Aerosol

Aerosolbeschichtung für die Funktionalisierung von textilen Substraten

Das Ziel des vorliegenden Forschungsvorhabens war es, neue Wege zur Imprägnierung/Ausrüstung textiler Substrate aus dem Bekleidungs- und Heimtextilbereich sowie technischer Textilien mit dünnen Schichten zu erarbeiten. Die Ergebnisse sollten zum einen die Grundlage für eine Übertragung der Aerosoltechnik in die Textilindustrie bilden und darüber hinaus neue Ansätze für Anwendung bzw. Applikation nanotechnologischer Produkte aufzeigen. Zudem sollte ermittelt werden, inwieweit die Aerosoltechnologie als Minimalauftragssystem zur Einsparung von Brauchwasser-, Abwasser- und Flottenrest¬mengen sowie Trocknungsenergie beim Ausrüsten textiler Materialien geeignet ist.
Die ersten Ausrüstungsversuche auf der Aerosolanlage zeigten, dass die applizierbaren Mengen an Hilfsmitteln überaus gering sind. Dennoch konnten erfolgreich Applikationen z.B. zum Erzielen einer antibakteriellen Ausrüstung oder zum Abscheiden eines Katalysators durchgeführt werden.
Es zeigte sich im Verlauf der Untersuchungen, dass die mit dem zur Verfügung stehenden Aerosolbeschichter applizierten Mengen für die Ausrüstung mit einer Vielzahl von Hilfsmitteln zu gering waren. Um die applizierten Mengen an Hilfsmittel zu erhöhen, wurden die Ausrüstungen weitestgehend mit unverdünnten Hilfsmitteln durchgeführt. Auch das Verwenden der ohne Verdünnung teilweise sehr hochviskosen Ausrüstungsrezepturen bereitet keine Schwierigkeiten hinsichtlich der Bildung der benötigten Aerosolnebel. Bei Polymerdispersionen muss allerdings darauf geachtet werden, ob diese im Aersolerzeuger unerwünscht ausflocken. Zur weiteren Steigerung der Auftragsmengen wurde das Aerosol¬auftrags¬system umgebaut. Hierbei wurden zunächst verschiedene Variationen getestet, die die Auftragsmenge durchaus erhöhten aber hinsichtlich der Egalität nicht geeignet waren. Zufriedenstellende Ergebnisse wurden schließlich dadurch erzielt, dass das Aerosol, das beim Urzustand der Anlage parallel zur Warenbahn strömt, in einem Winkel von 45° direkt auf das Substrat geführt wird.


 

Im Folgenden wurde eine Vielzahl von Ausrüstungen auf der Aerosolanlage durchgeführt. Parallel wurden die Veredlungen über konventioneller Foulardierung vorgenommen, um einen Vergleich der Veredlungsergebnisse anstellen zu können. Dabei zeigte sich, dass sich in vielen Fällen über die Aerosolapplikation Veredlungsergebnisse ähnlich denen beim konventionellen Prozess erzielen lassen. Es wurden Veredlungsergebnisse wie z.B. Hydrophobie, Höchstzugkraft, Oberflächenwiderstand, Reduzierung von Pilling oder Biegesteifigkeit nach Ausrüstung auf der Aerosolanlage mit denen verglichen, die nach Foulardierung erzielt wurden. Applikationen bei denen das Erzielen eines Effektes an die Abscheidung großer Mengen Hilfsmittel gebunden ist lassen sich nicht über den Aerosolauftrag realisieren. Ein wesentlicher Unterschied zwischen beiden Applikations¬formen besteht darin, dass beim Aerosol, wie erwartet, deutlich weniger Wasser/Löse¬mittel und damit auch deutlich weniger Trockenenergie benötigt werden. Überschlags¬rechnungen zeigten, dass beim Foulardverfahren bis zu etwa 30-mal mehr Wasser/Löse¬mittel benötigt werden als beim Aerosolauftrag.
Mit Hilfe der Aerosolapplikation ist es darüber hinaus möglich, so genannte double-Face-Effekte zu realisieren. So können bspw. die beiden Seiten eines textilen Flächengebildes unterschiedlich angefärbt werden oder es lassen sich Textilen ausrüsten deren eine Seite wasserabweisend ist während die Rückseite saugfähig bleibt.
Die während der Veredlungen auf der Aerosolanlage vorgenommenen Messungen zeigten, dass bei geeignetem Abluftkonzept keine gefährlichen Emissionen vom Aerosolapplikator ausgehen müssen. Messungen bei Einsatz alkoholischer Lösungen haben gezeigt, dass die Konzentrationen des Aerosols im Applikator so niedrig sein kann, dass eine Applikation aus Lösemittel ohne das Erforderlichsein eines Ex-Schutzes denkbar ist, da Explosionsgrenzen nicht überschritten werden.

Angaben zum Forschungsvorhaben:
Forschungsthema: „Aerosolbeschichtung für die Funktionalisierung von textilen Substraten“
IGF-Forschungsvorhaben Nr. 15920 N
Laufzeit: 01.12.2008 - 31.03.2011
Ansprechpartner: Dr. Torsten Textor, info@dtnw.de, Tel.: 02151/843-0