DE69708364T2 - Zusammensetzung für nichtbenetzbare Beschichtung, Verfahren zur Behandlung einer Glasscheibe mittels dieser Zusammensetzung und die erhaltenen Gegenstände - Google Patents

Zusammensetzung für nichtbenetzbare Beschichtung, Verfahren zur Behandlung einer Glasscheibe mittels dieser Zusammensetzung und die erhaltenen Gegenstände

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DE69708364T2
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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Zusammensetzung für eine nicht benetzbare Beschichtung und deren Aufbringung auf ein Substrat. Sie betrifft auch die verschiedenen Produkte, die am Aufbau dieser Zusammensetzung beteiligt sind. Sie ist insbesondere auf ein Verfahren zur Herstellung einer mit einer nicht benetzbaren Beschichtung versehenen Glasscheibe gerichtet.
  • Die Glasscheiben, auf welche sich die Erfindung richtet, sind Glasscheiben aus anorganischem und/organischem Glas. Sie werden speziell auf dem Gebiet der Luftfahrt, des Eisenbahnwesens oder Automobilbaus verwendet. Sie können auch auf dem Gebiet des Bauwesens oder der Inneneinrichtung, beispielsweise als dekorative Platten und für Möbel, verwendet werden. Das Substrat, auf welches die erfindungsgemäße Zusammensetzung in der Lage ist, aufgebracht zu werden, kann andererseits aus einem beliebigen Material bestehen, das an der Oberfläche Hydroxylgruppen enthält, wie Glaserzeugnisse, die gegebenenfalls mit mineralischen und/oder anorganischen Schichten überzogen sind, Keramik- und Vitrokeramikerzeugnisse - beispielsweise Heizplatten - vitrifizierte Erzeugnisse, Beton und Fliesen. Die Verwendungsfälle, auf welche sich die Erfindung richtet, sind somit auf so verschiedenen Gebieten wie denjenigen der Glaserei, Haushaltgeräte, Gebäude (Fenster), Küchengeräte, sanitäre Einrichtungen (Waschbecken und Badewanne) und Baumaterialien erwünscht.
  • Der Charakter der Benetzbarkeit, auf welchen Bezug genommen worden ist, ist die Tatsache, dass polare oder unpolare Flüssigkeiten auf dem Substrat haften und einen störenden Film bilden. Mit Benetzbarkeit wird auch die Neigung des Substrats bezeichnet, Reif sowie Staub oder Verschmutzen aller Art, beispielsweise Fingerabdrücke, Kalk und Insekten, festzuhalten.
  • Das Vorhandensein von Wasser, Reif und/oder Verschmutzungen verursacht ein unästhetisches Aussehen, gegebenenfalls eine Verringerung der Lichtdurchlässigkeit des Substrats, sowie eine Veränderung der Durchsicht durch dieses. Letztere sind besonders störend, wenn das Substrat eine auf dem Gebiet des Verkehrswesens verwendete Verglasung ist.
  • Es sind verschiedene Typen nicht benetzbarer Beschichtungen bekannt. So ist in den Patentanmeldungen EP 492 417, EP 492 545 und EP 672 779 insbesondere eine aus fluorierten Organosilanen erhaltene nicht benetzbare Schicht bekannt. Gemäß diesen Dokumenten wird diese Schicht erhalten, indem auf die Oberfläche eines Substrats eine Lösung aufgebracht wird, die fluorierte Organosilane in einem nichtwässrigen organischen Lösungsmittel enthält. Als nichtwässriges organisches Lösungsmittel nennt das Dokument EP 492 545 insbesondere beispielsweise n-Hexadecan, Toluol und Xylol. Diese Lösungsmittel sind besonders für ein fluoriertes Chlorsilan geeignet. Weiterhin ist es gemäß diesem Dokument möglich, Methylalkohol oder Ethylalkohol als Lösungsmittel einzusetzen, wenn das fluorierte Silan ein fluoriertes Alkoxysilan ist. Dabei ist es jedoch notwendig, die Schicht vor Feuchtigkeit geschützt aufzubringen, was Probleme bei der praktischen Durchführung bereitet.
  • Deshalb liegt der Erfindung als Aufgabe zugrunde, eine Zusammensetzung für eine Beschichtung bereitzustellen, deren Benetzbarkeitseigenschaflen zufriedenstellend sind und deren Beschichtungsverfahren besonders einfach und praktisch ist. Die erfindungsgemäße Zusammensetzung kann insbesondere auf die Oberfläche eines Substrats in Gegenwart von Feuchtigkeit und speziell in einer sie umgebenden Atmosphäre ohne Einschränkungen hinsichtlich der Feuchtigkeit aufgebracht werden.
  • Die Erfindung betrifft eine hydrophobe und oleophobe Zusammensetzung. Diese Zusammensetzung besteht erfindungsgemäß im wesentlichen aus mindestens einem fluorierten Alkoxysilan, dessen Alkoxyfunktionen direkt mit dem Siliciumatom verbunden sind, einem System aus wässrigem/wässrigen Lösungsmitteln, das mindestens einen Alkohol und Wasser umfasst, und mindestens einem Katalysator, der aus einer Brønsted-Säure und/oder -Base ausgewählt ist, wobei der Wasseranteil in Bezug auf den Alkohol 3 bis 20 Vol.-% beträgt.
  • Außer beispielsweise hydrophoben, oleophoben, Regen, Reif, Verschmutzungen und Kalk abweisenden Effekten, die von dieser Zusammensetzung gewährleistet werden, werden im Falle von darunter liegenden Funktionsschichten oder -aufbauten weitere Vorteile erhalten.
  • Dabei wird insbesondere auf die Patentanmeldung EP-A1-0 692 463 Bezug genommen, in welcher eine Verglasung beschrieben ist, die ein Glassubstrat und einen Funktionsaufbau umfasst, der insbesondere nicht reflektierend, niedrig emittierend und/oder leitfähig ist, der von einer hydrophoben und oleophoben Schicht überzogen ist.
  • In einer solchen Gestaltung schützt die erfindungsgemäße Zusammensetzung den Funktionsaufbau vor klimatischen Einflüssen oder gegebenenfalls einem chemischen, hydrolytischen Angriff, was sich in letzterem Fall in einer Verbesserung der Beständigkeit in einer heißen und feuchten Atmosphäre und in besseren Ergebnissen im neutralen Salzsprühversuch ausdrückt. Man erhält somit eine Verlängerung der Lebensdauer und sogar eine praktisch permanente Garantie der darunterliegenden niedrig emittierenden oder Antireflex- Funktion.
  • Außerdem ist die Anti-Hafteigenschaft der erfindungsgemäßen hydrophoben und oleophoben Beschichtung besonders erwünscht, wenn sie einen Antireflex-Schicht oder -Aufbau bedeckt, da diese/r sich im Gegenteil dadurch auszeichnet, dass sie/er auf ihrer/seiner Oberfläche alle unerwünschten Spuren festhält.
  • Unter einem wässrigen Lösungsmittel ist ein Gemisch aus vorteilhafterweise einem Alkohol, beispielsweise einem Alkohol mit niedrigem Molekulargewicht wie Methanol, Ethanol, Butanol oder Isopropanol, mit Wasser zu verstehen.
  • Die erfindungsgemäß verwendeten Fluorsilane enthalten eine hydrolysierbare Funktion, die in der Lage ist, Silanole mit der Formel Si-OH zu bilden. Dabei beeinflusst der Charakter dieser Funktion die Hydrolysegeschwindigkeit des Silans. Er wird derart ausgewählt, dass er das Aufbringen der Beschichtung auf das Substrat an der umgebenden Atmosphäre erlaubt. Dabei handelt es sich um eine Alkoxyfunktion.
  • Die Fluorgruppen des Alkoxysilans verleihen der erhaltenen Schicht eine besonders ausgeprägte Hydrophobie und Oleophobie. Sie verleihen außerdem eine gute Beständigkeit ge genüber Ultraviolettstrahlung. Die erfindungsgemäß verwendeten Fluoralkoxysilane sind vorteilhafterweise Perfluoralkoxysilane mit der Formel
  • mit
  • - m = 0 bis 15,
  • - n = 1 bis 5,
  • - p = 0, 1, 2,
  • - R = Alkyl und
  • - R' = Alkyl oder H.
  • Die Kohlenstoffkette des Organosilans ist vorzugsweise relativ lang. Vorteilhafterweise ist die Anzahl der fluorierten Kohlenstoffatome größer als die Anzahl der Alkyl-Kohlenstoffatome, um nach außen eine größere Fluor-Dichte zu verleihen, wobei m vorteilhafterweise mindestens das Doppelte von n beträgt.
  • Das vorzugsweise erfindungsgemäß verwendete Fluoralkoxysilan wird aus folgenden Perfluortrialkoxysilanen, allein oder im Gemisch, ausgewählt:
  • CF&sub3;-(CF&sub2;)&sub5;-(CH&sub2;)&sub2;Si(OR)&sub3;, CF&sub3;-(CF&sub2;)&sub7;-(CH&sub2;)&sub2;Si(OR)&sub3;, CF&sub3;-(CF&sub2;)&sub9;-(CH&sub2;)&sub2;Si(OR)&sub3;,
  • wobei
  • - R einen Alkylrest, vorzugsweise einen Methyl- oder Ethylrest, bedeutet; es kann auch aus folgenden Perfluordialkoxysilanen, allein oder im Gemisch, ausgewählt werden:
  • CF&sub3;-(CF&sub2;)&sub5;-(CH&sub2;)&sub2;SiH(OR)&sub2;, CF&sub3;-(CF&sub2;)&sub7;-(CH&sub2;)&sub2;SiH(OR)&sub2;, CF&sub3;-(CF&sub2;)&sub9;-(CH&sub2;)&sub2;SiH(OR)&sub2;,
  • wobei
  • - R einen Alkylrest, vorzugsweise einen Methyl- oder Ethylrest, bedeutet.
  • Der Anteil des Fluoralkoxysilans beträgt 0,05 bis 5 Gew.-% und vorzugsweise 1 bis 3 Gew.- %, bezogen auf die Zusammensetzung.
  • Die Anteile der verschiedenen Bestandteile der Zusammensetzung beeinflussen den Benetzbarkeitscharakter der erhaltenen Beschichtung. Der Anteil an Wasser in Bezug auf den Alkohol beträgt 3 bis 20 Vol.-% und vorzugsweise etwa 10 Vol.-%. So können, ohne dass die Erfindung auf diese Erklärung beschränkt wäre, die in einem System aus wässrigern/wässrigen Lösungsmitteln vorhandenen Allcoxysilane zu hydrolysieren beginnen, wobei sich Silanole bilden, die in der Lage sind, mit den reaktiven Gruppen an der Substratoberfläche zu reagieren. Jedoch kann ein zu großer Anteil an hydrolysierten Silanen zu einer Homopolymerisation führen. Die Anzahl der Silanole, die in der Lage sind, mit der Substratoberfläche zu reagieren, wird dann kleiner. Weiterhin kann ein zu niedriger Anteil an hydrolysierten Silanen zu einer zu kleinen Anzahl von auf der Substratoberfläche fixierten Silanen führen.
  • Der erfindungsgemäße Katalysator ermöglicht die Katalyse der Hydrolysereaktion. Er wird aus einer Brensted-Säure und/oder -Base ausgewählt, das heißt, er ist in der Lage, ein H&spplus;- Ion oder ein OH&supmin;-Ion abzugeben. Dabei handelt es sich beispielsweise um eine Säure wie Salzsäure oder Essigsäure. Sein Anteil beeinflusst auch den Benetzbarkeitscharakter der Beschichtung. Er liegt mit 0,005 bis 20 Gew.-%, bezogen auf die Zusammensetzung, und vorzugsweise mit etwa 10 Gew.-%, bezogen auf die Zusammensetzung, vor.
  • Die Beschichtung wird durch Umsetzung der hydrolysierten Alkoxysilane mit den reaktiven Gruppen der Substratoberfläche erhalten. Dies ist eine kovalente Bindung. Die allgemeine Struktur der Schicht ist dann im Großen und Ganzen, für ein Organosilan, eine kovalente Bindung an der Fixierungsstelle auf der Substratoberfläche und eine oder zwei kovalente Bindungen mit benachbarten Organosilanmolekülen durch die anderen hydrolysierbaren Funktionen.
  • Die Dicke der erhaltenen Schicht beträgt 10 bis 150 Angström und vorzugsweise zwischen 10 und 100 Angström. Dabei handelt es sich um eine transparente Schicht, welche die Transparenz und die Durchsicht durch das Substrat nicht verändert.
  • Die erfindungsgemäße Zusammensetzung wird auf wenigstens einen Teil der Oberfläche eines Substrats aufgebracht, die insbesondere OH-Gruppen enthält, die in der Lage sind, mit dem hydrolysierten Silan der Zusammensetzung zu reagieren. Das Substrat kann ein anorganisches Glas, ein Kunststoff wie Polycarbonat oder ein Träger sein, der mit mindestens einer mineralischen und/oder anorganischen Schicht überzogen ist.
  • Als Schichten sind beispielsweise Funktionsschichten wie die weiter oben erwähnten kratzfesten, abriebfesten, dekorativen, niedrig emittierenden und Antireflex-Schichten zu nennen.
  • Die erfindungsgemäße Zusammensetzung kann auch auf einer wenigstens teilweise abgebauten Schicht aufgebracht werden. Dieser Abbau kann beispielsweise durch natürliche Alterung oder mechanischen oder chemischen Abrieb verursacht worden sein. Dabei kann es sich um Abrieb durch die Reibung von Scheibenwischern oder das Auftreffen von Regen, Hagel und Stößen handeln. Die auf einer abgebauten Schicht regenerierte Schicht ist so leistungsfähig wie die ursprüngliche Schicht, wobei es nicht erforderlich ist, eine Vorbereitung der Oberfläche wie einen Schleif und einen Poliervorgang vor Beschichtung mit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung durchzuführen.
  • Dennoch kann die Beständigkeit der erfindungsgemäßen Schicht gegebenenfalls und vorteilhafterweise durch eine vorhergehenden Behandlung des Substrats mit einer Haftvermittlungszusammensetzung verbessert werden, die ein Silan vom Typ SiX&sub4; enthält, wobei X eine hydrolysierbare Funktion, beispielsweise Chlor- oder Alkoxy-Funktion, ist.
  • Durch eine Vorbehandlung wird die Reaktivität des Glases erhöht, was eine verbesserte Haftung des fluorierten Silans zur Folge hat. Außerdem verteilt die Vorbehandlung mit einer Haftvermittlungszusammensetzung die fluorierte Schicht und erlaubt es so, stärkere Dicken zu bilden, von mindestens gleich 100 Ångström, ohne jedoch 500 Ångström zu übersteigen, wobei es sich nicht um eine monomolekulare Schicht handelt. Die so erhaltene Vergrößenmg der aufgebrachten Fluor-Menge drückt sich in einer erhöhten Beständigkeit unter Ultravioletteinstrahlung aus.
  • Weiterhin sind bei den zuvorgenannten Werten der Dicke der fluorierten Schicht Kratzer auf dieser mit bloßem Auge nicht sichtbar.
  • Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung einer mit einer hydrophoben und oleophoben Beschichtung versehenen Glasscheibe.
  • Das Verfahren zur Herstellung der Glasscheibe umfasst insbesondere die Stufen:
  • - Herstellung der Zusammensetzung, die in der Lage ist, die hydrophobe und oleophobe Schicht zu bilden,
  • - gegebenenfalls Herstellung der Haftvermittlungszusammensetzung und
  • - Aufbringen der Zusammensetzung auf wenigstens einen Teil der Oberfläche der Glasscheibe, die gegebenenfalls mit der Haftvermittlungszusammensetzung vorbehandelt worden ist.
  • Die Herstellung der Zusammensetzung umfasst insbesondere das Vermischen des erfindungsgemäßen Fluoralkoxysilans mit einem wässrigen Lösungsmittelsystem und mindestens einem Katalysator. Dieser Mischungsvorgang kann in Gegenwart von Feuchtigkeit und insbesondere an der umgebenden Atmosphäre stattfinden. Das erhaltene Produkt ist eine Lösung, die beispielsweise 24 Stunden lang reaktiv ist. Diese Lösung wird auf wenigstens einen Teil der Oberfläche der Glasscheibe vorzugsweise 10 Minuten bis 1 Stunde nach deren Herstellung aufgebracht. Die Beschichtung erfolgt durch In-Berührung-Bringen der Glasscheibe mit der Lösung. Dieses In-Berührung-Bringen kann durch ein beliebiges Mittel erfolgen, beispielsweise durch Gießen, Zerstäuben, Zentrifugieren, Eintauchen und Tauchen, mittels einer Auftragswalze bzw. einer Bürste oder vorzugsweise mit einem Tuch. Das Substrat kann sich auf Umgebungstemperatur befinden oder auf eine Temperatur von unter 300ºC erhitzt werden. Oberhalb von 300ºC besteht die Gefahr, dass die Schicht abgebaut wird.
  • Die Behandlung mit der Haflvermittlungszusammensetzung kann durch dasselbe Beschichtungsverfahren wie dasjenige durchgeführt werden, das für das Aufbringen der hydrophoben und oleophoben Schicht angewendet wird, indem dasselbe System aus wässrigem/wässrigen Lösungsmitteln und Katalysator verwendet wird. Die Haftvermittlungszusammensetzung kann 0,001 bis 5 Gew.-% SiX&sub4; enthalten. Die Behandlung mit der Haftvermittlungszusammensetzung hat den Effekt, dass die Anzahl der reaktiven Stellen (Hydroxyl-Stellen) des Substrats erhöht wird.
  • Die zu beschichtende Oberfläche der Glasscheibe muss sauber sein. Die Sauberkeit der Glasscheibe bestimmt die Anzahl der reaktiven Stellen des Substrats, die in der Lage sind, mit den hydrolysierten Alkoxysilan-Gruppen zu reagieren. Sie hat die Aufgabe, das Vorhandensein von im wesentlichen organischen Verschmutzungen zu verhindern, die an der Substratoberfläche adsorbiert und in der Lage sind, die Reaktion der hydrolysierten Alkoxysilane an den reaktiven Stellen des Substrats zu behindern. Daher wird die Oberfläche der Glasscheibe zuvor, beispielsweise mittels eines oberflächenaktiven Mittels, gereinigt.
  • Die mit den erfindungsgemäßen Schichten hergestellten Substrate sind gleichzeitig hydrophob und oleophob. Sie sind widerstandsfähig gegenüber Ultraviolettstrahlung, chemischen Angriffen und mechanischem Abrieb. Sie werden vorteilhafterweise beispielsweise als Regen, Rauhreif, Verschmutzungen, Verunreinigungen und Kallc abweisende Substrate verwendet. Insbesondere sind sie als Verglasungen von erdgebundenen und Luftfahrzeugen oder von Gebäuden nützlich.
  • Die folgenden Beispiele veranschaulichen die erfindungsgemäßen Merkmale und Vorteile, wobei
  • - Beispiel 1 den nicht benetzbaren Charakter der erfindungsgemäßen Schicht,
  • - Beispiel 2 ein Vergleichsbeispiel für Beispiel 1,
  • - Beispiel 3 die Abriebfestigkeit einer erfindungsgemäßen Ausführungsform und
  • - Beispiel 4 ein Vergleichsbeispiel für Beispiel 3 veranschaulicht und die
  • - Beispiele 5a und 5b eine Vorbehandlung des Substrats mit einer Haftvermittlungszusammensetzung veranschaulichen.
  • Die Abriebfestigkeit der Schicht wurde mit dem "Scheibenwischerversuch" gemessen. Die Proben wurden der Einwirkung eines Scheibenwischerblatts ausgesetzt, das etwa 50 cm lang war und eine Kraft von 45 Newton auf den Probekörper ausübte. Nach einer vorgegebenen Anzahl von hin- und hergehenden Bewegungen des Scheibenwischerblatts wurde der Kontaktwinkel eines Wassertropfens gemessen.
    • BEISPIEL 1
  • Es wurden vier Probekörper aus Kalk-Natron-Silicat-Floatglas gereinigt.
  • Jeder Probekörper wurde mit einer Lösung behandelt, die ein Gemisch aus Perfluortrialkoxysilanen mit der Formel:
  • CF&sub3;-(CF&sub2;)&sub5;-(CH&sub2;)&sub2;Si(OC&sub2;H&sub5;)&sub3;, CF&sub3;-(CF&sub2;)&sub7;-(CH&sub2;)&sub2;Si(OC&sub2;H&sub5;)&sub3;, CF&sub3;-(CF&sub2;)&sub9;-(CH&sub2;)&sub2;Si(OC&sub2;H&sub5;)&sub3;
  • in einem System aus wässrigen Lösungsmitteln enthielt, das Ethanol, einen Katalysator, in diesem Fall Essigsäure, und Wasser umfasste. Die Lösung wurde mit einem Tuch aufgebracht. Nur die Anteile der verschiedenen Bestandteile variierten mit den Probekörpern. Es wurde 95%iges Ethanol verwendet. In der folgenden Tabelle wurden die Anteile an 95%igem Alkohol in Prozente umgewandelt, die absolutem Alkohol und Wasser entsprechen. Die Hydrophobie der so gebildeten Schicht wurde quantitativ bestimmt, indem der Kontaktwinkel θ eines Wassertropfens auf dieser Schicht gemessen wurde.
  • Die Ergebnisse waren folgende:
  • Es ist festzustellen, dass der nicht benetzbare Charakter der Schicht zufriedenstellend ist, wenn der anfängliche Kontaktwinkel eines Wassertropfens auf dieser Schicht größer als 90º ist.
  • Dieses Beispiel veranschaulicht den hydrophoben Charakter der erhaltenen Schicht.
    • BEISPIEL 2 - VERGLEICHSBEISPIEL
  • Dieses Beispiel ist ein Vergleichsbeispiel zu Beispiel 1.
  • Es wurden vier Probekörper auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 behandelt, außer dass die verwendeten Zusammensetzungen keinen Katalysator enthielten. Weiterhin variierten die Anteile der Bestandteile des Systems aus Lösungsmittel/n. Das verwendete Ethanol war 95%iges Ethanol. In der folgenden Tabelle wurden die Anteile an 95%igem Alkohol in Prozente umgewandelt, die absolutem Alkohol und Wasser entsprechen.
  • Die Ergebnisse waren folgende:
  • Der nicht benetzbare Charakter der erhaltenen Schichten ist nicht völlig zufriedenstellend, da die Kontaktwinkel eines Wassertropfens auf der Schicht kleiner als 90º sind.
    • BEISPIEL 3
  • Ein Probekörper aus Kalk-Natron-Silicat-Floatglas wurde vier aufeinanderfolgenden Behandlungen mit einer Lösung unterzogen, die gleich derjenigen war, die zur Behandlung des Probekörpers Nr. 4 in Beispiel 1 verwendet worden war. Die Unterschicht, auf welcher die erfindungsgemäße Zusammensetzung mit einem Tuch aufgebracht wurde, wurde jedes Mal zuvor durch den "Scheibenwischerversuch" beschädigt.
  • Die Ergebnisse waren folgende:
  • Es ist festzustellen, dass die Abriebfestigkeit der Schicht zufriedenstellend ist, wenn der Kontaktwinkel eines Wassertropfens auf der Schicht nach dem Scheibenwischerversuch größer als 60º ist.
  • Dieses Beispiel veranschaulicht eine bessere Beständigkeit der Schicht, die auf einer wenigstens teilweise abgebauten Unterschicht erhalten wurde.
  • Die regenerierten Schichten auf den zuvor durch den Flugzeugscheibenwischer-Versuch abgebauten Schichten weisen Festigkeiten auf, die wenigstens gleichwertig und in bestimmten Fällen besser als diejenigen der ursprünglichen Schicht sind. Man hatte ursprünglich θWasser 60º nach 50 000 Flugzeugscheibenwischer-Zyklen. Nach 3 oder 4 Abriebzyklen mit einem Flugzeugscheibenwischer und erneutem Aufbringen der Regen abweisenden Schicht wurde θWasser 60º nach 100 000 Flugzeugscheibenwischer-Zyklen erreicht.
    • BEISPIEL 4 - VERGLEICHSBEISPIEL
  • Dieses Beispiel ist ein Vergleichsbeispiel zu Beispiel 3. Ein Probekörper aus Kalk-Natron- Silicat-Floatglas wurde zwei Behandlungen mit einer Lösung unterworfen, die 0,5 Vol.-% eines Fluorchlorsilans mit der Formel CF&sub3;-(CF&sub2;)&sub7;-(CH&sub2;)&sub2;SiCl&sub3; in einem nichtwässrigen Lösungsmittel wie Decan enthielt. Wie im Beispiel 3 wurde die durch die erste Behandlung erhaltene erste Schicht durch den "Scheibenwischerversuch" vor dem Aufbringen der zweiten Schicht beschädigt.
  • Die Ergebnisse waren folgende:
  • Dieses Beispiel veranschaulicht die schlechte Abriebfestigkeit einer Schicht des Standes der Technik, die auf einer wenigstens teilweise beschädigten Unterschicht aufgebracht worden ist, da der Kontaktwinkel eines Wassertropfens auf der erhaltenen Schicht, die 50 000 Scheibenwischer-Zyklen unterworfen worden war, im Mittel kleiner als 60º war.
    • Beispiele 5a und Sb
  • Es wurde wie mit dem Probekörper 4 des Beispiels 1 verfahren, außer dass das Substrat mit einer Haftvermittlungszusammensetzung vorbehandelt wurde, die 76 Teile absolutes Ethanol, 14 Teile Wasser, 10 Teile Essigsäure und 1 Teil Silan, SiX&sub4;, nämlich ein Teil Si(OCH&sub3;)&sub4; für Beispiel 5a und ein Teil Si(OC&sub2;H&sub5;)&sub4; für Beispiel 5b, enthielt.
  • Die Ergebnisse waren folgende:
  • Verglichen mit der ersten Behandlung in der Tabelle des Beispiels 3 ist eine deutliche Verbesserung der Festigkeit der hydrophoben und oleophoben Schicht im Scheibenwischerversuch festzustellen.

Claims (10)

1. Zusammensetzung für eine hydrophobe und oleophobe Beschichtung, die im Wesentlichen aus mindestens einem fluorierten Alkoxysilan, dessen Alkoxyfunktionen direkt mit dem Siliciumatom verbunden sind, und einem System aus wässrigem/wässrigen Lösungsmittel/n besteht, das mindestens einen Alkohol und Wasser und mindestens einen Katalysator, der aus einer Brensted-Säure und/oder -Base ausgewählt ist, umfasst, wobei der Wasseranteil in Bezug auf den Alkohol 3 bis 20 Vol.-% beträgt.
2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Alkohol aus Methanol, Ethanol, Butanol und Isopropanol ausgewählt ist.
3. Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasseranteil in Bezug auf den Alkohol etwa 10 Vol.-% beträgt.
4. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das fluorierte Alkoxysilan ein Perfluoralkylalkoxysilan mit der Formel
mit
- m = 0 bis 15,
- n = 1 bis 5,
- p = 0, 1, 2,
- R = Alkyle und
- R' = Alkyl oder H
ist.
5. Verfahren zur Herstellung einer Glasscheibe, die auf mindestens einem Teil der Oberfläche mit einer hydrophoben und oleophoben Schicht versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass es insbesondere die Stufen
- Herstellung einer Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, die aus einem Gemisch aus einem fluorierten Alkoxysilan mit der Formel
mit
- m = 0 bis 15,
- n = 1 bis 5,
- p = 0, 1, 2,
- R = Alkyle und
- R' = Alkyl oder H
mit einem System aus wässrigem/wässrigen Lösungsmittel/n und mindestens einem Katalysator, der aus einer Brøanstedt-Säure und/oder -Base ausgewählt ist, erhalten wird, und
- Aufbringen der Zusammensetzung auf mindestens einem Teil der Oberfläche einer Glasscheibe
umfasst.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung durch einen Lappen aufgebracht wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung höchstens 24 Stunden und vorzugsweise zwischen 10 Minuten und 1 Stunde nach ihrer Herstellung aufgebracht wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass außerdem
- eine Haftvermittlungszusammensetzung hergestellt wird, die aus einem Gemisch aus einem Silan, SiX&sub4;, wobei X eine hydrolysierbare Funktion bedeutet, mit einem System aus wässrigem/wässrigen Lösungsmittel/n und mindestens einem Katalysator, der aus einer Brenstedt-Säure und/oder -Base ausgewählt ist, wobei der SiX&sub4;-Gehalt 0,001 bis 5 Gew.-% der Zusammensetzung beträgt, erhalten wird, und
- wenigstens der Teil der Oberfläche der Glasscheibe, der vorgesehen ist, mit der hydrophoben und oleophoben Schicht bedeckt zu werden, mit der Haftvermittlungszusammensetzung behandelt wird.
9. Glasscheibe, die durch das Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8 erhalten worden ist.
10. Glasscheibe nach Anspruch 9, die mindestens eine Funktionsschicht oder einen Funktionsschichtenaufbau umfasst, die/der mit einer hydrophoben und oleophoben Schicht überzogen ist.
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