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Posted: April 13, 2010

Neuer Ansatz optimiert Lotus-Effekt von schmutzabweisenden Textilien

(Nanowerk News) Im Rahmen eines gemeinschaftlichen Forschungsprojektes wurden an den Hohenstein Instituten in Bönnigheim und dem ITCF Denkendorf (AiF-Nr. 15142 N/1) schmutzabweisende Textilien entwickelt, die den aus der Natur bekannten Lotus-Effekt optimal nutzen. Mittels einer neuen Faserstrukturierung wurde der schmutzabweisende Effekt erstmals durch eine faserimanente Strukturierung der Oberfläche realisiert. Die in der Herstellung inkorporierten Partikel zeigen dabei lediglich vernachlässigbare Auswirkungen auf das Färbeverhalten bzw. die Farbstoffaufnahmefähigkeit des Polymers.
REM-Aufnahme einer mit magnetischen Partikeln oberflächenstrukturierten PP-Faser
REM-Aufnahme einer mit magnetischen Partikeln oberflächenstrukturierten PP-Faser. (Bild: Hohenstein Institute)
Bislang erfolgte das Versehen von Oberflächen mit hydrophoben Mikro- und Nanostrukturen in einem nachträglichen konventionellen Veredlungsprozess. Die so erzeugte funktionelle Schicht zeigt zwar gute schmutzabweisende Effekte, hält jedoch intensiver Gebrauchsbeanspruchung nicht Stand.
Durch einen neuen Ansatz in der Herstellung der Oberflächenstruktur konnte dieses Defizit behoben und die schmutzabweisende Funktion der Flächen optimiert werden. Mit Hilfe von magnetischen Nanopartikeln (Eisen, Eisenoxid) wird direkt im Spinnprozess von mikroskaligen Synthesefasern durch ein Magnetfeld eine zusätzliche nanostrukturierte Oberfläche erzeugt. Diese ferromagnetische Faserstrukturierung erfolgt direkt nach der Spinndüse im thermoplastischen Zustand der Spinnschmelze, so dass anschliessend die Verstreckung der Filamente wie gewohnt erfolgen kann.
Zur Charakterisierung der neu entstandenen Oberflächeneigenschaften wurden aus den erzeugten Einzelfilamenten Garne und weiter gestrickte Musterstücke hergestellt. Diese Muster konnten so auf hydrophobe sowie schmutzabweisende Eigenschaften und deren Beständigkeit im Gebrauch untersucht werden.
Source: Hohenstein Institute
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