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Abbildung von LEDs, die zum Sterilisieren medizinischer Geräte verwendet werden
Fallstudie

Für häufiges Desinfizieren entwickelt: Makrolon®-Polycarbonat und Bayblend®-PC+ABS-Mischungen

UVC-Licht wird zunehmend zur Oberflächendesinfektion in medizinischen Einrichtungen verwendet. Um Beeinträchtigungen der Oberflächenmaterialien verhindern zu können, erforscht Covestro gemeinsam mit Crystal IS, dem weltweit führenden Hersteller von UVC-LEDs, die Wirkung der UVC-Desinfektion auf polycarbonatbasierte Werkstoffe.
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Task

Auf der Suche nach Materialien, die häufigem Desinfizieren standhalten

Die Erfindung von LEDs, die keimtötendes Licht im tiefen UV-Bereich (UVC-Licht) ausstrahlen, hat die Oberflächendesinfektion revolutioniert. Da UVC-Licht eine stark abtötende Wirkung auf Bakterien und Viren hat, wird es im Zuge der derzeitigen Pandemie von vielen Branchen als neue Möglichkeit des Desinfizierens von Produkten betrachtet. Dazu gehören zum Beispiel medizinische Geräte, Bestandteile von Automobilinnenräumen und Unterhaltungselektronik. Da Desinfektion einige Materialien schädigen kann, müssen Ingenieure und Designer Materialien wählen, die ihre physischen und ästhetischen Eigenschaften über lange Zeit behalten — selbst nach häufiger UVC-Desinfektion.

„UVC-LEDs ermöglichen die Entwicklung innovativer On-demand-Lösungen mit dem Ziel, die Ausbreitung des Coronavirus und anderer Pathogene verhindern zu helfen. Die Wirkung von UVC-Licht auf Materialien zu verstehen und zu beziffern, die in Produkten für medizinische, automobilbezogene und andere Anwendungen eingesetzt werden, ist eine Grundvoraussetzung dafür, zu gewährleisten, dass diese Entwicklungen sicher, verlässlich und kostengünstig eingesetzt werden können.“

Larry Felton

President,Crystal IS
Challenge

Materialien finden, die häufigem Desinfizieren standhalten

Gemeinsam mit Crystal IS erforscht Covestro die Wirkung von UVC-Desinfektion auf polycarbonatbasierte Werkstoffe. Kunststoffteile wurden einer Gesamtmenge von 120 J/cm2 UVC-Licht ausgesetzt, was mehreren Tausend Desinfektionszyklen für Krankenhausgeräte oder Automobilinnenraumteile über mehrere Nutzungsjahre hinweg entspricht.
 
Wie unsere Testergebnisse zeigen, bleiben physische Eigenschaften wie die Stärke und Wärmeformbeständigkeit nach der UVC-Behandlung vollständig erhalten. Weiße Materialien vergilbten, während schwarze Materialien praktisch keine Farbveränderungen aufwiesen, und in allen Fällen änderte sich die Oberflächenbeschaffenheit nicht.

„Bei unseren ersten Untersuchungen mit Crystal IS stellten wir fest, dass Bayblend®-PC+ABS-Mischungen und Makrolon®-Polycarbonat gut für Anwendungen geeignet sein könnten, die mit UVC-Licht desinfiziert werden. Wir freuen uns darauf, diese Untersuchungen gemeinsam fortzusetzen.“

Paul Nowatzki

Senior Product Expert – Gesundheitwesen,Covestro LLC
Solution

Makrolon®-Polycarbonat und Bayblend®-PC+ABS-Mischungen können diesen Einflüssen widerstehen

Bei diesen ersten Tests wurden die farblichen und ästhetischen Veränderungen der Kunststoffteile ermittelt. Dabei stellten wir fest, dass die Ergebnisse hauptsächlich von der Ausgangsfarbe abhängen. Schwarz gefärbte Produkte wiesen nach Einwirkung von UVC-Licht eine Farbveränderung (Delta E) von weniger als 1 auf, die den meisten Beobachtern gar nicht auffällt. Das war zum Beispiel bei der Bayblend®-T85-XFPC+ABS-Mischung der Fall, die oft in Teilen von Automobilinnenräumen zum Einsatz kommt.
 
Transparentes Makrolon®-Polycarbonat vergilbte zwar leicht mit einem Delta E von 3, was aber nur bei näherem Betrachten auffiel. Weiße und graue Materialien der Produktfamilien Makrolon®, Bayblend® und Makroblend® vergilbten dagegen stärker. Das betraf jedoch nur die Oberfläche der Teile, während der Rest davon unberührt blieb. Die Materialien blieben nach der Bestrahlung mit UVC-Licht so glänzend wie zuvor.
 
Dabei war das Ausmaß der Farbveränderung im Wesentlichen unabhängig davon, ob die Teile stark oder schwach, fortlaufend oder mit Unterbrechungen bestrahlt wurden. UVC-bedingte Farbveränderungen traten lediglich bis einige Mikrometer unter der Oberfläche der Teile auf. Alles in allem scheinen Polycarbonate, auch wenn sie dabei eventuell ihre Farbe ändern, gut für den Einsatz in Produkten geeignet zu sein, die häufig mit UVC-Licht desinfiziert werden.
 
Covestro und Crystal IS wollen in Zukunft verstärkt mit führenden Unternehmen der Elektronik- und Automobilbranche und des Gesundheitswesens zusammenarbeiten, um diese Untersuchungen fortzusetzen.

„Da Desinfektionstechniken im Automobilbereich immer wichtiger werden, helfen wir OEMs und Designern, Materiallösungen zu finden, die diesen zunehmenden Bedarf decken.“

Rudy Gorny

Senior Principal Scientist – Mobilität,Covestro LLC

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