DE69720122T2

DE69720122T2 - Wasserabweisende Beschichtung, Verfahren zu ihrer Herstellung, sowie deren Verwendung in Beschichtungen und für beschichtete Gegenstände

Info

Publication number: DE69720122T2
Application number: DE69720122T
Authority: DE
Inventors: Susumu Fujimori; Nobuhiro Funakoshi; Yoshiaki Haga; Mamoru Ishitani; Taketoshi Matsuura; Akira Nohara; Hisao Tabei; Masaya Takahashi
Original assignee: NTT Advanced Technology Corp; Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: NTT Advanced Technology Corp; NTT Inc
Priority date: 1996-08-16
Filing date: 1997-08-14
Publication date: 2003-10-16
Anticipated expiration: 2017-08-15
Also published as: EP0825241A1; EP0825241B1; CA2213168A1; CA2213168C; DE69720122D1; US6462115B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine wasserabweisende Beschichtungszusammensetzung, die ausgezeichnete Wasserabweisung, ausgezeichnete Antischnee- und Antieiseigenschaften und eine ausgezeichnete Wetterbeständigkeit aufweist, und sie bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung solch einer wasserabweisenden Beschichtungszusammensetzung, und sie bezieht sich auf Beschichtungsüberzüge bzw. -filme und beschichtete Gegenstände, für die solch eine wasserabweisende Beschichtungszusammensetzung verwendet wurde.
Die wasserabweisende Beschichtungszusammensetzung der Erfindung weist eine gute Wasserabweisung, gute Antischnee- und Antieiseigenschaften und eine gute Wetterbeständigkeit auf und kann zur Verhinderung einer Benetzung mit Wasser, einer Anhaftung von Schmutz oder einer Korrosion der beschichteten Oberflächen verwendet werden. Die wasserabweisende Beschichtungszusammensetzung der Erfindung kann in breitem Umfang auf verschiedenen Gebieten verwendet werden, einschließlich des Konstruktions- und Bauwesens und ähnlichem.
Die Erfindung kann für die Oberflächenbehandlung verschiedener Antennen, z. B. für Antennen den Satellitenfunk und -rundfunk, Antennenkuppeln für die Nachrichtentechnik, Antennen für die Steuerung des Luftverkehrs, Yagi-Antennen und ähnliches, verwendet werden, um eine Benetzung mit Wasser, ein Anhaften von Schnee oder Eis auf ihrer Oberfläche zu verhindern. Die Erfindung kann auch für Oberflächen von Reflektorplatten für die Radartechnik und für Radioteleskope, Eisentürme, Kabel, Übertragungs- bzw. Energieleitungen, Bauwerke und Fassaden davon, wie Häuser, Gebäude, Dächer oder Außenwänden davon, Oberflächen von Fahrzeugen, wie Elektroautos, Züge, Automobile, Schiffe, Flugzeuge, Frontscheiben von solchen Fahrzeugen, Vorrichtungen für Baumaschinen, die Entlüftung oder Auslaßöffnungen von Kaminen und Öfen eingesetzt werden. Die wasserabweisende Beschichtungszusammensetzung der Erfindung kann in Form einer Dispersion zur Verfügung gestellt werden oder sie kann in einer Sprühdose enthalten sein.
Die Entwicklung von wasserabweisenden Beschichtungszusammensetzungen mit ausgezeichneter Wasserabweisung und gleichzeitig ausgezeichneten Antischnee- oder Antieiseigenschaften, als auch Wetterbeständigkeit, ermöglicht die Realisierung von Antennen, Kabeln, Türmen, Dächern und ähnlichem, die durch das Aufbringen solcher Beschichtungszusammensetzungen beständig gegenüber einem Anhaften von Schnee sind, und solche Beschichtungszusammensetzungen werden für viele Zwecke verwendet werden, einschließlich für Beschichtungen von Vorrichtungen für Baumaschinen und ähnliches. Aus diesem Grund sind verschiedene wasserabweisende Beschichtungszusammensetzungen in Entwicklung.
Herkömmliche Versuche zur Verbesserung der Wasserabweisung eines Gegenstandes, wie Glas, bestanden darin, die Oberflächenenergie eines Gegenstandes oder eines Materials, das Wasserabweisung benötigt, durch das Beschichten der Oberfläche davon mit einer Verbindung, die eine Fluoralkylgruppe enthält, einer Verbindung, die eine Siloxangruppe enthält, einer Beschichtungszusammensetzung oder ähnlichem, oder durch das Dispergieren feiner Teilchen von Fluoralkylgruppen enthaltenden Verbindungen in dem Material so stark wie möglich zu verringern.
Beispielsweise wurde ein galvanisches Naßbeschichtungsverfahren angewandt, um feine Teilchen aus Polytetrafluorethylen (PFTE) mit Nickelmetall zu mischen und ein wasserabweisendes Material mit einer auf den Kontaktwinkel bezogenen Wasserabstoßung von nicht kleiner als 150 zu entwickeln, wobei letzterer Kontaktwinkel als Standard für die Wasserabstoßung angesehen wird. Diese Verfahren kann nicht auf Bauwerke oder Objekte im Freien, wie Gebäude oder Häuser angewandt werden, da das Verfahren eine galvanische Beschichtung einschließt, die für diese Gebäude oder Objekte im Freien nicht anwendbar ist, und die Anwendbarkeit des Verfahrens hängt von der Anwendbarkeit der galvanischen Naßbeschichtung ab.
Neuere Entwicklungen in der Technik schließen eine wasserabweisende Beschichtungszusammensetzung ein, die ein PTFE- Pulver mit einem niedrigen Molekulargewicht von 500 bis 20.000 enthält, wobei das Molekül bis zu den Enden fluoriert ist, das in einem Acrylsilikonharz oder ähnlichem dispergiert ist, wie in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 122838/1994 offenbart ist. Es wird berichtet, daß die Beschichtungszusammensetzung eine ausgezeichnete Wasserabweisung zeigt, mit einer beschichteten Oberfläche mit einem Anfangskontaktwinkel von nicht kleiner als 140º. Die wasserabweisende Beschichtungszusammensetzung ist teuer, da sie als wasserabweisendes Pulver ein spezielles PTFE-Pulver enthält, das bis zu den Enden des Moleküls fluoriert ist, was es schwierig macht, solch eine wasserabweisende Beschichtungszusammensetzung konkurrenzfähig zur Verfügung zu stellen, und engt somit den Anwendungsbereich ein. Außerdem weisen Fluorharze, die PTFE mit niedrigem Molekulargewicht einschließen, im allgemeinen eine geringe intermolekulare Energie auf, so daß ihre mechanische Festigkeit gering ist und mit solchen Harzen beschichtete Oberflächen durch einen Abrieb oder ein Zusammenpressen verletzlich und weniger haltbar sind. Deshalb finden sie in nur begrenztem Umfang Anwendung.
Die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 33480/1995 offenbart ein Glassubstrat mit einer wasserabweisenden Schicht, die einen porösen Film umfaßt, der in seinen Vertiefungen PTFE mit niedrigerem Molekulargewicht enthält. In diesem Fall betrug der Kontaktwinkel der wasserabweisenden Schicht ungefähr 110º, wodurch keine ausreichende Wasserabstoßung erreicht werden konnte.
Auch die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 138047/1995 schlägt die Verwendung eines wasserabstoßenden Materials, das ein Metalloxid und ein Fluorharz enthält, auf der Oberfläche eines Glassubstrates vor. Der Kontaktwinkel betrug ungefähr 110º und die Wasserabweisung ist unzureichend.
Das in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 138050/1995 offenbarte Verfahren nutzt eine Sol-Gel-Reaktion, um eine Unterschicht aus einem Metalloxid auf einem Glassubstrat zu bilden und ein Fluorharz darauf aufzubringen. Der Kontaktwinkel betrug ungefähr 110º, was unzureichend ist.
Desweiteren offenbart die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 251060/1995 ein Verfahren der Bereitstellung einer wasserabweisenden Oberfläche auf einem Substrat mittels der Pulverisierung eines wasserabweisenden Verbundpulvers, das Trägerteilchen umfaßt, die mit niedermolekularem PTFE beschichtet wurden, wobei die Trägerteilchen eine größere mechanische Festigkeit als das PTFE aufweisen, und der Anhaftung des Pulverisats an die Oberfläche eines Substrates. Der mittels des Verfahrens erhaltene Kontaktwinkel ist nicht kleiner als 150º. Die Herstellung des Verbundpulvers ist jedoch schwierig, da das Verfahren die Schritte des Anbringens des niedermolekularen PTFE mit schlechtem Haftvermögen an die Trägerteilchen und das Pulverisieren der wasserabweisenden Verbundteilchen mit ausgezeichnetem Schmiervermögen einschließt, wobei der letztere Schritt kompliziert ist. Zudem weist die resultierende Beschichtungszusammensetzung eine schlechte mechanische Festigkeit auf, da der niedermolekulare PTFE-Film dazu neigt, sich auf Grund eines Abriebs abzulösen.
Wie vorstehend beschrieben, weisen die meisten der herkömmlichen wasserabweisenden Beschichtungszusammensetzung die Nachteile auf, daß sie unzureichende Kontaktwinkel zeigen oder nur unter hohen Kosten ausreichende Kontaktwinkel zeigen und nur unter Schwierigkeiten herzustellen sind.
Desweiteren weisen die herkömmlichen Beschichtungszusammensetzungen auch die Nachteile auf, daß sie im allgemeinen weiße, trübe Beschichtungsfilme erzeugen, so daß die Farbe der darunterliegenden Schicht oder des Materials des beschichteten Gegenstandes nicht so wahrgenommen werden kann, wie sie ist, und somit ist ihre Anwendung beträchtlich eingeschränkt. Um mit diesem Problem fertig zu werden, wird die Zugabe von einem oder mehreren Pigmenten empfohlen, um den Beschichtungsfilm zu färben. Die Zugabe solch eines Pigments/Pigmente würde häufig die Wasserabweisung verschlechtern, die der Zusammensetzung innewohnt.
Die US-amerikanische Patentschrift US-A-3,023,181 offenbart eine Beschichtungszusammensetzung, die eine wäßrige Emulsion vom Öl-in-Wasser-Typ eins Alkydharzes und eines organischen Lösungsmittels dafür umfaßt, in der ein organisches Pigment eingearbeitet ist, das mit einem hydrophoben Mittel, wie einer Organosiliciumverbindung, behandelt wurde. In der Beschichtungszusammensetzung ist eine wäßrige kontinuierliche Phase vorhanden, in der die Kohäsion zwischen dem Pigment und der Bindemittellösung oder die Benetzung der Pigmentteilchen mit der Bindemittellösung erhöht ist.
Die europäische Patentschrift EP-A-0 052 427 offenbart oberflächen-modifizierte Beschichtungszusammensetzungen, die für die Anwendung für optische Oberflächen geeignet sind, um das Beschlagen der Oberflächen und die Lichtreflexion ohne eine Trübung zu verursachen zu reduzieren. Die Zusammensetzung umfaßt einen partikulären anorganischen Bestandteil, wie z. B. kolloidales Siliciumdioxid oder Aluminiumoxidteilchen oder eine Mischung davon, wobei die Teilchen eine mittlere Teilchengröße in einem Bereich von 7 bis 50 nm aufweisen und 0,5 bis 2,5% Gew./Volumen (wt/volume - weight to volume) der Gesamtzusammensetzung umfassen; einen anderen partikulären anorganischen Bestandteil, der aus kolloidalem Siliciumdioxid oder Aluminiumoxidteilchen oder einer Mischung davon mit einer mittleren Teilchengröße in einem Bereich von 75 bis 150 nm ausgewählt ist, der 0,2 bis 1,0% Gew./Volumen der Gesamtzusammensetzung umfaßt; 0,1 bis 1,0% Gew./Volumen eines polymeren Bindemittels; und ein flüchtiges flüssiges Medium.
Die US-amerikanische Patentschrift US-A-4,102,703 offenbart wasserabweisende Zusammensetzungen, die hydrophobe, fein verteilte partikuläre Metall- oder Metalloidoxide umfassen, die in einem flüssigen wasserlöslichen mehrwertigen Alkohol oder einer wäßrigen Lösung davon suspendiert sind. Das feinverteilte partikuläre Material wird mittels der Behandlung eines nicht-hydrophoben Ausgangsmaterial mit einem hydrophoben Behandlungsmittel, wie einer Organosilicium- oder Organotitanverbindung, die eine oder mehrere funktionelle Komponenten pro Molekül enthält, die mit den Hydroxylgruppen auf der Oberfläche des feinverteilten partikulären Materials reagieren, hydrophob gemacht. Die erhaltenen hydrophoben partikulären Metall- oder Metalloidoxide können einen mittleren äußeren Teilchendurchmesser von nicht größer als ungefähr 0,5 um aufweisen. Die Zusammensetzungen sind für die Beschichtung von porösen Substraten nützlich.
Deshalb besteht eine Aufgabe der Erfindung in der Lösung der mit dem Stand der Technik verbundenen Probleme und in der wirtschaftlichen Bereitstellung einer wasserabweisenden Beschichtungszusammensetzung mit verbesserter Wasserabweisung, verbesserten Antiabrieb-, Antischnee- oder Antieiseigenschaften und verbesserter Wetterbeständigkeit.
Eine andere Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung einer transparenten Beschichtungszusammensetzung
Eine noch weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung solch einer transparenten Beschichtungszusammensetzung.
Eine noch weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Beschichtungsfilms mit
Desweiteren besteht eine Aufgabe der Erfindung in der Bereitstellung eines beschichteten Gegenstandes, der mit solch einer Beschichtungslösung beschichtet wurde.
Erfindungsgemäß wird eine wasserabweisende Beschichtungszusammensetzung zur Verfügung gestellt, die die nachstehenden Bestandteile umfaßt:
feine Teilchen mit einer funktionellen Gruppe auf ihrer Oberfläche und mit einer Teilchengröße von 10 nm bis 1 mm;
ein Haftmittel bzw. einen Haftvermittler, der eine wasserabweisende funktionelle Gruppe, die geeignet ist, mittels einer Dehydratation eine Kondensation mit der funktionellen Gruppe des feinen Teilchens einzugehen, und eine wasserabweisenden Gruppe enthält;
ein Bindemittelharz zum Binden der feinen Teilchen; und
ein Lösungsmittel für das Bindemittel.
Hier können die feinen Teilchen ein anorganisches Material umfassen.
Bei dem anorganischen Material kann es sich bevorzugt um ein anorganisches Material handeln, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus SiO&sub2;, SiO&sub2;-haltigem Glas, Shirasu, siliciumdioxidhaltigem bzw. kieselsäurehaltigem Sand, Zeolith, Siliciumcarbid und Mischungen davon besteht.
Die feinen Teilchen können auch ein organisches Material umfassen.
Bei dem organischen Material kann es sich bevorzugt um ein organisches Material handeln, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Polymethylmethacrylat, Polyurethanharz und Mischungen davon besteht.
Die feinen Teilchen können ein anorganisches Material und ein organisches Material in Kombination umfassen.
Das anorganische Material ist aus der Gruppe ausgewählt, die aus SiO&sub2;, SiO&sub2;-haltigem Glas, Shirasu, siliciumdioxidhaltigem Sand, Zeolith, Siliciumcarbid und Mischungen davon besteht und das organische Material ist aus der Gruppe ausgewählt, die aus Polymethylmethacrylat, Polyurethanharz und Mischungen davon besteht.
Bei dem Haftvermittler kann es sich bevorzugt um einen Haftvermittler handeln, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Silanhaftmittel mit einer wasserabweisenden Gruppe in seinem Molekül und einem Titanhaftmittel und Mischungen davon besteht.
Bei dem Bindemittelharz kann es sich bevorzugt um ein Bindemittelharz handeln, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Acrylharz, Acryl-Silikon-Harz, Acryl-Urethan-Harz, Polyesterharz, Epoxidharz, Urethanharz, Fluorharz und Mischungen davon besteht.
Erfindungsgemäß kann die wasserabweisende Beschichtungszusammensetzung bevorzugt transparent sein und die feinen Teilchen können sich vom Bindemittelharz im Brechungsindex um einen Wert im Bereich von ±2% unterscheiden, bezogen auf den Brechungsindex der feinen Teilchen.
Hier können die feinen Teilchen in einer Menge von 10 bis 90% auftreten, bezogen auf das Gewicht der Zusammensetzung nach dem Abziehen bzw. des Verdampfens des Lösungsmittels.
Erfindungsgemäß wird desweiteren ein Verfahren zur Herstellung der vorstehend beschriebenen transparenten wasserabweisenden Beschichtungszusammensetzung zur Verfügung gestellt, wobei das Verfahren den Schritt der Behandlung der Oberflächen der feinen Teilchen mit einem Haftvermittler, und des Mischens der feinen Teilchen und des Bindemittels in einem Gerät umfaßt, das turbulente Strömungsenergie hoher Geschwindigkeit nutzt, wodurch den zu mischenden Teilchen eine Strömungsgeschwindigkeit von 200 bis 300 m/s verliehen wird.
Erfindungsgemäß wird desweiteren ein Beschichtungsfilm bzw. Überzug zur Verfügung gestellt, der aus der vorstehend beschriebenen wasserabweisenden Beschichtungszusammensetzung erhalten werden kann.
Erfindungsgemäß wird desweiteren noch ein beschichteter Gegenstand zur Verfügung gestellt, der die nachstehenden Bestandteile umfaßt:
ein Substrat, und
den vorstehenden Beschichtungsfilm.
Andere und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nachstehenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlicher.
Fig. 1 ist eine schematische Ansicht, die den Zustand eines Wassertröpfchens auf einem Beschichtungsfilm gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
Fig. 2 ist eine schematische Darstellung, die die Messung des Kontaktwinkels von Wasser zeigt;
Fig. 3 ist eine Ansicht eines Querschnitts, die schematisch einen Teil eines beschichteten Gegenstandes zeigt, der mit einer Beschichtungszusammensetzung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung beschichtet wurde;
Fig. 4 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die eine beschichtete Antenne gemäß einer Ausführungsform der Erfindung und eine unbeschichtete bzw. nicht-beschichtete Vergleichsantenne zeigt.
Fig. 5 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die ein beschichtetes Radom gemäß einer Ausführungsform der Erfindung und ein nicht-beschichtetes Vergleichsradom zeigt;
Fig. 6 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die eine beschichtete Yagi-Antenne gemäß einer Ausführungsform der Erfindung und eine nicht-beschichtete Vergleichs-Yagi- Antenne zeigt;
Fig. 7 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die eine beschichtete Übertragungsleitung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung und eine nicht-beschichtete Vergleichs-Übertragungsleitung zeigt;
Fig. 8 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die einen Teil eines Eisenturms mit einem beschichteten Bereich gemäß einer Ausführungsform der Erfindung und einen nicht- beschichteten Vergleichsbereich zeigt;
Fig. 9 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die einen Teil der Außenwand eines Gebäudes mit einem beschichteten Bereich gemäß einer Ausführungsform der Erfindung und einen nicht-beschichteten Vergleichsbereich zeigt;
Fig. 10 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die ein Haus mit einem Dach mit einem beschichteten Bereich gemäß einer Ausführungsform der Erfindung und einem nicht-beschichteten Vergleichsbereich zeigt;
Fig. 11 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die einen Eisenbahnzug mit einer unteren Verkleidung mit einem beschichteten Bereich gemäß einer Ausführungsform der Erfindung und einem nicht-beschichteten Vergleichsbereich zeigt;
Fig. 12 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die einen Lastwagen mit einem beschichteten Bereich gemäß einer Ausführungsform der Erfindung und einem nicht-beschichteten Vergleichsbereich zeigt;
Fig. 13 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die ein Schiff mit einem beschichteten Bereich gemäß einer Ausführungsform der Erfindung und einem nicht-beschichteten Vergleichsbereich zeigt;
Fig. 14 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die eine Ampel bzw. ein Signal mit einer beschichteten Haube gemäß einer Ausführungsform der Erfindung und ein Vergleichssignal mit einer nicht-beschichteten Haube zeigt;
Fig. 15 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die ein beschichtetes, mit Zeichen versehenes Schild gemäß einer Ausführungsform der Erfindung und ein nicht-beschichtetes, mit Zeichen versehenes Vergleichs-Schild zeigt;
Fig. 16 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die eine Frontscheibe gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
Fig. 17 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die die gemäß einer Ausführungsform der Erfindung mit einer Beschichtungszusammensetzung beschichtete Karosserie eines Flugzeuges zeigt;
Fig. 18 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die einen mit einer Beschichtungslösung beschichteten Arbeitskittel gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt; und
Fig. 19 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die einen mit einer Beschichtungslösung beschichteten Zeltstoff gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt.
Die Erfindung wird aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung und aus den beigefügten Zeichnungen der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung verständlicher, die jedoch nicht als Einschränkung der Erfindung aufgefaßt werden sollten, sondern lediglich zum Zwecke der Erklärung und des Verständnisses dienen.
Fig. 1 zeigt schematisch ein Wassertröpfchen auf einem Beschichtungsfilm gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, in der der Beschichtungsfilm 1 das Wassertröpfchen 2 trägt, anders ausgedrückt, das Wassertröpfchen 2 in Kontakt mit dem Beschichtungsfilm 1 steht. Die Fig. 2 ist eine schematische Darstellung, wie der Kontaktwinkel des Wassers gemessen wird. In Fig. 2 bezeichnet (a) den Kontaktwinkel des Wassertröpfchens.

(1) Feine Teilchen

Beispiele für die feinen Teilchen, die in der wasserabweisenden Beschichtungszusammensetzung der Erfindung verwendet werden können, schließen diejenigen ein, die anorganische Materialien, wie SiO&sub2; und verschiedene SiO&sub2;-haltige Gläser, Shirasu, siliciumdioxidhaltigen Sand, Zeolith, Siliciumcarbid (SiC) und ähnliches alleine oder in Kombination, organische Materialien, wie vernetztes Polymethylmethacrylat (PMMA), Urethan und ähnliches, alleine oder in Kombination umfassen. Die anorganischen und organischen Materialien können in Kombination verwendet werden. Die feinen Teilchen können gemischt und mit anderen Bestandteilen in einem Lösungsmittel in einem Anteil von 10 bis 90 Gewichts-%, bezogen auf die Gesamtzusammensetung auf trockener Basis nach Verdampfung des Lösungsmittels, gemischt und dispergiert werden.
Obwohl in den nachstehenden Beispielen die Verwendung von vernetzten Polymethylmethacrylatteilchen beispielhaft als feine Teilchen einer Polymerverbindung oder eines organischen Materials dargestellt wird, kann Urethan, das ähnliche funktionelle Gruppen auf seiner Oberfläche aufweist, ähnliche Wirkungen zeigen.

(2) Teilchendurchmessser des feinen Teilchens

Das feine Teilchen, eines der Bestandteile der wasserabweisenden Beschichtungszusammensetzung der Erfindung, weist einen Teilchendurchmesser von 10 nm bis 1 mm auf. Wenn der Teilchendurchmesser 1 mm überschreitet, vergröbert sich die Oberfläche des Beschichtungsfilms und wird durch große Spitzen und tiefe Mulden ungleichmäßig, wodurch die Tendenz auftritt, daß sie als Beschichtungsfilm nicht nützlich ist. Andererseits tendieren bei einem Teilchendurchmesser von nicht größer als 10 nm einzelne Teilchen dazu, zu agglomerieren, und es ist schwierig, sie in einem Bindemittel gleichmäßig zu dispergieren. Deshalb darf der Teilchendurchmesser nicht übermäßig klein sein. Deshalb führt die Verwendung feiner Teilchen mit einem Teilchendurchmesser in einem Bereich von 10 nm bis 1 mm zu einer wasserabweisenden Beschichtungszusammensetzung mit hohem Leistungsverhalten. Unter den Teilchen erzeugen diejenigen Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 100 nm bis 10 um die Beschichtungszusammensetzung mit dem besten Beschichtungsverhalten.

(3) Haftvermittler

Beispiele für den Haftvermittler, der in der Erfindung verwendet werden kann, schließen Silanhaftvermittler, die eine wasserabstoßende Gruppe im Molekül enthalten, Titanhaftvermittler und ähnliches, alleine oder in Kombination ein. Der Haftvermittler wird bevorzugt in Mengen von 1 bis 50 Gewichts-%, bezogen auf das Gewicht der Gesamtzusammensetzung, verwendet.

(4) Funktionelle Gruppen und Haftvermittler, die sie enthalten

Silanhaftvermittler werden im allgemeinen als YRSiX&sub3; ausgedrückt. Diejenigen Silanhaftvermittler, in denen die Y-Komponente fluoriert ist, und diejenigen, in denen die R-Komponente eine kleine Länge aufweist, zeigen eine ausgezeichnete Wasserabstoßung.
Die Behandlung mit dem Haftvermittler beruht auf dem Prinzip der Bindungsbildung mittels Kondensation unter Wasserabspaltung. Beispielsweise wird C&sub8;F&sub1;&sub7;C&sub2;H&sub4;Si(OC&sub2;H&sub5;)&sub3; wie nachstehend hydrolysiert:
C&sub8;F&sub1;&sub7;C&sub2;H&sub4;Si(OC&sub2;H&sub5;)&sub3; + 3H&sub2;O → C&sub8;F&sub1;&sub7;C&sub2;H&sub4;Si(OH)&sub3; + 3C&sub2;H&sub5;OH
und anschließend kommt es wie nachstehend zu einer Kopplung bzw. Verknüpfung mittels Kondensation unter Wasserabspaltung:
Die funktionelle Gruppe auf dem Haftvermittler schließt -OR, -Cl, -NR&sub2; ein, worin R eine Alkylgruppe ist, zum Beispiel -CH&sub3;, -C&sub2;H&sub5; und ähnliches. Andererseits schließt die funktionelle Gruppe auf dem Pulver (feines Teilchen) typischerweise -OH ein. Materialien, die -OH-Gruppen enthalten, schließen SiO&sub2;, SiO&sub2;-haltige Substanzen, wie verschiedene Gläser, Shirasu (Vulkanasche), kieselsäure- bzw. siliciumdioxidhaltigen Sand und ähnliches ein.
Feine organische Teilchen umfassen Polymere mit vielen OH- oder CO-Gruppen auf ihrer Oberfläche, wie Polymethylmethacrylat, Urethan und ähnliches.

(5) Bindemittelharz

Beispiele für das Bindemittelharz, das in der Erfindung verwendet werden kann, schließen Acrylharze, Acryl-Urethan- Harze, Acryl-Silikon-Harze, Polyesterharze, Epoxidharze, Polyurethanharze, Fluorharze und ähnliches und Mischungen aus zwei oder mehreren davon ein.

(6) Beziehung zwischen den Brechungsindizes des feinen Teilchens und dem Bindemittelharz.

Wenn versucht wird, eine wasserabweisende Beschichtungszusammensetzung mit ausgezeichnetem Lichtdurchlaßgrad zur Verfügung zu stellen, ist es erwünscht, daß das Bindemittelharz, das die Beschichtungszusammensetzung bildet, und die darin enthaltenen feinen Teilchen den gleichen Brechungsindex oder verschiedene Brechungsindizes, die aber nahe beieinander liegen, aufweisen. Dies deshalb, weil die Streuung des Lichtes, zu der es an der Grenzfläche zwischen dem feinen Teilchen und dem Bindemittel kommt, einer der Gründe für die Lichtundurchlässigkeit bzw. Trübung der Beschichtungszusammensetzung sein kann. Um solch eine Lichtstreuung zu beseitigen, ist es wirkungsvoll, den Unterschied zwischen den optischen Brechungsindizes des feinen Teilchens und des Bindemittelharzes auf das geringst mögliche Niveau zu verringern. Der Unterschied im Brechungsindex zwischen dem feinen Teilchen und dem Bindemittelharz liegt bevorzugt in einem Bereich von ±2%, bezogen auf den Index des feinen Teilchens.

(7) Additive

Die wasserabweisende Beschichtungszusammensetzung der Erfindung umfaßt feine Teilchen, ein Bindemittelharz und ein Lösungsmittel als Hauptbestandteile. Die Beschichtungszusammensetzung kann jedoch, falls dies gewünscht wird, verschiedene Additive, die in herkömmlichen Beschichtungszusammensetzungen verwendet werden, wie Farbmittel, Antioxidantien, UV-Licht- Absorptionsmittel (UV-Stabilisatoren), Dispersionsmittel, wie Fluorkohlenstofföl, Schmiermittel und ähnliches in Mengen enthalten, die die beabsichtigte Wirkung der wasserabweisenden Beschichtungszusammensetzung nicht beeinträchtigen. Die Beschichtungszusammensetzung mit einem oder mehreren dieser Additive dient auch als wasserabweisende Beschichtungszusammensetzung mit hohem Leistungsverhalten.

(8) Lösungsmittel

Was das Lösungsmittel angeht, das in der wasserabweisenden Beschichtungszusammensetzung der Erfindung verwendet werden kann, so können organische Lösungsmittel aufgeführt werden, die herkömmlicherweise für Beschichtungszusammensetzungen verwendet werden, wie Butylacetat.

(9) Herstellungsverfahren

Die wasserabweisende Beschichtungszusammensetzung der Erfindung kann auf die gleiche Weise wie herkömmliche Beschichtungszusammensetzungen hergestellt werden. Genauer gesagt werden das Fluorharzpulver, das Bindemittelharz und die Lösungsmittel für das Bindemittelharz und ein oder mehrere wahlweise Additive in einer Kugelmühle, einer Sandmühle oder einer ähnlichen Mischvorrichtung gerührt und gemischt.
Um eine wasserabweisende Beschichtungszusammensetzung, die auch Transparenz aufweist, zur Verfügung zu stellen, ist es erwünscht, daß die feinen Teilchen in einem nicht-assoziierten oder dispergierten Zustand existieren können. Es war auf Grund einer Assoziation der feinen Teilchen mittels der herkömmlichen Mischtechnik schwierig, die feinen Teilchen in getrenntem Zustand zu dispergieren, und die Teilchen wiesen beträchtliche scheinbare Größen (apparent sizes) auf. Ein weiteres Mischen und Rühren der Zusammensetzung, um die agglomerierten Teilchen zu dissoziieren, führte zu einer Verunreinigung mit oder einer Streuung von Fremdmaterial, wie Blasen, in der Beschichtungszusammensetzung. Diese Behandlung macht die Lösung jedoch, im Gegensatz zur anfänglichen Absicht, trübe. Die Verwendung eines oberflächenbehandelten amorphen transparenten Materials, wie Glas, als wasserabweisende feine Teilchen, wie sie in der japanischen Patentanmeldung Nr. 233716/1996 vorgeschlagen worden war, führt jedoch im allgemeinen zur Erzeugung einer weißen trüben Beschichtungszusammensetzung. Es wird angenommen, daß dies auf das Auftreten einer Lichtstreuung an der Grenzfläche zwischen dem Bindemittelharz und dem feinen Teilchen zurückzuführen ist.
Deshalb wird in der Erfindung eine Dispersionsmischtechnik unter Nutzung turbulenter Strömungsenergie hoher Geschwindigkeit eingesetzt, um die Population der assoziierten Teilchen auf das geringst mögliche Niveau zu verringern und sie wirkungsvoll in der Beschichtungszusammensetzung zu dispergieren. Dieses Verfahren basiert auf dem Prinzip, daß beim Ausüben eines Druckes von 200 bis 1.500 atm nach der Injektion eines Fluids, das ein Pulver enthält, das in einem Generator zerteilt werden soll, der mit einer Öffnung von einigen Hundert um versehen ist, die Strömungsgeschwindigkeit des Fluids auf 200 bis 300 m/s in der Nähe der Öffnung zunimmt und gleichzeitig eine Wirbelströmung bzw. turbulente Strömung erzeugt wird. In der Verhaltensabfolge der Flüssigkeit kommt es zu Schockwellen oder einer Kavitation, die das Pulver pulverisiert und mischt. Der Gebrauch dieser Technik beim Mischen der transparenten wasserabweisenden Beschichtungszusammensetzung gestattet eine einheitliche Dispersion und ein Mischen des Bindemittelharzes und der feinen Teilchen in dem Lösungsmittel ohne den Einschluß von Fremdmaterialien, wie Blasen. Somit kann mittels des Verfahrens der Erfindung eine wasserabweisende Beschichtungszusammensetzung erzeugt werden, die einen ausgezeichneten Lichtdurchlaßgrad aufweist.

(10) Beschichtungsverfahren

Die wasserabweisende Beschichtungszusammensetzung der Erfindung kann direkt in Form einer Suspension in einem Lösungsmittel auf den Zielgegenstand oder Artikel mittels eines Bürsten-Streichverfahrens aufgebracht werden oder sie kann in einer Sprühdose, d. h. einer aus einem Metall, wie Aluminium, gefertigten Dose aufbewahrt werden, bis sie mittels Sprühens verwendet wird. Für die Art des Aufbringens der Zusammensetzung der Erfindung gibt es jedoch keine besondere Einschränkung und jedes herkömmliche Verfahren kann für diesen Zweck eingesetzt werden.

(11) Zielgegenstand oder Artikel

Zielgegenstand kann jeder Gegenstand oder jeder Artikel sein, der sich im Freien befindet oder hauptsächlich im Freien verwendet wird, und für den gewünscht wird, daß er eine Wasserabweisung, Antischnee- oder Antieiseigenschaften aufweist, zum Beispiel Oberflächen von Gebäuden, Fahrzeugen und ähnliches. Die Beschichtungszusammensetzung der Erfindung kann auf die Oberflächen großer Bauwerke oder von schichtförmigen oder plattenförmigen Substraten aufgebracht werden. Fig. 3 ist ein schematischer Querschnitt eines beschichteten Artikels, der mit der wasserabweisenden Beschichtungszusammensetzung der Erfindung beschichtet wurde. Das Bezugszeichen 10 bezeichnet ein Substrat und das Bezugszeichen 11 bezeichnet einen Beschichtungsfilm, der aus der wasserabweisenden Beschichtungszusammensetzung der Erfindung gebildet wurde. Das Substrat 10 kann eine flächige oder plattenförmige Gestalt aufweisen oder Teil des Oberflächenbereiches eines großen Bauwerks oder Gegenstandes sein.

(12) Vorteilhafte Wirkungen

Die wasserabweisende Beschichtungszusammensetzung der Erfindung zeigt eine hohe Wasserabweisung und eine ausgezeichnete Wetterbeständigkeit, so daß sie auf vielfältige Weise, wie bei der Verhinderung von Anwuchs, Schneegefährdungen, Vereisungen und ähnliches, und auf verschiedenen Gebieten Verwendung findet, einschließlich der Konstruktion, des Bauwesens, des Transports, von Kommunikationssystemen und ähnlichem.
Genauer gesagt kann die wasserabweisende Beschichtungszusammensetzung der Erfindung bei der Oberflächenbehandlung zur Verhinderung einer Wasserundichtigkeit oder für Antischnee- oder Antieiseigenschaften für verschiedene Antennen, z. B. Antennen für den Satellitenfunk und -rundfunk, Antennenkuppeln für die Kommunikation, Antennen für die Flugsteuerung, Yagi-Antennen und ähnliches verwendet werden. Das Aufbringen der wasserabweisenden Beschichtungszusammensetzung auf diese Antennen beseitigt die Probleme, die solchen Antennen innewohnen, wie die Verschlechterung der Übertragungs- und Empfangsqualität, die durch ein Rauschen bzw. einer Störung auf Grund von Wasserundichtigkeit, das Anhaften von Schnee oder Eis oder ähnliches verursacht werden. Die wasserabweisende Beschichtungszusammensetzung verhindert auch, wenn sie auf Reflektorplatten für das Radar und Radioteleskope aufgebracht wird, eine Zunahme des Rausch- bzw. Störungspegels auf Grund von Wasserundichtigkeit oder dem Anhaften von Schnee oder Eis, wodurch eine hohe Genauigkeit bei der Beobachtung oder Messung sichergestellt wird. Desweiteren entfallen bei Eisentürmen, Kabeln, Übertragungsleitungen, die mit der wasserabweisenden Beschichtungszusammensetzung der Erfindung geschützt sind, die Möglichkeiten eines Anhaftens von Schnee oder Eis daran und somit das Herabfallen dieses Schnees oder Eises davon, so daß Gefahren für Häuser oder Fußgänger vermieden werden können. Ähnlich vorteilhafte Wirkungen können erhalten werden, wenn die Beschichtungszusammensetzung der Erfindung auf Bauten und Fassaden davon, wie Häusern, Gebäuden, Dächern oder Außenwänden davon, aufgebracht wird. Das Aufbringen der wasserabweisenden Beschichtungszusammensetzung der Erfindung auf Oberflächen von Fahrzeugen, wie Elektroautos, Züge, Automobilen, Schiffen, Flugzeugen und ähnlichem ist nicht nur für die Verhinderung des Auftretens von Gefahren nützlich, sondern auch für das Sparen von Brennstoffkosten. Desweiteren verhindert die Verwendung der Beschichtungszusammensetzung der Erfindung für Beschichtungen von Belüftungen oder Öffnungen von Kaminen und Öfen wirkungsvoll ein durch Vereisung bedingtes Verstopfen der Öffnungen.
Die wasserabweisende Beschichtungszusammensetzung der Erfindung kann in Form einer Dispersion oder enthalten in einer Sprühdose für allgemeine Zwecke zur Verfügung gestellt werden, so daß sie wirtschaftlich und leicht zu handhaben ist. Desweiteren ist die Zusammensetzung der Erfindung als Beschichtungszusammensetzung vorteilhaft, da die Bestandteile sehr leicht gemischt werden können und sich nicht wieder gleich trennen. Deshalb ist es nur notwendig, die Mischung in minimalem Ausmaß zu rühren, bevor die Zusammensetzung der Erfindung verwendet werden kann. Wenn gefärbte Materialien erwünscht sind, können einfach Pigmente beigemischt werden, um gefärbte Beschichtungszusammensetzungen mit ausgezeichneter Farbqualität zu erhalten, da die Pigmente in der Zusammensetzung der Erfindung gleichmäßig dispergiert werden können.

BEISPIELE

Nachstehend wird die Erfindung genauer durch Beispiele und Vergleichsbeispiele beschrieben. Es versteht sich jedoch, daß die Erfindung durch diese Beispiele nicht eingeschränkt werden soll.
In den Beispielen und Vergleichsbeispielen sind die Art des Fluorharzpulvers und das Verfahren für die Messung der Kontaktwinkel der Beschichtungsfilme in der nachstehenden Tabelle 1 und der nachstehenden Erläuterung angegeben.
In den Beispielen und Vergleichsbeispielen wurden die Kontaktwinkel mittels der nachstehenden Verfahren ermittelt. Messung der Kontaktwinkel von Wasser:
Die Kontaktwinkel wurden durch Auftropfen von 4 Mikrolitern deionisiertem Wasser auf die Oberfläche eines trockenen Beschichtungsfilmes, der aus einer wasserabweisenden Beschichtung gebildet worden war, und das Messen der Winkel unter Anwendung eines automatischen Kontaktwinkelmessers, eines CA-Z-Modells, das von KYOWA KAIMEN KAGAKU CO., LTD. hergestellt worden war, ermittelt. Die Messungen wurden bei Raumtemperatur (23ºC) jeweils fünfmal durchgeführt und der Durchschnitt von fünf Punkten wurde verwendet.

Beispiel 1

20 g Glaspulver, d. h. pulverisiertes Quarzglas, mit einem Teilchendurchmesser von nicht größer als 6 um als feine Teilchen, 10 g 2-(n-Perfluoroctyl)ethyltriethoxysilan (n-C&sub8;F&sub1;&sub7;C&sub2;H&sub4;Si(OC&sub2;H&sub5;)&sub3;) als Haftvermittler, 20 g Zeffle (Handelsname für ein Produkt von Daikin Kogyo K. K; Feststoffgehalt: 42 Gew.-%) als Bindemittelharz, 1 g Wasser und 150 g Butylacetat als Lösungsmittel wurden eine Stunde lang in einer Kugelmühle mit 200 UpM gemischt. Die gut gemischte Zusammensetzung wurde mittels einer Sprühpistole auf ein Glassubstrat aufgebracht. Der Beschichtungsfilm wies nach dem Trocknen der flüchtigen Bestandteile eine Filmdicke von 13 um auf. Es wurde ein Kontaktwinkel des Beschichtungsfilmes von 156º gemessen.

Beispiel 2

20 g Aerosil (200 (Standardherstellung) von Nippon Aerosil, Siliciumdioxidpulver mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 12 nm) als feine Teilchen, 10 g 2-(n-Perfluoroctyl)ethyltriethoxysilan (n-C&sub8;F&sub1;&sub7;C&sub2;H&sub4;Si(OC&sub2;H&sub5;)&sub3;) als Haftvermittler, 20 g Zeffle (Handelsname für ein Produkt von Daikin Kogyo K. K; Feststoffgehalt: 42 Gew.-%) als Bindemittelharz, 1 g Wasser und 150 g Butylacetat als Lösungsmittel wurden eine Stunde lang in einer Kugelmühle mit 200 UpM gemischt. Die gut gemischte Zusammensetzung wurde mittels einer Sprühpistole auf ein Glassubstrat aufgebracht. Der Beschichtungsfilm wies nach dem Trocknen der flüchtigen Bestandteile eine Filmdicke von 15 um auf. Es wurde ein Kontaktwinkel des Beschichtungsfilmes von 153º gemessen.

Beispiel 3

50 g Shirasu (Vulkanasche mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 6 um, Shirakkusu Co., Ltd.) wurden als feine Teilchen verwendet und Plane Act FC-2 (Aluminiumverbindung, Ajinomoto Corporation) wurde als Haftvermittler verwendet. Als Verfahren zum Aufbringen des Haftvermittlers auf die Oberfläche des Shirasu wurde eine Mischlösung aus 10 g des Haftvermittlers, 100 g Ethylalkohol und 10 g Wasser, die im Voraus hergestellt worden war, gleichmäßig auf die Oberflächen des Shirasu gesprüht, wobei letzteres gerührt wurde. 20 g der Mischlösung wurden aufgesprüht und der Ethylalkohol und das Wasser wurden in ausreichendem Maße entfernt, gefolgt von einem 1stündigen Trocknen bei 120º, um die Haftmittelbehandlung des Shirasu zu vervollständigen.
20 g des so behandelten Shirasu als feine Teilchen, 20 g Zeffle (Handelsname für ein Produkt von Daikin Kogyo K. K; Feststoffgehalt: 42 Gew.-%) als Bindemittelharz und 100 g Butylacetat als Lösungsmittel wurden eine Stunde lang in einer Kugelmühle mit 200 UpM gemischt. Die gut gemischte Zusammensetzung wurde mittels einer Sprühpistole auf ein Glassubstrat aufgebracht. Der Beschichtungsfilm wies nach dem Trocknen der flüchtigen Bestandteile eine Filmdicke von 15 um auf. Es wurde ein Kontaktwinkel des Beschichtungsfilmes von 153º gemessen.

Beispiel 4

50 g Siliciumcarbid (SiC) wurden als feine Teilchen verwendet und 2-(n-Perfluoroctyl)ethyltriethoxysilan (n-C&sub8;F&sub1;&sub7;C&sub2;H&sub4;Si(OC&sub2;H&sub5;)&sub3;) wurde als Haftvermittler und 20 g Zeffle (Handelsname für ein Produkt von Daikin Kogyo K. K; Feststoffgehalt: 42 Gew.-%) wurden als ein Haftvermittler verwendet. Als Verfahren zum Aufbringen des Haftvermittlers auf die Oberfläche des Siliciumcarbids wurde eine Mischlösung aus 10 g des Haftvermittlers, 100 g Ethylalkohol und 10 g Wasser, die im Voraus hergestellt worden war, gleichmäßig auf die Oberflächen des Siliciumcarbids gesprüht, wobei letzteres gerührt wurde. 20 g der Mischlösung wurden aufgesprüht und der Ethylalkohol und das Wasser wurden in ausreichendem Maße entfernt, gefolgt von einem 1stündigen Trocknen bei 120º, um die Haftmittelbehandlung des Siliciumcarbids zu vervollständigen.
20 g des so behandelten Siliciumcarbids als feine Teilchen, 20 g Zeffle (Handelsname für ein Produkt von Daikin Kogyo K. K; Feststoffgehalt: 42 Gew.-%) als Bindemittelharz und 100 g Butylacetat als Lösungsmittel wurden eine Stunde lang in einer Kugelmühle mit 200 UpM gemischt. Die gut gemischte Zusammensetzung wurde mittels einer Sprühpistole auf ein Glassubstrat aufgebracht. Der Beschichtungsfilm wies nach dem Trocknen der flüchtigen Bestandteile eine Filmdicke von 15 um auf. Es wurde ein Kontaktwinkel des Beschichtungsfilmes von 148º gemessen.

Beispiel 5

15 g vernetztes Polymethylmethacrylat (Pulver mit einem mittleren Teilchendurchmesser von nicht größer als 5 um) als feine Teilchen, 10 g 2-(n-Perfluoroctyl)ethyltriethoxysilan (n-C&sub8;F&sub1;&sub7;C&sub2;H&sub4;Si(OC&sub2;H&sub5;)&sub3;) als Haftvermittler, 20 g Zeffle (Handelsname für ein Produkt von Daikin Kogyo K. K; Feststoffgehalt: 42 Gew.-%), 1 g Wasser und 130 g Butylacetat als Lösungsmittel wurden eine Stunde lang in einer Kugelmühle mit 200 UpM gemischt. Die gut gemischte Zusammensetzung wurde mittels einer Sprühpistole auf ein Glassubstrat aufgebracht. Der Beschichtungsfilm wies nach dem Trocknen der flüchtigen Bestandteile eine Filmdicke von 15 um auf. Es wurde ein Kontaktwinkel des Beschichtungsfilmes von 145º gemessen.

Vergleichsbeispiel 1

20 g Aerosil (200 (Standardherstellung) von Nippon Aerosil, Siliciumdioxidpulver mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 12 nm) als feine Teilchen, 20 g Zeffle (Handelsname für ein Produkt von Daikin Kogyo K. K; Feststoffgehalt: 42 Gew.-%) als Bindemittelharz und 130 g Butylacetat als Lösungsmittel wurden eine Stunde lang in einer Kugelmühle mit 200 UpM gemischt. Die gut gemischte Zusammensetzung wurde mittels einer Sprühpistole auf ein Glassubstrat aufgebracht. Der Beschichtungsfilm wies nach dem Trocknen der flüchtigen Bestandteile eine Filmdicke von 13 um auf. Es wurde ein Kontaktwinkel des Beschichtungsfilmes von nicht größer als 30º gemessen.

Vergleichsbeispiel 2

20 g Shirasu (Vulkanasche mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 6 um, Shirakkusu Co., Ltd.) als feine Teilchen, 20 g Zeffle (Handelsname für ein Produkt von Daikin Kogyo K. K; Feststoffgehalt: 42 Gew.-%) als Bindemittelharz und 100 g Butylacetat als Lösungsmittel wurden eine Stunde lang in einer Kugelmühle mit 200 UpM gemischt. Die gut gemischte Zusammensetzung wurde mittels einer Sprühpistole auf ein Glassubstrat aufgebracht. Der Beschichtungsfilm wies nach dem Trocknen der flüchtigen Bestandteile eine Filmdicke von 15 um auf. Es wurde ein Kontaktwinkel des Beschichtungsfilmes von nicht größer als 30º gemessen.
Die Kontaktwinkel der Proben der vorstehenden Beispiele und Vergleichsbeispiele wurden gemessen und die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt. Tabelle 1
Wie vorstehend beschrieben, stellt die wasserabweisende Beschichtungszusammensetzung der Erfindung, die bevorzugt als wesentliche Bestandteile feine Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 1 mm, einen Haftvermittler, der eine oder mehrere wasserabweisende funktionelle Gruppen in dem Molekül enthält, ein Bindemittelharz, das die feinen Teilchen bindet, und ein Lösungsmittel für das Bindemittelharz umfaßt, auf Grund der Wirkung des wasserabweisenden Haftvermittlers und winziger Unebenheiten in dem Beschichtungsfilm, die durch die darin enthaltenen feinen Teilchen erzeugt werden, einen superabweisenden Beschichtungsfilm mit einem Kontaktwinkel von nicht kleiner als 145º zur Verfügung.
Die wasserabweisende Beschichtungszusammensetzungen der vorstehenden Beispiele 1 bis 5 zeigen große Kontaktwinkel, z. B. von nicht kleiner als 145º, und die daraus gebildeten Beschichtungsfilme weisen eine hohe Härte auf. Die Beschichtungsfilme mit einer verringerten Dicke und einen an das Bindemittel angepaßten Brechungsindex neigen dazu, einen vergrößerten Lichtdurchlaßgrad aufzuweisen.

Beispiel 6

50 g gemahlenes Kiesel- bzw. Quarzglas (Brechungsindex: 1,460) mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 8 um wurden als feine Teilchen verwendet und 2-(n-Perfluoroctyl)- ethyltriethoxysilan (n-C&sub8;F&sub1;&sub7;C&sub2;H&sub4;Si(OC&sub2;H&sub5;)&sub3;) wurde als Haftvermittler verwendet. Als Verfahren zum Aufbringen des Haftvermittlers auf die Oberfläche des Quarzglases wurde eine Mischlösung aus 10 g des Haftvermittlers, 80 g Ethylalkohol und 10 g Wasser im Voraus hergestellt und Quarzglas (20 g) wurde in die Mischlösung eingetaucht und 60 Minuten lang gerührt. Danach wurden das Quarzglas und die Mischlösung durch Filtration getrennt. Das filtrierte Quarzglas wurde in ausreichendem Maße getrocknet und desweiteren 1 Stunde lang bei 120º getrocknet, um die Haftmittelbehandlung des Quarzglases zu vervollständigen.
20 g des so behandelten Quarzglases als feine Teilchen, 20 g Zeffle (Lösungsmittel-Verdampfungstyp, Brechungsindex (1,458), Handelsname für ein Produkt von Daikin Kogyo K. K; Feststoffgehalt: 42 Gew.-%) als Bindemittelharz und 100 g Butylacetat als Lösungsmittel wurden eine Stunde lang in einer Kugelmühle vorgemischt. Danach wurde die Mischung in einen Mischer eingebracht, der turbulente Strömungsenergie hoher Geschwindigkeit (Nanomaker, von Miracle Co. Ltd. hergestellt) nutzte, und gleichmäßig dispergiert.
Die gut gemischte Zusammensetzung wurde mittels einer Stabbeschichtung auf ein transparentes Glassubstrat aufgebracht. Der Beschichtungsfilm wies nach dem Trocknen der flüchtigen Bestandteile eine Filmdicke von 5 um auf. Der Beschichtungsfilm wies einen Kontaktwinkel von 150º und einen Lichtdurchlaßgrad bei 550 nm von 44% auf. Der Unterschied im Brechungsindex zwischen dem Bindemittelharz und den feinen Teilchen betrug 0,14%.
Im Vergleich dazu wies die gleiche Zusammensetzung wie vorstehend beschrieben, außer daß die Mischung nur in einer Kugelmühle 2 Stunden lang gemischt worden war, einen Lichtdurchlaßgrad von 24% auf.

Beispiel 7

50 g Aerosil (200 (Standardherstellung) von Nippon Aerosil, Siliciumdioxidpulver mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 12 nm, Brechungsindex: 1,460) wurden als feine Teilchen verwendet und ein Titanhaftvermittler wurde als Haftvermittler verwendet. Als Verfahren zum Aufbringen des Haftvermittlers auf die Oberfläche des Aerosils wurde eine Mischlösung aus 10 g des Haftvermittlers, 80 g Ethylalkohol und 10 g Wasser im Voraus hergestellt und das Aerosil wurde in die Mischlösung eingetaucht und 60 Minuten lang gerührt. Danach wurden das Aerosil und die Mischlösung durch Filtration getrennt. Das filtrierte Aerosil wurde in ausreichendem Maße getrocknet und desweiteren 1. Stunde lang bei 120º getrocknet, um die Haftmittelbehandlung des Aerosils zu vervollständigen.
10 g des so behandelten Aerosils als feine Teilchen, 20 g Zeffle (Lösungsmittel-Verdampfungstyp, Brechungsindex (1,458), Handelsname für ein Produkt von Daikin Kogyo K. K; Feststoffgehalt: 42 Gew.-%) als Bindemittelharz und 100 g Butylacetat als Lösungsmittel wurden eine Stunde lang in einer Kugelmühle vorgemischt. Anschließend wurde die Mischung in einen Mischer eingebracht, der turbulente Strömungsenergie hoher Geschwindigkeit (Nanomaker, von Miracle Co. Ltd. hergestellt) nutzte, und gleichmäßig dispergiert.
Die gut gemischte Zusammensetzung wurde mittels einer Stabbeschichtung auf ein transparentes Glassubstrat aufgebracht. Der Beschichtungsfilm wies nach dem Trocknen der flüchtigen Bestandteile eine Filmdicke von 5 um auf. Der Beschichtungsfilm wies einen Kontaktwinkel von 153º und einen Lichtdurchlaßgrad bei 550 nm von 60% auf. Der Unterschied im Brechungsindex zwischen dem Bindemittelharz und den feinen Teilchen betrug 0,14%.
Im Vergleich dazu wies die gleiche Zusammensetzung wie vorstehend beschrieben, außer daß die Mischung nur in einer Kugelmühle 2 Stunden lang gemischt worden war, einen Lichtdurchlaßgrad von 29% auf.

Beispiel 8

50 g Aerosil (200 (Standardherstellung) von Nippon Aerosil, Siliciumdioxidpulver mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 12 nm, Brechungsindex: 1,460) wurden als feine Teilchen verwendet und 2-(n-Perfluoroctyl)ethyltriethoxysilan (n-C&sub8;F&sub1;&sub7;C&sub2;H&sub4;Si(OC&sub2;H&sub5;)&sub3;) wurde als Haftvermittler verwendet. Als Verfahren zum Aufbringen des Haftvermittlers auf die Oberfläche des Aerosils wurde eine Mischlösung aus 10 g des Haftvermittlers, 80 g Ethylalkohol und 10 g Wasser im Voraus hergestellt und das Aerosil wurde in die Mischlösung eingetaucht und 60 Minuten lang gerührt. Danach wurden das Aerosil und die Mischlösung durch Filtration getrennt. Das filtrierte Aerosil wurde in ausreichendem Maße getrocknet und desweiteren 1 Stunde lang bei 120º getrocknet, um die Haftmittelbehandlung des Aerosils zu vervollständigen.
6 g des so behandelten Aerosils als feine Teilchen, 20 g Zeffle (Vernetzungsmittel-Mischtyp (curing agent compounded type), Brechungsindex (1,453), Handelsname für ein Produkt von Daikin Kogyo K. K; Feststoffgehalt: 42 Gew.-%) als Bindemittelharz und 100 g Butylacetat als Lösungsmittel wurden eine Stunde lang in einer Kugelmühle vorgemischt. Anschließend wurde die Mischung in einen Mischer eingebracht, der turbulente Strömungsenergie hoher Geschwindigkeit (Nanomaker, von Miracle Co. Ltd. hergestellt) nutzte, und gleichmäßig dispergiert.
Die gut gemischte Zusammensetzung wurde mittels einer Stabbeschichtung auf ein transparentes Glassubstrat aufgebracht. Der Beschichtungsfilm wies nach dem Trocknen der flüchtigen Bestandteile eine Filmdicke von 6 um auf. Der Beschichtungsfilm wies einen Kontaktwinkel von 152º und einen Lichtdurchlaßgrad bei 550 nm von 68% auf. Der Unterschied im Brechungsindex zwischen dem Bindemittelharz und den feinen Teilchen betrug 0,48%.
Im Vergleich dazu wies die gleiche Zusammensetzung wie vorstehend beschrieben, außer daß die Mischung nur in einer Kugelmühle 2 Stunden lang gemischt worden war, einen Lichtdurchlaßgrad von 31% auf.

Beispiel 9

50 g Shirasu (Vulkanasche mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 6 um, Shirakkusu Co., Ltd., Siliciumdioxidgehalt: 70%, Brechungsindex: 1,47) wurden als feine Teilchen verwendet und 2-(n-Perfluoroctyl)ethyltriethoxysilan (n-C&sub8;F&sub1;&sub7;C&sub2;H&sub4;Si(OC&sub2;H&sub5;)&sub3;) wurde als Haftvermittler verwendet. Als Verfahren zum Aufbringen des Haftvermittlers auf die Oberfläche des Shirasu wurde eine Mischlösung aus 10 g des Haftvermittlers, 80 g Ethylalkohol und 10 g Wasser im Voraus hergestellt und das Shirasu wurde in die Mischlösung eingetaucht und 60 Minuten lang gerührt. Danach wurden das Shirasu und die Mischlösung durch Filtration getrennt. Das filtrierte Shirasu wurde in ausreichendem Maße getrocknet und desweiteren 1 Stunde lang bei 120º getrocknet, um die Haftmittelbehandlung des Aerosils zu vervollständigen.
10 g des so behandelten Shirasu als feine Teilchen, 20 g Zeffle (Lösungsmittel-Verdampfungstyp, Brechungsindex (1,458), Handelsname für ein Produkt von Daikin Kogyo K. K; Feststoffgehalt: 42 Gew.-%) als Bindemittelharz und 100 g Butylacetat als Lösungsmittel wurden eine Stunde lang in einer Kugelmühle vorgemischt. Anschließend wurde die Mischung in einen Mischer eingebracht, der turbulente Strömungsenergie hoher Geschwindigkeit (Nanomaker, von Miracle Co. Ltd. hergestellt) nutzte, und gleichmäßig dispergiert.
Die gut gemischte Zusammensetzung wurde mittels einer Stabbeschichtung auf ein transparentes Glassubstrat aufgebracht. Der Beschichtungsfilm wies nach dem Trocknen der flüchtigen Bestandteile eine Filmdicke von 8 um auf. Der Beschichtungsfilm wies einen Kontaktwinkel von 151º und einen Lichtdurchlaßgrad bei 550 nm von 40% auf. Der Unterschied im Brechungsindex zwischen dem Bindemittelharz und den feinen Teilchen betrug 0,82%.
Im Vergleich dazu wies die gleiche Zusammensetzung wie vorstehend beschrieben, außer daß die Mischung nur in einer Kugelmühle 2 Stunden lang gemischt worden war, einen Lichtdurchlaßgrad von 28% auf.

Beispiel 10

50 g Aerosil (200 (Standardherstellung) von Nippon Aerosil, Siliciumdioxidpulver mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 12 nm, Brechungsindex: 1,460) wurden als feine Teilchen verwendet und 2-(n-Perfluoroctyl)ethyltriethoxysilan (n-C&sub8;F&sub1;&sub7;C&sub2;H&sub4;Si(OC&sub2;H&sub5;)&sub3;) wurde als Haftvermittler verwendet. Als Verfahren zum Aufbringen des Haftvermittlers auf die Oberfläche des Aerosils wurde eine Mischlösung aus 10 g des Haftvermittlers, 80 g Ethylalkohol und 10 g Wasser im Voraus hergestellt und das Aerosil wurde in die Mischlösung eingetaucht und 60 Minuten lang gerührt. Danach wurden das Aerosil und die Mischlösung durch Filtration getrennt. Das filtrierte Aerosil wurde in ausreichendem Maße getrocknet und desweiteren 1 Stunde lang bei 120º getrocknet, um die Haftmittelbehandlung des Aerosils zu vervollständigen.
6 g des so behandelten Aerosils als feine Teilchen, 20 g transparentes Acrylharz (Lösungsmittel-Verdampfungstyp, Brechungsindex (1,501), Feststoffgehalt: 17 Gew.-%) als Bindemittelharz und 100 g Butylacetat als Lösungsmittel wurden eine Stunde lang in einer Kugelmühle mit 200 UpM gemischt.
Die gut gemischte Zusammensetzung wurde mittels einer Stabbeschichtung auf ein transparentes Glassubstrat aufgebracht. Der Beschichtungsfilm wies nach dem Trocknen der flüchtigen Bestandteile eine Filmdicke von 6 um auf. Der Beschichtungsfilm wies einen Kontaktwinkel von 150º und einen Lichtdurchlaßgrad bei 550 nm von 8% auf. Der Unterschied im Brechungsindex zwischen dem Bindemittelharz und den feinen Teilchen betrug 2,8%.

Beispiel 11

50 g Aerosil (200 (Standardherstellung) von Nippon Aerosil, Siliciumdioxidpulver mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 12 nm, Brechungsindex: 1,460) wurden als feine Teilchen verwendet und ein Titanhaftvermittler wurde als der Haftvermittler verwendet. Als Verfahren zum Aufbringen des Haftvermittlers auf die Oberfläche des Aerosils wurde eine Mischlösung aus 10 g des Haftvermittlers, 80 g Ethylalkohol und 10 g Wasser im Voraus hergestellt und das Aerosil wurde in die Mischlösung eingetaucht und 60 Minuten lang gerührt. Danach wurden das Aerosil und die Mischlösung durch Filtration getrennt. Das filtrierte Aerosil wurde in ausreichendem Maße getrocknet und desweiteren 1 Stunde lang bei 120º getrocknet, um die Haftmittelbehandlung des Aerosils zu vervollständigen.
6 g des so behandelten Aerosils als feine Teilchen, 20 g transparentes Urethanharz (Vernetzungsmittel enthaltender Typ, Brechungsindex (1,508), Feststoffgehalt: 42 Gew.-%) als Bindemittelharz und 100 g Butylacetat als Lösungsmittel wurden eine Stunde lang in einer Kugelmühle vorgemischt und in eine Mischvorrichtung eingebracht, die turbulente Strömungsenergie hoher Geschwindigkeit (Nanomaker, von Miracle Co. Ltd. hergestellt) nutzte, und gleichmäßig dispergiert.
Die gut gemischte Zusammensetzung wurde mittels einer Stabbeschichtung auf ein transparentes Glassubstrat aufgebracht. Der Beschichtungsfilm wies nach dem Trocknen der flüchtigen Bestandteile eine Filmdicke von 6 um auf. Der Beschichtungsfilm wies einen Kontaktwinkel von 150º und einen Lichtdurchlaßgrad bei 550 nm von 10% auf. Der Unterschied im Brechungsindex zwischen dem Bindemittelharz und den feinen Teilchen betrug 3,3%.
Der Kontaktwinkel und der Lichtdurchlaßgrad bei 550 nm der Proben der Beispiele 6 bis 11 sind in der nachstehenden Tabelle 2 gezeigt. Tabelle 2 Tabelle 2 (Fortsetzung)

Beispiel 12 Parabolantenne

Die wasserabweisenden Beschichtungszusammensetzungen der Beispiele 1 bis 9 wurden jeweils auf eine Parabolantenne für den Satellitenrundfunk aufgebracht, wie in Fig. 4 gezeigt ist. In Fig. 4 bezeichnet das Bezugszeichen 21 eine beschichtete Parabolantenne und das Bezugszeichen 22 bezeichnet eine nicht-beschichtete Parabolantenne. Wie gezeigt ist, schied sich nur eine kleine Menge des Schnees 23 auf einen Bereich der beschichteten Parabolantenne ab, an dem Wind wirbelte und eine Schneeverwehung bildete. Im Gegensatz dazu wies die Parabolantenne 22 viel Schnee auf, der auf mindestens ungefähr 50% der Empfangsfläche abgeschieden worden war.

Beispiel 13 Radom

Die wasserabweisenden Beschichtungszusammensetzungen der Beispiele 1 bis 9 wurden jeweils auf ein Radom für Antennen für den Funkverkehr aufgebracht, wie in Fig. 5 gezeigt ist. In Fig. 5 bezeichnet das Bezugszeichen 31 ein beschichtetes Radom und das Bezugszeichen 32 bezeichnet ein nicht-beschichtetes Radom. Wie in Fig. 5 gezeigt ist, schied sich lediglich auf einem peripheren Bereich der Oberfläche des beschichteten Radoms 31 eine kleine Menge Schnee oder Eis 33 ab, wohingegen sich auf der Oberfläche des nicht-beschichteten Radoms 32 viel Schnee oder Eis 33 abschied, das den Empfangsbereich bedeckte.

Beispiel 14 Yagi-Antenne

Die wasserabweisenden Beschichtungszusammensetzungen der Beispiele 1 bis 9 wurden jeweils auf eine Yagi-Antenne für die Flugsteuerung wie in Fig. 6 gezeigt aufgebracht. In Fig. 6 bezeichnet das Bezugszeichen 41 eine beschichtete Yagi- Antenne und das Bezugszeichen 42 eine unbeschichtete Yagi- Antenne. Wie gezeigt ist, schied sich nur eine kleine Menge Schnee oder Eis 43 auf die Bereiche 44 der beschichteten Yagi-Antenne 41 ab, wo die Gabeln miteinander verbunden waren. Im Gegensatz dazu wies die unbeschichtete Yagi-Antenne 42 viel Schnee auf, der über alle Oberflächen abgeschieden worden war.

Beispiel 15 Übertragungsleitung

Die wasserabweisenden Beschichtungszusammensetzungen der Beispiele 1 bis 9 wurden jeweils auf eine Übertragungsleitung wie in Fig. 7 gezeigt aufgebracht. In Fig. 7 bezeichnet das Bezugszeichen 51 eine beschichtete Übertragungsleitung und das Bezugszeichen 52 eine unbeschichtete Übertragungsleitung. Wie gezeigt ist, schied sich nur eine kleine Menge Schnee oder Eis 53 auf einem Bereich der beschichteten Übertragungsleitung, zudem nur diskontinuierlich, ab. Im Gegensatz dazu wies die unbeschichtete Übertragungsleitung 52 sehr viel Schnee oder Eis 53 auf, der/das sich zylindrisch auf der Leitung 52 abgeschieden hatte.

Beispiel 16 Eisenturm

Die wasserabweisenden Beschichtungszusammensetzungen der Beispiele 1 bis 9 wurden jeweils auf einen Eisenturm, wie in Fig. 8 schematisch und perspektivisch gezeigt ist, aufgebracht. In Fig. 8 bezeichnet das Bezugszeichen 61 einen Eisenturm, das Bezugszeichen 62 einen beschichteten Bereich eines Zauns, der das Treppenpodest einer Treppe umgibt, mit der der Eisenturm 61 versehen ist, das Bezugszeichen 63 bezeichnet Schnee, das Bezugszeichen 64 einen unbeschichteten Bereich des Zaunes, und das Bezugszeichen 65 bezeichnet eine Ecke des Zaunes. Wie gezeigt ist, schied sich nur eine kleine Menge Schnee 63 auf der Ecke 65 des beschichteten Zaunbereiches 62 (linke Seite in der Zeichnung) ab. Im Gegensatz dazu wies der unbeschichtete Zaunbereich 64 (rechte Seite in der Zeichnung) sehr viel Schnee auf, der sich auf die Hauptbereiche des Zaunes, einschließlich der Ecke 65, abgeschieden hatte.

Beispiel 17 Außenwand eines Gebäudes

Die wasserabweisenden Beschichtungszusammensetzungen der Beispiele 1 bis 9 wurden jeweils auf die Außenwand eines Gebäudes, wie in Fig. 9 schematisch und perspektivisch gezeigt ist, aufgebracht. In Fig. 9 bezeichnet das Bezugszeichen 71 die Außenwand eines Gebäudes, das Bezugszeichen 72 einen beschichteten Fensterrahmenbereich der Außenwand 71, das Bezugszeichen 73 bezeichnet Schnee oder Eis, das Bezugszeichen 74 einen unbeschichteten Fensterrahmenbereich der Außenwand 71, und das Bezugszeichen 75 bezeichnet den Sims des Fensters. Wie gezeigt ist, schied sich nur eine kleine Menge Schnee 73 auf einer Ecke des beschichteten Fenstersimses 75 der Außenwand 71 ab. Im Gegensatz dazu wies der unbeschichtete Fensterrahmenbereich 74 sehr viel Schnee auf, der sich auf seiner gesamten Oberfläche abgeschieden hatte.

Beispiel 18 Dach eines Hauses

Die wasserabweisenden Beschichtungszusammensetzungen der Beispiele 1 bis 9 wurden jeweils auf das Dach eines Hauses, wie in einer schematischen perspektivischen Ansicht in Fig. 10 gezeigt ist, aufgebracht. In Fig. 10 bezeichnet das Bezugszeichen 81 das Dach eines Hauses, das Bezugszeichen 82 einen beschichteten Bereich des Daches 81, das Bezugszeichen 83 bezeichnet Schnee oder Eis, und das Bezugszeichen 84 einen unbeschichteten Bereich des Daches 81. Wie gezeigt ist, schied sich nur eine kleine Menge Schnee oder Eis 83 auf dem beschichteten Bereich 82 (linke Seite in Fig. 10) ab, wohingegen sich eine große Menge auf dem gesamten unbeschichteten Bereich mit einer Dicke von ungefähr 50 cm abgeschieden hatte.

Beispiel 19 Eisenbahnzug

Die wasserabweisenden Beschichtungszusammensetzungen der Beispiele 1 bis 9 wurden jeweils auf ein unteres Seitenschutzblech eines Eisenbahnzuges, wie in der schematischen perspektivischen Ansicht in Fig. 11 gezeigt ist, aufgebracht. In Fig. 11 bezeichnet das Bezugszeichen 91 einen Zug (Elektrowagen), das Bezugszeichen 92 den unteren Teil des Zuges, das Bezugszeichen 93 den beschichteten Bereich des unteren Teiles des Zuges, das Bezugszeichen 94 bezeichnet Schnee oder Eis, und das Bezugszeichen 95 einen unbeschichteten Bereich des unteren Teils des Zuges. Wie gezeigt ist, schied sich im Falle des beschichteten Bereiches 93 (rechte Seite in Fig. 11) nur eine kleine Menge Schnee oder Eis 94 nur auf dem hinteren Bereich 93 (wie in der Bewegungsrichtung des Zuges oder der rechten Seite in Fig. 11 zu sehen ist) des beschichteten Bereiches 93 ab. Andererseits schied sich im Falle des unbeschichteten Bereiches 95 Schnee oder Eis 94 auf beinahe dem gesamten unbeschichteten Bereich ab.

Beispiel 20 Außenfläche eines Lastwagens

Die wasserabweisenden Beschichtungszusammensetzungen der Beispiele 1 bis 9 wurden jeweils auf die Außenfläche eines Lastwagens, wie in der schematischen perspektivischen Ansicht in Fig. 12 gezeigt ist, aufgebracht. In Fig. 12 bezeichnet das Bezugszeichen 101 einen Lastwagen, das Bezugszeichen 102 einen beschichteten Bereich der Außenfläche des Lastwagens, das Bezugszeichen 103 bezeichnet Schnee oder Eis, und das Bezugszeichen 104 einen unbeschichteten Bereich der Außenfläche des Lastwagens. Die Außenfläche des Lastwagens war mittels einer imaginären Mittellinie, die durch die gestrichelte Linie wiedergegeben wird, in zwei Bereiche unterteilt worden, d. h. einen beschichteten und einen unbeschichteten Bereich. Wie in Fig. 12 gezeigt ist, wies der beschichtete Bereich 102 im wesentlichen keinen darauf abgeschiedenen Schnee oder kein darauf abgeschiedenes Eis auf, im Gegensatz zu dem unbeschichteten Bereich 104, an dessen hinterem Ende sich viel Schnee oder Eis 103 abgeschieden hatte.

Beispiel 21 Schiff

Die wasserabweisenden Beschichtungszusammensetzungen der Beispiele 1 bis 9 wurden jeweils auf die Oberfläche eines Schiffes, wie in der schematischen perspektivischen Ansicht in Fig. 13 gezeigt ist, aufgebracht. In Fig. 13 bezeichnet das Bezugszeichen 111 ein Schiff, das Bezugszeichen 112 einen beschichteten Bereich der Schiffsoberfläche, das Bezugszeichen 113 bezeichnet Schnee oder Eis, und das Bezugszeichen 114 einen unbeschichteten Bereich der Schiffsoberfläche. Wenn das Schiff 111 im Winter in nördlicher See segelte, wie in Fig. 13 gezeigt ist, wies der beschichtete Bereich 112 im wesentlichen keinen Schnee oder kein Eis 113 auf, wohingegen sich eine große Menge Schnee oder Eis unten auf dem unbeschichteten Bereich 114 in der Nähe der Wasserlinie abgeschieden hatte.

Beispiel 22 Signallampe

Die wasserabweisenden Beschichtungszusammensetzungen der Beispiele 1 bis 9 wurden jeweils auf die Oberfläche einer Ampel bzw. Signallampe, wie in der schematischen perspektivischen Ansicht in Fig. 14 gezeigt ist, aufgebracht. In Fig. 14 bezeichnet das Bezugszeichen 121 eine beschichtete Anzeige- bzw. Signallampe, das Bezugszeichen 122 eine unbeschichtete Signallampe, das Bezugszeichen 123 bezeichnet Schnee oder Eis, und das Bezugszeichen 124 jeweils den Deckel bzw. die Haube der Signallampen 121 und 122. Wie in Fig. 15 gezeigt ist, wies die Haube 124 der beschichteten Signallampe 121 nur eine kleine Menge Schnee oder kein Eis 123 auf einem Teil davon auf, wohingegen die Haube 124 der unbeschichteten Signallampe 122 überall viel Schnee oder Eis 123 aufwies, wobei sich der Großteil des Schnees oder Eises 123 von der Haube 124 nach Außen erstreckte.

Beispiel 23 Schild zur Verkehrsregelung

Die wasserabweisenden Beschichtungszusammensetzungen der Beispiele 1 bis 9 wurden jeweils auf ein Schild zur Verkehrsregelung aufgebracht, wie in einer schematischen perspektivischen Ansicht in Fig. 15 gezeigt ist. In Fig. 15 bezeichnet das Bezugszeichen 131 ein beschichtetes Schild zur Verkehrsregelung, das Bezugszeichen 132 ein unbeschichtetes Schild zur Verkehrsregelung und das Bezugszeichen 133 bezeichnet Schnee oder Eis. Wie in Fig. 15 gezeigt ist, wies das beschichtete Schild 131 zur Verkehrsregelung auf seinem oberen Bereich nur eine kleine Menge Schnee oder Eis 133 auf, wohingegen sich Schnee oder Eis 133 auf den größten Teil der Oberfläche des unbeschichteten Schildes 132 zur Verkehrsregelung abgeschieden hatte, wodurch es schwierig wurde, das Zeichen bzw. Signal deutlich zu erkennen.

Beispiel 24 Frontscheibe

Die wasserabweisenden Beschichtungszusammensetzungen der Beispiele 6 bis 9 wurden jeweils auf die Frontscheibe eines Autos 141, wie in Fig. 16 gezeigt ist, auf der einen Seite der beiden Bereiche, die durch eine Mittellinie der Fensterscheibe getrennt sind, aufgebracht. Die Filmdicke betrug 3 um und der beschichtete Bereich 142 wies einen Lichtdurchlaßgrad von 85% auf. Wie in Fig. 16 gezeigt ist, haftete im wesentlichen kein Schnee, Eis oder keine Regentröpfchen an dem beschichteten Bereich 142 auf der linken Seite, wohingegen eine große Menge Schnee oder Regentröpfchen 144 an dem unbeschichteten Bereich 143 hafteten. Ähnliche Tests wurden für die Frontscheibe eines Schiffes und dem Cockpit eines Flugzeuges durchgeführt, und es wurden ähnlich gute Ergebnisse erhalten.

Beispiel 25 Flugzeugkarosserie

Die wasserabweisenden Beschichtungszusammensetzungen der Beispiele 6 bis 9 wurden jeweils auf die Karosserie 151 eines in Fig. 17 gezeigten Flugzeuges aufgebracht. Der Beschichtungsfilm wies eine Dicke von ungefähr 30 um und eine Härte von 2H, ausgedrückt als Bleistifthärte, auf. Es erfolgte auf der Route Tokyo-London-Tokyo ein Testflug des Flugzeuges, das mit der Beschichtungszusammensetzung der Erfindung beschichtet worden war. Der beschichtete Bereich 152 erfuhr keine Anhaftung von Schnee oder Eis während des Fluges. Im Gegenteil, es haftet viel Schnee oder Eis 154 an dem unbeschichteten Bereich 153, und die Verwendung einer Heizeinrichtung war erforderlich, um den Schnee oder dass Eis für einen stabilen Flug zu schmelzen. Eine Untersuchung des Oberflächenzustandes des Beschichtungsfilmes nach dem Flug ergab, daß die Oberfläche des Beschichtungsfilmes im wesentlichen keinen Schaden nahm und die Originaleigenschaften beibehielt.

Beispiel 26 Bekleidung

Die wasserabweisenden Beschichtungszusammensetzungen der Beispiele 6 bis 9 wurden jeweils auf einen weißen Arbeitskittel für die Laborarbeit, einen Arbeitsmantel für allgemeine Zwecke und einen Badeanzug als Beispiele für Bekleidung aufgebracht. Fig. 18 zeigt ein Beispiel eines weißen Arbeitskittels für die Laborarbeit. Der weiße Arbeitskittel wurde durch Sprühen oder Eintauchen in die Beschichtungslösung beschichtet. Wenn Wassertröpfchen auf das Bekleidungsstück 161 aufgeblasen wurden, wies der beschichtete Bereich 162 des Arbeitskittels das Wasser ziemlich gut ab und wurde nicht benetzt. Der Kontaktwinkel war nicht kleiner als 150º. Der Beschichtungsfilm wies eine ausgezeichnete Haftfestigkeit auf und die Wasserabweisung verschlechterte sich nach dem Reinigungsverfahren nicht. Im Gegenteil, es wurde eine beträchtliche Benetzung 164 mit Wasser auf dem unbeschichteten Bereich 163 beobachtet.

Beispiel 27 Zeltstoff

Die wasserabweisenden Beschichtungszusammensetzungen der Beispiele 1 bis 9 wurden jeweils auf einen Stoff/eine Plane 171 eines Zeltes, wie in Fig. 19 gezeigt, aufgebracht, und das Zelt wurde im Freien aufgestellt und 3 Monate lang Umgebungsbedingungen ausgesetzt. Der beschichtete Bereich 172 des Stoffs/der Plane wies Regentröpfchen gut von der Oberfläche des Zeltes ab und wurde überhaupt nicht benetzt. Im Falle von Schneefall haftete kein Schnee oder Eis 173 an der Oberfläche des Zeltes. Nach 3 Monaten wurde keine Verschlechterung des Leistungsverhaltens des Beschichtungsfilmes beobachtet. Andererseits haftete eine beträchtliche Menge Schnee oder Eis 173 an dem unbeschichteten Bereich 174.
Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen detailliert beschrieben, und es ist für den Fachmann auf diesem Gebiet der Technik aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich, daß Veränderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne vom Geltungsbereich der beigefügten Ansprüche abzuweichen.
Die wasserabweisende Beschichtungszusammensetzung umfaßt feine Teilchen mit einer funktionellen Gruppe auf ihrer Oberfläche; einen Haftvermittler, der eine funktionelle Gruppe, die geeignet ist, mit der funktionellen Gruppe des feinen Teilchens zu reagieren, und eine wasserabweisende funktionelle Gruppe enthält; ein Bindemittelharz zum Binden der feinen Teilchen; und ein Lösungsmittel für das Bindemittel. Die Beschichtungszusammensetzung kann auf verschiedenen Gebieten verwendet werden, einschließlich des Konstruktionswesens, des Bauwesens, des Transportwesens und des Kommunikationswesens. Ein Beschichtungsfilm (11) oder ein Substrat (10) und mittels der wasserabweisenden Beschichtungszusammensetzung erzeugte beschichtete Gegenstände zeigen ausgezeichnete Wasserabweisung, ausgezeichnete Antischnee- oder Antieiseigenschaften und eine ausgezeichnete Wetterbeständigkeit. Das Verfahren stellt eine wasserabweisende Beschichtungszusammensetzung zur Verfügung, die einen Beschichtungsfilm mit einem verbesserten Lichtdurchlaßgrad auf Grund gleichmäßig dispergierter feiner Teilchen bilden kann.

Claims

1. Wasserabweisende Beschichtungszusammensetzung, die die nachstehenden Bestandteile umfaßt:

feine Teilchen mit einer funktionellen Gruppe auf ihrer Oberfläche, und einer Teilchengröße von 10 nm bis 1 mm,

einen Haftvermittler, der eine wasserabweisende funktionelle Gruppe und eine funktionelle Gruppe enthält, die zur Kondensation mit der funktionellen Gruppe des feinen Teilchens mittels Wasserabspaltung geeignet ist;

ein Bindemittelharz zum Binden der feinen Teilchen; und

ein Lösungsmittel für das Bindemittel.

2. Wasserabweisende Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die feinen Teilchen ein anorganisches Material umfassen.

3. Wasserabweisende Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das anorganische Material aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus SiO&sub2;, SiO&sub2;-haltigem Glas, Shirasu, siliciumdioxidhaltigem Sand, Zeolith, Siliciumcarbid und Mischungen davon besteht.

4. Wasserabweisende Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die feinen Teilchen ein organisches Material umfassen.

5. Wasserabweisende Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das organische Material aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Polymethylmethacrylat, Polyurethanharz und Mischungen davon besteht.

6. Wasserabweisende Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die feinen Teilchen ein anorganisches Material und ein organisches Material in Kombination umfassen.

7. Wasserabweisende Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das anorganische Material aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus SiO&sub2;, SiO&sub2;-haltigem Glas, Shirasu, siliciumdioxidhaltigem Sand, Zeolith, Siliciumcarbid und Mischungen davon besteht, und das organische Material aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Polymethylmethacrylat, Polyurethanharz und Mischungen davon besteht.

8. Wasserabweisende Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Haftvermittler aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Silanhaftvermittler und einem Titanhaftvermittler mit einer wasserabstoßenden Gruppe in seinem Molekül und Mischungen davon besteht.

9. Wasserabweisende Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittelharz aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Acrylharz, Acryl-Silikon-Harz, Acryl-Urethan-Harz, Polyesterharz, Epoxidharz, Urethanharz, Fluorharz und Mischungen davon besteht.

10. Wasserabweisende Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie transparent ist und sich die feinen Teilchen im Brechungsindex von dem Bindemittelharz um einen Wert in einem Bereich von ±2%, bezogen auf den Brechungsindex der feinen Teilchen, unterscheiden.

11. Transparente wasserabweisende Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die feinen Teilchen in einer Menge von 10 bis 90%, bezogen auf das Gewicht der Zusammensetzung nach der Verdampfung des Lösungsmittels, auftreten.

12. Verfahren zur Herstellung einer transparenten wasserabweisenden Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 10 oder Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß es die Schritte der Behandlung der Oberflächen der feinen Teilchen mit einem Haftvermittler und des Mischens der feinen Teilchen und des Bindemittels in Einem Gerät umfaßt, das turbulente Strömungsenergie hoher Geschwindigkeit nutzt, wodurch den zu mischenden Teilchen eine Strömungsgeschwindigkeit von 200 bis 300 m/s verliehen wird.

13. Beschichtungsfilm, der aus der wasserabweisenden Beschichtungszusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 erhalten werden kann.

14. Beschichteter Gegenstand, der dadurch gekennzeichnet ist, daß er die nachstehenden Bestandteile umfaßt:

ein Substrat; und

einen Beschichtungsfilm nach Anspruch 13.