DE10118348A1 - Polymerfaser mit selbstreinigender und wasserabweisender Oberfläche - Google Patents
Polymerfaser mit selbstreinigender und wasserabweisender OberflächeInfo
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Abstract
Polymerfaser mit selbstreinigender und wasserabweisender Oberfläche, aufgebaut aus DOLLAR A A) mindestens einem synthetischen Fasermaterial DOLLAR A und DOLLAR A B) einer künstlichen, mindestens teilweise hydrophoben Oberfläche mit Erhebungen und Vertiefungen aus Partikeln, die ohne Klebstoffe, Harze oder Lacke mit dem Fasermatial A fest verbunden sind, DOLLAR A erhalten durch Behandlung des Fasermaterials A mit zumindest einem Lösemittel, welches die Partikel ungelöst enthält, und Entfernen des Lösemittels, wobei zumindest ein Teil der Partikel mit der Oberfläche des synthetischen Fasermaterials A fest verbunden werden, und die Behandlung entweder während der Herstellung der Faser und/oder nach deren Herstellung erfolgt.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft Polymerfasern mit selbstreinigender und wasserabweisender
Oberfläche.
Es ist bekannt, dass zum Erzielen einer guten Selbstreinigung einer Oberfläche die Oberfläche
neben einer sehr hydrophoben Oberfläche auch eine gewisse Rauhigkeit aufweisen muß.
Geeignete Kombination aus Struktur und Hydrophobie macht es möglich, dass schon geringe
Mengen bewegten Wassers auf der Oberfläche haftende Schmutzpartikel mitnehmen und die
Oberfläche reinigen (WO 96/04123; US 3 354 022).
Stand der Technik ist gemäß EP 0 933 388, dass für solche selbstreinigenden Oberflächen ein
Aspektverhältnis von < 1 und eine Oberflächenenergie von weniger als 20 mN/m erforderlich
ist. Das Aspektverhältnis ist hierbei definiert als der Quotient von Höhe zur Breite der
Struktur. Vorgenannte Kriterien sind in der Natur, beispielsweise im Lotusblatt, realisiert. Die
aus einem hydrophoben wachsartigen Material gebildete Oberfläche der Pflanze weist
Erhebungen auf, die einige µm voneinander entfernt sind. Wassertropfen kommen im
Wesentlichen nur mit diesen Spitzen in Berührung. Solche wasserabstoßenden Oberflächen
werden in der Literatur vielfach beschrieben.
CH-PS-268 258 beschreibt ein Verfahren, bei dem durch Aufbringen von Pulvern wie Kaolin,
Talkum, Ton oder Silicagel strukturierte Oberflächen erzeugt werden. Die Pulver werden
durch Öle und Harze auf Basis von Organosiliziumverbindungen auf der Oberfläche fixiert
(Beispiele 1 bis 6).
EP 0 909 747 lehrt ein Verfahren zur Erzeugung einer selbstreinigenden Oberfläche. Die
Oberfläche weist hydrophobe Erhebungen mit einer Höhe von 5 bis 200 µm auf. Hergestellt
wird eine derartige Oberfläche durch Aufbringen einer Dispersion von Pulverpartikeln und
einem inerten Material in einer Siloxan-Lösung und anschließendem Aushärten. Die
strukturbildenden Partikel werden also durch ein Hilfsmedium am Substrat fixiert.
WO 00/58410 kommt zu dem Ergebnis, dass es technisch möglich ist, Oberflächen von
Gegenständen künstlich selbstreinigend zu machen. Die hierfür nötigen Oberflächenstrukturen
aus Erhebungen und Vertiefungen haben einen Abstand zwischen den Erhebungen der
Oberflächenstrukturen im Bereich von 0,1 bis 200 µm und eine Höhe der Erhebung im Bereich
0,1 bis 100 µm. Die hierfür verwendeten Materialien müssen aus hydrophoben Polymeren oder
dauerhaft hydrophobiertem Material bestehen. Ein Lösen der Teilchen aus der Trägermatrix
muss verhindert werden.
Der Einsatz von hydrophoben Materialien, wie perfluorierten Polymeren, zur Herstellung von
hydrophoben Oberflächen ist bekannt. Eine Weiterentwicklung dieser Oberflächen besteht
darin, die Oberflächen im µm-Bereich bis nm-Bereich zu strukturieren. US PS 5599489
offenbart ein Verfahren, bei dem eine Oberfläche durch Beschuss mit Partikeln einer
entsprechenden Größe und anschließender Perfluorierung besonders abweisend ausgestattet
werden kann. Ein anderes Verfahren beschreibt H. Saito et al. in "Service Coatings
International", 4, 1997, S. 168 ff. Hier werden Partikel aus Fluorpolymeren auf
Metalloberflächen aufgebracht, wobei eine stark erniedrigte Benetzbarkeit der so erzeugten
Oberflächen gegenüber Wasser mit einer erheblich reduzierten Vereisungsneigung dargestellt
wurde.
Das Prinzip ist der Natur entlehnt. Kleine Kontaktflächen erniedrigen die Van-der Waal's
Wechselwirkung, die für die Haftung an ebenen Oberflächen mit niedriger Oberflächenenergie
verantwortlich ist. Beispielsweise sind die Blätter der Lotuspflanze mit Erhebungen aus einem
Wachs versehen, die die Kontaktfläche zu Wasser herabsetzen. WO 00/58410 beschreibt die
Strukturen und beansprucht die Ausbildung selbiger durch Aufsprühen von hydrophoben
Alkoholen, wie Nonacosan-10-ol oder Alkandiolen, wie Nonacosan-5,10-diol. Nachteilig
hieran ist die mangelhafte Stabilität der selbstreinigenden Oberflächen, da Detergenzien zur
Auflösung der Struktur führen.
Verfahren zur Herstellung dieser strukturierten Oberflächen sind ebenfalls bekannt. Neben der
detailgetreuen Abformung dieser Strukturen durch eine Masterstruktur im Spritzguss oder
Prägeverfahren sind auch Verfahren bekannt, die das Aufbringen von Partikeln auf eine
Oberfläche nutzen (US 5 599 489).
Gemeinsam ist aber, dass das selbstreinigende Verhalten von Oberflächen durch ein sehr hohes
Aspektverhältnis beschrieben wird. Hohe Aspektverhältnisse sind technisch nur sehr schwer
realisierbar und besitzen eine geringe mechanische Stabilität.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, Polymerfasern zu finden, die sehr gute
wasserabweisende und selbstreinigende Oberflächen aufweisen, wobei diese Eigenschaften im
täglichen Gebrauch der hergestellten Gegenstände aus diesen Polymerfasern erhalten bleiben
müssen und wobei die Polymerfasern durch ein Verfahren, welches ohne großen technischen
Aufwand durchzuführen ist, herstellbar sind. Auf das Befestigen von Partikeln durch Klebstoff
und dergleichen sollte im Hinblick auf die Eigenschaften der Polymerfasern im Gebrauch
verzichtet werden können.
Es bestand auch die Aufgabe, Polymerfasern mit selbstreinigender und wasserabweisender
Oberfläche zu finden, die ein hohes Aspektverhältnis der Erhebungen, einen hohen Randwinkel
mit Wasser und über ein nicht-prägendes Verfahren auf die Polymerfasern gebracht werden
können.
Überraschenderweise wurde gefunden, dass es möglich ist, Partikel mit der Oberfläche von
Polymerfasern dauerhaft zu verbinden. Durch Behandlung der Polymerfasern mit Partikeln und
Lösemittel konnte die gestellte Aufgabe gelöst werden. Nach dem Entfernen des
Lösungsmittels sind die Partikeln fest mit der Polymerfaser verbunden, ohne das diese zerstört
wurde.
Gegenstand der Erfindung sind Polymerfasern mit selbstreinigender und wasserabweisender
Oberfläche, aufgebaut aus
- A) mindestens einem synthetischen Fasermaterial
und
- A) einer künstlichen, mindestens teilweise hydrophoben Oberfläche mit Erhebungen und Vertiefungen aus Partikeln, die ohne Klebstoffe, Harze oder Lacke mit dem Fasermaterial A fest verbunden sind,
erhalten durch Behandlung des Fasermaterials A mit zumindest einem Lösemittel, welches die
Partikel ungelöst enthält, und Entfernen des Lösemittels, wobei zumindest ein Teil der Partikel
mit der Oberfläche des synthetischen Fasermaterials A fest verbunden werden, und die
Behandlung entweder während der Herstellung der Faser und/oder nach deren Herstellung
erfolgt.
Weiterer Gegenstand der Erfindung sind Polymerfasern mit selbstreinigender und
wasserabweisender Oberfläche, aufgebaut aus
- A) mindestens einem synthetischen Fasermaterial
und
- A) einer künstlichen, zumindestens teilweise hydrophoben Oberfläche mit Erhebungen und Vertiefungen aus Partikeln, die ohne Klebstoffe, Harze oder Lacke mit dem Fasermaterial A fest verbunden sind,
sowie deren Verwendung zur Herstellung von Gegenständen.
Es hat sich gezeigt, dass die erfindungsgemäßen Polymerfaser mit selbstreinigender und
wasserabweisender Oberfläche und die daraus hergestellten Gegenstände durchaus auch mit
Wasser mit Detergenzien in Berührung kommen dürfen. Die selbstreinigenden Eigenschaften
der Oberfläche gehen dabei nicht verloren. Voraussetzung hierfür ist allerdings, dass die
Detergenzien wieder vollständig ausgewaschen werden und eine hydrophobe Oberfläche
vorliegt.
Die Polymerfaser A kann durch die verschiedensten gebräuchlichen Polymere gebildet sein, wie
z. B. aus Polycarbonaten, Poly(meth)acrylaten, Polyamiden, PVC, Polyethylen, Polypropylen,
Polystyrolen, Polyestern, Polyethersulfonen, Polyacrylnitril oder Polyalkylenterephthalaten,
sowie deren Gemische oder Copolymere.
Im folgenden werden die einsetzbaren Polymerfasern näher charakterisiert.
Polymerfasern können durch verschiedene Verfahren hergestellt werden. Ein weit verbreitetes
Verfahren ist das sogenannte Schmelzspinnen. Die Schmelze wird mittels Zahnradpumpen mit
hoher Schergeschwindigkeit durch eine Lochplatte gedrückt und mit Stickstoff gekühlt. Für die
meistern Fasern aus thermoplastischen Kunststoffen, wie PET, PA66, PE oder PP, ist dieses
Verfahren geeignet. Fasern werden meist mit geschützten Markennamen gehandelt, Beispiele
sind Perlon®, Diolen®, Trevira®, Orleon®, aber auch Trivialnamen wie Acrylfasern,
Polyesterfasern, Olefinfasern, Aramidfasern usw., sind gebräuchlich.
Beim Schmelzspinnen werden geschmolzene Polymere unter Stickstoff durch einen Spinkopf
mit vielen Düsen von 50 bis 400 µm ∅ gepresst. Die resultierenden Fäden werden mit
Geschwindigkeiten von bis zu 4.000 m/min. gezogen, wobei sie erkalten und sich verfestigen.
Das Aufwickeln auf Trommeln erfolgt mit höherer Geschwindigkeit, wodurch die Fäden
verstreckt werden. Schmelzspinnen lassen sich wegen der erforderlichen hohen Temperaturen
nur schmelzbare und thermostabile Polymere, wie z. B. Polyolefine, aliphatische Polyamide,
aromatische Polyester und Glas. Einige Polymere bauen unter den Spinbedingungen ab.
Monomere, oligomere und niedermolekulare Zersetzungsprodukte schlagen sich als Spinrauch
auf den Spinaggregaten nieder.
Wenn durch seitlich an den Spindüsen angebrachten Luftdüsen mit hoher Geschwindigkeit
heiße Luft entlang geblasen wird, werden die Filamente zu Mikrofasern.
Ein weiteres Verfahren, das sogenannte Trockenspinnen, eignet sich für thermoinstabile
Polymere in leichtflüchtigen Lösungsmitteln, z. B. 30% Polyacrylnitrit, PAN in N,N-
Dimethylformamid, DMF, 20% Celluosetriacetat in Dichlormethylen und 15-20%
aromatische Polyamide in DMF + 5% LiCl. Den austretenden Fäden wird in einem langen
Kanal Warmluft bzw. Stickstoff entgegen geblasen, wobei die Lösungsmittel verdunsten und
die Fäden erstarren. Die Abzugsgeschwindigkeit beträgt 300-400 m/min. Hier können den
Lösungsmitteln die gewünschten Partikel beigemischt werden, wobei praktisch im
Herstellungsprozess die Oberfläche der Fasern mikrostrukturiert wird.
Das Nassspinnen wird für thermostabile Polymere verwendet, für die keine leichtflüchtigen
Lösungsmittel bekannt sind. Das Fällbad ist hier nicht N2 oder Luft wie beim Trockenspinnen,
sondern ein Fällungsmittel für das Polymer. Beispiele sind das Erspinnen von Rayon aus
7-10%-igen wässrigen Lösungen des Natriumcelluoseacetates in schwefelsaurer Lösung von
Natrium- und Zinkacetat, von 10-18% wässrigen Polyvinylalkohollösungen in wässrigen
Lösungen von Natriumsulfat, oder von 15-20% Acetonlösung von Methacryl in wässriges
Aceton. Auch hier können wieder dem jeweiligen Lösungsmittel die Partikel zugesetzt werden.
Als Partikel können solche eingesetzt werden, die zumindest ein Material, ausgewählt aus
Silikaten, Mineralien, Metalloxiden, Metallpulvern, Kieselsäuren, Pigmenten oder Polymeren
aufweisen. Vorzugsweise werden Partikel eingesetzt, die einen Partikeldurchmesser von 0,02
bis 100 µm, besonders bevorzugt von 0,1 bis 50 µm und ganz besonders bevorzugt von 0,1 bis
30 µm aufweisen. Es können auch Partikel mit Durchmessern von kleiner als 500 nm
eingesetzt werden. Geeignet sind aber auch Pratikel, die sich aus Primärteilchen zu
Agglomeraten oder Aggregaten mit einer Größe von 0,2-100 µm zusammenlagern.
Im Allgemeinen sind die Partikel derart an der Oberfläche der Polymerfasern gebunden, dass
sie untereinander Abstände von 0-10 Partikeldurchmesser aufweisen.
Überraschenderweise wurde bei den erfindungsgemäßen Polymerfasern gefunden, dass die
Partikel auf dem Fasermaterial A nicht sehr eng beieinander liegen müssen. Vielmehr ist es
möglich, dass das Fasermaterial A nur punktuell mit Partikeln belegt ist und freie Flächen von
2-3 Durchmesser der Partikel möglich sind.
Die Benetzung von Festkörpern läßt sich durch den Randwinkel, den ein Wassertropfen mit
der Oberfläche bildet, beschreiben. Ein Randwinkel von 0 Grad bedeutet dabei eine
vollständige Benetzung der Oberfläche. Die Messung des Randwinkel an Fasern erfolgt in der
Regel nach der Wilhelmy Methode. Dabei wird der Faden von einer Flüssigkeit benetzt und die
Kraft, mit der die Faser aufgrund der Oberflächenspannung in die Flüssigkeit gezogen wird,
gemessen. Je höher der Randwinkel ist, um so schlechter kann die Oberfläche benetzt werden.
Das Aspektverhältnis ist definiert als der Quotient von Höhe zur Breite der Struktur der
Oberfläche.
Die erfindungsgemäßen Polymerfasern mit selbstreinigender und wasserabweisender
Oberfläche weisen hohe Randwinkel und ein hohes Aspektverhältnis der Erhebungen auf.
Es kann vorteilhaft sein, wenn die eingesetzten Partikel eine strukturierte Oberfläche haben.
Vorzugsweise werden Partikel, die eine unregelmäßige Feinstruktur im Nanometerbereich auf
der Oberfläche aufweisen, eingesetzt. Die Verwendung derartiger Partikel ist neu und
Gegenstand einer gesonderten Patentanmeldung (internes Aktenzeichen: EM 010098).
Als Partikel, insbesondere als Partikel, die eine unregelmäßige Feinstruktur im
Nanometerbereich an der Oberfläche aufweisen, werden vorzugsweise solche Partikel
eingesetzt, die zumindest eine Verbindung, ausgewählt aus pyrogener Kieselsäure,
Fällungskieselsäuren, Aluminiumoxid, Siliziumdioxid, pyrogenen und/oder dotierten Silikaten
oder pulverförmige Polymeren aufweisen. Es kann vorteilhaft sein, wenn die eingesetzten
Partikel hydrophobe Eigenschaften aufweisen.
Die hydrophoben Eigenschaften der Partikel können durch das verwendete Material der
Partikel inhärent vorhanden sein. Es können aber auch hydrophobierte Partikel eingesetzt
werden, die nach einer geeigneten Behandlung hydrophobe Eigenschaften aufweisen, wie z. B.
mit zumindest einer Verbindung aus der Gruppe der Alkylsilane, der Fluoralkylsilane oder der
Disilazane.
Ebenso ist es im Rahmen der Erfindung möglich, dass die Partikel nach dem Verbinden mit
dem Fasermaterial A mit hydrophoben Eigenschaften ausgestattet werden. Auch in diesem Fall
werden die Partikel vorzugsweise durch eine Behandlung mit zumindest einer Verbindung aus
der Gruppe der Alkylsilane, der Fluoralkylsilane oder der Disilazane mit hydrophoben
Eigenschaften ausgestattet.
Im Folgenden werden die bevorzugt eingesetzten Partikel näher erläutert.
Die eingesetzten Partikel können aus unterschiedlichen Bereichen kommen. Beispielsweise
können es Silikate sein, dotierte Silikate, Mineralien, Metalloxide, Aluminiumoxid,
Kieselsäuren oder pyrogene Silikate, Aerosile oder pulverförmige Polymere, wie z. B.
sprühgetrocknete und agglomerierte Emulsionen oder cryogemahlenes PTFE. Als
Partikelsysteme eignen sich im Besonderen hydrophobierte pyrogene Kieselsäuren, sogenannte
Aerosile. Zur Generierung der selbstreinigenden Oberflächen ist neben der Struktur auch eine
Hydrophobie nötig. Die eingesetzten Partikel können selbst hydrophob sein, wie beispielsweise
das PTFE. Die Partikel können hydrophob ausgerüstet sein, wie beispielsweise das Aerosil
VPR 411 oder Aerosil R 8200. Sie können aber auch nachträglich hydrophobiert werden.
Hierbei ist es unwesentlich, ob die Partikel vor dem Auftragen oder nach dem Auftragen
hydrophobiert werden. Diese, beispielsweise für Aeroperl 90/30, Sipernat Kieselsäure 350,
Aluminiumoxid C, Zirkonsilikat, vanadiumdotiert oder Aeroperl P 25/20. Zur letzteren erfolgt
die Hydrophobierung zweckmäßig durch Behandlung mit Perfluoralkylsilan und anschließender
Temperung.
Als Lösemittel eignen sich prinzipiell alle Lösemittel für die jeweiligen Fasermaterialien A. Eine
Auflistung für Polymere findet sich beispielsweise in Polymer Handbook, Second Edition; J.
Brandrup, E. H. Immergut; John Wiley & Sons Verlag, New York - London - Sydney -
Toronto, 1975, im Kapitel IV, Solvents and Non-Solvents for Polymers.
Als Lösemittel kommen prinzipiell geeignete Verbindung aus der Gruppe der Alkohole, der
Glykole, der Ether, der Glykolether, der Ketone, der Ester, der Amide, der Nitro-
Verbindungen, der Halogenkohlenwasserstoffe, der aliphatischen und aromatischen
Kohlenwasserstoffe oder eine Mischung von einer oder mehrerer dieser Verbindungen in
Frage, wie z. B. Methanol, Ethanol, Propanol, Butanol, Octanol, Cyclohexanol, Phenol,
Kresol, Ethylenglykol, Diethylenglykol, Diethylether, Dibutylether, Anisol, Dioxan, Dioxolan,
Tetrahydrofuran, Monoethylenglykolether, Diethylenglykolether, Triethylenglykolether,
Polyethylenglykolether, Aceton, Butanon, Cyclohexanon, Ethylacetat, Butylacetat, Iso-
Amylacetat, Ethylhexylacetat, Glykolester, Dimethylformamid, Pyridin, N-Methylpyrrolidon,
N-Methylcaprolacton, Acetonitril, Schwefelkohlenstoff, Dimethylsulfoxid, Sulfolan,
Nitrobenzol, Dichlormethan, Chloroform, Tetrachlormethan, Trichlorethen, Tetrachlorethen,
1,2-Dichlorethan, Chlorphenol, Chlorfluorkohlenwasserstoffe, Benzine, Petrolether,
Cyclohexan, Methylcyclohexan, Decalin, Tetralin, Terpene, Benzol, Toluol oder Xylol oder
geeignte Mischungen.
Prinzipiell kann das verwendete Lösemittel bei Temperaturen von -30 bis 300°C eingesetzt
werden. Allgemein wird die Temperatur des Lösemittels durch seinen Siedepunkt und durch
den Tg des Fasermaterials A limitiert.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsart der Erfindung wird das Lösemittel, welches die
Partikel aufweist, vor dem Aufbringen auf die Polymeroberfläche auf eine Temperatur von 25
bis 100°C, vorzugsweise auf eine Temperatur von 50 bis 85°C, erwärmt.
Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung der Polymerfasern zur Herstellung
von Gegenständen mit einer selbstreinigenden und wasserabweisenden Oberfläche,
insbesondere zur Herstellung von Bekleidungsstücken, die hohen Belastungen durch Schmutz
und Wasser ausgesetzt sind, wie z. B. für den Skisport, Alpinsport, Motorsport,
Motorradsport, Motocrosssport, Segelsport, Textilien für den Freizeitbereich sowie technische
Textilien wie Zelte, Markisen, Regenschirme, Tischdecken und Kabrio-Verdecke. Gegenstand
ist ebenfalls die Verwendung zur Herstellung von Teppichen, Nähgarnen, Seilen,
Wandbehängen, Textilien, Tapeten, Bekleidungsstücken, Zelten, Dekor-Vorhängen, Bühnen-
Vorhängen, Nähten.
Durch das folgende Beispiel wird die Erfindung näher erläutert.
Eine Polyamidfaser, ∅ 0,2 mm, wird durch ein auf 80°C erhitztes Decalin-Bad mit einer
1%igen Aeropril 8200-Suspension gezogen. Die Verweildauer des Fadens in der Lösung
beträgt 10 Sekunden. Vor dem Aufrollen des Fadens wird der Faden über eine Wärmequelle
geführt, um ein Abdampfen des Lösungsmittels zu ermöglichen. Tabelle 1 gibt die an dem
Faden gemessenen Fortschreit- und Rückzugswinkel vor und nach dem Aufbringen der
partikulären Systeme wieder. Abb. 1 zeigt ein REM-Bild eines mit Aerosil R 8200
behandelten Polyesterfadens.
Claims (24)
1. Polymerfaser mit selbstreinigender und wasserabweisender Oberfläche, aufgebaut aus
- A) mindestens einem synthetischen Fasermaterial
- A) einer künstlichen, mindestens teilweise hydrophoben Oberfläche mit Erhebungen und Vertiefungen aus Partikeln, die ohne Klebstoffe, Harze oder Lacke mit dem Fasermaterial A fest verbunden sind,
2. Polymerfaser gemäß Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Partikel in dem Lösemittel suspendiert sind.
3. Polymerfaser nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass als Fasermaterial A Polymere auf der Basis von Polycarbonaten, Poly(meth)acrylaten,
Polyamiden, PVC, Polyethylenen, Polypropylenen, Polystyrolen, Polyestern,
Polyethersulfonen, Polyacrylnitril oder Polyalkylenterephthalaten, sowie deren Gemische
oder Copolymere, enthalten sind.
4. Polymerfaser nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass als Fasermaterial A Acrylfasern, Polyesterfasern, Olefinfasern und/oder Aramidfasern
enthalten sind.
5. Polymerfaser nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass als Lösemittel zumindest eine als Lösemittel für das entsprechende Fasermaterial A
geeignete Verbindung aus der Gruppe der Alkohole, der Glykole, der Ether, der
Glykolether, der Ketone, der Ester, der Amide, der Nitro-Verbindungen, der
Halogenkohlenwasserstoffe, der aliphatischen und aromatischen Kohlenwasserstoffe oder
Mischungen eingesetzt wird.
6. Polymerfaser nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass als Lösemittel zumindest eine als Lösemittel für das entsprechende Fasermaterial A
geeignete Verbindung ausgewählt aus Methanol, Ethanol, Propanol, Butanol, Octanol,
Cyclohexanol, Phenol, Kresol, Ethylenglykol, Diethylenglykol, Diethylether, Dibutylether,
Anisol, Dioxan, Dioxolan, Tetrahydrofuran, Monoethylenglykolether,
Diethylenglykolether, Triethylenglykolether, Polyethylenglykolether, Aceton, Butanon,
Cyclohexanon, Ethylacetat, Butylacetat, Iso-Amylacetat, Ethylhexylacetat, Glykolester,
Dimethylformamid, Pyridin, N-Methylpyrrolidon, N-Methylcaprolacton, Acetonitril,
Schwefelkohlenstoff, Dimethylsulfoxid, Sulfolan, Nitrobenzol, Dichlormethan,
Chloroform, Tetrachlormethan, Trichlorethen, Tetrachlorethen, 1,2-Dichlorethan,
Chlorphenol, Chlorfluorkohlenwasserstoffe, Benzine, Petrolether, Cyclohexan,
Methylcyclohexan, Decalin, Tetralin, Terpene, Benzol, Toluol oder Xylol oder
Mischungen eingesetzt wird.
7. Polymerfaser nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Lösemittel, welches die Partikel aufweist, vor dem Aufbringen auf das
Fasermaterial A eine Temperatur von -30°C bis 300°C, bevorzugt 25 bis 100°C,
aufweist.
8. Polymerfaser nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Lösemittel, welches die Partikel aufweist, vor dem Aufbringen auf das
Fasermaterial A auf eine Temperatur von 50 bis 85°C erwärmt wird.
9. Polymerfaser nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass Partikel, die einen mittleren Partikeldurchmesser von 0,02 bis 100 µm aufweisen,
enthalten sind.
10. Polymerfaser nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass Partikel, die einen mittleren Partikeldurchmesser von 0,1 bis 30 µm aufweisen,
enthalten sind.
11. Polymerfaser nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass Partikel, die einen mittleren Partikeldurchmesser von kleiner 500 nm aufweisen,
enthalten sind.
12. Polymerfaser nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass Partikel, die eine unregelmäßige Feinstruktur im Nanometerbereich auf der
Oberfläche aufweisen, enthalten sind.
13. Polymerfaser nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass Partikel, ausgewählt aus Silikaten, Mineralien, Metalloxiden, Metallpulvern,
Kieselsäuren, Pigmenten oder Polymeren, enthalten sind.
14. Polymerfaser nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass Partikel, ausgewählt aus pyrogenen Kieselsäuren, Fällungskieselsäuren,
Aluminiumoxid, Siliziumoxid, dotierten Silikaten, pyrogenen Silikaten oder pulverförmige
Polymeren enthalten sind.
15. Polymerfaser nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Partikel hydrophobe Eigenschaften aufweisen.
16. Polymerfaser nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Partikel durch eine Behandlung mit einer geeigneten Verbindung hydrophobe
Eigenschaften aufweisen.
17. Polymerfaser gemäß Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Partikel vor oder nach dem Verbinden mit dem Fasermaterial A mit hydrophoben
Eigenschaften ausgestattet werden.
18. Polymerfaser nach mindestens einem der Ansprüche 16 bis 17,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Partikel durch eine Behandlung mit zumindest einer Verbindung aus der Gruppe
der Alkylsilane, Fluoralkylsilane und/oder Disilazane mit hydrophoben Eigenschaften
ausgestattet werden.
19. Polymerfaser nach mindestens einem der Ansprüche 16 bis 17,
dadurch gekennzeichnet,
dass die einzelnen Partikel auf dem Fasermaterial A Abstände von 0-10
Partikeldurchmesser, insbesondere von 2-3 Partikeldurchmesser, aufweisen.
20. Polymerfaser mit selbstreinigender und wasserabweisender Oberfläche, aufgebaut aus
- A) mindestens einem synthetischen Fasermaterial
- A) einer künstlichen, zumindestens teilweise hydrophoben Oberfläche mit Erhebungen und Vertiefungen aus Partikeln, die ohne Klebstoffe, Harze oder Lacke mit dem Fasermaterial A fest verbunden sind.
21. Verwendung der Polymerfaser nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 20 zur
Herstellung von Gegenständen mit einer selbstreinigenden und wasserabweisenden
Oberfläche.
22. Verwendung nach Anspruch 21 zur Herstellung von textilen Gegenständen.
23. Verwendung nach Anspruch 22 zur Herstellung von Teppichen, Nähgarnen, Seilen,
Wandbehängen, Textilien, Tapeten, Bekleidungsstücken, Dekor-Vorhängen, Bühnen-
Vorhängen, Nähten.
24. Verwendung nach Anspruch 22 zur Herstellung von Bekleidungsstücken, die hohen
Belastungen durch Schmutz und Wasser ausgesetzt sind, insbesondere für den Skisport,
Alpinsport, Motorsport, Motorradsport, Motorcrosssport, Segelsport, Textilien für den
Freizeitbereich sowie technische Textilien wie Zelte, Markisen, Regenschirme,
Tischdecken, Kabrio-Verdecke.
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005068399A1 (en) * | 2004-01-15 | 2005-07-28 | Newsouth Innovations Pty Limited | Method of making a surface hydrophobic |
US7083828B2 (en) | 2003-04-24 | 2006-08-01 | Goldschmidt Gmbh | Process for producing detachable dirt- and water-repellent surface coatings |
JP2006214076A (ja) * | 2004-12-27 | 2006-08-17 | Degussa Ag | テキスタイル平面構造物の水密性を高めるための方法、そのように加工されたテキスタイル平面構造物並びにその使用 |
WO2008027530A1 (en) * | 2006-09-01 | 2008-03-06 | Seldon Technologies, Llc | Nanostructured materials comprising support fibers coated with metal containing compounds and methods of using the same |
US8034173B2 (en) | 2003-12-18 | 2011-10-11 | Evonik Degussa Gmbh | Processing compositions and method of forming the same |
CN105568426A (zh) * | 2016-03-17 | 2016-05-11 | 金华知产婺源信息技术有限公司 | 一种自清洁面料的制备方法 |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10254718A1 (de) * | 2002-11-23 | 2004-06-03 | Creavis Gesellschaft Für Technologie Und Innovation Mbh | Hydrophober, stoffdurchlässiger Verbundwerkstoff mit selbstreinigenden Eigenschaften |
DE10306893A1 (de) | 2003-02-18 | 2004-08-26 | Basf Ag | Verfahren zur Hydrophobierung von textilen Materialien |
DE10315128A1 (de) * | 2003-04-03 | 2004-10-14 | Creavis Gesellschaft Für Technologie Und Innovation Mbh | Verfahren zur Unterdrückung von Schimmelbildung unter Verwendung hydrophober Stoffe sowie ein schimmelpilzhemmendes Mittel für Gebäudeteile |
US7517819B2 (en) | 2004-02-18 | 2009-04-14 | Milliken & Company | Dual function fabrics and method of making same |
US7213309B2 (en) | 2004-02-24 | 2007-05-08 | Yunzhang Wang | Treated textile substrate and method for making a textile substrate |
WO2007010517A1 (en) * | 2005-07-22 | 2007-01-25 | The Provost, Fellows And Scholars Of The College Of The Holy And Undivided Trinity Of Queen Elizabeth, Near Dublin | Nanocomposite polymers |
DE102006009761A1 (de) * | 2006-03-01 | 2007-10-25 | Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn | Unbenetzbare Oberflächen |
BRPI0622187B8 (pt) * | 2006-12-11 | 2021-06-22 | Essity Hygiene & Health Ab | artigo absorvente com uma camada fortemente hidrofóbica |
CN111607902A (zh) * | 2020-04-30 | 2020-09-01 | 广东顺事德智能科技有限公司 | 一种具有粗糙表面的疏水熔喷布及其制备方法 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SE9203319D0 (sv) * | 1992-11-06 | 1992-11-06 | Pharmacia Lkb Biotech | A method of surface modification |
SK285771B6 (sk) * | 1999-03-25 | 2007-08-02 | Wilhelm Barthlott | Spôsob výroby samočistiacich odstrániteľných povrchov, predmet s takým povrchom a použitie sekundárnych alkoholov |
CH695946A5 (de) * | 2000-04-04 | 2006-10-31 | Schoeller Technologies Ag | Ausrüstung von textilen Fasern, Geweben und Flächengebilden. |
-
2001
- 2001-04-12 DE DE10118348A patent/DE10118348A1/de not_active Withdrawn
-
2002
- 2002-02-26 AU AU2002251015A patent/AU2002251015A1/en not_active Abandoned
- 2002-02-26 WO PCT/EP2002/002014 patent/WO2002084013A2/de not_active Application Discontinuation
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7083828B2 (en) | 2003-04-24 | 2006-08-01 | Goldschmidt Gmbh | Process for producing detachable dirt- and water-repellent surface coatings |
US7531598B2 (en) | 2003-04-24 | 2009-05-12 | Goldschmidt Gmbh | Process for producing detachable dirt- and water-repellent surface coatings |
US8034173B2 (en) | 2003-12-18 | 2011-10-11 | Evonik Degussa Gmbh | Processing compositions and method of forming the same |
WO2005068399A1 (en) * | 2004-01-15 | 2005-07-28 | Newsouth Innovations Pty Limited | Method of making a surface hydrophobic |
JP2006214076A (ja) * | 2004-12-27 | 2006-08-17 | Degussa Ag | テキスタイル平面構造物の水密性を高めるための方法、そのように加工されたテキスタイル平面構造物並びにその使用 |
WO2008027530A1 (en) * | 2006-09-01 | 2008-03-06 | Seldon Technologies, Llc | Nanostructured materials comprising support fibers coated with metal containing compounds and methods of using the same |
CN105568426A (zh) * | 2016-03-17 | 2016-05-11 | 金华知产婺源信息技术有限公司 | 一种自清洁面料的制备方法 |
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