DE102005051550A1 - Superhydrophobe Beschichtung eines Polymervlieses, insbesondere eines Polypropylenvlieses - Google Patents

Superhydrophobe Beschichtung eines Polymervlieses, insbesondere eines Polypropylenvlieses Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine superhydrophobe Beschichtung eines Vlieses. Gemäß der Erfindung ist das Vliesmaterial mit einer schwammartigen Netzstruktur im Mikro- und Nanobereich beschichtet.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Polymervlies, insbesondere ein Polypropylenvlies.
  • Eine ebene Fläche aus reinem Polypropylen hat einen Kontaktwinkel mit Wasser (Benetzungswinkel) von ungefähr 90–100°. Dieser Kontaktwinkel, der in der Grauzone zwischen Hydrophilie und Hydrophobie liegt, spiegelt sich in den mittelmäßigen wasserabweisenden Eigenschaften von Vliesstoffen aus Polypropylenfasern. Im Allgemeinen unterscheidet man bei textilen Materialien zwischen zwei Hauptarten der Hydrophobie. Die erste Art ist ein Maß für die wasserabweisenden/wasserabstoßenden Eigenschaften eines Materials, während die andere ein Maß für die Beständigkeit gegen Durchlässigkeit ist. Die Hydrophobie, bei der es um die Durchlässigkeit geht, wird in zwei verschiedene Arten von Durchlässigkeit unterteilt. Die Durchlässigkeit für flüssiges Wasser und die Durchlässigkeit für Wasserdampf infolge der Diffusion von Wassermolekülen. Der Grad der Durchlässigkeit für flüssiges Wasser ist abhängig vom Porenradius, vom Benetzungswinkel, vom Sublimationsgrad und von Fehlstellen im Material. Bei Polypropylenvliesen sind die zwei Arten der Hydrophilie oft nicht ganz unabhängig voneinander. Eine Zunahme der wasserabweisenden Eigenschaften ist oft gleichbedeutend mit einer Abnahme der Durchlässigkeit und umgekehrt.
  • Bis jetzt wurde das Problem der Zunahme der beiden Arten von Hydrophobie bei Polypropylenvliesen auf mindestens vier verschiedene Arten gelöst: (1) Beschichtung mit einem anderen Material als Polypropylen, z.B. mit einem Film, um die Durchlässigkeit herabzusetzen; (2) Verwendung sehr dünner Fasern (z.B. Meltblown-Fasern) zum Herabsetzen der Durchlässigkeit für flüssiges Wasser bei gleichzeitiger Erhöhung der Durchlässigkeit für Dampf und Erhöhung der wasserabweisenden Eigenschaften; (3) Verwendung von Fasern mit speziellen Querschnittsprofilen (z.B. sternförmig) zwecks Erhöhung der wasserabweisenden Eigenschaften, und schließlich (4) chemische Modifikation der Oberfläche der Fasern, womit die freie Oberflächenenergie herabgesetzt wird und damit die wasserabweisenden Eigenschaften erhöht werden.
  • Mit der Methode (2) und (3) werden Oberflächen mit hoher Rauhigkeit gebildet, womit natürliche wasserabweisende superhydrophobe Oberflächen nachgeahmt werden (z.B. die Oberflächen bestimmter Blätter (z.B. jene der Lotuspflanze, Nelumbo nucifera) oder Insektenflügel).
  • Bei keiner der vorliegenden Methoden wird ein hoher Grad an Hydrophobie (von der wasserabweisenden Art) erwartet. Es hat sich gezeigt, dass insbesondere die chemischen Modifikationen zum Reduzieren der freien Oberflächenenergie Wasserkontaktwinkel mit Maximalwerten von nur 120° ergeben. Diese chemischen Modifikationen wurden durch chemische Bindung von -CF3-Gruppen an eine glatte Oberfläche erreicht [berichtet in: S.R. Coulson et al., J. Phys. Chem., B 104, 8836 (2000); W. Chen et al., Langmuir 15, 3395 (1999); sowie in anderen Quellen].
    •
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die wasserabweisenden Eigenschaften von Vliesstoffen aus einem Polymer, insbesondere Polypropylen, zu erhöhen.
  • Diese Aufgabe wird durch eine superhydrophobe Beschichtung eines Vlieses gelöst, wobei das Vliesmaterial mit einer schwammartigen Netzstruktur mit Merkmalen im Mikro- und Nanobereich beschichtet ist, wie in Anspruch 1 beschrieben. Das Beschichtungsmaterial ist gemäß der Erfindung Polypropylen oder ein Propylencopolymer, z.B. ein Propylen-Ethylen-Copolymer.
  • Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Die grundlegende Lösung der Erfindung ist eine Beschichtung mit einer schwammartigen Netzstruktur mit Merkmalen im Mikro- und Nanobereich. Wenn Polypropylen als Material verwendet wird, ist die Beschichtung reines oder fast reines Polypropylen in seiner endgültigen Form, so dass die Hydrophobie nur über die Struktur des Materials erreicht wird (es tragen keine chemischen Modifikationen zur Erhöhung der Hydrophobie bei). Die Beschichtung kann mit den Fasern des Vlieses verschmolzen werden, so dass die Bindung des Netzes sehr stark sein kann.
  • Das Endprodukt ist z.B. reines oder fast reines Polypropylen, so dass keine toxischen Beschichtungen oder Komponenten vorhanden sind. Es ist keine toxische chemische Behandlung notwendig, um die freie Oberflächenenergie herabzusetzen. Die Durchlässigkeit für Wasser ist herabgesetzt. Die Durchlässigkeit für Luft ist herabgesetzt.
    •
  • Die speziellen Eigenschaften der Beschichtung werden über ihre Mikro- und Nanostruktur erreicht. Um die Beschichtung herzustellen, wird eine Menge an Polypropylen (normalerweise, aber nicht darauf beschränkt, 10–40 mg/ml) in o-Xylol, p-Xylol oder möglicherweise einem anderen geeigneten organischen Lösemittel wie Stearinsäure, Paraffinen oder Isoparaffin (andere weniger geeignete Lösemittel für Polypropylen sind ODCB (Orthodichlorbenzol) oder TCB (Trichlorbenzol) bei einer ausreichend hohen Temperatur (z.B. 130°C für Xylol) gelöst. Ein Fällungsmittel wie zum Beispiel Methylethylketon, Isopropylalkohol oder Cyclohexan kann der Lösung zugesetzt werden. Berichten zufolge ergeben sich bei aus Lösungen mit Fällungsmitteln erhaltenen Beschichtungen höhere Kontaktwinkel als bei Lösungen ohne Fällungsmittel. Das Fällungsmittel ist ein Nichtlösemittel, das eine Phasentrennung bewirkt.
  • Die vorliegende Erfindung macht Vliesstoffe in dem Sinn hydrophob, dass sie Wasser abstößt und sehr hohe Wasserkontaktwinkel hat. Es wurde bereits gezeigt [H.Y. Erbil et al., Science 299, 1377–1379 (2003)], dass auf feste, ebene Oberflächen aufgebrachte Beschichtungen dieser Art Wasserkontaktwinkel von bis zu über 150° ergeben, was die Beschichtung als superhydrophob qualifiziert (ein superhydrophobes Material ist definiert als Material, bei dem die Wasserkontaktwinkel über 150° liegen).
  • Nach Herstellung der Lösung wird diese entweder durch Tauchbeschichtung bei einer ausreichend niedrigen Temperatur, um das Vlies nicht zu beschädigen (ungefähr 80°C bei Polypropylen), auf ein Vlies aufgebracht oder auf ein Vlies aufgesprüht. Die Lösung könnte auch durch Transferbeschichtung auf das Vlies aufgebracht werden. Um die Bildung eines superhydrophoben Films auf der Transferwalze zu vermeiden, könnte die Transferwalze auch erwärmt werden. Beim Abkühlen der Lösung bilden sich Keimbildungszentren für die Kristallisation des Polypropylens, die sich im Verlauf der weiteren Abkühlung zu Sphärolithen und zylindrischen Brücken zwischen den Sphärolithen entwickeln, so dass ein großes poröses Netz entsteht, aus dem das Lösemittel verdampft.
  • Wenn das organische Lösemittel aus der Beschichtung verdampft, bleibt ein schwammartiges (was die Form angeht) mikro- und nanostrukturiertes poröses Netz zurück. Je nach der Beschichtungstemperatur und dem Beschichtungsverfahren werden die Polypropylenreste entweder mit den Vliesfasern verschmolzen oder nicht damit verschmolzen. Unter "verschmolzen" ist zu verstehen, dass die getrocknete Beschichtung auf die Fasern in dem Substratmaterial aufgeschmolzen (chemisch damit verbunden) wird, ohne dass dazu ein anderes Bindematerial als Polypropylen verwendet wird.
  • In vielen Fällen ist es natürlich von Vorteil, dass die Beschichtung gut an dem Substrat haftet. Je nach dem Beschichtungsverfahren ist das aufgebrachte Material außerdem entweder nur auf der Oberfläche vorhanden (wird z.B. durch Sprühen erreicht) oder füllt die Hohlräume des Vlieses über die gesamte Dicke des Vlieses aus (wird z.B. durch Tauchbeschichten erreicht). Die Struktur des Netzes (z.B. das Zahlenverhältnis von Brücken zu Sphärolithen bzw. die Oberflächenmorphologie der Sphärolithen) ist ebenfalls ein steuerbares Ergebnis des Beschichtungsverfahrens.
  • Die Beschichtung kann mit anderen Verfahren zum Erhöhen der Hydrophobie kombiniert werden. Insbesondere Behandlungen, die das Vlies weniger durchlässig machen, könnten noch eine Ergänzung zu der in diesem Patent vorgeschlagenen wasserabweisenden Beschichtung darstellen.
  • Die zu beschichtenden Produkte könnten Fasern (Stapelfasern, Spunbond-Fasern, Meltblown-Fasern oder sonstige Fasern) sein, oder es könnten aus diesen Fasern hergestellte Vliesstoffe sein.
  • Die Fasern könnten Bikomponentenfasern vom Typ "sheath core", "side by side", "segmented pie" "island in the sea" und sonstige sein. Die Kombination kann Polypropylen mit anderen Polymeren wie zum Beispiel anderen Polyolefinen oder PET, PA, PU etc. sein.
  • Das Vlies könnte Nadelfilz, wasserstrahlverfestigtes Vlies, Spunbond-Vlies, Spunmelt-Vlies oder Vlies vom Typ S, SS, SSS, SMMS, SSMMS, SMMMS, SSMMMS etc. sein bei einer Vielzahl von Bindeverfahren, z.B. Kalandrieren, IR-Bindung, Durchluftbindung, Vernadelung, chemische Bindung, Wasserstrahlverfestigung und sonstige. Dies führt natürlich zu einer großen Zahl möglicher Kombinationen, doch wirkt sich dies nicht direkt auf die Wirkung der Beschichtung aus, wenngleich der strukturelle Unterschied der Produkte unterschiedliche inhärente hydrophobe Eigenschaften mit sich bringen kann.
  • Die in diesem Patent beschriebene Beschichtung ist auch auf andere Polymere anwendbar, so dass sie in genau der gleichen Weise auf PE, PET und anderen Polymeren verwendet werden könnte, und daher gelten die obigen Ausführungen auch für sie.

Claims (10)

  1. Superhydrophobe Beschichtung eines Vlieses, dadurch gekennzeichnet, dass das Vliesmaterial mit einer schwammartigen Netzstruktur im Mikro- oder Nanobereich beschichtet ist, wobei das Beschichtungsmaterial Polypropylen oder ein Propylencopolymer ist.
  2. Superhydrophobe Beschichtung eines Vlieses nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung erhältlich ist durch Lösen einer Menge des sich lösenden Materials in einem Lösemittel.
  3. Superhydrophobe Beschichtung eines Vlieses nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fällungsmittel zugesetzt ist.
  4. Superhydrophobe Beschichtung eines Vlieses nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lösung durch Tauchbeschichten auf das Vlies aufgebracht ist.
  5. Superhydrophobe Beschichtung eines Vlieses nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lösung auf das Vlies aufgesprüht ist.
  6. Superhydrophobe Beschichtung eines Vlieses nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lösung durch Transferbeschichtung auf das Vlies aufgetragen ist.
  7. Superhydrophobe Beschichtung eines Vlieses nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Vliesmaterial Polypropylen ist.
  8. Superhydrophobe Beschichtung eines Vlieses nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Vliesmaterial Polyethylen (PE), Polyethylenterephthalat (PET) oder Kombinationen von Polyethylen (PE), Polyethylenterephthalat (PET) oder Polypropylen ist.
  9. Superhydrophobe Beschichtung eines Vlieses nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung erhältlich ist durch Lösen einer Menge des Polypropylens in einem Lösemittel, das aus der folgenden Gruppe von Lösemitteln ausgewählt ist: o-Xylol, p-Xylol, Stearinsäure, Paraffine, Isoparaffine, Orthodichlorbenzol (ODCB) oder Trichlorbenzol (TCB).
  10. Superhydrophobe Beschichtung eines Vlieses nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das zugesetzte Fällungsmittel ausgewählt ist aus einer aus Methylethylketon, Isopropylalkohol oder Cyclohexan bestehenden Gruppe.
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Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8518320B2 (en) * 2009-05-21 2013-08-27 University Of Cincinnati Methods for electrospinning hydrophobic coaxial fibers into superhydrophobic and oleophobic coaxial fiber mats
US9074778B2 (en) 2009-11-04 2015-07-07 Ssw Holding Company, Inc. Cooking appliance surfaces having spill containment pattern
EP2540748A1 (de) 2011-06-30 2013-01-02 Université de Mons Superhydrophobe Polypropylenteilchen
US9364859B2 (en) 2011-07-28 2016-06-14 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Superhydrophobic surfaces
US9217094B2 (en) 2011-07-28 2015-12-22 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Superhydrophobic compositions
WO2013043397A2 (en) * 2011-09-21 2013-03-28 Mmi-Ipco, Llc Composite fabrics
US9237973B2 (en) 2012-01-31 2016-01-19 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Treated apertures
US10130459B2 (en) 2013-01-11 2018-11-20 Bvw Holding Ag Bio-selective surface textures
US10005917B2 (en) 2013-04-30 2018-06-26 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Non-fluorinated water-based superhydrophobic compositions
US9803100B2 (en) 2013-04-30 2017-10-31 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Non-fluorinated water-based superhydrophobic surfaces
CN104733132A (zh) * 2014-08-23 2015-06-24 青岛科技大学 一种获得SiC@SiO2 同轴纳米电缆超疏水表面的改性方法
DE102014119183A1 (de) * 2014-12-19 2016-06-23 Karlsruher Institut für Technologie Verfahren zur Trennung von Flüssigkeiten und dessen Verwendung
WO2016138272A1 (en) 2015-02-27 2016-09-01 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Non-fluorinated water-based superhydrophobic compositions
CN104831520A (zh) * 2015-05-11 2015-08-12 湖州哲豪丝绸有限公司 一种超疏水耐水洗的纺织品的制备方法
EP3359726B1 (de) 2015-10-05 2022-05-18 BVW Holding AG Textilien mit mikrostrukturierter oberfläche und kleidungsstücke damit
EP3359055B1 (de) 2015-10-05 2021-11-03 BVW Holding AG Rückziehvorrichtung mit niedriger normalkraft mit einer mikrostrukturierten oberfläche
KR101885365B1 (ko) * 2017-03-31 2018-08-06 서울대학교산학협력단 비용매 유도 상분리법을 이용한 초소수성직물 제조방법 및 이로부터 제조된 초소수성직물
DE102018008583A1 (de) * 2018-10-31 2020-04-30 Ewald Dörken Ag Verbundfolie
CN113073930A (zh) * 2020-01-03 2021-07-06 上海圣腾遮阳科技有限公司 一种新型窗帘叶片
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
CN113713632A (zh) * 2021-07-29 2021-11-30 自然资源部天津海水淡化与综合利用研究所 一种超疏水聚丙烯微孔膜及其制备方法
US11859065B1 (en) * 2023-04-12 2024-01-02 King Faisal University Up-cycling waste polypropylene as superhydrophobic sheets
US11840609B1 (en) * 2023-04-12 2023-12-12 King Faisal University Method to prepare superhydrophobic sheets from virgin and waste polypropylene

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2029754A1 (de) * 1969-06-17 1971-05-13 Dunlop Co Ltd Verbesserungen zum Verbinden von thermoplastischen Materialien
EP0091547B1 (de) * 1982-03-19 1986-08-06 Allied Corporation Beschichtete kettenverlängerte Polyolefinfaser
WO2005034659A2 (en) * 2003-08-11 2005-04-21 University Of Tennessee Research Foundation Fluorochemical electret treatment for barrier fabrics

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5733603A (en) * 1996-06-05 1998-03-31 Kimberly-Clark Corporation Surface modification of hydrophobic polymer substrate
WO1999051401A1 (en) * 1998-04-06 1999-10-14 Acs Industries Inc. Antimicrobial scrub pad
US6060410A (en) * 1998-04-22 2000-05-09 Gillberg-Laforce; Gunilla Elsa Coating of a hydrophobic polymer substrate with a nonstoichiometric polyelectrolyte complex
US6630231B2 (en) * 1999-02-05 2003-10-07 3M Innovative Properties Company Composite articles reinforced with highly oriented microfibers
WO2001001962A1 (en) * 1999-07-05 2001-01-11 Idea Ag. A method for the improvement of transport across adaptable semi-permeable barriers
US6638239B1 (en) * 2000-04-14 2003-10-28 Glaukos Corporation Apparatus and method for treating glaucoma
US6613703B1 (en) * 2000-04-27 2003-09-02 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Thermoplastic nonwoven web chemically reacted with a cyclodextrin compound
WO2002009214A1 (en) * 2000-07-25 2002-01-31 Apollo Energy Systems, Incorporated Electrodes for alkaline fuel cells with circulating electrolyte
AU2001261262A1 (en) * 2000-11-01 2002-05-15 Glaukos Corporation Glaucoma treatment device
US7132377B2 (en) * 2001-11-16 2006-11-07 The Procter & Gamble Company Disposable dish care and hard surface cleaning wipe

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2029754A1 (de) * 1969-06-17 1971-05-13 Dunlop Co Ltd Verbesserungen zum Verbinden von thermoplastischen Materialien
EP0091547B1 (de) * 1982-03-19 1986-08-06 Allied Corporation Beschichtete kettenverlängerte Polyolefinfaser
WO2005034659A2 (en) * 2003-08-11 2005-04-21 University Of Tennessee Research Foundation Fluorochemical electret treatment for barrier fabrics

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WO2007048630A1 (de) 2007-05-03
US20090227164A1 (en) 2009-09-10
DE112006002245A5 (de) 2008-08-14

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