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Title:
SANITARY FITTING HAVING A COATED COMPONENT AND METHOD FOR COATING A COMPONENT FOR A SANITARY FITTING
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2022/156962
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a sanitary fitting (1), comprising at least one component (2) which at least partially consists of an antimicrobial or antiviral material, wherein the component (2) is at least partially coated with a coating (3) which has a perforation (4) so that the antimicrobial or antiviral material is exposed. In addition, the invention relates to a method for coating a component (2) for a sanitary fitting (1).

Inventors:
ROMANOWSKI CARSTEN (DE)
Application Number:
PCT/EP2021/085665
Publication Date:
July 28, 2022
Filing Date:
December 14, 2021
Export Citation:
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Assignee:
GROHE AG (DE)
International Classes:
E03C1/04
Foreign References:
US20020097279A12002-07-25
US20100159268A12010-06-24
JPH06200382A1994-07-19
JP2020083772A2020-06-04
Other References:
YASUYUKI MIYANO ET AL: "Antibacterial properties of nine pure metals: a laboratory study using Staphylococcus aureus and Escherichia coli", BIOFOULING: THE JOURNAL OF BIOADHESION AND BIOFILM RESEARCH, vol. 26, no. 7, 30 September 2010 (2010-09-30), GN, pages 851 - 858, XP055863022, ISSN: 0892-7014, DOI: 10.1080/08927014.2010.527000
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Claims:
Patentansprüche

1. Sanitärarmatur (1), aufweisend zumindest eine Komponente (2), die zumindest teilweise aus einem antimikrobiellen oder antiviralen Material besteht, wobei die Komponente (2) zumindest teilweise mit einer Beschichtung (3) beschichtet ist, die eine Perforation (4) aufweist, sodass das antimikrobielle oder antivirale Material freigelegt ist.

2. Sanitärarmatur (1) nach Patentanspruch 1, wobei es sich bei der Komponente (2) um ein Armaturengehäuse (5) oder ein Betätigungselement (6) handelt.

3. Sanitärarmatur (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Beschichtung (3) Chrom umfasst.

4. Sanitärarmatur (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei das antimikrobielle oder antivirale Material Kupfer oder Silber umfasst.

5. Sanitärarmatur (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Perforation (4) aus einer Vielzahl von Löchern (7) gebildet ist.

6. Sanitärarmatur (1) nach Patentanspruch 5, wobei die Löcher (7) einen Durchmesser (8) von maximal 25 pm aufweisen.

7. Sanitärarmatur (1) nach Patentanspruch 5 oder 6, wobei die Löcher (7) eine Tiefe (9) von 1 pm bis 25 pm aufweisen.

8. Sanitärarmatur (1) nach einem der Patentansprüche 5 bis 7, wobei die Löcher (7) zueinander einen Abstand (10) von 1 pm bis 2 mm aufweisen. Verfahren zur Beschichtung einer Komponente (2) für eine Sanitärarmatur (1), zumindest aufweisend die folgenden Schritte: a) Bereitstellen der Komponente (2), wobei die Komponente (2) zumindest teilweise aus einem antimikrobiellen oder antiviralen Material besteht; b) zumindest teilweises Beschichten der Komponente (2) mit einer Beschichtung (3); und c) Perforieren der Beschichtung (3), sodass das antimikrobielle oder antivirale Material freigelegt ist. Verfahren nach Patentanspruch 9, wobei das Perforieren in Schritt c) mithilfe eines Lasers (11) erfolgt.

Description:
Sanitärarmatur mit einer beschichteten Komponente sowie Verfahren zur Beschichtung einer Komponente für eine Sanitärarmatur

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sanitärarmatur und ein Verfahren zur Beschichtung einer Komponente für eine Sanitärarmatur. Mittels der Sanitärarmatur ist insbesondere eine Flüssigkeit an einem Waschbecken, einer Dusche, Badewanne und/oder einem WC abgebbar.

Derartige Sanitärarmaturen weisen regelmäßig Bedienelemente, wie zum Beispiel Betätigungshebel, Betätigungsschalter und/oder Betätigungstasten, auf, die bei einer Verwendung durch einen Benutzer kontaktiert werden. Dabei können sich an den Bedienelementen Bakterien und/oder Viren ansammeln, die Krankheiten verursachen können. Um eine Übertragung der Bakterien und/oder Viren auf unterschiedliche Benutzer zu verhindern, müssen die Sanitärarmaturen häufig aufwendig desinfiziert werden. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn diese in Krankenhäusern oder Wohneinrichtungen für Senioren installiert sind.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise zu lösen und insbesondere eine Sanitärarmatur anzugeben, die seltener desinfiziert werden muss. Zudem soll ein Verfahren angegeben werden, durch das eine Sani- tärarmatur seltener desinfiziert werden muss.

Diese Aufgaben werden gelöst mit einer Sanitärarmatur und einem Verfahren gemäß den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängig formulierten Patentansprüchen angegeben. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den abhängig formulierten Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden. Hierzu trägt eine Sanitärarmatur bei, die zumindest eine Komponente aufweist, die zumindest teilweise aus einem antimikrobiellen oder antiviralen Material besteht, wobei die Komponente zumindest teilweise mit einer Beschichtung beschichtet ist, die eine Perforation aufweist, sodass das antimikrobielle oder antivirale Material freigelegt ist.

Die Sanitärarmatur dient insbesondere der bedarfsgerechten Bereitstellung einer Flüssigkeit, insbesondere Wasser, an einem Waschbecken, Spülbecken, Dusche, Badewanne und/oder Toilette. Weiterhin kann die Sanitärarmatur ein Mischventil zum Mischen von Kaltwasser mit einer Kaltwassertemperatur und Warmwasser mit einer Warmwassertemperatur zu einem Mischwasser mit einer gewünschten Mischwassertemperatur aufweisen. Die Kaltwassertemperatur beträgt insbesondere maximal 25 °C (Celsius), bevorzugt 1 °C bis 25 °C, besonders bevorzugt 5 °C bis 20 °C und/oder die Warmwassertemperatur insbesondere maximal 90 °C, bevorzugt 25 °C bis 90 °C, besonders bevorzugt 55 °C bis 65 °C. Bei dem Mischventil kann es sich beispielsweise um eine Mischkartusche oder Thermostatkartusche handeln.

Die Sanitärarmatur weist zumindest eine Komponente auf, die zumindest teilweise aus einem antimikrobiellen oder antiviralen Material besteht. Bei dem antimikrobiellen oder antiviralen Material kann es sich beispielsweise um ein Metall oder eine Metalllegierung handeln. Das Metall oder die Metalllegierung kann beispielsweise Silber oder kolloidales Silber umfassen. Die zumindest eine Komponente kann vollständig aus dem antimikrobiellen oder antiviralen Material bestehen. Beispielsweise kann die zumindest eine Komponente aus dem antimikrobiellen oder antiviralen Material gegossen sein. Weiterhin kann die Komponente das antimikrobielle oder antivirale Material nur in einem Randbereich und/oder im Bereich einer Oberfläche der Komponente aufweisen. Die zumindest eine Komponente ist zumindest teilweise mit einer Beschichtung beschichtet. Die Beschichtung ist insbesondere (direkt) auf der Oberfläche der Komponente angeordnet. Weiterhin kann die Beschichtung zumindest teilweise aus Metall, Keramik, Kunststoff und/oder einem Lack bestehen. Zudem kann die Beschichtung beispielsweise eine Schichtdicke von 1 pm (Mikrometer) bis 1 mm (Millimeter) aufweisen. Die Beschichtung weist zumindest teilweise eine Perforation auf, sodass das antimikrobielle oder antivirale Material freigelegt ist. Unter „freigelegt" kann insbesondere verstanden werden, dass das antimikrobielle oder antivirale Material über die Perforation der Beschichtung von einer Umgebung der Sanitärarmatur zugänglich ist. Dies kann insbesondere bedeuten, dass Flüssigkeit bzw. Wasserionen der Flüssigkeit und/oder Wassermoleküle der Flüssigkeit von einer Außenfläche oder Oberfläche der Sanitärarmatur über die Perforation zu dem antimikrobiellen oder antiviralen Material vordringen und/oder das antimikrobielle oder antivirale Material kontaktieren bzw. benetzen können. Hierdurch können Bakterien und/oder Viren in der Flüssigkeit und/oder auf der Außenfläche der Komponente zumindest teilweise unschädlich gemacht werden, sodass die Sanitärarmatur seltener desinfiziert werden muss.

Bei der Komponente kann es sich um ein Armaturengehäuse oder ein Betätigungselement handeln. Das Armaturengehäuse ist, insbesondere an einem seiner längsseitigen Enden, an einem Träger, beispielsweise einer Arbeitsplatte, dem Spülbecken, dem Waschbecken, der Dusche oder der Badewanne, befestigbar. Weiterhin kann das Armaturengehäuse einen (hervorstehenden bzw. abzweigenden) Auslauf aufweisen, der starr oder bewegbar mit dem Armaturengehäuse verbunden sein kann. Der Auslauf kann zumindest teilweise rohrförmig ausgebildet sein. Das Armaturengehäuse und/oder der Auslauf können eine Auslauföffnung aufweisen, über die die Flüssigkeit, insbesondere (Misch-)Wasser, abgebbar ist. Die Flüssigkeit ist über die Auslauföffnung insbesondere als Freistrahl in eine Umgebung abgebbar. Bei dem Betätigungselement kann es sich beispielsweise um einen Betätigungshebel, Betätigungsknopf, eine Betätigungsplatte und/oder Drehelement handeln. Mittels des Betätigungselements ist insbesondere eine Funktion der Sanitärarmatur steuerbar bzw. betätigbar. Beispielsweise können mittels des Betätigungselements die Mischwassertemperatur und/oder eine Abgabemenge der Flüssigkeit einstellbar sein. Das Betätigungselement kann rotatorisch und/oder translatorisch an dem Armaturengehäuse befestigt sein. Das Armaturengehäuse kann zumindest teilweise aus Messing und/oder das Betätigungselement zumindest teilweise aus Zink bestehen. Weiterhin kann die Komponente bzw. das Armaturengehäuse und/oder das Betätigungselement unter der Beschichtung zumindest eine Kupfer umfassende Schicht aufweisen. Insbesondere kann die Komponente bzw. das Armaturengehäuse und/oder das Betätigungselement unter der Beschichtung zwei Kupfer umfassende Schichten aufweisen.

Die Beschichtung kann Chrom umfassen. Insbesondere kann es sich um eine Chrombeschichtung handeln. Dies kann insbesondere bedeuten, dass die zumindest eine Komponente zumindest teilweise verchromt ist. Die Beschichtung bildet insbesondere eine dekorative Außenfläche der Sanitärarmatur. Weiterhin kann die Beschichtung Nickel umfassen. Zudem kann die Beschichtung zumindest aus einer Chromschicht und/oder einer Nickelschicht bestehen.

Das antimikrobielle oder antivirale Material kann Kupfer oder Silber umfassen. Insbesondere kann das antimikrobielle oder antivirale Material Kupfer und/oder Silber umfassen. Dies kann insbesondere bedeuten, dass es sich bei dem antimikrobiellen oder antiviralen Material um Kupfer (Cu), eine Kupferlegierung oder Messing handelt. Weiterhin kann dies insbesondere bedeuten, dass es sich bei dem antimikrobiellen oder antiviralen Material um Silber (Ag) oder eine Silberlegierung handelt. Hierdurch können Wasserionen und/oder Wassermoleküle beim Kontaktieren des antimikrobiellen oder antiviralen Materials Kupferionen und/oder Silberionen binden, die in der Flüssigkeit und/oder an der Außenfläche der Sanitärarmatur eine antimikrobielle und/oder antivirale Wirkung entfalten können. Die Perforation kann aus einer Vielzahl von Löchern gebildet sein. Die Löcher erstrecken sich insbesondere von der Außenfläche der Beschichtung bis zu der Oberfläche der Komponente bzw. der Oberfläche des antimikrobiellen oder antiviralen Materials der Komponente. Beispielsweise kann die Perforation 10 bis 100.000 Löcher pro cm 2 (Quadratzentimeter), bevorzugt 1.000 bis 100.000 Löcher pro cm 2 , besonders bevorzugt 10.000 bis 100.000 Löcher pro cm 2 umfassen. Die Löcher können in der Beschichtung oder in zumindest einem Bereich der Beschichtung gleichmäßig verteilt angeordnet sein. Die Löcher erstrecken sich insbesondere senkrecht zu der Außenfläche der Beschichtung bzw. der zumindest einen Komponente. Weiterhin können die Löcher einen runden bzw. kreisrunden Querschnitt aufweisen.

Die Löcher können einen Durchmesser von maximal 25 pm [Mikrometer] aufweisen. Hierdurch sind die Löcher durch einen Benutzer der Sanitärarmatur (mit bloßem Auge) nicht sichtbar. Bei der Perforierung kann es sich somit um eine Mikroperforierung handeln. Insbesondere können die Löcher einen Durchmesser von 0,01 pm bis 25 pm, bevorzugt 5 pm bis 15 pm aufweisen. Wasserionen haben einen Radius von circa 275 pm (Pikometer) und können dadurch in ausreichender Anzahl in die Löcher eindringen und insbesondere Kupferionen binden. Cu hat einen Radius von 224 pm, Cu- von 277 pm, Cu+ von 138 pm und Cu++ von 114 pm.

Die Löcher können eine Tiefe von 1 pm bis 25 pm [Mikrometer] aufweisen. Vorzugsweise können die Löcher eine Tiefe von 10 pm bis 15 pm, besonders bevorzugt circa 12 pm aufweisen. Die Tiefe bemisst sich insbesondere von der Außenfläche der Beschichtung bzw. der zumindest einen Komponente bis zu einem Boden der Löcher.

Die Löcher können oder sollen zueinander einen Abstand von 1 pm bis 2 mm aufweisen. Bevorzugt können die Löcher zueinander einen Abstand von 4 pm bis 2 mm aufweisen.

Einem weiteren Aspekt folgend wird auch ein Verfahren zur Beschichtung einer Komponente für eine Sanitärarmatur vorgeschlagen, das zumindest die folgenden Schritte aufweist: a) Bereitstellen der Komponente, wobei die Komponente zumindest teilweise aus einem antimikrobiellen oder antiviralen Material besteht; b) zumindest teilweises Beschichten der Komponente mit einer Beschichtung; und c) Perforieren der Beschichtung, sodass das antimikrobielle oder antivirale Material freigelegt ist.

Das Perforieren in Schritt c) kann mithilfe eines Lasers erfolgen. Ein Laserstrahl des Lasers kann Femtosekunden oder Pikosekunden getaktet sein. Weiterhin kann der Laserstrahl des Lasers bevorzugt gepulst sein. Die hohe gepulste Taktung des Lasers verhindert eine thermische Schädigung von Rändern der Löcher. Die Löcher der Perforation können beispielsweise mittels Laserbohren erzeugt werden. Laserbohren ist ein nicht-spanendes Bearbeitungsverfahren, bei dem mittels Laserstrahlung lokal so viel Energie in die Beschichtung der Komponente eingebracht wird, dass die Beschichtung aufgeschmolzen und/oder zumindest teilweise verdampft wird. Das Laserbohren kann beispielsweise mittels Einzelpulsbohren, Perkussionsbohren, Trepanieren und/oder Wendeibohren erfolgen. Beim Einzelpulsbohren wird die Laserstrahlung für eine kurze Zeitdauer aktiviert und durchbohrt mit einem Puls das Material. Beim Perkussionsbohren trifft die Laserstrahlung in mehreren aufeinanderfolgenden Pulsen an immer der gleichen Stelle auf die Beschichtung und schmilzt und/oder verdampft dabei jeweils etwas Werkstoff der Beschichtung. Der aufgeschmolzene Werkstoff wird durch die verdampfenden Anteile aus der Bohrung bzw. dem Loch getrieben. Es sind somit wesentlich tiefere Bohrungen als durch Einzelpulsbohren möglich (etwa 30 mm ). Beim Trepanieren wird mittels einer Relativbewegung zwischen der Laserstrahlung und dem Sprühabschnitt die zumindest eine Flüssigkeitssprühöffnung auf einen geforderten Durchmesser aufgeweitet. Vorteile des Trepanierens sind kleinere Schmelzschichten an der Wand der zumindest einen Flüssigkeitssprühöffnung. Wendeibohren funktioniert wie Perkussionsbohren, nur rotiert die Laserstrahlung zusätzlich. Dadurch wird ein spiralförmiger Abtrag des Materials erzielt. Wendeibohren eignet sich vor allem für sehr präzise Bohrungen bezüglich des Durchmessers und/oder der Rundheit der Bohrungen. Zudem kann eine positive oder negative Konizität der Bohrung erzeugt werden. Für weitere Einzelheiten des Verfahrens wird vollumfänglich auf die Beschreibung der Sanitärarmatur verwiesen.

Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren eine besonders bevorzugte Ausführungsvariante der Erfindung zeigen, diese jedoch nicht darauf beschränkt ist. Dabei sind gleiche Bauteile in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. Es zeigen schematisch:

Fig. 1: eine Sanitärarmatur in einer perspektivischen Darstellung;

Fig. 2: eine Außenfläche einer Komponente der Sanitärarmatur in einer vergrößerten Darstellung; und

Fig. 3: die Komponente in einem Teilschnitt.

Die Fig. 1 zeigt eine Sanitärarmatur 1 in einer perspektivischen Darstellung. Die Sanitärarmatur 1 ist hier nach Art eines Einhebelmischers ausgebildet und umfasst ein Armaturengehäuse 5 mit einem Auslauf 12, an dem eine Auslauföffnung 13 ausgebildet ist. Innerhalb des Armaturengehäuses 5 ist ein hier nicht sichtbares Mischventil angeordnet, mit dem Kaltwasser und Warmwasser zu einem Mischwasser mit einer gewünschten Mischwassertemperatur mischbar sind. Zur Einstellung der Mischwassertemperatur des Mischwassers und einer Abgabemenge des Mischwassers über die Auslauföffnung 13 weist die Sanitärarmatur 1 eine Komponente 2 in Form eines Betätigungselements 6 auf. Das Betätigungselement 6 ist nach Art eines Betätigungshebels ausgebildet, der zur Einstellung der Mischwassertemperatur um eine vertikale Achse drehbar und zur Einstellung der Abgabemenge des Mischwassers um eine horizontale Achse schwenkbar ist. Das Armaturengehäuse 5 und die Komponente 2 bestehen aus einem antimikrobiellen und antiviralen Material in Form einer Kupferlegierung, die bei der Herstellung der Sanitärarmatur 1 mit einer Beschichtung 3 beschichtet wurde. Bei der Beschichtung 3 handelt es sich hier um eine Chrombeschichtung, die der Sanitärarmatur 1 ein optisch ansprechendes Äußeres verleiht. Weiterhin wurde in einem Bereich 14 der Komponente 2 eine Perforation 4 ausgebildet, die in den Fig. 2 und 3 dargestellt ist. Bei dem Bereich 14 handelt es sich um einen Griffbereich der Komponente 2, in dem die Komponente 2 durch einen hier nicht dargestellten Benutzer häufig angefasst wird.

Die Fig. 2 zeigt eine Außenfläche 15 des in der Fig. 1 gezeigten Bereichs 14 der Komponente 2 in einer vergrößerten Darstellung. Dabei entspricht die Perspektive der Fig. 2 in der Fig. 1 einer senkrechten Richtung 16 auf den Bereich 14 der Komponente 2. In der Fig. 2 ist die Perforation 4 in der Beschichtung 3 zu erkennen. Die Perforation 4 umfasst eine Vielzahl von Löcher 7, die jeweils einen Durchmesser 8 aufweisen und voneinander in einer Längsrichtung 17 und einer Querrichtung 18 (orthogonal zu der Längsrichtung 17) der Komponente 2 mit einem Abstand 10 voneinander beabstandet sind. Die Längsrichtung 17 und Querrichtung 18 sind zur Orientierung ebenfalls in der Fig. 1 dargestellt. Die Fig. 2 zeigt lediglich einen Ausschnitt der Perforation 4, wie sie in der Beschichtung 3 in dem gesamten in der Fig. 1 dargestellten Bereich 14 der Komponente 2 ausgebildet ist.

Die Fig. 3 zeigt die Komponente 2 in einem Teilschnitt entlang der in der Fig. 2 gezeigten Schnittlinie Ill-Ill. Die Beschichtung 3 wurde auf eine Oberfläche 19 der Kupferlegierung mit einer Schichtdicke 20 aufgebracht. Die Löcher 7 der Perforation 4 wurden mit Hilfe eines Lasers 11 mit einer Tiefe 9 in der Beschichtung 3 ausgebildet, sodass die Kupferlegierung der Komponente 2 zu einer Umgebung 21 der in der Fig. 1 gezeigten Sanitärarmatur 1 freigelegt ist. Die Tiefe 9 der Löcher 7 bemisst sich senkrecht zu der Außenfläche 15 der Beschichtung 3.

Durch die vorliegende Erfindung ist eine Desinfektion der beschichteten Oberfläche der Sanitärarmatur nicht notwendig bzw. der Aufwand zur Desinfektion des Sanitärartikels zumindest reduzierbar. Bezugszeichenliste

1 Sanitärarmatur

2 Komponente

3 Beschichtung

4 Perforation

5 Armaturengehäuse

6 Betätigungselement

7 Löcher

8 Durchmesser

9 Tiefe

10 Abstand

11 Laser

12 Auslauf

13 Auslauföffnung

14 Bereich

15 Außenfläche

16 senkrechte Richtung

17 Längsrichtung

18 Querrichtung

19 Oberfläche

20 Schichtdicke

21 Umgebung