Antimikrobielle Elastomere halten Krankheitskeime auf

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Ein Elastomer mit Bakterien-Langzeitstopp

Der Schweizer Industriezulieferer Dätwyler, einer der führenden Hersteller von Elastomeren und Elastomerkomponenten, hat im Bereich antimikrobiell wirkender Elastomere eine Innovation auf den Markt gebracht: ein antimikrobiell wirkendes Produkt, welches nicht auf den genannten Beimischungen fußt. Außer einer idealen Kompatibilität zwischen Mischung und Oberfläche sowie mit Blick auf Formgebung und Vulkanisation ist es vor allem wichtig, dass die Wirkung langfristig ist und sich keine Resistenzen bilden können. Die Barrierewirkung von Dätwylers Elastomermischung bleibt über lange Zeit bestehen, ist nicht toxisch und relativ günstig. Diese Innovation basiert auf einer Lizenz für das vom österreichischen Arzt Prof. Dr. Guggenbichler entwickelte und patentierte Wirkprinzip der Übergangsmetallsäuren.

Wenn Metalloxide mit Wasser reagieren

Die erste Herausforderung in der Entwicklung bestand für Dätwyler darin, die Anwendbarkeit des entwickelten Systems für Elastomere zu belegen. Zwei Faktoren waren hier von entscheidender Bedeutung. Zum einen musste die Wirksamkeit gegen Bakterien beziehungsweise gegen Mikroben nachgewiesen werden. Zum anderen musste die Wanderung des Wirkstoffs an die Oberfläche durch chemische Analysen quantifiziert werden. Nicht nur die Wirkung der Metallsäuren für Elastomere, sondern auch der nachhaltige und umweltverträgliche Einsatz musste sichergestellt sein. Mit Molybdän- oder Wolframoxid wurden chemisch unbedenkliche Übergangsmetalle identifiziert und zum Einsatz gebracht.

Zur Herstellung der antimikrobiell wirkenden Oberflächen gibt man der Elastomermischung ein Metalloxid bei. Das ist ein von Kunststoffen her bekanntes Verfahren. Das Metalloxid reagiert an der Elastomeroberfläche mit dem Wasser aus der Umgebungsluft. Dafür reicht bereits eine relative Luftfeuchtigkeit von 25 %. So entstehen Übergangsmetallsäuren, deren Oxoniumionen für einen sauren pH-Wert der Oberfläche von circa 4,5 sorgen und damit eine Barriere gegen Mikroorganismen aufbauen.

Diese Verschiebung des pH-Wertes stellt eine Wachstumsbarriere für gefährliche Bakterien, Viren und Pilze dar.

Erhöhter Compoundierungsaufwand bleibt vertretbar

Der Bedarf an Stoffen, die lebensfeindliche Bedingungen für Mikroorganismen schaffen, steigt zunehmend. Einsatzschwerpunkte in sozialen Einrichtungen wie Krankenhäusern und in Massenverkehrsmitteln liegen auf der Hand. Große Teile der Industrie zeigen ebenfalls ein hohes Interesse: Anlagen zur Luft- und Wasseraufbereitung sind ebenso von Relevanz wie die Lebensmittel verarbeitende Industrie. Für alle Bereiche ergibt sich das überzeugende Argument der möglichen Einsparungen, die höher sind als die Kosten. Zwar ist das Compoundieren, also das Beimischen der Metalloxide, auch in diesem Verfahren mit Aufwand verbunden, jedoch ist mit einer guten und wirkungsvollen Homogenisierung keine zusätzliche Investition mehr erforderlich. Dätwyler kann die Materialkosten für Extrusion niedrig halten, insbesondere durch die Coextrusion der antibakteriellen Schicht.

Pfiffige Idee mit Innovationspreis belohnt

In der Kategorie Chemie/Kunststoffe wurde Dätwyler 2016 für seine antimikrobiell wirkenden Gummioberflächen mit dem IQ Innovationspreis Mitteldeutschland ausgezeichnet. Die Begründung der Jury lag unter anderem darin, dass mit dieser Innovation zum ersten Mal eine günstige Lösung für den Einsatz von antimikrobiell wirkenden Gummioberflächen in Krankenhäusern, Verkehrsmitteln und öffentlichen Einrichtungen sowie für Industrieanwendungen entwickelt wurde.

Für schon bestehende Produkte von Dätwyler ist die Lösung bereits verfügbar. Die Forschungs- und Entwicklungsabteilung arbeitet daran, das Produktportfolio noch zu erweitern, um die antimikrobiellen Elastomeroberflächen für weitere Institutionen und Unternehmen anbieten zu können. MM

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