DE102009010968A1

DE102009010968A1 - Antibakteriell aktive Flockfasern

Info

Publication number: DE102009010968A1
Application number: DE102009010968A
Authority: DE
Inventors: Axel Dr.rer.nat. Rudolph; Adalbert Moller
Original assignee: Flockfaser Thueringen GmbH
Current assignee: Flockfaser Thueringen GmbH
Priority date: 2009-02-27
Filing date: 2009-02-27
Publication date: 2010-09-02

Abstract

Die Erfindung betrifft natürliche und synthetische Flockfasern für elektrostatisch beflockte Endprodukte, welche insbesondere eine sehr hohe und nachhaltige antibakterielle Effizienz erhalten. Es besteht die Aufgabe eine effektive und nachhaltige antibakterielle Ausrüstung von natürlichen und/oder synthetischen Flockfasern für elektrostatisch beflockte Erzeugnisse zu erhalten, welche einfach und kostengünstig hergestellt werden können und der Einsatz von Gefahrstoffen (Biozide) bei der Faserausrüstung vermieden wird. Erfindungsgemäß werden synthetischen und/oder natürlichen Flockfasern geschnittene oder gemahlene, gefärbte, präparierte, biologisch aktive, mit Silber beladene Cellulosefasern, gleichmäßig zugemischt und einer elektrostatischen Beflockung zugeführt.

Description

Die Erfindung betrifft natürliche und synthetische Flockfasern für elektrostatisch beflockte Produkte, welche insbesondere eine sehr hohe und nachhaltige antibakterielle Effizienz erhalten. Solche Produkte sind vor allem für den Einsatz im Haushalts-, Medizin-, Fahrzeug-, Spielwaren-, Verpackungs- und Bekleidungsbereich vorgesehen.
Unter „antibakteriell” aktive Flockfasern werden deren antibakterielle und/oder antivirale und/oder antiparasitäre und/oder antimykotische Eigenschaften verstanden. Vor dem Hintergrund, dass organische Antibiotika keinen ausreichenden Schutz mehr vor der Vielfalt krankheitserregender Bakterien und Keime im Alltag bilden, gewinnt die Entwicklung und der Einsatz von antiinvektiven Werkstoffen für Technik und Medizin immer größere Bedeutung.
Bekannt ist, dass Schwermetallionen, wie beispielsweise Silber-, Quecksilber-, Kupfer-, Zink- oder Zirkoniumionen auf Mikroorganismen abtötend oder wachstumshemmend wirken. Besonders wird die bakterizide Wirkung von Silberionen betrachtet. Bei einem Kontakt mit Silber werden Mikroorganismen, wie Bakterien, Sporen und Pilze abgetötet (die Enzyme, welche die Nährstoffe für die Zelle transportieren werden zerstört und damit Zellmembran und Zellplasma).
Bei der Herstellung von textilen Fasern können Silberionen auf verschiedenste Weise auf- oder eingebracht werden.
Nach WO 2005 073289 werden beispielsweise Nanopartikel in eine Cellulosefaser eingebracht, die allerdings für eine antibakterielle Wirkung recht hohe Konzentrationen an Silber erforderlich werden lassen.
In synthetische Polymere eingearbeitetes Silber wirkt nur an der Oberfläche und ist relativ schnell verbraucht. Das vom Polymeren umschlossen Silber kann nicht an die Oberfläche migrieren und ist deshalb kaum wirksam. Außerdem sind die Kosten von mit Silber dotierten Polymeren sehr hoch und damit ökonomisch nachteilig.
Nach WO 2004 088009 wird Silbernitrat auf eine mit Ionenaustauscher modifizierte Cellulosefaser aufgebracht und somit textile Fasern und Garne erhalten, die zu Textilien verarbeitet, über eine regelbare Depotwirkung Silberionen abgeben können.
Es sind aber auch aus DE 102006008535 A1 antibakterielle, nanoskalige Beschichtungen auf der Basis von polymerisiertem Siliziumdioxid bekannt.
In DE 102007017303 A1 wird ein antibakteriell wirksames Mittel für die Ausrüstung von Fasern und Textilien beschrieben, welches einen modifizierten Naturstoff mit Silylgruppen enthält.
Für die elektrostatische Beflockung werden gemahlene oder in definierter Länge geschnittene Fasern unterschiedlicher Stärke aus natürlichen oder synthetischen Polymeren eingesetzt, die nach herkömmlichen Verfahren gefärbt werden und mittels einer Präparation die entsprechenden Eigenschaften erhalten. Der bei der elektrostatischen Beflockung verwendete Kleber wird generell durch Zusätze antibakteriell ausgerüstet.
Eine antibakterielle Ausrüstung von beflockten Erzeugnissen wurde bisher hauptsächlich durch eine nachträgliche Behandlung mit antibakterieller Ausrüstung, beispielsweise Poly(hexamethylenbiguanidhydrochlorid) PHMB, vorgenommen. Die dabei verwendeten Ausrüstungsmittel sind in der Regel gesundheitsschädigend und umweltgefährdend. Bei der Anwendung von PHMB müssen besondere Schutzmaßnahmen beachtet werden. Eine Entsorgung von Reststoffen bedarf einer besonderen und aufwendigen Behandlung und die Reststoffe sind als Sonderabfall einer Deponie zuzuführen.
Im Produktionsprozess müssen kontinuierlich alle Maschinenteile, Leitungen und Pumpen gründlich gereinigt werden und die Spülflüssigkeiten sind zu Separieren und ebenfalls zu behandeln. Die Abgabe verbleibender, deponiepflichtiger Rückstände stellt ein großes, kostenintensives Problem dar.
Es besteht die Aufgabe eine effektive und nachhaltige antibakterielle Ausrüstung von natürlichen und/oder synthetischen Flockfasern zu erhalten, welche einfach und kostengünstig hergestellt werden können und ein Einsatz von Gefahrstoffen (Biozide) bei der Faserausrüstung vermieden wird. Diese Aufgabe wird durch die in dem Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale und Verfahrensschritte gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Erfindungsgemäß werden bei der Herstellung antibakteriell aktiver Flockfasern synthetischen und/oder natürlichen Flockfasern spezielle, biologisch aktive, Silber gebundene Cellulosefasern nach Aufbereitung zugemischt. Dieses Flockfasergemisch wird nachfolgend mittels elektrostatischer Beflockung zu antistatisch wirkenden beflockten Formgebilden verarbeitet.
Diese speziellen, biologisch aktiven Cellulosefasern zeichnen sich dadurch aus, dass sie durch Integration von fein gemahlenen Ionenaustauschern große Mengen von Silber gebunden haben (2 bis 10 Masse-%) und dadurch eine hohe antibakterielle Wirkung aufweisen. Auf Grund einer sehr langsamen Migration hält diese Wirkung auch über einen langen Zeitraum an, selbst bei Industriewäschen von 95 Grad Celsius.
Solche aus dem textilen Sektor bekannten bioaktiven Fasern mit einer Silberbeladung zwischen 25 und 100 mg/kg Faser werden entweder in Längen von 0.1 bis 10 mm geschnitten oder in einer Fasermühle gemahlen, nachfolgend wahlweise gefärbt und dann nach üblichen Verfahren elektrostatisch präpariert und den ebenfalls für den Beflockungsvorgang vorbereiteten Flockfasern im Anteil von 0,2 bis 20 Masse-%, je nach Anforderung zugemischt.
Geschnittenen natürlichen und/oder synthetischen Flockfasern werden geschnittene bioaktive Fasern in gleicher Faserlänge oder bis zu +20% in der Länge abweichend beigemischt.
Geschnittenen oder gemahlenen natürlichen und/oder synthetischen Flockfasern können auch gemahlene bioaktive Fasern in der Faserlänge +20% abweichend zugemischt werden.
Mit dieser Beimischung der speziellen biologisch aktiven, antibakteriell wirkenden Cellulosefasern im Anteil zwischen 0.2 bis 20 Masse-% zu allen weiter für das Produkt verwendeten Flockfasern aus synthetischen und natürlichen Polymeren wird überraschend eine stabile, permanente antibakterielle Ausrüstung des Flockfasergemisches und des gesamten beflockten Endproduktes erreicht.
Die erfindungsgemäß bei der Ausrüstung der Flockfasern verwendeten Produkte sind nicht gesundheitsschädigend und umweltfreundlich, so dass keine besonderen Sicherheitsbestimmungen eingehalten werden müssen. Die anfallenden Restprodukte und Abwässer können ohne Vorbehandlung einer Kläranlage zugeführt werden.
Eine bisher bei einer elektrostatischen Beflockung generell übliche antibakterielle Ausrüstung des dazu verwendeten Klebers kann erfindungsgemäß ersatzlos entfallen.
Mit einer bereits geringen Zumischung und Aufbereitung von handelsüblichen bioaktiven Fasern, die bei hoher Silber-Beladungsdichte über eine regelbare Depotwirkung Silberionen über lange Zeit abgeben können und den Wegfall der Sonderbehandlung von Abfallprodukten wird ein deutlicher ökonomischer Vorteil bei der Herstellung antibakteriell aktiver beflockter Erzeugnisse erzielt.
Ausführungsbeispiel 1:
Für die Herstellung von antibakteriell aktiven Flockfasern für beflockte Erzeugnisses werden Polyamidflockfasern wie üblich gefärbt und präpariert. Diese Flockfasern aus PA 6,6 weisen einen Titer von 1,7 dtex und eine Schnittlänge von 0,8 mm auf. Bioaktive Viskosefasern „Smartcel” (Hersteller: Smartfiber AG Rudolstadt-Schwarza) mit einem Titer von 1,7 tdex und einem Silberanteil von 5 Masse-% werden auf eine Länge von 0,8 mm geschnitten, gefärbt und präpariert.
Diese bioaktiven Viskosekurzfasern werden in einem Masseanteil von 2,3%, bezogen auf die Gesamtmasse der Flockfasern, den Polyamidflockfasern zugesetzt, in einer Trommel gleichmäßig gemischt und für eine elektrostatische Beflockung vorbereitet abgefüllt.
Ausführungsbeispiel 2:
Bioaktive Viskosefasern mit einem Titer von 3 dtex, die mit 3 Masse-% Silberanteil dotiert sind, werden mittels Fasermühle gemahlen.
Nachfolgend werden diese Flockfasern mit Flockfasern aus Polyester 3,3 dtex, 1,1 mm Schnittlänge, gemischt.
Dabei beträgt der Anteil der Polyesterflockfasern 95%, bezogen auf die Gesamtmasse der Flockfasern.
Die gleichmäßige Vermischung der Flockfasern erfolgt in einer Trommel. Das Flockfasergemisch wird für eine elektrostatische Beflockung vorbereitet abgefüllt.
Die erfindungsgemäß hergestellten Flockfasergemische aus natürlichen und/oder synthetischen Flockfasern und geschnittener oder gemahlener bioaktiver Viskosefasern, wie auch in den Beispielen 1 und 2 beschrieben, weisen wie auch die mit diesen Flockfasern beflockten Endprodukte, eine sehr hohe und nachhaltige antibakterielle Effizienz auf.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- WO 2005073289 [0005]
- WO 2004088009 [0007]
- DE 102006008535 A1 [0008]
- DE 102007017303 A1 [0009]

Claims

Antibakteriell aktive Flockfasern aus synthetischen und/oder natürlichen Flockfasern und Verfahren zu deren Herstellung dadurch gekennzeichnet, dass synthetischen und/oder natürlichen Flockfasern einheitlicher oder unterschiedlicher Längen zwischen 0,1 und 10 mm im Anteil von 0,2 bis 20 Masse-% bioaktive, mit Silber beladene Cellulosefasern, welche zu Kurzschnittfasern geschnitten oder gemahlen, wahlweise gefärbt, nach üblichen Verfahren elektrostatisch präpariert, zugemischt und homogenisiert werden und nachfolgend abgefüllt oder direkt einer elektrostatischen Beflockung zugeführt werden.
Antibakteriell aktive Flockfasern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass den zwischen 0,1 und 10 mm lang geschnittenen natürlichen und/oder synthetischen Flockfasern geschnittene bioaktive Cellulosefasern in gleicher Faserlänge oder bis zu +20% in der Länge abweichend beigemischt werden.
Antibakteriell aktive Flockfasern nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass geschnittenen oder gemahlenen natürlichen und/oder synthetischen Flockfasern in einer Fasermühle gemahlene bioaktive Cellulosefasern in der Faserlänge +20% abweichend zugemischt werden.
Antibakteriell aktive Flockfasern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vorbereitete bioaktive Cellulosefasern mit einer Silberbeladung zwischen 2 und 10 Masse-%, den synthetischen und/oder natürlichen Flockfasern vorzugsweise in einem Anteil von 2 Masse-%, bezogen auf den Gesamtfaseranteil, zugemischt und in einer Mischtrommel homogen gemischt und abgefüllt werden.
Antibakteriell aktive Flockfasern nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasermischung aus synthetischen und/oder natürlichen Flockfasern und bioaktiven, Silber beladenen Flockfasern für die Herstellung nachhaltig antibakteriell ausgerüsteter elektrostatisch beflockter Form- und Flächengebilde eingesetzt wird.