專利名稱：具有抗微生物作用的基于混凝土的地板和墻壁覆蓋物的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及具有抗微生物作用的建筑材料。更具體而言，本發(fā)明涉及由水泥、混凝料和添加劑制成的地板和墻壁覆蓋物，其具有有效并且持久的抗微生物作用。
背景技術：
微生物控制是對于包括家居和一些行業(yè)在內的多種領域的主要關心所在。例如，在封閉的房間內，在相當潮濕的條件下，家中地板、墻和天花板上的污染物或不衛(wèi)生是微生物傳染源。
在食品工業(yè)中，在數(shù)個階段如產(chǎn)品生產(chǎn)、加工與包裝，微生物的污染從食品衛(wèi)生和保存方面考慮是一個嚴重的問題。在這種情況下，主要的微生物傳染源是由在房間的墻壁、天花板和地板上粘附和生長的微生物所污染的環(huán)境，這是進行食品制造、加工和包裝的地方；此污染的微生物可以有機會傳播并且污染食品。
在醫(yī)療服務領域內，對于作為防止傳染措施的生物消毒室有強烈的需求，原因在于手術室、治療室、檢查室、患者室、候診室、門診部、廚房等的不利的環(huán)境污染。在此情況下，保護墻壁、天花板和地板不受生物侵蝕和生長，代表一個嚴重的問題。
在沒有微生物的整潔環(huán)境中生產(chǎn)的藥品和藥物是非常重要的。
在電子工業(yè)領域內，認識到在微生物學上整潔的環(huán)境中生產(chǎn)電子元件對于提高電子部件或元件功能、精密度、可靠性和生產(chǎn)是有益的。此外，重要的是防止細菌和真菌在墻壁、天花板和地板上附著和生長。
防止微生物污染的常規(guī)措施包括i)用清潔劑如洗滌劑、漂白劑等的表面清潔處理如房間、區(qū)域或病房地板、墻壁和/或天花板，它們應當在相對短的時間內定期進行；ii)向表面涂敷殺微生物劑，其顯示具有持續(xù)作用并且涂敷的試劑短期的缺點；和iii)采用結合殺微生物劑的涂層材料，該涂層材料被涂在地板、墻壁和/或天花板表面上，可以以層、膜或薄片的形式涂布涂層材料。
如今，為了避免微生物在家庭和數(shù)個行業(yè)表面的粘附和擴散，已經(jīng)開發(fā)了多種可以單獨或組合使用的殺微生物劑?？梢詫⑦@些殺微生物劑例如與清潔產(chǎn)品、組合物和消毒劑混合，或者作為在織物、紙張、粘合帶、塑料片材等上的墻壁覆蓋物。
在本領域中所做的努力的特別實例是名稱為“Sheet or film materialhaving antibacterial and anti-fungal activity”，于1977年2月15日授予給Mayumi等的美國專利申請4,008,351，其公開了用于覆蓋墻壁、天花板和地板的具有抗細菌和抗真菌活性的片材或薄膜。所述的材料是通過混合苯并咪唑和苯鄰二甲酰亞胺而得到的。由該申請所公開的這種片材或薄膜是基于熱塑性材料的產(chǎn)品，并且即使其可以提供防止微生物生長的保護，它也具有作為附加組分的缺點，其由于使用而被磨損，并且可以在短時間內涂布和置換，但要承擔額外的費用。此申請沒有建議殺微生物劑可以作為基于水泥和混凝料的組合物的組成部分。同樣，也沒有建議制備一種耐用的產(chǎn)品如具有持久抗微生物作用的地板或涂層。
名稱為“Reinforced Concrete having Improved Antimicrobial Fibers”，于2000年12月19日授予給W.Wayne Freed的美國專利申請6,162,845公開了一種類似于用纖維增強的混凝土的材料，所述的纖維含有結合在其中的有效量的殺微生物劑，以延長混凝土的耐久性，其中提供殺微生物劑結合進入或涂布大量的纖維，而該纖維又在混凝土基體之中散布。包含殺微生物劑的纖維目的在于增強混凝土和減少混凝土對生物侵蝕的敏感性。但是，此文件指的是纖維增強混凝土的具體應用，該纖維包括殺微生物劑(Microban  B)，它保護混凝土本身不受由于微生物生長所導致的惡化，將此混凝土用于整個建筑物的建造，并且特別是要求由于這種試劑的使用所帶來的額外保護的那些。但是，未提及處于不同形式與設計的基于混凝土的地板和墻壁覆蓋物，它不包括作為增強因素和作為結合殺微生物劑載體的纖維，當作為地板和墻壁涂層和天花板利用時，用于抗微生物保護，不需要整個建筑物都使用這種產(chǎn)品。此外，未提及最終產(chǎn)品的具體應用，在不包括纖維作為載體的條件下證實使用殺微生物劑的持久抗微生物作用。
名稱為“Construction Material”，于2002年2月26日授予給EisakuTozaka的美國專利申請6,350,350公開了一種含有特定殺菌劑的微膠囊的建筑材料，所述的殺菌劑的微膠囊與基本建筑材料如水泥、混凝料和水的混合物混合。所述的含有殺菌劑微膠囊的基本材料用于地板、墻壁和天花板的建造。由于隨著時間的改變，每次微膠囊的破裂，在微膠囊中含有的液體殺菌劑逐漸滲出或滲透進入建筑材料。該發(fā)明的具有殺菌作用的建筑材料存在下面的缺點還需要用于首先形成含有特定殺菌劑的微膠囊的額外的設備和程序，并且在得到此微膠囊之后，與混合物結合，以最終形成建筑材料。此建筑材料另一個缺點是當其通常用于建造墻壁和建筑以提供上面所述的保護時承擔的費用因素。但是，在所述的申請中未建議殺微生物劑可以作為建筑材料的另一種組分而將其直接結合，并且包括立即和持久的抗菌作用，即在沒有使用載體如微膠囊的條件下。
有其它的出版物和申請，它們組合了與混凝土或建筑材料混合或在所述混凝土或建筑材料上作為涂層設置的幾種添加劑。例如，Sycheva等的名稱為“Agglomerating Agent”，于2000年5月20日公開的俄羅斯申請2149147公開了在低溫條件下溶液和混凝土的制備，其通過結合重量比率為0.1至0.3％的KMnO4而顯示抗菌的活性。使用作為殺菌化合物的KMnO4顯示下面的缺點對混凝土提供特別的著色，防止了具有不同顏色的許多產(chǎn)品的生產(chǎn)。除此之外，由于所述的由KMnO4提供的著色，其在地板和天花板和墻壁覆蓋物方面的應用是非常受限制的。
Miyasaki Norihiko等的名稱為“Antibacterial Construction Material”，于1999年8月31日公開的日本申請11236734公開了一種用于內部修飾如地板、墻壁或天花板的紫外線固化型抗菌涂層組合物；其中抗菌涂層組合物是一種包含基礎樹脂和抗菌金屬的氨基酸鹽的油漆型組合物。這種墻壁覆蓋物顯示用于提供抗菌作用的基于金屬的產(chǎn)品存在的缺點，這種基于金屬的產(chǎn)品存在的問題，因為其處理和涂布以形成細小層或保護膜受到關注。對于將其用作地板的涂層的特殊情況，所述涂層由于簡單的使用被磨損或被清除，需要再次制備，再次對地板涂布抗菌涂層組合物。
田樹霖的名稱為“建筑用殺菌添加劑及其制造方法和用途”，于1999年7月28日公開的中國申請1223795公開了用于建筑材料的由載體和抗菌金屬鹽制備的殺菌添加劑。此文件顯示下面的缺點對于加工要求額外的階段和材料，并且要求可以用于建筑行業(yè)的適當?shù)臍⒕砑觿５?，未提及所述的活性組分可以在保持其殺微生物性能和保持持久作用的條件下，而將其直接用于制備基于混凝土的構件(例如地板、墻壁和天花板涂層)。
Nowata Nozomi等的名稱為“Antibacterial and Anti-fungal BasicMaterial for Construction”，于1992年11月19日公開的日本申請4331752指出向基礎材料(水泥或石膏)中加入0.01至30重量份的抗細菌和抗真菌的化合物，如2，2，3-thioyodine烯丙醇(2，2，3-thioyodineallyl alcohol)。可以將抗細菌和抗真菌的化合物與基礎材料混合，其中基礎材料處于粉末狀態(tài)，而不是模制的或固化的；通過重涂或噴淋的方法向基礎材料的表面上涂布這種抗細菌和抗真菌的化合物。此日本申請描述了一種具有抗細菌和抗真菌作用的產(chǎn)品，將其用于在需要保護的構件上涂布有細小的層；但是，它沒有建議以作為在地板、墻壁和天花板墻壁覆蓋物等中所用的基于混凝土的整體形式使用殺微生物劑，其具有持久的抗微生物作用和不要求任何額外的用于保護表面的保護層。
Ogura Ywsuke等的名稱為“Construction material having an antibacterialactivity consisting of a combined material obtained by using mordenite and itsproduction”，于1996年4月30日公開的日本申請8109108公開了一種包括由絲光沸石(主要成分)制成的載體的材料，所述的載體浸漬在硝酸銀的稀溶液中，其中用銀離子置換堿性離子。載體與建筑材料如水泥、木材、碎片、紙張或纖維混合，以得到混合材料。將混合材料作為建筑材料理想地成型和加工。此材料在室內及室外是有用的。此日本申請涉及一種通用的建筑材料，其還包括用抗微生物劑溶液浸透其組分之一的步驟，以用銀離子置換堿性離子，但是，它沒有提及在沒有使用載體的條件下可以直接加入試劑，以配料殺微生物劑，避免使用基于重金屬的化合物和需要額外步驟，提供有效和持久的抗微生物作用。
根據(jù)上面所述，沒有已登記的文件描述或建議不要求額外材料或載體的基于混凝土的地板或涂層，和不要求直接結合作為基于混凝土的地板和墻壁覆蓋物組合物成分的殺微生物劑的工序。從而，存在對用于要求更衛(wèi)生的環(huán)境的基于混凝土的地板和墻壁覆蓋物的需要，該覆蓋物包括至少一種容易直接混合的有機殺微生物試劑，并且在其表面快速和持久地釋放活性劑，以抑制微生物的生長。
因此，本發(fā)明的一個目的是提供普通制造的基于混凝土的地板和墻壁覆蓋物，并且同時顯示有效和持久的抗微生物作用。
本發(fā)明的另一個目的是提供至少一種殺微生物劑作為水泥組分、混凝料和添加劑混合物，其用于制備隨時可以安裝的成品地板和墻壁覆蓋物。
本發(fā)明的再一個目的是提供對微生物生長和接觸具有有效抑制作用的基于混凝土的地板和墻壁覆蓋物，以在諸如家庭、一些行業(yè)、食品加工廠、醫(yī)藥實驗室、醫(yī)院等要求特別清潔的地方使用。
本發(fā)明的又一個目的是提供一種具有抗微生物作用的基于混凝土的地板和/或涂層類型的低成本的成品，在沒有用于其釋放的特殊機構的條件下，它不需要使用將在基礎材料中結合的載體。

發(fā)明內容
總體而言，本發(fā)明涉及一種具有抗微生物作用的地板和/或涂層，其是基于混凝土制造，并且它包括至少一種提供有效和持久作用的殺微生物劑。
在本發(fā)明的一個實施方案中，具有抗微生物作用的基于混凝土的地板和/或涂層包括基礎材料和直接與基礎材料混合的有效量的至少一種殺微生物有機試劑?；A材料是一種包括水泥、細集料、固體混凝料、添加劑和水的混合物。
在本發(fā)明的另一方面中，地板和/或涂層的基礎材料包括約5至約50重量％的水泥、高達約50重量％的細集料、約20至約30重量％的固體混凝料、約0.01至約5重量％的添加劑，并且其中加入基礎材料0.01％至5重量％的至少一種殺微生物劑或殺微生物劑的混合物。
具體實施例方式
如上所述，本發(fā)明涉及一種基于混凝土的地板和/或涂層，其包括有效量的至少一種殺微生物劑或殺微生物劑的混合物，以抑制生物侵蝕和生物的擴散。
本發(fā)明是一種具有直接抗微生物作用的基于混凝土的裝飾用建筑材料如地板和/或涂層?；诨炷恋难b飾用建筑材料包括基礎材料和有效量的可直接與基礎材料混合的至少一種殺微生物有機試劑或多種殺微生物有機試劑的混合物?；A材料是一種包括水泥、細集料、固體混凝料、添加劑和水的混合物。在本發(fā)明一個優(yōu)選的實施方案中，基礎材料包括約5至約50重量％的水泥、高達約50重量％的細集料、約20至約30重量％的固體混凝料、約0.01至約5重量％的添加劑。
本發(fā)明有效的殺微生物劑是有機的、無毒的并且在它們的使用過程中是環(huán)保的。如已知的一樣，大多數(shù)殺微生物劑通過穿透生物的薄細胞壁而控制生物的生長，由此中斷生物體代謝功能，并且最終殺死所述的生物體。采用這種方法，在本發(fā)明中提及的術語“殺微生物劑”應當理解為包括任何在基于混凝土的成品地板和涂層上有效抑制微生物侵蝕及其擴散的有機化合物。應當將在本發(fā)明所用的術語“至少一種殺微生物劑”理解為對于使用可行的一種殺微生物劑或不同殺微生物劑的混合物。
本發(fā)明所用的合適的殺微生物劑是來自于酚的衍生物，特別是2，4，4′-三氯-2′-羥基苯酚(例如三氯生，irgasan，mcroban)，有機錫，特別是丁基錫馬來酸鹽(例如Ultra Fresh)，鄰苯基苯酚鈉的四水合物(Dowcide-A)和烷基二甲基芐基氯化銨。
向本發(fā)明所用的基礎材料加入殺微生物劑的劑量比率根據(jù)將要被涂布的基于混凝土的地板或涂層的地方的使用和環(huán)境條件而顯著改變。因此，要求有效量的殺微生物劑，以防止細菌和微生物在家庭和一些行業(yè)表面處的粘附、生長和擴散。在大多數(shù)情況下，殺微生物劑或殺微生物劑的混合物的有效比率將在基礎材料的0.01％至5重量％范圍內。
一種加入至少一種殺微生物劑的優(yōu)選方法是通過在本領域眾所周知的常規(guī)方法，將殺微生物劑與基礎材料組分即水泥、細集料、固體混凝料、添加劑和水一起簡單混合。因此，得到具有抗微生物作用的混凝土混合物，其接著經(jīng)受加工工序，以形成地板和/或涂層。
一種解釋性的形成地板和涂層制造方法包括下面的步驟1)配料比率-適宜比率的基礎材料成分或組分，其由應當給予構件的涂敷按照要求的抗性設計，與根據(jù)所期望的抗微生物作用的有效量的至少一種殺微生物有機試劑一起配料。主要的基礎材料化合物是水泥、細集料、固體混凝料(大理石和花崗巖的碎片等)、染料和水。
2)混合或捏合-一旦基礎材料和殺微生物劑配料完成，用本領域已知的任何適宜的方法和設備將這些材料混合或捏合，得到具有抗微生物作用和適當結合基礎材料成分和殺微生物劑的均勻糊狀物。
3)模具再充填-向模具中投料并再充填具有抗微生物作用的足夠量的事先均化的糊狀物，該模具可以具有根據(jù)地板和墻壁覆蓋物設計(矩形、彎曲的等)的多種形狀和大小。
4)擠壓-為了使糊狀物除去過量的水份并且得到具有由隨后階段的機器處理的適宜密度和孔隙率的產(chǎn)品，使先前倒入模具中的糊狀物承受通過壓力機施加的壓力。
5)固化-一旦通過受壓階段使產(chǎn)品硬化后，拆除地板和墻壁覆蓋物的框架，并且送至固化室；后者可以在常溫下進行，其將持續(xù)48小時，或者使用蒸汽，持續(xù)時間減少到24小時。
6)校準-一旦地磚被定型并且得到經(jīng)過固化階段的抗性，它們的尺寸通過使用精確定準的表面平整和修整機進行校準。
7)磨光和拋光-校準后，地板和墻壁覆蓋物經(jīng)過磨光和拋光線，其包括初雕、磨蝕、磨光和拋光上述的多種磨石。
8)包裝-以多種形式包裝最終的產(chǎn)品。
實施例為了顯示本發(fā)明的實踐和評估其功效，通過下面的方法制備基礎材料混合25重量％的水泥、50重量％的細集料、24.5重量％的固體混凝料(大理石碎片)和足夠量的水，形成混合物。在基礎材料混合物形成期間，加入0.05重量％的殺微生物劑(三氯生)并且均勻地與整個基礎材料的混合物混合，由此形成具有抗微生物作用的基礎材料。然后，為了形成混凝土地磚，向具有適宜形狀和尺寸的模具中倒入具有抗微生物作用的混合物。
在具有抗微生物作用的地磚固化之后，為了證明抗微生物的抑制作用，取直徑約為25mm的樣品(處理過的構件)，連同用未處理過的常規(guī)材料制備的地磚(控制構件)進行測試。測試結果示于下表1中。
表1

如從表1可以看出，圍繞用殺微生物劑(在此情況下為三氯生)處理過的試管的抑制區(qū)域顯示當將構件進行處理時，該構件具有抑制微生物生長和繁殖的作用，在其它試驗中，也顯示了這類處理對于真菌的生長抑制作用。這表明這些基于混凝土的地板和墻壁覆蓋物具有的保護能力歸功于在已經(jīng)使用過它們的區(qū)域上對于微生物擴散的保護。
盡管已經(jīng)解釋和描述了本發(fā)明的某些實施方案，應當注意的是可以在其上做一些改變和修改。因此，不應當理解本發(fā)明受除了現(xiàn)有技術要求的和在此所附的權利要求的精神之外的限制。
權利要求
1.在混凝土基礎上制備的具有抗微生物作用的基于混凝土的地板和墻壁覆蓋物，其中它們包含基礎材料和有效量的至少一種提供有效并且持久作用的殺微生物有機試劑。
2.根據(jù)權利要求1所述的在混凝土基礎上制備的具有抗微生物作用的基于混凝土的地板和墻壁覆蓋物，其中所述的至少一種殺微生物劑形成用于制備地板和墻壁覆蓋物的混合物的組成部分。
3.根據(jù)權利要求2所述的在混凝土基礎上制備的具有抗微生物作用的基于混凝土的地板和墻壁覆蓋物，其中所述基礎材料包含約5至約50重量％的水泥、高達約50重量％的細集料、約20至約30重量％的固體混凝料、約0.01至約5重量％的添加劑，并且其中所述殺微生物劑是以基礎材料的約0.01％至5重量％的量存在的。
4.根據(jù)權利要求2所述的在混凝土基礎上制備的具有抗微生物作用的基于混凝土的地板和墻壁覆蓋物，其中所述的殺微生物有機試劑選自酚的衍生物、有機錫、鄰苯基苯酚鈉的四水合物或烷基二甲基芐基氯化銨或它們的混合物。
5.根據(jù)權利要求4所述的在混凝土基礎上制備的具有抗微生物作用的基于混凝土的地板和墻壁覆蓋物，其中所述酚衍生物優(yōu)選衍生自2，4，4′-三氯-2′-羥基苯酚，并且所述有機錫優(yōu)選為丁基錫馬來酸鹽。
6.一種制備具有抗微生物作用類型的地板和墻壁覆蓋物的方法，該方法包括a)根據(jù)給予地板或涂層的涂敷所要求的抗性設計的適宜比率，配制一定比率的包含水泥、細集料、固體混凝料、添加劑和水的基礎材料；b)混合基礎材料組分以形成均勻的糊狀物；c)在根據(jù)地板和墻壁覆蓋物設計的合適形狀和大小的模具中倒入均勻的糊狀物；d)擠壓在模具中含有的均勻糊狀物，以除去多余的水份，并且得到具有適宜密度和孔隙率的脫水糊狀物；e)拆除框架，從模具中取出脫水的均勻糊狀物；f)在環(huán)境溫度下48小時之內或者通過使用水蒸汽在24小時之內固化脫水的均勻糊狀物，以得到基于混凝土的、固化的地板或涂層；g)校準固化的地板或涂層，以初雕和定形尺寸；和h)磨光和拋光基于混凝土的地板或涂層；其中它包含在步驟b)之前加入有效量的至少一種殺微生物劑的另一個步驟。
7.根據(jù)權利要求6所述的制備具有抗微生物作用的地板和墻壁覆蓋物的方法，其中所述的至少一種殺微生物劑形成用于所述地板和墻壁覆蓋物制造的糊狀物的組成部分。
8.根據(jù)權利要求7所述的制備具有抗微生物作用的地板和墻壁覆蓋物的方法，其中所述的有效量的殺微生物劑將取決于將被涂布的基于混凝土的地板或涂層的地方的應用和環(huán)境條件；以防止細菌或微生物在所述地板和墻壁覆蓋物表面上粘附生長和擴散。
9.根據(jù)權利要求8所述的制備具有抗微生物作用的地板和墻壁覆蓋物的方法，其中所述的殺微生物劑的有效量將在基礎材料的0.01％至5重量％的范圍內。
全文摘要
本發(fā)明描述了一種具有抗微生物作用的基于混凝土的地板或涂層，其包括基礎材料和有效量的至少一種殺微生物有機試劑，所述的殺微生物有機試劑直接與基礎材料混合；所述的基礎材料是一種含有水泥、細集料、固體混凝料、添加劑和水的混合物；其中與基礎材料混合的殺微生物劑提供有效并且持久的抗微生物作用。
文檔編號E04B1/72GK1506545SQ20031012016
公開日2004年6月23日 申請日期2003年12月9日 優(yōu)先權日2002年12月10日
發(fā)明者奧梅羅·拉米雷斯·托比亞斯, 德利婭·德萊昂·瓜哈爾多, 德萊昂 瓜哈爾多, 奧梅羅 拉米雷斯 托比亞斯 申請人:塞美克斯品牌環(huán)球有限公司