Mit Nanopartikeln zu neuen Textilprodukten

Die Applikation nanoskaliger Oberflächenschichten bzw. –ausrüstungen auf textilen Trägermaterialien weist das Potenzial auf Verbesserungen bisheriger Funktionalitäten herbeizuführen sowie neue Eigenschaften zu generieren. Im Rahmen des vorliegenden Projekts wurden verschiedene Applikationsansätze zur permanenten Anbindung von nanoskaligen Systemen auf Textilien untersucht. Diese Ansätze wurden am Beispiel der Anbindung von photo-katalytisch aktivem nanoskaligem Titandioxid erforscht. Maßgeblich hierbei ist es, praxisrelevante Verfahren zu erarbeiten, die die wissenschaftlichen Grundlagen für eine neue Veredlungstechnologie darstellen.

Es wurden im Prahmen des Projekts Abscheideverfahren von nanoskaligem Titandioxid, schwerpunktmäßig auf technischen Textilien, wie Polyester-, Polyamid- und Polypropylengeweben, erarbeitet und untersucht. Die Applikationsmethoden umfassen sowohl die in-situ-Abscheidung über Sol-Gel-Prozesse oder die so genannte Liquid-Phase-Deposition wie auch die Applikation von kommerziell verfügbaren nanopartikulären Systemen. Die Untersuchungen umfassen die direkte Applikation der Systeme, die Applikation auf vorbehandelte Fasern sowie die Verwendung von anorganisch-organischen Bindersystemen.

Grundsätzlich kann mit jeder der aufgeführten Methoden ein photo-katalyisch aktives Textil generiert werden. Es bestehen jedoch beträchtliche Unterschiede hinsichtlich der resultierenden Aktivität und besonders der Beständigkeit. Hierbei zeigte sich vor allem, dass bei den Verfahren, die keine homogene Schichtbildung erzielen, die Beständigkeiten der Ausrüstungen gering sind. Insbesondere die Anbindung mittels LPD-Verfahren zeigt eine sehr geringe Beständigkeit auf. Die unmittelbar nach der Ausrüstung vergleichsweise hohe Aktivität der Textilien geht bereits nach wenigen Waschzyklen z.T. vollständig verloren. Ungeeignet für eine Umsetzung in einen textilen Prozess erscheint dieser Ansatz darüber hinaus auch aufgrund der bei der Applikation erforderlichen langen Verweilzeiten der Ware im Behandlungsbad
In-situ- und Direktapplikation zeigen zwar im Vergleich eine höhere Beständigkeit auf, wobei aber auch hierbei keine wirklich permanente Anbindung des anorganischen Materials erreicht wurde, was sich in der Abschwächung des photo-katalytischen Effektes nach Beanspruchung manifestiert.

Die im Rahmen des Projektes durchgeführten Vorbehandlungen der Textilien führen hierbei weder zu keiner signifikanten Verbesserung des photo-katalyischen Effekts noch der Permanenz der Ausrüstung, so dass diese Einführung eines zusätzlichen Vorbehandlungsschrittes nicht gerechtfertig ist.

Durch die Beschichtungen mit anorganisch-organischen Hybridpolymeren, die als Binder für die nanopartikulären Systeme fungieren, erzielt man trotz der Einbettung der Partikel in die Bindernetzwerke eine hohe photo-katalytische Aktivität. Die entsprechenden Ausrüstungen weisen eine hohe Permanenz auf und es kann weitestgehend auf vorbehandelnde Prozessschritte verzichtet werden. Durch die Verwendung von Bindern wird darüber hinaus die Freisetzung von nanopartikulären Stoffen in die Umgebung verhindert. Eben diese nicht auszuschließende Freisetzung bei der weiter oben beschriebenen direkten Anbindung von Nanopartikeln wäre vor dem Hintergrund der aktuellen Diskussion möglicher Risiken der Nanotechnologie zu bedenken.

(pdf-Nanopartikel)

Angaben zum Forschungsvorhaben:
Mit Nanopartikeln zu neuen Textilprodukten
IGF-Vorhaben Nr. 14685 N
Laufzeit: 01.02.2006 bis 30.04.2008
Ansprechpartner: Dr. Torsten Textor, Tel.: +49-2151-843-0, e-Mail: info@dtnw.de