Nachrichten Lacktechnologien
Biobasierte Beschichtung macht Lyocell flammhemmend
Ein chinesisches Forschungsteam hat eine vollständig biobasierte Beschichtung aus Phytinsäure und Gelatine entwickelt, die Lyocell-Geweben Flammschutz und antibakterielle Eigenschaften verleiht – bei nur 3,2 Gew.-% Auftragsmenge und ohne Einbußen bei Tragekomfort und Atmungsaktivität.
Die Entwicklung umweltfreundlicher multifunktionaler Beschichtungen für cellulosische Textilien stellt nach wie vor eine erhebliche Herausforderung dar. Ein Forschungsteam um Zhu-Bao Shao hat nun eine vollständig biobasierte Phosphor-Stickstoff-synergistische Beschichtung (PAGe) auf Lyocell-Geweben konstruiert. Die Beschichtung kombiniert Phytinsäure (PA) und Gelatine (Ge) und verleiht dem Material sowohl hervorragende Flammschutz- als auch antibakterielle Eigenschaften, ohne die Trageeigenschaften zu beeinträchtigen.
Bereits mit einer Auftragsmenge von lediglich 3,2 Gew.-% PAGe erreichten die behandelten Lyocell-Gewebe einen Sauerstoffindex (LOI) von 28,9 % und bestanden den vertikalen Brenntest (VBT). Die Spitzenwärmefreisetzungsrate (pHRR) reduzierte sich im Vergleich zum reinen Lyocell um 50,5 %.
Lesetipp: Funktionelle Beschichtungen
Beschichtungen werden auf Oberflächen hauptsächlich zu dekorativen, funktionellen oder Schutzzwecken angewandt, doch in den meisten Fällen ist es eine Kombination aus all diesen. Das Buch „“Funktionelle Beschichtungen„“ gibt einen tiefen Einblick in neue Entwicklungen funktioneller Überzüge mit dem Fokus auf organisch-basierten Materialien. Auch hebt es die letzten Entwicklungen der verschiedenen Technologien und neuartigen Oberflächenfunktionen hervor, die Dekoration, Korrosionsschutz und Oberflächenschutz betreffen.
Synergistischer Flammschutzmechanismus
Der zugrunde liegende Wirkmechanismus basiert auf einer frühzeitigen Dehydratisierung sowohl der Beschichtung selbst als auch des Lyocell-Substrats. Die PAGe-Beschichtung katalysiert die Bildung intumeszierender, dichter und kontinuierlicher Schutzschichten aus Verkohlungsprodukten, die den Wärme- und Stofftransport wirksam unterbinden. Diese Barrierewirkung erklärt die deutliche Reduktion der Wärmefreisetzung.
Darüber hinaus zeigten die behandelten Gewebe eine ausgezeichnete antibakterielle Aktivität mit Hemmraten von über 99,99 % gegenüber S. aureus und E. coli. Verantwortlich hierfür sind die im PAGe-Coating enthaltenen PA-Salze sowie die -NH3+-Gruppen, die eine wirksame Inaktivierung der Mikroorganismen bewirken.
Erhaltene Trageeigenschaften
Ein besonderer Vorteil der Beschichtung liegt im Erhalt der textilen Gebrauchseigenschaften: Die Zugfestigkeit der Lyocell-Gewebe wurde sogar erhöht, während Luftdurchlässigkeit und Griffwert (Hand Value) weitgehend erhalten blieben. Damit eignet sich die Technologie insbesondere für Schutzbekleidungsanwendungen, bei denen Tragekomfort und Sicherheitseigenschaften gleichermassen gefordert sind.
Die Arbeit liefert einen nachhaltigen und effizienten Ansatz zur Herstellung multifunktionaler Lyocell-Gewebe und zeigt das Potenzial vollständig biobasierter Flammschutzsysteme für cellulosische Textilien auf.
Quelle: Hu, L. et al. Construction of fully biomass coating on Lyocell fabrics by gelatin containing phosphorus for superior fire safety, antibacterial performance and Wearability. Prog. Org. Coat. 110117 (2026).
