WO2002103093A1 - Polymer fibres having self-cleaning properties and comprising particles in the surface thereof, and method for producing the same - Google Patents

Polymer fibres having self-cleaning properties and comprising particles in the surface thereof, and method for producing the same Download PDF

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WO2002103093A1
WO2002103093A1 PCT/EP2002/004805 EP0204805W WO02103093A1 WO 2002103093 A1 WO2002103093 A1 WO 2002103093A1 EP 0204805 W EP0204805 W EP 0204805W WO 02103093 A1 WO02103093 A1 WO 02103093A1
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WO
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particles
polymer fibers
spinning process
polymer
silicates
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PCT/EP2002/004805
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Markus Oles
Edwin Nun
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Creavis Gesellschaft Für Technologie Und Innovation Mbh
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    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B17/00—Methods preventing fouling
    • B08B17/02—Preventing deposition of fouling or of dust
    • B08B17/06—Preventing deposition of fouling or of dust by giving articles subject to fouling a special shape or arrangement
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B08B17/065—Preventing deposition of fouling or of dust by giving articles subject to fouling a special shape or arrangement the surface having a microscopic surface pattern to achieve the same effect as a lotus flower
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/04—Dry spinning methods
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/08—Melt spinning methods

Definitions

  • Polymer fibers with self-cleaning properties that have particles in the surface and a process for their production
  • the present invention relates to polymer fibers with self-cleaning properties which have particles in the surface, and to a process for their production.
  • CH-PS-268 258 describes a method in which structured surfaces are produced by applying powders such as kaolin, talc, clay or silica gel.
  • the powders are fixed on the surface by oils and resins based on organosilicon compounds (Examples 1 to 6).
  • WO 00/58410 comes to the conclusion that it is technically possible to make the surfaces of objects artificially self-cleaning.
  • the surface structures of elevations and depressions required for this have a distance between the elevations of the surface structures in the range from 0.1 to 200 ⁇ m and a height of the elevation in the range 0.1 to 100 ⁇ m.
  • the materials used for this must consist of hydrophobic polymers or permanently hydrophobized material. Detachment of the particles from the carrier matrix must be prevented. No information is given about the geometric shape or the radii of curvature of the structure in the aforementioned fonts.
  • WO 00/58410 describes the structures and claims the formation thereof by spraying on hydrophobic alcohols, such as nonacosan-10-ol or alkanediols, such as nonacosan-5,10-diol.
  • hydrophobic alcohols such as nonacosan-10-ol or alkanediols, such as nonacosan-5,10-diol.
  • the disadvantage here is the poor stability of the self-cleaning surfaces, since detergents lead to the dissolution of the structure.
  • the task was therefore to find surface structures which have a high contact angle with water and which can be introduced into the fibers using a non-embossing process.
  • the present invention therefore relates to polymer fibers with self-cleaning properties which have particles in the surface and which can be obtained by introducing the particles into the surface of the polymer fibers by means of a gas stream during the spinning process.
  • the present invention also relates to a process for producing polymer fibers according to at least one of claims 1 to 12, which is characterized in that particles are introduced into the surface of the polymer during the spinning process directly after the polymers have emerged from the spinneret by means of a gas stream.
  • the advantage of the method according to the invention is that polymer fibers which have self-cleaning properties are easily accessible.
  • the fact that the step of introducing the particles into the surface of the polymers can be integrated into a process step which is usually to be carried out anyway in fiber production gives a very simple and inexpensive possibility of producing the polymer fibers according to the invention.
  • the stress on the fibers compared to subsequent treatment e.g. with heat or a solvent
  • the polymer fibers of the invention do not lose their self-cleaning properties even when they come into contact with water with detergents.
  • the polymer fibers according to the invention with self-cleaning properties have particles which are fixed in the surface thereof. These polymer fibers according to the invention can be obtained by introducing the particles into the surface of the polymer fibers by means of a gas stream during the spinning process.
  • the particles in the surface have an average particle diameter of 20 nm to 100 ⁇ m, preferably from 50 nm to 50 ⁇ m, particularly preferably from 50 nm to 2 ⁇ m and very particularly preferably from 50 nm to 500 nm. In a particularly preferred
  • the embodiment of the polymer fiber according to the invention has these particles, which have an irregular fine structure in the nanometer range on their surface.
  • the spacing of the elevations or depressions on the particles is preferably less than 500 nm, very particularly preferably less than 200 nm.
  • the fissured structures with elevations and / or depressions in the nanometer range can, for. B. about
  • Cavities, pores, grooves, tips and / or peaks are formed.
  • the particles can be particles in the sense of DIN 53 206.
  • Particles or particles according to this standard can also be individual particles but also aggregates or agglomerates, whereby according to DIN 53 206, aggregates are understood to mean flat or edge-shaped primary particles (particles) and agglomerates are punctiform primary particles (particles).
  • the structure of such particles can be spherical, strictly spherical, moderately aggregated, almost spherical, extremely strongly agglomerated or porous agglomerated.
  • the preferred size of the agglomerates or aggregates is between 20 nm and 100 ⁇ m, particularly preferably between 0.2 and 30 ⁇ m.
  • the particles preferably have a BET surface area of 20 to 1000 square meters per gram.
  • the particles very particularly preferably have a BET surface area of 50 to 200 m 2 / g.
  • the particles used can come from different areas.
  • the particles can be selected from silicates, doped silicates, minerals, metal oxides, metal powders, silicas, pigments or polymers.
  • the particles are preferably selected from pyrogenic silicas, precipitated silicas, aluminum oxide, silicon dioxide, doped silicates, pyrogenic silicates or powdery polymers such as e.g. B. spray-dried and agglomerated emulsions or cryomilled PTFE.
  • those particles are preferably used which have at least one compound selected from pyrogenic silica, precipitated silica, aluminum oxide, silicon dioxide, pyrogenic and / or doped silicates or powdery polymers.
  • the particles used have hydrophobic properties.
  • the hydrophobic properties of the particles may be inherent due to the material used for the particles, as is the case, for example, with polytetrafluoroethylene (PTFE).
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • hydrophobized particles which, after suitable treatment, have hydrophobic properties, such as, for. B. with at least one compound from the group of alkylsilanes, fluoroalkylsilanes, perfluoroalkylsilanes or disilazanes.
  • hydrophobically equipped particles are e.g. B. the Aerosil VPR 411 or Aerosil R 8200 from Degussa AG.
  • the particles before the introduction or after the Introducing be hydrophobized. It is therefore also possible within the scope of the invention that the particles are provided with hydrophobic properties after they have been introduced into the polymers. In this case too, the particles are preferably provided with hydrophobic properties by treatment with at least one compound from the group of the alkylsilanes, the fluoroalkylsilanes, the perfluoroalkylsilanes or the disilazanes.
  • Some particularly preferred particles are Aeroperl 90/30, Sipernat silica 350, aluminum oxide C, zirconium silicate, vanadium-doped or VP-Aeroperl P 25/20 (manufacturer Degussa AG).
  • VP-Aeroperl P 25/20 is appropriately hydrophobicized by treatment with perfluoroalkylsilane and subsequent tempering.
  • the particles on or in the surface of the polymer fibers preferably have spacings of 0-10 particle diameters, in particular 2-3 particle diameters.
  • the particles preferably have an average depth of penetration into the fibers of at most half the particle diameter, particularly preferably an average depth of penetration of at most one third of the particle diameter.
  • the polymer fibers according to the invention have fibers made from thermoplastic plastics or from thermally unstable polymers. Almost all polymeric materials can be present, as long as these materials are melt spinning or
  • the fibers according to the invention preferably have
  • Material is a polymer customary for the production of polymer fibers, selected from
  • Polyethylenes polypropylenes, polystyrenes, polyesters such as B. diols, polyether sulfones or polyalkylene terephthalates such.
  • the polymer fibers according to the invention with self-cleaning properties which have particles in the surface preferably have an extensibility and a strength which are similar or identical to those of polymer fibers which have no particles in the surface.
  • the polymer fibers according to the invention preferably have a diameter of 50 to 400 ⁇ m, particularly preferably a diameter of 75 to 250 ⁇ m.
  • a dry or melt spinning process can be used as the spinning process.
  • the polymer fiber according to the invention is preferably carried out according to the method according to the invention for producing polymer fibers according to at least one of claims 1 to 12, which is characterized in that particles are introduced into the surface of the polymer during the spinning process after the polymers have emerged from the spinneret by means of a gas stream become.
  • the spinning process can be a dry spinning process or a melt spinning process. Depending on the polymers used to produce the polymer fibers, one or the other process must be used.
  • thermally unstable polymers are usually spun into polymer fibers. This is done by dissolving the thermally unstable polymers in a suitable, volatile solvent. Examples here are the mixtures of 30% by weight of polyacrylonitrile in DMF, 20% by weight of cellulose triacetate in dichloromethylene or 15 to 29% by weight of aromatic polyamides in DMF plus an addition of 5% by weight of lithium chloride.
  • these solutions are pressed through a spinning head which has one or more spinnerets.
  • the fibers emerging from the spinnerets are blown with a warm gas, preferably warm air or warm nitrogen, in a channel which is preferably long, as a result of which the solvents evaporate or evaporate and the fibers solidify.
  • the speed at which the fibers are drawn off is usually from 300 to 400 m min. Regardless of the withdrawal speed, particles are mixed into the warm gas stream according to the invention, which are embedded in the surface of the fibers that have not yet solidified. Depending on the withdrawal speed, the particle density in the gas stream must be changed in order to achieve the desired particle density on the surface of the polymer fibers.
  • the mixing of the particles into the gas stream can be carried out in a manner known to the person skilled in the art, e.g. B. analogous to an electrostatic coating.
  • melt spinning which is another embodiment of the method according to the invention, the melt of a thermoplastic polymer is pressed at high shear rate through a spinning head which has at least one spinneret.
  • the spinning head usually has more than one spinneret.
  • the spinnerets preferably have a diameter of 50 to 400 ⁇ m.
  • the molten polymer is pressed through these nozzles, z. B.
  • a gear pump can be used as funding.
  • the resulting threads are wound at speeds of up to 4000 m / min. pulled, cooling and solidifying. If the threads are wound onto drums at a higher speed than the take-off speed, the threads are stretched.
  • Cooling of the fibers is usually assisted by blowing the fibers with a gas stream, usually a nitrogen or air stream, after exiting the spinneret.
  • this gas stream is admixed with the particles which are embedded in the surface of the fibers which have not yet solidified.
  • the temperature of the fiber when the particles are applied must be above the glass transition temperature of the fiber material used.
  • the particle density in the gas stream must be changed in order to achieve the desired particle density on the surface of the polymer fibers.
  • the mixing of the particles into the gas stream can be carried out in a manner known to the person skilled in the art, e.g. B. analogous to an electrostatic coating.
  • gas nozzles are attached to the spinneret which generate a hot gas stream at high speed, usually blow air or nitrogen along the polymer fiber.
  • This type of melt spinning enables microfibers to be produced.
  • particles are also mixed into the hot gas stream in this method and are embedded in the surface of the polymer fibers which have not yet solidified.
  • the temperature of the fiber when the particles are applied must be above the glass transition temperature of the fiber material used.
  • the particle density on the polymer fiber can be controlled via the particle density in the gas stream as a function of the withdrawal speed.
  • usable polymers can be selected from the polycarbonates, polymethyl methacrylates, polyamides, such as, for. B. PA66, PA12, PAH, PA6 or aromatic polyamides, PVC, polyethylenes, polypropylenes, polystyrenes, polyesters such. B. diols, polyether sulfones or polyalkylene terephthalates such. B. polyethylene terephthalate (PET), and their mixtures or copolymers.
  • polyamides such as, for. B. PA66, PA12, PAH, PA6 or aromatic polyamides
  • PVC polyethylenes
  • polypropylenes polystyrenes
  • polyesters such as, polypropylenes, polystyrenes, polyesters such.
  • B. diols, polyether sulfones or polyalkylene terephthalates such.
  • B. polyethylene terephthalate (PET) and their mixtures or copolymers.
  • the particles to be used are common to all designs.
  • the particles preferably have an average particle diameter of 20 nm to 100 ⁇ m, preferably from 50 nm to 50 ⁇ m, particularly preferably from 50 nm to 2 ⁇ m and very particularly preferably from 50 nm to 500 nm.
  • particles are used which have an irregular fine structure in the nanometer range on their surface. The use of such particles is the subject of a separate patent application (DE 101 18 345). These particles have a fissured structure with elevations and / or depressions in the nanometer range.
  • the elevations and / or depressions preferably have an average height of 20 to 500 nm, particularly preferably 20 to 200 nm.
  • the spacing of the elevations or depressions on the particles is preferably less than 500 nm, very particularly preferably less than 200 nm.
  • the fissured structures with elevations and / or depressions in the nanometer range can, for. B. over cavities, pores, grooves, tips and / or peaks.
  • the particles which can be used according to the invention can be particles in the sense of DIN 53 206.
  • Particles or particles according to this standard can also be individual particles but also aggregates or agglomerates, whereby according to DIN 53 206, aggregates are understood to mean flat or edge-shaped primary particles (particles) and agglomerates of primary particles (particles) attached to one another.
  • Particles which aggregate from primary particles to form agglomerates or aggregates can also be used.
  • the structure of such particles can be spherical, strictly spherical, moderately aggregated, almost spherical, extremely strongly agglomerated or porous agglomerated.
  • the preferred size of the agglomerates or aggregates is between 20 nm and 100 ⁇ m, particularly preferably between 0.2 and 30 ⁇ m.
  • Particles preferably used have a BET surface area of 20 to 1000 square meters per gram.
  • the particles very particularly preferably have a BET surface area of 50 to 200 m 2 / g.
  • the particles used can come from different areas.
  • the particles can be selected from silicates, doped silicates, minerals, metal oxides, metal powders, silicas, pigments or polymers.
  • the particles are preferably selected from pyrogenic silicas, precipitated silicas, aluminum oxide, silicon dioxide, doped silicates, pyrogenic silicates or powdery polymers such as e.g. B. spray-dried and agglomerated emulsions or cryomilled PTFE.
  • those particles are preferably used which have at least one compound selected from pyrogenic silica, precipitated silica, aluminum oxide, silicon dioxide, pyrogenic and / or doped silicates or powdery polymers.
  • the particles used have hydrophobic properties.
  • the hydrophobic properties of the particles may be inherent due to the material used for the particles, such as, for example, in the case of polytetrafluoroethylene (PTFE).
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • hydrophobized particles which, after suitable treatment, have hydrophobic properties, such as, for. B. with at least one connection from the group of alkylsilanes, fluoroalkylsilanes, perfluoroalkylsilanes or disilazanes.
  • hydrophobically equipped particles are e.g. B. the Aerosil VPR 411 or Aerosil R 8200 from Degussa AG.
  • the particles are hydrophobicized before or after the introduction. It is therefore also possible within the scope of the invention that the particles are provided with hydrophobic properties after they have been introduced into the polymers. In this case too, the particles are preferably provided with hydrophobic properties by treatment with at least one compound from the group of the alkylsilanes, the fluoroalkylsilanes, the perfluoroalkylsilanes or the disilazanes.
  • Some particularly preferred particles are Aeroperl 90/30, Sipemat silica 350, aluminum oxide C, zirconium silicate, vanadium-doped or VP-Aeroperl P 25/20 (manufacturer Degussa AG).
  • VP-Aeroperl P 25/20 is appropriately hydrophobicized by treatment with perfluoroalkylsilane and subsequent tempering.
  • the fibers themselves are also made hydrophobic. This can be advantageous for the self-cleaning properties of the fibers.
  • the present invention also relates to the use of the polymer fibers in carpets, sewing threads, ropes, wall hangings, textiles, wallpapers, clothing, tents, decorative curtains, stage curtains and for seams.
  • the polymer fibers according to the invention are suitable for the production of textile objects with a self-cleaning and water-repellent surface, in particular for the production of clothing items which are exposed to high levels of dirt and water, in particular for skiing, alpine sports, motor sports, motorcycle sports, motocross sports, sailing sports, textiles for the leisure area as well as technical textiles such as tents, awnings, umbrellas, tablecloths and convertible tops.
  • the present invention also relates to textiles produced from the fibers according to the invention according to at least one of claims 1 to 12.
  • the textiles can, for. B. woven, knitted, non-woven or Be felts.
  • textile articles with self-cleaning and dirt-repellent surfaces are easily accessible. Subsequent treatment is often no longer necessary.
  • a polymer melt made of polyamide 12 is pressed under a nitrogen atmosphere through a spinning head with many nozzles with a diameter of 150 ⁇ m.
  • the resulting threads are wound at speeds of up to 1000 m / min. pulled, cooling and solidifying.
  • the winding on drums takes place at a higher speed of 1500 m / min., Whereby the threads are stretched.
  • the fibers are blown at high speed with hot air by air nozzles attached to the side of the spinnerets.
  • a silica (Aerosol R8200, Degussa AG) is added to these air streams so that the particles immediately settle into the still hot fibers and thus create the desired structure.
  • the fibers produced in this way have a very high contact angle of greater than 150 ° and the microstructure provides very good self-cleaning.

Abstract

The invention relates to polymer fibres having self-cleaning properties and comprising particles in the surface thereof, and to a method for producing the same.

Description

Polymerfasern mit selbstreinigenden Eigenschaften, die in der Oberfläche Partikel aufweisen sowie ein Verfahren zu deren HerstellungPolymer fibers with self-cleaning properties that have particles in the surface and a process for their production
Die vorliegende Erfindung betrifft Polymerfasern mit selbstreinigenden Eigenschaften, die in der Oberfläche Partikel aufweisen sowie ein Verfahren zu deren Herstellung.The present invention relates to polymer fibers with self-cleaning properties which have particles in the surface, and to a process for their production.
Es ist bekannt, dass Oberflächen mit einer Kombination aus MikroStruktur und geringer Oberflächenenergie interessante Eigenschaften aufweisen. Durch eine geeignete Kombination aus Struktur und Hydrophobie ist 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).It is known that surfaces with a combination of microstructure and low surface energy have interesting properties. A suitable combination of structure and hydrophobicity makes it possible for even small amounts of moving water to take dirt particles adhering to the surface with them and to clean the surface (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.State of the art according to EP 0 933 388 is that an aspect ratio of> 1 and a surface energy of less than 20 mN / m are required for such self-cleaning surfaces. The aspect ratio is defined as the quotient of the height and the width of the structure. The aforementioned criteria are realized in nature, for example in the lotus leaf. The surface of the plant formed from a hydrophobic wax-like material has elevations that are a few μm apart. Water drops essentially only come into contact with these tips. Such water-repellent surfaces have been widely described in the literature.
In der kürzlich erschienen Arbeit von G. Önner und T.G. McCarthy, Langmuir 2000, 16, 7777-7782, zeigen die Autoren, dass kein Zusammenhang zwischen den Aspektverhältnissen und dem Fortschreitwinkel besteht. Der Kontakwinkel wäre somit unabhängig von der Oberflächenchemie. Ferner wird berichtet, dass der Randwinkel unabhängig von den geometrischen Strukturen sind, allerdings steigt der Rückzugswinkel mit zunehmendem Strukturabstand an. Dies widerspricht den von uns gemachten Erfahrungen.In the recently published work by G. Önner and T.G. McCarthy, Langmuir 2000, 16, 7777-7782, show the authors that there is no connection between the aspect ratios and the angle of progression. The contact angle would therefore be independent of the surface chemistry. It is also reported that the contact angle is independent of the geometric structures, but the retraction angle increases with increasing structure distance. This contradicts the experiences we have made.
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). 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. Bei den zuvor genannten Schriften werden keine Angaben über die geometrische Form oder die Krümmungsradien der Struktur gemacht.CH-PS-268 258 describes a method in which structured surfaces are produced by applying powders such as kaolin, talc, clay or silica gel. The powders are fixed on the surface by oils and resins based on organosilicon compounds (Examples 1 to 6). WO 00/58410 comes to the conclusion that it is technically possible to make the surfaces of objects artificially self-cleaning. The surface structures of elevations and depressions required for this have a distance between the elevations of the surface structures in the range from 0.1 to 200 μm and a height of the elevation in the range 0.1 to 100 μm. The materials used for this must consist of hydrophobic polymers or permanently hydrophobized material. Detachment of the particles from the carrier matrix must be prevented. No information is given about the geometric shape or the radii of curvature of the structure in the aforementioned fonts.
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, bei denen eine Oberfläche durch Beschuss mit Partikeln einer entsprechenden Größe und anschließender Perfluorierung besonders abweisend ausgestattet werden kann, wie z. B. in US PS 5,599,489 beschrieben. 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.Methods for producing these structured surfaces are also known. In addition to the detailed reproduction of these structures by a master structure in the injection molding or embossing process, processes are also known in which a surface can be given a particularly repellent finish by bombardment with particles of an appropriate size and subsequent perfluorination, such as, for example, B. described in US Patent 5,599,489. Another method describes H. Saito et al. in "Service Coatings International", 4, 1997, p.168 ff. Here, particles of fluoropolymers are applied to metal surfaces, with a greatly reduced wettability of the surfaces thus produced against water with a significantly reduced tendency to icing.
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.The principle is borrowed from nature. Small contact areas reduce Van-der Waal's interaction, which is responsible for the adhesion to flat surfaces with low surface energy. For example, the leaves of the lotus plant are provided with raised areas made of wax, which reduce the contact area with water. WO 00/58410 describes the structures and claims the formation thereof by spraying on hydrophobic alcohols, such as nonacosan-10-ol or alkanediols, such as nonacosan-5,10-diol. The disadvantage here is the poor stability of the self-cleaning surfaces, since detergents lead to the dissolution of the structure.
All diesen Verfahren ist aber gemeinsam, dass das selbstreinigende Verhalten der Oberflächen durch ein sehr hohes Aspektverhältnis beschrieben wird, wobei z. B. Prägeverfahren zumAll of these methods have in common that the self-cleaning behavior of the surfaces is described by a very high aspect ratio. B. Embossing process for
Erreichen eines hohen Aspektverhältnisses für Fasern nicht geeignet sind. Hohe Aspektverhältnisse sind technisch nur schwer realisierbar und besitzen eine geringe mechanische Stabilität.Achieving a high aspect ratio for fibers are not suitable. Height Aspect ratios are difficult to implement technically and have low mechanical stability.
Es bestand daher die Aufgabe Oberflächenstrukturen zu finden, die einen hohen Randwinkel mit Wasser aufweisen und über ein nicht-prägendes Verfahren in die Fasern eingebracht werden können.The task was therefore to find surface structures which have a high contact angle with water and which can be introduced into the fibers using a non-embossing process.
Überraschenderweise wurde gefunden, dass es möglich ist, partikuläre Systeme in die Oberfläche von Polymerfasern im Spinnprozeß mittels eines Gasstromes so einzubringen, das eine strukturierte Oberfläche mit niedriger Oberflächenenergie, also eine Oberfläche mit guten selbstreinigenden Eigenschaften hergestellt werden kann.Surprisingly, it was found that it is possible to introduce particulate systems into the surface of polymer fibers in the spinning process by means of a gas stream in such a way that a structured surface with low surface energy, that is to say a surface with good self-cleaning properties, can be produced.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind deshalb Polymerfasern mit selbstreinigenden Eigenschaften, die in der Oberfläche Partikel aufweisen und die durch Einbringen der Partikel in die Oberfläche der Polymerfasern mittels eines Gasstromes während des Spinnprozesses erhältlich sind.The present invention therefore relates to polymer fibers with self-cleaning properties which have particles in the surface and which can be obtained by introducing the particles into the surface of the polymer fibers by means of a gas stream during the spinning process.
Außerdem ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Polymerfasern gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 12, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass Partikel während des Spinnprozesses direkt nach Austritt der Polymeren aus der Spinndüse mittels eines Gasstromes in die Oberfläche des Polymeren eingebracht werden.The present invention also relates to a process for producing polymer fibers according to at least one of claims 1 to 12, which is characterized in that particles are introduced into the surface of the polymer during the spinning process directly after the polymers have emerged from the spinneret by means of a gas stream.
Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass auf einfache Weise Polymerfasern zugänglich sind, die selbstreinigende Eigenschaften aufweisen. Dadurch, dass der Schritt des Einbringens der Partikel in die Oberfläche der Polymeren in einen bei der Faserherstellung üblicherweise sowieso vorzunehmenden Verfahrensschritt integriert werden kann, erhält man eine sehr einfache und kostengünstige Möglichkeit zur Herstellung der erfindungsgemäßen Polymerfasern. Durch die Integration des Schrittes des Einbringens der Partikel in die Oberfläche der Polymeren in den Spinnvorgang wird die Beanspruchung der Fasern gegenüber einer nachträglichen Behandlung (z. B. mit Wärme oder einem Lösemittel) deutlich reduziert und die Polymerfasern somit haltbarer. Es hat sich weiterhin gezeigt, dass die erfindungsgemäßen Polymerfasern ihre selbstreinigenden Eigenschaften auch dann nicht verlieren, wenn sie mit Wasser mit Detergenzien in Berührung kommen. Voraussetzung hierfür ist allerdings, dass die Detergenzien wieder vollständig ausgewaschen werden und anschließend wieder eine hydrophobe Oberfläche vorliegt bzw. hydrophobe Partikel vorliegen. Textilien, hergestellt aus den erfindungsgemäßen Polymerfasern, lassen sich deshalb mit handelsüblichen Reagenzien waschen, ohne ihre selbstreinigenden Eigenschaften zu verlieren.The advantage of the method according to the invention is that polymer fibers which have self-cleaning properties are easily accessible. The fact that the step of introducing the particles into the surface of the polymers can be integrated into a process step which is usually to be carried out anyway in fiber production gives a very simple and inexpensive possibility of producing the polymer fibers according to the invention. By integrating the step of introducing the particles into the surface of the polymers in the spinning process, the stress on the fibers compared to subsequent treatment (e.g. with heat or a solvent) is significantly reduced and the polymer fibers are therefore more durable. It has also been shown that the polymer fibers of the invention do not lose their self-cleaning properties even when they come into contact with water with detergents. The prerequisite for this, however, is that the detergents are completely washed out again and then a hydrophobic surface or hydrophobic particles are present again. Textiles made from the polymer fibers according to the invention can therefore be washed with commercially available reagents without losing their self-cleaning properties.
Die erfindungsgemäßen Polymerfasern mit selbstreinigenden Eigenschaften weisen in der Oberfläche Partikel, die in dieser fixiert sind, auf. Diese erfindungsgemäßen Polymerfasern sind durch Einbringen der Partikel in die Oberfläche der Polymerfasern mittels eines Gasstromes während des Spinnprozesses erhältlich.The polymer fibers according to the invention with self-cleaning properties have particles which are fixed in the surface thereof. These polymer fibers according to the invention can be obtained by introducing the particles into the surface of the polymer fibers by means of a gas stream during the spinning process.
Die Partikel in der Oberfläche weisen einen mittleren Partikeldurchmesser von 20 nm bis 100 μm, vorzugsweise von 50 nm bis 50 μm, besonders bevorzugt von 50 nm bis 2 μm und ganz besonders bevorzugt von 50 nm bis 500 nm auf. In einer besonders bevorzugtenThe particles in the surface have an average particle diameter of 20 nm to 100 μm, preferably from 50 nm to 50 μm, particularly preferably from 50 nm to 2 μm and very particularly preferably from 50 nm to 500 nm. In a particularly preferred
Ausführungsart der erfindungsgemäßen Polymerfaser weist diese Partikel, die eine unregelmäßige Feinstruktur im Nanometerbereich auf ihrer Oberfläche aufweisen, auf. DieThe embodiment of the polymer fiber according to the invention has these particles, which have an irregular fine structure in the nanometer range on their surface. The
Verwendung derartiger Partikel ist neu und Gegenstand einer gesonderten Patentanmeldung (DE 101 18 345). Diese Partikel weisen eine zerklüftete Struktur mit Erhebungen und/oderThe use of such particles is new and is the subject of a separate patent application (DE 101 18 345). These particles have a jagged structure with elevations and / or
Vertiefungen im Nanometerbereich auf. Vorzugsweise weisen die Erhöhungen und/oderWells in the nanometer range. The elevations and / or preferably have
Vertiefungen im Mittel eine Höhe von 20 bis 500 nm, besonders bevorzugt von 20 bis 200 nm auf. Der Abstand der Erhöhungen bzw. Vertiefungen auf den Partikeln beträgt vorzugsweise weniger als 500 nm, ganz besonders bevorzugt weniger als 200 nm. Die zerklüfteten Strukturen mit Erhebungen und/oder Vertiefungen im Nanometerbereich können z. B. überWells on average a height of 20 to 500 nm, particularly preferably from 20 to 200 nm. The spacing of the elevations or depressions on the particles is preferably less than 500 nm, very particularly preferably less than 200 nm. The fissured structures with elevations and / or depressions in the nanometer range can, for. B. about
Hohlräume, Poren, Riefen, Spitzen und/oder Zacken gebildet werden.Cavities, pores, grooves, tips and / or peaks are formed.
Die Partikel können Teilchen im Sinne von DIN 53 206 sein. Partikel oder Teilchen gemäß dieser Norm können Einzelteilchen aber auch Aggregate oder Agglomerate sein, wobei gemäß DIN 53 206 unter Aggregaten flächig oder kantenformig aneinander gelagerte Primärteilchen (Partikel) und unter Agglomeraten punktformig aneinandergelagerte Primärteilchen (Partikel) verstanden werden. Als Partikel können auch solche eingesetzt werden, die sich aus Primärteilchen zu Agglomeraten oder Aggregaten zusammenlagern. Die Struktur solcher Partikel kann sphärisch, streng sphärisch, mäßig aggregiert, nahezu sphärisch, äußerst stark agglomeriert oder porös agglomeriert sein. Die bevorzugte Größe der Agglomerate bzw. Aggregate liegt zwischen 20 nm und 100 μm, besonders bevorzugt zwischen 0,2 und 30 μm.The particles can be particles in the sense of DIN 53 206. Particles or particles according to this standard can also be individual particles but also aggregates or agglomerates, whereby according to DIN 53 206, aggregates are understood to mean flat or edge-shaped primary particles (particles) and agglomerates are punctiform primary particles (particles). Particles which are composed of Store primary particles together to form agglomerates or aggregates. The structure of such particles can be spherical, strictly spherical, moderately aggregated, almost spherical, extremely strongly agglomerated or porous agglomerated. The preferred size of the agglomerates or aggregates is between 20 nm and 100 μm, particularly preferably between 0.2 and 30 μm.
Bevorzugt weisen die Partikel eine BET-Oberfläche von 20 bis 1000 Quadratmeter pro Gramm auf. Ganz besonders bevorzugt weisen die Partikel eine BET-Oberfläche von 50 bis 200 m2/g auf.The particles preferably have a BET surface area of 20 to 1000 square meters per gram. The particles very particularly preferably have a BET surface area of 50 to 200 m 2 / g.
Die eingesetzten Partikel können aus unterschiedlichen Bereichen kommen. Beispielsweise können die Partikel ausgewählt aus Silikaten, dotierten Silikaten, Mineralien, Metalloxiden, Metallpulvern, Kieselsäuren, Pigmenten oder Polymeren, sein. Vorzugsweise sind die Partikel, ausgewählt aus pyrogenen Kieselsäuren, Fällungskieselsäuren, Aluminiumoxid, Siliziumdioxid, dotierten Silikaten, pyrogenen Silikaten oder pulverformige Polymeren, wie z. B. sprühgetrocknete und agglomerierte Emulsionen oder cryogemahlenes PTFE.The particles used can come from different areas. For example, the particles can be selected from silicates, doped silicates, minerals, metal oxides, metal powders, silicas, pigments or polymers. The particles are preferably selected from pyrogenic silicas, precipitated silicas, aluminum oxide, silicon dioxide, doped silicates, pyrogenic silicates or powdery polymers such as e.g. B. spray-dried and agglomerated emulsions or cryomilled PTFE.
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 pulverformige Polymeren aufweisen.In particular, as particles which have an irregular fine structure in the nanometer range on the surface, those particles are preferably used which have at least one compound selected from pyrogenic silica, precipitated silica, aluminum oxide, silicon dioxide, pyrogenic and / or doped silicates or powdery polymers.
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, wie beispielsweise beim Polytetrafluorethylen (PTFE). 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, der Perfluoralkylsilane oder der Disilazane. Beispiele für hydrophob ausgerüstete Partikel sind z. B. das Aerosil VPR 411 oder Aerosil R 8200 der Degussa AG.It can be advantageous if the particles used have hydrophobic properties. The hydrophobic properties of the particles may be inherent due to the material used for the particles, as is the case, for example, with polytetrafluoroethylene (PTFE). However, it is also possible to use hydrophobized particles which, after suitable treatment, have hydrophobic properties, such as, for. B. with at least one compound from the group of alkylsilanes, fluoroalkylsilanes, perfluoroalkylsilanes or disilazanes. Examples of hydrophobically equipped particles are e.g. B. the Aerosil VPR 411 or Aerosil R 8200 from Degussa AG.
Für die Erfindung ist es unwesentlich, ob die Partikel vor dem Einbringen oder nach dem Einbringen hydrophobiert werden. Es ist deshalb im Rahmen der Erfindung ebenso möglich, dass die Partikel nach dem Einbringen in die Polymeren 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, der Perfluoralkylsilane oder der Disilazane mit hydrophoben Eigenschaften ausgestattet.For the invention, it is immaterial whether the particles before the introduction or after the Introducing be hydrophobized. It is therefore also possible within the scope of the invention that the particles are provided with hydrophobic properties after they have been introduced into the polymers. In this case too, the particles are preferably provided with hydrophobic properties by treatment with at least one compound from the group of the alkylsilanes, the fluoroalkylsilanes, the perfluoroalkylsilanes or the disilazanes.
Einige besonders bevorzugt einsetzbare Partikel sind Aeroperl 90/30, Sipernat Kieselsäure 350, Aluminiumoxid C, Zirkonsilikat, vanadiumdotiert oder VP-Aeroperl P 25/20 (Hersteller Degussa AG). Die Hydrophobierung von VP-Aeroperl P 25/20 erfolgt zweckmäßig durch Behandlung mit Perfluoralkylsilan und anschließender Temperung.Some particularly preferred particles are Aeroperl 90/30, Sipernat silica 350, aluminum oxide C, zirconium silicate, vanadium-doped or VP-Aeroperl P 25/20 (manufacturer Degussa AG). VP-Aeroperl P 25/20 is appropriately hydrophobicized by treatment with perfluoroalkylsilane and subsequent tempering.
Die Partikel auf bzw. in der Oberfläche der Polymerfasern weisen vorzugsweise Abstände von 0 - 10 Partikeldurchmessern, insbesondere von 2 - 3 Partikeldurchmesser auf. Vorzugsweise weisen die Partikel eine durchschnittliche Eindringtiefe in die Fasern von maximal der Hälfte des Partikeldurchmessers, besonders bevorzugt ein durchschnittliche Eindringtiefe von maximal einem Drittel des Partikeldurchmessers auf.The particles on or in the surface of the polymer fibers preferably have spacings of 0-10 particle diameters, in particular 2-3 particle diameters. The particles preferably have an average depth of penetration into the fibers of at most half the particle diameter, particularly preferably an average depth of penetration of at most one third of the particle diameter.
Die erfindungsgemäßen Polymerfasern weisen Fasern aus thermoplastischen Kunststoffen oder aus thermoinstabilen Polymeren auf. Es können nahezu alle polymeren Materialien vorhanden sein, solange diese Materialien dem Spinnen aus der Schmelze oder demThe polymer fibers according to the invention have fibers made from thermoplastic plastics or from thermally unstable polymers. Almost all polymeric materials can be present, as long as these materials are melt spinning or
Trockenspinnen zugänglich sind. Vorzugsweise weisen die erfindungsgemäßen Fasern alsDry spinning are accessible. The fibers according to the invention preferably have
Material ein für die Herstellung von Polymerfasern gebräuchliches Polymer, ausgewählt ausMaterial is a polymer customary for the production of polymer fibers, selected from
Polycarbonaten, Polymethylmethacrylaten, Polyamiden, wie z. B. PA66, PA12, PAH, PA6 oder Polycondensat aus 1,12-Decandisäure mit trans,trans-Diaminodicyclohexylmethan (70 % trans), aromatische Polyamide, wie z. B. polykondensierte Polyamide aus Terephthalsäure mit einem 1 zu 1 Gemisch aus 2,2,4- und 2,4,4-Trimethylhexamethylendiamin, PVC,Polycarbonates, polymethyl methacrylates, polyamides, such as. B. PA66, PA12, PAH, PA6 or polycondensate from 1,12-decanedioic acid with trans, trans-diaminodicyclohexylmethane (70% trans), aromatic polyamides, such as. B. polycondensed polyamides from terephthalic acid with a 1 to 1 mixture of 2,2,4- and 2,4,4-trimethylhexamethylene diamine, PVC,
Polyethylenen, Polypropylenen, Polystyrolen, Polyestern wie z. B. Diolen, Polyethersulfonen oder Polyalkylenterpthalaten wie z. B. Polyethylentherephthalat (PET), Polybutylentherephthalat (PBT), Cellulosetriacetat, Acrylfasem aus mindestens 85 %Polyethylenes, polypropylenes, polystyrenes, polyesters such as B. diols, polyether sulfones or polyalkylene terephthalates such. B. polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), cellulose triacetate, acrylic fibers of at least 85%
Acrylnitril mit z. B. 2-Vinylpyridin, N-Vinylpyrrolidin, Vinylacetat, Methallylsulffonsäure oder ähnlichem copolymerisiert sowie deren Gemische oder Copolymere oder Modacrylfasem, die definitionsgemäß zu 35 bis 84 % aus Acrylnitril, meist mit Vinylchlorid oder Vinylidenchlorid als Copolymer bestehen, auf.Acrylonitrile with e.g. B. 2-vinylpyridine, N-vinylpyrrolidine, vinyl acetate, methallylsulfonic acid or the like, and mixtures thereof or copolymers or Modacrylic fibers, which by definition consist of 35 to 84% acrylonitrile, mostly with vinyl chloride or vinylidene chloride as a copolymer.
Die erfindungsgemäßen Polymerfasem mit selbstreinigenden Eigenschaften, die in der Oberfläche Partikel aufweisen, weisen vorzugsweise eine Dehnbarkeit und eine Festigkeit auf, die denen von Polymerfasem, die in der Oberfläche keine Partikel aufweisen ähneln oder gleichen. Bevorzugt weisen die erfindungsgemäßen Polymerfasem einen Durchmesser von 50 bis 400 μm, besonders bevorzugt einen Durchmesser von 75 bis 250 μm auf.The polymer fibers according to the invention with self-cleaning properties which have particles in the surface preferably have an extensibility and a strength which are similar or identical to those of polymer fibers which have no particles in the surface. The polymer fibers according to the invention preferably have a diameter of 50 to 400 μm, particularly preferably a diameter of 75 to 250 μm.
Als Spinnprozeß kann ein Trocken- oder Schmelzspinnprozeß eingesetzt werden.A dry or melt spinning process can be used as the spinning process.
Die erfindungsgemäße Polymerfaser wird vorzugsweise gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von Polymerfasem gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 12 durchgeführt, wobei dieses dadurch gekennzeichnet ist, dass Partikel während des Spinnprozesses nach Austritt der Polymeren aus der Spinndüse mittels eines Gasstromes in die Oberfläche des Polymeren eingebracht werden.The polymer fiber according to the invention is preferably carried out according to the method according to the invention for producing polymer fibers according to at least one of claims 1 to 12, which is characterized in that particles are introduced into the surface of the polymer during the spinning process after the polymers have emerged from the spinneret by means of a gas stream become.
Der Spinnprozeß kann ein Trockenspinnprozeß oder ein Schmelzspinnprozeß sein. In Abhängigkeit von den zur Herstellung der Polymerfasem eingesetzten Polymeren ist der eine oder der andere Prozeß einzusetzen.The spinning process can be a dry spinning process or a melt spinning process. Depending on the polymers used to produce the polymer fibers, one or the other process must be used.
Beim Trockenspinnen werden üblicherweise thermoinstabile Polymere zu Polymerfasem versponnen. Dies erfolgt dadurch, dass die thermoinstabilen Polymere in einem geeigneten, leichtflüchtigen Lösemittel gelöst werden. Beispielhaft seien hier die Mischungen von 30 Gew.-% Polyacrylnitril in DMF, 20 Gew.-% Cellulosetriacetat in Dichlormethylen oder 15 bis 29 Gew.-% aromatischer Polyamide in DMF plus einen Zusatz von 5 Gew.-% Lithiumchlorid genannt. Diese Lösungen (Mischungen) werden beim Trockenspinnen durch einen Spinnkopf, der eine oder mehrere Spinndüsen aufweist, gepreßt. Den aus den Spinndüsen austretenden Fasern wird in einem Kanal, der vorzugsweise lang ist, ein warmes Gas, vorzugsweise warme Luft oder warmer Stickstoff entgegen geblasen, wodurch die Lösemittel verdunsten oder verdampfen und die Fasern erstarren. Die Geschwindigkeit, mit welcher die Fasern abgezogen werden, beträgt üblicherweise von 300 bis 400 m min. Unabhängig von der Abzugsgeschwindigkeit werden dem warmen Gasstrom erfindungsgemäß Partikel beigemischt, die sich in die Oberfläche der noch nicht erstarrten Fasem einlagern. Je nach Abzugsgeschwindigkeit muss die Partikeldichte im Gasstrom verändert werden, um die gewünschte Partikeldichte auf der Oberfläche der Polymerfasem zu erzielen. Das Beimischen der Partikel zum Gasstrom kann auf eine dem Fachmann bekannte Weise, z. B. analog einer elektrostatischen Beschichtung erfolgen.In dry spinning, thermally unstable polymers are usually spun into polymer fibers. This is done by dissolving the thermally unstable polymers in a suitable, volatile solvent. Examples here are the mixtures of 30% by weight of polyacrylonitrile in DMF, 20% by weight of cellulose triacetate in dichloromethylene or 15 to 29% by weight of aromatic polyamides in DMF plus an addition of 5% by weight of lithium chloride. During dry spinning, these solutions (mixtures) are pressed through a spinning head which has one or more spinnerets. The fibers emerging from the spinnerets are blown with a warm gas, preferably warm air or warm nitrogen, in a channel which is preferably long, as a result of which the solvents evaporate or evaporate and the fibers solidify. The speed at which the fibers are drawn off is usually from 300 to 400 m min. Regardless of the withdrawal speed, particles are mixed into the warm gas stream according to the invention, which are embedded in the surface of the fibers that have not yet solidified. Depending on the withdrawal speed, the particle density in the gas stream must be changed in order to achieve the desired particle density on the surface of the polymer fibers. The mixing of the particles into the gas stream can be carried out in a manner known to the person skilled in the art, e.g. B. analogous to an electrostatic coating.
Beim Schmelzspinnen, welches eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahren darstellt, wird die Schmelze eines thermoplastischen Polymers mit hoher Schergeschwindigkeit durch einen Spinnkopf gedrückt, der zumindest eine Spinndüse aufweist. Üblicherweise weist der Spinnkopf mehr als eine Spinndüse auf.In melt spinning, which is another embodiment of the method according to the invention, the melt of a thermoplastic polymer is pressed at high shear rate through a spinning head which has at least one spinneret. The spinning head usually has more than one spinneret.
Die Spinndüsen weisen vorzugsweise einen Durchmesser von 50 bis 400 μm auf. Durch diese Düsen wird das geschmolzene Polymer gedrückt, wobei z. B. eine Zahnradpumpe als Fördermittel eingesetzt werden kann. Die resultierenden Fäden werden mit Geschwindigkeiten von bis zu 4000 m/min. gezogen, wobei sie erkalten und sich verfestigen. Erfolgt ein Aufwickeln der Fäden auf Trommeln mit einer höheren Geschwindigkeit als der Abzugsgeschwindigkeit werden die Fäden verstreckt.The spinnerets preferably have a diameter of 50 to 400 μm. The molten polymer is pressed through these nozzles, z. B. a gear pump can be used as funding. The resulting threads are wound at speeds of up to 4000 m / min. pulled, cooling and solidifying. If the threads are wound onto drums at a higher speed than the take-off speed, the threads are stretched.
Das Abkühlen der Fasem wird üblicherweise durch Beblasen der Fasem nach Austritt aus der Spinndüse mit einem Gasstrom, üblicherweise einem Stickstoff- oder Luftstrom, unterstützt. Erfindungsgemäß werden diesem Gasstrom die Partikel beigemischt, die sich in die Oberfläche der noch nicht erstarrten Fasem einlagern. Damit dies gelingt, muss die Temperatur der Faser beim Aufbringen der Partikel oberhalb der Glasübergangstemperatur des verwendeten Fasermaterials liegen. Je nach Abzugsgeschwindigkeit muss die Partikeldichte im Gasstrom verändert werden, um die gewünschte Partikeldichte auf der Oberfläche der Polymerfasem zu erzielen. Das Beimischen der Partikel zum Gasstrom kann auf eine dem Fachmann bekannte Weise, z. B. analog einer elektrostatischen Beschichtung erfolgen.Cooling of the fibers is usually assisted by blowing the fibers with a gas stream, usually a nitrogen or air stream, after exiting the spinneret. According to the invention, this gas stream is admixed with the particles which are embedded in the surface of the fibers which have not yet solidified. For this to succeed, the temperature of the fiber when the particles are applied must be above the glass transition temperature of the fiber material used. Depending on the withdrawal speed, the particle density in the gas stream must be changed in order to achieve the desired particle density on the surface of the polymer fibers. The mixing of the particles into the gas stream can be carried out in a manner known to the person skilled in the art, e.g. B. analogous to an electrostatic coating.
In einer weiteren besonderen Ausführungsart des erfindungsgemäßen Verfahrens werden an der Spinndüse Gasdüsen angebracht, die mit hoher Geschwindigkeit einen heißen Gasstrom, üblicherweise Luft oder Stickstoff, an der Polymerfaser entlang blasen. Durch diese Ausführung des Schmelzspinnens können Mikrofasem hergestellt werden. Auch bei diesem Verfahren werden erfindungsgemäß dem heißen Gasstrom Partikel beigemischt, die sich in die Oberfläche der noch nicht erstarrten Polymerfasem einlagern. Damit dies gelingt, muss die Temperatur der Faser beim Aufbringen der Partikel oberhalb der Glasübergangstemperatur des verwendeten Fasermaterials liegen. Wiederum läßt sich die Partikeldichte auf der Polymerfaser über die Partikeldichte im Gasstrom in Abhängigkeit von der Abzugsgeschwindigkeit steuern.In a further special embodiment of the method according to the invention, gas nozzles are attached to the spinneret which generate a hot gas stream at high speed, usually blow air or nitrogen along the polymer fiber. This type of melt spinning enables microfibers to be produced. According to the invention, particles are also mixed into the hot gas stream in this method and are embedded in the surface of the polymer fibers which have not yet solidified. For this to succeed, the temperature of the fiber when the particles are applied must be above the glass transition temperature of the fiber material used. Again, the particle density on the polymer fiber can be controlled via the particle density in the gas stream as a function of the withdrawal speed.
Für die Ausführungsarten des erfindungsgemäßen Verfahrens die einen Schmelzspinnprozeß verwenden, können einsetzbare Polymere ausgewählt werden aus den Polycarbonaten, Polymethylmethacrylaten, Polyamiden, wie z. B. PA66, PA12, PAH, PA6 oder aromatische Polyamide, PVC, Polyethylenen, Polypropylenen, Polystyrolen, Polyestem wie z. B. Diolen, Polyethersulfonen oder Polyalkylenterpthalaten wie z. B. Polyethylentherephtalat (PET), sowie deren Gemische oder Copolymere.For the embodiments of the process according to the invention which use a melt spinning process, usable polymers can be selected from the polycarbonates, polymethyl methacrylates, polyamides, such as, for. B. PA66, PA12, PAH, PA6 or aromatic polyamides, PVC, polyethylenes, polypropylenes, polystyrenes, polyesters such. B. diols, polyether sulfones or polyalkylene terephthalates such. B. polyethylene terephthalate (PET), and their mixtures or copolymers.
Allen Ausführungsarten gemeinsam sind die zu verwendenden Partikel. Bevorzugt weisen die Partikel einen mittleren Partikeldurchmesser von 20 nm bis 100 μm, vorzugsweise von 50 nm bis 50 μm, besonders bevorzugt von 50 nm bis 2 μm und ganz besonders bevorzugt von 50 nm bis 500 nm auf. In einer besonders bevorzugten Ausführungsart des erfindungsgemäßen Verfahrens werden Partikel eingesetzt, die eine unregelmäßige Feinstruktur im Nanometerbereich auf ihrer Oberfläche aufweisen, auf. Die Verwendung derartiger Partikel ist Gegenstand einer gesonderten Patentanmeldung (DE 101 18 345). Diese Partikel weisen eine zerklüftete Struktur mit Erhebungen und/oder Vertiefungen im Nanometerbereich auf. Vorzugsweise weisen die Erhöhungen und/oder Vertiefungen im Mittel eine Höhe von 20 bis 500 nm, besonders bevorzugt von 20 bis 200 nm auf. Der Abstand der Erhöhungen bzw. Vertiefungen auf den Partikeln beträgt vorzugsweise weniger als 500 nm, ganz besonders bevorzugt weniger als 200 nm. Die zerklüfteten Strukturen mit Erhebungen und/oder Vertiefungen im Nanometerbereich können z. B. über Hohlräume, Poren, Riefen, Spitzen und/oder Zacken gebildet werden.The particles to be used are common to all designs. The particles preferably have an average particle diameter of 20 nm to 100 μm, preferably from 50 nm to 50 μm, particularly preferably from 50 nm to 2 μm and very particularly preferably from 50 nm to 500 nm. In a particularly preferred embodiment of the method according to the invention, particles are used which have an irregular fine structure in the nanometer range on their surface. The use of such particles is the subject of a separate patent application (DE 101 18 345). These particles have a fissured structure with elevations and / or depressions in the nanometer range. The elevations and / or depressions preferably have an average height of 20 to 500 nm, particularly preferably 20 to 200 nm. The spacing of the elevations or depressions on the particles is preferably less than 500 nm, very particularly preferably less than 200 nm. The fissured structures with elevations and / or depressions in the nanometer range can, for. B. over cavities, pores, grooves, tips and / or peaks.
Die erfindungsgemäß einsetzbaren Partikel können Teilchen im Sinne von DIN 53 206 sein. Partikel oder Teilchen gemäß dieser Norm können Einzelteilchen aber auch Aggregate oder Agglomerate sein, wobei gemäß DIN 53 206 unter Aggregaten flächig oder kantenformig aneinander gelagerte Primärteilchen (Partikel) und unter Agglomeraten punktförmig aneinandergelagerte Primärteilchen (Partikel) verstanden werden. Als Partikel können auch solche eingesetzt werden, die sich aus Primärteilchen zu Agglomeraten oder Aggregaten zusammenlagern. Die Struktur solcher Partikel kann sphärisch, streng sphärisch, mäßig aggregiert, nahezu sphärisch, äußerst stark agglomeriert oder porös agglomeriert sein. Die bevorzugte Größe der Agglomerate bzw. Aggregate liegt zwischen 20 nm und 100 μm, besonders bevorzugt zwischen 0,2 und 30 μm.The particles which can be used according to the invention can be particles in the sense of DIN 53 206. Particles or particles according to this standard can also be individual particles but also aggregates or agglomerates, whereby according to DIN 53 206, aggregates are understood to mean flat or edge-shaped primary particles (particles) and agglomerates of primary particles (particles) attached to one another. Particles which aggregate from primary particles to form agglomerates or aggregates can also be used. The structure of such particles can be spherical, strictly spherical, moderately aggregated, almost spherical, extremely strongly agglomerated or porous agglomerated. The preferred size of the agglomerates or aggregates is between 20 nm and 100 μm, particularly preferably between 0.2 and 30 μm.
Bevorzugt eingesetzt Partikel weisen eine BET-Oberfläche von 20 bis 1000 Quadratmeter pro Gramm auf. Ganz besonders bevorzugt weisen die Partikel eine BET-Oberfläche von 50 bis 200 m2/g auf.Particles preferably used have a BET surface area of 20 to 1000 square meters per gram. The particles very particularly preferably have a BET surface area of 50 to 200 m 2 / g.
Die eingesetzten Partikel können aus unterschiedlichen Bereichen kommen. Beispielsweise können die Partikel ausgewählt aus Silikaten, dotierten Silikaten, Mineralien, Metalloxiden, Metallpulvern, Kieselsäuren, Pigmenten oder Polymeren, sein. Vorzugsweise sind die Partikel, ausgewählt aus pyrogenen Kieselsäuren, Fällungskieselsäuren, Aluminiumoxid, Siliziumdioxid, dotierten Silikaten, pyrogenen Silikaten oder pulverformige Polymeren, wie z. B. sprühgetrocknete und agglomerierte Emulsionen oder cryogemahlenes PTFE.The particles used can come from different areas. For example, the particles can be selected from silicates, doped silicates, minerals, metal oxides, metal powders, silicas, pigments or polymers. The particles are preferably selected from pyrogenic silicas, precipitated silicas, aluminum oxide, silicon dioxide, doped silicates, pyrogenic silicates or powdery polymers such as e.g. B. spray-dried and agglomerated emulsions or cryomilled PTFE.
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 pulverformige Polymeren aufweisen.In particular, as particles which have an irregular fine structure in the nanometer range on the surface, those particles are preferably used which have at least one compound selected from pyrogenic silica, precipitated silica, aluminum oxide, silicon dioxide, pyrogenic and / or doped silicates or powdery polymers.
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, wie beispielsweise beim Polytetrafluorethylen (PTFE). 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, der Perfluoralkylsilane oder der Disilazane. Beispiele für hydrophob ausgerüstete Partikel sind z. B. das Aerosil VPR 411 oder Aerosil R 8200 der Degussa AG.It can be advantageous if the particles used have hydrophobic properties. The hydrophobic properties of the particles may be inherent due to the material used for the particles, such as, for example, in the case of polytetrafluoroethylene (PTFE). However, it is also possible to use hydrophobized particles which, after suitable treatment, have hydrophobic properties, such as, for. B. with at least one connection from the group of alkylsilanes, fluoroalkylsilanes, perfluoroalkylsilanes or disilazanes. Examples of hydrophobically equipped particles are e.g. B. the Aerosil VPR 411 or Aerosil R 8200 from Degussa AG.
Für das erfindungsgemäße Verfahren ist es unerheblich, ob die Partikel vor dem Einbringen oder nach dem Einbringen hydrophobiert werden. Es ist deshalb im Rahmen der Erfindung ebenso möglich, dass die Partikel nach dem Einbringen in die Polymeren 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, der Perfluoralkylsilane oder der Disilazane mit hydrophoben Eigenschaften ausgestattet.It is irrelevant for the method according to the invention whether the particles are hydrophobicized before or after the introduction. It is therefore also possible within the scope of the invention that the particles are provided with hydrophobic properties after they have been introduced into the polymers. In this case too, the particles are preferably provided with hydrophobic properties by treatment with at least one compound from the group of the alkylsilanes, the fluoroalkylsilanes, the perfluoroalkylsilanes or the disilazanes.
Einige besonders bevorzugt einsetzbare Partikel sind Aeroperl 90/30, Sipemat Kieselsäure 350, Aluminiumoxid C, Zirkonsilikat, vanadiumdotiert oder VP-Aeroperl P 25/20 (Hersteller Degussa AG). Die Hydrophobierung von VP-Aeroperl P 25/20 erfolgt zweckmäßig durch Behandlung mit Perfluoralkylsilan und anschließender Temperung.Some particularly preferred particles are Aeroperl 90/30, Sipemat silica 350, aluminum oxide C, zirconium silicate, vanadium-doped or VP-Aeroperl P 25/20 (manufacturer Degussa AG). VP-Aeroperl P 25/20 is appropriately hydrophobicized by treatment with perfluoroalkylsilane and subsequent tempering.
Durch das nachträgliche Hydrophobieren der Partikel auf den Fasem werden die Fasem selbst ebenfalls hydrophobiert. Dies kann vorteilhaft für die selbstreinigenden Eigenschaften der Fasem sein.By subsequently hydrophobizing the particles on the fibers, the fibers themselves are also made hydrophobic. This can be advantageous for the self-cleaning properties of the fibers.
Ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung der Polymerfasem in Teppichen, Nähgarn, Seilen, Wandbehängen, Textilien, Tapeten, Bekleidungsstücken, Zelten, Dekor-Vorhängen, Bühnen-Vorhängen und für Nähte. Insbesondere eignen sich die erfindungsgemäßen Polymerfasem zur Herstellung von textilen Gegenständen mit einer selbstreinigenden und wasserabweisenden Oberfläche insbesondere zur Herstellung von Bekleidungsstücken, die hohen Belastungen durch Schmutz und Wasser ausgesetzt sind, insbesondere für den Skisport, Alpinsport, Motorsport, Motorradsport, Motocrosssport, Segelsport, Textilien für den Freizeitbereich sowie technische Textilien wie Zelte, Markisen, Regenschirme, Tischdecken und Kabrio- Verdecke. Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind ebenfalls Textilien, hergestellt aus den erfindungsgemäßen Fasem gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 12. Die Textilien können z. B. Gewebe, Gewirke, Vliese oder Filze sein. Durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Polymerfasem sind textile Gegenstände mit selbstreinigenden und schmutzabweisenden Oberflächen auf einfache Weise zugänglich. Eine nachträgliche Behandlung ist häufig nicht mehr notwendig.The present invention also relates to the use of the polymer fibers in carpets, sewing threads, ropes, wall hangings, textiles, wallpapers, clothing, tents, decorative curtains, stage curtains and for seams. In particular, the polymer fibers according to the invention are suitable for the production of textile objects with a self-cleaning and water-repellent surface, in particular for the production of clothing items which are exposed to high levels of dirt and water, in particular for skiing, alpine sports, motor sports, motorcycle sports, motocross sports, sailing sports, textiles for the leisure area as well as technical textiles such as tents, awnings, umbrellas, tablecloths and convertible tops. The present invention also relates to textiles produced from the fibers according to the invention according to at least one of claims 1 to 12. The textiles can, for. B. woven, knitted, non-woven or Be felts. By using the polymer fibers according to the invention, textile articles with self-cleaning and dirt-repellent surfaces are easily accessible. Subsequent treatment is often no longer necessary.
Durch das folgende Beispiel wird die Erfindung näher erläutert.The invention is explained in more detail by the following example.
Anwendungsbeispiel 1:Application example 1:
Eine Polymerschmelze aus Polyamid 12 wird unter Stickstoffatmosphäre durch einen Spinnkopf mit vielen Düsen von 150 μm Durchmesser gepreßt. Die resultierenden Fäden werden mit Geschwindigkeiten von bis zu 1000 m/min. gezogen, wobei sie erkalten und sich verfestigen. Das Aufwickeln auf Trommeln erfolgt mit einer höheren Geschwindigkeit von 1500 m/min., wodurch die Fäden verstreckt werden. Durch seitlich an den Spinndüsen angebrachte Luftdüsen werden die Fasem mit hoher Geschwindigkeit mit heißer Luft angeblasen. Diesen Luftströmen wird eine Kieselsäure (Aerosol R8200, Degussa AG) beigesetzt, so dass sich die Partikel sofort in die noch heißen Fasem einlagern und so die gewünschte Struktur erzeugen.A polymer melt made of polyamide 12 is pressed under a nitrogen atmosphere through a spinning head with many nozzles with a diameter of 150 μm. The resulting threads are wound at speeds of up to 1000 m / min. pulled, cooling and solidifying. The winding on drums takes place at a higher speed of 1500 m / min., Whereby the threads are stretched. The fibers are blown at high speed with hot air by air nozzles attached to the side of the spinnerets. A silica (Aerosol R8200, Degussa AG) is added to these air streams so that the particles immediately settle into the still hot fibers and thus create the desired structure.
Die so hergestellten Fasem weisen einen sehr hohen Randwinkel von größer 150° auf und durch die MikroStruktur ist eine sehr gute Selbstreinigung gegeben. The fibers produced in this way have a very high contact angle of greater than 150 ° and the microstructure provides very good self-cleaning.

Claims

Patentansprüche: claims:
1. Polymerfasem mit selbstreinigenden Eigenschaften, die in der Oberfläche Partikel aufweisen, erhältlich durch Einbringen der Partikel in die Oberfläche der Polymerfasem mittels eines Gasstromes während des Spinnprozesses.1. Polymer fibers with self-cleaning properties which have particles in the surface, obtainable by introducing the particles into the surface of the polymer fibers by means of a gas stream during the spinning process.
2. Polymerfasem gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel einen mittleren Partikeldurchmesser von 20 nm bis 100 μm aufweisen.2. Polymer fibers according to claim 1, characterized in that the particles have an average particle diameter of 20 nm to 100 microns.
3. Polymerfasem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel einen mittleren Partikeldurchmesser von 50 bis 500 nm aufweisen.3. Polymer fibers according to claim 2, characterized in that the particles have an average particle diameter of 50 to 500 nm.
4. Polymerfasem nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel eine unregelmäßige Feinstruktur im Nanometerbereich auf ihrer Oberfläche aufweisen.4. Polymer fibers according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that the particles have an irregular fine structure in the nanometer range on their surface.
5. Polymerfasem nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel, ausgewählt aus Silikaten, dotierten Silikaten, Mineralien, Metalloxiden, Metallpulvern, Kieselsäuren, Pigmenten oder Polymeren, sind.5. Polymer fibers according to at least one of claims 1 to 4, characterized in that the particles selected from silicates, doped silicates, minerals, metal oxides, metal powders, silicas, pigments or polymers are.
6. Polymerfasem nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel, ausgewählt aus pyrogenen Kieselsäuren, Fällungskieselsäuren, Aluminiumoxid, Siliziumdioxid, dotierten Silikaten, pyrogenen Silikaten oder pulverformige Polymeren sind.6. Polymer fibers according to at least one of claims 1 to 5, characterized in that the particles selected from pyrogenic silicas, precipitated silicas, aluminum oxide, silicon dioxide, doped silicates, pyrogenic silicates or powdery polymers.
7. Polymerfasem nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel hydrophobe Eigenschaften aufweisen.7. Polymer fibers according to at least one of claims 1 to 6, characterized in that that the particles have hydrophobic properties.
8. Polymerfasem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel durch eine Behandlung mit einer geeigneten Verbindung hydrophobe8. Polymer fibers according to claim 7, characterized in that the particles are hydrophobic by treatment with a suitable compound
Eigenschaften aufweisen.Have properties.
9. Polymerfasem gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel vor oder nach dem Einbringen in die Oberfläche der Polymerfasem mit hydrophoben Eigenschaften ausgestattet werden.9. Polymer fibers according to claim 8, characterized in that the particles are provided with hydrophobic properties before or after introduction into the surface of the polymer fibers.
10. Polymerfasem nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymerfasem Fasem aus thermoplastischen Kunststoffen oder aus thermoinstabilen Polymeren, ausgewählt aus Polycarbonaten, Polymethylmethacrylaten, Polyamiden, aromatischen Polyamiden, PVC, Polyethylenen, Polypropylenen, Polystyrolen, Polyestem, Diolen, Polyethersulfonen, Polyalkylenterpthalaten, Cellulosetriacetat, Acrylfasem oder Modacrylfasern sind.10. Polymer fibers according to at least one of claims 1 to 9, characterized in that the polymer fibers made of thermoplastic plastics or of thermally unstable polymers, selected from polycarbonates, polymethyl methacrylates, polyamides, aromatic polyamides, PVC, polyethylenes, polypropylenes, polystyrenes, polyesters, diols, Polyether sulfones, polyalkylene terephthalates, cellulose triacetate, acrylic fibers or modacrylic fibers.
11. Polymerfasem nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass als Spinnprozess ein Trocken- oder Schmelzspinnprozess eingesetzt wird.11. Polymer fibers according to at least one of claims 1 to 10, characterized in that a dry or melt spinning process is used as the spinning process.
12. Polymerfasem nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Partikel auf der Polymerfaser Abstände von 0 - 10 Partikeldurchmesser, insbesondere von 2 - 3 Partikeldurchmesser, aufweisen.12. Polymer fibers according to at least one of claims 1 to 11, characterized in that the individual particles on the polymer fiber have distances of 0-10 particle diameters, in particular 2-3 particle diameters.
13. Verfahren zur Herstellung von Polymerfasem gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass Partikel während des Spinnprozesses nach Austritt der Polymeren aus der Spinndüse mittels eines Gasstromes in die Oberfläche des Polymeren eingebracht werden.13. A process for the production of polymer fibers according to at least one of claims 1 to 12, characterized in that that particles are introduced into the surface of the polymer during the spinning process after the polymers have emerged from the spinneret by means of a gas stream.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Spinnprozess ein Trockenspinnprozess ist.14. The method according to claim 13, characterized in that the spinning process is a dry spinning process.
15. Verfahren nach Anspruch 13 , dadurch gekennzeichnet, dass der Spinnprozess ein Schmelzspinnprozess ist.15. The method according to claim 13, characterized in that the spinning process is a melt spinning process.
16. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass dem Gasstrom Partikel mit einer einen mittleren Partikeldurchmesser von 20 nm bis 100 μm zugesetzt werden.16. The method according to at least one of claims 13 to 15, characterized in that the gas stream particles with an average particle diameter of 20 nm to 100 microns are added.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel einen mittleren Partikeldurchmesser von 50 bis 500 nm aufweisen.17. The method according to claim 16, characterized in that the particles have an average particle diameter of 50 to 500 nm.
18. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel eine unregelmäßige Feinstruktur im Nanometerbereich auf ihrer Oberfläche aufweisen.18. The method according to at least one of claims 13 to 17, characterized in that the particles have an irregular fine structure in the nanometer range on their surface.
19. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel, ausgewählt aus Silikaten, dotierten Silikaten, Mineralien, Metalloxiden, Metallpulvern, Kieselsäuren, Pigmenten oder Polymeren, sind.19. The method according to at least one of claims 13 to 18, characterized in that the particles are selected from silicates, doped silicates, minerals, metal oxides, metal powders, silicas, pigments or polymers.
20. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel, ausgewählt aus pyrogenen Kieselsäuren, Fällungskieselsäuren, Aluminiumoxid, Siliziumdioxid, dotierten Silikaten, pyrogenen Silikaten oder pulverformige Polymeren sind.20. The method according to at least one of claims 13 to 19, characterized in that that the particles selected from pyrogenic silicas, precipitated silicas, aluminum oxide, silicon dioxide, doped silicates, pyrogenic silicates or powdery polymers.
21. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel hydrophobe Eigenschaften aufweisen.21. The method according to at least one of claims 13 to 20, characterized in that the particles have hydrophobic properties.
22. Verfahren nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel durch eine Behandlung mit einer geeigneten Verbindung hydrophobe Eigenschaften aufweisen.22. The method according to claim 21, characterized in that the particles have hydrophobic properties by treatment with a suitable compound.
23. Verfahren gemäß Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel vor oder nach dem Einbringen in die Oberfläche der Polymerfasem mit hydrophoben Eigenschaften ausgestattet werden.23. The method according to claim 22, characterized in that the particles are provided with hydrophobic properties before or after being introduced into the surface of the polymer fibers.
24. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 22 oder 23, 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.24. The method according to at least one of claims 22 or 23, characterized in that the particles are provided with hydrophobic properties by treatment with at least one compound from the group of alkylsilanes, fluoroalkylsilanes and / or disilazanes.
25. Verwendung der Polymerfasem nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 12 zur Herstellung von textilen Gegenständen mit einer selbstreinigenden und wasserabweisenden Oberfläche.25. Use of the polymer fibers according to at least one of claims 1 to 12 for the production of textile articles with a self-cleaning and water-repellent surface.
26. Verwendung nach Anspruch 25 zur Herstellung von Bekleidungsstücken, die hohen Belastungen durch Schmutz und Wasser ausgesetzt sind, insbesondere für den Skisport,26. Use according to claim 25 for the production of articles of clothing which are exposed to high levels of dirt and water, in particular for skiing.
Alpinsport, Motorsport, Motorradsport, Motorcrosssport, Segelsport, Textilien für denAlpine sports, motor sports, motorcycle sports, motor cross sports, sailing, textiles for the
Freizeitbereich sowie technische Textilien wie Zelte, Markisen, Regenschirme, Tischdecken und Kabrio-Verdecke.Leisure area as well as technical textiles such as tents, awnings, umbrellas, Tablecloths and convertible tops.
27. Textilien, hergestellt aus Fasem gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 12. 27. Textiles made from fibers according to at least one of claims 1 to 12.
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