Antimikrobielle Chemie und Geruchskontrolle
Nicht die Maschenware ist die Geruchsquelle, sondern die Bakterien, die auf ihr haften; die antimikrobielle Chemie durchbricht diese Kette entweder über eine kovalente Bindung oder über die Abgabe aktiver Ionen.
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Zuerst das Problem: Warum hält sich Geruch auf Polyester so hartnäckig?
Schweiß selbst ist nahezu geruchlos. Der Geruch entsteht, wenn Bakterien auf der Hautoberfläche — vor allem Arten von Corynebacterium und Staphylococcus — die Fettsäuren, die verzweigtkettigen Aminosäuren und die Thioalkohol-Vorstufen im apokrinen Schweiß abbauen. Leucin wird zum Beispiel zu Isovaleriansäure umgesetzt (scharfer, käsiger Geruch); S. hominis bildet zwiebelartige Thioalkohole wie 3-Methyl-3-sulfanylhexan-1-ol (3M3SH).
Hier entscheidet die Faserchemie. Baumwolle und Viskose sind hydrophil: Sie nehmen Wasser und die darin gelösten Geruchsstoffe auf und geben sie in der Wäsche wieder ab. Polyester ist hydrophob und oleophil: Er stößt Wassermoleküle ab, zieht aber Hautfett (Sebum) und ölbasierte Geruchsmoleküle an die Oberfläche und hält sie fest. Deshalb neigt synthetische Sportbekleidung dazu, nach gleicher Tragedauer länger zu riechen. Eine antimikrobielle Ausrüstung überdeckt den Geruch nicht; sie zielt auf die mikrobielle Aktivität, die ihn erzeugt.
Zwei Grundstrategien: abgebend (leaching) und gebunden (bound)
Antimikrobielle Technologien teilen sich nach ihrer Wirkweise in zwei Familien. Abgebende Systeme (release/leaching) setzen den Wirkstoff langsam von der Faser an die Umgebung frei; sie wirken anfangs stark und breit und erfassen auch Bakterien im Umfeld, erschöpfen sich aber mit der Zeit und mit jeder Wäsche. Gebundene Systeme (non-leaching/contact-kill) sind kovalent an der Faser fixiert, geben nichts an die Umgebung ab und töten nur Mikroorganismen bei direktem Kontakt; sie halten länger, können jedoch durch Abrieb an Leistung verlieren.
Diese Unterscheidung bestimmt auch das Prüfverfahren: Diffusionstests mit Hemmzone sind nur bei abgebenden Systemen aussagekräftig; gebundene Systeme müssen zwingend mit einem quantitativen Kontakt- oder Absorptionsverfahren gemessen werden.
Mechanismen: Silber, Zink, quartäres Ammonium und biobasierte Wirkstoffe
Silber (Ag+-Ion): In Gegenwart von Feuchtigkeit binden die aus Silbersalzen oder Nanopartikeln freigesetzten Ag+-Ionen an die Bakterienoberfläche, reagieren mit Thiolgruppen (–SH), denaturieren dadurch Proteine, kondensieren die DNA und zerstören die Zellmembran. Es ist ein breit wirksames, abgebendes System; in der Branche nutzen zum Beispiel Technologien auf Silberchlorid-Basis (etwa Polygiene, aus rückgewonnenem Silber) dieses Prinzip. Kritischer Punkt ist die Silberfreisetzung in der Wäsche und die Toxizität für Gewässer; einzelne Berichte nennen nach der ersten Wäsche eine Freisetzung im Bereich weniger ppb je Gramm, die Werte hängen jedoch von Chemie und Methode ab.
Zinkpyrithion: ein überwiegend bakteriostatisch und fungistatisch wirkender Wirkstoff, bekannt aus Anti-Schuppen-Shampoos; in Textilien wirkt er gegen Pilze und geruchsbildende Bakterien. Silangebundenes quartäres Ammonium (Si-QAC): Der positiv geladene Ammoniumkopf haftet an der negativ geladenen Zellmembran, der hydrophobe Schwanz durchstößt sie physikalisch — ein Mechanismus der Abtötung bei Kontakt. Klassisches Beispiel ist 3-(Trimethoxysilyl)propyldimethyloctadecylammoniumchlorid (etwa vom Typ „AEM 5700“); das Silanende bindet beim Trocknen kovalent an die Faser und bildet so auf Baumwolle, Polyamid und Polyester eine dauerhafte, nicht abgebende Oberfläche.
Weitere Wirkstoffe: PHMB (Polyhexamethylenbiguanid) stört die Integrität der Zellmembran; N-Halamine töten über oxidierendes Aktivchlor (N–Cl) breit wirksam und lassen sich mit Chlorbleiche wieder aufladen, bauen sich aber unter UV ab. Auf der biobasierten Seite steht Chitosan im Vordergrund: Die protonierten Amingruppen haften an der mikrobiellen Oberfläche, erhöhen die Zellpermeabilität und lassen den Zellinhalt austreten. Triclosan war historisch weit verbreitet, wurde jedoch wegen möglicher dioxinverwandter Abbauprodukte und regulatorischer Bedenken in einigen Märkten, darunter der EU, in Textilanwendungen aufgegeben.
Prüfverfahren: qualitatives Screening oder quantitativer Nachweis?
Die Belastbarkeit einer antibakteriellen Aussage hängt vom Verfahren ab. Qualitative Verfahren dienen dem schnellen Screening: AATCC 147 (Parallel Streak) und ISO 20645 (Agar-Diffusionsplatte) suchen eine Hemmzone um die Probe — das ist nur bei diffundierenden, also abgebenden Wirkstoffen aussagekräftig und beweist nicht, dass der Mikroorganismus abgetötet wurde. Quantitative Verfahren liefern den eigentlichen Nachweis: AATCC 100 gibt die prozentuale Reduktion an; ISO 20743 und JIS L 1902 berechnen über Absorptions- und Transferverfahren die logarithmische Reduktion, den antibakteriellen Aktivitätswert; für gebundene, nicht abgebende Wirkstoffe wird ASTM E2149 (dynamisches Schüttelkolbenverfahren) eingesetzt.
Schwellenwerte: In ISO 20743 beträgt die Inkubation typischerweise 18–24 Stunden; liegt die Differenz zwischen Kontrolle und Probe bei ≥2,0 log, gilt die Wirkung als „signifikant/wirksam“, bei ≥3,0 log als „stark“ (rund 99 % beziehungsweise 99,9 % Reduktion). Eine ausgereifte Spezifikation fordert deshalb nicht den Anfangswert, sondern die logarithmische Reduktion, die nach einer definierten Zahl von Wäschen (etwa 20 bis 50) noch erhalten bleibt.
| Verfahren | Typ | Erfasster Wirkstoff | Was gemessen wird / Schwelle |
|---|---|---|---|
| AATCC 147 | Qualitativ | Nur abgebend | Hemmzone (Screening) |
| ISO 20645 | Qualitativ | Nur abgebend | Agar-Diffusionszone |
| AATCC 100 | Quantitativ | Abgebend + gebunden | Prozentuale Bakterienreduktion |
| ISO 20743 | Quantitativ | Abgebend + gebunden | Logarithmische Reduktion; ≥2 wirksam, ≥3 stark |
| ASTM E2149 | Quantitativ | Gebunden / nicht abgebend | Dynamischer Kontakt, % Reduktion |
| ISO 17299-2/-3 | Geruch/Desodorierung | Alle Textilien | Reduktionsrate des Geruchsstoffs (Teil 2: NH3/Essigsäure; Teil 3: Isovaleriansäure/Nonenal) |
Den Geruch direkt messen: ISO 17299
Antibakterielle Wirkung und wahrgenommene Geruchsminderung sind nicht dasselbe; deshalb ist eine eigene Desodorierungsmessung nötig. Genau das leistet die Familie ISO 17299: Die Probe wird in einem geschlossenen Behälter mit einem Geruchsstoff in kontrollierter Konzentration gehalten, nach Ablauf der Zeit wird die verbliebene Gaskonzentration gemessen und im Vergleich zur Kontrolle die Reduktionsrate berechnet. Teil 2 erfasst mit dem Prüfröhrchenverfahren Ammoniak, Essigsäure, Methylmercaptan und Schwefelwasserstoff; Teil 3 bewertet gaschromatografisch reale Körpergeruchsmoleküle wie Indol, Isovaleriansäure und Nonenal.
Regulierung und verantwortungsvolle Chemie
Eine Maschenware, die einen antimikrobiellen Wirkstoff enthält, gilt nach der EU-Biozidprodukteverordnung (BPR 528/2012) als „behandelte Ware“ (treated article): Der Wirkstoff muss für die betreffende Verwendung zugelassen sein und die vorgeschriebenen Angaben müssen gemacht werden. Die ZDHC MRSL verlangt zudem, dass Biozide nur in den zugelassenen Anwendungsbereichen und unterhalb der genehmigten Konzentrationsgrenze eingesetzt werden. Für eine verantwortungsvolle Beschaffung prüfen Systeme wie bluesign und OEKO-TEX unabhängig die Sicherheit der eingesetzten Chemie für Mensch und Umwelt. Die ingenieurtechnische Entscheidung lautet: nicht die stärkste Anfangswirkung wählen, sondern jene Wirkung, die über die angestrebte Nutzungsdauer mit zugelassener Chemie haltbar, messbar und belegt bleibt.