Waschverfahren Waschen mit Ozon: Der Hygiene-Kick?

Hohe Kosten für Energie belasten die Textilpflege-Branche. Angesichts dessen werden Prozesse, die deutliche Einsparungen beim Waschen versprechen, attraktiv. Das Waschen mit Ozon verspricht neben hygienischen auch wirtschaftliche Vorteile.

Ozonwäsche ist keine Neuerfindung und wird seit den 1990er Jahren vor allem in den USA und Großbritannien praktiziert. Das Verfahren scheint jedoch angesichts der steigenden Ressourcenkosten wieder stärker ins Bewusstsein der internationalen Branche zu rücken.

In älteren Publikationen werden die besonderen Vorteile hervorgehoben, zu denen neben einer des­infizierenden Wirkung vor allem erhebliche Einsparpotenziale gehören. Eine bereits in den 1990er Jahren vom wfk-Forschungsinstitut für Reinigungstechnologie in Krefeld durchgeführte Studie konnte die proklamierte Wirksamkeit von Ozon jedoch unter den im Labormaßstab untersuchten experimentellen Bedingungen nicht nachweisen.

Ungeahnte Einsparpotenziale, theoretisch

In der Fachliteratur über die Ozonwäsche fassen die wenigen, auf das Thema spezialisierten Autoren die Vorteile des Verfahrens wie folgt zusammen:

• Ozon soll eine Wirksamkeitssteigerung der Waschmittel bewirken und zu einer drastischen Senkung der für das Waschen benötigten Heizenergie von bis zu 90 Prozent führen.
• Ozonwaschsysteme sollen, so wird es in der US-amerikanischen Fach­literatur beschrieben, den Wasserverbrauch um schätzungsweise 30 bis 45 Prozent senken, weil das Verfahren weniger Spülgänge benötige.
• Ozon, so das Versprechen, würde das Waschwasser mit oxidierend wirkendem Sauerstoff anreichern, dadurch Chemikalien einsparen und gleichzeitig deren Wirksamkeit verbessern. Außerdem wäre Ozon an einem Abbau der an den Textilien anhaftenden Schmutzpartikel beteiligt und könne zu einer Verringerung des hohen pH-Wert der Waschflotten beitragen.
• Ozon würde kürzere Zykluszeiten, geringere Waschtemperaturen und einen verminderten Chemikalieneinsatz ermöglichen. Die Einsparungen an Chemie, Mechanik und Wärme hätten einen geringeren Verschleiß der Textilien zur Folge. Darüber hinaus ergab eine im Vereinigten Königreich durchgeführte Studie, dass Ozonwäsche zu einer kürzeren Trocknungszeit und einer längeren Lebensdauer der Wäsche geführt habe.
• Ozon wird schon lange zur Verbesserung der Abwasserqualität eingesetzt und verringert aufgrund von Oxidationsprozessen den biochemischen und chemischen Sauerstoffbedarf (BSB und CSB).
• Weil die Bearbeitungszeiten einer Ozonwäsche sehr kurz sind, werden die täglichen Waschposten früher fertig und Maschinen könnten effizienter genutzt werden. Dadurch würde der Bedarf der pro Ladung erforder­lichen Personalstunden reduziert.
• Ein hierzulande zu vernachlässigender Effekt von Ozon ist dessen was­serenthärtende Wirkung, die auf dem Oxidieren von Härtebildner wie Kal­zium- und Magnesiumionen beruht.

Waschen mit Ozon: Unspezifische Reaktionen

Die vielversprechenden Effekte von Ozon könnten zu einer wirtschaftlichen Entlastung in der professionellen Textilpflege
beitragen. Es ist jedoch zu bedenken, dass Ozon aufgrund seines hohen Oxidationspotenzials mit so ziemlich jeder organischen Substanz reagiert. Eine Ausnahme machen Öle, die durch das Gas nicht "geknackt" werden.

Diese unspezifische Reaktivität führt dazu, dass Ozon in einer Waschflotte mit sämtlichen im Wasser befindlichen Inhaltsstoffen – beispielsweise mit Schmutzpartikeln, Mikroorganismen, Textiloberflächen –reagiert. Deshalb kann das Gas schnell aufgebraucht sein, denn in einem Liter Wasser lösen sich maximal 570 ml. Bei einem Flottenverhältnis von 1:3 beträgt die zudosierbare Höchstmenge an Ozon also 1,71 g.

Angesichts der hohen Reaktivität des Gases gegenüber allen Flotteninhaltsstoffen bleibt offen, welche Menge davon (noch) für den Aufbereitungsprozess zur Verfügung steht.

Wirksamkeit im Labor nicht bestätigt

Ungeachtet der bekannten Eigenschaften von Ozon wollte das wfk die mögliche Verwendung von Ozon in der gewerblichen Wäscherei analysieren. Den Forschern ging es dabei im Wesent­lichen um den Einfluss von Temperatur, pH-Wert und Waschflotteninhaltsstoffen auf die Löslichkeit und die Stabilität des Gases.

Unter Laborbedingungen konnten die Wissenschaftler zeigen, dass die Ozonkonzentration mit steigender Flottentemperatur abnimmt und der Zerfall von Ozon mit zunehmendem pH-Wert drastisch steigt. Damit sind aber die für das Waschen und Bleichen von Textilien unverzichtbaren Grundbedingungen mit der Nutzung von Ozon nicht miteinander in Einklang zu bringen. Das Institut macht allerdings darauf aufmerksam, dass die Forschungsarbeiten bereits 30 Jahre zurückliegen und die Ergebnisse der Forschungsarbeiten nur für die im Labormaßstab untersuchten experimentellen Bedingungen gelten. Auf andere Ozon-Verfahren können sie nicht ohne Weiteres übertragen werden.

Waschen mit Ozon: Einsatzmöglichkeiten

Die klassischen Waschbedingungen (Wärme, hoher pH-Wert) sind offenbar nicht für die Ozonwäsche geeignet. Auch die Löslichkeitsgrenze von Ozon in Wasser setzt dem Verfahren bei einem hohen Schmutzeintrag Grenzen. Hinzu kommt, dass herkömmliche Waschmittel durch das reaktive Gas verändert werden und dadurch zumindest teilweise ihre Wirkung verlieren können, was Spezialwaschmittel notwendig macht.

Ozonwäsche kommt hierzulande dennoch zum Einsatz, allerdings in ausgewählten Bereichen und mit einer speziellen Verfahrensführung: Sie wird beispielsweise in Großwäschereien von Fluggesellschaften oder Hotelbetrieben zur Entkeimung von Bekleidung oder für besonderen Hygiene-Anforderungen eingesetzt. Der Prozess erfolgt nach dem eigentlichen Waschgang, dem eine Ozonstufe nachgeschaltet ist.

Toxikologische Wirkung

Ozon ist ein Gas, das aufgrund seiner stark oxidierenden Wirkung für Mensch und Tier giftig ist und bei dem der begründete Verdacht auf krebserregendes Potenzial besteht. Schon bei geringen Konzentrationen (ab 0,1 ppm) kann es Husten, Atemnot und Halsschmerzen auslösen, höhere Konzentrationen und längere Exposition können zu chronischen Atemwegsproblemen, erhöhter Anfälligkeit für Infektionen und Lungenschäden führen. Ozon reizt zudem die Augen und kann Rötungen, Brennen und Tränenfluss verursachen.

Ozon steht auch immer im Zusammenhang mit Umweltgefahren. Während es in der Stratosphäre für den Schutz der Erde vor dem Auftreffen energiereicher UV-Strahlung sorgt, ist es in der erdnahen Troposphäre als drittwirksamster Treiber der globalen Erwärmung identifiziert worden.

Waschen mit Ozon: Gefahr für Arbeitssicherheit

Aufgrund der starken Oxidationswirkung darf Ozon nicht in Bereichen eingesetzt werden, in denen Menschen regelmäßig anwesend sind. In Europa gelten strenge Vorgaben für den maximalen Arbeitsplatzgrenzwert. Dieser liegt bei 180 µg/m³ (0,1 ppm) als 8-Stunden-Mittelwert. Bei Überschreitung dieser Werte sind Arbeitgeber ‌verpflichtet, Schutzmaßnahmen zu ergreifen.

Dazu gehören das Tragen von flammhemmender, öl- und fettfreier Schutzkleidung, Schutzhandschuhen, einer Vollmaske zum Schutz der Augen sowie Atemschutzmasken während sowie eine gute Belüftung der Räumlichkeiten nach Anwendung. Aufgrund seines Gefährdungspotenzials sollten Textilreiniger Ozon ohnehin nur in gut belüfteten Bereichen oder geschlossenen Systemen verwenden. Zusätzlich sind die Richtlinien für die Verwendung von Ozon zur Wasseraufbereitung (DGUV ­Regel 103-015) zu beachten.

Wechselwirkungen mit Textilien kaum erforscht

Verlässliche Aussagen über die Verträglichkeit von Textilien gegenüber Ozon liegen bisher nicht vor. Praktizierende Ozonwäschereien in den USA berichten von Einschränkungen bei manchen empfindlichen Stoffen oder Gummiteilen. Auch beim Bleichen von Jeansgeweben mit Ozon können negative Effekte auftreten.

Forscher konnten zeigen, dass die Behandlungsdauer, der Wassergehalt und der pH-Wert der Behandlungsflotte einen negativen Effekt auf die Reiß- und Zugfestigkeit des Materials haben.

Eine im Jahr 2022 in China durchgeführte Studie an Leinen kam ebenfalls zum Ergebnis, dass eine Ozonbehandlung Festigkeit und Dehnung der Fasern verringern. Und auch wenn Ozon schon lange Zeit in der Papierindustrie zum Bleichen von Cellulose verwendet wird, sollte bei einer Behandlung von Viskose-, z. T. sogar von Acetattextilien Vorsicht walten: Fasern mit einem geringen Polymerisationsgrad haben keine ausreichende Beständigkeit gegenüber Oxidationsmitteln.

Seit der systematischen Erforschung der Möglichkeiten und Grenze von Ozon in der gewerblichen Wäscherei sind bereits unzählige Jahre vergangen und die technologischen Möglichkeiten haben sich seither weiterentwickelt. Unbestritten der hygienischen Wirkung und der möglichen Einsparung von Ressourcen bleiben die Bedenken gegenüber der Ozonwäsche. Die Risiken für Mensch und Umwelt lassen sich nicht wegdiskutieren.