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抗菌瓷砖的技术难点、应用痛点、市场前景如何?
来源 : 陶卫网     阅读 : 10713    作者 : 陶瓷资讯    2020-08-10

8月6日,在佛山海关综合技术中心禅城分中心、国家建筑卫生陶瓷检测重点实验室的相关人员见证下,东鹏控股、三水宏源陶瓷获得了全国首批“抗菌瓷砖”China-mark认证证书。这一消息无疑释放出一个信号,作为健康类瓷砖产品,抗菌瓷砖已逐步得到行业的关注和重视。

从专业技术领域而言,抗菌瓷砖到底有哪些工艺技术难点和终端应用痛点?它的市场现状和发展前景又如何?带着这些疑问,陶瓷资讯记者近期采访了不少抗菌瓷砖方面的专业人士。

 

国内抗菌瓷砖开发由来已久

健康当道,2020年又掀“抗菌潮”


众所周知,抗菌瓷砖其实并不是一个新概念。在国内,东鹏早在2002年非典期间就启动了抗菌技术的研发,2003年开发出了初代抗菌产品。直到2020年1月,东鹏又推出了全新抗菌大理石瓷砖产品。

▲东鹏全新抗菌大理石瓷砖


2003年,冠军磁砖也早已开始研究并成功开发出了第一款抗菌壁砖产品。然而,由于技术稳定性和市场认知度等因素,并未推出。随后,冠军磁砖对于不同类型的抗菌材料,及其与陶瓷的复合技术进行了大量的研究测试和技术升级,目前,已充分完成测试开发,其抗菌瓷砖产品也已实现批量生产。

2008年,顺成陶瓷集团也开发出了抗菌瓷砖技术。然而,由于极高的技术壁垒,当时市场鱼目混珠情况严重,相关的鉴定机制又尚未完善,因此消费者对功能性瓷砖的认可度比较低。大多数还是用于有特殊需求的场景空间。

2020年初,新冠肺炎疫情突发,加速了人们对健康瓷砖的渴望和需求,也激发了不少陶瓷品牌陆续推出抗菌瓷砖,还有不少品牌跃跃欲试,即将推出抗菌瓷砖。据了解,目前,国内如东鹏、欧神诺、冠军、宏源、蒙娜丽莎、金意陶、新中源、亚细亚、金狮王等陶瓷品牌都在聚焦抗菌瓷砖。

2020年部分陶瓷品牌推出抗菌瓷砖

月份

陶瓷品牌

推出抗菌瓷砖

1月

东鹏

全新抗菌大理石瓷砖

3月

佳怡居

抗菌瓷砖——金丝银丝、金砂银砂系列

4月

宏陶

健康净界砖

金狮王

抗菌瓷砖(淄博上市)

5月

欧神诺

抗菌砖(上市)

6月

汇亚

生态离子系列抗菌瓷砖

冠军

纳米抗菌瓷砖——本真IV代、卡尼克II代

8月

新中源

全新升级YOUNG+抗菌系列

(以上统计信息由陶瓷资讯整理)

 

抗菌瓷砖的技术原理是什么?


中国制釉集团、大鸿制釉高级工程师李家铎分析,现在所说的抗菌总体上类似于医疗领域的灭菌,有很多种方法,比如高温、紫外线、化学试剂(酒精和其他药剂)。最近热度不断攀升的抗菌瓷砖,在大家讨论时常常使用抑菌和抗菌两个概念,抑菌的大概意思是瓷砖本身就不适合微生物生存,可以抑菌,这个方面的性能肯定比木质材料好很多;至于抗菌主要是说明瓷砖因为添加一些特殊材料,具有了杀灭细菌的功能。从市场主流产品看,大部分抗菌瓷砖采用的是重金属离子(如含银物质)灭菌和辐射灭菌两条技术路线。当然,还会有其他一些方法可以采用。

关于抗菌瓷砖的技术原理,新中源陶瓷相关专业人士表示,就是在瓷砖表面的一层无机抗菌釉层,当病菌与砖面接触时,抗菌离子等有效成分,就会从釉层释放,与细菌接触反应使其丧失活性,达到阻止细菌分裂存活的效果。大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等是日常生活中常见的,是容易引起胃肠疾病、伤口感染等的致病菌。

冠军磁砖相关专业人士介绍,抗菌技术的抗菌机理主要是通过干扰细胞壁的合成,损伤细胞膜,抑制蛋白质的合成,干扰核酸的合成。通过破坏细菌生物体结构、抑制细菌繁殖机制,起到抑菌杀菌的作用。


▲冠军纳米抗菌瓷砖


主要有以下三种机制:

1、离子溶出机制

一些金属离子由于带正电荷,在一定浓度的情况下可破坏细胞膜,或强烈吸引细菌体内的酶蛋白巯基,并迅速结合,降低细菌生物活性酶的活性,达到抗菌的目的,这个过程一般称为离子溶出机制;

2、活性氧机制

有些物质与空气或水作用,会产生高活性的活性氧和自由基,具有强烈的氧化还原作用,可以对细菌生物体产生破坏性的作用,从而杀灭细菌;这个过程称为活性氧机制;

3、光催化机制

一些物质在光尤其是紫外光的激发下,会产生电子空穴对,这类物质叫光催化剂,也叫光触媒。电子和空穴与周围的物质,比如空气、水等,相互作用,也会产生具有强烈氧化还原作用的自由基;这个过程是光催化机制。

他强调,对于大多数抗菌材料来说,基本都是由两种以上的机制共同起作用。重要的是,抗菌产品的生物安全性和持久有效性,短期的作用好并不能说明可以长期有效。

汇亚磁砖产品部主管吴祚宽也指出,抗菌瓷砖的技术原理是兼具接触式与光催化的抗菌机理。其中光催化就是以二氧化钛为载体,通过光合作用产生的活性氧、羟基自由基等,进行氧化分解各种有机物与部分无机物,破坏细菌的细胞膜和蛋白质,最终杀灭细菌;接触式抗菌就是以纳米氧化锌为载体(包含了Ti、Ag、Zn),通过Zn离子的游离,击穿细胞壁,与细菌的蛋白质反应,破坏细菌细胞的生理活性,最终杀灭细菌。


抗菌瓷砖的工艺技术难点:

抗菌功能的长效、高效、稳定


众所周知,抗菌瓷砖的生产工艺与普通釉砖基本相同,唯一不同的是在施釉方面比普通釉砖多了一个步骤——施抗菌釉。自然,关于抗菌瓷砖的工艺技术难点也体现于此。东鹏瓷砖相关专业人士坦言,经过高温烧制之后仍能保持抗菌剂的抗菌活性,保持抗菌的稳定性,以及高达99%的抗菌率,这是抗菌技术最难攻克的。另外,金属离子抗菌剂非常容易影响瓷砖的发色纯正以及一些物理性能,兼顾美观和实用性不是一件容易的事。


▲东鹏全新抗菌大理石瓷砖


冠军磁砖相关专业人士也指出,抗菌技术的难点在于高活性抗菌材料的合成制备及其与釉料的结合应用,减少抗菌材料的引入对釉面特性的影响,同时要解决抗菌剂高温失活问题,在高温烧成过程中要保持抗菌材料的抗菌活性不会出现明显的性能降低。

宏陶陶瓷技术研发中心主任丁英美强调,抗菌瓷砖在工艺技术方面的要求比较高,要尽量减少釉料里面的游离态银离子和锌离子。吴祚宽也坦言,在漫长的研发过程中遇到诸多问题。比如,抗菌粉对于釉的流动性、发色、耐酸碱性、砖形及如何快速检测等。总而言之,抗菌功能要实现长效性、高效性、稳定性,任重道远。

有关抗菌瓷砖的生产标准,冠军磁砖相关专业人士介绍,根据广泛的调查和研究,主要有以下三个方面:

1、抗菌性能和耐久性标准要符合要求。

目前对于抗菌瓷砖的产品性能测试标准,国际上主要有日本的JIS Z2801,ISO(国际标准化组织)的ISO 22196等,这些标准主要采用抗菌活性值来表示抗菌结果,对于国内的大多数消费者来说,这个概念有些不便于理解,且标准较严(抗菌活性值需≥2.0,换算成百分比就是要≥99%,才视为合格)。

我国在综合了各个主要国际标准的基础上,结合国内实际情况于2002年制定了符合我国国情的行业标准JC/T 897《抗菌陶瓷制品抗菌性能》,并于2014年进行了修订,增加了抗菌耐久性的测试。

JC/T 897-2014《抗菌陶瓷制品抗菌性能》

项目抗细菌率抗菌性能≧90%抗菌耐久性能≧85%

国内主要是依照此标准进行抗菌陶瓷抗菌性能的检验,标准中规定对于大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌性能满足≥90%即可认定为合格,抗菌耐久性(依照GB/T 9266的标准方法进行模拟洗刷500次之后再进行抗菌性能测试)需达到≥85%认定为耐久性合格。    

2、要满足使用安全性的要求。

在安全性方面,根据卫生部《消毒技术规范》(2002版)中的相关要求,瓷砖作为不经常与人体接触的材料,需要进行一次完整皮肤接触刺激试验,认证结果须为无刺激性。

3、要符合瓷砖本身应满足的各项理化性能要求。


如何保证长久高效抗菌?

材料选择至关重要


谈到抗菌瓷砖在材料方面的特殊要求,吴祚宽强调,其主要是体现在抗菌材料上,如何保证长久高效抗菌是抗菌瓷砖实现量产的根本。

丁英美也指出,抗菌瓷砖在抗菌材料选择上是要非常谨慎的,主要注意以下三个方面:

1、要保证材料本身无害,不含任何放射性物质,不能对人畜有害,也不能对环境造成污染;

2、不能影响瓷砖釉料发色;

3、抗菌效果要具有持久性、方便性等。

在材料和生产装备的选择方面,冠军磁砖相关专业人士介绍,在材料选择上,其优选独特的高活性氧化物抗菌材料,有别于市场上常见的其他类型的抗菌材料,有效结合了其他抗菌材料的优点,避免了其他材料在使用过程中的一些缺陷;而在生产装备方面,其增加了部分设备用于高活性抗菌材料的合成制备,然后将抗菌材料与进口釉料进行了技术复合,制成成品抗菌釉料,在使用上,无需增加新设备或对现有生产线设备进行较大改动,即可在原有生产工艺的基础上顺利实现批量生产。


▲冠军纳米抗菌瓷砖


可见,对于抗菌瓷砖而言,形成抗菌层需要添加的抗菌釉至关重要。中扬釉料采购经理司金凯介绍,抗菌瓷砖主要是在釉料里添加抗菌剂,陶瓷用无机抗菌剂根据抗菌原理不同,分为以下两类:

1、金属离子型,比如银、铜等。

主要是金属离子作用于细菌蛋白质,使其变性,而无法呼吸、代谢和繁殖,直至死亡,达到杀菌的效果;

2、光催化型,有Ti02、ZnO等。

这类材料在光照射下,吸收光后产生大量的具有氧化还原能力的活性基团,这些活性基团可以分解材料表面的水,生成活性氧,活性氧与细菌接触后,可抑制细菌的生长和繁殖,并导致细菌死亡。

他透露,其抗菌釉料添加了复合型无机抗菌材料,这类抗菌材料克服了单一抗菌剂的缺陷,在抗菌方面具有广谱高效、杀菌彻底的独特优势。

总之,作为健康类的功能性瓷砖,抗菌瓷砖在选材上须精益求精。宏陶陶瓷产品部经理廖义华也从瓷砖产品的健康角度进行阐述。他认为,瓷砖产品本身的健康与否主要取决于是否带有辐射毒性。如果是采用无辐射性的原材料生产的产品,然后在产品工艺改进上加入更适合人居环境的升级材料,并且是有专业机构检测认可的对人体有益无害的产品,才能称之为健康类瓷砖。


“后疫情”时代,抗菌或将

成为瓷砖、岩板的必备功能


谈到抗菌瓷砖在实际应用中的痛点,冠军磁砖相关专业人士认为,其痛点在于抗菌效果的即时演示。由于细菌及其繁殖过程属于微观领域,且需要一定的周期,其生长和死亡过程很难在短时间内直观地展示给客户,这是未来需要研究和克服的。

司金凯也表示,目前,仍然没有非常成熟的、快速的抗菌性能展示方案,看不见摸不着,可信度不高;而且其应用场景有限,地面铺贴的抗菌意义不大。

吴祚宽则认为,抗菌瓷砖在实际应用中的痛点主要体现在快速准确的检测。与负离子不同的是,抗菌没有专门的检测仪器,即使送至专业的检测机构检测,由于每个机构菌种的培养、每位检测人员的检测方式存在一定的差异,其检测结果也会出现不同程度地波动。

关于抗菌瓷砖的市场现状和发展前景,东鹏瓷砖相关专业人士认为,随着经济的发展,国内消费者对健康环保的关注度越来越高。再加之,2020年新冠疫情过后,大家对家居健康提升到了前所未有的高度,可以说经此一“疫”,主打改善家居健康环境的瓷砖产品将迎来发展的最好时机。


▲东鹏全新抗菌大理石瓷砖


冠军磁砖相关专业人士也同样认为,随着社会发展和人民生活水平的提高,消费者对于健康、卫生的需求也越来越高,抗菌瓷砖正是在这种前提条件下应运而生的。尤其在此次疫情大范围影响全世界人民的健康和生命安全的当口,人们也会更加提高对健康和安全类的产品品类的关注度,可以预见,即使在疫情过后,这种关注的热度也不会消退。因此,抗菌瓷砖作为健康产品品类,在医疗系统、幼儿园、养老院、月子中心、公众聚集场所等场所的应用,也一定会慢慢迎来消费者的关注和认可,未来的健康产品市场是应用前景非常广阔的商业大蓝海,而抗菌瓷砖作为一种健康产品,也将占据一席之地。

当前,瓷砖产品越来越同质化,功能性瓷砖将会成为一种发展趋势。新中源陶瓷相关专业人士分析,为了令瓷砖有更多的功能,同时,应对“后疫情”时代消费者对健康的需求,陶瓷企业站在保护消费者的角度,会将抗菌做成瓷砖的必备功能。从短期来说,抗菌瓷砖也会成为每个品牌涉及的功能性产品,大家都会往这个方向去走。至于发展前景,抗菌瓷砖也会像负离子瓷砖一样,有一定的生命力,但从长远来说,它不是救命稻草。

司金凯也认为,抗菌瓷砖市场仍需培育。看目前状况,尽管有新冠肺炎疫情的助推,但是好像抗菌瓷砖的呼声并不高。可能会像负离子瓷砖一样,需要若干年的培育,等人们健康意识足够强的时候市场才会真正打开。

当前,陶瓷行业的发展方向除了岩板以外,就是以功能性瓷砖为品牌定位,无论是负离子、抗菌、发热砖还是防滑砖,都是功能性瓷砖的延伸。吴祚宽坦言,抗菌、负离子等相关卖点也已应用到岩板中,以全屋健康家居的定位,进一步拓展陶瓷行业在整个泛家居行业的发展。

作为陶瓷行业资深人士,李家铎也对抗菌瓷砖的发展前景作出了中肯的分析。他认为,作为一种瓷砖新品类,抗菌瓷砖具有保障健康的附加功能,无疑是一个好事,需要做一些宣传推广,但是要适度,尤其是注意不能夸大功能,否则很容易乱象丛生,适得其反,前些年一些品类瓷砖的走势值得借鉴。抗菌瓷砖作为小众产品值得深入技术研发,比如,需要更高的耐污性能来配合,早期洁具的抗菌就是和自洁是关联的,原因很简单,不容易脏就不容易滋生细菌。随着大众的康养观念不断改变,抗菌瓷砖应该会逐步引起社会关注。


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