06.04.2010

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Kunststoff Cluster OÖ: Neue Marktchancen durch microbielle Ausrüstung

Für spezielle Anwendungen ist eine biozide Ausrüstung von Kunststoffen notwendig. In einem unternehmensübergreifenden Kooperationsprojekt des Kunststoffclusters Oberösterreich (KC) haben das Finden von bioziden Additiven sowie die Untersuchung und Optimierung der bioziden Wirkung bereits bekannter Additive neue Anwendungen und damit schutzrechtlich abgesicherte Marktchancen eröffnet sowie die Effektivität der Werkstoffe erhöht.

Kunststoffe sind normalerweise gegen Bakterienbewuchs resistent, sofern nicht eine Kohlenstoffquelle als Nahrung zur Verfügung steht. Dies können Komponenten im Kunststoff sein: Weichmacher, Stabilisatoren, Gleitmittel oder Farbstoffe. In wässriger bzw. feuchter Umgebung kommt es zusätzlich zur Ausbildung von Biofilmen, die ihrerseits als Wohnstätte für weitere Mikroorganismen dienen. Im Medizin- und Hygienebereich ist ferner die aktive antimikrobielle Wirkung von Oberflächen und Substraten gefordert.

Projektziel: Praxisgerechte Produkte
Zahlreiche Materialien werden bereits mit biozid wirkenden Substanzen ausgerüstet, um einem mikrobiellen Wachstum vorzubeugen. Im KC-Kooperationsprojekt galt es daher, bereits bekannte biozide Additive so zu modifizieren, dass sie für die spezifischen Anwendungen optimale Eigenschaften aufweisen, die bei einer üblichen Additivierung nicht zu erwarten sind. Außerdem galt es, mögliche negative Einflüsse hochwirksamer Additive auf die mechanischen Eigenschaften der Endprodukte zu minimieren. Bei verschiedenen Verarbeitungstechnologien wie Extrusion, Spritzgießen und Schäumen wurde daher diese Wirkung überprüft.

Die umfassende Patentrecherche und Ermittlung von Biocidlieferanten sowie die Beurteilung der Biocide auf ihre technologische, biologische und rechtliche Eignung standen im Mittelpunkt der ersten Projektphase. Darüberhinaus wurden mögliche Produzenten und Dienstleister evaluiert. Es folgte eine Phase, in der die Compoundierung von PE mit Biociden, entsprechende Extrusions- und Spritzgießversuche sowie PUR-Formulierungen durchgeführt wurden. Per Computersimulation der verschiedenen Kombinationen von Wirkkomponenten wurden langwierige Versuche im Labor kostengünstig ersetzt.

Im Mittelpunkt der Prüf- und Optmierungsphase standen die mechanische Prüfung von PUR-Systemen und der Spritzgießteile sowie die biocide Prüfung von PUR-Schaum und PE-Compounds. Prüfobjekte waren vor allem Lüftungsrohre mit konventionellen Biociden. Insgesamt wurden mehr als zwanzig Schaumrezepturen auf alle relevanten Parameter untersucht. Nach Modifizierung der ursprünglichen Rezeptur (Patent von KE Kelit) wurde das Norbocid-Monomer (Biocide Polymere auf Norbornenbasis) erstmals produziert. Weitere Extrusions- und Spritzgieß-Versuche sowie biologische Prüfungen folgten. Patentanmeldungen sowie umfangreiche weiterführende Marktforschungen und Verkaufsstrategiegespräche auf europäischer Ebene sind im Gange.

Ergebnisse: Bessere Produkte, sinkende Kosten
Der KE Kelit Kunststoff GmbH (www.kekelit.com) die überwiegend in den Bereich Haustechnik liefert, ist es gelungen, neue, patentfähige biocide Lüftungsrohre für den Wohnbau im Niedrigenergiebereich herzustellen. Neue Wege in der Biocidforschung wurden beschritten, die ursprünglich nicht angedacht waren und durch die Zusammenarbeit im Projekt entscheidende Anstöße erhielt.

Der Sembella GmbH (www.sembella.at) brachte die Implementierung einer silberfreien Biocidformulierung in PUR-Weichschaum eine etwa 1000fach verbesserte Wirkung gegenüber Bakterien im Vergleich zum bisher verwendeten Silberzeolith - bei gleichzeitiger Kostenhalbierung. Durch den patentrechtlichen Schutz für Weichschaumsysteme wurden die Alleinstellungsmerkmale innerhalb des Konzerns und gegenüber dem Wettbewerb ausgebaut. Die europaweite Nutzung der Verfahren wird angedacht, Lizenzvergaben sind im Gespräch.

Lenzing Plastics GmbH (www.lenzing.com) hatte bereits Erfahrungen mit kommerziell erhältlichen Bioziden und setzte auf die vielversprechenden Eigenschaften von Norbocid. Die Untersuchungen wurden auf Polyolefine ausgeweitet. Großversuche konnten bis zum Projektbeginn aber nicht durchgeführt, da das Additiv nur in kleinen Mengen verfügbar war. Erste Extrusionsversuche und verschiedene Folienmuster folgten. Konzernintern wurden auch andere Einsatzgebiete mit bestehenden Systemen geprüft. Nach Vorliegen des Wirkstoffs werden die Untersuchungen aufgrund der guten Zusammenarbeit mit der Projektgruppe außerhalb und nach Ende des Projekts fortgeführt.

Weitere Informationen: www.kunststoff-cluster.at