EP1776500A1 - Ausrüstungen auf textilen fasern und flächengebilden zur erreinchung von hydrophoben, oleophoben und selbstreinigenden oberflächen - Google Patents

Ausrüstungen auf textilen fasern und flächengebilden zur erreinchung von hydrophoben, oleophoben und selbstreinigenden oberflächen

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EP1776500A1
EP1776500A1 EP05759682A EP05759682A EP1776500A1 EP 1776500 A1 EP1776500 A1 EP 1776500A1 EP 05759682 A EP05759682 A EP 05759682A EP 05759682 A EP05759682 A EP 05759682A EP 1776500 A1 EP1776500 A1 EP 1776500A1
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EP
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finishing
fabrics
formulation according
textile
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Withdrawn
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EP05759682A
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Urs Von Arx
Walter Marte
Ruth Weber
Cédric CLIVAZ
Martin Hochstrasser
Martin Meyer
Oliver Marte
Stefan Angehrn
Oliver KÜENZI
Ulrich Meyer
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Schoeller Textil AG
Original Assignee
Schoeller Textil AG
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Publication date
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    • Y10T442/2279—Coating or impregnation improves soil repellency, soil release, or anti- soil redeposition qualities of fabric

Definitions

  • the present invention relates to finishing formulations and equipment on textile fibers and fabrics, and to methods of finishing textile fibers and fabrics having such functional layers. Likewise, the present invention relates to the textile fibers and fabrics treated by the process according to the invention with the inventive finishes.
  • Initiators, coinitiators and accelerators may be necessary.
  • radiation-curable monomers and / or oligomers are acrylates, unsaturated polyesters, epoxides, oxetanes and vinyl ethers known.
  • the acrylates and unsaturated polyesters polymerize mainly with a radical reaction mechanism.
  • the epoxides, oxetanes and vinyl ethers mainly with a cationic reaction mechanism.
  • the chemical principles of radiation curing are described in detail in the literature.
  • a known field of application for radiation-curing monomers and / or oligomers are, for example, dental fillings.
  • the coating of glass plates with a monomer mixture of non-fluorinated acrylates and acrylates with perfluorinated side chains followed by UV curing has recently been described by Priola et al. UV Curing of Fluorinated Systems: Synthesis and Propreties, in: K. Bellfield, J. Crivello, Eds. , ACS Syposium's Series 847, Photoinitiated Polymerizatrione, American Chemical Society, Washington, 2003.
  • a method for printing textiles with a UV-curable ink applied by means of an ink-jet process is disclosed in WO-A-0117780. It is printed with a drop volume of preferably 75 picoliters, and the UV light head can be moved along with the printhead or independently across the printed area.
  • VOC Volatile Organic Carbon
  • the present invention are new, previously made in the textile industry equipment formulations not used and a plant and process technology available that allow, in parallel to achieve the desired finishing effects, the usual in the textile industry, high-temperature fixing - eliminating (140 180 0C) and thereby reduce the energy required for the finishing process by 40 to 70%. Moreover, this technology eliminates the unwanted evaporation of the effect-forming chemicals during the fixing process and the resulting investment in a complex exhaust air purification.
  • the textile fibers or fabrics to be finished consist of native and / or synthetic fibers.
  • they are preferably impregnated after a pre-cleaning stage with a prepolymer-containing solution, which due to its constitution after the drying of the textile material on this forms a primer layer with reactive groups.
  • Prepolymers suitable for primer layers are, for example, crosslinkable acrylates, polyamides, urethanes, tannins and lignins.
  • the primer layers grown on the fiber and the fabric or produced on the fiber and the fabric preferably have a high content of free phenolic, hydroxy, amino, carboxylic acid or functionally similar groups. Instead of applying the primer layer, it can also be produced by treating the base fiber with acids, bases or by electrical discharges.
  • Textilgutoberflache finish formulation This consists of solvent-solubilized or emulsified and / or dispersed in water functionalized and non-functionalized co-monomers and / or nanoparticles whose surface may also be functionalized.
  • the formulations preferably comprise surface-active compounds which lose their function as surface-active substance due to their constitution in the course of the fixation reaction and support the desired functionality on the textile material by the immobilization and phase orientation.
  • the solvent or dispersing agent is evaporated.
  • the chemicals that functionalize the textile material form, by self-organization, the structures necessary for the functionalization of the textile material.
  • the chemical fixation of the finished structures takes place in a UV or Blaulichtkanal in contrast to the usual procedure in the textile industry today, which provides at this point due to other reaction principles of the chemicals used and the hitherto lacking equipment a to be performed at 140 to 180 0 C thermal treatment.
  • finishing formulation which are necessary for the functionalization of the textile material are already specifically functionalized, reactive monomers or prepolymers and / or nanoparticles, which in turn may likewise be functionalized and / or contain reactive groups.
  • the finishing liquor includes surfactants and the dispersant, which in the simplest case is water.
  • the selection of the functionalized monomers or prepolymers is carried out according to the application objectives of the textile material to be functionalized.
  • the textile good reactive monomer compounds with correspondingly long hydrocarbon chains or Perflourkohlenstoffketten used according to their reactive group (hereinafter referred to as "RG") to assign the acrylates, epoxides, oxetanes, vinyl ethers and mixtures thereof.
  • RG Perflourkohlenstoffketten
  • Polyesters which polymerize with a free-radical reaction mechanism are preferably under a protective gas atmosphere
  • UV emitters which can be used in the present invention are, for example, UVAPRINT devices from Dr. Ing. Hönle AG, UV technology, Gräfelfing, Germany. According to the manufacturer, these devices generally specify the radiator output in W / cm arc length. In the preferred devices this is at least 30 W / cm, at most 240 W / cm and preferably 100 W / cm.
  • inorganic and organic nanoparticles can be used as nanoparticles.
  • Typical representatives of inorganic nanoparticles are silica, metal oxides such as e.g. Vanadium, iron, tungsten, titanium, aluminum or zinc oxides, carbon, zeolites etc.
  • Typical representatives of organic nanoparticles are application-oriented modified dendrimers, glucans or cyclodextrins, which in a preferred embodiment contain metal atoms in complexed form.
  • the nanoparticles can be surface-modified.
  • Typical functional non-crosslinking modifying groups are hydrocarbon chains having Ci to C 2 o and perfluorocarbon chains with C 1 to C 12 and copolymerizable groups such as acrylic or epoxy groups.
  • Typical crosslinking modifying groups are, for example, ethylene oxide or propylene oxide block polymers or polyamides which contain terminal OH or NH 2 groups or silanes which contain terminal acrylic or epoxy groups.
  • the monomer units can be both one to three functional groups, commonly referred to as "RFi”, as well as having a plurality of polymerizable groups (RGj).
  • n is preferably 1 to 3 and m is preferably 0 to 5.
  • the effect-forming groups (RFi) in the case of hydro and Oleophobianss harshen are hydrocarbons having a chain length of Ci to C 20 and / or perfluorocarbons having a chain length of Ci to C 12 .
  • Reactive group-containing monomers and / or polymers whose HLB value is between 3 and 16, preferably between 8 and 12, are used as surface-active substances.
  • Typical representatives are sorbitan laurate or stearate, mono- and diglycerides, ethoxylated and / or propoxylated C 8 - to C 20 compounds or vinyl or allyl ether alkoxylates having 10 to 30 EO units, which are predominantly nucleophilic reactive groups such as amino and hydroxyl functions form addition or condensation products.
  • the host system is for receiving wellness substances (guests or drugs) from thermally and UV or blue light-curing prepolymers or monomers or UV or blue light curing prepolymers or monomers and at least one component with spacer function and a surface-active Substance.
  • wellness substances guests or drugs
  • a host system constructed in this way is swellable by aqueous emulsions containing the at least one guest substance and capable of sorbing and releasing the drugs contained in the emulsions.
  • RG-RS-RG corresponds to a UV- or blue-light-curing reactive group or a functional group crosslinking with such a reactive group
  • RS corresponds to a radical characterizing the spacer substance, for example a polyether, polyester or vinylogous chain:
  • the chain length of the residual hydrophilicity RS determining the hydrophilicity or hydrophobicity of the spacer substance is defined by n and x, where n is preferably greater than 5 and less than 30 and x is preferably between 2 and 4.
  • n is preferably greater than 5 and less than 30 and x is preferably between 2 and 4.
  • a prepurified, dyed polyamide fabric having a grammage of 350 g / m 2 is impregnated in a first process step with a substance forming the primer layer.
  • the primer substance used is a copolymer consisting of a partially hydrolyzed vinyl acetate and vinylpyrrolidone.
  • the impregnated and dried fabric is impregnated in a second step on a tenter frame with an aqueous hydrophobing or Oleophobianss emulsion. Preparation and composition of the emulsion is described below.
  • the emulsion contains a perfluorinated acrylate and is made with the following components:
  • Emulsogen R109 is a 10 EO vinyl ether alkoxylate from Clariant.
  • Laromer BDDA is a butanediol diacrylate from BASF.
  • Emulsogen R109 Water and Emulsogen R109 are mixed with good stirring. To this mixture is added the homogeneous solution of Laromer BDDA, 2- (perfluorodecyl) ethyl methacrylate and 2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-1-propanone added in small portions.
  • the fabric impregnated on the tenter frame with a liquor application of 80% based on the dry weight of the textile material is then dried at 120 ° C. for 2 minutes and, after drying, passes through a UV channel to fix the hydrophobization or oil repellent layer.
  • the reaction time in the UV channel is 2.5 seconds at a specific radiation power of 5.5 kW / m 2 .
  • the UV channel is purged with nitrogen or another inert gas such as CO 2 or argon to prevent any unwanted oxidation processes and ozone formation on the one hand.
  • the fabric equipment produced in this way is characterized on the one hand by a drastic energy cost reduction in comparison with the fixing processes practiced today and on the other hand, excellent performance properties such as, for example, Contact angle from 137 to 147 ° and rainfall scores of 5 achieved.
  • Example 2 Hydro- and oleophobization of a mixed fabric
  • pre-cleaned mixed fabric consisting of 94% nylon 6,6 and 6% elastane with a running weight of 280 g / m is dried after the coloring (as part of a 4-hour dyeing process) and provided with a primer layer.
  • the primer substance used is a lignin product which is applied to the textile substrate as a 0.5% strength aqueous solution. After drying the fabric at 130 0 C for 90 seconds, the application of the hydrophobing or Oil repellent finishing.
  • the formulation formulation and its preparation is described below.
  • the emulsion contains a Ci 8 -acrylat and is manufactured with the following components:
  • OTA 480 is a propoxylated trimethylolpropane triacrylate from UCB.
  • Emulsogen R109 Water and Emulsogen R109 are mixed with good stirring. To this mixture is added the homogeneous solution of OTA 480, methacrylic acid octadecyl ester and 2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-1-propanone in small portions.
  • the textile material is driven into the tenter and dried for 90 seconds at 120 0 C. Since the nanoscale structures necessary for the hydro- and oleophobization (orientation of the fatty and / or perfluorinated hydrocarbon radicals to the adjacent gas phase) are finished after the tissue drying, the tissue can be stored in a dry space.
  • the UV fixation of the layer is independent of the production of the functional layer in contrast to the usual procedure today, in which the dried hot tissue (120 - 140 0 C), also for energy reasons, directly into the Condensation phase is performed (150 - 180 0 C). For fixing a reaction time of 0.5 to 10 seconds at a radiation power of 5.5 kW / m 2 is necessary.
  • the contact angles achieved with this equipment are 128 - 132 ° and show a sprinkling note of 5 even after five washes.
  • a prepurified, dyed polyamide fabric having a weight per unit area of 350 g / m 2 is subjected to tannin impregnation in a further process step for improving color fastness.
  • the impregnated and dried fabric is impregnated in a second step on a tenter with an aqueous hydrophobing, Oleophobianss- and self-cleaning emulsion. Preparation and composition of the emulsion is described below.
  • the emulsion contains a perfluorinated acrylate and perfluorinated nanoparticles and is made with the following components:
  • Emulsogen RAL307 is an allyl ether alkoxylate with 30 EO from Clariant.
  • SR350 is a trimethylolpropane trimethacrylate from Sartomer.
  • Emulsogen RAL307 and nanoplates are mixed with good stirring. To this mixture is added the homogeneous solution of SR350, 2- (perfluorodecyl) ethyl methacrylate and 2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-1-propanone in small portions.
  • the fabric impregnated on the tenter frame with a liquor application of 80% based on the dry weight of the textile material is then dried at 120 ° C. for 2 minutes and, after drying, passes through a UV channel to fix the hydrophobization or oil repellent layer.
  • the reaction time in the UV channel is 2.5 seconds at a specific radiation power of 5.5 kW / m 2 .
  • the UV channel can be purged with nitrogen in order to avoid any unwanted oxidation processes and ozone formation on the one hand.
  • Example 4 UV curable finish formulation containing an epoxide monomer and an oxetane monomer and a perfluorinated residue epoxy monomer
  • UVR 6105 is an epoxy resin and is offered by Dow.
  • UVR 6000 refers to an oxetane resin from Dow.
  • UVI 6992 denotes a photoinitiator consisting of a
  • Triarylsulfonium hexafluorophosphate salt offered by Dow.
  • Span 60 denotes a sorbitan monostearate from Uniqema.
  • Montanox 60 DF denotes a sorbitan monostearate from TensoChema AG.
  • Span 60 and Montanox 60 DF are mixed in a first step. Thereafter, a previously prepared mixture of UVR 6105, UVR 6000, 3- (IH, IH, 9H-hexadecafluorononyloxy) -1, 2-epoxypropane and UVI 6992 are added with good stirring.
  • the 3- (IH, IH, 9H-hexadecafluorononyloxy) -1, 2-epoxypropane is present as a solution in ethanol. To the The mixture is added to the water with good stirring in small portions.
  • Example 5 UV curable finish formulation containing an epoxy monomer and an epoxy monomer having a C x8 residue
  • Montane 80 VG denotes a sorbitan monooleate from TensoChema AG.
  • Tween 80 refers to a sorbitan monooleate from Fluka.
  • Montane 80 VG and Tween 80 are mixed in a first step. Thereafter, a previously prepared mixture of UVR 6105, 1.2 octadecene oxide, UVI 6992 and ethanol are added with good stirring. To the resulting mixture, the water is added with good stirring in small portions.
  • Example 6 UV and blue light curable finish formulation containing two oxetane monomers and an epoxide monomer having a perfluorinated moiety
  • OXT-121 is an oxetane resin and is offered by Toagosei.
  • IRGACURE ® 250 denotes a cationic photo-initiator consisting of an iodonium salt, (4-methylphenyl) [4- (2-methylpropyl) phenyl] iodonium hexafluorophosphate, that of the
  • Synperonic PE / F 108 is a vinyl ether alkoxylate (about 14 1 000 g / mol) from Uniqema.
  • Synperonic PE / F 108 and a previously prepared blend of OXT-121, UVR 6000, 3- (perfluoro-n-decyl) -1, 2-propene oxide and IRGACURE 250 are mixed. To this mixture, the water is added with good stirring in small portions.
  • Example 7 UV and blue light curable finish formulation containing an oxetane monomer and an epoxide monomer having a C18 residue
  • Synperonic PE / F 108 and a previously prepared blend of OXT-121, 1.2 octadecene oxide and IRGACURE 250 are mixed. To this mixture, the water is added with good stirring in small portions.
  • Example 8 Wellness equipment for a polyamide fabric
  • a pre-cleaned, dyed polyamide fabric having a grammage of 180 g / m 2 is impregnated with a solution of 5 g / l Rewin RT (BEZEMA AG) to improve color fastness.
  • BEZEMA AG 5 g / l Rewin RT
  • the pretreated and dried fabric is impregnated in a second step on a tenter frame with an aqueous wellness emulsion. Preparation and composition of the emulsion is described below.
  • the emulsion is prepared with the following components
  • Superonic PE / F 108 denotes a vinyl ether alkoxylate (about 14 ⁇ 000 g / mol) from Unicema.
  • UVR 6105 is an epoxy resin available from Dow.
  • the fabric impregnated on the tenter frame with a liquor application of 80% based on the dry weight of the textile material is then dried at 120 ° C. for 2 minutes and, after drying, passes through a UV channel for fixing the wellness layer.
  • the reaction time in the UV channel is 2.5 seconds at a specific radiation power of 5.5 kW / m 2 .
  • the UV channel can be purged with nitrogen in order to avoid any unwanted oxidation processes and ozone formation on the one hand.
  • the tissue equipment produced in this way is characterized by excellent host properties, which in turn is characterized by the good swellability of the host layer and the high affinity for lipophilic substances.
  • the layer prepared in the manner described shows a specific SObstanzaufhähme of 23 mg isooctanol

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Abstract

Es wird ein Verfahren zur Beschichtung von Fasern und Gewebe zur Erzielung von besonderen Eigenschaften wie Wasserabstossung, Oelabstossung, und/oder Selbstreinigung vorgeschlagen. Die besonderen Eigenschaften werden vorzugsweise erreicht durch eine Vorbehandlung der Fasern oder des Gewebes und einer anschliessenden Beschichtung mit Prepolymeren und Nanopartikeln. Die Prepolymeren sind zum Teil substituiert mit Kohlenwasserstoffresten oder mit Fluorkohlenstoffresten. Die Nanopartikel können ihrerseits mit Kohlenwasserstoffen oder mit Fluorkohlenstoffen belegte Oberflächen aufweisen. Die Prepolymeren werden durch Bestrahlung mit Licht im Wellenlängenbereich von UV bis sichtbar fixiert und gehärtet.

Description

Ausrüstungen auf textilen Fasern und Flächengebilden zur Erreichung von hydrophoben, oleophoben und selbstreinigenden
Oberflächen
Die vorliegende Erfindung betrifft Ausrüstungsformulierungen und Ausrüstungen auf textilen Fasern und Flächengebilden sowie Verfahren zur Ausrüstung von textilen Fasern und Flächengebilden mit solchen funktionellen Schichten. Gleichermaßen betrifft die vorliegende Erfindung die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelten beziehungsweise erhältlichen textilen Fasern und Flächengebilde mit den erfindungsgemäßen Ausrüstungen.
Die heute in der Textilveredlungsindustrie angewendeten Ausrüstungsformulierungen und -verfahren sind mehrheitlich darauf ausgerichtet, die Fixierung der Ausrüstformulierungen und damit die permanente Effekterzeugung bei Temperaturen von über 120 0C zu erzielen. Hierzu zählen beispielsweise die Hydrophobierung und die Knitterfreiausrüstung von Textilien sowie die Fixierung von flammhemmenden und weichmachenden Ausrüstungen. Aufgrund der durch die verwendeten Chemikalien vorgegebenen Reaktionsprinzipien sind Fixiertemperaturen zwischen 140 und 170 0C zwingend notwendig.
Die wesentlichen Nachteile dieser Verfahrenstechnik sind der hohe Energieverbrauch der Reaktionsaggregate, die teilweise ungenügende thermische Stabilität der effektspezifischen Chemikalien sowie deren Flüchtigkeit bei höheren Temperaturen (Verdampfung und Sublimation) , wodurch als zusätzlicher Nachteil erhebliche Emissionsprobleme die Folge sind. Die erwähnten Nachteile gewinnen in Verbindung mit den heute geforderten funktionellen Ausrüstungen für den Medizin- und Wellnessbereich eine spezielle Bedeutung, da in vielen Fällen mit der thermischen Belastung der Ausrüstkomponenten deren Funktionalität verloren geht.
Zusätzlich ergeben sich aus der heutigen, auf hohe Fixiertemperaturen von 120 0C bis 180 0C ausgerichteten Verfahrenstechnik betriebswirtschaftliche Probleme, die durch die bei Artikelwechsel notwendigen Aufheiz- und Abkühlphasen der Fixieraggregate entstehen. Dies führt zu Artikelsortiment- abhängigen Maschinenauslastungen die nur zwischen 40 und 70 % liegen.
Die Ausführungen zeigen, dass in Verbindung mit den heute in der Textilindustrie verwendeten wässrigen Imprägnier- und Beschichtungsflotten neue Ausrüstungsformulierungen und Verfah- renstechniken benötigt werden, die eine permanente Fixierung der effektbildenden Ausrüstformulierungen bereits unter Trocknungsbedingungen der imprägnierten Gewebe, also bei Temperaturen unter 120 0C ermöglichen.
Strahlungshärtbare Beschichtungen
Durch elektromagnetische Strahlung im Bereich der UV-Strahlung
(100 - 380 nm) und der sichtbaren Strahlung (380 nm - 780 ntn) lassen sich bestimmte Monomere und Oligomere bei Raumtemperatur (2O0C) polymerisieren. Dazu können Sensibilisatoren,
Initiatoren, Coinitiatoren und Beschleuniger notwendig sein.
Als strahlenhärtbare Monomere und/oder Oligomere sind Acrylate, ungesättigte Polyester, Epoxide, Oxetane und Vinylether bekannt. Die Acrylate und ungesättigte Polyester polymerisieren dabei hauptsächlich mit einem radikalischen Reaktionsmechanismus. Die Epoxide, Oxetane und Vinylether hauptsächlich mit einem kationischen Reaktionsmechanismus. Die chemischen Grundlagen der Strahlungshärtung sind in der Literatur ausführlich beschrieben.
Ein bekanntes Anwendungsgebiet für Strahlungshärtende Monomere und/oder Oligomere sind zum Beispiel Dentalfüllungen. Die Beschichtung von Glasplatten mit einer Monomermischung aus nichtfluorierten Acrylaten und Acrylaten mit perfluorierten Seitenketten und anschliessender UV Härtung wurde kürzlich beschrieben von Priola et al . , UV-Curing of Fluorinated Systems: Synthesis and Propreties, in: K. Bellfield, J. Crivello, Eds . , ACS Syposiums Series 847, Photoinitiated Polymerizatrion, American Chemical Society, Washington, 2003.
Ein Verfahren zum Bedrucken von Textilien mit einer UV- härtbaren Tinte, die mittels Ink-Jet-Verfahren aufgebracht wird, ist in der WO-A-0117780 offenbart. Es wird mit einem Tropfenvolumen von vorzugsweise 75 Picolitern gedruckt, und der UV-Lichtkopf kann zusammen mit dem Druckkopf oder unabhängig davon über die bedruckte Fläche bewegt werden.
Die Verbesserung von Eigenschaften von Fäden und extrudierten Polymerfilmen durch Beschichtungen ist in der Europäischen Patentanmeldung EP-A-O' 120' 316 aus dem Jahre 1984 beschrieben. Es wird vorgeschlagen aktive polyfunktionelle Monomere so einzusetzen, dass im wesentlichen weder eine umfassende Vernetzung noch Pfropfung eintritt. Dies soll dazu beitragen die Eigenschaften der beschichteten Fasern nicht negativ zu beeinflussen oder ungewollt zu verändern. Nach dem Auftragen der aktiven Monomere werden diese durch Erhitzen oder durch Bestrahlung mit einem Elektronenstrahl oder UV-Licht in einem einzigen Schritt getrocknet und gehärtet . In der Beschreibung wird unter anderem vorgeschlagen, eine Erhöhung der Hydrophobie und eine verbesserte Schmutzabweisung von Fäden aus Polyamid oder Polyester durch Elektronenstrahlhärtung von fluororganisch aktiven Monomeren zu bewirken. Es wird in der EP-A-O' 120' 316 zwar erwähnt, dass die Behandlung auch für Flächengebilde, zum Beispiel Teppiche angewendet werden kann, eine konkrete technische Lehre hierzu lässt sich der Veröffentlichung jedoch nicht entnehmen.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung Ausrüstungsformulierungen, Ausrüstungen, ausgerüstete textile Fasern und Flächengebilde und Verfahren zum Ausrüsten von textilen Fasern und Flächengebilden zur Verfügung zu stellen, die die Nachteile der auf dem Markt erhältlichen Produkte und der bekannten Verfahren nicht aufweisen. Es ist zudem die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Anlagentechnik zur Verfügung zu stellen, die es unter anderem erlaubt, textile Fasern und Flächengebilde ohne den teilweisen Verlust der effektgebenden Chemikalien durch die heute praktizierte Hochtemperaturfixierung und deren Energieverbrauch auszurüsten und zu fixieren.
Diese Aufgabe wird durch neue Ausrüstungsformulierungen, neue Ausrüstvorrichtungen und -verfahren, neue Ausrüstungen und mit den neuen Ausrüstungen versehene textile Fasern und Flächengebilde gelöst. Speziell ausgewählte Zusammensetzungen, welche für die Textilindustrie teilweise neu und unüblich sind und die neuen Ausrüstverfahren ermöglichen es unter anderem folgendes zu erreichen: - Monomere oder Oligomere sind 100% vernetzend;
Es kann ohne organische Lösemittel gearbeitet werden und es wird demzufolge bei der Verarbeitung und Härtung kein VOC (Volatile Organic Carbon) freigesetzt; Eine Emulsion/Dispersion in Wasser ist möglich; Wesentlich geringer Energieverbrauch als bei den bekannten Hochtemperatur-Verfahren; Kurze Härtungszeit; - Beschichtung von hitzeempfindlichen Substraten ist aufgrund der geringen thermischen Belastung möglich.
Die erfindungsgemässen Formulierungen und Verfahren erlauben es, verbunden mit der neuen Anlagentechnik, textile Fasern und Flächengebilde unter minimalem Verlust der effektgebenden Chemikalien und mit drastisch verringertem Energieverbrauch mit UV- oder Blaulicht härtenden Chemikalien auszurüsten und diese nach Abdampfen des Lösungsmittels beziehungsweise der dispersen Phase durch eine UV- oder Blaulichthärtung zu fixieren.
Gemäss der vorliegenden Erfindung werden neue, bisher in der Textilindustrie nicht verwendete Ausrüstungsformulierungen und eine Anlagen- und Verfahrenstechnik zur Verfügung gestellt, die es ermöglichen, parallel zur Erzielung der gewünschten Ausrüstungseffekte, die in der Textilindustrie übliche Hochtemperaturfixierung (140 - 180 0C) zu eliminieren und dadurch den für den Ausrüstungsprozess notwendigen Energiebedarf um 40 bis 70 % zu senken. Überdies entfallen durch diese Technologie das ungewollte Abdampfen der effektbildenden Chemikalien während des Fixierprozesses sowie die dadurch bedingten Investitionen in eine aufwändige Abluftreinigung.
Die auszurüstenden textilen Fasern oder Flächengebilde, bestehen aus nativen und/oder Synthesefasern. Bevorzugt werden sie nach einer Vorreinigungsstufe vorzugsweise mit einer Prepolymer enthaltenden Lösung imprägniert, welches aufgrund seiner Konstitution nach der Trocknung des Textilgutes auf diesem eine Primerschicht mit reaktiven Gruppen ausbildet. Für Primerschichten geeignete Prepolymere sind beispielsweise vernetzbare Acrylate, Polyamide, Urethane, Tannine und Lignine. Die auf die Faser und das Gewebe aufgezogen oder auf der Faser und dem Gewebe erzeugten Primerschichten weisen vorzugsweise einen hohen Gehalt an freien Phenol-, Hydroxy- , Amino-, Carbonsäure- oder funktionell ähnlichen Gruppen auf. Anstelle der Aufbringung der Primerschicht kann diese auch durch Behandlung der Grundfaser mit Säuren, Basen oder durch elektrische Entladungen erzeugt werden.
Anschliessend erfolgt die Applikation der zur Erzielung der gewünschten Funktionalisierung der Textilgutoberflache notwendigen Ausrüstungsformulierung. Diese besteht aus in Lösungsmittel gelösten oder in Wasser emulgierten und/oder dispergierten funktionalisierten und nicht funktionalisierten Co-Monomeren und/oder Nanopartikeln, deren Oberfläche ebenfalls funktionalisiert sein kann. Im Fall von wässrigen Systemen der die Textilgutoberflache funktionalisierenden Komponenten umfassen die Formulierungen vorzugsweise grenzflächenaktive Verbindungen, die aufgrund ihrer Konstitution im Verlaufe der Fixierungsreaktion ihre Funktion als grenzflächenaktive Substanz verlieren und durch die Immobilisierung und Phasenorientierung die auf dem Textilgut gewünschte Funktionalität unterstützen.
Mit einem vorwiegend thermisch bei 60 bis 140 0C durchgeführten Prozessschritt wird das Lösungs- bzw. Dispersionsmittel abgedampft. Während dieses Prozessschrittes bilden die das Textilgut funktionalisierenden Chemikalien durch Selbstorganisation die zur Funktionalisierung des Textilgutes notwendigen Strukturen aus. Die chemische Fixierung der fertig ausgebildeten Strukturen erfolgt in einem UV- oder Blaulichtkanal im Unterschied zu der heute in der Textilindustrie üblichen Verfahrensweise, die an dieser Stelle aufgrund anderer Reaktionsprinzipien der eingesetzten Chemikalien und der bis anhin fehlenden Anlagentechnik eine bei 140 bis 180 0C durchzuführende thermische Behandlung vorsieht.
Die zur Funktionalisierung des Textilgutes notwendigen Komponenten einer Ausrüstungsformulierung sind bereits dem gewünschten Effekt entsprechend spezifisch funktionalisierte, reaktive Monomere oder Prepolymere und/oder Nanopartikel, die ihrerseits ebenfalls funktionalisiert sein können und/oder Reaktivgruppen enthalten. Als weitere Komponenten umfasst die Ausrüstflotte grenzflächenaktive Substanzen und das Dispersionsmittel, welches im einfachsten Fall Wasser ist.
Die Auswahl der funktionalisierten Monomere oder Prepolymere erfolgt gemäss den Anwendungszielen des zu funktionalisierenden Textilgutes. So werden beispielsweise zur Hydro- und Oleophobierung des Textilgutes reaktive Monomerverbindungen mit entsprechend langen Kohlenwasserstoffketten oder Perflourkohlenstoffketten eingesetzt, die entsprechend ihrer Reaktivgruppe (im Folgenden als "RG" bezeichnet) den Acrylaten, Epoxiden, Oxetanen, Vinylethern und deren Mischungen zu zuordnen sind.
Bei der UV- oder Lichthärtung von Acrylaten und ungesättigten
Polyestern, die mit einem radikalischen Reaktionsmechanismus polymerisieren, wird vorzugsweise unter Schutzgasatmosphäre
(zum Beispiel Stickstoff, CO2 oder Argon) gehärtet, da sich in den Versuchen gezeigt hat, dass Sauerstoff die radikalische Härtung empfindlich stört und Verfahren mit Härtung ohne Schutzgas zu klebrigen Produkten führen. UV-Strahler, die bei der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommen können sind zum Beispiel UVAPRINT-Geräte der Firma Dr. Hönle AG, UV-Technologie, Gräfelfing, Deutschland. Bei diesen Geräten wird gemäss Angaben des Herstellers allgemein üblich die Strahlerleistung in W/cm Bogenlänge angegeben. Diese beträgt bei den bevorzugten Geräten minimal 30 W/cm, maximal 240 W/cm und bevorzugterweise 100 W/cm.
Als Nanopartikel können je nach den gewünschten Anwendungszielen des Textilgutes sowohl anorganische als auch organische Nanopartikel eingesetzt werden. Typische Vertreter anorganischer Nanopartikel sind Siliziumdioxid, Metalloxide wie z.B. Vanadium-, Eisen-, Wolfram-, Titan-, Aluminium- oder Zinkoxide, Kohlenstoff, Zeolithe etc. Typische Vertreter organischer Nanopartikel sind Anwendungsziel-orientiert modifizierte Dendrimere, Glukane oder Cyclodextrine, die in einer bevorzugten Ausführungsform Metallatome in komplexierter Form enthalten.
Die Nanopartikel können oberflächenmodifiziert sein. Typische funktionale nicht weiter vernetzende Modifizierungsgruppen sind Kohlenwasserstoffketten mit Ci bis C2o und Perfluorkohlenstoffketten mit C1 bis C12 und copolymerisierbare Gruppen wie Acryl- oder Epoxy-Gruppen. Typische vernetzende Modifizierungsgruppen sind z.B. Ethylenoxid- oder Propylenoxidblockpolymerisate oder Polyamide, die endständige OH- oder NH2-Gruppen enthalten oder Silane die endständige Acryl- oder Epoxy-Gruppen enthalten.
Im Fall von Ausrüstungs-Formulierung für Hydro- und
Oleophobierungsschichten entsprechen die effektbildenden
Gruppen den nachfolgend für die Monomere beschriebenen Gruppen
(RFi) . Die Monomereinheiten können sowohl eine bis drei funktionelle Gruppen, allgemein als "RFi" bezeichnet, als auch mehrere polymerisierbare Gruppen (RGj) aufweisen.
Typische Monomertypen und deren Vertreter zur Hydro- und Oleophobierung sind:
(RGj)n - (CH2)m - (RFi)1 ;
(RGj)n - (CH2)m - N - (RFi)2 ;
(RGj)n - (CH2)m - Si - (RFi)3
wobei n vorzugsweise 1 bis 3 und m vorzugsweise 0 bis 5 betragen.
Die effektbildenden Gruppen (RFi) im Fall von Hydro- und Oleophobierungsschichten sind Kohlenwasserstoffe mit einer Kettenlänge von Ci bis C20 und/oder Perfluorkohlenwasserstoffe mit einer Kettenlänge von Ci bis C12.
Als grenzflächenaktive Substanzen werden reaktivgruppenhaltige Monomere und/oder Polymere eingesetzt, deren HLB-Wert sich zwischen 3 und 16, vorzugsweise zwischen 8 bis 12 bewegt.
Typische Vertreter sind Sorbitanlaurat oder -stearat, Mono- und Diglyceride, ethoxylierte und/oder propoxylierte C8- bis C20- Verbindungen oder Vinyl- bzw. Allyl-etheralkoxylate mit 10 bis 30 EO-Einheiten, die mit vorwiegend nukleophilen Reaktivgruppen wie beispielsweise Amino- und Hydroxylfunktionen Additions¬ bzw. Kondensationsprodukte bilden.
Im Fall von Wellnessausrüstungen besteht das Hostsystem zur Aufnahme von Wellnesssubstanzen (Guests oder Drugs) aus thermisch und UV- beziehungsweise Blaulicht-härtenden Prepolymeren oder Monomeren oder UV- beziehungsweise Blaulicht¬ härtenden Prepolymeren oder Monomeren sowie mindestens einer Komponente mit Spacerfunktion und einer grenzflächenaktiven Substanz. Ein derart aufgebautes Hostsystem ist durch wässrige, die mindestens eine Guestsubstanz enthaltende Emulsionen quellbar und in der Lage, die in den Emulsionen enthaltenen Drugs zu sorbieren und wieder abzugeben.
Als UV- und Blaulicht-härtende Komponenten werden im Wesentlichen die selben Verbindungen verwendet wie sie für den Einsatz für Hydrophobierungsausrüstungen beschrieben wurden. Analoges gilt für die grenzflächenaktiven Substanzen. Die die Quellung der Wellnessschicht mitbestimmenden Spacersubstanzen sind vom allgemeinen Typ: RG - RS - RG. RG entspricht einer UV- oder Blaulicht härtenden Reaktivgruppe oder einer mit einer solchen Reaktivgruppe vernetzenden funktionellen Gruppe und RS entspricht einem die Spacersubstanz charakterisierenden Rest wie zum Beispiel einer Polyether-, Polyester- oder vinylogen Kette:
[- CH2 - CH2 - O -Jn , [- CH (CH3) - CH2 - O -Jn , [- CH2 - CO - O - (CH2)x - 0 -Jn ,
[- CH (CO - O - (CH2)x - CH3) - CH2 -Jn , [- CH (N - CO - (CH2J3) - CH2 -Jn
Die Kettenlänge des die Hydrophilie oder Hydrophobie der Spacersubstanz bestimmenden Restes RS ist durch n und x definiert, wobei n vorzugsweise grösser 5 und kleiner 30 ist und x vorzugsweise zwischen 2 und 4 liegt. Beispiel 1 : Hydrophilierung und Oleophobierung von Polyamidgeweben
Ein vorgereinigtes, gefärbtes Polyamidgewebe mit einem Quadratmetergewicht von 350 g/m2 wird in einem ersten Prozessschritt mit einer die Primerschicht ausbildenden Substanz imprägniert . Als Primersubstanz wird ein Copolymer bestehend aus einem teilverseiften Vinylacetat und Vinylpyrrolidon eingesetzt. Das imprägnierte und getrocknete Gewebe wird in einem zweiten Schritt auf einem Spannrahmenfoulard mit einer wässrigen Hydrophobierungs- bzw. Oleophobierungs-Emulsion imprägniert. Herstellung und Zusammensetzung der Emulsion ist nachfolgend beschrieben.
Die Emulsion enthält ein perfluoriertes Acrylat und wird mit den folgenden Komponenten hergestellt:
Emulsogen R109 ist ein Vinyl-ether-alkoxylat mit 10 EO von der Firma Clariant . Laromer BDDA ist ein Butandioldiacrylat der Firma BASF.
Wasser und Emulsogen R109 werden unter gutem Rühren gemischt . Zu dieser Mischung wird die homogene Lösung aus Laromer BDDA, 2- (Perfluorodecyl) ethyl-methacrylat und 2-Hydroxy-2-methyl-l- phenyl-1-propanon in kleinen Portionen zugegeben.
Das auf dem Spannrahmenfoulard mit einem Flottenauftrag von 80 % bezogen auf das Trockengewicht des Textilgutes imprägnierte Gewebe wird anschliessend bei 120 0C während 2 Minuten getrocknet und durchläuft im Anschluss an die Trocknung einen UV-Kanal zur Fixierung der Hydrophobierungs- bzw. Oleophobierungsschicht . Die Reaktionszeit im UV-Kanal beträgt 2.5 Sekunden bei einer spezifischen Strahlungsleistung von 5.5 kW/m2. Der UV-Kanal wird mit Stickstoff oder einem anderen Inertgas wie CO2 oder Argon gespült, um einerseits allfällige unerwünschte Oxidationsprozesse und andererseits die Ozonbildung zu vermeiden.
Die auf diese Weise hergestellte Gewebeausrüstung zeichnet sich einerseits durch eine drastische Energiekostensenkung im Vergleich mit den heute praktizierten Fixierprozessen aus und andererseits werden hervorragende Gebrauchseigenschaften wie z.B. Kontaktwinkel von 137 bis 147° und Beregnungsnoten von 5 erreicht .
Beispiel 2 : Hydro- und Oleophobierung eines Mischgewebes
Ein mit Lösungsmittel. vorgereinigtes Mischgewebe, bestehend aus 94 % Nylon 6,6 und 6 % Elastan mit einem Laufmetergewicht von 280 g/m wird nach der Farbgebung (im Rahmen eines 4-stündigen Färbeprozesses) getrocknet und mit einer Primerschicht versehen. Als Primersubstanz dient ein Ligninprodukt, welches als 0.5 %ige wässrige Lösung auf das Textilsubstrat appliziert wird. Nach der Trocknung des Gewebes bei 130 0C während 90 Sekunden erfolgt die Applikation der Hydrophobierungs- bzw. Oleophobierungsemulsion. Die Formulierungsrezeptur sowie deren Herstellung ist nachfolgend beschrieben.
Die Emulsion enthält ein Ci8-Acrylat und wird mit den folgenden Komponenten hergestellt :
OTA 480 ist ein propoxyliertes Trimethylolpropan-triacrylat von der Firma UCB.
Wasser und Emulsogen R109 werden unter gutem Rühren gemischt . Zu dieser Mischung wird die homogene Lösung aus OTA 480, Methacrylsäure-octadecylester und 2-Hydroxy-2-methyl-l-phenyl- 1-propanon in kleinen Portionen zugegeben.
Nach der Applikation der Ausrüstungsflotte mit einem Flottenauftrag von 72 % wird das Textilgut in den Spannrahmen gefahren und während 90 Sekunden bei 120 0C getrocknet. Da die für die Hydro- und Oleophobierung notwendigen nanoskaligen Strukturen (Orientierung der Fett- und/oder perfluorierten Kohlenwasserstoffreste zur angrenzenden Gasphase) nach der Gewebetrocknung fertig ausgebildet sind, kann das Gewebe in einem trockenen Raum zwischengelagert werden. Die UV-Fixierung der Schicht erfolgt unabhängig von der Herstellung der Funktionsschicht im Unterschied zur heute üblichen Verfahrensweise, bei der das getrocknete heisse Gewebe (120 - 140 0C) , auch aus Energiegründen, direkt in die Kondensationsphase geführt wird (150 - 180 0C) . Zur Fixierung ist eine Reaktionszeit von 0.5 bis 10 Sekunden bei einer Strahlungsleistung von 5.5 kW/m2 notwendig. Die mit dieser Ausrüstung erzielten Kontaktwinkel betragen 128 - 132° und zeigen auch nach fünf Wäschen eine Beregnungsnote von 5.
Beispiel 3j Hydrophobierung und Oleophobierung von
Polyamidgeweben mit Selbstreinigungseigenschaften
Ein vorgereinigtes, gefärbtes Polyamidgewebe mit einem Quadratmetergewicht von 350 g/m2 wird in einem weiteren Prozessschritt zur Verbesserung der Farbechtheit eine Tanninimprägnierung durchgeführt . Das imprägnierte und getrocknete Gewebe wird in einem zweiten Schritt auf einem Spannrahmenfoulard mit einer wässrigen Hydrophobierungs- , Oleophobierungs- und Selbstreinigungs-Emulsion imprägniert. Herstellung und Zusammensetzung der Emulsion ist nachfolgend beschrieben.
Die Emulsion enthält ein perfluoriertes Acrylat und perfluorierte Nanopartikel und wird mit den folgenden Komponenten hergestellt:
Emulsogen RAL307 ist ein Allyl-ether-alkoxylat mit 30 EO von der Firma Clariant .
SR350 ist ein Trimethylolpropan-trimethacrylat von der Firma Sartomer.
Wasser, Emulsogen RAL307 und Nanoplartikel werden unter gutem Rühren gemischt . Zu dieser Mischung wird die homogene Lösung aus SR350, 2- (Perfluorodecyl) ethyl-methacrylat und 2-Hydroxy-2- methyl-1-phenyl-l-propanon in kleinen Portionen zugegeben.
Das auf dem Spannrahmenfoulard mit einem Flottenauftrag von 80 % bezogen auf das Trockengewicht des Textilgutes imprägnierte Gewebe wird anschliessend bei 120 0C während 2 Minuten getrocknet und durchläuft im Anschluss an die Trocknung einen UV-Kanal zur Fixierung der Hydrophobierungs- bzw. Oleophobierungsschicht . Die Reaktionszeit im UV-Kanal beträgt 2.5 Sekunden bei einer spezifischen Strahlungsleistung von 5.5 kW/m2. Der UV-Kanal kann mit Stickstoff gespült werden, um einerseits allfällige unerwünschte Oxidationsprozesse und andererseits die Ozonbildung zu vermeiden.
Die auf diese Weise hergestellte Gewebeausrüstung zeichnet sich einerseits durch eine drastische Energiekostensenkung im Vergleich mit den heute praktizierten Fixierprozessen aus und andererseits werden hervorragende Gebrauchseigenschaften wie z.B. Kontaktwinkel von 150°, Beregnungsnoten von 5 und Selbstreinigungseffekt erreicht. Beispiel 4 : UV härtbare Ausrüstungsformulierung enthaltend ein Epoxid-Monomer und ein Oxetan-Monomer sowie ein Epoxid-Monomer mit perfluoriertem Rest
UVR 6105 ist ein Epoxidharz und wird von der Firma Dow angeboten. UVR 6000 bezeichnet ein Oxetanharz der Firma Dow. UVI 6992 bezeichnet einen Photoinitiator, bestehend aus einem
Triarylsulfoniumhexafluorophosphat Salz, der von der Firma Dow angeboten wird.
Span 60 bezeichnet ein Sorbitanmonostearat der Firma Uniqema.
Montanox 60 DF bezeichnet ein Sorbitanmonostearat der Firma TensoChema AG.
Span 60 und Montanox 60 DF werden in einem ersten Schritt gemischt. Danach gibt man eine vorhergehend hergestellte Mischung aus UVR 6105, UVR 6000, 3- (IH, IH, 9H- Hexadecafluorononyloxy) -1, 2-epoxypropan und UVI 6992 unter gutem Rühren zu. Das 3- (IH, IH, 9H-Hexadecafluorononyloxy) -1, 2- epoxypropan liegt dabei als Lösung in Ethanol vor. Zu der entstehenden Mischung wird das Wasser unter gutem Rühren in kleinen Portionen zugegeben.
Beispiel 5: UV härtbare Ausrüstungsformulierung enthaltend ein Epoxid-Monomer und ein Epoxid-Monomer mit einem Cx8-Rest
Montane 80 VG bezeichnet ein Sorbitanmonooleat der Firma TensoChema AG.
Tween 80 bezeichnet ein Sorbitanmonooleat der Firma Fluka.
Montane 80 VG und Tween 80 werden in einem ersten Schritt gemischt. Danach gibt man eine vorhergehend hergestellte Mischung aus UVR 6105, 1,2 Octadecenoxid, UVI 6992 und Ethanol unter gutem Rühren zu. Zu der entstehenden Mischung wird das Wasser unter gutem Rühren in kleinen Portionen zugegeben.
Beispiel 6: UV und Blaulicht härtbare Ausrüstungsformulierung enthaltend zwei Oxetan-Monomere und ein Epoxid-Monomer mit einem perfluorierten Rest
OXT-121 ist ein Oxetanharz und wird von der Firma Toagosei angeboten.
IRGACURE® 250 bezeichnet einen kationischen Photoinitiator, bestehend aus einem Iodoniumsalz, (4-methylphenyl) [4- (2- methylpropyl)phenyl] -Iodonium-hexafluorophosphat, der von der
Firma Ciba angeboten wird.
Synperonic PE/F 108 ist ein Vinyletheralkoxylat (ca. 141OOO g/mol) von der Firma Uniqema.
Synperonic PE/F 108 und eine vorhergehend hergestellte Mischung aus OXT-121, UVR 6000, 3- (Perfluoro-n-decyl) -1, 2 propenoxid und IRGACURE 250 werden gemischt. Zu dieser Mischung wird das Wasser unter gutem Rühren in kleinen Portionen zugegeben. Beispiel 7 : UV und Blaulicht härtbare Ausrüstungsformulierung enthaltend ein Oxetan-Monomer und ein Epoxid-Monomer mit einem C18-Rest
Synperonic PE/F 108 und eine vorhergehend hergestellte Mischung aus OXT-121, 1,2 Octadecenoxid und IRGACURE 250 werden gemischt. Zu dieser Mischung wird das Wasser unter gutem Rühren in kleinen Portionen zugegeben.
Beispiel 8 : Wellnessausrüstung für ein Polyamidgewebe
Ein vorgereinigtes, gefärbtes Polyamidgewebe mit einem Quadratmetergewicht von 180 g/m2 wird zur Verbesserung der Farbechtheit mit einer Lösung von 5 g/l Rewin RT (BEZEMA AG) imprägniert . Das vorbehandelte und getrocknete Gewebe wird in einem zweiten Schritt auf einem Spannrahmenfoulard mit einer wässrigen Wellness-Emulsion imprägniert. Herstellung und Zusammensetzung der Emulsion ist nachfolgend beschrieben. Die Emulsion wird mit den folgenden Komponenten hergestellt
Mit Superonic PE/F 108 ist ein Vinyletheralkoxylat (ca. 14 x 000 g/mol) der Firma Unicema bezeichnet.
UVR 6105 ist ein von Dow erhältliches Epoxidharz.
Wasser und Superonic PE/F 108 werden unter gutem Rühren gemischt. Zu dieser Mischung wird die Mischung aus OTA 480, UVR 6105, Pluronic PE 6200, Ethylhydroxyethylcellulose, Sorbitanmonolaurat und 2-Hydroxy-2-methyl-1-phenyl-1-propanon in kleinen Portionen zugegeben.
Das auf dem Spannrahmenfoulard mit einem Flottenauftrag von 80 % bezogen auf das Trockengewicht des Textilgutes imprägnierte Gewebe wird anschliessend bei 120 0C während 2 Minuten getrocknet und durchläuft im Anschluss an die Trocknung einen UV-Kanal zur Fixierung der Wellness-Schicht. Die Reaktionszeit im UV-Kanal beträgt 2.5 Sekunden bei einer spezifischen Strahlungsleistung von 5.5 kW/m2. Der UV-Kanal kann mit Stickstoff gespült werden, um einerseits allfällige unerwünschte Oxidationsprozesse und andererseits die Ozonbildung zu vermeiden. Die auf diese Weise hergestellte Gewebeausrüstung zeichnet sich durch hervorragende Hosteigenschaften aus, die ihrerseits durch die gute Quellbarkeit der Hostschicht und die hohe Affinität zu lipophilen Substanzen charakterisiert ist. Die auf die beschriebene Art und Weise hergestellte Schicht zeigt eine spezifische Sübstanzaufnähme von 23 mg Isooktanol
(Modellsubstanz für therapeutische und/oder kosmetische
Wirksubstanzen) pro Gramm Hostschicht. Ein weiteres wesentliches Kriterium der Hosteigenschaft ist die Wiederbeladung der Hostschicht nach einer erfolgten Wäsche des betreffenden Kleidungsstücks. Die Wiederbeladbarkeit der Ausrüstungsschicht beträgt nach fünf Wäschen immer noch 82 % der ursprünglichen Sorptionskapazität für Isooktanol . Zusätzlich zu den die Funktionalität der Ausrüstungsschicht auszeichnenden Eigenschaften ist deren kostengünstige Herstellung zu erwähnen, da die üblicherweise durchzuführende Hochtemperaturfixierung entfällt .

Claims

Patentansprüche
1. Ausrüstungsformulierung zum Herstellen von Ausrüstungen auf textilen Fasern und Flächengebilden umfassend funktionalisierte Monomere und/oder Prepolymere und/oder funktionalisierte und/oder reaktivgruppentragende Nanopartikel, mindestens eine grenzflächenaktive Substanz und mindestens ein Dispersions- und/oder Lösungsmittel, wobei die funktionalisierten Monomeren und/oder Prepolymeren und/oder funktionalisierten und/oder reaktivgruppentragenden Nanopartikel durch Licht im UV- Bereich von 100 nm bis 400 nm oder im sichtbaren Bereich von 400 nm bis 800 nm polymerisierbar sind.
2. Ausrüstungsformulierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die funktionalisierten Monomere und/oder Prepolymere freie Acrylat-, Epoxid-, Oxetan- und/oder Vinylethergruppen umfassen.
3. Ausrüstungsformulierung nach Anspruch 1 oder 2 für Hydro- und Oleophobierungsschichten, dadurch gekennzeichnet, dass die effektbildenden Gruppen der Monomere eine bis drei funktionelle Gruppen (RFi) und eine oder mehrere polymerisierbare Gruppen (RGj) umfassen.
4. Ausrüstungsformulierung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Monomere aus der Gruppe mit der Formel : (RGj ) n - ( CH2 ) m - (RFi) 1 ; oder (RGj ) n - ( CH2 ) m - N - (RFi) 2 ; oder (RG3 ) n - ( CH2 ) m - Si - (RFi) 3 gewählt sind, wobei n vorzugsweise 1 bis 3 und m vorzugsweise 0 bis 5 beträgt.
5. Ausrüstungsformulierung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die effektbildenden Gruppen (RFi) Kohlenwasserstoffe mit einer Kettenlänge von Ci bis C20 und/oder Fluorkohlenstoffe, vorzugsweise
Perfluorkohlenwasserstoffe, mit einer Kettenlänge von Ci bis Ci2 umfassen.
6. Ausrüstungsformulierung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine grenzflächenaktive Substanz Monomere und/oder Polymere umfasst, deren HLB-Wert zwischen 3 und 16, vorzugsweise zwischen 8 bis 12 liegt.
7. Ausrüstungsformulierung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine grenzflächenaktive Substanz aus der Gruppe : Sorbitanlaurat oder -stearat, Mono- und Diglyceride, ethoxylierte und/oder propoxylierte C8- bis C20- Verbindungen oder Vinyl- oder Allyl-etheralkoxylate mit 10 bis 30 EO-Einheiten ausgewählt ist.
8. Ausrüstungsformulierung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die grenzflächenaktiven Substanzen mit vorwiegend nukleophilen Reaktivgruppen Additions- beziehungsweise Kondensationsprodukte bilden.
9. Ausrüstungsformulierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Herstellung einer wiederbeladbaren und quellbaren Ausrüstungsschicht, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens eine Spacersubstanz vom allgemeinen Typ: RG - RS - RG umfasst, wobei RG einer UV- oder Blaulicht-härtenden Reaktivgruppe entspricht oder einer mit einer solchen Reaktivgruppe vernetzenden funktionellen Gruppe und RS einem die Spacersubstanz charakterisierenden Rest entspricht .
10. Ausrüstungsformulierung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der die Spacersubstanz charakterisierende Rest aus der Gruppe Polyether-, Polyester- oder vinylogen Kette mit der Formel :
[- CH2 - CH2 - O -Jn ,
[- CH (CH3) - CH2 - 0 -]n ,
[- CH2 - CO - 0 - (CH2)x - O -]n , [- CH (CO - O - (CH2)x - CH3) - CH2 -]a ,
[- CH (N - CO - (CH2) 3) - CH2 -]n gewählt ist und wobei die Kettenlänge des Restes RS ist durch n und x definiert ist, wobei n vorzugsweise grosser als 5 und kleiner als 30 ist und x vorzugsweise zwischen 2 und 4 liegt.
11. Ausrüstungsformulierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nanopartikel anorganische und/oder organische Nanopartikel umfassen, die vorzugsweise aus den Gruppen Siliziumdioxid, Metalloxide, insbesondere Vanadium-, Eisen-, Wolfram-, Titan- oder Zinkoxide, Kohlenstoff, Zeolithe oder Dendrimere, Glukane, Cyclodextrine gewählt sind.
12. Ausrüstungsformulierung nach Anspruch „ 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Nanopartikel an der Oberfläche mit Kohlenwasserstoffketten mit Ci bis " C2o oder mit Fluorkohlenstoffketten, vorzugsweise
Perfluorkohlenstoffketten, mit Ci bis Ci2 und mit copolymerisierbaren Gruppen wie Acryl- oder Epoxy- Gruppen ausgerüstet sind.
13. Ausrüstungen auf textilen Fasern und Flächengebilden zur Erreichung von hydrophoben, oleophoben und/oder selbstreinigenden Oberflächen dadurch gekennzeichnet, dass sie mit Ausrüstungsformulierungen gemäss der Ansprüche 1 bis 12 hergestellt sind.
14. Ausrüstungen nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die funktionalisierenden Chemikalien durch Selbstorganisation die zur Funktionalisierung des Textilgutes notwendigen Strukturen ausbilden.
15. Ausrüstungen nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit Ausrüstungsformulierungen gemäss der Ansprüche 9 bis 12 hergestellt sind und durch wässrige Emulsionen quellbar ist und in der Emulsion enthaltene Wirkstoffe zu sorbieren.
16. Verfahren zum Herstellen von Ausrüstungen von textilen Fasern und Flächengebilden, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Ausrüstungsformulierung nach einem der Ansprüche 1 bis 12 verwendet wird.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Ausrüstungsformulierung auf die textilen Fasern und Flächengebilde aufgebracht, nachfolgend bei etwa 60 bis 14O0C getrocknet und anschliessend durch Licht im UV-Bereich von etwa 100 nm bis 400 nm oder im sichtbaren Bereich von etwa 400 nm bis 800 nm fixiert wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass zur Fixierung zwischen 0.5 und 10 Sekunden, vorzugsweise 2.5 Sekunden bestrahlt wird.
19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass mit einer spezifischen Strahlungsintensität von 5.5 kW/m2 bestrahlt wird.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Aufbringen der mindestens einen Ausrüstungsformulierung eine Primerschicht mit reaktiven Gruppen aufgebracht wird.
21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Primerschicht vernetzbare Prepolymere aus der Gruppe: Acrylate, Polyamide, Urethane, Tannine und Lignine umfasst .
22. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Primerschicht einen hohen Gehalt an freien Phenol-, Hydroxy- Amino- und/oder Carbonsäure- Gruppenaufweist .
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Trocknung Lösungs- oder Dispersionsmittel abgedampft wird und dabei die das Textilgut funktionalisierenden Chemikalien durch Selbstorganisation die zur Funktionalisierung des Textilgutes notwendigen Strukturen ausbilden.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Härtung von Acrylaten und ungesättigten Polyestern, die mit einem radikalischen Reaktionsmechanismus polymerisieren, mit Licht im UV- Bereich oder im sichtbaren Bereich vorzugsweise unter Schutzgasatmosphäre durchgeführt wird.
25. Fasern und Flächengebilde mit den erfindungsgemäßen Ausrüstungen nach Ansprüchen 13 bis 15 ausgerüstet sind.
26. Anlagentechnik zum Durchführen von Verfahren zum Herstellen von Ausrüstungen von textilen Fasern und Flächengebilden, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Vorrichtungen zum Aufbringen einer Ausrüstungsformulierung auf die textile Flächengebilde umfasst und eine nachfolgende Trocknungsvorrichtung zur Trocknung bei etwa 60 bis 1400C und anschliessend eine Härtevorrichtung mit Beleuchtungsmitteln zum erzeugen einer Strahlung im UV-Bereich von etwa 100 nm bis 400 nm oder im sichtbaren Bereich von etwa 400 nm bis 800 nm .
27. Anlagentechnik nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Härtevorrichtung einen UV- Kanal mit Beleuchtungsmitteln mit Strahlerleistungen in W/cm Bogenlänge von 30 W/cm bis 240 W/cm, vorzugsweise 100 W/cm umfasst.
28. Anlagentechnik nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass der UV-Kanal Mittel zum Spülen mit einem Schutzgas aufweist.
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