DE102007027632A1

DE102007027632A1 - Verfahren zur Behandlung von zumindest teilweise metallisiertem Textil, behandeltes Textil und dessen Verwendung

Info

Publication number: DE102007027632A1
Application number: DE102007027632A
Authority: DE
Inventors: Detlef Militz; Dieter Prof. Dr. Kreysig
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-06-12
Filing date: 2007-06-12
Publication date: 2008-12-18
Also published as: KR20100012881A; IL202626A0; ZA201000173B; CN101784697A; WO2008152121A3; US20100136075A1; WO2008152121A2; CA2690270A1; EP2162567A2; JP2010529323A; AU2008263866A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung eines zumindest teilweise metallisierten Textils, bei dem das Textil mit mindestens einem Mittel behandelt wird, das ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Reduktionsmittel, Komplexbildner und Polymer. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein derart behandeltes Textil sowie dessen Verwendung zur antimikrobiellen Behandlung von Flüssigkeiten oder zur Herstellung von Strümpfen, Einlegesohlen, Kleidung, Bezugstextilien für Sitzmöbel oder Matratzen. Ein gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren behandeltes Textil ist zu einer zweckorientierten, je nach Applikationsfeld einstellbaren Metallabgabe in der Lage.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von zumindest teilweise metallisiertem Textil. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein durch das erfindungsgemäße Verfahren erhaltenes Textil sowie dessen Verwendung.
Im Sinne der vorliegenden Patentanmeldung ist ein Textil im eindimensionalen Sinne beispielsweise ein aus mehreren Garnen bestehender Zwirn oder ein Garn, das als mono- oder multifiles Filamentgarn oder als Stapelfasergarn ausgebildet ist. Im zweidimensionalen Sinne ist ein Textil als textiles Flächengebilde beispielsweise als Gewebe, Gestrick, Geflecht, Gewirke oder als Vliese ausgebildet. Weiterhin sind dreidimensionale Textile erfasst, die beispielsweise ein textiles Flächengebilde aufweisen, von denen sich Fadenabschnitte quer von einer durch das textile Flächengebilde definierten Ebene vom textilen Flächengebilde weg erstrecken.
Aus dem Stand der Technik sind zumindest teilweise metallisierte Textile bekannt. Diese metallisierten Textile sind entweder vollständig oder teilweise mit Metall und gegebenenfalls mit Metallionen beschichtet. Ein Textil kann grundsätzlich in dem textiltechnischen Verarbeitungszustand metallisiert werden, in dem es in seinem Anwendungsgebiet eingesetzt wird. Alternativ kann ein Textil auch metallisiert und anschließend textiltechnisch weiterverarbeitet werden. Dies geschieht gegebenenfalls zusammen mit einem weiteren metallisierten oder unmetallisierten Textil.
Verfahren zur Metallisierung von Textilen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Die US 4,681,591 beschreibt beispielsweise ein Verfahren zur Herstellung eines metallisierten Polyesterfaser-Textilmaterials, das folgende Schritte aufweist: Vorbehandlung des Textilmaterials mit wenigstens 15 Gew.-% Polyesterfasern mit einer wässerigen Lösung aus Ätzalkali, Aktivierungsbehandlung des vorbehandelten Textilmaterials mit einer Zinn(II)-haltigen Verbindung und mit einer Palladium-haltigen Verbindung und nicht-elektrolytisches Überziehen des aktivierungsbehandelten Textilmaterials in einer Mischung, die Nickel, Kupfer, Cobalt, Chrom oder deren Legierungen enthält, um eine Metallbeschichtung darauf zu bilden. Ein derart hergestelltes metallisiertes Textil eignet sich als Schutz gegen elektromagnetische Strahlen.
Die DE 34 19 755 A1 offenbart ein Verfahren zur Versilberung nicht-metallischer Werkstoffe. Dabei wird eine zu versilbernde Oberfläche mit mindestens einer Verbindung auf Basis von Palladium aktiviert und anschließend unter Verwendung eines Versilberungsbades versilbert, das neben einem Silbersalz Thiocyanationen als Komplexbildner und Hydroxylamin als Reduktionsmittel enthält.
Die JP 2005105386 A beschreibt ein Bad zur Versilberung von Fasern. Das Bad enthält ein Silbersalz, einen Komplexbildner, ein Stabilisierungsmittel und ein Reduktionsmittel.
In der JP 61281874 A wird ein Verfahren zur Metallisierung von Polyester offenbart, bei dem Polyester mit Natronlauge behandelt, sensibilisiert, aktiviert und anschließend mit Nickel oder Kupfer metallisiert wird.
Weiterhin wird in der von der Anmelderin eingereichten, noch nicht veröffentlichten Anmeldung DE 10 2006 055 763 ein Verfahren zur Metallisierung von Polyester offenbart, bei dem der Polyester

– mit einer basischen Lösung behandelt wird,
– mit mindestens einer Verbindung behandelt wird, die ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus einem primären Amin, einem sekundärem Amin, einem Thiol, einem Sulfid oder einem Olefin,
– mit einer Lösung behandelt wird, die mindestens ein Metallsalz, das ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus einem Silbersalz, einem Kupfersalz und einem Nickelsalz, und mindestens einen Komplexbildner enthält, und
– mit mindestens einem Reduktionsmittel behandelt wird.

Nachteilig bei den im Stand der Technik aufgezeigten Verfahren ist, dass aufgrund eines überschüssigen Einsatzes von Metallsalzen und/oder aufgrund einer unvollständigen Umwandlung von Metallsalzen zu Metallen Metallsalze in dem metallisierten Material verbleiben, welche zu einer erhöhten und unkontrollierten Metallionenabgabe bei Einsatz des metallisierten Materials beispielsweise in einer Flüssigkeit führen. Insbesondere im Hinblick auf Umwelt- und Entsorgungsaspekte, aber auch auf die Wirtschaftlichkeit derartiger Materialien, ist eine unkontrollierte Abgabe von Metall bzw. Metallionen nachteilig.
Insbesondere verhindert die unkontrollierte, oftmals auch zu hohe Abgabe von Metall bzw. Metallionen in eine Flüssigkeit den Einsatz von metallisiertem Textil in Flüssigkeit führenden Systemen, weil derartige Textilien nicht die Systemvorgaben oder Richtlinien und Verordnungen erfüllen, die, zum Beispiel, zum Schutz der Umwelt oder des Verbrauchers von der EU erlassen worden sind, wie beispielsweise die EU-Richtlinie 98/83 für Trinkwasser.
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von zumindest teilweise metallisiertem Textil zur Verfügung zu stellen, dessen zweckorientierte Metallabgabe je nach Applikationsfeld entsprechend den jeweiligen Verordnungen, Richtlinien und/oder Systemvorgaben gesteuert werden kann.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
Erfindungsgemäß wird bei einem Verfahren zur Behandlung eines zumindest teilweise metallisierten Textils das Textil mit mindestens einem Mittel behandelt, das ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Reduktionsmittel, Komplexbildner und Polymer.
Die Wirkprinzipien des Mittels sind die Reduktion von ionischen Metallanteilen im Bereich der Oberfläche des zumindest teilweise metallisierten Textils, die Entfernung von ionischen Metallanteilen von dem zumindest teilweise metallisiertem Textil mittels Komplexierung bzw. eine Versiegelung des zumindest teilweise metallisierten Textils. Diese Wirkstrategien dienen dazu, eine unkontrollierte hohe Metall- bzw. Metallionenabgabe von dem metallisierten Textil an die Umgebung zu verhindern.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung dient daher das erfindungsgemäße Verfahren als ein Verfahren zur Reduktion von Metallionen, zur Komplexierung von Metallionen bzw. zur Versiegelung einer Metallbeschichtung, um eine zweckorientierte, je nach Applikationsfeld gesteuerte Metallabgabe zu bewirken. Damit werden nicht nur eine höhere Wirtschaftlichkeit, geringere Entsorgungskosten und geringere Umweltschädigung erreicht, sondern auch eine Depotwirkung in der Anwendung erzielt. Eine Depotwirkung in der Anwendung bedeutet, dass eine entsprechend den jeweiligen Richtlinien, Systemvorgaben und Verordnungen zulässige Metallabgabe über einen langen Zeitraum konstant erfolgt. Dadurch wird eine lange Wirkungsdauer und somit eine lange Einsatzfähigkeit eines mittels des erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Textils erlangt.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Mittel ein Reduktionsmittel. Das Reduktionsmittel ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Glucose, Ascorbinsäure, Natriumdithionit, Natriumborhydrid, Natriumthiosulfat, Natriumsulfit, Natriumformiat, Formaldehyd und Natriumhydrophosphit. Bevorzugter ist das Reduktionsmittel Ascorbinsäure. Noch bevorzugter ist das Reduktionsmittel Glucose. Glucose bzw. Ascorbinsäure ist ein sehr umweltfreundliches Reduktionsmittel, leicht in der Handhabung, leicht verfügbar, wasserlöslich, für den Einsatz in Lebensmitteln zugelassen. Das Reduktionsmittel wird bevorzugt in wässeriger oder alkoholischer Lösung zu der Behandlung des zumindest teilweise metallisierten Textils eingesetzt. Nach der Behandlung wird das zumindest teilweise metallisierte Textil bevorzugt gewaschen und getrocknet.
Wenn das Reduktionsmittel Glucose ist, wird es bevorzugt in Form einer wässerigen Lösung mit einer Konzentration von 1,25 bis 5 g/l und einem pH-Wert im Bereich von 7 bis 12, bevorzugt, 8 bis 10,5, eingesetzt. Der pH-Wert der Lösung kann beispielsweise mittels der Zugabe von Ammoniak eingestellt werden. Die Behandlung des zumindest teilweise metallisierten Textils wird bei einem Flottenverhältnis (Verhältnis von der Masse (kg) der Ware zu dem Volumen (l) der Reduktionsmittellösung) von 1:10 bis 1:100, bevorzugt 1:50 bis 1:100, durchgeführt. Das zumindest teilweise metallisierte Textil wird in der Reduktionsmittellösung 30 bis 60 Minuten lang bei 50 bis 60°C bewegt. Das behandelte Textil wird bevorzugt nach der Behandlung mit dem Reduktionsmittel mit Wasser gewaschen und gegebenenfalls bei einer Temperatur von bis zu 140°C getrocknet.
Wenn das Reduktionsmittel Natriumborhydrid ist, wird die Reduktion bevorzugt in Ethanol durchgeführt, insbesondere bei Temperaturen zwischen 10°C und 50°C, bevorzugt 20°C und 30°C, über eine Zeitdauer zwischen 15 und 60 Minuten. Anschließend wird das behandelte Textil bevorzugt mit Wasser gewaschen und gegebenenfalls bei einer Temperatur von bis zu 140°C getrocknet.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist das Mittel ein Komplexbildner. Der Komplexbildner ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Ammoniak, Thiosulfat, Thioisocyantat, Ethylendiamin, Triethanolamin, Ethanolamin, 1,3 Diaminopropan, Glycerol, Natriumtartrat, Natriumkaliumtartrat und Natriumcitrat. Besonders vorteilhaft ist der Komplexbildner Ammoniak. Ammoniak ist leicht flüchtig. Daher kann überschüssiges Ammoniak leicht entfernt werden. Das zumindest teilweise metallisierte Textil wird mit dem Komplexbildner gespült, der als wässerige Lösung vorliegen kann. Anschließend wird das behandelte Textil gegebenenfalls mit Wasser gewaschen und gegebenenfalls bei einer Temperatur von bis zu 140°C getrocknet.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist das Mittel ein Polymer. Das Polymer ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Polyurethan, Polyacrylat und Hochveredelungsausrüstung. Die Behandlung des zumindest teilweise metallisierten Textils mit einem Polymer schließt die Verwendung eines Polymers zur teilweisen oder vollständigen Beschichtung des zumindest teilweise metallisierten Textils ein, wobei gegebenenfalls Haftvermittler oder haftvermittelnde Schichten eingesetzt werden können. Andererseits schließt die Behandlung des zumindest teilweise metallisierten Textils mit einem Polymer die Anwendung von mindestens einem Monomer auf das zumindest teilweise metallisierte Textil und Polymerisation des mindestens einen Monomers ein. Verfahren zur Herstellung von Polymeren, insbesondere Polyacrylaten und Polyurethanen, sind dem Fachmann bekannt. Ebenso sind dem Fachmann Verfahren zur Beschichtung von zumindest teilweise metallisiertem Textil mit Polymeren bekannt.
Polyacrylate besitzen in der Regel eine kontrollierte Aufnahme und Durchlässigkeit für Flüssigkeiten, insbesondere Wasser, und ermöglichen daher trotz Beschichtung des zumindest teilweise metallisierten Textils eine Wirkung des Metalls auf die Umgebung. Beispiele für Polyacrylate umfassen Polyacrylsäureester, Polybutylacrylat, Polyhydroxyalkylacrylat und Polymethylacrylat, sind aber nicht darauf beschränkt.
Bei dem Polyurethan handelt es sich bevorzugt um Polyurethan-Lack oder Polyurethan-Elastomer. Eine Hochveredelungsausrüstung schließt übliche Hilfs-, Verarbeitungs- und Zusatzstoffe sowie kommerziell erhältliche Polymere und Copolymere ein.
Das Verfahren ist bevorzugt derart ausgebildet, dass das zumindest teilweise metallisierte Textil als ein Fadensystem vorliegt, das Fadenmaterial mit einem zumindest teilweise metallisierten Garn aufweist, wobei das zumindest teilweise metallisierte Fadenmaterial vor der Behandlung des Textils allein oder zusammen mit zusätzlichem Fadenmaterial textiltechnisch zu dem Fadensystem verarbeitet worden ist.
Dabei umfasst das Fadenmaterial mindestens ein Garn und/oder mindestens einen Zwirn. Im Sinne der vorliegenden Erfindung kann ein Fadensystem eindimensional, zweidimensional oder dreidimensional ausgebildet sein. Ein eindimensionales Fadensystem ist beispielsweise ein Zwirn. Zweidimensionale Fadensysteme sind textile Flächengebilde, die insbesondere als Gestrick, Gewebe, Gewirke, Geflecht oder Vlies ausgebildet sein können. Ein dreidimensionales Fadensystem ist beispielsweise ein Abstandsgewirke.
Zum einen besteht die Variante, Fadenmaterial mit mindestens einem zumindest teilweise metallisierten Garn zu einem Fadensystem zu verarbeiteten. Alternativ kann zusätzliches, unmetallisiertes Fadenmaterial zu dem Fadensystem verarbeitet werden. Wiederum alternativ kann unmetallisiertes Fadenmaterial zu einem Fadensystem verarbeitet werden, wobei das Fadensystem anschließend erst zumindest teilweise metallisiert wird. Ergebnis aller Herstellungsvarianten ist jeweils ein zumindest teilweise metallisiertes Textil in Form eines Fadensystems, das dann dem beschriebenen Behandlungsverfahren unterzogen wird.
Es hat sich herausgestellt, dass die Metallabgabe eines zumindest teilweise metallisierten Textils durch jeden textiltechnischen Verarbeitungsschritt des darin enthaltenen zumindest teilweise metallisierten Fadenmaterials beeinflusst wird. Dies hängt mit der mechanischen Beanspruchung der metallisierten Oberflächen des Fadenmaterials zusammen. Die mechanische Beanspruchung ist bei der textiltechnischen Verarbeitung zwangsläufig sehr groß. Soll durch das Behandlungsverfahren eine für den gewünschten Einsatzzweck definierte Metallabgabe des Textils eingestellt werden, so ist es bevorzugt, mechanische Beanspruchungen der metallisierten Oberflächen des im Textil enthaltenen Fadenmaterials nach der Behandlung zu vermeiden. Anders gesagt ist es bevorzugt, die textiltechnischen Verarbeitungsschritte und die damit verbundene hohe mechanische Beanspruchung der Fadenmaterialoberflächen abzuschließen, bevor die Behandlung des Textils vorgenommen wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird ein besilbertes Polyamidgarn mit einem unmetallisierten Polyestergarn zu einem Zwirn verarbeitet, der anschließend mittels einer Abstandskettenwirkmaschine bei der Herstellung eines Abstandsgewirkes verarbeitet wird. In diesem Fall werden die beiden Garne als Fadenmaterial zu einem Zwirn als eindimensionales Fadensystem verarbeitet, das wiederum in einem Abstandsgewirke als dreidimensionales Fadensystem weiterverarbeitet wird. Dabei kann der Zwirn sowohl das gesamte Abstandsgewirke als auch nur einzelne Bereiche des Abstandsgewirkes ausbilden. Nach Abschluss der vorangehend beschriebenen textiltechnischen Verarbeitungsschritte wird das Abstandsgewirke bevorzugt dem erfindungsgemäßen Behandlungsverfahren unterzogen.
Die textiltechnische Verarbeitung von dem Fadenmaterial zu dem Fadensystem umfasst bevorzugt zumindest eine der Verarbeitungstechniken: Zwirnen, Weben, Stricken und Wirken. Üblicherweise wird das derart hergestellte Fadensystem auf die gewünschte Größe zugeschnitten, beispielsweise mittels Laser- oder Plasmaschneidevorrichtungen.
In einer bevorzugten Ausführungsform enthält das Textil Polyamid, Polyester, Polyolefin oder deren Mischungen sowie gegebenenfalls einen oder mehrere übliche Hilfs-, Verarbeitungs- oder Zusatzstoffe. Im Sinne der vorliegenden Erfindung umfassen Polyamid, Polyester bzw. Polyolefin sowohl Homopolymere als auch Copolymere. Als Polyamid wird bevorzugt PA 6, PA11, PA12, PA66, PA46, PA6/6T, PA6/6I, PA1212, PA612, PA 6I, PA 6I/6T, PA MXDI/6I, PA MXDI/MXDT/6I/6T, PA MXDI/12I, PA MACMI/12, PA MACMI/MACMT/12, 6I/MACMI/12, PA 6I/6T/MACMI/MACMT/12, PA PACM6/11, PA PACM12, PA PACMI/PACM12, PA MACM6/11, PA MACM12, PA MACMI/MACM12, PA MACM12/PACM12, PA 6I/6T/PACMI/PACMT/PACM12/612, besonders bevorzugt PA 6, PA11, PA12, PA66 oder PA46, eingesetzt. Als Polyester wird bevorzugt Polyethylenterephthalat, Polybutylenterephthalat, Poly-1,4-cyclohexandimethylentherephatalat, Polyethylenoxybenzoat oder Poly-1,4-cyclohexylidendimethylenterephthalat und deren Mischungen, besonders bevorzugt Polyethylenterephthalat oder Polybutylenterephthalat, eingesetzt. Als Polyolefin wird bevorzugt Polypropylen oder Polyethylen, besonders bevorzugt Polypropylen, eingesetzt. Die üblichen Hilfs-, Verarbeitungs- oder Zusatzstoffe schließen Stabilisatoren, Flammschutzmittel, Verarbeitungshilfsmittel, Antistatikmittel, Antioxidationsmittel, Weichmacher, Farbstoffe, Schlagzähmodifikatoren, Haftungsmodifikatoren, Pigmente, Verstärkungsmittel und/oder Füllstoffe ein, sind aber nicht darauf beschränkt. Bevorzugte Beispiele für die üblichen Hilfs-, Verarbeitungs- oder Zusatzstoffe schließen Kurzglasfasern, Glaskugeln, C-Fasern, Siliciumdioxid, Ruß, Kreide, Mika, Talkum, Schwerspat, Glimmer, Wollastonit, Calciumcarbonat, Titandioxid, Nanocomposites, Graphit, MoS₂, Silikate, Aluminium, Kupfer, Bronze, Stahl, Blei, Zink, Nickel ein, sind aber nicht darauf beschränkt. Weiterhin sind vom Begriff der „Zusatzstoffe" auch Fadenmaterialien aller Art umfasst, die sich textiltechnisch in das zumindest teilweise metallisierte Textil integrieren lassen.
Bevorzugt wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren als das zumindest teilweise metallisierte Textil ein zumindest teilweise mit einem oligodynamisch aktiven Metall beschichtetes Textil eingesetzt. Oligodynamisch aktive Metalle schließen Halb- und Edelmetalle wie beispielsweise Silber, Kupfer, Nickel, Zink und Gold ein. Ein „zumindest teilweise mit einem oligodynamischen Metall beschichtetes Textil" bedeutet ein Textil, bei dem das oligodynamisch aktive Metall dabei entweder in metallischer Form als in die Textilstruktur eingebundene Partikel oder am Textil angeordnete Schichten vorgesehen sein kann und/oder in geeigneter ionischer Form, beispielsweise als Metallsalze im oder am Textil vorgesehen sein kann. Selbstverständlich können zwischen dem Textil und der Schicht aus oligodynamischen Metall eine oder mehrere Zwischenschichten angeordnet sein.
Das oligodynamisch aktive Metall verleiht dem Textil eine oligodynamische, keimtötende Aktivität, die zum einen durch Freisetzung von Metallatomen und/oder Metallionen in die das Textil umgebende Flüssigkeit und zum anderen durch eine Kontaktreaktion von Bakterien an der Oberfläche des zumindest teilweise metallisierten Textils gewährleistet wird. Das heißt, neben der Wirkung der in das Wasser freigegebenen Metallionen tragen die nicht in Lösung gehenden, an der Fadenoberfläche vorliegenden Metallatome bzw. Metallionen – bei dem Einsatz schwer löslicher Metallsalze – zum gesamten oligodynamischen Effekt des zumindest teilweise in einer Flüssigkeit eingebrachten Textils bei.
Gegenstände der vorliegenden Erfindung sind ebenfalls das durch das erfindungsgemäße Verfahren erhaltene Textil und dessen Verwendung.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorteilhaft bei einem metallisierten Polyamid oder Polyester eingesetzt, welches bzw. welcher dadurch metallisiert wird, dass das Polyamid oder der Polyester

– mit einer basischen Lösung behandelt wird,
– mit mindestens einer Verbindung behandelt wird, die ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus einem primären Amin, einem sekundärem Amin, einem Thiol, einem Sulfid oder einem Olefin,
– mit einer Lösung behandelt wird, die mindestens ein Metallsalz, das ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus einem Silbersalz, einem Kupfersalz und einem Nickelsalz, und mindestens einen Komplexbildner, enthält, und
– mit mindestens einem Reduktionsmittel behandelt wird.

Bevorzugt ist die basische Lösung eine wässerige und/oder alkoholische Lösung, die Natriumhydroxid oder Kaliumhydroxid enthält. Bevorzugt ist die mindestens eine Verbindung, die ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus einem primären Amin, einem sekundärem Amin, einem Thiol, einem Sulfid und einem Olefin, eine Verbindung der Formel (R¹O)_xM_4-x (I),wobei
R¹ Methyl, Ethyl, Propyl oder Butyl ist,
x eine Zahl von 1 bis 4 ist,
M Si, Ti oder Sn, bevorzugt Si, ist und
R 1-Aminopropyl, 1-Mercaptopropyl oder Vinyl ist.
Bevorzugt ist das Metallsalz ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Silberhalogenid, Silbersulfat, Silbernitrat, Kupferhalogenid, Kupfersulfat, Kupfernitrat, Kupferacetat, Nickelhalogenid, Nickelsulfat, Nickelnitrat und Nickelacetat, wobei Halogenid Chlorid, Bromid oder Iodid bedeutet, bevorzugter Silbernitrat, Silberchlorid oder Silbersulfat. Der Komplexbildner und das Reduktionsmittel sind die gleichen, wie vorstehend bereits erwähnt.
Besonders bevorzugt wird das erfindungsgemäße Verfahren bei einem metallisierten Polyamid oder metallisierten Polyester eingesetzt, das bzw. der entsprechend dem vorstehenden Verfahren metallisiert wird, bei dem die Behandlung mit mindestens einer Verbindung, die ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus einem primären Amin, einem sekundärem Amin, einem Thiol, einem Sulfid und einem Olefin,

– ein Kontaktieren des mit einer basischen Lösung behandelten Polyamids oder Polyesters mit mindestens einer Verbindung der Formel (I), (R¹O)_xMR_4-x (I)wobei R¹ Methyl, Ethyl, Propyl oder Butyl ist, x 4 ist und M Si, Ti oder Sn ist,
– eine erste Kondensation,
– ein Kontaktieren mit mindestens einer Verbindung der Formel (I), wobei R¹ Methyl, Ethyl, Propyl oder Butyl ist, x 1 bis 3 ist, M Si, Ti oder Sn ist und R¹-Aminopropyl, 1-Mercaptopropyl oder Vinyl ist, und
– eine zweite Kondensation, umfasst.

Besonders bevorzugt handelt es sich bei dem in dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten, zumindest teilweise metallisierten Textil um ein besilbertes Textil. Ein besilbertes Textil wird in einer bevorzugten Ausführungsform mittels Glucose als das Reduktionsmittel behandelt. Die reduzierende Wirkung wässeriger Lösungen von Glucose ist u. a. abhängig von der Glucose-Konzentration und dem pH-abhängigen Redoxpotential. Für ein Textil, welches bei 60°C eine Stunde lang mit 0,5%iger Glucose-Lösungen behandelt wird (hierin nachstehend als Standard bezeichnet) ergibt sich ein vom pH-Wert linear abhängiges Redoxpotential
von –25 mV bei pH 7,5 und –275 mV bei pH 12;
für die Behandlung mit 1%iger Glucose-Lösung
von ±0 mV bei pH 6,8 bis –225 mV bei pH 12.
Die Silberabgabe des besilberten Standard-Materials nach der Behandlung sinkt linear mit steigendem pH-Wert der Reduktionslösung und mit steigendem Oxidationspotential:

von 185 μg Ag/l bei pH 7,5 auf 20 μg Ag/l bei pH 12

bzw. von 185 μg Ag/l bei –20 mV auf 14 μg Ag/l bei –280 mV.
Das heißt, durch Behandlung des zumindest teilweise metallisierten Textils mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die Metall- bzw. Metallionenabgabe, in diesem Fall die Silber- bzw. Silberionenabgabe, des metallisierten Textils in eine umgebende Flüssigkeit auf einen bestimmten Wert eingestellt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Textil als ein Garn, ein Zwirn, ein Gewebe, ein Gestrick, ein Geflecht, ein Gewirke oder ein Vlies ausgebildet. Besonders bevorzugt ist das zumindest teilweise metallisierte Textil ein Abstandsgewirke. In einer anderen besonders bevorzugten Ausführungsform ist das zumindest teilweise metallisierte Textil ein Abstandsgewirke, das nur an einer seiner Oberflächen ein zumindest teilweise metallisiertes Fadenmaterial aufweist.
Ein unter Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens erhaltenes Textil eignet sich zur antimikrobiellen Behandlung von Flüssigkeiten in einem Flüssigkeit führenden System. Dazu eignet sich insbesondere ein besilbertes Textil, da Silber durch seine hervorragende antimikrobielle Wirkung in der Lage ist, insbesondere Bakterien, Pilze und Mikroalgen effektiv zu hemmen. Alternativ wird das durch das erfindungsgemäße Verfahren erhaltene Textil zur Herstellung von Strümpfen, Einlegesohlen, Kleidung, Bezugstextilien für Sitzmöbel oder Matratzen verwendet. Auch hier eignet sich insbesondere ein besilbertes Textil wegen der besonders starken oligodynamischen Eigenschaften.
Das unter Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens erhaltene Textil wird insbesondere bei der Behandlung einer Flüssigkeit in Form einer Nutzflüssigkeit oder in Form von Trinkwasser eingesetzt. Diese Flüssigkeiten können in zur umgebenden Atmosphäre hin geschlossenen oder offenen, stagnierenden oder im Kreislauf geführten Systemen in Kraftwerken, industriellen oder gewerblichen Anlagen oder Klimaanlagen vorliegen. In jedem Fall lässt sich die Metall-Elution des erfindungsgemäßen Textils individuell derart einstellen, dass beispielsweise beim Einsatz zur Behandlung von Flüssigkeit in Form von Trinkwasser unterschiedliche nationale Vorschriften hinsichtlich der maximal zulässigen Metallkonzentration im Trinkwasser eingehalten werden.
Der Begriff der „Nutzflüssigkeit" dient als Oberbegriff für eine Flüssigkeit, die eine oder mehrere Funktionalitäten wie beispielsweise Kühlen, Schmieren, hydraulisch Schalten und Steuern erfüllt oder als Brauch- oder Prozessflüssigkeit verbraucht wird.
Eine bevorzugte Verwendung besteht darin, dass die antimikrobielle Behandlung einer Flüssigkeit in einem Flüssigkeit führenden System die Behandlung eines flüssigen Kühlschmierstoffs im Kühlschmierstoff-Kreislauf einer Metall bearbeitenden Anlage umfasst. Derartige Kühlschmierflüssigkeiten werden üblicherweise bei industriellen und gewerblichen Anlagen eingesetzt, die Metalle durch einen Substanzeingriff bearbeiten, beispielsweise durch Drehen, Fräsen oder Bohren. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung wenn die Kühlschmierflüssigkeit als Wasser-Öl-Emulsion in einem Kühlschmierflüssigkeitssystem eingesetzt wird. Die Kühlschmierflüssigkeit bleibt dadurch, ohne dass dazu die bisher üblichen Biozide, insbesondere auf Formaldehydbasis, notwendig sind, mikrobiologisch stabil. Dadurch ergeben sich geringere gesundheitliche Belastungen des Bedienpersonals und geringere Kosten durch höhere Standzeiten. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die Abgabe anti-mikrobiell wirkender Metallbestandteile den Anforderungen entsprechend optimal eingestellt werden.
Eine weitere bevorzugte Verwendung besteht darin, dass die antimikrobielle Behandlung einer Flüssigkeit in einem Flüssigkeit führenden System die Behandlung eines flüssigen Schaltmediums in hydraulischen Schaltkreislauf einer industriellen Anlage umfasst. Auch bei hydraulischen Schaltkreisläufen kommt es vor, dass Biomassewachstum ein Problem darstellt. Dies gilt insbesondere für Kreisläufe mit Bereichen, durch die regelmäßig Material in das Hydraulik-Medium gelangt, das sich als Nahrung für große Mengen an Mikroorganismen eignet. Dies gilt beispielsweise für Anlagen, die mit zellulosehaltigen Materialien Kontakt haben. Gleiches gilt für Materialien mit Naturfasern wie Baumwolle, Leinen, Wolle etc. Das Verfahren ist daher besonders vorteilhaft dort einsetzbar, wo die industrielle oder gewerbliche Anlage als Papierproduktions- und/oder Verarbeitungsanlage oder als Anlage zur Herstellung und/oder Verarbeitung von Textilen ausgebildet ist. Wie vorangehend erwähnt ist auch hier die bedarfsgerechte Einstellung der Elution oligodynamisch aktiver Metallionen gegeben.
Eine weitere bevorzugte Verwendung sieht vor, dass die antimikrobielle Behandlung einer Flüssigkeit in einem Flüssigkeit führenden System in einer Waschanlage für ein Waschgut die Behandlung von zurückbehaltenem Waschgut-Spülwasser umfasst. Dadurch ist es möglich, das zurückbehaltene Waschgut-Spülwasser in einem Reservoir aufzubewahren, ohne dass man Gefahr läuft, dass dieses Wasser aufgrund mikrobieller Aktivität auf Dauer unbrauchbar wird. Dies gilt immer dann besonders, wenn beispielsweise beim Spülen des Waschgutes Substanzen ausgewaschen werden, die eine gute Nahrungsgrundlage für Mikroorganismen darstellen. Dies insbesondere beim Waschen von Naturfaser-Textilien der Fall. Mit besonderem Vorteil ist daher vorgesehen, dass das behandelte Waschgut-Spülwasser als Waschwasser für einen neu beginnenden Waschgang der Waschanlage eingesetzt werden wird. Dadurch, dass z. B. bei Waschmaschinen das Spülwasser des letzten Spülganges für die Verwendung als erstes Waschwasser in einem neuen Waschgang aufbewahrt wird, kann auf einfache Weise eine weitere Reduzierung des Wasserverbrauches von Waschmaschinen realisiert werden. Dieser Effekt lässt sich auf weitere Waschanlagen und Waschverfahren für unterschiedliche Waschgüter übertragen.
Eine weitere bevorzugte Verwendung sieht vor, dass die antimikrobielle Behandlung einer Flüssigkeit in einem Flüssigkeit führenden System in einer medizintechnischen Vorrichtung die Behandlung keimfreien Nutzwassers umfasst. Dabei ist es regelmäßig erforderlich, hohe Anforderungen im Hinblick an eine dauerhafte Keimfreiheit des Wassers und eines damit in Kontakt kommenden Leitungssystems zu gewährleisten. Dies kann auf einfache und zuverlässige Weise durch die Verwendung eines dreidimensionalen Fadensystems mit oligodynamischer Aktivität gewährleistet werden.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden im Zusammenhang mit der Beschreibung von Beispielen erläutert. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die nachstehend erläuterten Beispiele beschränkt.
Beispiel 1
150 ml wässerige 1,25 g/l Glucose-Lösung wurde durch Zugabe von Ammoniak auf einen pH-Wert von 9 gebracht. 1 g besilbertes Textil aus Polyamid wurde in die Glucose-Lösung gelegt und 1 Stunde lang bei 60°C behandelt, mit Wasser gespült und getrocknet.
1 g derart erhaltenes Textil wurde in 100 ml Wasser gelegt und 72 Stunden lang geschüttelt. Eine Messung der Silberabgabe des Textils in das Wasser erfolgte über Atomabsorptionsspektrometrie. Die Messung ergab eine Abgabe von 80 μg Silber pro Liter Wasser.
Beispiel 2
150 ml wässerige 5 g/l Glucose-Lösung wurde durch Zugabe von Ammoniak auf einen pH-Wert von 9 gebracht. 1 g besilbertes Textil aus Polyamid wurde in die Glucose-Lösung gelegt und 1 Stunde lang bei 60°C behandelt, mit Wasser gespült und getrocknet.
1 g derart erhaltenes Textil wurde in 100 ml Wasser gelegt und 72 Stunden lang geschüttelt. Eine Messung der Silberabgabe des Textils in das Wasser erfolgte über Atomabsorptionsspektrometrie. Die Messung ergab eine Abgabe von 4 μg Silber pro Liter Wasser.
Beispiel 3
Ein mit Heizmatten und Heizmanschette ummantelter Behälter (Größe: 1 m³) wurde mit einem besilberten, mit Glucose-Lösung behandelten 3D-Abstandsgewirke aus Polyamid/Polyester vollständig ausgekleidet mit Wasser befüllt, auf 45°C aufgeheizt und konstant bei der Temperatur von 45°C gehalten. Der Silbergehalt des Wassers wurde quantitativ über einen Zeitraum von 47 Tagen bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
Vergleichsbeispiel
Ein mit Heizmatten und Heizmanschette ummantelter Behälter (Größe: 1 m³) wurde mit einem besilberten 3D-Abstandsgewirke aus Polyamid/Polyester, welches nicht dem erfindungsgemäßen Verfahren unterzogen worden war, vollständig ausgekleidet, mit Wasser befüllt, auf 45°C aufgeheizt und konstant bei der Temperatur von 45°C gehalten. Der Silbergehalt des Wassers wurde quantitativ über einen Zeitraum von 47 Tagen bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt. Tabelle 1

Tag Beispiel 3 Vergleichsbeispiel

μg Silber/l Wasser μg Silber/l Wasser

1 13 348

14 53 1047

21 61 1271

26 65 2780

28 69 2598

33 64 2275

40 53 2594

47 45 2825

Tabelle 1: Gelöstes Silber in Mikrogramm/Liter Wasser
Wie aus Tabelle 1 ersichtlich, ist die Silbereluierung entsprechend Beispiel 3 deutlich geringer als die Silbereluierung entsprechend dem Vergleichsbeispiel. Die Silberionenkonzentration entsprechend Beispiel 3 liegt im Rahmen von 45 bis 69 μg Ag/l Wasser, während die Silberionenkonzentration entsprechend dem Vergleichsbeispiel kontinuierlich ansteigt und am Abschluss des Versuchs einen Wert von ca. 2.800 μg Ag/l Wasser aufweist. Tabelle 1 zeigt, dass es durch Behandlung besilberten 3D-Materials mit Glucose-Lösung möglich ist, die Abgabe von Silberionen in Wasser limitierend zu steuern.
In den Beispielen und Vergleichsbeispielen erfolgte die Wasserprobennahme nach DIN 38402 A 14. Die Messungen zur Silberbestimmung wurden mit einem Varian GTA 96 (Graphite Tube Atomizer) Spektrometer nach DIN 38406 (E18) Teil 18 durchgeführt. Der Auswertung der Messungen lag die DIN ISO 8466-2 zu Grunde.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- US 4681591 [0004]
- DE 3419755 A1 [0005]
- JP 2005105386 A [0006]
- JP 61281874 A [0007]
- DE 102006055763 [0008]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

- DIN 38402 A 14 [0056]
- DIN 38406 (E18) Teil 18 [0056]
- DIN ISO 8466-2 [0056]

Claims

Verfahren zur Behandlung eines zumindest teilweise metallisierten Textils, dadurch gekennzeichnet, dass das Textil mit mindestens einem Mittel behandelt wird, das ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Reduktionsmittel, Komplexbildner und Polymer.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Reduktionsmittel ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Glucose, Ascorbinsäure, Natriumdithionit, Natriumborhydrid, Natriumthiosulfat, Natriumsulfit, Natriumformiat, Formaldehyd und Natriumhydrophosphit.
Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Komplexbildner ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Ammoniak, Thiosulfat, Thioisocyantat, Ethylendiamin, Triethanolamin, Ethanolamin, 1,3-Diaminopropan, Glycerol, Natriumtartrat, Natriumkaliumtartrat und Natriumcitrat.
Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Polyurethan, Polyacrylat und Hochveredelungsausrüstung.
Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest teilweise metallisierte Textil in Form eines Fadensystems vorliegt, das Fadenmaterial mit einem zumindest teilweise metallisierten Garn aufweist, wobei das Fadenmaterial vor der Behandlung des Textils allein oder zusammen mit zusätzlichem Fadenmaterial textiltechnisch zu dem Fadensystem verarbeitet worden ist.
Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das textiltechnische Verarbeiten des Fadenmaterials Zwirnen, Weben, Stricken oder Wirken umfasst.
Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Textil Polyamid, Polyester, Polyolefin oder deren Mischungen und gegebenenfalls einen oder mehrere übliche Hilfs-, Verarbeitungs- oder Zusatzstoffe enthält.
Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest teilweise metallisierte Textil ein zumindest teilweise mit einem oligodynamisch aktiven Metall beschichtetes Textil ist.
Textil, erhalten nach einem der Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 8.
Textil gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass es als ein Garn, ein Zwirn, ein Gewebe, ein Gestrick, ein Geflecht, ein Gewirke oder ein Vlies ausgebildet ist.
Verwendung eines Textils, das nach einem der Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 10 erhalten wird, zur antimikrobiellen Behandlung einer Flüssigkeit in einem Flüssigkeit führenden System oder zur Herstellung von Strümpfen, Einlegesohlen, Kleidung, Bezugstextilien für Sitzmöbel oder Matratzen.
Verwendung gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die antimikrobielle Behandlung einer Flüssigkeit in einem Flüssigkeit führenden System, die Behandlung von Trinkwasser oder Nutzwasser in zur umgebenden Atmosphäre hin geschlossenen oder offenen, stagnierenden oder im Kreislauf geführten Systemen in Kraftwerken, industriellen oder gewerblichen Anlagen oder Klimaanlagen umfasst.
Verwendung gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die antimikrobielle Behandlung einer Flüssigkeit in einem Flüssigkeit führenden System die Behandlung eines flüssigen Kühlschmierstoffs im Kühlschmierstoff-Kreislauf einer Metall bearbeitenden Anlage umfasst.
Verwendung gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die antimikrobielle Behandlung einer Flüssigkeit in einem Flüssigkeit führenden System die Behandlung eines flüssigen Schaltmediums in hydraulischen Schaltkreislauf einer industriellen Anlage umfasst.
Verwendung gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die antimikrobielle Behandlung einer Flüssigkeit in einem Flüssigkeit führenden System in einer Waschanlage für ein Waschgut die Behandlung von zurückbehaltenem Waschgut-Spülwasser umfasst.
Verwendung gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die antimikrobielle Behandlung einer Flüssigkeit in einem Flüssigkeit führenden System in einer medizintechnischen Vorrichtung die Behandlung keimfreien Nutzwassers umfasst.