Результат интеллектуальной деятельности: Антиадгезионное покрытие фунгицидного действия

Изобретение относится к неорганическим антиадгезионным материалам фунгицидного действия и может быть использовано в качестве покрытия пищевых форм и/или медицинских инструментов, изготавливаемых из различных стекловидных или металлических материалов.

Известна подложка с антимикробными свойствами, содержащая неорганическое антимикробное средство в форме металла, коллоида, хелата или иона, осажденное на одну из поверхностей подложки и термообработанное при температуре 200-750°C (см. патент РФ №2423328, МПК C03C 13/36, C23C 14/18, опубл. 10.07.2011).

Недостатком указанного изобретения является относительно хорошее смачивание поверхности подложки водой, а следовательно, низкие антиадгезионные свойства.

Наиболее близким к предлагаемому покрытию по технической сути и достигаемому результату является антиадгезионное покрытие, состоящее из пленки оксидов олова нестехиометрического состава, полученное путем пульверизации на предварительно разогретую до 400-450°C поверхность алюминиевой формы раствора, содержащего ингредиенты в следующих количествах, мас. %: SnCl₄⋅5H₂O - 40-50; спирт этиловый - 40-45; спирт изопропиловый - 10-15 (см. патент РФ № 2198959, МПК C23C 30/00; B05D 5/08, опубл. 20.02.2003).

Недостатком этого покрытия являются его неудовлетворительные фунгицидные свойства.

Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в получении покрытия из оксидов металлов нестехиометрического состава на поверхности стекловидных (стекло, эмали, глазури и т.п.) или металлических материалов, обладающего одновременно антиадгезионными и фунгицидными свойствами.

Это достигается тем, что антиадгезионное покрытие фунгицидного действия, состоящее из пленки оксидов олова нестехиометрического состава, полученной путем распыления на предварительно разогретую до 400-450°C стекловидную или металлическую поверхность спиртового раствора хлорида олова(IV), дополнительно содержит в качестве фунгицидного компонента катион меди (Cu²⁺), вводимый в распыляемый раствор в виде хлорида меди(II) при следующем содержании ингредиентов (маc. %):

Указанное соотношение компонентов обеспечивает образование на нагретой до 400-450°C стекловидной или металлической поверхности покрытия из оксидов олова нестехиометрического состава (Антонов О.Н., Игошин В.М., Фроленков К.Ю. Антиадгезионные покрытия на основе пленок сложных оксидов // Хранение и переработка сельхозсырья, 2000, № 3, с. 46-48).

Полученная таким образом пленка оксидов олова нестехиометрического состава обладает антиадгезионными свойствами за счет дефицита кислорода в структуре покрытия. Легирование этой пленки катионами меди придает ей фунгицидные свойства.

Технический результат заключается в существенном снижении риска образования плесневых грибов на поверхности пищевых форм и/или медицинских инструментов, что в свою очередь позволит уменьшить затраты на их дезинфекцию и значительно улучшить санитарно-гигиеническое состояние на предприятиях пищевой промышленности и/или в медицинских учреждениях.

Для экспериментальной проверки заявляемого покрытия было приготовлено три покрытия, полученных из заявляемых растворов, и одно покрытие, полученное из раствора-прототипа.

В качестве основы для нанесения покрытий использовали предметные стекла по ГОСТ 9284-75 и чашки Петри по ГОСТ 25336-82.

Технологическую обработку поверхности стекла с целью ее очистки от органических (жировые пленки) и химических (ионные, атомные и т.п.) загрязнений перед операцией распыления спиртового раствора хлоридов олова и меди осуществляли по схеме:

- обработка в перекисно-аммиачной смеси (NH₄OH по ГОСТ 3760-79, Н₂O₂ по ГОСТ 177-88, H₂O по ГОСТ 6709-72 в соотношении 1:1:3 по объему соответственно) при температуре 40±5°C в течение 10 мин;

- промывка в деионизованной воде при температуре 45±5°C в течение 2-3 мин и в проточной деионизованной воде при температуре 22±3°C в течение 10 мин;

- обработка в смеси Каро (H₂SO₄ по ГОСТ 4204-77, Н₂O₂ по ГОСТ 177-88 в соотношении 7:3 по объему, соответственно) при температуре 145±2,5°C в течение 1-2 мин;

- промывка в проточной деионизованной воде при температуре 65±5°C в течение 2-3 мин;

- сушка облучением инфракрасным светом при температуре 100±3°C в течение 15-20 мин.

Затем стеклянную основу нагревали в муфельной печи МИМП-3У ТУ 3442.002.24662585-01 до 400-450°C и на ее поверхность методом пульверизации наносили раствор, приготовленный из следующих ингредиентов (мас. %): SnCl₄⋅5H₂O (ТУ 6-09-3084-82) - 40,0-50,0%; CuCl₂⋅2Н₂O (ГОСТ 4167-74) - 0,5-1,0 %; спирт этиловый (ГОСТ 18300-87) - 48,0-60,0 %.

Стеклянные основы с нанесенными на их поверхность покрытиями в дальнейшем проходили лабораторные испытания.

В качестве критерия антиадгезионных свойств исследованных покрытий приняли значения краевого угла смачивания поверхности покрытий дистиллированной водой (ГОСТ 6709-72), определяемые по методу "сидячей" капли (Адамсон А. Физическая химия поверхностей. М.: Мир, 1979, 598 с.).

Определение фунгицидной эффективности полученных покрытий осуществляли в соответствии со стандартом JIS Z 2801 (JIS Z 2801:2000, Antimicrobial products - Test for antimicrobial activiti and afficacy.) по следующей методике:

- стерильную чашку Петри с нанесенным на ее поверхность покрытием заражают 100 мкл суспензии плесени Mucor mucedo ВКПМ F-604 (50 мл физиологического раствора + 0,7 мг свежевыращенной Mucor mucedo);

- выдерживают 24 часа под лампой при температуре 24°C;

- подготавливают питательную среду - картофельно-глюкозный агар (1,0 л процеженного через марлю отвара из 200 г картофеля, сваренного на дистиллированной воде, с добавлением 20,0 г глюкозы и 20,0 г агара);

- в новые стерильные чашки Петри заливают подготовленную питательную среду и подсушивают до затвердения среды (образования желеобразной массы);

- в зараженную и экспонированную чашку Петри вносят 500 мкл физиологического раствора, смачивают всю поверхность чашки;

- сливают физиологический раствор из зараженной чашки Петри в чашку Петри с питательной средой и выдерживают 48 часов при температуре 24°C;

- подсчитывают число колониеобразующих единиц (КОЕ) желтого цвета. Результаты лабораторных испытаний приведены в таблице.

Из таблицы видно, что заявляемое покрытие существенно превосходит прототип по фунгицидной эффективности при паритете антиадгезионных свойств.