Beschreibung
Brause mit antimikrobieller Ausrüstung
Die Erfindung betrifft eine Brause, insbesondere eine Handbrause mit einer antimikrobiellen Ausrüstung.
Mikrobielle Verunreinigungen im Trink- und Brauchwasser stellen nicht nur in den Entwicklungsländern ein ernsthaftes Gesundheitsrisiko dar. Auch in den Industrieländern treten immer häufiger lebensgefährliche mikrobielle Verunreinigungen in Trink- oder Brauchwasserbehältern bzw. -leitungen oder in Warmwasserbereitern auf. Insbesondere in Leitungen, Behältern oder Entnahmevorrichtungen, in welchen das ursprünglich keimarme Wasser für eine gewisse Zeit steht, erwärmt oder transportiert wird, sind von derartigen Verkeimungen betroffen. Diese mikrobiellen Verunreinigungen entstehen durch das Verweilen des Wassers in Behältern oder Leitungsabschnitten bei Umgebungstemperaturen, welche für die Vermehrung der Mikroorganismen extrem günstig ist. Besonders stark gefährdet sind Warmwasserbereiter oder Warmwasser- leitungen, durch welche zunächst heißes Wasser fließt, jedoch nach der Wasserentnahme das verbleibende Restwasser langsam abkühlt und dabei den für die Vermehrung des Mikroorganismus optimalen Temperaturbereich über einen relativ langen Zeitraum durchläuft. Dadurch kommt es zu einer starken Vermehrung dieser pathogenen Mikroorga- nismen und es werden sehr schnell die für Trinkwasser festgelegten Grenzwerte an im Wasser enthaltenen Erregern überschritten und für den Menschen toxische Konzentrationen erreicht. Als einer der gefährlichsten Erreger sind die Legionellen (Legionella Pneumophila) anzusehen, welche einen optimalen Temperaturbereich zur Vermehrung von 30 °C bis 50 °C aufweisen.
Es ist derzeit bekannt das Wasser in Wassertanks und Kanistern, in welchen das Wasser über einen längeren Zeitraum aufbewahrt wird, durch Zugabe von Chemikalien in Form von silber- oder chlorhaltigen Zusätzen wirkungsvoll vor einer Verkeimung zu schützen. Diese Metho- de ist jedoch nur bei Wasserbehältern nicht jedoch bei Wasserleitungen bzw. -Schläuchen oder Entnahmevorrichtungen praktikabel, da eine wiederholt von Wasser durchströmte Vorrichtung eine ständige Zugabe eines derartigen antimikrobiellen Zusatzes erfordern würde.
Besonders gefährdet sind neben Warmwasserbehältern, welche über einen längeren Zeitraum eine Wassertemperatur von 30 °C bis 50 °C halten, auch Klimaanlagen, Luftbefeuchter, Duschbrausen sowie Brauseschläuche, in welchen das Wasser bei Umgebungstemperaturen, insbesondere im Sommer sowie in Badezimmern, von 25 °C bis 30 °C aus- gesetzt ist. In diesen Geräten und Vorrichtungen kann es daher schon bei einer relativ kurzen Standzeit, d.h. beispielsweise bei einer unregelmäßigen Entnahme des Wassers, zu einer starken Vermehrung der Krankheitserreger kommen, welche anschließend bei Inbetriebnahme der Vorrichtungen und Geräte als Aerosole in die Atemluft und damit auf direktem Wege in die Lunge gelangen. Auf diesem Infektionsweg kommt es insbesondere im Fall von Legionellen unter Umständen zu außerordentlich schwerwiegenden bis tödlichen Infektionen.
Aus der DE 42 26 810 C1 sind Kunststoffteile bekannt, die nicht von Keimen besiedelbar sind und hauptsächlich im medizinischen Bereich eingesetzt werden. Die bakterizide Wirkung wird durch Silberverbindungen auf und/oder in der Oberfläche des Kunststoffes selbst erreicht. Dafür wird der Kunststoff mit einem Quellungsmittel behandelt und der gequollene Kunststoff mit einer Lösung einer Silberverbindung (z.B. AgN03) behandelt. Ein Problem besteht darin, dass die Silberverbindung aufgrund ihrer Wasserlöslichkeit schnell aus dem zu schützenden Material herausgewaschen werden kann. Dies ist insbesondere im Fall von
stark durchströmten Leitungen ein gravierender Nachteil. Außerdem kann es bei langfristigem Einsatz derartig beschichteter Schläuche oder Duschbrausen durch ausgewaschenes Silbernitrat beim Kontakt mit der Haut zu unerwünschten lokalen Schwarzverfärbungen kommen.
Aus der DE 44 36 927 C2 ist eine Munddusche bekannt, bei welcher Teile eines Flüssigkeitsbehälters oder von Pumpenkammern mit einer Silberlegierung beschichtet werden, um eine Verkeimung des im Flüssigkeitsbehälter oder in der Pumpe verbliebenen Restwassers zu ver- hindern.
Die DE 37 25 728 C2 beschreibt ein medizinisches Gerät aus einem Polyurethanelastomer, in welches eine Metallionen abgebende Substanz eingelagert ist. Nachteilig an dieser bakteriziden Ausrüstung ist, dass das gesamte Polymermaterial mit der bioziden Substanz versehen werden muss, was wirtschaftlich außerhalb medizinischer Anwendungsbereiche nicht sinnvoll ist.
Aus der DE 101 34 468 A1 ist ein stabförmiger Einsatz aus Silber und Edelstahl bekannt, der in einen vorhandenen Duschschlauch eingeführt wird und durch Abgabe von Silberionen Mikroorganismen im Schlauch am Wachstum hindern soll. Nachteilig an diesen stabförmigen Einsatz ist neben der großen Menge an Silber vor allem die Beeinträchtigung der Flexibilität des Schlauches durch den Einsatz und die Verminderung des Schlauchquerschnitts. Dadurch kommt es zu einer Reduzierung der Wasserdurchflussmenge. Außerdem besteht die Gefahr von Ablagerungen auf dem gewendelten stabförmigen Einsatz mit der Gefahr der Verstopfung des Schlauches.
Silber ist gegenüber Mikroorganismen als sehr toxisches Metall bekannt und besitzt ein extrem breites antimikrobielles Spektrum. Seine Wirksamkeit gegenüber pathogenen Mikroorganismen resultiert aus einem
Eingriff der Silberionen in den Transmembran-Energie-Metabolismus und wirkt unter anderem sowohl gegen gram negative wie auch gram positive Bakterien sowie diverse weitere für den Menschen toxische Mikroorganismen, insbesondere gegen Legionellen.
Es ist weiterhin bekannt, Produkte aus verschiedenen Materialien mittels eines plasmagestützten Beschichtungsverfahrens in einer Vakuumapparatur mit einer feinen Schicht metallischen Silbers zu bedampfen. Diese Beschichtung bedarf jedoch eines sehr hohen apparativen Aufwandes und ist daher sehr kostspielig und kommt hauptsächlich bei medizintechnischen Produkten zur Anwendung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brause bereitzustellen, bei welcher das nach der Wasserentnahme verbleibende Restwasser auch nach mehrtägigen Unterbrechungen zwischen den einzelnen Wasserentnahmen nicht durch pathogene Mikroorganismen kontaminiert wird.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Brause mit einer antimikrobiellen Ausrüstung auf der Innenwand der Brause in Form mindestens einer metallischen Schicht, aus welcher biozide Metallionen freigesetzt werden.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Brause besteht insbesondere darin, dass sie über eine dauerhaft auf ihr gesamtes inneres Volumen einwirkende metallische Schicht verfügt, und in der Brause verbliebenes Restwasser auch bei längeren Standzeiten frei von pathogenen Keimen hält, ohne dass dabei für den menschlichen Organismus schädliche Chemikalien notwendig sind. Ein weiterer Vorteil besteht in der War- tungsfreiheit der bioziden Ausrüstung, welche während der gesamten Lebensdauer der Brause ihre Wirkung beibehält. Die erfindungsgemäße biozide Ausrüstung zeichnet sich weiterhin dadurch aus, dass sie im
Gegensatz zu derzeit bekannten antimikrobiellen Hilfsmitteln in Wasserleitungsabschnitten oder Entnahmevorrichtungen wie beispielsweise Filter oder Brauseeinsätze (DE 101 34 468 A1) keine Reduzierung oder Beeinträchtigungen der Durchflussmenge und Durchflussgeschwindig- keit des Wassers durch die Brause bedingt.
Die erfindungsgemäße Brause verfügt über eine antimikrobielle Ausrüstung auf der Innenwand der Brause in Form mindestens einer metallischen Schicht, aus welcher biozide Metallionen freigesetzt werden. Bei der Brause kann es sich um eine Körperbrause oder um eine Handbrause für Duschen, Waschbecken oder für Spülen handeln. Die mindestens eine metallische Schicht ist sehr gut haftend an der Innenwand der Brause angebracht. Die metallische Schicht ist dauerhaft und wartungsfrei, besteht aus einem nicht wasserlöslichem Material und ist auch nach länge- rem Betrieb nicht durch heißes Wasser auswaschbar. Bei der antimikrobiellen Ausrüstung handelt es sich um mindestens eine rein metallische Schicht und nicht um eine Metallverbindung.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die mindestens eine metalli- sehe Schicht als Abscheidungsschicht auf der Innenwand der Brause ausgebildet. Bei der Abscheidungsschicht handelt es sich vorzugsweise um eine durch Bedampfung, insbesondere durch PVD oder CVD Beschichtung, im Innern der Brause abgeschiedene metallische Schicht. Es ist auch möglich, dass die metallische Schicht galvanisch abgeschie- den ist. Auch eine thermische Abscheidung aus einer thermisch instabilen Metallverbindung ist möglich.
Diese Abscheidungsschicht bedeckt in einer besonderen Ausführungsform vollständig die Innenwand über das gesamte Innere der Brause. Es ist auch möglich, dass nur einzelne, insbesondere direkt mit Restwasser in Kontakt stehende, Bauteile der Brause, vorzugsweise wasserkanalbil- dende Teile oder eine Strahlscheibe, auf ihrer Oberfläche mit einer me-
tallischen Beschichtung versehen sind. Vorteilhafterweise ist die der Brauseninnenseite zugewandte Seite der Strahlscheibe mit der metallischen Schicht versehen.
Es ist auch eine Ausführungsform möglich, bei der mindestens zwei unterschiedliche Oberflächenabschnitte der Innenwand der Brause, insbesondere von mindestens zwei getrennt hergestellten Bauteilen, mit jeweils mindestens einer von den mindestens zwei voneinander verschiedenen metallischen Schichten versehen sind. Dabei werden aus min- destens einer metallischen Schicht biozide Metallionen freigesetzt.
Die metallische Schicht ist vorzugsweise eine nach der Herstellung der Brause in einem anschließenden oder einem separaten Bearbeitungsschritt eingebrachte Schicht. In einer weiteren Ausführungsform ist die metallischen Schicht direkt bei der Herstellung aufgebracht.
Bei einer anderen Ausführungsform handelt es sich bei der metallischen Schicht um eine mindestens teilweise in die Innenwand der Brause integrierte, vorzugsweise bei der Herstellung eingegossene oder einge- klebte, insbesondere eingespritzte, Schicht.
Vorteilhafterweise liegt die metallische Schicht im wesentlichen bündig in der Innenwand der Brause oder bildet die Innenwand der Brause, so dass nur die Oberfläche der Schicht in den Innenraum der Brause weist und das Durchfluss- und Strömungsverhalten des Wassers durch die Brause durch die metallische Schicht nicht beeinflusst wird.
In einer Ausführungsform ist die metallische Schicht als Flachmaterial, vorzugsweise als Folie oder Band ausgebildet. In einer anderen Ausfüh- rungsform, vorzugsweise bei mehrschichtigem Wandmaterial der Brause, ist die antimikrobielle Ausrüstung in das Material der innersten Materialschicht der Brause, vorzugsweise beim Spritzen, als Pulver zugege-
ben. Es ist weiterhin möglich, dass ein metallisches Band beim Spritz- guss der Brause in der Spritzgussform vorgelegt wird. Vorzugsweise bedeckt die metallische Schicht ca. 10 bis 100 % der Innenwandfläche der Brause.
Mit Vorteil handelt es sich bei dem Metall der metallischen Schicht um eine Silber- und/oder kupferhaltige Schicht, insbesondere um Silber. Es ist auch möglich, dass es sich nicht um reine Metalle sondern um Metalllegierungen handelt.
In einer weiteren Ausführungsform handelt es sich bei der mindestens einen metallischen Schicht um ein galvanisches Element, bestehend aus mindestens zwei metallischen Schichten. Bei den mindestens zwei Metallen oder Metalllegierungen handelt es sich um solche mit vonein- ander verschiedenen Normalpotentialen, so dass das eine Metall als Abscheideelektrode und das zweite als Gegenelektrode fungiert.
In einer besonderen Ausführungsform handelt es sich bei dem einen Metall des galvanischen Elementes um Silber und bei dem mindestens einen weiteren Metall um eines mit einem von Silber verschiedenen Normalpotential. Vorteilhafterweise wird als weiteres Metall Edelstahl verwendet. Bei dem Edelstahl im Sinne der Anmeldung handelt es sich um rostfreien Stahl. Im Falle eines höheren Normalpotentials des weiteren Metalls als das des Silbers wird bei dem galvanischen Prozess die Silberschicht angelöst, wohingegen bei einem niedrigeren Normalpotential des weiteren Metalls dieses Material langsam durch Abgabe von Metallionen angelöst wird.
Vorzugsweise handelt es sich bei dem galvanischen Element um min- destens zwei miteinander in Kontakt stehende elektrische Leitungsbahnen. Die Metallschichten können insbesondere parallel zueinander auf
der Innenseite der Brause geführt werden oder auf einem Innenteil der Brause angeordnet sein.
Zwischen den beiden elektrischen Leitungsbahnen besteht mit Vorteil ein elektrisches Potential und es werden aus mindestens einer Leitungsbahn biozide Metallionen freigesetzt und an die Umgebung abgegeben. Die Brause ist im Betrieb und auch in den Standzeiten vorzugsweise vollständig mit Wasser gefüllt, so dass die aus der metallischen Schicht freigesetzten Metallionen an das Wasser abgegeben werden und eine gleichmäßige Verteilung an Metallionen im gesamten Volumen der Brause vorhanden ist.
In einer Ausführungsform handelt es sich bei der metallischen Schicht, und insbesondere bei dem galvanischen Element, um elektrische Lei- tungsbahnen, welche flächig auf der Innenwand der Brause angeordnet sind. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann die Ausrichtung der Leitungsbahnen Spiralförmig sein. Es ist jedoch auch möglich, die Leitungsbahnen kreisförmig, s-förmig, zickzackförmig, linear oder ge- wendelt auf bzw. in der Innenwand der Brause anzuordnen.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich durch die nachfolgende Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen bevorzugten Ausführungsformen in Verbindung mit der Zeichnung und den Unteransprüchen. Hierbei können die einzelnen Merkmale der Erfindung allein oder in Kombination mit einander verwirklicht sein. Die beschriebenen Ausführungsformen dienen zur Erläuterung und zum besseren Verständnis der Erfindung und sind in keiner Weise einschränkend zu verstehen.
Figurenbeschreibunq
In Figur 1 ist ein vertikaler Längsschnitt durch den Kopf einer Handbrause 1 dargestellt. Die Handbrause umfasst zwei Teile, den eigentlichen
im wesentlichen aus Kunststoff bestehenden, im Spritzgussverfahren hergestellten Brausekopf 2 und die ebenfalls im wesentlichen aus Kunststoff bestehende Strahlscheibe 3. Die Brause weist über die gesamte Fläche der Innenwand 4 eine erste metallische Schicht 5 insbe- sondere aus nichtrostendem Stahl auf, die sich über die gesamte Innenwand 4 des Brausekopfes 2 erstreckt. Weiterhin weist die Strahlscheibe 3 auf der dem Brauseninnenraum 6 zugewandten Seite eine zweite metallische Schicht 7 insbesondere aus Silber auf. Der Brausekopf 2 und die Strahlscheibe sind derart miteinander verbunden, dass die beiden metallischen Schichten 5/7 keinen unmittelbaren Kontakt zueinander aufweisen. Die Oberflächen der metallischen Schichten des Brausekopfes 2 und der Strahlscheibe 3 sind jeweils freiliegend in den Brauseninnenraum 6 ausgerichtet.