Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbringen von Substanzen auf Fasermaterialien und textile Substrate aus fluider Phase, bei dem als Fluid ein überkritisches Fluid oder ein verflüssigtes Gas oder eine verflüssigte Gasmischung verwendet wird. Dieses Aufbringen wird im folgenden als Imprägnieren bzw. Imprägnierung bezeich¬ net. Es werden dabei Substanzen verwendet, die die Ver¬ arbeitungs- und/oder die Gebrauchseigenschaften der Fasermaterialien bzw. der textilen Substrate modifi¬ zieren. Solche Substanzen werden im folgenden als "Wirk¬ stoffe" bezeichnet.

Anwendung überkritischer Fluide in dem Sinne, daß Chemi¬ kalien (Wirkstoffe) auf ein Substrat aufgebracht werden, sind nur wenig bekannt. Hierbei handelt es sich um das Aufbringen von Dispersionsfarbstoffen auf Synthesefasern (DE-A-39 06 724) oder von Wirkstoffen auf Thermoplaste (US-A-4 598 006) .

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfah¬ ren aufzuzeigen, das unter Verwendung ökologisch unbe¬ denklicher Mittel Fasermaterialien, textile Substrate oder Garne verschiedenster Art und Aufmachung unter Verwendung überkritischer Fluide bzw. verflüssigter Gase mit Wirkstoffen imprägniert und damit den Faser¬ materialien, textilen Substraten oder Garnen eine ge¬ wünschte Eigenschaft zum Gebrauch und/oder der Verar¬ beitung verleiht.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die Merkmale des Anspruchs 1.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren handelt es sich um die Verwendung überkritischer Fluide, auch als "super¬ kritische Fluide oder überkritische bzw. εuperkritiεche Gase" bezeichnet, bzw. von verflüssigten Gasen als Trä- germedium (Fluid) für den auf das Fasermaterial bzw. auf das textile Substrat aufzubringenden Wirkstoff. Aus diesem Trägermedium läßt sich der Wirkstoff unter Vari¬ ation der Verfahrensparameter (Druck, Temperatur) auf bzw. in den jeweiligen Fasermaterialien bzw. textilen Substraten abscheiden. Unter überkritischen Fluiden sind solche, ursprünglich gasförmigen oder flüssigen Systeme zu verstehen, die durch entsprechende Änderung des Drucks und Änderung der Temperatur über ihren kri¬ tischen Punkt gebracht werden. Hier nehmen solche fluiden Systeme besondere Löseeigenschaften an.

Das Ziel der Erfindung wird dadurch erreicht, daß das zu imprägnierende Fasermaterial bzw. textile Substrat in einem Druckbehälter mit einem Gas oder Gasgemisch, das auf überkritische Bedingungen gebracht wird oder verflüssigt wird und das den Wirkstoff löst, in Kontakt

gebracht wird, und daß durch Variation der Zusammen¬ setzung des Fluids die Wirkstoffe in bzw. an den zu behandelnden Fasermaterialien bzw. textilen Substraten abgelagert werden und ihnen damit die gewünschten Eigen¬ schaften verleihen.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können alle tex¬ tilen Materialien verschiedenster Konstitution effektiv mit Wirkstoffen versehen werden. Ein besonderer Vorteil dieser Verfahrensweise liegt darin, daß eine gewünschte Endeigenschaft dem Textil, z.B. einer bereits konfek¬ tionierten Ware, "just-in-time" verliehen werden kann.

Aus der Auswahl erreichbarer Effekte sind einige bei¬ spielhaft angeführt. So können künstliche Duft- und Aromastoffe auf textilem Material aufgebracht werden (z.B. Duftnoten auf Seidenblumen). Es wird durch die erfindungsgemäßen Vorgehensweise an den textilen Mate¬ rialien eine Depotwirkung für den Wirkstoff vermittelt, so daß über einen langen Zeitraum hinweg z.B. Duft¬ stoffe von dem Textilgut (z.B. Schals, Taschentücher) abgegeben werden können.

Andere Möglichkeiten, den Komfort von Bekieidungεtex- tilien zu erhöhen, liegen in der Möglichkeit etwa in¬ sektenabweisende Mittel in das Fasermaterial einzu¬ bringen, was besonders für Freizeitbekleidung inte¬ ressant ist. Analog lassen sich UV-Absorber am Textil verankern. Dadurch etwa kann an Mützen, Hüten oder son¬ stiger Freizeitkleidung ein gewisser Sonnenschutz für den Benutzer als auch für das Fasermaterial eingearbei¬ tet werden. Ein solcher lichtschützender Effekt kann

- Λ

simultan mit einer Färbung durchgeführt, werden. Hierbei bewirkt der Zusatz eines hydrophoben Lichtschutzraitteis außerdem, daß in Art einer Carrier-Färbung bei anson¬ sten gleichen Verfahrenεbedingungen ein tieferer Farb¬ ton an der Ware erzielt wird.

Darüberhinaus lassen sich etwa Bakterizide und Fun¬ gizide etc. aufbringen, was für den Einsatz in medi¬ zinischen Bereichen (Kliniken) genutzt werden kann, derart etwa, daß Verbandsmaterial u.a. sterilisierend oder mit den Heilungsprozeß fördernden Wirkstoffen be¬ laden werden. Ähnliches gilt ebenso für das Aufbringen etwa antibakterieller Wirkstoffe auf Wischtücher und Vliese etc. In solchen Fällen kommt die schon bei der Parfümierung angesprochene Depotwirkung zum Tragen. Im technischen Textilsektor können analog etwa Antifouling- ittel mit Langzeitwirkung am bzw. im Textil verankert werden.

Als Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist anzu¬ führen, daß die Wirkstoffe, z.B. Spinnpräparationen, Schlichten bzw. Avivagen, in besonders gleichmäßiger Verteilung auf Fasermaterialien bzw. die textilen Sub¬ strate aufgebracht werden kann, wodurch sich besondere Verarbeitungsvorteile ergeben.

Als weitere Vorteile sind anzusehen:

- daß bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kein Abwasser anfällt,

- daß bei Verwendung von C0 ₂ als Fluid das Fluid toxikologisch und ökologisch völlig unbedenklich iεt,

- daß Fluid und behandeltes Substrat nach Beendigung

des Imprägniervorgangs auf einfache Weise und vollständig voneinander zu trennen εind, daß das behandelte Substrat aus dem erfindungsgemäßen Prozeß gebrauchsfertig erhalten wird, daß z.B. keine Trocknung erforderlich ist, daß nach dem vorliegenden Verfahren sehr kurze Behandlungszeiten resultieren, - daß das Fluid regeneriert und in einem Kreisprozeß zurückgewonnen und wieder eingesetzt werden kann, daß überschüssig eingesetzte Wirkstoffe auf einfache Weise zurückgewonnen werden.

Ein für die Durchführung des Verfahrens geeignetes Apparatesyεtem ist schematiεch in der einzigen Fig. dargestellt.

In der schematischen Darstellung ist ein textiles Sub¬ strat 1 auf einer Färbehülse 2 in einem Autoklav 3 an¬ geordnet, in dem sich ein überkritisches Fluid befin¬ det. Der Autoklav 3 weist an seiner Wandung eine Hei¬ zung 4 auf. Im unteren Teil des Behälters ist unterhalb des textilen Substrats 1 ein Rührwerk 5 angeordnet. Kohlendioxid aus einem Vorratstank 6 gelangt über eine Leitung 12, ein Absperrventil 7, einen Filter 8, einen Kompressor 9, ein Rückschlagventil 10 in den Autoklaven 3. An der Leitung 12 ist ein Manometer 14 mit einem Druckbereich bis 600 bar angeschlossen. Die Leitung 12 und der Manometeranschluß sind an eine Eintrittsleitung 16 des Autoklaven 3 angeschlossen. Die Auεtrittsleitung 18 aus dem Autoklaven 3 führt über eine BerstScheibe 20 und ein Expansionsventil 22 in ein Expansionsgefäß 24. Ein typischer Betriebsdruck im Autoklaven 3 beträgt ca.

300 • 10 ⁵ Pa (300 bar). Der Autoklav 3 ist für einen maximalen Druck von 500 * 10 5 Pa (500 bar) ausgelegt.

Im folgenden werden einige Ausführungsbeispiele erläutert:

Imprägnieren von Polyester (PES) mit Duftstoffen:

5,29 g PES-Echtheitsgewebe werden auf die Färbehülse im

Autoklaven gewickelt und der Autoklav mit 1,8 g 3-Phenyi- propylacetat (Fa. Hüls) versehen. Es wird mit CO. bei

50 °C befüllt, anschließend unter Rühren auf 120 °C und

5 245 • 10 Pa (245 bar) eine Stunde behandelt. Nach dem

Expandieren wird das PES-Gewebe kurz mit Ethanol ge¬ spült. Das Gewebe entfaltet im verschlossenen Gefäß weiterhin den Duft des Riechstoffes (s. a. Differen- tialthermo-Analyse) .

Imprägnieren von Seide:

2,8 g Maulbeerseide, geeignet zur Erstellung von künst¬ lichen Blumen wird analog zu obigem Beispiel impräg¬ niert, aber nicht mit Ethanol abgewaschen. Das erhalte¬ ne Gewebe duftet intensiv nach Phenylpropylacetat.

Imprägnieren von Polypropylen (PP)-Gewebe:

PP-Gewebe wird im Autoklaven mit Butylhydroxyanisoi ς (BHA), einem AIterungsschütz, bei 100 °C und 250 • 10

Pa (250 bar) C0-, behandelt und anschließend äußerlich mit Ethanol abgespült. Chromatographische Analyse an

Extrakten derartig behandelter Materialien zeigt die

Anwesenheit von BHA an.

Imprägnierendes Färben von Polyester (PES)-Gewebe:

2 g Gewebestreifen aus PES werden mit Dispersionsfarb¬ stoff und 0,5 % Lichtschutzmittel UV-Absorber Eusolex (Fa. Merck) in den Autoklaven gegeben und 1 Min. bei

300 • 10 ⁵ Pa (300 bar) bei 120 °C behandelt, wobei an- schließend der C0 ₂ ^' -Druck m Schritten von 5 - 10 5 Pa

(5 bar) abgelasεen wird. Die behandelten Proben zeigen neben einer höheren Farbtiefe eine um etwa 0,5 Einhei¬ ten verbeεserte Echtheit im Xenonlichttest im Vergleich zu Färbungen ohne den Zusatz des hydrophoben Schutz¬ mittels. Das erhaltene gefärbte Gewebe zeichnet sich nach visueller Abmusterung durch einen tieferen Farbton aus, als ein ohne UV-Absorber behandeltes Material.

Imprägnieren von Garnen mit Schlichtesubstanz:

4 g Baumwollgarn werden mit Silikonöl, geeignet als textiles Schlichtemittel, in den Autoklaven gegeben und

5 Min. bei 250 • 10 ⁵ Pa (250 bar) C0 ₂ ~Druck und 80 °C behandelt. Nach Entspannen des Gasdrucks wie im vorigen Beispiel und Entnahme des behandelten Garns weist es eine gleichmäßige Auflagerung des Silikonwirkstoffs auf und zeigt in Reibungsversuchen gegenüber dem unbehandel- ten Material ausgezeichnete Gleiteigenschaften.