Soil-Release-Beschichtung für textile Bodenbeläge auf der Basis dirigiertfunktionaler Nanocellulose

Abstract

Zur Erhöhung der Nutzungsdauer und zum Erhalt ihres optischen Erscheinungsbilds ist eine regelmäßige Grundreinigung textiler Bodenbeläge durch Reinigungsdienstleister in vielen Bereichen unumgänglich: Hierbei werden hohe Konzentrationen an Reinigungschemikalien in die Nutzschicht der textilen Bodenbeläge eingebracht, die anschließend zusammen mit abgelöstem Schmutz aufwändig unter Einsatz großer Wassermengen entfernt werden müssen. Trotzdem lassen sich Rückstände von in den Reinigungsmitteln enthaltenen Tensiden nicht vermeiden. Diese verstärken die Schmutzhaftung, so dass es zu einer schnellen Wiederanschmutzung kommt. Trotz des Einsatzes tensidhaltiger Reiniger lassen sich zudem einige lokale Anschmutzungen (insbesondere gealterte fett und ölhaltige Anschmutzungen) nicht vollständig mittels Nassreinigungsverfahren entfernen. Die aufwendige manuelle Behandlung derartiger lokaler Anschmutzungen unter Einsatz von Detachiermitteln ist Bestandteil der Grundreinigung. Hat bereits eine Migration permeierender Schmutzkomponenten (z.B. aus Senf, Kaffee, Tee, Tinte, Kosmetika) in das textile Material stattgefunden, ist eine Entfernung lokaler Anschmutzungen nicht mehr möglich.

Im Rahmen des Forschungsprojektes wurden daher erneuerbare Soil-Release-Beschichtungen auf Basis nachwachsender Rohstoffe entwickelt. Die Beschichtungen basieren auf nanokristalliner Cellulose (NCC) mit Polyphosphoester (PPE)-Funktionalitäten an der Oberfläche. Unter Anwendungsbedingungen sind die funktionalisierten Nanocellulosen über in den Seitenketten der PPE-Funktionalitäten vorliegende, hydrophobe Gruppen untereinander vernetzt, wodurch die Beschichtung eine hohe Kohäsionskraft aufweist. Bindende Wechselwirkungen derartiger Gruppen zu den hydrophoben Fasern des Bodenbelags führen zu einer hohen Haftung der Beschichtung. Hierdurch werden eine hohe Abriebbeständigkeit und Barrierewirkung der Beschichtung erzielt, d.h. beschichtete Bodenbeläge sind vor auftretenden Anschmutzungen geschützt. Aufgrund der durch die PPE-Funktionalitäten induzierten flammhemmenden Wirkung tritt kein negativer Einfluss der Beschichtung auf die Schwerentflammbarkeit textiler Bodenbeläge auf.

Unter Grundreinigungsbedingungen kommt es im basischen Milieu zu einer Hydrolyse der PPE-Funktionalitäten, wodurch die Beschichtung in Form kurzkettiger, wasserlöslicher Degradationsprodukte sowie Pickering-emulgierender NCC vom Bodenbelag abgelöst wird. Die Emulgierung abgelöster Anschmutzungen durch die NCC verhindert eine Schmutzredeposition, was eine effektive Grundreinigung textiler Bodenbeläge ohne Tensideinsatz ermöglicht.

Das Ziel des Forschungsprojektes wurde teilweise erreicht.