - - Salmonella-enkele bekende soorten: - - Ziekenhuisbacterie MRSA - - E. Coli-wanneer bacteriën zich vasthechten aan een oppervlak - - Listeria kan een kleverige slijmlaag - - Staphylococcus Aurus ontstaan (=biofilm) die zich --… anders gaat gedragen dan individuele vrijlevende bacteriën © Sirris | www.sirris.be | info@sirris.be | 22-11-2011 20
  21. 21. Micro- organismen en hun werking-ons lichaam bevat ‘goede’ bacteriën, de ‘slechte’ zitten vooral op onze handen en huid-elke 20 minuten verdubbelt de aangroei van bacteriën (na 10u ca 1 miljoen) © Sirris | www.sirris.be | info@sirris.be | 22-11-2011 21
  22. 22. Micro- organismen en hun werking © Sirris | www.sirris.be | info@sirris.be | 22-11-2011 22
  23. 23. Micro- organismen en hun werking © Sirris | www.sirris.be | info@sirris.be | 22-11-2011 23
  24. 24. Micro- organismen en hun werking © Sirris | www.sirris.be | info@sirris.be | 22-11-2011 24
  25. 25. Micro- organismen en hun werking-hoe bacteriën bestreden --thermisch= hitte van stoom kunnen worden: doodt bacteriën --chemisch= alcohol- en chloorhoudende ontsmettingsmiddelen, antibiotica, antischimmelproducten --antikleefmaterialen maken reinigen makkelijker --hygiënisch ontwerpen van machines (EHEDG) (bv vermijden dode hoeken, geen poreuze oppervlakken) --compromis: combinatie van preventie en van reinigen © Sirris | www.sirris.be | info@sirris.be | 22-11-2011 25
  26. 26. Aanhechten van voedselresten tegengaan(vb. inox, PTFE, epoxy natlakken) © Sirris | www.sirris.be | info@sirris.be | 22-11-2011 26
  27. 27. Aanhechten van bacteriën tegengaan-de typische structuur van een haaievin zorgt voor minder bacteriële aangroei dit patroon wordt nagebootst op kunststoffolie © Sirris | www.sirris.be | info@sirris.be | 22-11-2011 27
  28. 28. Aanhechten van bacteriën tegengaan © Sirris | www.sirris.be | info@sirris.be | 22-11-2011 28
  29. 29. Doden van bacteriën1. Organische biociden2. Zilveradditieven3. Koper4. Titaanoxyde © Sirris | www.sirris.be | info@sirris.be | 22-11-2011 29
  30. 30. Organische biociden-toevoeging van organische biociden aan kunststoffen/ rubbers:--triclosan--OBPA (organometallisch)--isothiazolinonen--chitosan (uit schilden van schelpdieren)--IBPC (gehalogeneerd)--ammoniumsilaan © Sirris | www.sirris.be | info@sirris.be | 22-11-2011 30
  31. 31. Organische biociden -eisen waaraan biociden moeten --moeten compatibel zijn met de voldoen kunststof (bv T-bestendig) --mogen de eigenschappen van kunststoffen niet aantasten --door uitloging kan milieuschade ontstaan, kan ook de antibacteriële werking zakken --moeten efficiënt werken gedurende bepaalde duur --low-cost © Sirris | www.sirris.be | info@sirris.be | 22-11-2011 31
  32. 32. Organische biociden-enkele voorbeelden: --”S”plus+AB van Murtfeldt/D: reduceert bacterieaangroei met 99.9%, approved for use in food industry (EU, FDA) --DSM ontwikkelt polyurethaan met toegevoegde additieven (alkylammonium chloride) die tijdens spuitgieten of extrusie naar oppervlak migreren en daar nieuwe monolagen maken (SAME, self assembling mono layer) --Biosafe van Biosafe/VS --Vinyzene van Rohm&Haas/D --Polysept van Polychem/VS © Sirris | www.sirris.be | info@sirris.be | 22-11-2011 32
  33. 33. Organische biociden-verder nog antibacteriële folie op basis van triclosan kan gelamineerd worden op diverse oppervlakken (bv restaurants, ziekenhuizen, schepen,…)-schimmelwerende siliconen (afkitten van voegen), maar in combinatie met hygiënisch ontwerp! © Sirris | www.sirris.be | info@sirris.be | 22-11-2011 33
  34. 34. Organische biociden-ook gebruik van organische biociden in mengsel 93% kwartsglas+ en harsen (Silestone van Cosentino): toepassingen in vloeren, trappen, werkbladen © Sirris | www.sirris.be | info@sirris.be | 22-11-2011 34
  35. 35. Zilveradditieven-zilver al langer gekend als bacteriedodend materiaal: het ion dat zich vormt in vocht grijpt in op de DNA-structuur van bacteriën-kleine hoeveelheid toegevoegd aan kunststof, lak, staal, … is voldoende-zilver wordt wel ‘verbruikt’ gecontroleerde vrijgave door inbouwen van zilver in een ionenwisselaar © Sirris | www.sirris.be | info@sirris.be | 22-11-2011 35
  36. 36. Zilveradditieven-celwand van schimmels is dikker tov bacteriën: meer zilver- concentratie nodig= ook duurder-nano-zilverdeeltjes hebben groter oppervlak/massa verhouding waardoor efficiëntere vrijgave van ionen-zilveradditieven hebben lange termijnwerking, zijn bestand tegen veelvuldig reinigen, zijn thermisch resistent-micro-organismen kunnen minder resistentie ontwikkelen tegen zilver dan tegen organische biociden-zilverionen doeltreffend in lage concentraties (bv 0.001 ppm)-zilver is onschadelijk voor mens © Sirris | www.sirris.be | info@sirris.be | 22-11-2011 36
  37. 37. Antibacteriële kunststoffen met zilver -Luran van BASF, approved for food EFSA (European Food Safety Association), ook hand dryers, computer key boards, public washroom facilities -polycarbonaat Makrolon Antimicrobial van Bayer -PVC warmtewisselaarspijpen (luchtbehandeling HVAC, condensvorming binnenin pijpen, aangroei bacteriën): Ecoair van Rehau -siliconen elastomeren -nanopoeder in katheters (Fraunhofer IFAM en Biogate Nanosilver) -rubbers voor medische en voedingssector (zonder zwavel=doet werking zilver teniet) (Milliken) -ijskastrekken en werkschoenen (AlphaSan) © Sirris | www.sirris.be | info@sirris.be | 22-11-2011 37
  38. 38. Antibacteriële kunststoffen met zilver © Sirris | www.sirris.be | info@sirris.be | 22-11-2011 38
  39. 39. Zilverdeeltjes in andere materialen-antibacteriële staalsoorten bevatten bepaalde concentratie zilver (<1%) en Cu (1-3%) (bv Baosteel/China)-snijschijven voor groenten op basis van glasvezelversterkte composieten (met zilvergebaseerd additief) (Brunner AG/CH)-zilvernanodeeltjes in verbanden (Acticoat van Smith&Nephew) © Sirris | www.sirris.be | info@sirris.be | 22-11-2011 39
  40. 40. Zilverdeeltjes in lakken --Sterilcoat van Oxyplast (combinatie van reinigbare lak met-zilverhoudende laksystemen antibacteriële zilverdeeltjes) --thermohardende poedercoatings (Teodur-Ergo-Lock coating van Dupont) --polyurethaan lakken (Medipur van Lely Coatings/Zweihorn) --antibacteriële muurverven met nanodeeltjes (Bioni/Fraunhofer) --verf van Sikkens in pralinefabriek © Sirris | www.sirris.be | info@sirris.be | 22-11-2011 40
  41. 41. Zilverdeeltjes in sol- gels- sol- gels: men vertrekt van organosilanen in waterige suspensie, door reactie met water, vervolgens condensatie: gelvorming(EPG/D met zilveradditief, Nanogate/D, CTC,…)-in combinatie met krasvastheid, transparantie,… (a) (c) ~ 10-tal µm Hybride coating (b) substraat © Sirris | www.sirris.be | info@sirris.be | 22-11-2011 41
  42. 42. Zilveradditieven © Sirris | www.sirris.be | info@sirris.be | 22-11-2011 42
  43. 43. Koper-zelfde type bacteriedodende werking als zilver (ionvorming)-goedkoper alternatief-werkt beter tegen schimmels-massief koper voldoet aan strenge Amerikaanse EPA-regels (+langetermijnwerking: geen uitlogen van additieven) © Sirris | www.sirris.be | info@sirris.be | 22-11-2011 43
  44. 44. Koper © Sirris | www.sirris.be | info@sirris.be | 22-11-2011 44
  45. 45. Koper © Sirris | www.sirris.be | info@sirris.be | 22-11-2011 45
  46. 46. Fotokatalytische titaanoxyde- lagen-principe fotokatalyse van TiO2 -halfgeleider wordt door UV-licht (enkel anatase-vorm): een geleider -oppervlakte-activatie: emissie van electronen -ontstaan van superoxides en reactieve hydroxyl-radicalen: --water + ‘hole’ geeft .OH en H+ --zuurstof + electron geeft superoxide (.O2-) -deze actieve stoffen storen DNA-structuur van bacteriën -omzetting organische materiaal in CO2 en water -oppervlak wordt ook hydrofiel! © Sirris | www.sirris.be | info@sirris.be | 22-11-2011 46
  47. 47. Fotokatalytische titaanoxyde- lagen-enkele voorbeelden: --verven EcoPittura van Global Engineering --touch Clean deurklinken van Dortrend/UK (opgespoten laag) --glas van Pilkington (oppervlakte-laag door pyrolyse) --sol-gel met TiO2-nanodeeltjes van EPG/D --Hydrotec-muurtegels van Toto (TiO2-spray liquid+uitbakken 800°C) --diverse sol-gel toepassingen in Japan, vanuit Ti-isopropoxide) © Sirris | www.sirris.be | info@sirris.be | 22-11-2011 47
  48. 48. Fotokatalytische titaanoxyde- lagen © Sirris | www.sirris.be | info@sirris.be | 22-11-2011 48
  49. 49. Enkele nieuwe ontwikkelingen-nieuwe kunststoftechnologie op basis van--inbouwen boodschappermoleculen (monomeren) die communicatie tussen bacteriën beïnvloeden--inobuwen reactieve polykationen die zich binden aan celwand van bacteriën en groei verstoren (Biosafe-project)--inbouwen van additieven in bindmiddel van verven, tijdens uitharden ontstaat er positieve lading aan oppervlak, binding met celwand van bacteriën (AM) © Sirris | www.sirris.be | info@sirris.be | 22-11-2011 49
  50. 50. Conclusies-tal van materialen en oppervlaktebehandelingen worden wereldwijd onderzocht en worden commercieel aangeboden-antibacteriële werking/lange-termijnwerking versus kostprijs: technisch-economische haalbaarheid nagaan case by case-bekijken in combinatie met ontwerp en reinigen © Sirris | www.sirris.be | info@sirris.be | 22-11-2011 50
  51. 51. Crossroads-mogelijke projectaanpak ism cluster van bedrijven (Vla+NL)-uitwerken innovatief antibacterieel product (R&D, state of the art, testen)-rond 3-tal cases (in kader ziekenhuisomgeving)-generieke omkadering (fieldtesten, promotie, regelgeving, technische fiches)-indienen project begin 2012-consortiummeetings in december 2011-contact: marc.vanstappen@sirris.be-www.crossroadsproject.eu © Sirris | www.sirris.be | info@sirris.be | 22-11-2011 51

×