《抗菌陶瓷制品抗菌性能》JCT+8972014新版標(biāo)準(zhǔn)解讀

1、抗菌陶瓷制品抗菌性能（JC/T 897-2014）新版標(biāo)準(zhǔn)解讀王 靜冀志江趙春艷王曉燕（中國建筑材料科學(xué)研究總院 綠色建筑材料國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室）摘 要：本文對(duì)抗菌陶瓷制品抗菌性能（JC/T897-2014）新修訂版標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了解讀。從目前抗菌陶瓷產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀、標(biāo) 準(zhǔn)修訂意義、詳細(xì)技術(shù)要求和試驗(yàn)方法的確定、試驗(yàn)驗(yàn)證情況等幾方面進(jìn)行了詳細(xì)介紹。讓從業(yè)人員充分了解認(rèn)識(shí)這 個(gè)新修訂標(biāo)準(zhǔn)的具體內(nèi)容。關(guān)鍵詞：抗菌陶瓷 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DOI編碼: 10.3969/j.issn.1674-5698.2015.05.014Interpretation of New Standard of JC/T897-2014: Anti

2、septic Function of Antibacterial CeramicWANG JingJI Zhi-jiangZHAO Chun-yanWANG Xiao-yan（State Key Laboratory of Green Building Materials, China Building Materials Academy）Abstract: This paper interpreters the newly revised standard of JC/T897-2014: Antiseptic function of antibacterial ceramic and ex

3、pounds the current situation of antibacterial ceramic industry, the significance of standard revision, the detailed technical requirements and test methods, test condition and so on, providing specific contents for practitioners to fully understand the newly revised standard.Keywords: antibacterial

4、ceramic, industrial standard1抗菌陶瓷制品的產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀和標(biāo)準(zhǔn) 修訂意義抗菌陶瓷屬一種功能性陶瓷。它的主要功能特點(diǎn) 是暴露在外的使用面具有抑制或殺滅接觸到表面的細(xì) 菌微生物，而起到抗菌作用?？咕δ艿膶?shí)現(xiàn)從技術(shù)角 度主要有兩種途徑，一是在陶瓷釉層表面再施涂一層 抗菌材料并通過低溫?zé)傻确椒ㄊ箍咕鷮庸潭?，二?抗菌成分直接與陶瓷釉料結(jié)合，制成抗菌釉然后施涂 于陶瓷坯體上一次燒成得到。第一種方法施涂的抗菌材料有兩類，一類是光催化氧化鈦系列的抗菌材料，如 TOTO公司最早的抗菌陶瓷技術(shù)就是表面釉層上再施 涂一層透明氧化鈦光催化抗菌層，我國廣東佛陶賽納 公司最早推出這類抗菌陶

5、瓷。另一類是金屬銀漿直接 噴涂在陶瓷釉層表面，目前日本INAX公司利用金屬蒸 鍍的技術(shù)，在產(chǎn)品燒成階段，退火降溫過程中增加表面 另噴一層銀系抗菌物質(zhì)工序，通過余溫?zé)Y(jié)固化，使表 面有一層抗菌層而實(shí)現(xiàn)抗菌作用；這一技術(shù)解決了直 接在釉層中摻金屬銀用量大、成本高等問題，產(chǎn)品表 層不易脫落、抗菌性好。第二種方法是直接制備抗菌 功能釉，這是日本INAX公司早期的技術(shù)，我國廣東佛基金項(xiàng)目：本文受國家十二五科技支持計(jì)劃課題“建筑室內(nèi)健康環(huán)境控制與改善關(guān)鍵技術(shù)研究與示范”（課題編號(hào)：2012BAJ02B08）和“建筑裝飾裝修材料 環(huán)境卓越績效評(píng)價(jià)研究”（課題編號(hào)：2012BAB18B04-2-1) 資助。作

6、者簡介：王靜，教授級(jí)高工，研究方向?yàn)榭咕烂共牧霞敖ú难邪l(fā)和評(píng)價(jià)技術(shù)。山園林建筑瓷磚廠、山東美林衛(wèi)生潔具廠最先推出這種 技術(shù)的抗菌陶瓷，國內(nèi)多數(shù)廠家以這種抗菌陶瓷技術(shù) 為主。這種方法的問題是金屬成分摻量多、成本高、高 溫?zé)梢咨⑹Щ虿荒芡耆奖韺?，抗菌性易減弱。目前抗菌陶瓷多和自潔、防污技術(shù)結(jié)合，如日本 TOTO公司近年就推出以釉層高致密自潔抗菌技術(shù)為主 的陶瓷。如具有抗菌、防污功能的內(nèi)墻磚借助于光觸媒 技術(shù)，產(chǎn)生的活性氧分解各種有機(jī)物，抑制各種細(xì)菌滋 生，防止污垢黏附，防止惡臭；具有的親水性使水淋在 瓷磚表面，水膜潛入污垢下面，使污垢浮起沖走，所特 有的有機(jī)分解力對(duì)因臭味產(chǎn)生的雜菌等進(jìn)行分解

7、，對(duì)消 除臭味及污垢有顯著效果。我國國家體育場(chǎng)、國家游泳 中心、奧運(yùn)村等奧運(yùn)場(chǎng)館普遍應(yīng)用了具有抗菌、防污、 防臭、自潔功能的內(nèi)墻磚和衛(wèi)生潔具等陶瓷制品?？咕沾傻闹饕攸c(diǎn)是能夠?qū)Ξa(chǎn)品表面覆著的細(xì) 菌有殺抑作用，但這種作用不能直接觀測(cè)到，而是要通 過專業(yè)檢測(cè)，科學(xué)、有效、準(zhǔn)確的抗菌評(píng)價(jià)技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn) 對(duì)抗菌陶瓷產(chǎn)品的發(fā)展尤為重要。2002年由中國建筑 材料科學(xué)研究院主持制定并出臺(tái)了抗菌陶瓷制品抗 菌性能（JC/T 897-2002）標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)是國內(nèi)抗菌制 品領(lǐng)域第一個(gè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，與日本的抗菌制品標(biāo)準(zhǔn)（JIS 2801-2000）幾乎同時(shí)推出，為當(dāng)時(shí)中國抗菌陶瓷的發(fā) 展和后續(xù)抗菌制品標(biāo)準(zhǔn)的制定都有很好

8、的促進(jìn)作用。 隨著抗菌產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，抗菌制品的檢測(cè)技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)方 法等方面經(jīng)過10多年的發(fā)展有很大進(jìn)步。國內(nèi)抗菌塑 料、抗菌涂料、抗菌玻璃、抗菌木質(zhì)板材等產(chǎn)品都建立 了各自的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，日本在JIS 2801的基礎(chǔ)上，聯(lián)合中國 等國家推出了抗菌制品的國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 22196，國內(nèi)外 在抗菌制品的抗菌性能檢測(cè)方法方面基本達(dá)成一致。 在產(chǎn)品市場(chǎng)方面，消費(fèi)者對(duì)抗菌制品的要求不僅要有 抗菌性能，還要求所使用的產(chǎn)品有抗菌耐久性，各種 抗菌制品的耐久性評(píng)價(jià)要有明確規(guī)定。2002版的抗菌 陶瓷標(biāo)準(zhǔn)已落后于現(xiàn)在的技術(shù)發(fā)展和需求，為此2010 年中國建筑材料科學(xué)研究總院申報(bào)了抗菌陶瓷制品 抗菌性能標(biāo)準(zhǔn)修訂計(jì)劃，20

9、13年完成了修訂任務(wù)，現(xiàn) 已由國家工信部正式批準(zhǔn)并將于2015年6月1日實(shí)施。2新修訂版標(biāo)準(zhǔn)的詳細(xì)技術(shù)要求和試 驗(yàn)方法2.1 對(duì)照樣品的確定抗菌制品在做抗菌性能檢測(cè)時(shí)對(duì)照樣品的確定很 關(guān)鍵，抗菌率一般是通過與不抗菌的對(duì)照樣品的比較 而得到的。對(duì)于陶瓷產(chǎn)品來說，有1,200以上高溫?zé)?成的，也有1,000燒成、800低溫?zé)傻?，不同溫?燒成的陶瓷，表面釉層的致密、光滑程度不同，各廠家 生產(chǎn)的陶瓷產(chǎn)品原料、配方不同，產(chǎn)品的表面致密度、 吸水率等都會(huì)不同。這些性質(zhì)不同就會(huì)影響產(chǎn)品的抗 細(xì)菌性能，若產(chǎn)品表面吸水率高，菌液鋪到表面作用 24h內(nèi)菌液中水分被過多地吸下，則直接影響菌的存 活。在2002版

10、標(biāo)準(zhǔn)中未規(guī)定對(duì)照樣品，當(dāng)時(shí)對(duì)各送檢廠 家提供的與抗菌樣品同材質(zhì)的未加抗菌材料的陶瓷對(duì) 照樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，多數(shù)對(duì)照樣24h后菌有大量死亡的 情況，考慮對(duì)照樣品各廠家提供的對(duì)照樣品不一致，性 能差別大，因此就只針對(duì)抗菌樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，抗菌率是 用在抗菌樣上作用24h前后的差進(jìn)行比較。本次標(biāo)準(zhǔn)修訂過程中對(duì)不同對(duì)照樣品進(jìn)行了比較 實(shí)驗(yàn)，最終確定為“對(duì)照試片應(yīng)不含有任何無機(jī)或有機(jī) 抗菌劑，可由委托檢測(cè)單位提供，試片表面釉層吸水率5%，也可由檢測(cè)單位采用硼酸鹽玻璃作為對(duì)照樣板 并在報(bào)告中注明”。2.2 抗細(xì)菌率的計(jì)算抗菌效果的表達(dá)目前有兩種方法，ISO 22196和日 本JIS 2801中都用“抗菌活性值”

11、來反映抗菌效果，而 國內(nèi)的多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)如抗菌塑料、抗菌涂料、抗菌玻璃、抗 菌針織品等產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中的抗菌效果都用抗菌百分率來 表示?？紤]到向國內(nèi)常用的表達(dá)方式靠近，本標(biāo)準(zhǔn)修 訂還是與2002版標(biāo)準(zhǔn)一致，用“抗菌百分率”的形式表 示抗菌效果。在2002版標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定抗菌率是用0時(shí)間抗菌樣品 的活菌數(shù)減去24h抗菌樣品的活菌數(shù)再除以0時(shí)間抗 菌樣品的活菌數(shù)而得到。這是由于當(dāng)時(shí)實(shí)驗(yàn)結(jié)果收集 的對(duì)照樣品24h的活菌數(shù)很少，受實(shí)驗(yàn)條件、廠家產(chǎn) 品技術(shù)等的限制，只好采用0時(shí)間抗菌樣品的計(jì)算方 式了。在隨后的多個(gè)抗菌制品的標(biāo)準(zhǔn)中都未采用這種 計(jì)算方式，而是用24h后對(duì)照樣品的活菌數(shù)減去24h抗 菌樣品的活菌數(shù)再除以2

12、4h對(duì)照樣品的活菌數(shù)計(jì)算抗 菌率。本次標(biāo)準(zhǔn)修訂在對(duì)照樣品0h和24h的活菌數(shù)方 面做了實(shí)驗(yàn)對(duì)比，最終確定采用24h后對(duì)照樣品的活 菌數(shù)來計(jì)算。2002版標(biāo)準(zhǔn)由于是國內(nèi)抗菌制品的第一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，與 日本的JIS 2801標(biāo)準(zhǔn)幾乎是在同步制定，當(dāng)時(shí)制定時(shí)沒 有相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)可參考，在抗菌實(shí)驗(yàn)有效性方面未做研 究。后續(xù)抗菌制品的多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中都對(duì)實(shí)驗(yàn)的有效性進(jìn) 行了規(guī)定，本次標(biāo)準(zhǔn)修訂也參考其他抗菌制品的標(biāo)準(zhǔn)， 添加了對(duì)抗菌試驗(yàn)有效性的規(guī)定。2.3 樣品實(shí)驗(yàn)前的預(yù)處理陶瓷產(chǎn)品是由無機(jī)礦物材料經(jīng)高溫?zé)贫?，雖 然目測(cè)表面很致密，但微觀看還是有很多孔洞，表面 的致密程度直接影響吸水率，一般釉面墻磚的吸水率 規(guī)定為5

13、%?？咕鷮?shí)驗(yàn)時(shí)陶瓷樣品表面只鋪0.30.5ml 的菌液，要作用24h后再?zèng)_洗下來。雖然作用過程放在 90%以上濕度環(huán)境中，但由于菌液量少、作用時(shí)間長， 樣品表面有一定吸水性，很易使菌液表干。美國Microban公司在美國的抗菌實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)提出要 將陶瓷類實(shí)驗(yàn)樣品進(jìn)行預(yù)處理，讓試片整體充分吸水， 這樣在鋪放菌液實(shí)驗(yàn)中就能減少菌液被吸下的量。經(jīng) 過試驗(yàn)對(duì)比，的確增加了樣品表面菌液存在量，因此本 標(biāo)準(zhǔn)修訂增加了“將消毒處理過的試樣表面釉層向上， 坯體部分浸泡在無菌水中（1824）h，保證試片吸水充 分，實(shí)驗(yàn)時(shí)取出試片用滅菌干紗布將試片表面的多余水 分輕輕擦去，然后放入滅菌平皿中待實(shí)驗(yàn)”的規(guī)定。 2.4

14、 菌液滴加量的確定在 I S O 2 2 19 6 標(biāo) 準(zhǔn) 中規(guī) 定 接 種 菌 液 范 圍 在（2.510）×105cell/ml，最佳值為6×105個(gè)/ml，滴加 量 0.4m L 。國內(nèi)抗菌涂料標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定滴加到樣品表面 作用菌液的濃度為（5.010.0）×105cfu/mL，滴加量在（0.40.5）mL；抗菌塑料、抗菌玻璃等制品的菌液接 種量都類似抗菌涂料。本標(biāo)準(zhǔn)在修訂過程中與美國Microban公司實(shí)驗(yàn)人 員進(jìn)行多次交流，美國實(shí)驗(yàn)室測(cè)試研究認(rèn)為在抗菌陶 瓷樣品表面接種的菌濃度要低，數(shù)量級(jí)應(yīng)在103范圍。 美方實(shí)驗(yàn)研究得到菌濃度過高，樣品抗菌作用時(shí)間長， 結(jié)果

15、不穩(wěn)定。同時(shí)認(rèn)為103濃度的菌，正是日常環(huán)境中陶 瓷制品上可能污染或接觸上的細(xì)菌量。本標(biāo)準(zhǔn)修訂實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證中對(duì)菌液濃度進(jìn)行了對(duì)比 測(cè)試實(shí)驗(yàn)，最終確定“接種菌液濃度為（13）×104cfu/ mL，滴加量0.3mL ”2.5 實(shí)驗(yàn)菌種的確定2002版標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)實(shí)驗(yàn)菌種規(guī)定是細(xì)菌中革蘭氏陽性菌和陰性菌的代表菌種金黃色葡萄球菌和大腸 桿菌。ISO 22196和國內(nèi)已有抗菌制品的標(biāo)準(zhǔn)都是至 少規(guī)定了這兩個(gè)菌種，有的標(biāo)準(zhǔn)還根據(jù)產(chǎn)品使用方 式易染的菌而多規(guī)定必檢菌種，如抗菌紡織品國標(biāo)（GB/T 20944.1-2007）中還規(guī)定了肺炎克雷伯氏菌， 鞋內(nèi)墊抗菌材料行標(biāo)（QB/T 2881-2007）中還

16、規(guī)定了 白色念珠菌。本標(biāo)準(zhǔn)在修訂過程中與美國Microban公司實(shí)驗(yàn)人 員進(jìn)行交流，美方認(rèn)為抗菌陶瓷對(duì)金黃色葡萄球菌的 抗菌性能不穩(wěn)定，建議標(biāo)準(zhǔn)中只規(guī)定大腸桿菌。工作組 通過三家實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，能夠達(dá)到對(duì)金黃色葡 萄球菌的抗菌率大于90%的指標(biāo)達(dá)標(biāo)率大于50%?？?慮國內(nèi)外多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)都是由這兩個(gè)菌種作為革蘭氏陽性 菌和陰性菌的代表菌種，因此本標(biāo)準(zhǔn)修訂還是規(guī)定了 這兩個(gè)菌種。2.6 抗菌耐久性方法的確定抗菌制品在進(jìn)入市場(chǎng)后消費(fèi)者關(guān)注的一個(gè)問題是 抗菌性能持續(xù)多久，也就是產(chǎn)品的抗菌耐久性問題。為 此近年推出的抗菌制品標(biāo)準(zhǔn)中多增加了抗菌耐久性的 技術(shù)指標(biāo)和檢測(cè)方法，如抗菌涂料是將涂料試片在紫 外光

17、下照射100小時(shí)后看其抗菌性能的衰減，抗菌塑料 管材是在50水中浸泡16小時(shí)看其抗菌性的衰減，抗菌 木質(zhì)板材是用水洗刷1,000次看其抗菌性的衰減，這些 抗菌耐久性試驗(yàn)方法的規(guī)定多是根據(jù)產(chǎn)品特點(diǎn)和使用 特點(diǎn)來規(guī)定的。陶瓷制品主要分為建筑墻地磚、衛(wèi)生潔具、日用瓷 具等，衛(wèi)生間和廚房是大量應(yīng)用陶瓷產(chǎn)品的地方，也是 易孳生細(xì)菌霉菌的地方，日常的清潔方式多是使用布 或刷子清洗，特別是坐便等潔具會(huì)定期用84等消毒液 清洗?？咕沾啥嗍窃诒砻嬗詫犹砑訜o機(jī)抗菌材料燒 制而成，也有在釉層外再施涂一層抗菌材料層并低溫 燒成固化的。在實(shí)際使用過程中，經(jīng)常地清洗或用有腐 蝕性的消毒劑清洗可能會(huì)使表層抗菌物質(zhì)溶掉而失

18、去 抗菌作用，為此抗菌陶瓷的抗菌耐久性試驗(yàn)采用消毒 液處理陶瓷表面再考察其抗菌性衰減的方法。具體試驗(yàn)方法方面，首先摸索了用消毒液的處理 方式。最初采用將試片整體浸泡在一定濃度的84消毒 液中，24h后取出清洗，然后進(jìn)行抗菌試驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這 樣處理的試片都不長菌，而有些試片未處理前抗菌性 不好，處理后反而好了，分析認(rèn)為長時(shí)間浸泡后84消毒液侵入表面釉層中，很難全部清洗掉，抗菌試驗(yàn)時(shí)殘 存的84消毒液對(duì)表面的細(xì)菌有很強(qiáng)的殺抑作用，試片 的抗菌性未體現(xiàn)出來。隨后調(diào)整試驗(yàn)方法為用84消毒 液對(duì)陶瓷試片表面反復(fù)洗刷。對(duì)所采用的84消毒液稀 釋濃度和洗刷次數(shù)進(jìn)行了試驗(yàn)研究，最終確定試驗(yàn)采 用5%的84消毒

19、液濃度、洗刷500次，再進(jìn)行抗菌試驗(yàn)， 結(jié)果相對(duì)穩(wěn)定，能夠反映試片的抗菌耐久真實(shí)效果。 經(jīng)過試驗(yàn)驗(yàn)證確定抗菌陶瓷抗菌耐久性指標(biāo)對(duì)兩種菌 的抗菌率85%。3 新修訂版標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證工作標(biāo)準(zhǔn)修訂過程的試驗(yàn)驗(yàn)證工作分別由廣東微生物 研究所、中科院理化技術(shù)研究所抗菌檢測(cè)中心、建筑材 料工業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心抗菌檢測(cè)室三家單位共同承擔(dān)完 成?？咕沾蓸悠肥占藝鴥?nèi)福建九牧集團(tuán)有限公司、 江蘇高淳日用瓷、山東、天津等幾家國內(nèi)企業(yè)的抗菌陶 瓷樣品，以及日本INAX蘇州工廠、美國妙抗保（中國）有 限公司提供的樣品。建筑材料工業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心對(duì)標(biāo)準(zhǔn)修訂的試驗(yàn)方 法中對(duì)照樣品確定、抗菌率計(jì)算、樣品預(yù)處理、菌液滴 加量、菌

20、種確定、抗菌耐久性試驗(yàn)方法確定這六個(gè)方面 進(jìn)行了大量的研究試驗(yàn)，在此不詳細(xì)列出了，通過實(shí)驗(yàn) 數(shù)據(jù)最終確定了這6個(gè)方面的試驗(yàn)細(xì)節(jié)和試驗(yàn)方法。具體試驗(yàn)方法確定后，主持單位篩選了國內(nèi)一家 企業(yè)的樣品和日本INAX、美國Microban公司三家單位樣 品，分發(fā)給三家檢測(cè)單位，進(jìn)行了對(duì)比實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。不同 實(shí)驗(yàn)室間測(cè)得數(shù)據(jù)雖然有一定的偏差，但整體趨勢(shì)是一 致的。對(duì)三家驗(yàn)證單位的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析（見表1）。 從表1的數(shù)據(jù)看，本標(biāo)準(zhǔn)修訂的抗菌實(shí)驗(yàn)方法、抗 菌耐久性實(shí)驗(yàn)方法和技術(shù)指標(biāo)較合理，實(shí)驗(yàn)室之間的實(shí)驗(yàn)比對(duì)、實(shí)驗(yàn)重復(fù)性和有效性較好，指標(biāo)確定適中。表1 抗菌陶瓷抗菌實(shí)驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)類型菌種樣品數(shù)量檢測(cè)次數(shù)本標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)%滿足抗菌率指標(biāo)的次數(shù)達(dá)標(biāo)率%抗細(xì) 菌性大腸桿菌9個(gè)10次908次80%金黃色葡萄球菌9個(gè)10次908次80%抗細(xì)菌 耐久性大腸桿菌9個(gè)9次856次66%金黃色葡萄球菌9個(gè)9次857次67%4新修訂版標(biāo)準(zhǔn)對(duì)行業(yè)發(fā)展的促進(jìn)意義本次對(duì)抗菌陶瓷產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)修訂，解決的主要問題 是在試驗(yàn)方法的多個(gè)細(xì)節(jié)上進(jìn)行了調(diào)整，如實(shí)驗(yàn)對(duì)照 樣品的確定、樣品的預(yù)處理、菌液滴加量、抗菌率的計(jì) 算方法等