양극 산화 처리를 통해 알루미늄을 재사용 가능한 의료 기기에 적합하게 만드는 방법

2020년 8월 31일 낸시 크로티(Nancy Crotti)

고성능 알루미늄 양극 표면 처리는 의료 기기 제조업체에 멸균 복원력이 있는 의료 기기에 대한 더 많은 옵션을 제공합니다.

Neel Patel, 플로리다 양극산화 시스템 및 기술

[Florida Anodize System & Technologies의 이미지]

알루미늄 아노다이징은 알루미늄 기재의 표면층을 전기화학적으로 산화알루미늄층으로 변환시키는 공정입니다. 알루미늄에서 자연 산화물 층을 찾을 수 있지만 이 층은 고르지 않고 얇으며 화학적 부식 및 마모 마모에 대한 보호 기능이 좋지 않아 의료 환경에 전혀 적합하지 않습니다.

양극 산화 공정을 통해 알루미늄 부품은 균일하고 규칙적인 표면층을 갖게 되어 부품 내구성이 향상되고 기본 재료가 부식되지 않도록 보호됩니다. 양극층의 기능에 추가 공정을 추가할 수 있습니다. 예를 들어, 착색제, 윤활제 또는 항균 살생물제까지 모두 양극 구조에 침전시킬 수 있습니다.

알루미늄 아노다이징의 개념은 매우 간단하지만 다양한 산업별 표준은 공정 매개변수에 영향을 미치며 이는 결국 최종 코팅 특성에 큰 영향을 미칩니다.

특히 미국에서 가장 자주 사용되는 표준 중에는 미국 국방부에서 개발한 사양인 Mil-A-8625가 있습니다. 자세히 설명된 양극 코팅 중에는 유형 I(크롬산 아노다이징), 유형 II(황산 아노다이징) 및 유형 III(황산 하드코팅 아노다이징)이 있습니다.

의료 기기 산업은 고유한 양극 코팅 표준을 개발하지 않고 대신 Type II 및 Type III이 가장 자주 사용되는 군용 사양에 의존합니다. 둘 다 보호 기능을 제공하지만 유형 II 코팅은 일반적으로 미적으로 더 만족스럽고 유형 III 코팅은 일반적으로 덜 미학적이지만 내마모성이 더 뛰어납니다.

코로나19 이전에도 특히 병원 내 감염에 대한 이해를 바탕으로 효과적인 살균을 추구하기 위해 양극산화 처리된 알루미늄을 부식시키는 화학적 살균 공정을 사용하게 되었습니다. 색상 및 양극 코팅은 처음 몇 번의 멸균 주기 후에 빠르게 저하되어 다른 의료 기기의 작동 수명을 단축시킵니다.

그러나 이러한 약점을 극복하기 위해 양극 기술이 특별히 개발되어 의료 기기 제조업체가 계속해서 알루미늄을 기기의 기본 구성 요소로 사용할 수 있게 되었습니다. 내구성이 뛰어나고 재사용이 가능한 의료 장치를 만들려면 의료용 양극 산화막은 색상이나 코팅 무결성의 심각한 손실 없이 최소 50~100주기의 기화된 과산화수소 또는 과아세트산 멸균 또는 고알칼리성 세척제 사용을 견딜 수 있어야 합니다. 이러한 최소 수준의 탄력성을 유지할 수 없는 양극 코팅은 의료 기기에 대한 유효하거나 효과적인 양극 처리로 간주되어서는 안 됩니다.

효과적인 의료용 양극 처리의 또 다른 중요한 특징은 국부적인 변색 없이 부드럽고 균일한 마무리를 갖는다는 것입니다. 마찬가지로, 흐릿해 보이거나 표면이 거칠어져서는 안 됩니다(원하는 효과가 아닌 한).

매끄럽고 균일한 마감을 통해 설계자는 마킹을 위한 흠집 없는 배경을 가질 수 있으며 장치 마케팅 담당자는 의료 장치의 모든 측면의 품질을 홍보할 수 있습니다. 특히 일관된 표면 마감은 양극 코팅이 기판에 고르게 적용되었으며 코팅에 부식 및 장치 고장을 가속화할 수 있는 약점이 없음을 나타냅니다.

Neel Patel은 ISO 13485 알루미늄 양극 코팅 공급업체인 FAST(Florida Anodize System & Technologies)의 부사장입니다. 그는 FAST의 의료 및 외과 산업 제품 라인 리더로서 수술용 살균 시스템과 수술용 세척제를 견딜 수 있도록 설계된 양극 표면 처리를 전문으로 합니다.