Untersuchungsverfahren der Oberflächenalterung
Die Auswirkung des Alterungsprozesses von Materialien auf die Reinigbarkeit in kritischen Infrastrukturen wird experimentell untersucht. Analysen an ausgewählten Materialien (u. a. Polymere, Bodenbeläge, Schichtstoffe, Steinzeug/Fliesen und Metalle), die in kritischen Infrastrukturen eingesetzt werden, werden vor und nach künstlichen Alterungsprozessen durchgeführt. Der Zustand der Proben nach der Alterung wird anhand der Oberflächenparameter und der Restpartikelmenge beurteilt. Durch den Vergleich des ursprünglichen Zustands und des Zustands nach dem künstlichen Alterungsprozess kann man über die Eignung einer Oberfläche eine Aussage treffen. Nachfolgend werden die einzelnen Versuchsmethoden zur künstlichen Alterung der Materialien erläutert.
Methode 1: Mechanische Alterung
Zur mechanischen künstlichen Alterung der Materialien wird ein mechanischer Prüfstand verwendet. Dabei handelt es sich um ein rotierendes Abnutzungssystem, welches das Abrasionsverhalten der Oberflächen simuliert.
Verschleißprüfung in mechanischem Prüfstand
- Rotierendes Abnutzungssystem
- Variierende Flächenpressung
- 30 Belastungszyklen pro Minute (Belastungsdauer 5 Tage)
- 800.00 Einzelbelastungen über die Gesamtdauer
- 40 Einzelproben gleichzeitig geprüft
- Schleifaufsätze, u. a. Krankenhausbettrollen und Wurzelbürste (hart)
Methode 2: Physikalische Alterung
Zur physikalischen künstlichen Alterung werden die Proben in einen UV-Bewitterungsschrank gehängt, um die Bewitterung von Sonneneinstrahlung und Befeuchtung zu simulieren. Dort werden diese künstlich mit UV-Licht bei einer Wellenlänge von 290 nm bis 400 nm bewettert. Ein Beanspruchungszyklus besteht aus einer Befeuchtung mit Wasser mit einer Dauer von einer Stunde und einer anschließenden Trocknung von 5 Stunden. Jeder Zyklus soll eine Reinigung der Oberflächen simulieren. In einer 28-tägigen Versuchsdauer wurden 140 Beanspruchungszyklen durchlaufen. Diese entsprechen einer Beanspruchung von ca. 6 Monaten natürlicher UV-Strahlung.
UV-Bewitterungsschrank
- UV-Belichtungsdosis 100 MJ/m²
- Wellenlänge 290 nm ~ 400 nm
- Regelmäßige Befeuchtung mit Wasser
- 140 Nass-Trocken-Zyklen
Methode 3: Chemische Alterung
Die Verwendung von Desinfektionsmitteln kann die Ausbreitung von Krankheitserregern verringern. Allerdings können Desinfektionsmittel auch Materialschäden an den behandelten Flächen hervorrufen. Die chemische Alterung wird durch die Behandlung der Probenoberflächen mit zwei Desinfektionsmitteln simuliert. Es wird ein starkes Desinfektionsmittel auf Ethanolbasis (zur professionellen Desinfektion von Flächen und medizinischen Produkten) und ein zweites, weniger aggressives Desinfektionsmittel auf Peressigsäurebasis verwendet, um die Wirkung unterschiedlich starker Mittel darzustellen.
Chemische Beanspruchung
- Behandlung der Oberfläche mit Desinfektionsmitteln
- Mit Desinfektionsmittel getränkte Wattepads werden auf die Proben gelegt
- Belastungsdauer bis zu 4 Wochen
Desinfektionsmittel
- Reinigungsmittel auf Ethanolbasis
- Reinigungsmittel auf Peressigsäurebasis
Die Oberflächeneigenschaften der Materialien werden durch die künstlichen Alterungsprozesse verändert, wodurch sie auch eine Auswirkung auf die Restpartikelmenge und die Reinigbarkeit der Materialoberflächen haben. Die Bestimmung der Oberflächeneigenschaften (z. B. Rauheit, Oberflächenenergie) sowie die Ermittlung der Restpartikelmenge werden im Beitrag Bestimmung der Reinigbarkeit nach der Materialalterung erläutert.
