Neue Hygienetextilien mit permanenter Schutzfunktion und Recyclingfähigkeit (PermProTex)
Projektleiter: Dr. Marcus Krieg
Projektnummer: 49MF220021
Laufzeit: 01.07.2022 – 30.06.2024
Aufgabenstellung
Das FuE-Vorhaben „PermProTex“ untersucht die Entwicklung und Herstellung von Hygienetextilien mit permanenter antibakterieller und antiviraler Schutzfunktion und dem Nachweis der Recyclingfähigkeit solcher Funktionstextilien. Als Grundlage wurde das natürliche Polymer Cellulose eingesetzt und in einem umweltschonenden Verfahren, dem Lyocell-Prozess, zu textilen Fasern verarbeitet. Die Einbindung des neuartigen, antimikrobiellen Wirkstoffs erfolgte ohne zusätzlichen Applikationsschritt direkt über eine Wirkstoffzugabe in die Spinnlösung. Dieses Verfahren der Funktionalisierung ermöglicht eine dauerhafte Einbindung der Funktionskomponente direkt in die Polymermatrix und damit eine hohe Beständigkeit über den gesamten Nutzungszyklus der daraus gefertigten Textilien. Für die angestrebte antimikrobielle Funktionalisierung wurde das neu entwickelte Additiv AgXX genutzt, das weder Schwermetalle noch toxische organische Verbindungen freisetzt.
Ergebnisse
Nach Optimierung von Art und Menge des Additivs und Auswahl geeigneter Verfahrensparameter für den Lyocell-Prozess gelang es, Funktionsfasern herzustellen. Versuche zur Maßstabsvergrößerung auf einen kontinuierlichen Pilotmaßstab folgten. Die cellulosischen Funktionsfasern wurden hinsichtlich ihrer textilen Verarbeitungseigenschaften beurteilt. In einer industriellen Garnspinnerei wurden Stapelfasergarne aus der Funktionsfaser unter Abmischung mit Baumwolle hergestellt. Aus diesen Garnen wurden auf Produktionsmaschinen Gewebe und Gestricke hergestellt.
Die antimikrobielle Wirkung konnte an den textilen Demonstratoren erfolgreich nachgewiesen werden. Die antibakteriellen Eigenschaften der Gewebe wurde in Anlehnung an die DIN ISO EN 20743:2013 bestimmt. Als Prüfkeime fanden Staphylococcus aureus und Klebsiella pneumoniae Verwendung. Die Abbildung zeigt die antibakterielle Wirkung von Geweben mit Lyocell-AgXX-Funktionsfaser und verschiedenen Bindungsarten gegenüber dem Prüfkeim Staphylococcus aureus (gram-positiv).
Das Foto zeigt einen Demonstrator mit Funktionsgarn-Gewebe sowie die Funktionsgarnspulen nach Reaktivfärbung, welche für die Gewebeherstellung unter industrienahen Bedingungen verwendet wurden. Die Möglichkeit eines stofflichen Recyclings über ein erneutes Lösen und Verspinnen der Cellulosefaser im Lyocell-Verfahren konnte im Projekt demonstriert werden.
Anwendung
Die entwickelten cellulosischen Funktionsfasern ermöglichen eine Herstellung von textilen Produkten mit antimikrobieller Wirkung. Die industrielle Umsetzung ist bis in den Pilotmaßstab demonstriert worden.
Anwendungen bestehen in den Branchen:
- Berufsbekleidung, vor allem verleihbare Arbeitsschutzkleidung
- Textilien und Mietwäschesysteme für die Bereiche Lebensmittel, Gesundheit und Pharma
- Sport- und Outdoorbekleidung
Ein stoffliches Recycling der Funktionsfasern über den Lyocell-Prozess wurde im Technikumsmaßstab demonstriert.
