DE10104290A1

DE10104290A1 - Hydrogelmatrixsysteme zur Steigerung des Tragekomforts von Textilien

Info

Publication number: DE10104290A1
Application number: DE2001104290
Authority: DE
Inventors: Maren Jekel
Original assignee: Henkel AG and Co KGaA
Current assignee: Henkel AG and Co KGaA
Priority date: 2001-01-30
Filing date: 2001-01-30
Publication date: 2002-08-14

Abstract

Es wird ein Verfahren zur temporären Ausrüstung von Textilien, insbesondere synthetischer Textilien, wie beispielsweise textiler Bekleidung, beschrieben, bei dem auf die textile Oberfläche, insbesondere die Fasern der Textilien, ein Hydrogel aufgebracht wird und die so behandelten Textilien anschließend getrocknet werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur temporären Ausrüstung (Ausstattung) von Textilien, insbesondere synthetischer Textilien, vorzugs weise textiler Bekleidung, mit Hydrogelmatrixsystemen, insbesondere zur Steigerung des Tragekomforts der Textilien bzw. zur Steigerung des Wasser aufnahmevermögens. Gleichermaßen betrifft die vorliegende Erfindung die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelten Textilien. Des weiteren betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung von Hydrogelmatrix systemen zur Steigerung des Tragekomforts bzw. Erhöhung des Wasserauf nahmevermögens von Textilien, insbesondere von synthetischen Textilien, vorzugsweise textiler Bekleidung.

Einen hohen Tragekomfort erzielen insbesondere Textilien, die aufgrund ihrer Hydrophilie und/oder Porosität eine hohe Feuchtigkeitsaufnahme ("moisture absorption") ermöglichen. So ist z. B. Baumwolle in der Lage, bis zu 7 bis 10% (w/w) ihrer Masse an Wasser aufzunehmen, und fühlt sich erst ab einem gewissen Grad feucht an.

Synthetische Textilien mit hydrophobem Charakter, wie beispielsweise Poly ester, besitzen dagegen nur ein geringes Wasser- bzw. Feuchtigkeitsauf nahmevermögen. So kann z. B. Polyestergewebe Wasser nur zu einem sehr geringen Anteil von ca. 0,5% (w/w) seines Eigengewichts aufnehmen.

Permanentausrüstungen synthetischer Fasern zielen daher oft auf eine Er höhung der Hydrophilie (Wasseraufnahmevermögen) und/oder Porosität des Textilgewebes ab.

Hochwertige Funktionstextilien, wie z. B. die sogenannten Membrantextilien "Sympatex®" und "Gore-Tex®", sind Materialien mit hohem MVTR-Wert ("moisture vapor transmission rate"), die für Wasserdampf permeabel, aber für Wasser in flüssiger Form dagegen undurchlässig sind. Durch den "Abtrans port" der Wasserdampfmoleküle von innen in äußere, hydrophilere Textilschichten erzielen Textilien mit solchen "Klimamembranen" einen hohen Tragekomfort.

Nachteil der aus dem Stand der Technik bekannten Textilien mit Permanent ausrüstung zur Erhöhung des Tragekomforts, insbesondere des Wasserauf nahmevermögens, ist deren aufwendige Herstellung.

Permanentausrüstungen für Textilien sind beispielsweise in der JP 08027675 A und in der JP 05148758 A beschrieben.

Die JP 08027675 A beschreibt ein spezielles Chitosan-Coating für die per manente antibakterielle Textilausrüstung von Polynosinfasern.

Die JP 05148758 A beschreibt ein chitosanhaltiges Fasercoating auf Basis von Cellulose durch Anbringen von feinen Partikeln von deacetyliertem Chi tin und Cellulose an Cellulosefasern oder tierische oder pflanzliche Fasern. Hierdurch soll die Hydrophilie der Fasern erhöht werden.

Die EP 0 257 966 A2 beschreibt ein Verfahren zur Behandlung textiler Ober flächen mit einem einen Wirkstoff (Reinigungsmittel, Insektizid, Parflim, Anti biotikum oder Antistatikum) enthaltenden Hydrogel, bei dem das wirkstoff haltige Hydrogel auf die zu behandelnde Textiloberfläche aufgebracht wird, die in den Hydrogelteilchen eingelagerten Wirkstoffe durch Krafteinwirkung (z. B. durch Bürsten) unter Zerstörung der Hydrogelteilchen freigesetzt wer den und anschließend die sichtbaren Rückstände (z. B. durch Staubsaugen) entfernt werden. Die in der EP 0 257 966 A2 beschriebene Behandlung soll sich zu Reinigungszwecken, zur Insektizidbehandlung, zur Parfümierung und zur biostatischen oder antistatischen Behandlung von Textiloberflächen eig nen.

Die EP 0 837 077 A2 beschreibt eine antibakterielle, wasserabsorbierende Zusammensetzung aus einem teilchenförmigen, wasserabsorbierenden Harz und einem antibakteriellen Pulver, das aus einem anorganischen Adsorbens besteht, an das ein antibakterieller Wirkstoff adsorbiert ist. Bei dem anorgani schen Adsorbens handelt es sich insbesondere um Zeolithe, Aluminiumoxide, Magnesiumoxide, Siliciumdioxide, Aluminiumsilikate oder deren Mischungen.

Die JP 08099865 A beschreibt eine antibakterielle, desodorierende Reini gungszusammensetzung, die ein desodorierendes Tensid bzw. Detergens enthält, bei dem Kollagen und Chitosan über ein amphotheres Tensid vom Aminosäuretyp aneinander gebunden sind.

Die WO 96/29979 beschreibt gleichermaßen eine flüssige Reinigungszusam mensetzung für die Haut, die eine wäßrige Tensidlösung und ein Hydrogel zusammensetzung auf Basis zweier verschiedener Polymerer zusammen mit einem kosmetisch aktiven Wirkstoff umfaßt, wobei die Hydrogelzusammen setzung Teilchen mit mittleren Teilchendurchmessern im Bereich von 25 bis 10.000 µm aufweist.

Die EP 1 010 800 A1 beschreibt Gegenstände für den Kontakt mit Haut, wel che auf der mit der Haut in Berührung kommenden Seite mit einem natür lichen, organischen, sehr feinen Pulver beschichtet sind.

Bisher ist im Stand der Technik kein Verfahren beschrieben worden, das Wasserabsorptionsvermögen von Textilien, insbesondere synthetischer Tex tilien, wie z. B. textiler Kleidungsstücke, auf relativ einfache Weise, beispiels weise während eines Wasch- und Reinigungsschrittes oder in einem an schließenden Nachbehandlungsschritt, zu erhöhen. Dies ist aber insbesondere von Interesse, wenn eine nur temporäre Modifizierung der Textiloberflächen erzielt werden soll, die nachträglich einfach appliziert und beim nächsten Wasch- und Reinigungsvorgang wieder vom Textil entfernt werden soll.

Aufgabe der vorliegende Erfindung ist es, die Oberflächen von Textilien, ins besondere synthetischer Textilien derart temporär zu modifizieren, daß diese insbesondere eine erhöhte Fähigkeit zur Aufnahme von Wasser besitzen und somit der Tragekomfort, insbesondere die Feuchtigkeitsaufnahme, während des Tragens erhöht wird.

Weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Ver fahrens, das die temporäre Ausrüstung von Textilien, insbesondere textiler Oberflächen, vorzugsweise synthetischer Textilien, mit verbessertem Wasser absorptions- bzw. Wasseraufnahmevermögen ermöglicht. Insbesondere sollte ein solches Verfahren auch die Möglichkeit liefern, die temporäre Modifizierung der Textilien möglichst einfach vorzunehmen, und des weiteren auch die Möglichkeit einer relativ einfachen Entfernbarkeit der temporären Modifizie rung, beispielsweise beim nächsten Wasch- und Reinigungsvorgang, bieten.

Gleichzeitig ist darauf zu achten, daß die hohe Wasseraufnahmekapazität von Textilien mit ohnehin guter Wasseraufnahmekapazität, wie Baumwolle etc., durch eine derartige Behandlung nicht beeinträchtigt wird. Dies ist insbe sondere für Mischgewebe auf Basis synthetischer und natürlicher Fasern von Interesse.

Im Rahmen der Erfindung wurde eine Methode entwickelt, welche die Was serabsorption von Textilien, insbesondere synthetischer Textilien, temporär zu erhöhen vermag.

Die Anmelderin hat nämlich in überraschender Weise herausgefunden, daß die erfindungsgemäßen Aufgaben gelöst werden können, indem man als tem poräre Ausrüstung der zu behandelnden, mit verbessertem Wasserabsorp tionsvermögen zu versehenden textilen Oberflächen, insbesondere Beklei dungsstücken, ein Matrixsystem auf Hydrogelbasis vorsieht, das eine hohe Aufnahmekapazität gegenüber Wasser aufweist. Das Wasseraufnahmever mögen der Hydrogelpartikel beruht auf einem einfachen Quellungsvorgang solcher Matrixsysteme.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit ein Verfahren zur temporä ren Ausrüstung von Textilien, insbesondere synthetischer Textilien, bei dem auf die textile Oberfläche, insbesondere die Fasern der Textilien, ein Hydrogel aufgebracht wird.

Diesem Behandlungsschritt schließt sich im allgemeinen ein Verfahrensschritt an, bei dem man die so behandelten Textilfasern trocknet. Vorzugsweise er folgt die Trocknung unter Normaldruck und bei Umgebungstemperatur, ins besondere bei Raumtemperatur. Die Trocknung kann aber auch bei höheren Temperaturen (z. B. in einem Wäschetrockner) erfolgen. Bei der Trocknung werden die Hydrogelteilchen nicht zerstört, d. h. bei dem Trocknungs vorgang werden keinerlei Kräfte auf die Hydrogelteilchen ausgeübt.

Nach dem Trocknungsvorgang bleiben die Hydrogelmatrices als kleinste Partikel auf der Textiloberfläche zurück. Die Hydrogeldispersionen sollten daher insbesondere derart beschaffen sein, daß die einzelnen Hydrogelmatri ces auf der Textiloberfläche mit bloßem Auge nicht oder im wesentlichen nicht mehr sichtbar sind. Dafür eignen sich besonders Hydrogeldispersionen mit Partikeldurchmessern im Mikro- und Nanometerbereich.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurde also eine Methode entwickelt, die eine nachträgliche temporäre Ausrüstung von Textilien, insbesondere Kleidungsstücken, vorzugsweise synthetischen Textilien, ermöglicht. Hierbei werden Hydrogele, insbesondere in Form von wäßrigen Hydrogeldispersio nen, verwendet, die durch Quellung in der Lage sind, Wasser aufzunehmen.

"Temporäre Ausrüstung (Ausstattung)" im Sinne der vorliegenden Erfindung meint insbesondere, daß die auf die textilen Oberflächen bzw. Fasern aufge brachten Hydrogelteilchen auf den Textilien, z. B. während des Tragens des Bekleidungsstückes, verbleiben und anschließend, z. B. beim nachfolgenden Waschen, wieder entfernt werden können.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich auf Textilien aller Art, vorzugs weise Bekleidungsstücke, anwenden. Insbesondere läßt sich das erfindungs gemäße Verfahren auf synthetische Textilien, vorzugsweise synthetische Be kleidungsstücke, anwenden, da diese im allgemeinen kein oder nur ein sehr geringes Wasseraufnahmevermögen besitzen bzw. nur wenig hydrophil sind. Beispiele für synthetische Textilien, die nach dem erfindungsgemäßen Verfah ren behandelt werden können, sind insbesondere Textilien auf Basis von Elastan (EL), Elastodien (ED), Fluoro (PTFE), Polyacryl (PAN), Modacryl (MAC), Polyamid (PA), Aramid (AR), Polyvinylchlorid (CLF), Polyvinyliden chlorid (CLF), Polyester (PES), Polyethylen (PE), Polypropylen (PP) oder Po lyvinylalkohol (PVAl) oder deren Mischungen. Unter dem Begriff "synthe tische Textilien" werden erfindungsgemäß aber nicht nur rein synthetische Textilien verstanden, sondern auch Mischtextilien auf Basis synthetischer und natürlicher Textilfasern (z. B. Mischgewebe aus Polyester und Baumwol le) Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich insbesondere auf alle Arten textiler Flächengebilde anwenden. Beispiele für textile Flächengebilde, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt werden können, sind insbesondere Webwaren wie Gewebe, Maschenwaren wie Gewirke und Gestricke oder auch Textilverbundstoffe wie Filz- und Vliesstoffe.

Die temporäre Ausstattung der Textilien in der erfindungsgemäßen Art dient insbesondere der Erhöhung bzw. der Verbesserung des Wasseraufnahmever mögens (Wasserabsorptionsvermögen) von Textilien, insbesondere syntheti scher Textilien, und trägt damit auch maßgeblich zur Erhöhung des Trage komforts von Textilien, insbesondere Bekleidungsstücken, bei. Mit anderen Worten dient das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere zur temporären Ausrüstung von Textilien, insbesondere synthetischer Textilien, vorzugswei se textiler Bekleidung, mit erhöhter Wasseraufnahmevermögen (Wasserab sorptionsvermögen) und mit erhöhtem Tragekomfort.

Als Hydrogeldispersionen sind erfindungsgemäß insbesondere Hydrogele geeignet, die mittlere Partikelgrößen der Hydrogelteilchen von weniger als 100 µm, insbesondere weniger als 10 µm, vorzugsweise weniger als 1.000 nm, ganz besonders bevorzugt weniger als 500 nm, aufweisen.

Da Hydrogele im allgemeinen Wasser enthaltende Systeme (Gele) auf Basis hydrophiler, aber wasserunlöslicher Polymere sind, die als dreidimensionales Netzwerk vorliegen, sind die Partikel auf der Textiloberfläche nach dem Trocknungsvorgang wesentlich kleiner und betragen im allgemeinen etwa nur noch ein Zehntel oder sogar noch weniger ihres ursprünglichen Volu mens, d. h. ihres Volumens im gequollenen Zustand.

Die Netzwerkbildung erfolgt bei den Hydrogelen vorwiegend über chemi sche Verknüpfung der einzelnen Polymerketten, insbesondere über kovalente Bindungen, ist aber auch über elektrostatische, hydrophobe oder Dipol/Dipol-Wechselwirkungen zwischen einzelnen Segmenten der Polymer ketten möglich.

Die Herstellung von Hydrogelen, insbesondere in Form mikro- und nanoska liger Hydrogeldispersionen, sowie die Immobilisierung von Wirkstoffen, insbesondere hydrophiler Wirkstoffe, in die Hydrogelmatrices ist Stand der Technik und in zahlreichen Publikationen bereits beschrieben. Des weiteren sind erfindungsgemäß geeignete Hydrogele auch im Handel erhältlich.

Die Bildung mikro- und nanoskaliger Hydrogelpartikel ist dem Fachmann geläufig und kann beispielsweise über Mikroemulsionspolymerisation einer in den meisten Fällen mit Emulgatoren stabilisierten Wasser/Öl-Emulsion durch Homogenisierung mittels Hochdruckhomogenisatoren oder Rotor-Stator- Homogenisatoren erfolgen. Die wäßrige Phase enthält dabei die gelösten Polymere bzw. Monomere. Die Zugabe hydrophober Initiatoren führt im Fall der Monomere bei gleichzeitiger Anwesenheit bi- bzw. multifunktionaler Monomere zur Ausbildung des polymeren Netzwerkes über kovalente Bindungen.

Monomere können auch durch die alleinige Zugabe von Tensiden zu einer wäßrigen Lösung in Emulsion gehalten werden. Die Polymerisation erfolgt dann in den gebildeten Mizellen.

Durch einfache Temperatursenkung der Emulsion gelieren beispielsweise Polymere wie Gelatine, Agarose oder Polyvinylalkohol, wenn bei letzterem bis unter den Gefrierpunkt abgekühlt und langsam wieder aufgetaut wird.

Geeignet sind alle aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren zur Her stellung mikro- und nanoskaliger Hydrogeldispersionen. In den Ausfüh rungsbeispielen der vorliegenden Anmeldung ist lediglich beispielhaft die Synthese der zur Applikation auf Textilien exemplarisch verwendeten Poly isopropylacrylamid (P-NIPAAm)-Hydrogele beschrieben.

Als Hydrogele eignen sich erfindungsgemäß beispielsweise Hydrogele auf Basis natürlicher Polymere, wie z. B. Agarosen, Agar-Agar, Gelatine, Curdlan, Alginsäuren und Alginate, Pektine und Pektinate, Carageenane, Chitosane, Cellulose und Cellulosederivate etc.

Erfindungsgemäß geeignet sind aber auch Hydrogele auf Basis synthetischer Polymere, wie z. B. Polyacrylate, Polymethacrylate, Polyacrylsäuren, Polymetherylsäuren, Polyacrylamide, Polymethacrylamide, Polyurethane, Polyvinyl pyrrolidone, Polyvinylalkohole oder deren Copolymere.

Wie zuvor beschrieben, erfolgt die Applikation der Hydrogele auf die textilen Oberflächen bzw. Fasern im allgemeinen in Form wäßriger Hydrogeldis persionen.

Wie zuvor beschrieben, sind erfindungsgemäß als Hydrogeldispersionen ins besondere Hydrogele geeignet, die mittlere Partikelgrößen im gequollenen Zustand von weniger als etwa 100 µm, insbesondere weniger als 10 µm, vor zugsweise weniger als etwa 1.000 nm, ganz besonders bevorzugt weniger als etwa 500 nm, aufweisen, weil dies insbesondere den Vorteil hat, daß solche Partikel so klein sind, daß sie nach Aufbringung und Trocknung mit bloßem Auge nicht bzw. nahezu nicht mehr sichtbar sind.

Insbesondere sollte das Hydrogel aus formstabilen Teilchen bestehen.

Erfindungsgemäß bevorzugt sind Hydrogelteilchen, die bis zu maximal etwa 99 Gew.-%, insbesondere bis zu etwa 90 Gew.-%, vorzugsweise etwa 60 bis etwa 90 Gew.-%, Wasser aufnehmen können.

Ein verbessertes Aufziehverhalten der Hydrogelpartikel kann zusätzlich durch deren kationische Modifizierung erzielt werden. Die Art und Weise der Herstellung der kationischen Modifizierung ist dem Fachmann geläufig. Die kationische Modifizierung kann beispielsweise dadurch bewirkt werden, daß in der zu polymerisierenden Ausgangsmonomerenlösung oder -emulsion ge ringe Mengen kationischer Monomere vorhanden sind, die mit einpolymeri siert werden, so daß die Hydrogelpartikel dann insgesamt kationisch modifi ziert sind. Da viele Textilfasern, beispielsweise Baumwollfasern, nach der Wä sche negativ geladen sind, lassen sich kationisch modifizierte Hydrogelparti kel im allgemeinen besonders gut applizieren.

Des weiteren besteht auch die Möglichkeit, in die erfindungsgemäß verwen deten Hydrogele zusätzliche weitere Stoffe (z. B. spezielle Wirkstoffe) ein zulagern bzw. darin zu immobilisieren, die dann durch Quellung der Hydro gele diffusionskontrolliert freigesetzt werden können oder auch nicht. Die "Beladung" von Hydrogelen mit Wirkstoffen im allgemeinen ist dem Fach mann an sich geläufig.

Wie zuvor beschrieben, wird das Hydrogel insbesondere in Form einer wäßri gen Dispersion appliziert. Vorzugsweise beträgt die Konzentration der wäßri gen Hydrogeldispersionen, insbesondere in der Anwendung (z. B. nach Ver dünnung des Spülgangs mit Wasser), weniger als etwa 15 g/l, insbesondere weniger als etwa 10 g/l, vorzugsweise weniger als etwa 3 g/l, ganz besonders bevorzugt weniger als etwa 1 g/l, bezogen auf den Polymergehalt (Trockenge wicht) der Dispersion.

Die wäßrige Hydrogeldispersion kann beispielsweise durch Aufsprühen auf die Textilfasern oder durch Eintauchen der Textilien in die Dispersion appli ziert werden.

Als zu applizierende "Wirkstofflösungen" eignen sich erfindungsgemäß - wie bereits erläutert - insbesondere wäßrige Hydrogeldispersionen, die bei spielsweise entweder durch die Verwendung als Spray, durch das Eintauchen in die entsprechende Dispersion bzw. die Behandlung der Textilien im Nach spülgang einer Waschmaschine anstelle oder z. B. in Kombination mit einem Weichspüler auf die Textilien appliziert werden können. Nach einem an schließenden Trocknungsvorgang bleiben dann die Hydrogelmatrices als kleinste Partikel auf der Textiloberfläche zurück. Die Hydrogeldispersionen sollten daher so beschaffen sein, daß die einzelnen Hydrogelmatrices auf der Textiloberfläche nicht mehr sichtbar sind. Dafür eignen sich besonders Hy drogeldispersionen mit Partikeldurchmessern im Mikro- und Nanometerbe reich. Darunter wird erfindungsgemäß der Bereich unterhalb von etwa 100 µm, insbesondere 10 µm, vorzugsweise 1.000 nm, ganz besonders bevor zugt 500 nm, verstanden.

Wie zuvor beschrieben, erfolgt die Applikation der Hydrogeldispersionen im allgemeinen durch Aufsprühen als Spray, durch Eintauchen in Lösung bzw. Dispersion oder im Spülgang der Waschmaschine als Nachbehandlungsmittel anstelle oder in Kombination mit einem Weichspüler nach dem Waschprozeß.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind auch die Textilien, die gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt worden sind.

Hierbei handelt es sich um Textilien aller Art, vorzugsweise synthetische Tex tilien, insbesondere textile Bekleidung, auf deren Oberfläche, insbesondere Fasern, formstabile Hydrogelteilchen auf der Basis hydrophiler, aber wasser unlöslicher, synthetischer oder natürlicher, als dreidimensionale Netzwerke vorliegender Polymerer mit mittleren Teilchendurchmessern im gequollenen Zustand von weniger als 100 µm, insbesondere weniger als 10 µm, vorzugs weise weniger als etwa 1.000 nm, ganz besonders bevorzugt weniger als 500 nm, aufgebracht sind.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelten Textilien, insbe sondere synthetischen Textilien, weisen ein erhöhtes Wasserabsorptionsver mögen auf.

Weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch die Verwendung von Hydrogelen, insbesondere mikro- und nanoskaliger Hydrogele, gegebe nenfalls in kationisch modifizierter Form, zur temporären Ausstattung von Textilien, vorzugsweise synthetischer Textilien, insbesondere textiler Beklei dung. Die erfindungsgemäße Verwendung führt zu einer Erhöhung des Was seraufnahmevermögens (Wasserabsorptionsvermögen) der auf diese Weise behandelten Textilien und im allgemeinen somit auch zu einer Erhöhung des Tragekomforts.

Weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung von Hydrogelen, insbesondere mikro- und nanoskaliger Hydrogele, gegebenen falls in kationisch modifizierter Form, als Matrixsystem zur Wasseraufnahme auf Textilien, vorzugsweise synthetischen Textilien, insbesondere textiler Be kleidung. Dabei erfolgt die Wasseraufnahme unter Quellung der Hydrogele.

Gegenüber dem bekannten Stand der Technik weist die vorliegende Erfin dung eine Reihe von Vorteilen auf:
Zur Verbesserung des Tragekomforts, insbesondere des Wasseraufnahme vermögens, wurden im Stand der Technik bislang nur Permanentausrüstungen, z. B. wie im Falle von Membrantextilien, eingesetzt. Diese sind relativ aufwendig in der Herstellung und als Permanentausrüstung gerade nicht ent fernbar. Durch die vorliegende Erfindung gelingt aufgrund der Verwendung von Hydrogelen erstmals die Bereitstellung einer temporären Textilaus rüstung zur Steigerung des Tragekomforts bzw. des Wasser- bzw. Feuchtig keitsaufnahmevermögens von Textilien, insbesondere synthetischer Textilien, vorzugsweise textiler Bekleidungsstücken.

Bisher wurde im Stand der Technik kein Verfahren beschrieben, um die Was serabsorption insbesondere synthetischer Textilien auf relativ einfache Weise, beispielsweise während eines Wasch- und Reinigungsschrittes oder in einem anschließenden Nachbehandlungsschritt, zu erhöhen. Dies ist aber insbe sondere von Interesse, wenn eine nur temporäre Modifizierung der Textil oberflächen erzielt werden soll, die nachträglich einfach appliziert und beim nächsten Wasch- und Reinigungsvorgang wieder vom Textil entfernt werden soll.

Gegenüber der klassischen Hydrophilierung synthetischer Textilfasern mittels hydrophiler Monomere, Oligomere oder Polymere wird erfindungsgemäß eine erhöhte Wasseraufnahmekapazität durch Quellen der Hydrogelpartikel auf der Faser ermöglicht.

Erfindungsgemäß sind zudem nur relativ geringe Konzentrationen an Hydro geldispersion zur temporären Ausrüstung der Textilien erforderlich.

Weitere Ausgestaltungen und Variationen der vorliegenden Erfindung sind für den Fachmann beim Lesen der Beschreibung ohne weiteres erkennbar und realisierbar, ohne daß er dabei den Rahmen der vorliegenden Erfindung verläßt.

Die vorliegende Erfindung wird anhand der folgenden Ausführungsbeispiele veranschaulicht, welche die Erfindung jedoch keinesfalls beschränken.

AUSFÜHRUNGSBEISPIELE Beispiel 1 Herstellung einer wäßrigen Polyisopropylacrylamid-Hy drogel-Dispersion ((P-NIPAAm)-Hydrogel)

In einem 1-Liter-Vierhalskolben werden 470 ml VE-Wasser (vollentsalztes Wasser), 7 g N-Isopropylacrylamid, 0,35 g N,N-Methylenbisacrylamid und 0,094 g Natriumdodecylsulfat eingewogen und unter N₂-Atmosphäre und Rückfluß bei 200 UpM auf 70°C erwärmt. Nach 30 Minuten werden 0,28 g Kaliumperoxydisulfat in 30 ml VE-Wasser hinzugegeben, und nach weiteren 4 Stunden wird die Reaktion beendet.

Die so synthetisierten Hydrogelpartikel haben bei Raumtemperatur einen Durchmesser von ca. 200 bis 300 nm im gequollenen Zustand, d. h. im Zu stand der Dispersion. Das N-Isopropylacrylamid ist in der Dispersion mittels HPLC nicht mehr nachweisbar (< 1 ppm).

Beispiel 2 Applikation der Hydrogeldispersion aus Beispiel 1 auf Tex tilien

Die Applikation der nach Beispiel 1 hergestellten Hydrogeldispersion erfolgt standardisiert über einen Zeitraum von 24 Stunden. Bei einer späteren An wendung werden Applikationszeiten von weniger als 10 Minuten oder eine Applikation mittels Spray bevorzugt, um eine ausreichende Menge an Hy drogelpartikeln auf die textile Oberfläche zu applizieren.

Verwendet werden Testgewebe aus Baumwolle, Polyester und ein Misch gewebe aus Baumwolle/Polyester mit definierten Maßen von 8 × 2 cm. Diese werden 24 Stunden in eine leicht gerührte, bei 20°C thermostatisierte Dis persion mit einem Feststoffgehalt von 15 g/l gehängt. Nach der Applikation der Hydrogele werden die Proben bei Raumtemperatur zunächst an Luft, zur exakten Durchführung der tensiometrischen Messungen dann im Exsiccator getrocknet.

Das Aufziehverhalten der Hydrogelmatrices variiert je nach verwendeten Textilfasern. So ziehen bei Verwendung einer Hydrogeldispersion mit einer Konzentration von 15 g/l auf Baumwolle 0,6 mg/cm² Hydrogel, auf Polyester 1 mg/cm² Hydrogel und auf das Mischgewebe 0,4 mg/cm² Hydrogel auf.

Beispiel 3 Feuchtigkeitsaufnahme der in Beispiel 2 behandelten Texti lien

Das Wasseraufnahmevermögen der auf diese Weise behandelten Textilgewe be wird mittels tensiometrischer Messungen ermittelt. Die Wasseraufnahme wird über einen Zeitraum von 130 Sekunden ermittelt. Für die behandelte Baumwolle werden in diesem Zeitraum eine absolute Wasserabsorption von 0,38 g und für das behandelte Polyester von 0,8 g erzielt, während die unbe handelte Polyesterprobe kein Wasser absorbiert. Das behandelte Mischgewe be zeigt eine Wasserabsorption von 0,3 g.

Bei einer 10minütigen Applikation durch Eintauchen der Textilstreifen in eine Hydrogeldispersion mit einem Feststoffgehalt von 1 g/l wird bei Polyester eine Wasseraufnahme nach 130 Sekunden von 0,7 g erzielt. Dieser Wert wird auch noch erzielt, wenn der Feststoffgehalt der Hydrogeldispersion aus Beispiel 1 auf 0,2 g/l reduziert wird.

Wird die Hydrogeldispersion (1 g/l) in Kombination mit Weichspüler (2 ml/l) durch Eintauchen der Textilstreifen in die entsprechende Lösung appliziert, so werden hohe Werte (0,6 g/l) für Polyester für das Wasseraufnahmevermö gen bei gleichzeitiger Verbesserung des "Griffs" ("Soff Feeling") erzielt.

Die verbesserte Wasserabsorption von Polyestergewebe wurde zusätzlich mittels einer High-Speed-Kamera visualisiert, mit der die Einsinkgeschwindig keit eines einzelnen Wassertropfens verfolgt werden kann. Auf unbehandel tem Polyester ist der Wassertropfen auch nach 60 Sekunden noch auf der Textiloberfläche sichtbar, während er bei dem mit der Hydrogeldispersion behandeltem Polyestergewebe nach 4 Sekunden bereits vollständig vom Textil aufgenommen ist.

Beispiel 4 Herstellung einer wäßrigen kationisch modifizierten Poly isopropylacrylamid-Hydrogel-Dispersion ((P-NIPAAm)-Hy drogel)

In einem 2-Liter-Vierhalskolben werden 990 ml VE-Wasser (vollentsalztes Wasser), 13,89 g N-Isopropylacrylamid, 0,102 g 2-Aminoethylmethacrylathy drochlorid, 0.7 g N,N-Methylenbisacrylamid und 0,188 g Natriumdodecylsul fat eingewogen und unter N₂-Atmosphäre und Rückfluß bei 200 UpM auf 70°C erwärmt. Nach 30 Minuten werden 0,56 g Kaliumperoxydisulfat in 10 ml VE-Wasser hinzugegeben, und nach weiteren 4 Stunden wird die Reak tion beendet.

Beispiel 5 Vergleich der Feuchtigkeitsaufnahme von nach Beispiel 2 mit einer PIPAAm-Dispersion (Beispiel 1) und einer katio nisch modifizierten Polyisopropylacrylamid-Dispersion be handelten Textilien

Das Wasseraufnahmevermögen wird analog Beispiel 3 mittels tensiometrisch er Messungen ermittelt. Verglichen werden Hydrogeldispersionen der Kon zentration 0,2 g/l, 0,1 g/l und 0,05 g/l.

Bei einer 10minütigen Applikation durch Eintauchen der Textilstreifen in die entsprechende Hydrogeldispersion mit einem Feststoffgehalt von 0,2 g/l wer den für die 3 Gewebearten - Baumwolle, Polyester und Satin - nach einer Eintauchzeit von 130 Sekunden identisch hohe Werte von 0,39 g für Baum wolle, 0,7 g für Polyester und 0,24 g für Satin erhalten.

Bei Verwendung einer Hydrogeldispersion von 0,1 g/l erzielen die kationisch modifizierten PIPAAm-Hydrogele bei Polyester 0,7 g, während die PIPAAm- Hydrogeldispersion lediglich Werte von 0,3 g erreicht. Bei einer Konzentra tion an Hydrogelen von 0,05 g/l werden für das kationisch modifzierte PIPAAm-Hydrogel auf Polyester noch 0,3 g und für das PIPAAm-Hydrogel 0,1 g erzeilt.

Claims

1. Verfahren zur temporären Ausrüstung von Textilien, insbesondere syn thetischer Textilien, dadurch gekennzeichnet, daß auf die textile Ober fläche, insbesondere die Fasern der Textilien, ein Hydrogel aufgebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die so behan delten Textilien anschließend getrocknet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trock nung vorzugsweise unter Normaldruck und bei Umgebungstemperatur oder höheren Temperaturen erfolgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Hydrogel ein Wasser enthaltendes Gel auf der Basis hydrophi ler, aber wasserunlöslicher Polymerer, die als dreidimensionale Netzwer ke vorliegen, ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Hydrogel ein synthetisches Hydrogel ist.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das syntheti sche Hydrogel sich von Poly(meth)acrylsäuren, Poly(meth)acrylaten, Poly(meth)acrylamiden, Polyurethanen, Polyvinylpyrrolidonen, Polyvi nylalkoholen oder deren Copolymeren ableitet.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Hydrogel ein Hydrogel auf Basis natürlicher Polymere ist.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das natürli che Polymer ausgewählt wird aus der Gruppe von Agarosen, Agar-Agar, Gelatine, Curdlan, Alginsäuren und Alginaten, Pektinen und Pektinaten, Carageenanen, Chitosanen sowie Cellulose und Cellulosederivaten.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Hydrogel Teilchen mit mittleren Teilchendurchmessern im ge quollenen Zustand von weniger als 100 µm, insbesondere weniger als 10 µm, vorzugsweise weniger als etwa 1.000 nm, ganz besonders bevor zugt weniger als 500 nm, umfaßt.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Hydrogel aus formstabilen Teilchen besteht.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydrogelteilchen bis zu etwa 99 Gew.-%, insbesondere bis zu etwa 90 Gew.-%, vorzugsweise etwa 60 bis 90 Gew.-%, Wasser aufneh men können.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Hydrogel in Form einer wäßrigen Dispersion appliziert wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12 dadurch gekennzeichnet, daß das Hydro gel während der Applikation auf Textilien in einer Konzentration gerin ger als etwa 15 g/l, insbesondere geringer als etwa 10 g/l, vorzugsweise geringer als etwa 3 g/l, ganz besonders bevorzugt geringer als etwa 1 g/l, ist, bezogen auf den Polymergehalt (Trockengewicht) der Dispersion, vorliegt.

14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Hydrogeldispersion durch Aufsprühen auf die Textilfasern oder durch Eintauchen der Textilien in die Dispersion appliziert wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Behand lung in einer Waschmaschine erfolgt, insbesondere im Nachspülgang, gegebenenfalls in Kombination mit einem Weichspüler.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Hydrogel hautverträglich ist.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen des Hydrogels kationisch modifiziert sind.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17 zur Anwendung auf tex tile Flächengebilde, insbesondere Webwaren wie Geweben, Maschen waren wie Gewirken und Gestricken oder Textilverbundstoffen wie Filz- und Vliesstoffen.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18 zur Erhöhung des Wasser authahmevermögens (Wasserabsorptionsvermögens) von Textilien.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19 zur Erhöhung des Trage komforts von Textilien.

21. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 20 zur Behandlung von syn thetischen Textilien.

22. Verfahren nach Anspruch 21, daß die synthetischen Textilien sich von Elastan (EL), Elastodien (ED), Fluoro (PTFE), Polyacryl (PAN), Mod acryl (MAC), Polyamid (PA), Aramid (AR), Polyvinylchlorid (CLF), Po lyvinylidenchlorid (CLF), Polyester (PES), Polyethylen (PE), Poly propylen (PP) oder Polyvinylalkohol (PVAl) oder deren Mischungen ableiten.

23. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 22 zur Behandlung von tex tiler Bekleidung.

24. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 23 zur Modifizierung von Textilien, insbesondere synthetischer Textilien, vorzugsweise textiler Bekleidung, mit erhöhtem Wasseraufnahmevermögen (Wasserabsorp tionsvermögen).

25. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 24 zur Herstellung von Tex tilien, insbesondere synthetischer Textilien, vorzugsweise textiler Be kleidung, mit erhöhtem Tragekomfort.

26. Textilien, insbesondere synthetische Textilien, insbesondere textile Be kleidung, behandelt gemäß dem Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 25.

27. Textilien, vorzugsweise synthetische Textilien, insbesondere textile Be kleidung, auf deren Oberfläche, insbesondere Fasern, formstabile Hy drogelteilchen auf der Basis hydrophiler, aber wasserunlöslicher, syn thetischer oder natürlicher, als dreidimensionale Netzwerke vorliegender Polymerer mit mittleren Teilchendurchmessern im gequollenen Zustand von weniger als 100 µm, insbesondere weniger als 10 µm, vorzugsweise weniger als etwa 1.000 nm, ganz besonders bevorzugt weniger als 500 nm, aufgebracht sind.

28. Textilien, vorzugsweise synthetische Textilien, insbesondere textile Be kleidung, nach Anspruch 27, wobei vorzugsweise die Hydrogelteilchen bis zu etwa 99 Gew.-%, insbesondere bis zu etwa 90 Gew.-%, vorzugs weise etwa 60 bis etwa 90 Gew.-%, Wasser aufnehmen können und/ oder vorzugsweise hautverträglich sind und/oder gegebenenfalls katio nisch modifiziert sein können.

29. Verwendung von Hydrogelen, insbesondere mikro- und nanoskaliger Hydrogele, gegebenenfalls in kationisch modifizierter Form, zur tempo rären Ausstattung von Textilien, vorzugsweise synthetischer Textilien, insbesondere textiler Bekleidung.

30. Verwendung nach Anspruch 29 zur Erhöhung des Wasseraufnahmever mögens (Wasserabsorptionsvermögens).

31. Verwendung nach Anspruch 29 oder 30 zur Erhöhung des Tragekom forts.

32. Verwendung von Hydrogelen, insbesondere mikro- und nanoskaliger Hydrogele, gegebenenfalls in kationisch modifizierter Form, als Matrix system zur Wasseraufnahme auf Textilien, vorzugsweise synthetischen Textilien, insbesondere textiler Bekleidung.

33. Verwendung nach Anspruch 32, wobei die Wasseraufnahme unter Quellung der Hydrogele erfolgt.