Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Kombinationsausrüstung für selbstreinigende, UV-schützende und hygienischere Textilien

Materialien wie Zink- oder Titandioxide weisen hochinteressante Eigenschaften auf. Sie absorbieren in hohem Maße UV-Strahlung und sind im Bereich des sichtbaren Lichtes transparent. Angeregt durch UV-Licht oder im Fall von dotierten Oxiden von sichtbarem Licht können diese den Abbau von organischem Material katalysieren.

Ziel des Forschungsprojektes ist es eine Kombinationsausrüstung zu entwickeln, die diese Eigenschaften der Oxide ausnutzt, um vor UV-Strahlung schützende Textilien zu entwickeln, deren Oberflächen gleichzeitig selbstreinigende und antimikrobielle Eigenschaften aufweisen. Im Rahmen der Arbeiten sollen kommerziell verfügbare wie synthetisierte photokatalytisch VIS-aktive Oxidmaterialien mit unterschiedlichen Bindersystemen (konventionelle Polymersysteme wie auch wässrige Sol-Gel-basierte Systeme) appliziert werden. Im Rahmen der Auswahl/Entwicklung des Bindersytems wird die Wechselwirkung der photokatalytisch aktiven Ausrüstungen mit dem Substrat besonderes Gewicht haben. Ein geeigneter Binder gewährleistet, dass der photokatalytische Effekt an der Oberfläche der funktionalisierten Faser wirkt und eine mögliche Degradation des Fasermaterials verhindert.

Die angestrebten Arbeiten sollen den klein- und mittelständisch aufgestellten textilveredelnden Betrieben mittelfristig ein innovatives, ressourceneffizientes, energie- und wassersparendes und mehrfach funktionelles Produkt zugänglich machen. Der Schutz vor schädlicher UV-Strahlung ohne den Einsatz von organischen UV-Absorbern, wie auch die effektive Reduktion der Ausbreitung von Bakterien und Pilzen - ohne die Verwendung von Schwermetallen oder spezifisch wirkenden und damit mögliche Resistenzen fördernden, organischen Wirkstoffen - sind für viele Anwendungsfälle von hohem Interesse.

Ergebniszusammenfassung:

Ziel des Forschungsvorhabens war es, unter Verwendung von photokatalytisch aktiven Zinkoxid- und/oder Titandioxid-Partikeln Kombinationsausrüstungen für die Textilindustrie zu entwickeln, welche einen hohen UV-Schutz, eine hohe antimikrobielle Wirksamkeit und selbsteinigende Eigenschaften garantieren, um so neue hygienischere Textilien zu schaffen.

Dies konnte in einem Screening dotierter Titandioxid- und Zinkoxid-Nanopartikel mit eisendotiertem Zinkoxid (Fe-ZnO) erzielt werden. Diese können vor allem über anorganische Binder an Baumwoll- und PET-Gewebe immobilisiert werden. Durch die beibehaltene Absorption von UV-Strahlung kann durch immobilisierte Fe-ZnO-Partikel ein UPF von 50+ erzielt werden. Ein katalytischer Abbau organischer Verbindungen durch Einstrahlung von sichtbarem Licht war möglich, ein antimikrobieller Effekt war bedingt ebenfalls nachzuweisen. Um eine genügende Aktivität im sichtbaren Wellenlängenbereich zu erzielen und damit einen Nutzen für eine Innenraumanwendung zu generieren, müssen die Grundlagen der Dotierung und ihre Auswirkung auf die Generierung reaktiver Sauerstoffspezies genauer analysiert werden. Für die Anwendung des UV-Schutzes können die entwickelten Systeme jedoch sofort eingesetzt werden.