专利名称：生产结构化表面的方法
技术领域：
本发明涉及一种生产具有高度亲水性的结构化表面的方法，该方法包括用如下颗粒涂敷表面(a)数均直径为0.1-10μm的颗粒，和(b)数均直径为5nm-0.5μm且20℃表面能不低于100mN/m的颗粒。
本发明进一步涉及可以由本发明方法得到的表面。
通常希望改进表面以使它们具有很低(若有的话)的沾污倾向。该类表面长时间看起来美观、保持无细菌或真菌生长或者若要将其清洁或在将其清洁时特别易于清洁。
生产具有低沾污倾向的表面的现有技术方法通常利用荷叶效应(LotusEffect)，例如WO 96/04123和EP-B 1 171 529。为了赋予表面以荷叶效应，一种方式是例如可以以具有微粗糙表面的莲属植物形式提供表面，例如具有尺寸如下的突起和凹陷，所述尺寸应使突起相互间隔5-200μm并且高5-100μm，而且突起至少由例如疏水性聚合物组成以及不被水或含洗涤剂的水除去。观察到如此得到的表面与水的接触角大，例如为157°，例如参见US 3,354,022的实施例9。污物颗粒与如此得到的表面具有低粘附性且易于通过用水漂洗而除去。
然而，赋予了荷叶效应的纺织品表面的缺点在于它们不透汗。在尤其用于服装的许多场合下要求透汗性。
还希望尿布保留尿并且不形成尿滴。这例如适用于通过使用聚丙烯和超吸收剂生产的尿布。
赋予表面以防污性的另一方法在于使其非常疏水。此时水形成膜并易于带走污物颗粒，例如参见WO 03/66710。
WO 01/83662公开了某些尺寸为5-500nm的颗粒可以用于处理纺织品，以使它们可以在一定时间，通常为至多4个洗涤或清洁循环内具有防污性(第2页最后一段)。但这样的短整理寿命在某些应用中是不希望的。
DE-A 101 16 200公开了可以用非常细碎的无机颗粒、表面改性剂和合适的话表面活性剂涂敷的表面以及该表面随后具有防雾性能。然而，该类涂层不能无损害地耐受洗涤循环。
因此本发明的目的是提供一种可以处理表面而使它们可以有效防污并具有良好耐久性的方法。本发明的另一目的是提供具有高度亲水性的涂敷表面。最后本发明的目的是提供涂敷表面的用途。
我们发现该目的由开头所定义的方法实现。
在本文中当与水的接触角无法测量时将表面称为具有高度亲水性。在本发明的表面上，水不形成液滴但可以铺展形成膜。
本发明的结构化表面由具有至少一个表面的物体生产，该类物体下文也称为基材且可以由多种材料组成，例如混凝土，砖，固化砂浆，木材，金属，陶瓷，纸张，板材，玻璃，塑料如聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚酯，皮革，皮革仿制品和尤其是纺织品。
对本发明而言，纺织品基材是纺织纤维、纺织品中间产品和终产品以及由其制造的最终制品，所述最终制品除了服装工业的纺织品外还包括例如地毯和其他家用纺织品以及工业用纺织品结构体。这些包括未成型结构体如切断纤维，线性结构体如细绳、长丝、纱线、长麻、细绳、花边、滚带、绳索和线以及三维结构体如毡、纺织物、非织造织物和衬垫。纺织品可以是天然的，例如棉花、羊毛或亚麻，或合成的，例如聚酰胺、聚酯、改性聚酯、聚酯混纺织物、聚酰胺混纺织物、聚丙烯腈、三乙酸酯、乙酸酯、聚碳酸酯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚酯微纤维和玻璃纤维织物。
本发明包括通过用如下颗粒涂敷而使表面结构化(a)数均直径为0.1-10μm，优选0.2-5μm，更优选至多1μm的颗粒，和(b)数均直径为5nm-0.5μm，优选10-400nm，更优选20-300nm且20℃表面能不低于80mN/m的颗粒。
粒径可以通过常用方法如透射式电子显微镜测量。
颗粒(a)可以是可以选择性亲水或疏水的材料。颗粒(b)具有不低于100mN/m至约1000mN/m的表面能，例如由接触角测定法测定。
与疏水性材料相关的疏水性在本发明范围内是指表面能为10-70mN/m，优选20-60mN/m的材料，表面能例如由接触角测定法测定。
亲水性和疏水性材料可以选自无机材料以及有机聚合物和共聚物。
作为疏水性材料(a)可以提到疏水性有机聚合物，例如聚乙烯、聚丙烯、聚异丁烯和聚苯乙烯，及其相互之间或与一种或多种其他烯烃的共聚物，所述其他烯烃例如为苯乙烯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己基酯、甲基丙烯酸2-乙基己基酯、马来酸酐或N-甲基马来酰亚胺。优选的聚乙烯或聚丙烯例如描述于EP-A 0 761 696中。
对本发明而言，疏水性有机聚合物还包括室温固体聚硅氧烷。
在本发明中用作疏水性材料(a)的疏水性有机聚合物的重均分子量Mw可以为1000-10000000g/mol，优选2500-5000000g/mol，所述分子量由至少一种下列方法测定光散射、凝胶渗透色谱法(GPC)、粘度法。对于选自聚烯烃的聚合物如聚乙烯、聚丙烯或聚异丁烯以及乙烯与丙烯、丁烯或1-己烯的共聚物，分子量Mw有利地为30000-5000000g/mol。疏水性有机聚合物例如可以具有蜡状性能或还可以具有热塑性。
在本发明中用作疏水性材料(a)的疏水性有机聚合物的分子量分布宽度本身并不关键且可以为1.1-20。其通常为2-10。
作为疏水性无机材料(a)，可以提到疏水化无机材料，尤其是周期表第3-14族元素的固体无机氧化物、碳酸盐、碳化物、磷酸盐、硅酸盐或硫酸盐，例如氧化钙、二氧化硅或氧化铝，碳酸钙、硫酸钙或硅酸钙，其中优选氧化铝和二氧化硅。特别优选硅胶形式的二氧化硅。非常特别优选热解硅胶。固体无机氧化物和硅酸盐可以通过加热到400-800℃而以热方式疏水化或优选通过物理吸附或化学吸附的有机或金属-有机化合物疏水化。为此，使尚未进入涂敷步骤的颗粒例如与含有至少一个官能团的有机金属化合物反应，该化合物的实例是烷基锂化合物如甲基锂、正丁基锂或正己基锂；或硅烷如六甲基二硅氮烷、辛基三甲氧基硅烷，尤其是卤代硅烷如三甲基氯硅烷或二氯二甲基硅烷。
作为亲水性无机材料(a)，尤其可以使用尚未疏水化的周期表第3-14族元素的固体无机氧化物、碳酸盐、磷酸盐、硅酸盐或硫酸盐，实例是氧化钙、二氧化硅或氧化铝、碳酸钙、硫酸钙或硅酸钙，其中优选氧化铝和二氧化硅，还有石英和勃姆石、胶态硅胶和硅藻土。优选热解二氧化硅、热解二氧化钛和热解氧化铝。
颗粒(b)例如可以由亲水性无机材料和亲水性聚合物组成。作为亲水性无机材料(b)，可以提到尚未疏水化的周期表第3-14族元素的固体无机氧化物、碳酸盐、磷酸盐、硅酸盐或硫酸盐，实例是氧化钙、二氧化硅或氧化铝、碳酸钙、硫酸钙或硅酸钙，其中优选氧化铝和二氧化硅，还有石英和勃姆石、胶态硅胶和硅藻土。优选热解二氧化硅、热解二氧化钛和热解氧化铝。
在本发明的一个实施方案中，颗粒(a)和颗粒(b)并不是在组成上不同，而是仅在平均粒径上不同。此时颗粒(a)和(b)的混合物的粒径分布是双峰。
在本发明的另一实施方案中，颗粒(a)和颗粒(b)不仅在平均粒径上不同，而且组成也不同。
在本发明的一个实施方案中，(a)或(b)选自上述有机聚合物和共聚物。
在本发明的一个实施方案中，涂敷使用重量比为1∶99-99∶1，优选1∶9-9∶1，更优选3∶7-7∶3的颗粒(a)和(b)进行。
在本发明方法的一个实施方案中，颗粒(a)和(b)各自以含水液使用，优选以共同的含水液使用。
含水液在下文中不仅指以水作为在室温下为液体的唯一介质的液体，而且还指包含水和一种或多种非水室温液体介质的混合物的液体，所述非水室温液体介质例如为醇如乙醇、异丙醇、丁醇、叔丁醇、3-辛醇、1-癸醇、2-癸醇、2-十二烷醇、2-十六烷醇，酮如丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、二乙基酮，醚如THF、二正丙醚，二烷如1，4-二烷。
在本发明的一个实施方案中，本发明方法使用一种或多种各自包含0.1-500g/L，优选1-250g/L，更优选10-100g/L的颗粒的含水液进行，所有数值基于颗粒(a)和(b)的总和计算。
本发明的一个实施方案包括每m2待涂敷表面积使用0.1-30g颗粒，即(a)和(b)的总和，优选0.5-20g/m2，更优选1-15g/m2。
在本发明的一个实施方案中，施加颗粒之后进行固着步骤，该步骤可以为热步骤，例如在80-250℃，优选100-210℃下进行。优选的持续时间为10-24分钟。其他固着步骤形式是加入交联剂，尤其当使用粘合剂(c)时，或借助光化辐射进行固着。
在本发明的一个实施方案中，本发明方法使用一种或多种含水液进行，在多种含水液的情况下至少一种包含一种或多种例如选自离子性和非离子性乳化剂的乳化剂。
有用的非离子乳化剂例如包括乙氧基化单-、二-和三烷基酚(乙氧基化程度3-50，烷基C4-C12)以及乙氧基化脂肪醇(乙氧基化程度3-80；烷基C8-C36)。其实例是BASF Aktiengesellschaft的Lutensol品级或UnionCarbide的Triton品级。待乙氧基化的醇可以是合成或天然醇，例如椰油脂肪醇、棕榈仁脂肪醇、牛油脂肪醇和油醇。
有用的阴离子乳化剂例如包括烷基硫酸(烷基C8-C12)、乙氧基化链烷醇的硫酸单酯(乙氧基化程度4-30，烷基C12-C18)和乙氧基化烷基酚的硫酸单酯(乙氧基化程度3-50，烷基C4-C12)、磺基琥珀酸的单-或二-C1-C10烷基酯的烷基磺酸(烷基C12-C18)以及烷基芳基磺酸(烷基C9-C18)的碱金属和铵盐。
有用的阳离子乳化剂通常为含C6-C18烷基、C6-C18芳烷基或杂环基的伯、仲、叔或季铵盐，链烷醇铵盐，吡啶盐，咪唑盐，唑啉盐，吗啉盐，噻唑盐，还有胺氧化物的盐，喹啉盐，异喹啉盐，盐，锍盐和盐。可以提到的实例是十二烷基乙酸铵或对应的盐酸盐，各种链烷酸2-(N，N，N-三甲基铵)乙基酯的氯化物或乙酸盐，N-鲸蜡基吡啶氯化物，N-月桂基吡啶硫酸盐以及N-鲸蜡基-N，N，N-三甲基溴化铵、N-十二烷基-N，N，N-三甲基溴化铵、N，N-二硬脂基-N，N-二甲基氯化铵，还有Gemini表面活性剂N，N′-(月桂基二甲基)乙二胺二溴化物。许多其他实例可以在H.Stache，Tensid-Taschenbuch，Carl-Hanser-Verlag，Munich，Vienna，1981和McCutcheon′s，Emulsifiers&Detergents，MC PublishingCompany，Glen Rock，1989中找到。有用的阳离子乳化剂进一步包括单至十烷氧基化，优选单至四烷氧基化C10-C20烷基胺。
非常特别合适的乳化剂例如包括乙烯和至少一种α，β-不饱和单羧酸或二羧酸或至少一种α，β-不饱和单羧酸或二羧酸的酸酐的共聚物，所述羧酸例如为丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、马来酸、富马酸、亚甲基丙二酸、马来酸酐、衣康酸酐。羧基可以部分或优选完全被中和，例如用碱金属离子、碱土金属离子、铵或胺中和，所述胺例如为三乙胺、二乙胺、乙胺、三甲胺、二甲胺、甲胺、乙基二异丙基胺、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、N-(正丁基)二乙醇胺或N，N-二甲基乙醇胺。
乳化剂分数可以在宽范围内变化且可以为0.1-200g/L含水液，优选0.2-100g/L，更优选1-50g/L。
本发明方法优选通过用例如在含水液中的(a)和(b)处理基材而进行。合适的技术是喷雾、浸涂、辊涂、泡沫涂敷和刮涂以及尤其是使用一个或多个浸轧机(pad-mangle)涂敷。
本发明方法可以通过用至少一种含水液处理基材，尤其是纺织品基材而进行。可以用相同或不同的溶液进行多个处理步骤。
在本发明的一个实施方案中，本发明方法包括首先用包含(b)和合适的话至少一种乳化剂的液体处理基材，尤其是纺织品基材，然后用包含(a)和合适的话至少一种乳化剂的新液体处理。
在本发明的一个实施方案中，本发明方法包括首先用包含(a)和合适的话至少一种乳化剂的液体处理基材，尤其是纺织品基材，然后用包含(b)和合适的话至少一种乳化剂的新液体处理。实施本发明方法的温度本身并不重要。液体温度可以为10-100℃，优选15-60℃。
本发明方法可以在常用于整理基材，尤其是纺织品的机器如浸轧机中进行。优选竖式纺织品进料浸轧机，其中基本元件是两个相互压紧接触的辊，纺织品被引导通过这两个辊。在辊以上填充所述液体并润湿纺织品。压力使纺织品受到挤压并确保恒定的添加量。
本发明的一个实施方案利用在1-40m/min，优选至多30m/min的纺织品进料速率下操作的浸轧机。
可以选择给液量以使本发明方法得到25-85重量％，优选40-70重量％的给液量。
在本发明处理之后的已处理基材，尤其是纺织品可以通过常规方法，或更准确地说是常用于纺织品工业中的方法干燥。
本发明处理之后可以进行热处理，这可以连续或分批操作。热处理的持续时间可以在宽范围内选择。热处理通常可以进行约10秒至约30分钟，尤其是30秒至5分钟。热处理通过加热到至多180℃，优选至多150℃的温度而进行。当然必须使热处理的温度与织物的敏感性相适应。
合适的热处理方法的实例是热空气干燥。
若希望涂敷纺织品材料，本发明的一个实施方案包括在实际涂敷之前提供带有结合层的纺织品材料。可以使用一种或多种所谓的底漆提供该结合层。底漆的施涂在要整理的是合成纤维时是优选的。
在本发明的一个实施方案中，施涂于待处理的纺织品材料上的结合层例如可以为一种或多种聚合物，此时该聚合物合成也可以在纺织品材料上进行。特别有用的聚合物具有交联的或可交联基团，例如具有游离羟基、羰基、伯或仲氨基或硫醇基团的天然或合成聚合物。非常有用的聚合物的实例为木素、多糖、聚乙烯醇和聚乙烯亚胺。交联例如可以通过随后与例如异氰酸酯、二羟甲基脲或N，N-二羟甲基-4，5-二羟基亚乙基脲(DMDHEU)反应而完成。其他特别优选的交联剂是蜜胺-甲醛树脂，其可能已经用甲醇、正丁醇或乙二醇醚化。
在另一实施方案中，当要处理的是聚酯或聚酰胺时，通过用强碱如氢氧化钠水溶液或氢氧化钾水溶液部分皂化而皂化0.01-1重量％，优选0.1-0.5重量％的纺织品。
在本发明的一个实施方案中，用于本发明方法中的至少一种含水液包含至少一种粘合剂(c)。
任何常用于涂料技术中的粘合剂原则上适合用作粘合剂(c)。
所谓的自交联粘合剂尤其适于纺织品基材。对本发明而言，自交联粘合剂为聚合物，优选聚合物水分散体形式，其在干燥根据本发明产生的涂层过程中进入分子内和分子间交联反应。交联反应因用作粘合剂的聚合物具有不同官能团而进行，所述不同官能团相互反应形成离子键或共价键；或因其具有已加入其中的一种或多种交联剂而进行，所述交联剂例如可以为低分子量的，即其分子量Mw例如可以为500g/mol或更低。交联剂每分子具有至少两个官能团，这些官能团可以全部相同或不同且能够与聚合物的官能团反应。聚合物中的合适反应性基团例如为羧基，其例如可以与羟基、氨基、环氧基或氮丙啶基团反应或与多价金属离子如Ca2+、Al3+、Mg2+、Mn2+和Zn2+反应，羟基，其例如可以与羧基、异氰酸酯、环氧化物、羧酸酐基团、环氧基或醛基反应，醛或酮基，其可以与氨基和肼反应，N-羟甲基氨基和N-羟甲基酰胺基，其可以与其他N-羟甲基氨基或N-羟甲基酰胺基反应，异氰酸酯基团，其可以被封端，即用例如苯酚、叔丁醇、1，3-二酮、丙二酸酯、环状酰胺如ε-己内酰胺、腈、醛或肟可逆封端，或未被封端且其无论是封端还是未被封端都可以与例如氨基和羟基反应。
合适的自交联粘合剂的理论交联密度优选为0.1-1mol/kg粘合剂，以每kg在用作粘合剂的聚合物上完全反应时形成的粘合剂的mol交联点表示。
合适的交联剂实例是二醇和多元醇，如乙二醇、丙二醇、甘油、二甘醇、三甘醇、二丙二醇、三丙二醇、四甘醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇，仲二胺和优选伯二胺如其中至多5个非相邻碳原子可以被氧替代的C2-C12亚烷基二胺，例如六亚甲基二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺、N，N-二(氨基丙基)氨基乙烷、3，6-二氧杂辛烷-1，8-二胺、3，7-二氧杂壬烷-1，9-二胺、3，6，9-三氧杂十一烷-1，11-二胺，还有Jeffamine如4，4’-二氨基二环己基甲烷 和4，4’-二氨基-3，3’-二甲基二环己基甲烷 氨基醇如乙醇胺、3-羟基丙基胺，单乙氧基化和多乙氧基化二胺和低聚胺，脂族和芳族二羧酸的二酰肼如己二酸酰肼，二醛如乙二醛，部分或完全O-羟甲基化的蜜胺，二价金属的盐，尤其是例如为水合物形式(MgCl2·6H2O)的氯化镁，以及每分子平均(数均)具有2或更多个，优选3或更多个异氰酸酯基团或封端异氰酸酯基团的化合物。
在一个实施方案中，用于本发明方法中的含水液包含100-800g/L，优选200-500g/L粘合剂。
可以在本发明实施方案中加入一种或多种粘合增进剂(d)。
非常特别优选使用亲水性有机聚合物作为粘合增进剂(d)。
在本发明的一个实施方案中，用作粘合增进剂(d)的亲水性有机聚合物是含有结构单元I.1-I.4的聚合物或共聚物 在本发明的一个实施方案中，亲水性有机聚合物或共聚物具有的氮原子和氧原子的总和与碳原子的比例为3∶1-1∶5，尤其是3∶2-1∶3。
本发明的另一实施方案利用包含亲水性有机聚合物的粘合增进剂(d)，该有机聚合物含有在3-12的pH值下不可离子化的极性结构单元，实例是聚氨酯单元，聚乙二醇单元，聚乙烯基吡咯烷酮单元，聚乙烯醇单元，聚乙烯基甲酰胺单元或多糖单元。
应理解的是还可以使用含有不同结构单元I.1-I.4的共聚物。
合适的亲水性聚合物和共聚物的实例是具有下列极性基团A1和A1’的那些-SO3H、-SO3-X+、-PO3H2、-PO32-2X+、-O-PO3H2、-COOH、-COOR1、-COO-X+、-C(O)NR1R2、-O-C(O)NR1R2、-OH、-OCH3。
合适的亲水性有机聚合物和共聚物的链例如可以含有一个或多个下列二价基团A2-O-、-C(O)O-、-O-C(O)O-、-NR1-C(O)NR2、-O-C(O)NR1-、-CH2CH2O-、-C(O)NR1C(O)-、-O-C(O)NR1C(O)-、-O-C(O)NR1C(O)-O-、-C(O)NR1C(O)NR2、-O-C(O)NR1C(O)NR2、-O-C(O)NR1C(O)-O-，X代表Li、Na、K、Rb、Cs或式N(R3)4的铵离子；R1-R2各自相同或不同且代表H，选自甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基和叔丁基的C1-C4烷基；n为8-80000，优选10-16000的整数。
R3在每种情况下相同或不同且选自氢；C1-C4烷基，选自甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基和叔丁基；-CH2-CH2-OH；苄基或C6-C14芳基，优选苯基。
作为举例可以提到下列铵离子NH4+、CH3NH3+、(CH3)2NH2+、(CH3)3NH+、(CH3)4N+、C2H5NH3+、H2N(CH2CH2OH)2+、HN(CH2CH2OH)3+、CH3NH(CH2CH2OH)2+、n-C4H9NH(CH2CH2OH)2+。
非常特别优选的极性基团是与聚合物单键连接的a.1.1-a.1.7的那些 基团I.1.1-I.1.9可以位于亲水性有机聚合物或共聚物的聚合物或共聚物主链中，或者若例如涉及支化或交联的聚合物或共聚物则位于聚合物侧链中。
基团I.1.1-I.1.9在亲水性有机聚合物或共聚物的聚合物分子上的分布可以是均匀的，即无规或交替的，或不均匀的，正如例如嵌段共聚物，尤其是接枝共聚物的情形。
用于本发明的聚合物和共聚物还可以含有基团I.1.1a和/或I.1.2a 此时用于本发明中的聚合物或共聚物优选经由这些基团形成支化或交联的结构。
基团I.1.1a-I.1.2a可以位于亲水性有机聚合物或共聚物的聚合物或共聚物主链中，或者若例如涉及支化或交联的聚合物或共聚物则位于其聚合物侧链中。基团I.1.1a-I.1.2a在亲水性有机聚合物或共聚物的聚合物分子上的分布可以是均匀的，即无规或交替的，或不均匀的，正如例如嵌段共聚物的情形。
在本发明的一个实施方案中，含水液中加有1-150g/L，优选至少4g/L，更优选至少5g/L的粘合增进剂。
为了调节粘度，本发明方法所用含水液中可以加有一种或多种例如可以是天然或合成来源的增稠剂。合适的合成增稠剂是聚(甲基)丙烯酰基化合物，多元羧酸，聚醚，聚亚胺，聚酰胺和聚氨酯，尤其是包含85-95重量％丙烯酸、4-14重量％丙烯酰胺和约0.01-1重量％式II的(甲基)丙烯酰胺衍生物的共聚物 其分子量Mw为100000-200000g/mol，其中各R4为甲基或优选氢。天然来源的增稠剂的实例是琼脂、角叉菜、改性淀粉和改性纤维素。
增稠剂的用量例如基于本发明方法所用液体可以为0-10重量％，优选0.05-5重量％，更优选0.1-3重量％。
用于本发明方法中的含水液优选具有的室温动态粘度为10-5000mpa·s，优选20-4000mPa·s，更优选50-2000mPa·s，例如使用Brookfield粘度计按照德国标准规范DIN 51562第1-4部分测定。
在本发明的一个实施方案中，用于本发明方法中的含水液中可以加有一种或多种颜料，例如无机或有机颜料，优选以含有表面活性剂的颜料制剂形式加入。
本发明进一步提供了可以通过本发明方法得到的表面，例如基材表面。本发明的表面优选为纺织品表面。本发明的表面对于污物具有良好的可清洁性，污物例如可以选自固体或液体材料。固体材料的实例是泥土、淤泥、烟灰、粉尘、花粉；液体材料的实例是尿，油如橄榄油，以及咖啡，茶，果汁，啤酒和红酒。污物易于从本发明表面上除去。进一步观察到本发明表面具有良好的耐久性。本发明的纺织品表面可以在常规洗涤机器中洗涤超过5次而不损失其有利性能。本发明的表面还具有非常良好的光学性能如高透明性。
本发明表面上的水非常缓慢且并未如理论地那样形成液滴。与水的接触角通常低于10°，优选低于5°；理想的是它们无法测量。湿的本发明表面因此易于干燥。干的本发明表面的成雾倾向很低。
本发明进一步提供了具有本发明表面的服装，尤其是具有由本发明方法生产的外表面的服装。
本发明进一步提供了具有本发明表面的尿布。它们能够很好地保留尿。
通过工作实施例说明本发明。
工作实施例一般性准备如WO 01/96433第19页所述进行测定表面能(对应于表面张力)的测量。
吸收性按照德国标准规范DIN 53924测定。所用上升液为直接染料Luran Turquoise Blue GL的0.5重量％水溶液。上升高度在每种情况下为1cm且在纺织织物的情况下每次在弯曲方向测定。使用按照德国标准规范DIN 53924标准化的印章在涂敷或未涂的纺织品片状结构体(织物)样品上施加标记，该样品的尺寸至少为8cm×4cm。将该样品垂直夹紧并将下端用帽夹加重，从而使下端浸入上升液中。然后上升液开始在织物中上升。一旦上升液的平均前沿跨过完成线就记录时间。
滴落测试按照Melliand Textilberichte 1987，68，581-3的TEGEWA滴落测试进行。
本发明表面的生产1.1含水液的生产1.1.1含水液1的生产在瓶中将下列成分混合在一起601.15g蒸馏水，200g乙醇，(a.1)60g 10重量％无定形二氧化硅水分散体，粒径为5.5μm(中值，数均)，使用Beckman Coulter LS 230由激光衍射测定；按照德国标准规范DIN66131的BET表面积为750m2/g，表面能为150mN/m，通过借助Ultraturrax将上述无定形二氧化硅和水混合而生产；(b.1)60g 10重量％无定形二氧化硅水分散体，粒径为22nm(中值，数均)，使用Beckman Coulter LS 230由激光衍射测定；按照德国标准规范DIN66131的BET表面积为140m2/g，表面能为150mN/m，通过混合上述无定形二氧化硅和水而生产；(c.1)18.85g自交联粘合剂，由17.14g 1，3-二羟甲基-4，5-二羟基亚乙基脲(DMDHEU)的70重量％水溶液和1.71g结晶氯化镁(MgCl2·6H2O)组成，(d.1)60g聚乙烯基吡咯烷酮的10重量％水溶液，该聚乙烯基吡咯烷酮的Mw通过凝胶渗透色谱法测定为50000g/mol且Fikentscher K值按照H.Fikentscher在25℃下在水中在1重量％聚乙烯基吡咯烷酮浓度下测定为30。
得到含水液1。
1.1.2生产其他含水液2-8使用表1所示量的蒸馏水、乙醇、(a.1)、(b.1)、(c.1)和(d.1)重复1.1.1。对(a.1)、(b.1)、(c.1)和(d.1)报道的量各自基于在1.1.1下所示的水分散体/混合物。结果总结于表1中。
表1含水液1-5的组成
1.1.3生产含水液9将940g蒸馏水与60g磺基琥珀酸二正辛基酯的10重量％水溶液混合在一起。
得到含水液9。
1.2.表面涂敷1.2.1.纺织聚酯织物的涂敷在来自Mathis的浸轧机(HVF12085型)上将基重为220g/m2的纺织聚酯织物用表1和2所示的液体处理。施涂速率为1m/min。挤压压力为10巴。这得到1.8-2.7g/m2的添加量。然后将处理过的聚酯织物在拉幅机上于120℃下干燥。使用循环空气在150℃下进行最后的热处理3分钟。得到表2所示的涂敷聚酯织物。
表2本发明的涂敷聚酯织物1.2.1-1.2.3和对比织物V1.2.4-V1.2.5
1.2.2聚丙烯非织造织物的涂敷在来自Mathis的浸轧机(HVF12085型)上将基重为10g/m2的聚丙烯非织造织物用表1和3所示的液体处理。施涂速率为1m/min。挤压压力为10巴。这得到0.08-0.12g/m2的添加量。然后将处理过的聚丙烯非织造织物在拉幅机上于80℃下干燥，得到表3所示的涂敷聚丙烯非织造织物。
表3本发明的涂敷聚丙烯非织造织物1.2.6-1.2.8和对比非织造织物V1.2.9
n.d.未测定在本发明涂敷表面和对比表面上的测试测试本发明的涂敷表面和对比表面的性能特征。数据分别列于表2和3中。
通过Edana RUN-OFF试验(152.0-99)测试聚丙烯非织造织物，该试验为EDANA(European Disposables and Nonwovens Association)所推荐的试验。
将涂敷的非织造织物固定在倾斜板(倾斜角25°)上。将吸收卡纸板固定在非织造织物下面以吸收通过非织造织物的液体。然后将25g模拟尿(NaCl水溶液，0.9重量％)在非织造织物上通过4次(第一次通过、第二次通过、第三次通过、第四次通过)，每两次通过之间变换卡纸板。在倾斜板底部收集在非织造织物上流掉的水并在每种情况下测定其体积。在非织造织物上流掉的模拟尿越少，非织造织物的亲水性越好。
表面张力在每种情况下涉及收集的模拟尿。表面张力越高，聚丙烯非织造织物作为尿布或用于生产尿布的适应性越好。
结果列于表3中。
权利要求
1.一种生产具有高度亲水性的结构化表面的方法，该方法包括用如下颗粒涂敷表面(a)数均直径为0.1-10μm的颗粒，和(b)数均直径为5nm-0.5μm且20℃表面能不低于80mN/m的颗粒。
2.根据权利要求1的方法，其中颗粒(a)包含一种或多种疏水性聚合物。
3.根据权利要求1或2的表面，其中颗粒(b)包含一种或多种无机材料。
4.根据权利要求1-3中任一项的方法，其中用一种或多种包含如下颗粒的分散体处理表面(a)数均直径为0.1-10μm的颗粒，和(b)数均直径为5nm-0.5μm且表面能不低于80mN/m的颗粒。
5.根据权利要求1-4中任一项的方法，在含水液中进行。
6.根据权利要求1-5中任一项的方法，其中至少一种含水液包含至少一种乳化剂。
7.根据权利要求1-6中任一项的方法，其中在涂敷之前对待涂敷表面提供结合层。
8.根据权利要求1-7中任一项的方法，利用(c)至少一种粘合剂。
9.根据权利要求1-8中任一项的方法，利用(d)至少一种粘合增进剂。
10.通过根据权利要求1-9中任一项的方法得到的表面。
11.根据权利要求10的表面，为纺织品表面。
12.具有根据权利要求9或10的外表面的服装。
全文摘要
本发明涉及一种生产具有高亲水性的结构化表面的方法，其特征在于该表面涂有a)平均直径(数均)为0.1－ 10μm的颗粒和b)平均直径(数均)为5nm－0.5μm且20℃表面能大于或等于100mN/m的颗粒。
文档编号C09D7/02GK1957135SQ200580016177
公开日2007年5月2日 申请日期2005年5月17日 优先权日2004年5月19日
发明者C·迪勒曼, H·凯勒, W·施雷普, T·弗雷兴 申请人:巴斯福股份公司