Schmutzabweisende Antistatikbeschichtungen auf der Basis von Nanosolen

Das statische Aufladen von Textilien und verwandten Materialien (Filtern, Vliesen) ist in vielerlei Hinsicht ein großes Problem, dem z.B. über einfache Veredlungsschritte mit hydrophilen Agenzien begegnet wird. Die so erzielten Effekte sind hinsichtlich ihrer Permanenz unbefriedigend, und die Ausrüstung geht gemeinhin mit einer erhöhten Anschmutzbarkeit einher. Ziel des vorliegenden Projektes war es, über die Sol-Gel-Technik und unter Verfolgung eines neuen Ansatzes antistatisch wirkende Ausrüstungen zu entwickeln, die gleichzeitig eine hohe Wasser- und - je nach spezifischer Zusammensetzung -- auch Ölabweisung erzielen.

Der Ansatz sah vor, in ein und demselben Beschichtungs-/Ausrüstungssystem hydrophilierende und hydrophobierende Additive parallel einzusetzen. Die hydrophilierenden Additive sollten innerhalb der resultierenden Ausrüstung die Aufnahme von Feuchtigkeit gewährleisten, die einer antistatischen Wirkung genügen, die hydrophoben Additive sollten zur gewünschten Wasser-/Ölabweisung führen. Die Idee war, dass eine Anreicherung der hydrophoben Komponenten an der Grenzfläche zur Luft die abweisenden Eigenschaften garantiert.

Dem Ansatz folgend wurden Sole – basierend auf einfachen SiO2-Solen – mit unterschiedlichen hydrophilen und hydrophoben/oleophoben Silan-Additiven hergestellt und auf verschiedenen Substraten appliziert (Gewebe, Vliese, Folien, Glasträger). Die Untersuchung der ausgerüsteten/beschichteten Oberflächen bewies, dass der verfolgte Ansatz gut geeignet ist, um gleichzeitig hochabweisende Oberflächen mit Antistatikeigenschaften zu generieren. Die Ausrüstungen auf Textilien bspw. erzielten höchste Noten für die Wasser- und Ölabweisung und senkten gleichzeitig die Oberflächenwiderstände auf Werte im Bereich bis kleiner 107 Ohm. Auf ebenen Substraten können bei Verwendung von hydrophoben (aliphatischen) Additiven Kontaktwinkel >100° erreicht werden, ohne dass sich dies negativ auf die antistatischen Eigenschaften der Oberfläche auswirkt. Bei Verwendung fluorierter Additive können erwartungsgemäß bessere abweisende Eigenschaften erreicht werden, dennoch erlaubt der verfolgte Ansatz das gleichzeitige Sicherstellen einer antistatischen Wirkung.

In Tests zur Scheuerbeständigkeit entsprechender Ausrüstungen zeigten diese gute Ergebnisse ohne einen signifikanten Abfall der Oberflächenwiderstände. Eine entsprechende Beständigkeit ist z.B. für die Ausrüstung von Sitzbezügen (z.B. Automobilbereich) wichtig. Lediglich eine zufriedenstellende Waschbeständigkeit konnte bis dato noch nicht erzielt werden.

Dieses Projekt war ein Gemeinschaftsprojekt:
Deutsches Textilforschungszentrum Nord-West e.V.
GMBU Gesellschaft zur Förderung von Medizin-, Bio- und Umwelttechnologien e.V.

(pdf-Nanosole)

Angaben zum Forschungsvorhaben:
Schmutzabweisende Antistatikbeschichtungen auf der Basis von Nanosolen
IGF-Vorhaben Nr. 15299BG
Laufzeit: 01.09.2007 - 31.12.2009
Gemeinschaftsprojekt mit der GMBU e.V., Rossendorf
Ansprechpartner: Dr. Torsten Textor, Tel.: +49-2151-843-0, e-Mail: info@dtnw.de