استفاده مقرون به صرفه از بیوسیدهای مدرن در فرمولاسیون‌های رنگی نیاز به درک حساسیت فرمولاسیون، عواقب تخریب، بهینه‌سازی آزمایشگاهی و بهداشت مناسب محیت زیست دارد. بهداشت ضعیف، استفاده از مواد اولیه خراب و انتخاب مواد نگهدارنده بی‌اثر میتواند منجر به فساد متناوب و ایجاد مشکلات آلودگی طولانی مدت شود. درک رابطه بین این عوامل ضروری است.
انتخاب بیوسید:
لایه محافظ درون ظرف، محافظت از لایه خشک، ضد رسوب… پوشش‌های داخلی که مخصوصاً در آشپزخانه و حمام استفاده می‌شود به دلیل شرایط رطوبت در معرض تخریب میکروبی هستند. برای رنگ‌های خارجی، شرایط محیطی مانند رطوبت میتواند منجر به رشد قارچ / جلبک شود و بر زیبایی پوشش تأثیر منفی بگذارد.
جدا از بخش معماری، مسائل میکروبی نیز در صنعت دریایی غالب است که منجر به مشکلاتی از جمله هزینه‌های بالای نگهداری، افزایش خوردگی و غیره می‌شود.
همچنین، نه تنها به فساد پس از استفاده، میکروارگانیسم‌ها می‌توانند رنگ را به روش‌های مختلف در طول فرآیند تولید نیز آلوده کنند.
نیاز به خواص ضد میکروبی، انواع و نکات انتخاب
در هر مرحله از عمر، رنگ‌ها و پوشش‌ها در معرض آلودگی و تخریب انواع میکروارگانیسم‌ها هستند. بعلاوه، وجود آب باعث می‌شود این رنگ‌ها بسیار در معرض حمله میکروبی باشند – هم در حالت مرطوب و هم به عنوان لایه خشک.
باکتری‌ها می‌توانند امولسیون‌ها و رنگ را در ظرف ذخیره‌سازی خراب کنند.
بعد از اینکه رنگ به یک لایه آغشته شد و خشک شد، در معرض حمله قارچ‌های عامل ایجاد کپک قرار می‌گیرد.
برای محافظت در برابر میکروارگانیسم‌ها که می‌توانند مشکلاتی ایجاد کنند، تولید کنندگان رنگ باید به طور معمول از بیوسیدها استفاده کنند.
بیوسید چیست؟
از مواد افزودنی ضد میکروبی (بیوسیدها نیز نامیده می‌شوند) در فرمولاسیون‌ها برای جلوگیری از از بین رفتن رنگ باکتری‌ها در هنگام نگهداری، و یا برای جلوگیری از رشد قارچ‌ها، جلبک‌ها و سایر میکروارگانیسم‌ها روی رنگ استفاده شده استفاده می‌شود.
بیوسید برای چه استفاده می‌شود؟
دو کاربرد اصلی بیوسیدها:
- محافظت درون قوطی برای جلوگیری از فساد محصول حالت مرطوب در هنگام نگهداری و حمل و نقل
- محافظت از فیلم خشک برای اطمینان از عملکرد طولانی مدت پوشش
رشد میکروبی در پوشش‌ها – چرا و چگونه؟
رشد میکروبی در حالت مرطوب معمولاً با از بین رفتن عملکرد محصول آشکار می‌شود و ممکن است شامل تشکیل گاز، بوهای زننده و تغییر در PH، ویسکوزیته و رنگ باشد. آلاینده‌های میکروبی را می‌توان معرفی کرد:
| منبع اصلی | شناسایی منبع | |
| هوا | تجهیزات کارخانه | |
| آب |
· آرایش آب · آب |
|
| مواد اولیه | · پودرها |
|
|
|
|
| بهداشت ضعیف گیاه | ||
| طراحی ضعیف گیاه | ||
| ظروف نهایی | ||
باکتری‌ها رایج‌ترین ارگانیسم‌های فساد هستند، اما قارچ‌ها و مخمرها گاهی اوقات مسئول خراب شدن محصول هستند. خراب شدن محصولات منتقل شده از طریق آب که ممکن است تا زمانی که محصول به دست مصرف‌کننده نرسد مورد توجه قرار نگیرد، میتواند ضرر اقتصادی قابل توجهی داشته باشد.
پس از خشک شدن، هر دو پوشش منتقله از طریق آب و حلال مستعد آلوده شدن توسط قارچ‌ها و / یا جلبک‌ها هستند.
قارچ‌ها می‌توانند به پوشش‌ها نفوذ کنند، در نتیجه ترک‌خوردگی، تاول زدن و از بین رفتن چسبندگی منجر به پوسیدگی یا خوردگی بستر زیرین می‌شود.
کلنی‌های جلبک‌ها که به نظر می‌رسد با سرعت بیشتری روی لایه‌های متخلخل مانند گچ، سیمان و آجر رشد می‌کنند، می‌توانند آب را مسدود کنند.
وجود آب همچنین ممکن است استعمار توسط سایر میکروارگانیسم‌ها را تشویق کند، که به نوبه خود ممکن است باعث تخریب زیستی شود.
الزامات رشد برای میکروارگانیسم‌ها
میکروارگانیسم‌ها اغلب علت بیماری، بو و آسیب به طیف گسترده‌ای از مواد و بسترها هستند. کپک سبز و تشکیل جلبک بر روی سطوح نشانه تحت تأثیر قرار گرفتن آن توسط میکروارگانیسم‌ها است. در صورت غفلت، این مشکلات میتواند منجر به مشکلات و کاهش زمان برای ضدعفونی کردن کارخانه شود.
| الزامات | باکتری | قارچ (کپک و مخمر) |
| نور | ✘ | ✘ |
| PH ایده آل | کمی قلیایی | Slightly acidic |
| دمای ایده آل | 25°-40°C | 20°-35°C |
| مواد مغذی | منابع C، H و N | |
| عناصر کمیاب | ✔ | ✔ |
| اکسیژن | اکسیژن O2 یا غیرآلی (SO4، NO3 و غیره) O2 | O2 |
| آب | مایع یا بخار | |
استراتژی‌های حفظ ونگهداری
استراتژی‌های مختلفی برای نگهداری وجود دارد که فرمول ساز از آنها برای محافظت از فرمولاسیون خود استفاده می‌کند. این شامل:
- بررسی و درمان تأمین آب
- بررسی مواد اولیه
- بهبود طراحی و بهداشت کارخانه
- استفاده از یک زیست‌کش داری عملکرد با طیف گسترده
بیوسیدها به ویژه در صورت استفاده پیشگیرانه در فرمولاسیون بسیار مؤثر هستند، با این وجود می‌توانند برای پاکسازی آب یا تجهیزات آلوده نیز استفاده شوند. استراتژی‌های مناسب نگهداری کارخانه میتواند از آلودگی میکروبی از منبع جلوگیری کرده و نیاز به زیست‌کش را کاهش دهد.
بنابراین، بیایید به بحث در مورد انواع زیست‌کش موجود برای رنگ و پوشش بپردازیم.
انواع اصلی بیوسیدها که در رنگ و پوشش استفاده می‌شود
مواد نگهدارنده درون قوطی
تمام رنگ‌های دارای پایه آب حاوی مواد مغذی برای باکتری‌ها، قارچ‌ها و مخمر هستند. بنابراین حمله میکروبی میتواند در داخل قوطی رخ دهد که بر کیفیت رنگ تأثیر می‌گذارد. وقتی این اتفاق می‌افتد، می‌توانید موارد زیر را تجربه کنید:
- بوی بد
- از بین رفتن ویسکوزیته
- ایجاد گاز
- جداسازی فاز
- تغییر رنگ
- افت pH
برای محافظت از پوشش خود در برابر چنین مسائلی و افزایش طول عمر پوشش، باید از مواد نگهدارنده درون قوطی استفاده کنید. آنها مواد آلی هستند که معمولاً در سطوح پایین (<0.1 از نظر وزنی) استفاده می‌شوند.
یک زیست‌کش کارآمد در قوطی باید دارای ویژگی‌های زیر باشد:
یک اثر ضد میکروبی طیف گسترده
اندازه‌گیری حداقل غلظت مهاری (MIC) یک روش خوب برای آزمایش میزان اثربخشی بیوسید است. MIC کمترین غلظت نگهدارنده است که در آن رشد ارگانیسم آزمایش تحت شرایط آزمایشگاهی مهار می‌شود.
محافظت طولانی مدت
رنگ ها ممکن است برای مدت طولانی در انبار نگه داشته شوند و در معرض تغییرات گسترده دما قرار بگیرند. حفظ مطلوب تنها در صورتی حاصل می‌شود که ماده نگهدارنده درون قوطی با مواد پوشش‌دهنده سازگار باشد و با گذشت زمان پایدار باشد.
عوامل ضد پوسیدگی
مواد ضد رسوب برای پوشش‌های دریایی این مخصوص پوشش‌های دریایی یا رنگ‌های ضد رسوب است. هدف این است که از موجودات دریایی مانند جلبک‌ها و نرم‌تنان برای اتصال به کشتی جلوگیری شود. در غیر این صورت بر عملکرد کشتی (سرعت، قدرت مانور، مصرف سوخت) تأثیر می‌گذارند.
ضد قارچ
سفیدک و مواد ضد قارچی در تمام پوشش‌های خارجی که هرگونه رطوبت باعث رشد موجودات می‌شود مانند کپک و سایر قارچ‌ها استفاده می‌شود. رنگ‌هایی برای کاربردهای داخلی که دارای سطح رطوبت بیشتری هستند، مانند آشپزخانه‌ها و به خصوص حمام‌ها، از کرم‌های سفید نیز استفاده می‌کنند.
زیست‌کش برای پوشش‌های خشک
اکسید روی (زینک اکساید) تا حد زیادی متداول ترین ماده غیر آلی مورد استفاده است. چندین فرآیند برای تولید ZnO استفاده می‌شود و مهم این است که به دلیل توزیع اندازه ذرات و بنابراین واکنش‌پذیری با اجزای پوشش، سطح مصرف را بر اساس نوع تنظیم کنیم.
با فرض تثبیت ZnO، بسیاری از مواد آلی به تنهایی و یا بهتر در همکاری با ZnO کار می‌کنند
انواع دیگر افزودنی‌های ضد میکروبی
از نانومواد نیز برای جلوگیری از رشد میکروبی استفاده می‌شود – نقره (Ag) بیشتر از سایرین استفاده می‌شود.
اثربخشی این‌گونه محصولات نقره بر اساس شستشوی آهسته و مداوم یون‌های نقره فوق العاده ریز است که از راه‌های مختلف با متابولیسم میکروارگانیسم‌ها در تعامل هستند. به عنوان مثال، یون‌های نقره می‌توانند فعالیت آنزیم‌ها را مهار کنند، به ویژه آن‌هایی که حاوی گوگرد هستند. با این کار، آنها تأثیر عمده‌ای در متابولیسم انرژی این میکروارگانیسم‌ها دارند.
محصولات حاوی نقره سطح گسترده‌ای از اثر ضد میکروبی را نشان می‌دهند، با این حال، در مقایسه با باکتری‌ها، فعالیت کمتری برای حمله با قارچ مشاهده می‌شود.
بیشتر برنامه‌ها در مواردی است که نگرانی از مقاومت میکروب‌ها (باکتری‌ها، ویروس‌ها) در برابر یک ضد میکروب آلی وجود دارد.
طبقه‌بندی توسط خانواده شیمیایی بیوسیدها
بیوسیدهای مبتنی بر ایزوتیازولینون محبوب‌ترین هستند و این کلاس شامل چندین شیمی است. مشتقات ایزوتیازولین که به عنوان بیوسید استفاده می‌شود عبارتند از:
- متیل ایزوتیازولین (MIT ،MI)
- کلرو متیل ایزوتیازولین (CMIT ،CMI ،MCI)
- بنزایزوتیازولین (BIT)
- اکتیل ایزوتیازولین (OIT ،OI)
- دی کلرواکتل ایزوتیازولین (DCOIT ،DCOI)
- بوتیل بنزیزوتیازازولینون (BBIT)
محصولات BIT در طیف محدودی از کاربردهای صنعتی مورد استفاده قرار گرفته است که برای کنترل باکتری‌ها نیاز به نگهداری طولانی مدت دارند.
مخلوط بیوسیدهای فوق بطور مکرر استفاده می‌شود.
