Rapporteringsdatum 03-05-2021

De doelstelling van dit grensoverschrijdend project is het ontwikkelen van textiel finishes die water-/olieafstotende en antimicrobiële eigenschappen geven. Het projectconsortium bestaat uit 5 partners. UCL en Certech beschikken over de chemische expertise vereist voor de realisatie van de functionalisatie. Ensait en Centexbel hebben kennis over alternatieve ecovriendelijke producten. Ensait, CETI en Centexbel hebben expertise betreffende de technieken gebruikt in de textielindustrie. Deze samenwerking is onmisbaar voor het succesvol implementeren van deze technologieën voor de realisatie van antimicrobieel, waterafstotend (hydrofoob) en olieafstotend (oleofoob) textiel. Nieuwe efficiënte coatings, die superhydrofobe eigenschappen kunnen geven aan textielweefsesl, werden gerealiseerd in één stap. Dit was mogelijk door de overdracht van textielkennis van de Vlaamse textielpartner (Centexbel) naar de Waalse partners (Certech en UCLouvain) en vice versa. De procesparameters werden geoptimaliseerd door UCLouvain en Certech gebaseerd op suggesties van Centexbel, met als doel de industriële procesparameters te benaderen. Goede resultaten werden behaald m.b.t. superhydrofobe eigenschappen. De resultaten tonen aan dat er water van deze oppervlakken afrolt, wat aantoont dat superhydrofobiciteit kan worden bereikt door gebruik te maken van formuleringen die louter op waterbasis zijn en fluorvrij. Dit is een zeer belangrijk resultaat van dit onderzoek, verkregen door de inspanningen van, en de samenwerking tussen de Vlaamse en Waalse partners. Dit toont de mogelijkheid om extreem waterafstotend textiel te verkrijgen, via processen die vrij zijn van giftige organische oplosmiddelen, en het gebruik van gefluoreerde verbindingen te vermijden, die in de toekomst door Europese wetgeving zullen worden verboden. Wanneer dezelfde type oppervlakken werden gemodificeerd met een C4 fluorocarbon (tot op heden nog toegestaan door Europese wetgeving), ontstaat superhydrofobiciteit alsook een sterke oleofobiciteit. De oorspronkelijke doelstellingen van het project zijn dus beiden behaald. In beide gevallen zijn de water- en olieafstotende eigenschappen het gevolg van een toename van de ruwheid van het textiel, veroorzaakt door de toevoeging van silica-nanodeeltjes in de formuleringen. Het is echter wenselijk om formuleringen te ontwikkelen die vrij zijn van nanodeeltjes. UCLouvain heeft zich geconcentreerd op het onderzoek naar hydrofobe eigenschappen eigen aan de weefseltextuur (intrinsieke ruwheid). Het is duidelijk dat de ruwheid van het weefsel een belangrijke parameter is die de waterafstotendheid controleert. UCLouvain heeft de studie gefinaliseerd betreffende de relatie tussen benatting en oppervlaktetextuur van weefsels en heeft een mathematisch model ontwikkeld dat toelaat om de contact- en afrolhoeken te reproduceren en te voorspellen van dergelijke weefsels. Dit model laat ons toe om de parameters te identificeren die verbeterd moeten worden om het glijden/afrollen van druppels op weefsels te verbeteren. Deze studie en dit model gaan verder dan wat aanvankelijk door het project werd voorgesteld, en hebben de interesse gewekt van bedrijven die zich richten op hydrofoob textiel. Bovendien begon UCLouvain snel een studie om de overdraagbaarheid van de fabricageprocessen van sommige coatings te onderzoeken naar andere oppervlakken dan textiel (d.w.z. glas of karton) die UCLouvain initieel op textiel heeft ontwikkeld, met bemoedigende resultaten. Certech focuste zich op het gebruik van oplossingen van verschillende silanen met het oog op het bekomen van superhydrofobiciteit, gebruikmakend van partikeltypes die verschillend zijn van deze van UCLouvain. De resultaten waren veelbelovend maar algemeen gesteld minder goed dan deze bekomen door UCLouvain. Een alternatieve route werd getest gebaseerd op het gebruik van een was als hydrofoob middel. Water contacthoeken van 140° werden verkregen in aanwezigheid van silica partikels; echter de mechanische weerstand moet nog verbeterd worden. Certech is erin geslaagd om het oppervlak van polyesterweefsel hydrofoob te maken door modificatie van het oppervlak van de deeltjes. Verschillende producten werden door Ensait, CETI en Centexbel geïdentificeerd als potentieel antimicrobieel additief voor de verschillende processen (extrusie, diffusie, foulard, coating). - Voor het spinproces uitgevoerd door Ensait, werden actieve middelen zoals looizuur, gehydrolyseerd caseïne, lignine en chlorella (extract van microalgen) gebruikt. CETI maakt multifilamenten aan met lignine in biocomponentconfiguratie kern (PET) / mantel (PET+lignine). - De functionalisatie via diffusie van PET weefsels vereist het gebruik van kleine molecules en een oplosbaarheidsparameter analoog aan de PET vezel. De resultaten tonen aan dat weefsels gefunctionaliseerd via diffusie door Ensait werkzaam zijn tegen de bacteriën S. epidermis, S. aureus en E. coli. Studies hebben het potentieel aangetoond van het gebruik van de conventionele microgolftechniek voor de functionalisatie van polyesterweefsel met vaniline. Zoals aangegeven in de literatuur is er synergie mogelijk tussen bepaalde antibacteriële agentia. - Watergebaseerde formuleringen werden geselecteerd voor de functionalisatie via foulard door Centexbel. Enkele gefunctionaliseerde weefsels zijn effectief tegen de bacteriën S. aureus en K. pneumoniae. - Biogebaseerde coatings (o.b.v. polyurethaan) met antibacteriële eigenschappen werden onderzocht voor het verbeteren van de duurzaamheid van de antibacteriële activiteit (e.g. na wassen). Bepaalde coatings hebben een goede wasresistentie bij 40°C of zelfs bij 60°C. Antimicrobiële producten werden uitgewisseld tussen Centexbel en Ensait. Certech voegde aan zijn formulering ook thymol of kaneelaldehyde toe, twee antibacteriële producten die door ENSAIT worden gebruikt. De contacthoeken verkregen met deze oplossingen zijn identiek aan de hoeken verkregen met de oplossingen zonder de antibacteriële middelen. Ze vertonen tevens een antibacteriële activiteit. Een specifieke « Duratex » website is ontwikkeld in 3 talen (FR, NL, ENG) - https://www.interreg-duratex.eu/nl. De resultaten worden breed verspreid op deze site (via nieuwsbrieven en folders met de eindresultaten van Duratex) en in verschillende publicaties (wetenschappelijk en populair) en congrespresentaties. Publicaties en presentaties kunnen worden gedownload van de Duratex-website.