Industrien und Anwendungen von AGXX
Heraeus´ AGXX-Partikel lassen sich in unterschiedlichste Materialien einarbeiten und sind dadurch für verschiedenste Anwendungen optimal geeignet.
Durch die anwendungs- und kundenorientierte Konfiguration der Partikel lässt sich AGXX bereits heute in eine Vielzahl von Materialien problemlos einarbeiten. So kann AGXX bereits erfolgreich in Polymere, Textilien, Filter sowie Farben und Lacke eingebracht werden, ohne deren gewünschte Eigenschaften signifikant zu beeinflussen.
Polymere
Polymere werden in unterschiedlichsten Anwendungen eingesetzt. Durch die Vielzahl von Anwendungen müssen die Polymere auch unterschiedlichste Fähigkeiten mitbringen, um in den jeweiligen Anwendungen einwandfrei zu funktionieren. So ist auch die antimikrobielle Wirksamkeit in vielen Gebieten elementar, um das Material vor Mikroorganismen zu schützen. Polymeranwendungen, die stark von einer antimikrobiellen Ausstattung profitieren, sind unter anderem Lebensmittelförderbänder, Wundauflagen, Matratzen, Folien und viele mehr. AGXX stellt für Polymeranwendung die optimale Technologie dar, da AGXX das Material nachhaltig antimikrobiell ausstattet.
Aufgrund seines innovativen Wirkmechanismus zeigt AGXX in wasseraufnahmefähigen Kunststoffen wie Polyamid 6 Typen und Polyurethanen eine exzellente Wirkung.
Die Wirksamkeit ist durch die von Heraeus´ Partnern durchgeführten Test nachgewiesen.
In PA6 und PA6/66 wurden Versuche mit unterschiedlichen AGXX-Konzentrationen durchgeführt. AGXX wurde mit einem Schneckenextruder in PA6- und PA6/66-Granulat eingearbeitet, das anschließend über das Spritzgussverfahren zu Platten verarbeitet wurde. Mit diesen Platten wurden mikrobiologische Untersuchungen gemäß genormter ISO 22196-Tests durchgeführt. Die antimikrobielle Wirksamkeit des ausgestatteten Materials wurde gegen E.coli- und S.aureus-Stämme getestet. Alle getesteten AGXX-Konzentrationen zeigte eine exzellente antimikrobielle Wirkung, so wurde bei allen Platten die Bakterienkonzentration der E.coli- und S.aureus-Stämme um mehr als 99,9 % reduziert. Neben der hervorragenden antimikrobiellen Wirksamkeit der ausgestatteten PA6- und PA6/66-Platten wurde während Extrusion und Spritzguss eine gute Prozessierbarkeit für die AGXX-additivierten Kunststoffe beobachtet. Da im Vergleich zur AGXX-freien Referenz keinerlei Veränderungen der Verarbeitungsparameter auftraten, ist davon auszugehen, dass die AGXX-Additivierung die Herstellungsprozesse nicht beeinflusst.
Neben Polyamiden wurde AGXX in unterschiedliche Konzentrationen in PU-Weichschaum eingearbeitet. Nach der Einbringung wurden, mit den ausgestatteten Weichschäumen, Tests zur antimikrobiellen Wirksamkeit sowie Materialtests durchgeführt. Die antimikrobiellen Partikel lassen sich gut in den Schaumstoff einbringen und homogen verteilen, ohne die Schaumstruktur des Polyurethans zu beeinflussen.
Zur Untersuchung der antimikrobiellen Aktivität des Materials wurden genormte ASTM E2149-Tests durchgeführt, wobei die Schaumstoffkörper über 24 Stunden in Bakteriensuspensionen inkubiert und die Keimreduktion stündlich bestimmt wurde. Hierbei wurde gegen E.coli- und S.aureus-Stämme getestet.
Das Ergebnis des ASTM-Tests: Alle AGXX-Konzentrationen zeigten im Gegensatz zur AGXX-freien Referenz eine deutliche Keimreduktion. Neben der Untersuchung der antimikrobiellen Wirksamkeit der ausgestatteten PU-Schäume, wurden ebenfalls Materialtests durchgeführt. Dazu wurde in Stauchungsversuchen die Druckspannung der additivierten PU-Schäume direkt nach der Herstellung sowie nach einer Woche Lagerung gemessen. Die AGXX-additivierten Schäume zeigten eine leicht erhöhte Festigkeit im Vergleich zur AGXX-freien Referenz, verhielten sich aber nach einer einwöchigen Lagerung analog zur Referenz.
Textilien
Mikroorganismen fühlen sich auf Textilien sehr wohl. So kennt es jeder, wenn nach dem Sport die Wäsche anfängt, unangenehm zu riechen. Auslöser für diesen Geruch ist nicht der Schweiß selbst, sondern Bakterien, die den Schweiß zersetzen. Während durch Mikroorganismen ausgelöster Geruch zu Unbehagen beim Träger und seinem Umfeld führt, ist das Vorhandensein von Mikroorganismen auf Textilien ebenfalls ein enormes gesellschaftliches Problem. Denn die meisten Krankenhausinfektionen werden über Textilien übertragen, somit stellen Mikroorganismen auf Textilien eine enorme Gefahr für die Gesundheit der Menschen dar. AGXX ermöglicht es, Textilien langfristig und auch nach mehrfachen Waschzyklen antimikrobiell auszustatten. Somit kann AGXX dazu beitragen, die Anzahl an Krankenhausinfektionen zu reduzieren und Menschenleben zu retten. Auch im privaten Bereich kann AGXX Abhilfe gegen unangenehme Gerüche schaffen und so dafür sorgen, dass der Nutzer sich in seiner Kleidung einfach wohler fühlt.
Dass mit AGXX die antimikrobielle Ausstattung von Textilien problemlos möglich ist, belegen verschiedene Tests. AGXX kann bereits erfolgreich in Textilbeschichtungen und in Textilfasern eingebracht werden.
Im Bereich der Textilbeschichtung wurden AGXX-Partikel in hydrophile als auch leicht hydrophobe PU-basierte Systeme eingearbeitet. Nach der Einbringung wurden alle Proben mehreren Waschzyklen unterzogen und anschließend auf ihre antimikrobielle Effizienz getestet. Hierbei wurden genormte ISO 22196-Tests zur antimikrobiellen Wirksamkeit durchgeführt.
Mit dem Ergebnis: Beide AGXX-haltigen Proben zeigen eine ausgezeichnete antimikrobielle Effizienz gegen die verwendeten S.aureus-Bakterien (Keimreduktion >99,9%), im Vergleich zu den AGXX-freien Referenzen.
Die Verarbeitbarkeit der AGXX-additivierten Ausrüstungen war problemlos möglich und die AGXX-Additivierung hatte keine Einflüsse auf die Eigenschaften der Beschichtungen, wie Schmutz- und Scheuerbeständigkeit.
Die aufgezeigten Untersuchungen wurden am Deutschen Institut für Textil- & Faserforschung (DITF) durchgeführt und waren Teil einer Machbarkeitsstudie. Auf Basis der erfolgreichen Ergebnisse wird die Anwendung von AGXX in Textilien gemeinsam mit dem DITF in einem vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz öffentlich geförderten Projekt entwickelt und untersucht. Sodass weitere Textilausrüstungen, Beschichtungen und die Einbringung in synthetische Textilfasern im Rahmen des geförderten Verbundprojekts untersucht werden. Erste Tests zur Einbringung von AGXX-Partikeln in Nylonfasern im Labormaßstab zeigten bereits vielversprechende Ergebnisse bezüglich der Prozessierbarkeit. Frühere Versuche durch den Technologiepartner Largentec wiesen in ISO 20743-Tests außerdem einwandfreie antimikrobielle Wirksamkeiten von AGXX-additivierten Nylonfasern auf. Heraeus arbeitet kontinuierlich an der Partikeloptimierungen, um eine optimale Einarbeitung in Textilfasern zu ermöglichen. In dem gemeinsamen Projekt mit dem DITF werden ergänzend zur Untersuchung der antibakteriellen und antiviralen Wirkung sowie Verarbeitbarkeit von AGXX auch Fragen zu Wiederaufbereitungsprozessen, Funktionalität sowie zum Einfluss verschiedener Sterilisationsmethoden bearbeitet.
Farben und Lacke
Farben und Lacke beinhalten meist Biozide, die der Gewährleistung der Topf- und Filmkonservierung dienen. Mithilfe von Topfkonservierungsmitteln soll sichergestellt werden, dass die Farbe oder der Lack im Eimer nicht schimmelt. Während Topfkonservierungsmittel der Bekämpfung von Mikroorganismen im unverarbeiteten Zustand dienen, werden Filmkonservierungsmittel eingesetzt, um den Bewuchs des Materials nach dem Auftragen zu vermeiden. Filmkonservierung spielt insbesondere in Fassadenfarben und Antifouling-Lacken eine zentrale Rolle, um die Oberflächen vor Algenbewuchs zu schützen.
Ein zentrales Problem der herkömmlichen Biozide in solchen Systemen ist, dass diese nach einiger Zeit auslaugen und die Umwelt verschmutzen. Durch das Auslaugen geht die antimikrobielle Wirksamkeit verloren und der Bewuchs der Oberfläche beginnt.
Da der Wirkmechanismus von AGXX auf einer katalytischen Redoxreaktion basiert, kann AGXX ganz ohne Auslaugen von umweltschädlichen Substanzen Farben und Lacke mit Topf- und Filmkonservierung ausstatten.
Dies verdeutlichen von unabhängigen Laboren durchgeführte Tests mit AGXX. Zum Nachweis der Topfkonservierung wurden Tests gemäß IBRG-P16 durchgeführt. Bei den Tests wurden die mit AGXX ausgestatteten Farbproben mit Prüfstämmen beimpft, sodass eine KBE von ca. 1x103/ml vorhanden war. Anschließend wurden die Proben über zehn Wochen wöchentlich am Ende jeder Woche auf Keime untersucht. Dabei zeigten die mit AGXX ausgestattet Innenfarben eine exzellente antimikrobielle Wirkung, sodass keinerlei mikrobielles Wachstum auf den Farben zu erkennen war. Auf der biozidfreien Referenz ließ sich nach nur 3 Wochen mikrobielles Wachstum erkennen.
Die Tests wurden mit AGXX-Konzentrationen von 0,01 wt% durchgeführt, allerdings ist eine weitere Reduktion des AGXX-Anteils in Farben denkbar. Die ausreichende AGXX-Konzentration hängt dabei von den Materialeigenschaften der jeweiligen Farbe bzw. des jeweiligen Lackes ab.
Zum Nachweis der Funktionalität von AGXX als Filmkonservierungsmittel wurden Tests gemäß ISO 22196 gegen S.aureus- und E.Coli-Stämme durchgeführt. Hierfür wurde AGXX in eine biozidfreie Innenfarbe und in einen biozidfreien Polyurethan-Lack eingearbeitet. In der Innenfarbe zeigte AGXX gegen beide Bakterienstämme eine exzellente antimikrobielle Wirksamkeit, im Polyurethan-Lack zeigte die antimikrobielle Technologie eine exzellente Wirksamkeit gegen die S.aureus-Stämme und eine leichte antimikrobielle Wirksamkeit gegen die E.Coli-Stämme.
Die Wirksamkeit hängt hierbei mit den Materialeigenschaften des Systems zusammen, insbesondere mit der Wasseraufnahmefähigkeit des Materials.
Neben der antimikrobiellen Wirksamkeit eines Konservierungsmittels ist es elementar, dass das hinzugegebene Additiv die Farbechtheit auch über einen längeren Zeitraum nicht verfälscht. Um den Erhalt der Farbechtheit trotz AGXX nachzuweisen, wurden beschleunigte Bewitterungstests (QUV-Tests gemäß ISO 16474-3) durchgeführt. Dafür wurden die AGXX-haltigen Proben 500 Stunden lang in einer Bewitterungsanlage eingelagert und wöchentlich eine Farbevaluierung im Vergleich zur AGXX-freien Referenz unterzogen. Mit dem Ergebnis, dass sich zwischen der antimikrobiellen Farbe und der Referenz kaum visuelle Unterschiede feststellen ließen.
Filter
Wasser- und Luftfilter sind ein guter Nährboden für Mikroorganismen. So sammeln sich Mikroorganismen gerne auf Filteroberflächen an, vermehren sich dort und können ins Trinkwasser oder in die Umgebungsluft gelangen, wo sie Krankheiten verursachen sowie für unangenehme Gerüche sorgen.
Durch den Einsatz der AGXX-Technologie in Filtersystemen kann das Wachstum von Mikroorganismen in den Filtern verhindert werden. Dies zeigen Tests, die mit AGXX-imprägnierter Aktivkohle (AGXX-Carbon) gemäß ASTM E2149 durchgeführt wurden. AGXX-Carbon zeigt in allen Darreichungsformen (Pulver, Granulat und Pellets) eine hervorragende antimikrobielle Wirksamkeit und hält somit Filtersysteme keimfrei.
Aktivkohle, die in Filtern eingesetzt wird, kann mit AGXX imprägniert und nach der Imprägnierung direkt in das Filtersystem eingesetzt werden, so verspricht AGXX-Carbon eine einfache Handhabung.
Neben der antimikrobiellen Wirksamkeit wurden auch die BET-Oberflächen der Aktivkohlepellets und -granulate untersucht. Die Ergebnisse zeigen keine oder nur geringfügig verringerte BET-Oberflächen für AGXX-Carbon Produkte verglichen mit unbehandelter Aktivkohle, sowohl für Granulat als auch für Pellets. Diese Daten weisen darauf hin, dass die funktionellen Eigenschaften der Aktivkohlen nicht durch AGXX beeinträchtigt werden.
Neben dem Schutz des Filters selbst, wurde AGXX auch bereits in einem Versuchsaufbau im Labormaßstab für Wasserfiltrationsanwendungen getestet. Dazu wurden zwei Laborsäulen mit einer Länge von 200 mm und einem Durchmesser von 3,8 mm mit Aktivkohlegranulat mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von etwa 350 μm befüllt. Die erste Säule enthielt ausschließlich AGXX-freies Aktivkohlegranulat. Die zweite Säule war mit einer Mischung aus 99 % AGXX-freiem Granulat und 1 % AGXX-beschichtetem Aktivkohlegranulat desselben Typs gefüllt. Beide Säulen waren an eine Pumpe angeschlossen, mit der gleichzeitig 150 ml E.coli-Suspension mit 0,4 ∙ 106 koloniebildenden Einheiten (KBE) mit einer Flussrate von 1 ml/min durch beide Säulen geleitet wurde. Nach jeweils 15 ml wurde 1 ml des Filtrats entnommen, auf Agar ausplattiert und auf die Anzahl der KBE untersucht. Die Analyse zeigte, dass die Anzahl der Bakterien im Filtrat der AGXX-freien Säule kontinuierlich anstieg. Im Gegensatz dazu war das Filtrat, das durch die Säule mit 1 % AGXX-beschichteten Granulat geleitet wurde, während des gesamten Filtrationsversuchs völlig keimfrei. Dieser Versuch zeigt die hohe antimikrobielle Wirksamkeit von AGXX bei Wasserfiltration.
Kommen Sie auf uns zu
