2011 11-17-smart coating workshop - antibacterieel - nieuwe materialen en oppervlaktebehandelingen helpen hygiëne - sirris
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×
 

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

on

  • 813 views

Smart Coating workshop - Antibacteriele materialen en coatings

Smart Coating workshop - Antibacteriele materialen en coatings

Statistics

Views

Total Views
813
Views on SlideShare
813
Embed Views
0

Actions

Likes
0
Downloads
28
Comments
0

0 Embeds 0

No embeds

Accessibility

Categories

Upload Details

Uploaded via as Adobe PDF

Usage Rights

© All Rights Reserved

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Processing…
Post Comment
Edit your comment

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

  • Antibacteriële materialen en coatings Marc Van Stappen (Sirris) (Hasselt, 17/11/2011) het collectief centrum van de Belgische technologische industrie
  • 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
  • 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
  • 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
  • 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
  • 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
  • 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
  • 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
  • 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
  • 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
  • Partnernetwerk Academische Overheden partners Industriële partners © sirris 2011 | www.sirris.be | info@sirris.be | 22/11/2011 11
  • 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
  • © 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 • 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
  • 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
  • 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
  • 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
  • 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
  • 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
  • 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
  • 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: 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
  • Aanhechten van voedselresten tegengaan(vb. inox, PTFE, epoxy natlakken) © Sirris | www.sirris.be | info@sirris.be | 22-11-2011 26
  • 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
  • Aanhechten van bacteriën tegengaan © Sirris | www.sirris.be | info@sirris.be | 22-11-2011 28
  • Doden van bacteriën1. Organische biociden2. Zilveradditieven3. Koper4. Titaanoxyde © Sirris | www.sirris.be | info@sirris.be | 22-11-2011 29
  • 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
  • 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
  • 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
  • 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
  • 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
  • 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
  • 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
  • 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
  • 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%) (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
  • 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
  • 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
  • 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-massief koper voldoet aan strenge Amerikaanse EPA-regels (+langetermijnwerking: geen uitlogen van additieven) © Sirris | www.sirris.be | info@sirris.be | 22-11-2011 43
  • 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-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
  • 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
  • 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 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
  • 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
  • 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