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用于紫外光杀菌的涂料的制作方法

2021-02-02 15:02:25|268|起点商标网
用于紫外光杀菌的涂料的制作方法

本公开内容涉及用于飞机盥洗室和其他表面消毒的涂料和方法,和更具体地,涉及可以与紫外(uv)光组合使用用于消毒的涂料。



背景技术:

当前的厨房和盥洗室清洁一般地经常由航空公司清洁公司进行,并且通常在飞机周转期间进行。在这些清洁程序中,化学消毒用于清洁暴露的表面,例如台面、水槽、手推车门和地板。隔室的内部也可以定期清洁,例如烤箱、冷却器、存储容器等。

但是,该方法很耗时间,并因此需要改进的清洁和消毒飞机的技术。



技术实现要素:

根据本公开内容的实例,提供了用于杀菌的多种涂料组合物和方法。有利地,涂料组合物允许使用uv-c光对多种表面进行杀菌,同时保持透明。涂料组合物保护表面免受uv-c光,但允许uv-c光杀死或灭活表面上的微生物。

在本公开内容的一方面,涂料组合物包含聚氨酯组分和平均粒径为约30nm至约400nm的纳米颗粒。纳米颗粒吸收具有约100nm至约290nm的波长的光(即uv-c光),并且以小于涂料组合物中总固体的约25重量百分比的量存在。在几个实例中,聚氨酯组分包括交联的脂族聚氨酯。

在某些实例中,纳米颗粒包括化学惰性且不可燃的颗粒。适合的纳米颗粒包括但不限于金属氧化物(例如,二氧化钛、氧化锡、二氧化硅或氧化锌)、聚四氟乙烯(ptfe)或聚酰胺。

在多种实例中,涂料组合物进一步包含紫外光阻断剂。可以使用任何适合的紫外光阻断剂。在示例性实例中,涂料组合物中包括酚类抗氧化剂。

将涂料组合物施加到制品上的方法包括提供上述的涂料组合物并且将涂料组合物施加到制品的外表面上。

在本公开内容的第二方面,制品包括具有外表面的基底和在该外表面上的涂料组合物。该涂料组合物包括交联的脂族聚氨酯和平均粒径为约30nm至约400nm的纳米颗粒。纳米颗粒吸收具有约100nm至约290nm的波长的光,并且以小于涂料组合物中总固体的约25重量百分比的量存在。

在多种实例中,基底包括金属或塑料。在几个实例中,纳米颗粒包括氧化钛、氧化锌,氧化锡、氧化硅、聚四氟乙烯(ptfe)或聚酰胺中的一种或多种。

在一些实例中,对表面进行杀菌的方法包括将制品的外表面暴露于具有约200nm至约240nm的波长的光下。在某些实例中,涂料组合物在暴露于具有约200nm至约240nm的波长的光下之后在外表面上是透明的。

在进一步的方面,方法包括提供涂料组合物并将涂料组合物施加到要杀菌的表面。涂料组合物包括交联的脂族聚氨酯和平均粒径为约30nm至约400nm的纳米颗粒。纳米颗粒吸收具有约100nm至约290nm的波长的光,并且以小于透明涂料组合物中总固体的约25重量百分比的量存在。

在一些实例中,纳米颗粒包括氧化钛、氧化锌、氧化锡、氧化硅、聚四氟乙烯(ptfe)或聚酰胺中的一种或多种。在其他实例中,涂料组合物进一步包含紫外光阻断剂。

在几个实例中,该方法还包括将表面暴露于具有约200nm至约240nm的波长的光下。在一些实例中,表面暴露于间歇性脉冲的具有约220nm的波长的光下。

在多种实例中,施加涂料组合物包括喷涂施加。在某些实例中,要杀菌的表面包括盥洗室内部的马桶上和周围的表面、盥洗室内部的水槽内部和周围的表面、盥洗室的地板、门把手的表面或抽屉把手或橱柜把手的表面中的一个或多个。

本公开内容的范围由权利要求书限定,其通过引用并入本部分。通过考虑其以下一个或多个实例的详细描述,将为本领域技术人员提供更好理解的本公开内容的铁钨涂料的方法和配方、以及对上述内容及其附加优点的认识。在本说明书中,参考所附附图的多种视图将在下面简要描述,并且在附图中,相同的附图标记用于标识其中所示元件的相同元件。

附图说明

图1图解了根据本公开内容的实例的飞机上的盥洗室。

图2图解了根据本公开内容的实例的用于对制品的表面杀菌的实例方法。

具体实施方式

在飞机盥洗室中,清洁公司在飞机转机期间和/或在预定的飞行服务结束时清洁马桶、台面、柜门、水槽和地板。由于可能存在微生物污染,飞机盥洗室提供通常被乘客认为是不干净的环境。盥洗室(数百名使用者使用过的)的使用可能存在可传播疾病的觉察到的风险增加。由于多种病原体可以在坚硬的表面上存活数周,因此多种病毒或细菌感染可能会传播。此外,航空旅行者的免疫系统不断受到昼夜节律紊乱、压力、外来环境等的攻击,这可能会使他们更容易受到多种病原体的侵害。随着致病景观每天不断变化,期望解决盥洗室的去污染问题。

uv-c光具有杀菌作用(germidical)。它会使细菌、病毒和其他病原体的dna失活。uv-c光通过在dna中某些相邻碱基之间形成共价键而导致对微生物核酸的破坏。它们的形成阻止了dna复制。当微生物试图复制时,它会死亡。

但是,uv-c光对塑料、油漆和涂料有不良影响。常规涂料在反复暴露于uv-c光后会降解或变暗,而更坚固的涂料(如医院使用的涂料)是不透明的。盥洗室的台面和表面组成类似于花岗岩或大理石的图案,并且飞机的乘客不希望这些图案被不透明的涂料掩盖。

因此,在本公开内容中描述了可以用uv-c光杀菌而不会降解或变色的透明涂料。

本公开内容描述了可用于杀菌或消毒表面(例如飞机盥洗室表面)的涂料组合物和方法。涂料组合物包括基础材料和不与可见光相互作用的纳米颗粒,使得当将涂料组合物施加到不同的基底如金属或塑料时,涂料组合物不会出现浑浊或着色。可以将包含涂料组合物的不同基底暴露于uv-c光中并进行消毒而不会降解或变色。如本文所用,uv-c光是指具有约100nm至约290nm的波长的紫外c光。

在几个实例中,涂料组合物的基础材料包括聚氨酯组分,例如交联的脂族聚氨酯。外部等级聚氨酯涂料的实例包括ppg的hsca8000聚氨酯面漆、akzonobel的eclipse半光高固体装饰性面漆(semi-glosshighsolidsdecorativetopcoat)或sherwin-williams的清漆面漆。

纳米颗粒具有约30nm至约400nm的平均粒径。因此,纳米颗粒的粒径通常小于可见光的波长(380-740nm)。由于它们的大小,纳米颗粒不与可见光相互作用,并且涂料组合物不出现混浊或着色,而显得清澈或透明。

另外,纳米颗粒吸收uv-c光并且可以将uv-c光转换成无害的红外辐射(例如,热)。以此方式,uv-c光不与涂料组合物或其上施加该涂料组合物的下层基底相互作用(例如,降解或破坏)。

保护基底表面所需的纳米颗粒浓度通常取决于涂料的固体含量。在说明性实例中,纳米颗粒以小于涂料组合物中总固体的约25重量百分比的量存在。例如,纳米颗粒可以以涂料组合物中总固体的约5重量百分比、10重量百分比或20重量百分比的量存在,这可以足以保护基底的表面,而不会干扰涂料的制造、施加,或涂料的外观、性能或寿命。

适合的纳米颗粒包括化学惰性且不可燃的无机颗粒。实例包括金属氧化物(例如,二氧化钛、氧化锡、二氧化硅或氧化锌)、聚四氟乙烯(ptfe)或聚酰胺(例如,尼龙)。无机颗粒在清洁剂中的溶解度较低(因此较不易于浸出),可为涂料组合物提供一定的耐磨性或抗磨损性,与有机颗粒相比,不会产生有色的分解产物,不会耗散能量而降解为较小的种类或颗粒(无碎片),并且可商购。

可以使用常规方法制备涂料组合物。例如,制备基础材料的溶液,然后在溶液中混合适当量的无机颗粒以形成涂料组合物。一般地,基础材料包括在使用前立即混合的两部分。无机颗粒的较小尺寸可影响涂料组合物的粘度,并因此影响如何很好地施加涂料组合物或如何通过蒸发溶剂快速地干燥涂料组合物。这可能需要将使用的某些溶剂更改为较慢的混合物(即,蒸发更慢的溶剂),这可能会影响涂料组合物中的其余溶剂,以及如果使用喷涂施加,则如何形成、聚结和干燥喷雾液滴。所有这些因素也会影响胶黏剂适用期(即,初始混合粘度加倍所需的时间的量)。在本公开内容的指导下,本领域普通技术人员能够基于所需的涂料组合物粘度制备适合的涂料组合物。

涂料组合物可以进一步包含紫外阻断剂。适合的紫外线阻断剂包括产品。是basf酚类抗氧化剂的商品名。它们的特征在于具有酚基,其中环上的两个相邻位置被叔丁基取代。产品的一个实例是1010产品,如下所示。

现在参考附图,具体地参考图1,根据说明性实例描绘的盥洗室100的图示。如图所示,盥洗室100可以位于运输工具中。运输工具可以采取航空航天器的形式,例如飞机、航天器、航天飞机、空间站或一些其他类型的航空航天器。在其他说明性实例中,运输工具可以采取地面运输工具或水上运输工具的形式,例如公共汽车、火车、潜水艇、船或轮船。

如图所示,盥洗室100包括多个表面。这样的表面可以包括盥洗室100内部的任何表面,这些表面由于可能与携带任何数量的病原体的人、动物或物体中的至少一个接触,因此可能需要被消毒。此类病原体可能包括来自咳嗽、吐痰或由人或动物可释放的任何类型的体液引起的空气传播病原体。多个表面可包括例如盥洗室100内部马桶上和周围的表面101、盥洗室100内部的水槽内和周围的表面103、盥洗室的地板101,一个或多个门把手、一个或多个抽屉把手或橱柜把手以及可能通过与人、动物或物体中的至少一个直接或间接接触而感染的任何其他类型的表面。

为了消毒盥洗室100中的表面,可以使用不同的uv-c光源。如图所示,uv-c光源105可以布置在水槽区域103上方,但是可以将uv-c光源105安装在盥洗室100内部的任何表面上。具体地,可以将uv-c光源105安装在允许通过uv-c光源105发射的uv-c光在盥洗室100内部遇到最大数量的表面的位置上。有利地,表面101、102和103包括涂料组合物,其保护表面101、102和103免受uv-c光源105所发射的uv-c光的破坏。在说明性实例中,选择uv-c光源105以发射约200nm至约240nm的波长。在说明性实例中,uv-c光源发射具有约220nm的波长的光。

在大多数情况下,uv-c光源105配置为自动灯,其当盥洗室100的门关闭时激活,而当门打开时失效,以防止乘客进入或离开盥洗室100时的暴露。在一些实例中,可以向乘客提供进入盥洗室100之前激活消毒过程的选项。一旦激活该选项,盥洗室门将自动锁定,从而防止乘客进入盥洗室直到消毒过程完成。消毒过程通常持续时间很短,例如大约几秒钟,并且可能会发生间歇性脉冲,例如,激活uv-c光1-2秒,失效5秒,和再次激活uv-c光3-4秒。万一发生闯入,可能会终止消毒过程,以保护乘客的眼睛免受uv-c光的伤害。

一旦表面101、102和103暴露于来自uv-c光源105的uv-c光,uv-c光就开始消毒表面101、102和103。消毒表面101、102和103包括破坏可能存在于表面101、102和103上潜在的病原体。当暴露于uv-c光时,将病原体的dna链连接在一起的关键氢键断裂。

图2显示了将涂料组合物施加到制品上的实例方法。在框202中,提供了涂料组合物。在框204中,将涂料组合物施加到制品的外表面。具有要被消毒的外表面的任何适合的制品可以包括涂料组合物。实例包括马桶、水槽、地板、台面、桌面、橱柜门,门把手、水龙头和墙壁。

可以通过人工施加或通过喷涂施加涂料组合物。例如,可以将涂料组合物装载到喷枪或其他类型的喷涂施加器中,然后喷涂到要涂布的表面上。

在框206中,将涂料组合物干燥或固化(或以其他方式固化)。例如,涂料组合物可以在室温或升高的温度(例如30-40℃)下干燥。在其他实例中,可以使用通过加热灯的红外(ir)加热,或使用交联涂料组合物中的多种反应性物种的uv光。

在框208中,一旦涂料组合物干燥或固化,就可以用具有约200nm至约240nm的波长的uv-c光对表面杀菌。有利地,即使在暴露于具有约200nm至约240nm的波长的光之后,涂料组合物在制品的外表面上仍保持透明。涂料组合物中的纳米颗粒吸收uv-c光,而不是反射uv光。

进一步地,本公开内容包括根据以下条款的实例:

条款1.涂料组合物,其包括:聚氨酯组分;和平均粒径为约30nm至约400nm并且吸收具有约100nm至约290nm的波长的光的纳米颗粒,其中所述纳米颗粒以小于涂料组合物中总固体的约25重量百分比的量存在。

条款2.条款1所述的涂料组合物,其中所述纳米颗粒包含化学惰性且不可燃的颗粒。

条款3.条款2所述的涂料组合物,其中所述化学惰性且不可燃的颗粒包括金属氧化物、聚四氟乙烯(ptfe)或聚酰胺中的一种或多种。

条款4.条款3所述的涂料组合物,其中所述金属氧化物包括二氧化钛、氧化锡、二氧化硅或氧化锌中的一种或多种。

条款5.条款1-4中任一项所述的涂料组合物,进一步包括紫外(uv)光阻断剂。

条款6.条款5所述的涂料组合物,其中所述紫外阻断剂包括酚类抗氧化剂。

条款7.条款1-6中任一项所述的涂料组合物,其中所述聚氨酯组分包括交联的脂族聚氨酯。

条款8.将涂料组合物施加到制品上的方法,包括:提供条款1-7中任一项所述的涂料组合物;以及将所述涂料组合物施加到所述制品的外表面上。

条款9.制品,包括:具有外表面的基底;和在外表面上的涂料组合物,其中所述涂料组合物包括:交联的脂族聚氨酯;和平均粒径为约30nm至约400nm并且吸收具有约100nm至约290nm的波长的光的纳米颗粒,其中所述纳米颗粒以小于涂料组合物中总固体的约25重量百分比的量存在。

条款10.条款9所述的制品,其中所述涂料组合物在暴露于具有约200nm至约240nm的波长的光之后在外表面上是透明的。

条款11.条款9或10的制品,其中所述基底包括金属或塑料。

条款12.条款9-11中任一项所述的制品,其中所述纳米颗粒包括氧化钛、氧化锌、氧化锡、氧化硅、聚四氟乙烯(ptfe)或聚酰胺中的一种或多种。

条款13.为表面杀菌的方法,包括将条款9-12中任一项所述的制品的外表面暴露于具有约200nm至约240nm的波长的光中。

条款14.方法,包括:提供涂料组合物,所述涂料组合物包括:交联的脂族聚氨酯;和平均粒径为约30nm至约400nm并且吸收约100nm至约290nm的波长的光的纳米颗粒,其中所述纳米颗粒以小于透明涂料组合物中总固体的约25重量百分比的量存在;和将涂料组合物施加到要杀菌的表面。

条款15.条款14所述的方法,进一步包括将所述表面暴露于具有约200nm至约240nm的波长的光下。

条款16.条款15所述的方法,其中所述表面暴露于间歇性脉冲的具有约220nm波长的光下。

条款17.条款14-16中任一项所述的方法,其中所述施加包括喷涂施加。

条款18.条款14-17中任一项所述的方法,其中所述表面包括盥洗室内部的马桶上和周围的表面、盥洗室内部的水槽内部和周围的表面、盥洗室的地板、门把手的表面、或抽屉把手或橱柜把手的表面。

条款19.条款14-18中任一项所述的方法,其中所述纳米颗粒包括氧化钛、氧化锌、氧化锡、氧化硅、聚四氟乙烯(ptfe)或聚酰胺中的一种或多种。

条款20.条款14-19中任一项所述的方法,其中所述涂料组合物进一步包括紫外(uv)光阻断剂。

当介绍本发明或其示例性方面或一个(多个)实例的元件时,冠词“一个”、“一种”、“该”和“所述”旨在表示存在一个或多个元件。术语“包括”、“包含”和“具有”旨在是包括性的,并且意味着除所列元件之外可以有其他元件。尽管已经关于具体实例描述了本发明,但是这些实例的细节不应被解释为限制性。本文详细限定了不同的方面、实例和特征。如此限定的每个方面、实例或特征可以与任何其他一个(多个)方面、实例或特征(优选为有利的或其他方式)组合,除非明确相反地指出。上述实例说明了但不限制本发明。还应当理解,根据本公开内容的原理,许多修改和变化是可能的。因此,本发明的范围仅由所附权利要求书限定。

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