JP2003082292A - 自己再生する自浄作用を備えた自浄性表面及びその製造方法 - Google Patents
自己再生する自浄作用を備えた自浄性表面及びその製造方法Info
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Abstract
性を示す高い機械的安定性を有する表面構造の作成並び
にこのような自浄性表面の簡単な製造方法。 【解決手段】 凸部及び凹部からなる少なくとも部分的
に疎水化された人工的な表面構造を有し、前記の凸部及
び凹部は担体を用いて表面上に固定された粒子により形
成される、自己再生する自浄作用を備えた自浄性表面に
おいて、前記の担体が粒子及び結合剤からなる混合物を
有することを特徴とする自浄性表面。
Description
製造方法に関する。特に、本発明は、自然の浸食にもか
かわらず、自浄性を長期間維持する自浄性表面に関す
る。
は一連の経済的に最も重要な特徴を有する。この経済的
に重要な特徴は、この場合、湿潤性の低い表面の自浄作
用である、それというのも表面の清浄化は時間並びにコ
ストがかかるためである。従って、自浄性表面は経済的
に極めて重要である。付着メカニズムは一般に接触し合
う2つの表面の間の界面エネルギーパラメータに依存す
る。この場合、一般にこの系はその界面自由エネルギー
を低下させることが試みられる。2成分間のこの界面自
由エネルギーが自発的にすでに十分低い場合には、一般
にこの2成分間の付着は極端に弱い結果となる。この場
合、界面自由エネルギーの相対的低下が重要である。高
い界面エネルギーと低い界面エネルギーとのペアの場合
にはしばしば相互作用の可能性が問題となる。例えば疎
水性表面に水を塗布する場合、界面エネルギーの目立っ
た低下を引き起こすことは不可能である。これは湿潤性
が悪いことにより認識できる。塗布された水は極めて高
い接触角を有する液滴を形成する。ペルフルオロ化され
た炭化水素、例えばポリテトラフルオロエチレンは、極
めて低い界面エネルギーを有する。このような表面上で
はどのような成分もほとんど付着しないか、このような
表面上に付着した成分は極めて容易に再び除去すること
ができる。
えばペルフルオロ化されたポリマーの使用は公知であ
る。この表面をさらに発展させることは、この表面をμ
m範囲〜nm範囲で構造化することにある。米国特許
(US−PS)第5599489号明細書は、表面に相
応するサイズの粒子を衝突させ、引き続きペルフルオロ
化することにより特別な付着防止性を付与することがで
きる方法を開示している。他の方法は、H. Saito et al
が "Service Coatings International" 4, 1997, p. 16
8ffに記載している。この文献にはフルオロポリマーか
らなる粒子を金属表面に塗布し、この場合、こうして製
造された表面の水に対する極めて低い湿潤性が著しく低
い着氷性と共に確認される。
号明細書及びWO96/04123には、対象物の湿潤
性を表面のトポロジー変化により低下させる別の方法が
記載されている。ここでは、約5〜1000μmの高さ
を有しかつ約5〜500μmの間隔を有する人工的な凸
部もしくは凹部を、疎水性の材料上に又は構造化された
後に疎水化した材料上に設ける。この種の表面は急速な
液滴形成を生じさせ、この場合、転がり落ちる液滴が汚
れ粒子を吸収し、それにより表面を清浄化する。
触面積はファンデルワールスの相互作用を低下させ、こ
の相互作用が比較的低い表面エネルギーを有する平坦な
表面での付着の原因である。例えば植物の蓮の葉はワッ
クスからなる凸部を備えており、この凸部が水に対する
接触面を減少させる。WO00/58410はこの構造
を記載しており、疎水性アルコール、例えばノナコサン
−10−オール、又はアルカンジオール、例えばノナコ
サン−5,10−ジオールの吹き付けによる前記の構造
の作成を請求の範囲に記載している。この構造は、0.
1〜200μmの範囲内の凸部の間隔及び0.1〜10
0μmの凸部の高さを有する。しかしながら、この凸部
の幾何学形状に関しては何も記載されていない。欠点は
自浄性表面の安定性が欠けることである、それというの
も界面活性剤が前記の構造を剥離させてしまうためであ
る。
法は、ドイツ国特許出願公開(DE−A1)第1991
7367号明細書に記載されている。しかしながらフッ
素含有の縮合物をベースとする被覆は自浄性ではない。
水と表面との間の接触面は確かに減少されるが、その程
度は十分ではない。
0874号明細書は微細構造の作成及びこのような構造
の分析化学(マイクロ流体学)のための使用を特許請求
の範囲に記載している。この構造の欠点は機械的安定性
が不十分であることである。
である。射出成形又はエンボス法においてマスター構造
をこの構造に細部にわたり忠実に型取り方法の他に、例
えば米国特許第5599489号明細書には表面上に粒
子を塗布するために利用する方法も公知である。全ての
型取り方法は、著しく高いアスペクト比による表面の自
浄性挙動を記載しており、かつこの構造は三次元的に周
期的であることが共通している。
つまり高く、狭く、孤立した対象物は、工業的に実現が
困難であり、機械的安定性も低い。
い研究がなされている、例えば米国特許第609375
4号明細書。この明細書では、表面の複数回の印刷によ
り三次元構造が達成されており、その際、若干の印刷イ
ンキが次の印刷層に対して反発作用して、構造が形成さ
れる。
2792003号明細書には、C. Bernard及びD. Lebel
lacが撥水性であり並びに撥油性である構造化された表
面をCVD技術を用いた真空蒸着により製造する方法を
記載している。この層も不十分な機械的安定性を有して
いるにすぎない。
層はより安定性になる。例えば、Frank Burmeister et
alは"Physikalische Blaetter" 56 (2000), No.4, 49ff
において毛管力を用いてナノ構造を製造する方法を記載
している。アスペクト比>1を有する構造も製造できる
程度に構造を数原子層〜粒子半径まで変化させることが
特徴である。
な面積にとって使用可能である、それというのも乾燥プ
ロセスにおいて応力亀裂が生じかねないためである。
2001, 13, No.1, p. 51ffに弾性に被覆する方法を記載
している。その際、被覆すべき表面と粒子自体とが反対
の電気的符号を有する場合に粒子の自己組織化が生じ
る。この方法を用いても>1のアスペクト比は製造でき
ず、この層は反射防止層であるにすぎない。
a Nakajima, Langmuir 2000, 16, 5754-5760に記載され
ている。この場合、構造はアルミニウムアセチルアセト
ネートの昇華によって製造される。同時、自浄性特性を
達成するためにに疎水性材料に2%二酸化チタンを添加
する。この場合、効果キャリアの構造及び疎水性はな
く、光と組み合わせた二酸化チタンの触媒による分解特
性である。
生じない。ドイツ国特許第10118351号明細書及
びドイツ国特許第10118352号明細書には、安定
な自浄性表面を凹凸のある構造を有しなければならない
構造形成材の固定によって得られることが記載されてい
る。この場合、疎水性構造形成材及び疎水性の支持体材
料を使用する場合、この表面は機械的にも並びに風、天
候及び光による侵食に対してもかなり安定性である。し
かしながら、特にUV光による損傷の際の活性層の剥離
は避けることはできない。風及び天候による攻撃は、全
体的に表面層を徐々に平滑にし、それにより自浄性効果
を低下させる。この自浄化作用は漸近的に減少する。ど
の限界値が達成されるかは、支持体上にどの程度の残留
構造が残っているか、及び表面がどの程度平滑であるか
に依存している。
9944169号明細書では、「カバー層」の初期侵食
により自浄性表面が作成される。この方法の場合、侵食
の後に始めて効果が現れる。さらなる侵食により、自浄
作用は減少するかもしくは完全に消失する。自浄性表面
の再生は行われない。
は、天然の侵食によっても活動する水による自浄性を示
す高い機械的安定性を有する表面構造の作成並びにこの
ような自浄性表面の簡単な製造方法であった。
担体中にも有している表面構造は、再生効果を有するこ
とが見出された、それというのも、侵食により構造形成
する粒子は部分的に取り去られるが、侵食により新しい
自浄作用を示す粒子が担体から露出し、自浄作用はこう
して自ら再生する。
自浄作用を有する表面であり、この表面は人工的に、凸
部及び凹部からなる少なくとも部分的に疎水性の表面構
造を有し、その際、この凸部及び凹部は担体を用いて表
面上に固定された粒子によって形成され、この表面は、
担体が粒子及び結合剤からなる混合物を有することを特
徴とする。
的に疎水性の適当な表面構造を、担体を用いて表面上に
粒子を固定することにより作成する自浄性表面の製造方
法において、担体として粒子及び結合剤からなる混合物
を使用することを特徴とする、自浄性表面の製造方法で
ある。
な湿潤性の作用であると解釈される。特に水による表面
の湿潤性が悪いことによって、汚れ、例えば塵は転がり
落ちる液滴によって表面から再び除去される。この液体
は、例えば雨であることができる。
(粒子)を結合剤系中へ強力に撹拌混入することによ
り、a)表面に対する優れた付着を有し、かつb)付加
的に塗布された粒子に対する優れた付着を有する塗料系
(担体)にすることが利点である。このように、自然に
おいてUV線及び風邪の影響及び天候の影響により生じ
る侵食により新規の構造形成粒子が露出され、その結果
いわゆる蓮の葉−効果(Lotus-Effekt)の自浄性が生じ
る自浄性表面が得られる。米国特許第6020419号
明細書中に必要とされたように、構造形成剤を担体中に
凝集させずに分散させることは本発明による方法の場合
では必要ない。それとは反対に、担体中の凝集体は本発
明の場合望ましい、それというのも凝集体は相応する所
望の構造化する表面を提供し、その際、凝集体は<50
μmのサイズの範囲内の粒子であり、DIN53206
の記載を満たしている。凝集体を使用することができる
ため、本発明の方法による自浄性表面の製造のための費
用は著しく経済的である、それというのも凝集体の費用
の掛かる粉砕は行わないためである。
る自浄性表面は、侵食性の環境中での適用のために、特
に屋外での適用のために特に適している。気候及び環境
の影響は、先行技術による自浄性表面の場合、例えば侵
食により自浄性特性は比較的急速に悪化してしまう、そ
れというのも侵食により自浄性特性を生じる表面構造が
失われてしまうためである。本発明による表面の場合、
自浄性効果自体が再生する、それというのも粒子は侵食
により剥離されるが、同様に剥離された担体から新たな
粒子が生じるためである。担体層の厚さ及びその中に含
まれる粒子の数によって、本発明による表面の自浄作用
は、従来の自浄性表面の場合よりも著しく長く保持され
る。
される物質が、担体として挙げられる。
に疎水性の人工的な表面構造を有し、その際、凸部及び
凹部は担体を用いて表面上に固定された粒子によって形
成される、自己再生する自浄作用を有する本発明による
自浄性表面は、担体が粒子及び結合剤からなる混合物を
有することを特徴とする。
粒子(Teilchen)である。この規格による粒子又は微粒
子は単一の粒子でも、集合体又は凝集体であることもで
き、この場合、DIN53206により、集合体(Aggr
egat)とは相互に平面状又はエッジ状に相互に積み重な
った一次粒子(Partikel)であると解釈され、凝集体
(Agglomerat)とは点状に相互に積み重なった一次粒子
(Partikel)であると解釈される。粒子として、一次粒
子から凝集体又は集合体にまとまったようなものを使用
することもできる。このような粒子の構造は球形であ
る、著しく球形である、ある程度集合している、ほとん
ど球形である、極端に著しく集合している又は多孔性に
集合していることができる。凝集体又は集合体の有利な
サイズは20nm〜100μm、特に有利に0.2μm
〜30μmである。
ータ領域の凸部及び/又は凹部を備えた凹凸有する構造
を有する。有利に、この凸部は平均で20〜500nm
の高さ、特に有利に50〜200nmの高さを有する。
粒子上の凸部もしくは凹部の間隔は、有利に500nm
より小さく、特に有利に200nmより小さい。
えた凹凸を有する構造は、、例えば中空、細孔、溝、先
端及び/又は歯状部によって形成されていることができ
る。この粒子自体は、50μmより小さい、有利に30
μmより小さい、特に有利に20μmより小さい平均サ
イズを有する。表面上の粒子は有利に0〜10粒子直径
の間隔、特に0〜3粒子直径の間隔を有する。
0平方メートルのBET−表面積を有する。この粒子は
50〜200m2/gのBET−表面積を有するのが特
に有利である。
から多様な化合物を使用することができる。有利に、こ
の粒子はケイ酸塩、ドープされたケイ酸塩、鉱物、金属
酸化物、シリカ、ポリマー及びシリカで被覆された金属
粉末を有することができる。この粒子は煙霧シリカ又は
沈殿シリカ、特にアエロジル(Aerosil)、Al
2O 3、SiO2、TiO2、ZrO2、有利に1μm
の粒度を有する、アエロジル(Aerosil R974)で被覆さ
れた亜鉛粉末又は粉末状のポリマー、例えば低温粉砕し
た又は噴霧乾燥したポリテトラフルオロエチレン(PT
FE)又はペルフルオロコポリマーもしくはテトラフル
オロエチレンを有するコポリマーを有することができ
る。
を有する構造の他に疎水性特性を有する。この粒子はそ
れ自体疎水性であることもできる、例えばPTFEを有
する粒子、または使用した粒子を疎水性にすることがで
きる。この粒子の疎水化は、当業者に公知の方法で行う
ことができる。一般的な疎水化された粒子は、例えばア
エロジル(Aerosil-R 8200 (Degussa AG))のような粉
末であり、これは市販されている。
〜350ml/100g、有利に250〜350ml/
100gのDIN53601によるジブチルフタレート
吸収を示す。
る。緻密な充填層の形で表面上に粒子を設けることによ
り、自浄性表面が生じる。本発明の場合、担体は結合剤
及び粒子からなる混合物を有し、その際、この粒子は前
記の粒子であることができる。結合剤及び粒子からなる
混合物は有利に混合物に対して粒子1〜50質量%、有
利に5〜25質量%、特に有利に7.5〜15質量%を
有する。
は塗料系又は接着剤もしくは接着剤系であると解釈され
る。原則として全ての塗料系又は接着剤系を結合剤とし
て使用することができる。
において、結合剤は熱エネルギー及び/又は光エネルギ
ーを用いて硬化する塗料、2成分塗料系又は他の反応性
塗料系であり、その際、この硬化は有利に重合又は架橋
によって行う。特に有利に硬化した塗料は、1個の及び
/又は複数個の不飽和を有するアクリレート及び/又は
メタクリレートからなるポリマー及び/又はコポリマー
を有する。この混合比は広範囲で変えることができる。
同様に、硬化した塗料は、官能基、例えばヒドロキシル
基、エポキシ基、アミン基を有する化合物又はフッ素含
有化合物、例えばアクリル酸のペルフルオロエステルを
有する。これは、塗料と疎水性の粒子、例えばアエロジ
ル(Aerosil R 8200)との相容性を相互にN−[2−
(アクリロイルオキシ)−エチル]−N−エチルペルフ
ルオロオクタン−1−スルホン酸アミドを用いて調整さ
れる場合に特に有利である。塗料としてアクリル樹脂ベ
ースの塗料が使用できるだけでなく、ポリウレタンベー
スの塗料又はポリウレタンアクリレート又はシリコーン
アクリレートベースの塗料も使用可能である。
い、特に有利に10゜より小さい転がり角(Abrollwink
el)を有し、この場合、転がり角とは、特定の傾斜する
平面上に静止する平坦な表面上に1cmの高さから設置
した水滴が転がり落ちることを定義する。前進接触角及
び後退接触角は140゜を上回り、有利に150゜を上
回り、かつヒステリシスは15゜より小さい、有利に1
0゜より小さい。本発明による表面は少なくとも140
゜を上回る、有利に150゜を上回る前進接触角及び後
退接触角を有することにより、特に良好な自浄性表面が
得られる使用した結合剤及び使用した粒子のサイズ及び
材料に応じて、自浄性表面が半透明であることを達成す
ることができる。特に、本発明による表面は接触透明性
(kontakttransparent)であり、つまり、文字を記入し
た対象物上に本発明による表面を作成することによりこ
の文字は文字のサイズに依存してなお可読である。
めに、粒子及び結合剤は異なる材料特性を有する必要が
ある。この相違は機械的性質又は物理的性質だけでなく
化学的性質であることができる。この自己再生性を達成
するために重要であるのは、結合剤は(化学的、機械的
又は物理的にかかわらず同じく)、その結合剤中に存在
する粒子よりも迅速に剥離することである。機械的安定
性に関しては、粒子は従って、使用した結合剤の硬度よ
りも10%、有利に20%、特に有利に50%上回る硬
度を有するのが有利である。このように、表面上に存在
する結合剤の剥離が、粒子よりも早くに進行し、粒子の
損失の際に、失われた粒子に置き換えられて新規の粒子
が結合剤から出現する。本発明による表面がどのような
環境の影響にさらされるかに応じて、材料特性は使用し
た結合剤及び使用した粒子の選択及び組合せにより最適
化される。
V−安定性によっても達成される。粒子、例えばアエロ
ジルのこのUV安定性は制限はない。一般にUV線はこ
の粒子を通過して結合剤層に達するため、そこで頻繁に
ポリマー材料を有する結合剤の損傷が生じる。それによ
り、時間の経過と共に構造化する粒子の付着は弱まり、
支持体から粒子が剥がれ落ちる。この箇所で表面は一次
的にUV線にさらされる。このUV線が、通常のように
結合剤の有機化合物を攻撃する。相応するポリマー鎖の
分解により、新規の粒子が表面に露出し、この表面は構
造形成剤として再び自浄性特性を表面に提供する。
透過性は高いが、この粒子を通過して著しく弱いUV線
がポリマー担体マトリックスに達する、それというの
も、粒子の多数の角度的にずらされた表面により、及び
それに関連して光散乱により、僅かな部分のUV線だけ
が粒子を通過するにすぎないためである。本発明による
自浄性表面は有利にこの表面の本発明による製造方法に
よって製造される。適当な、少なくとも部分的に疎水性
の表面構造が担体を用いた粒子の表面上での固定により
行われる、自浄性表面の本発明によるこの製造方法は、
担体として粒子及び結合剤のからなる混合物を使用する
ことを特徴とする。
金属酸化物、シリカ又はポリマーから選択される少なく
とも1種の材料を有するこのような粒子を使用するのが
有利である。この粒子が熱分解ケイ酸塩又はシリカ、特
にアエロジル、鉱物、例えばマガジイット(Magadii
t)、Al2O3、SiO2、TiO2、ZrO2、ア
エロジル(Aerosil R 974)で被覆されたZn粉末又は
粉末状のポリマー、例えば低温粉砕した又は噴霧乾燥し
たポリテトラフルオロエチレン(PTFE)を有するの
が特に有利である。
有する粒子を使用するのが特に有利である。50〜20
0m2/gのBET−表面積を有する粒子を使用するの
がさらに特に有利である。
する構造の他に疎水性特性を有するのが有利である。こ
の粒子は、それ自体疎水性である、例えばBTFEを有
する粒子であるか、又は使用した粒子は疎水化されてい
てもよい。この粒子の疎水化は、当業者に公知の方法で
行うことができる。典型的な疎水化された粒子は、例え
ば微粉末、例えばアエロジル(Aerosil R974)又は(Ae
rosil R 8200)(Degussa AG)であり、これらは市販され
ている。
する: a) 結合剤及び粒子からなる混合物を担体として表面
上に適用する工程、 b) 凹凸を有する構造を有する粒子を担体上に適用す
る工程、 c) 担体の硬化により粒子を固定する工程。
塗布、刷毛塗り又は吹き付けにより行うことができる。
有利にこの混合物は1〜200μmの厚さで、有利に5
〜100μmの厚さで、特に有利に25〜50μmの厚
さで適用するのが有利である。混合物の粘度に応じて、
この混合物を粒子の適用の前に硬化させるかもしくは乾
燥させることもできる。理想的には混合物の粘度は、塗
布された粒子が少なくとも部分的に混合物中に沈み込む
ことができるが、この混合物もしくはその上に塗布され
た粒子はこの表面が垂直方向に立てられた場合にもはや
流動しないように選択される。
け又は散布によって行うことができる。特に、粒子の適
用は静電スプレーガンを使用した吹き付けによって行う
ことができる。粒子の吹き付けの後に、過剰の粒子、つ
まり混合物に付着していない粒子は、浸透、ブラシがけ
又は吹き飛ばしにより表面から除去することができる。
この粒子は集められ、再使用される。
は接着剤又は接着剤系を使用することができる。有利に
結合剤として少なくとも1箇所及び/又は複数箇所の不
飽和アクリレート及び/又はメタクリレートからなる混
合物を有する塗料系もしくは塗料が使用される。この混
合比は広い範囲で変えることができる。特に、熱エネル
ギー又は化学エネルギーを用いて及び/又は光エネルギ
ーを用いて硬化可能な塗料を結合剤として使用するのが
有利である。
を有する場合、有利に疎水性特性を有する塗料又は塗料
系が選択される。
が、官能基、例えばヒドロキシル基、エポキシ基、アミ
ン基を有する化合物又はフッ素含有化合物、例えばアク
リル酸のペルフルオロエステルを有する場合が有利であ
る。これは、塗料と疎水性粒子、例えばアエロジル(Ae
rosil VPR 411)との相容性を(疎水性特性に関して)
N−[2−(アクリロイルオキシ)−エチル]−N−エ
チルペルフルオロオクタン−1−スルホン酸アミドを用
いて相互に調整する場合に特に有利である。結合剤とし
てアクリル樹脂ベースの塗料が使用できるばかりでな
く、ポリウレタンベース又はポリウレタンアクリレート
又はシリコーンアクリレートをベースとする塗料も使用
できる。同様に結合剤として2成分塗料系又は他の反応
性塗料系を使用することもできる。
なる混合物の製造のために、結合剤は粒子と強力に混合
される。この混合は当業者に公知のように行うことがで
きる。
行われ、その際、この硬化は、使用した塗料系に応じ
て、有利に熱エネルギー及び/又は化学エネルギー及び
/又は光エネルギーにより行われる。化学エネルギー又
は熱エネルギー及び/又は光エネルギーにより引き起こ
される担体の硬化は、例えば塗料又は塗料系の成分の重
合又は架橋により行われる。担体の硬化は光エネルギー
により行うのが特に有利であり、さらに担体の重合をU
V領域のHg−中圧ランプの光によって行うのが特に有
利である。担体の硬化は不活性ガス−雰囲気下で、特に
有利に窒素雰囲気下で行うのが有利である。
した粒子の直径に応じて、担体中に粒子が完全に埋め込
まれるのを避けるために、粒子の適用と担体の硬化との
間で経過する時間を制限する必要がある。担体は粒子の
適用の0.1〜10分後、有利に1〜5分後に硬化させ
るのが有利である。
水性特性を有しかつ/又はアルキルシラン、アルキルジ
シラザン又はペルフルオロアルキルシランのグループか
らなる少なくとも1種の化合物を用いた処理により疎水
性特性を有する粒子を使用するのが有利である。粒子の
疎水化は公知であり、かつ例えばシリーズ出版物 Pigme
nte, Nummer 18, Degussa AGに記載されている。
性を付与することも有利である。これは、例えばDeguss
a AGで市販されているアルキルシラン、ペルフルオロア
ルキルシランのグループからなる少なくとも1種の化合
物を用いて処理することにより疎水性特性を付与するこ
とにより行うことができる。この処理は、粒子を有する
疎水化すべき表面を疎水化試薬、例えばアルキルシラン
を有する溶液に浸漬し、過剰量の疎水化試薬の液滴を切
り、表面をできる限り高い温度で熱処理することにより
行うのが有利である。使用可能な最高温度は、担体及び
基材の軟化温度により限定される。
の本発明による方法は、平坦な又は平坦でない対象物上
に、特に平坦でない対象物上に自己再生する自浄作用を
備えた自浄性表面の製造のために有利に使用することが
できる。これは従来の方法を用いることも限定的に可能
である。特に、予め製造されたフィルムを表面上に設置
する方法を用いて、又は構造をエンボスによって製造す
る方法の場合に、平坦でない対象物、例えば彫像は得る
ことはできないか又は限定的に得ることができるにすぎ
ない。もちろん、本発明による方法も、自己再生する自
浄特性を有する自浄性表面を平坦な表面を有する対象物
に、例えば温室又は公的交通機関に製造するために使用
することもできる。特に、温室に自浄性表面を製造のた
めに本発明による方法を適用することは有利である、そ
れというのもこの方法を用いて自浄性表面を、例えば透
明な材料、例えばガラス又はプレキシガラス(Plexigla
s (R))上にも製造することができ、かつこの自浄性
表面を植物が温室中で生長するために十分な太陽光が自
浄性表面を備えた透明な表面と通過することができる程
度に少なくとも透明に構成することができるためであ
る。
料、例えば藻類を製造しなければならない慣用の温室と
は反対に、本発明による請求項1から7までのいずれか
1項記載の表面を有する温室は、洗浄間隔を長くするこ
とができる。
ば傘の剛性でない表面上に又は柔軟な他の表面上に自己
再生性する自浄作用を有する自浄性表面を製造するため
に使用することもできる。特に有利に、本発明による請
求項8から17までのいずれか1項記載の方法は、衛生
分野において柔軟な又は柔軟でない壁部上に自浄性表面
を製造するために使用することができる。このような壁
部は、公的なトイレの隔壁、シャワー室、水泳プール又
はサウナの壁部、又はシャワーカーテンであることがで
きる。
体形の走査電子顕微鏡(REM)写真を表す。これは、
表面粒子の損失により、その下にある粒子がその機能を
受け持ち、それにより自浄性特性を維持することを明ら
かに示している。
図である。表面O上に、結合剤及び粒子Pを有する担体
Tで、粒子が固定されている(a)。この表面は一時期
侵食にさらされる場合、明らかにより薄い層T′を有す
るbによる表面Oが得られる。担体により固定された
(a)粒子の最上層は、侵食により剥離され、自浄性表
面の構造は予め担体中に存在した粒子により形成され
る。
造方法を詳説するが、この実施例は本発明を限定するも
のではない。
ペンタエリトリットアクリレート20質量%及びヘキサ
ンジオールジメタクリレート60質量%を相互に混合し
た。この混合物に対して、Plex 4092F(Roehm GmbH社の
アクリル系コポリマー)14質量%及びUV−硬化剤Da
rokur 1173 2質量%を添加し、少なくとも60分間撹
拌した。結合剤からなるこの混合物を、強力に撹拌しな
がら、疎水化された煙霧シリカ(Aerosil VPR 411 (Deg
ussa AG))8.45質量%を添加し、これらの粒子が完
全に結合剤と混合されかつ粒子が結合剤に完全に濡れる
まで撹拌した。
体として2mmの厚さのPMMAプレート上に50μm
の厚さで塗布した。この層を5分間乾燥させた。引き続
き粒子として疎水化された煙霧シリカ(Aerosil VPR 41
1 (Degussa AG))を静電スプレーガンを用いて吹き付け
た。3分後にこの担体を308nmの波長で窒素下で硬
化させた。担体の硬化の後に過剰のAerosil VPR 411を
ブラシで落とした。表面の特性決定は最初に視覚的に行
い、+++の評価であった。+++は、水滴がほとんど
完全に形成されることを意味する。転がり角は2.6゜
であった。
sil VPR 411の代わりに、200±25m 2/gのBE
T−表面積を有するAerosil R 8200 (Degussa AG)を使
用した。表面の評価は+++であった。
からの塗料に、付加的に2−(N−エチルペルフルオロ
オクタンスルホンアミド)−エチルアクリレート10質
量%(塗料混合物の全質量に対して)を添加した。この
混合物も同様に少なくとも60分間撹拌した。この混合
物を担体として2mmのPMMAプレート上に50μm
の厚さで塗布した。この層を5分間乾燥させた。引き続
き粒子として疎水化された煙霧シリカ(Aerosil VPR 41
1 (Degussa AG))を静電スプレーガンを用いて吹き付け
た。3分後にこの担体を308nmの波長で窒素下で硬
化させた。担体の硬化の後に過剰量のAerosil VPR 411
をブラシで落とした。この表面の特性決定は最初に視覚
的に行い、+++の評価であった。+++は液滴がほと
んど完全に形成されることを意味する。転がり角は0.
5゜であった。
子顕微鏡(REM)写真を示す図。
面の機能を示す略図。
Claims (20)
- 【請求項1】 担体を用いて表面上に固定された粒子に
より凸部及び凹部が形成される、凸部及び凹部からなる
少なくとも部分的に疎水化された人工的な表面構造を有
する自己再生する自浄作用を備えた自浄性表面におい
て、前記の担体が粒子及び結合剤からなる混合物を有す
ることを特徴とする自浄性表面。 - 【請求項2】 結合剤が熱エネルギー又は化学エネルギ
ー又は光エネルギーによって硬化された塗料である、請
求項1記載の自浄性表面。 - 【請求項3】 硬化した塗料が1個及び/又は複数個の
不飽和を有するアクリレート及び/又はメタクリレート
又はポリウレタンからなる混合物を有する、請求項2記
載の自浄性表面。 - 【請求項4】 粒子が50μmより小さい平均サイズを
有する、請求項1から3までのいずれか1項記載の自浄
性表面。 - 【請求項5】 粒子が30μmより小さい平均サイズを
有する、請求項4記載の自浄性表面。 - 【請求項6】 粒子が、ケイ酸塩、ドープされたケイ酸
塩、鉱物、金属酸化物、シリカ、ポリマー及び金属粉末
から選択される少なくとも1種の材料から選択されてい
る、請求項1から5までのいずれか1項記載の自浄性表
面。 - 【請求項7】 粒子が疎水性特性を示す、請求項6記載
の自浄性表面。 - 【請求項8】 担体を用いて粒子を表面上に固定するこ
とにより少なくとも部分的に疎水性の適当な表面構造が
作成される、自己再生する自浄作用を有する自浄性表面
の製造方法において、担体として粒子と結合剤との混合
物を使用することを特徴とする、自己再生する自浄作用
を有する自浄性表面の製造方法。 - 【請求項9】 ケイ酸塩、ドープされたケイ酸塩、鉱
物、金属酸化物、シリカ、ポリマー及び金属粉末から選
択される少なくとも1種の材料を有する粒子を使用す
る、請求項8記載の方法。 - 【請求項10】 工程: a) 硬化可能の材料を担体として表面上に適用する工
程、 b) 前記の担体上に粒子を適用する工程、及び c) 担体の硬化により前記の粒子を固定する工程を有
する、請求項8又は9記載の方法。 - 【請求項11】 担体の硬化を熱エネルギー又は化学エ
ネルギー及び/又は光エネルギーによって行う、請求項
10記載の方法。 - 【請求項12】 硬化可能な物質として、1個及び/又
は複数個の不飽和を有するアクリレート及び/又はメタ
クリレート及び/又はポリウレタン及び/又はシリコー
ンアクリレート及び/又はウレタンアクリレートからな
る少なくとも1種の混合物を有する塗料を使用する、請
求項10又は11記載の方法。 - 【請求項13】 使用した粒子が疎水性特性を示す場
合、硬化可能な物質として疎水性特性を示す塗料が選択
される、請求項12記載の方法。 - 【請求項14】 疎水性特性を有する粒子を使用する、
請求項8から13までのいずれか1項記載の方法。 - 【請求項15】 アルキルシラン、ペルフルオロアルキ
ルシラン又はアルキルジシラザンのグループからなる少
なくとも1種の化合物で処理することにより疎水性特性
を示す粒子を使用する、請求項8から14までのいずれ
か1項記載の方法。 - 【請求項16】 担体上に固定した後に、粒子に疎水性
特性を付与する、請求項8から15までのいずれか1項
記載の方法。 - 【請求項17】 アルキルシラン、ペルフルオロアルキ
ルシラン又はアルキルジシラザンのグループからなる少
なくとも1種の化合物で処理することにより粒子に疎水
性を付与する、請求項16記載の方法。 - 【請求項18】 平坦な又は平坦でない対象物上に自浄
性表面を製造するための請求項8から17までのいずれ
か1項記載の方法の使用。 - 【請求項19】 対象物の剛性でない表面上に自浄性表
面を製造するための、請求項8から17までのいずれか
1項記載の方法の使用。 - 【請求項20】 衛生分野における柔軟な壁部又は柔軟
でない壁部上に自浄性表面を製造するための,請求項8
から17までのいずれか1項記載の方法の使用。
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