WO1998023807A1 - Verfahren zur ausrüstung von fasern - Google Patents

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WO1998023807A1
WO1998023807A1 PCT/DE1997/002763 DE9702763W WO9823807A1 WO 1998023807 A1 WO1998023807 A1 WO 1998023807A1 DE 9702763 W DE9702763 W DE 9702763W WO 9823807 A1 WO9823807 A1 WO 9823807A1
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sodium chloride
mold
insect
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PCT/DE1997/002763
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Frank Aulenbacher
Andreas Konrad
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Alchimea Naturwaren Gmbh
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    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
    • Y02A30/24—Structural elements or technologies for improving thermal insulation
    • Y02A30/244—Structural elements or technologies for improving thermal insulation using natural or recycled building materials, e.g. straw, wool, clay or used tires

Definitions

  • a thermal insulation board made from natural products is described in patent specification DE 3545001.
  • the plates described there mainly made from waste paper, can contain animal hair for mechanical consolidation.
  • Borax and boric acid are preferably given as the fire and putrefactive component.
  • Aluminum sulfate is indicated as a further mineral additive.
  • DE 3915628 produces building materials from organic materials, in which mixtures of magnesium oxide and magnesium chloride are used as binders.
  • binders For the functionality as binder described in the application, it is always necessary and also described in such a way that mixtures of magnesium oxide and magnesium chloride are used.
  • Wool containing sodium chloride has a significantly lower sensitivity to e.g. Carpet beetles and moths on as untreated wool.
  • Sodium chloride may act as a food poison by interfering with the salt metabolism in the digestive tract of insect maggots. Mold resistance:
  • Wool finished with NaCI / Na2SO-t mixtures is mold-resistant according to ICE standard 68 / 2-10.
  • the described equipment of the fibers is characterized by: cost-intensive, ecological advantage by light
  • Mold resistance in keratin fibers are the claimed salts.
  • the active ingredients are integrated into the fiber structure and to the fiber e.g. by immersing in solutions of the compounds, these solutions advantageously having temperatures of 20 to 99 ° C (cf. Ex. 1,2,3). The higher the temperature, the stronger the fibers swell and the more active ingredient can penetrate the fibers.
  • the addition of polymer dispersions to the finishing solution is used to further bind the active ingredient to the materials to be treated (see Examples 2 and 6).
  • surfactants can also be added to the solutions.
  • a variant of the invention is also to combine it with other methods.
  • the equipment can easily be integrated into the washing process.
  • the active ingredient loading can be selected within a range of 0.1-25% and the combination of active ingredients is relatively free.
  • Another advantage of the wool finished according to the invention is that it fits into existing material cycles in the after-use phase without ecological problems. Is e.g. If composting is desired, the use of natural rubber as a polymer dispersion or other biodegradable water-soluble polymers (e.g. polyvinyl alcohol) makes sense when finishing.
  • the method described can also be used to equip any other fibrous materials, or fiber mixtures or fiber structure.
  • Sheep wool is immersed at 40 ° C in an 8 percent solution of Na 2 S ⁇ 4 , which is mixed with 0.8% of a natural rubber dispersion, squeezed to 70% residual moisture and spun to 50% residual moisture. The sample is dried in air. The treated sample shows a weight gain of 5.7%. A fleece made of wool treated in this way remains mite-free.
  • Virgin wool is immersed in a 2 percent solution, which contains magnesium chloride and magnesium sulfate in equal parts, at 80 ° C and then dried.
  • the treated wool shows a weight gain of 3%. Mixed with other organic waste, it can be composted without any problems.
  • Sheep wool is sprayed with a rock salt brine and then dried.
  • the treated wool stored at 98% relative air humidity (25 ° C) for 6 months, shows no mold formation.
  • Sheep wool is washed in sea water and dried.
  • the treated wool shows a weight gain of 2.5%.
  • a wool that has been finished in this way is compatible with the carpet cage.
  • a wool felt is foamed and dried in an aqueous solution of NaCl, MgC, ammonium sulfate and magnesium phosphate (e 10 g / l) and a polymer dispersion.
  • a wool felt treated in this way can be used as a carpet backing or for other home textiles and is carpet-carpet-safe and moth-proof in the test.
  • Waste dust from wool processing is mixed with sodium sulfate decahydrate. Such dust can be conveyed and compressed pneumatically into a cavity for the purpose of thermal insulation. The dust usually contained
  • a mixed felt of 50% new wool and 50% viscose is padded with an aqueous solution of sodium chloride, magnesium sulfate and a vegetable resin dispersion and dried to form a felt plate.
  • the plate is resistant to mold and mothproof.
  • a virgin wool fleece is layered in a fleece layer by a cross-laying machine while it is sprayed layer by layer with a polymer dispersion containing sodium sulfate and sodium chloride.
  • the fleece is mothproof and mold resistant.
  • Wool is treated in an aqueous solution, each containing 6% ammonium sulfate and ammonium phosphate and then aftertreated in a second immersion bath with a natural resin dispersion, then compacted, dried and calendered.
  • the felt obtained is carpet beetle and moth-proof and mold-resistant.
  • Cotton is immersed in an aqueous solution containing 10% sodium chloride and then dried. The cotton flakes are then mold-resistant and the silver fish used will die.
  • a washing wool treated according to the method described above is carded into a fleece with a density of 25 kg.
  • This fleece can be used as a finished insulation fleece directly in cavities of any kind as insulation against heat, cold, sound.

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Abstract

Verfahren zur insekten- und schimmelpilzresistenten Ausrüstung von Naturfasern, dadurch gekennzeichnet, daß man sie mit Salzen und evtl. zusätzlich einer Dispersion oder Lösung wenigstens eines filmbildenden Polymers ausrüstet. Zum Vlies verarbeitet, ist eine nach obiger Methode ausgerüstete Wolle als Dämmstoff gegen Wärme, Kälte und Schall einsetzbar.

Description

Bezeichnung der Erfindung
Verfahren zur Ausrüstung von Fasern
Beschreibung der Erfindung
1. Einführung in den technischen Problemkreis
Neuerdings werden verstärkt Dämmstoffe gegen Wärme, Kälte und Schall aus Keratinfasem, z.B. aus Schafschurwolle oder auch aus anderen nachwachsenden Rohstoffen hergestellt. Dieser Anwendungsfall stellt andere Anforderungen an die technischen Eigenschaften des Materials, als es bisher im rein textilen Bereich der Fall war. Insbesondere der Schutz gegen Insekten- und Schimmelbefall ist besonders wichtig, um die geforderten technischen Eigenschaften, auch langfristig über die Anwendungsdauer von mehreren Jahrzehnten, zu gewährleisten. Auch die Rückführung des Produktes nach der Gebrauchsphase in den Stoffkreislauf (siehe z. B. auch das Kreislaufwirtschaftsgesetz für die Bundesrepublik Deutschland vom Oktober 1996) ist zu beachten.
2. Stand der Technik
Die unter Punkt 1 aufgeführten Aufgaben werden vollständig z.B. durch das Verfahren mit der Patent-Nr. DE 4339078 mit Boraten in unterschiedlichen Formen gelöst.
Andere Verfahren verwenden z.B. Chlorpestizide zum Insektenschutz. Bekannt ist die Verwendung verschiedener Salze bei der Faserausrüstung. Der Zusatz von neutralen Salzen eines starken Elektrolyten bei der Behandlung von Wollfasern ist in US Patent 4319879 beschrieben. Die Hilfsstoffe bleiben jedoch nicht auf den Wollfasern, sondern werden bei weiteren Verfahrensschritten ausgespült. Bei dem beschriebenen Chlorierungsverfahren zur Verbesserung des Griffs von Wolle wird durch den Zusatz von Salzen nur ein Schutz bestimmter Wollbestandteile vor zugesetzter Säure bewirkt.
In der Patentschrift DE 3545001 wird eine aus Naturprodukten hergestellte Wärmedämmplatte beschrieben. Die dort beschriebenen, überwiegend aus Altpapier hergestellten Platten können zur mechanischen Verfestigung Tierhaare enthalten. Als feuer- und fäulnishemmende Komponente wird bevorzugt Borax und Borsäure angegeben. Als weiterer mineralischer Zusatz wird Aluminiumsulfat angegeben.
In DE 3915628 werden Baustoffe aus organischen Materialien hergestellt, bei denen Mischungen aus Magnesiumoxid und Magnesiumchlorid als Bindemittel verwendet werden. Für die in der Anmeldung beschriebene Funktionalität als Bindemittel ist es immer notwendig und auch so beschrieben, daß mit Mischungen aus Magnesiumoxid und Magnesiumchlorid gearbeitet wird.
3. Nachteile der vorhandenen Lösungen
Borate sind relativ teuer, Chlorpestizide und Halogene sind aufgrund ihrere Toxizität problembehaftet.
4. Welche konkrete Aufgabe soll durch die Erfindung auf die vorbekannten Lösungen gelöst werden.
Ausrüstung von Keratinfasem oder Gefügen daraus zur Verbesserung der ursprünglichen Eigenschaften bzgl. Schimmelpilz- und Insektenbefall. 5. Erfindungsgemäßes Lösungsprinzip und die technischen Wirkungen
Die Wirkungen werden anhand von Beispielen aufgezeigt, ohne den Umfang der Erfindung einschränken zu wollen: Insektenschutz:
Mit Natriumchlorid ausgestattete Wolle weist eine deutlich geringere Empfindlichkeit gegen z.B. Teppichkäfer und Motten auf, als unbehandelte Wolle. Möglicherweise wirkt Natriumchlorid als Fraßgift, indem es störend auf den Salzstoffwechsel im Verdauungstrakt von Insektenmaden einwirkt. Schimmelpilzresistenz:
Mit NaCI / Na2SO-t- Mischungen ausgerüstete Wolle ist schimmelbeständig nach ICE-Norm 68/2-10.
6. Vorteile der Erfindung
Die beschriebene Ausrüstung der Fasern zeichnet sich aus durch: Kostenextensivität, ökologische Vorteilhaftigkeit durch leichte
Wiedereingliederung der verwendeten Stoffe in den ökologischen und wirtschaftlichen Kreislauf und humantoxische Unbedenklichkeit, sowie leichte technische Durchführbarkeit und leichte Einfügbarkeit in bestehende technische Verfahren.
7. Neue oder bekannte Umgehungsmöglichkeiten
In Bezug auf die Summe der unter Punkt 6 genannten Vorteile sind keine Umgehungsmöglichkeiten bzw. Alternativen bekannt. 8. Genaue Beschreibung der Erfindung
Wirkstoffe für die gleichzeitige Erreichung von Insekten- und
Schimmelpilzresistenz bei Keratinfasem sind die beanspruchten Salze. Die Einbindung der Wirkstoffe in die Faserstruktur und an die Faser erfolgt z.B. durch Tauchen in Lösungen der Verbindungen, wobei diese Lösungen vorteilhafterweise Temperaturen von 20 bis 99 °C (vgl. Bsp. 1,2,3) aufweisen. Je höher die Temperatur ist, desto stärker quellen die eingesetzten Fasern und umso mehr Wirkstoff kann in die Faser eindringen. Zur weiteren Anbindung von Wirkstoff an die zu behandelnden Materialien dient der Zusatz von Polymerdispersionen zur Ausrüstungslösung ( vgl. Bsp. 2 und. 6).
Weiterhin können zur Förderung des Auftrags den Lösungen noch Tenside, wasserlösliche Polymere, Weichmacher und Antimigrationsmittel zugefügt werden. Eine Variante der Erfindung ist auch, sie mit anderen Verfahren zu kombinieren.
Bei Fasern, die einen Waschprozeß durchlaufen, kann die Ausrüstung leicht in den Waschprozeß integriert werden.
Als weitere Ausrüstverfahren sind auch Schmälzen und Besprühen im Rahmen anderer Arbeitsvorgänge denkbar. Es kann auch von Vorteil sein, die zu behandelnden Materialien in Salzlösungen, die nativen Ursprungs sind (ohne den Umweg der Kristallisation und anschließendes Lösen), wie Meerwasser oder Salzsoien, die überwiegend NaCI enthalten, zu waschen und gleichzeitig auszurüsten ( vgl. Bsp. 4 und 5).
Je nach Erfordernissen der Anwendung für die zu behandelnden Materialien ist die Wirkstoffbeladung im Rahmen von 0,1 - 25 % und die Wirkstoffkombination relativ frei wählbar.
Sinnvoll ist auch die Verwendung natürlich vorkommender oder nicht aufgereinigter Salze. Tests mit nach Bsp. 1 ausgerüsteter Wolle haben ergeben, daß Populationen von Kleidermotten sich nicht entwickeln konnten und abgestorben sind, sogar adult eingesetzte Maden das Verpuppungsstadium nicht mehr erreichten. Diese Wirksamkeit einer Substanz, die für Menschen als Lebensmittel dient, überrascht um so mehr, als die nach dem Stand der Technik notwendige Beladungsmenge für gesundheitsschädliche Stoffe wie Chlorpestizide für den Ungezieferschutz bei ca. 0,5 % liegt.
Vorteilhaft an der erfindungsgemäß ausgerüsteten Wolle ist auch, daß sie sich in der Nachgebrauchsphase ohne ökologische Probleme in vorhandene Stoffkreisläufe einfügt. Ist z.B. eine Kompostierung angestrebt, ist die Verwendung von Naturkautschuk als Polymerdispersion oder von anderen bioabbauren wasserlöslichen Polymeren (z.B. Polyvinylalkohol) bei der Ausrüstung sinnvoll. Mit dem beschriebenen Verfahren lassen sich auch beliebige andere faserige Materialien, oder Fasermischungen oder Fasergefüge ausrüsten.
Aufgrund der beobachteten Wirksamkeit von Kochsalz gegen Insektenbefall ist denkbar, daß auch andere Salzausrüstungen bei Wolle eine insektizide Wirkung zeigen.
Beispiele:
1 ) Wolle wird bei 20 °C in eine 5 prozentige Lösung von NaCI getaucht, so abgequetscht, daß die Feuchteaufnahme ca. 100 % des Wollgewichtes beträgt und bei 105°C getrocknet. Die behandelte Wolle weist eine Gewichtszunahme von ca. 5 % auf und ist im Langzeittest mottensicher (Tineola bisseliella) und tep- pichkäferecht (Anthrenus flavipes).
2) Schafwolle wird bei 40 °C in eine 8 prozentige Lösung von Na2Sθ4, die mit 0,8 % einer Naturkautschukdispersion versetzt ist, eingetaucht, auf 70 % Restfeuchte abgequetscht und auf 50 % Restfeuchte geschleudert. Die Probe wird an Luft getrocknet. Die behandelte Probe weist eine Gewichtszunahme von 5,7 % auf. Ein Vlies aus so behandelter Wolle bleibt milbenfrei.
3) Schafschurwolle wird in eine 2 prozentige Lösung, die Magnesiumchlorid und Magnesiumsulfat zu gleichen Teilen enthält, bei 80 °C getaucht und anschließend getrocknet. Die behandelte Wolle weist eine Gewichtszunahme von 3 % auf. Sie läßt sich, mit anderen Bioabfällen vermischt, problemlos kompostieren.
4) Schafwolle wird mit einer Steinsalzsole besprüht und anschließend getrocknet. Die behandelte Wolle, bei 98% relativer Luftfeuchte (25°C) über 6 Monate gelagert, zeigt keine Schimmelpilzbildung.
5) Schafwolle wird in Meerwasser gewaschen und getrocknet. Die behandelte Wolle weist eine Gewichtszunahme von 2,5 % auf. Eine so ausgerüstete Wolle ist teppichkäferecht.
6) Ein Wollfilz wird in einer wäßrigen Lösung aus NaCI, MgC , Ammoniumsulfat und Magnesiumphosphat ( e 10 g/l) und einer Polymerdispersion foullardiert und getrocknet. Ein so behandelter Wollfilz kann als Teppichrücken oder für andere Wohntextilien eingesetzt werden und ist im Test teppichkäferecht und mottensicher.
8) Abfallstaub aus der Wollverarbeitung wird mit Natriumsulfat-Decahydrat gemischt. Ein solcher Staub läßt sich zum Zwecke der Wärmedämmung pneumatisch in einen Hohlraum fördern und verdichten. Der Staub enthielt üblicherweise
25% Vegetabilien (Stroh, pflanzliche Fasern). Die Mischung war im Test schimmelpilzbeständig und mottensicher. 9) Natriumsulfat * 10 H2O, Magnesiumsulfat * 7 H2O werden trocken mit Wollstaub vermischt. Diese Mischung wird mit einer Naturkautschukdispersion und Kalk als Füllstoff vermischt. Durch Trocknen erhält man eine wasserabweisende Platte der Rohdichte 60 kg/m3 mit wärmeisolierenden Eigenschaften. Die Plattenstücke sind schimmelpilzbeständig (98% Luftfeuchtigkeit, 25°C, 1000 Stunden).
10) Ein Mischfilz aus 50% Schurwolle und 50% Viskose wird mit einer wässrigen Lösung aus Natriumchlorid, Magnesiumsulfat und einer Pflanzenharzdispersion foulardiert und zu einer Filzplatte getrocknet. Die Platte ist schimmelpilzbeständig und mottensicher.
11 ) Während der Vliesproduktion wird ein Schurwollvlies durch eine Kreuzlegermaschine in Vlieslagen geschichtet, während es lagenweise mit einer Polymerdispersion besprüht wird, die Natriumsulfat und Natriumchlorid enthält. Das Vlies ist mottensicher und schimmelpiizstabil.
12) Wolle wird in einer wässrigen Lösung behandelt, die je 6% Ammoniumsulfat und Ammoniumphosphat enthält und anschließend in einem zweiten Tauchbad mit einer Naturharzdispersion nachbehandelt, danach verdichtet, getrocknet und kalandriert. Der erhaltene Filz ist teppichkäfer- und mottensicher, sowie schimmelpilzstabil.
13) Baumwolle wird in eine wässrigen Lösung, die 10% Natriumchlorid enthält, getaucht und anschließend getrocknet. Die Baumwollflocken sind anschließend schimmelpilzstabil und und eingesetzte Silberfische verenden.
Anwendungsbeispiel :
Eine nach dem oben beschrieben Verfahren behandelte Waschwolle wird zu einen Vlies der Raumdichte 25 kg kardiert. Dieses Vlies ist als fertiges Dämmstoffvlies direkt in Hohlräumen jeder Art als Dämmstoff gegen Wärme, Kälte, Schall einsetzbar.

Claims

Patentansprüche
Anspruch 1
Verfahren zur insekten- und schimmelpilzresistenten Ausrüstung von Keratinfasern oder Mischungen die Keratinfasern enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß man das Gut in einem wässrigen Bad imprägniert, das Natriumchlorid enthält, oder mit einer Lösung, die Natriumchlorid enthält besprüht oder sonstwie behandelt, oder das Gut mit Natriumchlorid als Feststoff vermahlt oder sonstwie vermischt, wobei im gleichen oder einem nachfolgenden Verfahrensschritt zusätzlich das Gut mit einer Dispersion oder Lösung wenigstens eines filmbildenden Polymers oder Harzes oder Öls behandelt werden kann.
Anspruch 2 Verfahren zur insekten- und schimmelpilzresistenten Ausrüstung von Keratinfasern oder Mischungen die Keratinfasern enthalten nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß statt Natriumchlorid Magnesiumsulfat verwendet wird.
Anspruch 3
Verfahren zur insekten- und schimmelpilzresistenten Ausrüstung von Keratinfasern oder Mischungen die Keratinfasern enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß statt Natriumchlorid Natriumsulfat verwendet wird.
Anspruch 4
Verfahren zur insekten- und schimmelpilzresistenten Ausrüstung von Keratinfasern oder Mischungen die Keratinfasern enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß statt Natriumchlorid Magnesiumchlorid verwendet wird. Anspruch 5
Verfahren zur insekten- und schimmelpilzresistenten Ausrüstung von Keratinfasern oder Mischungen die Keratinfasern enthalten nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß statt Natriumchlorid Mischungen verwendet werden, die aus mindestens zwei der folgenden Salze bestehen: Natriumchlorid , Magnesiumchlorid, Magesiumsulfat und Natriumsulfat .
Anspruch 6
Verfahren zur insekten- und schimmelpilzresistenten Ausrüstung von Keratinfasern oder Mischungen die Keratinfasern enthalten nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß statt Natriumchlorid ein Ammoniumphospat, Ammoniumsulfat, Ammoniumchlorid, Natriumphosphat oder Magnesiumphosphat verwendet wird.
Anspruch 7
Verfahren zur insekten- und schimmelpilzresistenten Ausrüstung von Keratinfasern oder Mischungen die Keratinfasern enthalten nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, das statt Natriumchlorid Mischungen von mindestens zwei der in Anspruch 5 und Anspruch 6 genannten Salze verwendet werden.
Anspruch 8
Verfahren zur insekten- und schimmelpilzresistenten Ausrüstung von Pflanzenfasern oder Mischungen, die Pflanzenfasern enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß man das Gut in einem wässrigen Bad imprägniert, das Natriumchlorid enthält, oder mit einer Lösung, die Natriumchlorid enthält besprüht oder sonstwie behandelt, oder das Gut mit Natriumchlorid als Feststoff vermahlt oder sonstwie vermischt, wobei im gleichen oder einem nachfolgenden Verfahrensschritt zusätzlich das Gut mit einer Dispersion oder Lösung wenigstens eines filmbildenden Polymers oder Harzes oder Öls behandelt werden kann.
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