Silver-containing glazes for biocidal ceramic tiles: A resource for inhibiting bacterial and viral growths

Controlling bacterial and viral growth in surfaces is crucial in combating infectious diseases. Therefore, the development of glazes with bactericidal and viricidal effects for ceramic tiles appears highly advantageous. These glazes would facilitate personal and public hygiene due to the widespread use of ceramic tiles in the construction industry and urban planning (homes, hospitals, etc.). Biocidal glazes have been developed from a silver containing frit. This frit has been formulated by substitution of a fraction of alkaline oxides for silver and obtained by melting and quenching the melt. Its composition allows the incorporation of the silver into the vitreous network. Silver-containing glazes for wall tiles and floor tiles had been obtained from the frit, but a fraction of the silver was present as metallic silver particles. The inhibitor effect of the glazes against bacteria ( Escherichia coli and Staphylococcus aureus ) and virus (TEGV) was verified according to ISO 22196:2011/JIS Z 2081/2010 and ISO 21702:2019 standards respectively. The production of biocidal tiles was successfully scaled up while preserving their biocidal efficacy (mean results of 99.9%, 99.7% and 94.6% against E. coli , S. aureus and TEGV respectively). However, variability increased due to the lower reproducibility of the thermal cycles in industrial roller kilns. In addition, the silver content in the surface of the glaze was maintained after accelerated aging tests, pointing to a good durability of these properties. El control del crecimiento vírico y bacteriano sobre superficies es crucial para combatir enfermedades infecciosas. Por tanto, el desarrollo de vidriados cerámicos con propiedades viricidas y bactericidas resulta de especial interés. Dichos vidriados facilitarían la higiene personal y pública dado el amplio uso de las baldosas cerámicas en la construcción (viviendas, hospitales, etc.). Se han desarrollado vidriados biocidas a partir de una frita con plata, formulada sustituyendo una fracción de los alcalinos por plata. La frita se ha sintetizado por fusión y enfriamiento súbito del fundido, empleándose para obtener vidriados en baldosas de pavimento y revestimiento, si bien una fracción de la plata se hallaba en forma de partículas metálicas. El efecto inhibidor de los vidriados frente al crecimiento de bacterias ( E. coli y S. aureus ) y virus (TEGV) se ha evaluado según las normas ISO 22196:2011/JIS Z 2081/2010 y ISO 21702:2019, respectivamente. La obtención de las baldosas cerámicas se escaló a una planta industrial manteniendo la actividad biocida (valores medios de 99.9%, 99.7% and 94.6% frente a E. coli, S. aureus y TEGV respectivamente). Sin embargo, la variabilidad aumentó debido a la menor reproducibilidad de los ciclos térmicos en los hornos industriales de rodillos. Además, se verificó que el contenido en plata en la superficie del vidriado se mantenía tras ensayos acelerados de envejecimiento, lo que implica una buena durabilidad de dicho efecto.