JP4273076B2 - ハス効果を生じさせるために表面を火炎粉末コーティングする方法 - Google Patents

Description

本発明は、火炎粉末コーティング法を用いる自己清浄性を有する表面を製造する方法に関する。

動く水により不純物から清浄化されることができる自己清浄性表面の製造は既にしばしば記載されていた。疎水性の表面上の水滴はこれらの表面が構造化されている場合に特に転落するが、しかしながら自己清浄化を見分けられないことは既に1982年にA.A. AbramsonによりChimia i Shisn russ.11、38に記載されていた。自己清浄性表面のためには適した構造に加えて特殊な表面化学も必要である。構造と疎水性とからなる適した組合せは、動く水が僅かな量で既に表面上へ付着している汚染物粒子を連れて行き、かつ表面を清浄化することを可能にする(WO 96/04123; US 3 354 022, C. Neinhuis, W. Barthlott, Annals of Botany 79, (1997), 667)。構造と化学とからなるこの組合せは例えばエンボス法(Praegeverfahren)を通じて疎水性塗料において達成されることができる。同じように射出成形法及びホットエンボス法も可能である。

自己清浄性表面に関連している技術水準は、EP 0 933 388によれば、そのような自己清浄性表面のためには＞１のアスペクト比及び２０ｍＮ／ｍ未満の表面エネルギーが必要であることである。この際にアスペクト比は構造の平均幅に対する平均高さの商として定義されている。前記の基準は自然界、例えばハスの葉において実現されている。疎水性でロウ状の材料から形成される植物の表面は数μｍまで互いに離れている突起(Erhebungen)を有する。水滴は本質的には突起の先端のみと接触している。そのような撥水性の表面は文献にしばしば記載されている。そのための一例はMasashi Miwa他によるLangmuir 2000, 16, 5754の記事であり、そこには、ベーマイトから形成され、スピンコートされた塗料層上に塗布され、引き続いてか焼された人工表面の構造化が増大するにつれて接触角及び転落角が増大することが記載されている。

適した金型によるこの構造型取りに加えて粒状系も開発されている。スイス国特許(CH-PS)第268 258号明細書には、粉末、例えばカオリン、タルク、粘土又はシリカゲルの施与により構造化された表面を生じさせる方法が記載されている。粉末は、有機ケイ素化合物をベースとする油及び樹脂により表面上に固着される。最近、極めて疎水性の表面を有するナノ粒子をベースとする粒状系が開発され、例えばDE 101 29 116、DE 101 38 036及びDE 101 34477に記載されている。基体へのナノ粒子の結合は、
ａ）担持層によるか又は
ｂ）ポリマー／基体中への粒子の直接的な挿入(Einlagerung)により
行われる。

ａ）の場合については相応する方法が記載されている。ｂ）の場合については溶剤又はアルコールを使用する方法が開発されることができた。溶剤を使用する際に、プラスチックは付着溶解され(angeloest)、かつナノ粒子はポリマーマトリックス中へ挿入される。溶剤の蒸発と共にプラスチックは再び固化し、かつナノ粒子はポリマーマトリックス中へしっかりと結合されている。この方法も既に記載されている。基体を付着溶解させないアルコール及びナノ粒子からなる懸濁液を使用する際に、懸濁液はポリマー上に噴霧される。基体へのナノ粒子の一時的な結合が行われる。この技術の背後にある正確な機構は依然として公知ではない。しかしおそらくアルコールは帯電防止剤として作用し、かつ局所的に存在している電荷勾配を減少させる。この方法も既に、例えばDE 102 05 007に記載されている。

挙げられた方法の場合に静電粉末コーティング法も使用されていた。特にそのような方法は担持層の使用下に自己清浄性表面を生じさせる際に利用され、その際に粉末粒子は静電コーティングを用いて湿った接着剤上に施与された。しかしまた選択的にこの方法は、軽く湿らせた（通例アルコールで）表面上にナノ粒子をふりかけるためにも利用された。これら全ての方法は、材料片を十分湿らせることが共通する。このことは、極めて費用のかかる乾燥が後接続されなければならないことを必要にする。特にテキスタイルウェブ(Textilbahnen)の場合にこのことは問題である。そのうえ蒸発する溶剤（アルコール）は環境問題である。

すなわち、ナノ粒子が乾式で材料片上に施与されることができる方法を開発するという課題が存在していた。

完全に意外なことに、このために一般的な粉末コーティング法が適していることが見出された。こうして意外なことに、改良された火炎溶射装置により粉末を表面上に噴霧することによって、粉末が担体、接着剤又は溶剤を用いて表面に固定される必要なく、自己清浄性を有するこの表面を設けることができた。

本発明の対象は、表面上に粒子を施与し、かつ表面中に粒子を固着することによる自己清浄性を有する表面の製造方法であり、それにより２０ｎｍ〜１００μｍの間隔及び２０ｎｍ〜１００μｍの高さを有する突起が形成され、前記方法は、熱い空気流を用いる粒子の噴霧により粒子の施与が行われ、前記空気流は、粒子がその周囲で少なくとも部分的に表面の材料へ押し込むことができ、かつ少なくとも部分的に表面の材料へ押し込まれた粒子が基体の冷却の際に表面中に固着されるように処理すべき表面の材料が軟化する温度を有することにより特徴付けられる。

そのうえ、本発明の対象は、本発明による方法を用いて製造される自己清浄性表面及び本発明による表面を有する物体並びに汚染物及び水による高い負荷にさらされている、特にアウトドア分野用、スキースポーツ用、アルペンスポーツ用、モータースポーツ用、モーターサイクルスポーツ用、モトクロススポーツ用、帆走スポーツ用の、物体、レジャー分野用のテキスタイルをコーティングするため並びにテント、日よけ(Markisen)、雨傘、テーブル掛け、キャブリオーレの幌屋根(Kabrio-Verdecken)、工業用テキスタイル又は作業服から選択される工業用テキスタイルをコーティングするための、本発明による方法の使用である。

本発明による方法は、溶剤を使用せずに自己清浄性表面を生じさせるための粒子が表面上に施与されることができるという利点を有する。同時に粒子は卓越して表面上もしくは表面中に固着される、それというのも、粒子は表面の材料が固化する際にこの中にしっかりと固定されるからである。

本発明による方法の別の利点は、存在している設備中へ簡単に統合されることができ、かつ特別にテキスタイル製造及び−加工において高いウェブ速度を可能にすることにある。特に繊維産業において火炎法は既に確立されており、そのために繊維産業における本発明による方法の統合は特に簡単に可能である。

自己清浄性を有する表面の本発明による製造方法並びに本発明による表面は以下に例示的に記載されるが、本発明はこれに限定されているものではない。本方法は火炎溶射法の原理に基づいている。本来プラスチック−コーティングに使用されるこの技術の場合に、燃焼空気の一部と共に供給される粉末は火炎中で融解され、かつ燃焼ガスにより表面上に飛ばされる。本発明の範囲内で本方法は、極めて高い温度で初めて液相へ移行するナノ粒子もしくは粒子が使用されることを目指して改良される。火炎の熱により粉末が融解されるのではなくて、むしろ処理すべき基体もしくは材料が基体の表面上で融解される。ナノ粒子はその際に付着溶融された基体の表面中へ挿入され、かつ冷却の際にその中に固着される。

粒子を表面上に施与し、かつ粒子を表面中に固着させることによって、それにより２０ｎｍ〜１００μｍの間隔及び２０ｎｍ〜１００μｍの高さを有する突起が形成される自己清浄性を有する表面の本発明による製造方法は、粒子の施与が熱い空気流もしくは火炎を用いる粒子の噴霧により行われることに優れている。空気流もしくは火炎の温度は、使用される粒子が熱的に損傷されないが、しかし火炎もしくは空気流が、材料表面がそのガラス転移温度Ｔｇを上回り加熱されるように強く材料に作用し、かつ処理すべき表面の材料が、粒子がその周囲で少なくとも部分的に表面の材料へ押し込むことができ、かつ少なくとも部分的に表面の材料へ押し込まれた粒子が基体を冷却する際に表面中に固着されるように軟化するように選択されていなければならない。基体の粘性及び材料に応じて材料は付着溶融されなければならないか又は単に可塑化されなければならない。必要な軟化度はそれぞれの材料についての単純な予備試験により簡単に算出されることができる。好ましくは、５０ｎｍ〜１０μｍの平均高さ及び／又は５０ｎｍ〜１０μｍの平均間隔及び極めて特に好ましくは５０ｎｍ〜４μｍの平均高さ及び／又は５０ｎｍ〜４μｍの平均間隔を有する突起を有する表面が製造される。極めて特に好ましくは本発明による方法を用いて製造される表面は０．２５〜１μｍの平均高さ及び０．２５〜１μｍの平均間隔を有する突起を有する。突起の平均間隔は本発明の範囲内で、１つの突起の最も高い突起から最も近く最も高い突起への間隔であると理解される。突起が円錐の形を有する場合には、円錐の先端が突起の最も高い突起である。突起が平行六面体である場合には、平行六面体の最上面が突起の最も高い突起である。

好ましくは本発明による方法を用いて、基体に自己清浄性表面が設けられることができ、前記基体は表面の材料として熱可塑性プラスチック、例えばポリオレフィン、ビニルポリマー、ポリアミド、ポリエステル、ポリアセタール又はポリカーボネートから選択される材料又はスズ、鉛、ウッド合金、ガリウム又ははんだから選択される低融点の金属又は合金を有する。基体自体もしくは表面は、シート(Folie)、三次元物体又は成形体、平面状織物(flachen Gewebes)又は膜の表面であってよい。

それぞれの材料に熱い空気流の必要な温度は、電気的にか又は燃焼可能なガスの燃焼により（触媒燃焼によっても）発生されることができる。適した装置は火炎溶射ガンの原理に従って操作することができる。しかし熱い空気流れに粒子を添加する可能性を有する改良された熱風送風機も適している。典型的な空気流温度は３５〜３１５０℃に達する。好ましくは空気流温度は５０〜１２５０℃、好ましくは９０〜９００℃及び極めて特に好ましくは９０〜５００℃の範囲内である。熱い空気流を用いて明らかに表面材料のガラス転移温度を上回る上面近くの加熱が発生される場合に有利でありうる。この加熱は好ましくは、表面の変形を防止するために局所的に極めて限定されているべきである。局所的に限定される熱い空気流の発生のためには、特にガスバーナーの火炎が適していることが判明している。

使用される粒子の表面温度が高くなりすぎないことを保証するために、これらは冷却されて火炎もしくは空気流中へ吹き込まれることができる。そのような手順は同様に空気流温度もしくは火炎温度を低下させる。コーティングすべき原料の表面温度は、空気流温度もしくは火炎温度又は表面に対する火炎もしくは空気流の距離を介してだけでなく空気流もしくは火炎のもとでの表面の滞留期間を介しても調節されることができる。

粒子は、空気流の加熱の前又は後にこれに添加されることができる。好ましくは粒子は空気流の加熱前に空気流に添加される。ガスの燃焼を用いて熱い空気流を発生させる際に、粒子を燃焼空気の少なくとも一部及び／又は燃焼すべきガスの少なくとも一部に添加することは有利でありうる。粒子の添加は、吸引ジェット(Saugstrahl)原理に従って行われることができる。しかし粉末を渦動室(Verwirbelungskammer)中で空気流もしくは空気流の発生に必要とされる部分流に添加することも可能である。

図面の図２に火炎溶射ガンの原理が描写されている。適している火炎溶射ガンの製造業者は例えばスイス連邦のBaumann Plasma Flame Technic AG社である。

熱い空気流の流速を用いて、ひいてはその中にある粒子の速度を用いて圧入の深さは表面上への粒子の衝突の際に表面の材料の粘性に依存して決定されることができる。典型的なガス速度は例えば１０００〜５０００ｍ／ｓである。しかし粒子速度は通常本質的によりゆっくりであり、かつ例えば２０ｍ／ｓ〜６００ｍ／ｓであってよい。好ましくは処理すべき表面上への衝突前の粒子の速度は３０ｍ／ｓ〜２００ｍ／ｓである。好ましくは空気流の温度及び空気流もしくは粒子の速度は、粒子がその平均粒径の１０〜９０％、好ましくは２０〜５０％及び極めて特に好ましくは３０〜４０％で表面へ押し込み、ひいては材料の冷却後に表面中にしっかりと固定されているように調節される。

粒子として、ケイ酸塩、鉱物、金属酸化物、金属粉末、ケイ酸、顔料又は耐高温性の（ＨＴ−）ポリマーから選択される少なくとも１つの材料を含有するような粒子が使用されることができる。特に好ましくは粒子はケイ酸塩、ドープされたケイ酸塩、鉱物、金属酸化物、酸化アルミニウム、ケイ酸又はアエロジル(Aerosile)又は粉末状ポリマー、例えば噴霧乾燥されかつ凝集された乳濁液又は低温粉砕されたＰＴＦＥであってよい。疎水性を有する粒子が好ましくは使用される。特に好ましくは疎水性粒子としてケイ酸が使用される。

０．０２〜１００μｍ、特に好ましくは０．０１〜５０μｍ及び極めて特に好ましくは０．１〜３０μｍの平均粒径を有する粒子が好ましくは使用される。しかし一次粒子から０．２〜１００μｍの大きさを有するアグロメレート又はアグリゲートへ集まっている粒子も適している。

使用される粒子が構造化された表面を有する場合に有利でありうる。好ましくはナノメートル範囲内、すなわち１〜１０００ｎｍ、好ましくは２〜７５０ｎｍ及び極めて特に好ましくは１０〜１００ｎｍの範囲内の不規則な微細構造を表面上に有する粒子が使用される。微細構造は挙げられた範囲内の高さ、幅及び間隔を有する構造であると理解される。そのような粒子は好ましくは、熱分解法ケイ酸、沈降ケイ酸、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素、熱分解法による及び／又はドープされたケイ酸塩又は粉末状耐高温性ポリマーから選択される少なくとも１つの化合物を含有する。ナノメートル範囲の不規則で風通しの良い−でこぼこした微細構造を有する粒子は好ましくは、１を上回り、特に好ましくは１．５を上回る微細構造中のアスペクト比を有する突起を有する。アスペクト比はその際に突起の最大の幅に対する最大の高さからの商として定義されている。図１には、粒子により形成される突起及び微細構造により形成される突起の差異が略示的に明確に示されている。図は粒子Ｐを有する基体Ｘの表面を示す（描写の単純化のために１つの粒子のみが図示されている）。粒子自体により形成される突起は、粒子の一部のみが射出成形体Ｘの表面から突出する突起に寄与するので５である粒子ｍＨの最大高さ及びそれに比較して７である最大幅ｍＢからの商として計算される約０．７１のアスペクト比を有する。粒子の微細構造により粒子上に存在している突起Ｅの選択された１つの突起は、２．５である突起の最大高さｍＨ′及びそれに比較して１である最大幅ｍＢ′からの商として計算される２．５のアスペクト比を有する。

粒子の疎水性は、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）の場合のように、粒子の使用される材料により固有に存在していてよい。しかし適した処理後に疎水性を有する疎水性粒子、例えばアルキルシラン、フルオロアルキルシラン又はジシラザンの群からなる少なくとも１つの化合物で処理された粒子も使用されることもできる。粒子として特に疎水化された熱分解法ケイ酸、いわゆるアエロジル(Aerosile)が適している。疎水性粒子の例は、例えばアエロジルVPR 411又はアエロジルR 8200である。ペルフルオロアルキルシランでの処理及び引き続き熱処理(Temperung)により疎水化可能な粒子の例は例えばAeroperl 90/30、Sipernat ケイ酸 350、酸化アルミニウムC、ケイ酸ジルコニウム、バナジウムドープされた又はVP Aeroperl 25/20である。そのような疎水化された粒子の使用は、疎水性が本質的に損なわれることなく通常３５０℃の温度まで問題なく可能である。

粒子として、特にナノメートル範囲内の不規則な微細構造を表面上に有する粒子として、熱分解法ケイ酸、酸化アルミニウム、酸化ケイ素又は粉末状のＨＴ−ポリマー又は金属から選択される少なくとも１つの化合物を有するような粒子が好ましくは使用される。使用される粒子が疎水性を有する場合に有利でありうる。極めて特に粒子としてとりわけ疎水化された熱分解法ケイ酸、いわゆるアエロジルが適している。

疎水性を有する粒子が使用される場合に有利でありうる。粒子の疎水性は、粒子の使用される材料により固有に存在していてよい。しかしまた、例えば、アルキルシラン、ペルフルオロアルキルシラン、パラフィン、ろう、脂肪酸エステル、官能化された長鎖アルカン誘導体又はアルキルジシラザンの群からの少なくとも１つの化合物での処理により疎水性を有する疎水化された粒子も使用されることができる。

表面構造が付与されている表面をその後に（再度）疎水化することは有利でありうる。これは、粒子の疎水化のために記載された化合物での表面の処理により行われることができる。

本発明による方法を用いて、好ましくは粒子から形成される突起を有する自己清浄性表面が製造されることができ、その際に突起は２０ｎｍ〜１００μｍの間隔及び２０ｎｍ〜１００μｍの高さを有する。

本発明による表面は好ましくは、２０ｎｍ〜２５μｍの平均高さ及び２０ｎｍ〜２５μｍの平均間隔、好ましくは５０ｎｍ〜１０μｍの平均高さ及び／又は５０ｎｍ〜１０μｍの平均間隔及び極めて特に好ましくは５０ｎｍ〜４μｍの平均高さ及び／又は５０ｎｍ〜４μｍの平均間隔を有する突起を有する少なくとも１つの部位(Lage)を有する。極めて特に好ましくは本発明による表面は０．２５〜１μｍの平均高さ及び０．２５〜１μｍの平均間隔を有する突起を有する。突起の平均間隔は本発明の範囲内で１つの突起の最も高い突起から最も近く最も高い突起への間隔であると理解される。突起が円錐の形を有する場合には、円錐の先端が突起の最も高い突起である。突起が平行六面体である場合には、平行六面体の最上面が突起の最も高い突起である。

突起もしくは粒子の部位は本発明の範囲内で突起を形成する表面上の粒子の集中(Ansammlung)であると理解される。部位は、表面が専ら粒子、ほぼ専ら粒子又はしかしまた粒子を０〜１０、特に０〜３粒径の間隔で互いに有するように形成されていてよい。

自己清浄性を有する本発明による表面は、好ましくは０．１５を上回る突起のアスペクト比を有する。好ましくは粒子自体により形成される突起は、０．３〜０．９、特に好ましくは０．５〜０．８のアスペクト比を有する。アスペクト比はその際に突起の構造の最大幅に対する最大高さの商として定義されている。

自己清浄性と突起を有する表面構造とを有する本発明による表面は、表面が熱により軟化可能又は付着溶融可能でかつ冷却の際に固化する材料であり、前記材料中へ粒子が直接に結合されているかもしくは固定されており、かつ支持系等を介さずに結合されていることに傑出している。

粒子は、粒子が空気流の衝突の際に軟化されるか又は付着溶融される材料へ少なくとも部分的に押し込まれることによって、表面上へ結合されるかもしくは固定される。挙げられたアスペクト比を達成するために、粒子の少なくとも一部、好ましくは５０％を上回る粒子が、好ましくはその直径の９０％までだけ材料の表面へ押し込まれる場合が有利である。故に表面は好ましくは、その平均粒径の１０〜９０％、好ましくは２０〜５０％及び極めて特に好ましくは３０〜４０％で表面中に固定されており、かつそのためにそれらの固有にでこぼこした表面の一部でさらに表面から突出する粒子を有する。

このようにして粒子自体により形成される突起が好ましくは少なくとも０．１５の十分に大きいアスペクト比を有することが保証されている。そのうえ、このようにして、しっかりと結合された粒子が極めて耐久性に基体の表面と結合されていることが達成される。アスペクト比はこの際に突起の最大幅に対する最大高さの比として定義されている。射出成形体の表面から７０％突出している、理想的に球状であると仮定される粒子は、この定義によれば０．７のアスペクト比を有する。本発明による粒子が球状の形を有する必要がないことが明示的にそれに基づいて示されうる。

物体の湿潤、ひいては自己清浄性は、水滴が表面で形成するぬれ角(Randwinkel)により記載されうる。０゜のぬれ角はその際に表面の完全な湿潤を意味する。静的ぬれ角の測定は、通例、ぬれ角が光学的に決定される装置を用いて行われる。滑らかな疎水性表面上で、通常１２５°未満の静的ぬれ角が測定される。当該の自己清浄性表面は、好ましくは１３０°を上回り、特に１４０°を上回り及び極めて特に好ましくは１４５°を上回る静的ぬれ角を有する。そのうえ表面がこれが最大１０°の前進角と後退角との間の差を有する場合にのみ、良好な自己清浄性を有することが見出され、そのために本発明による表面は１０°未満、好ましくは５°未満及び極めて特に好ましくは４°未満の前進角と後退角との間の差を好ましくは有する。前進角の決定のために、水滴は細管(Kanuele)を用いて表面上へ置かれ、かつ細管を経ての水の添加により液滴は表面上で拡大される。拡大の間に液滴の縁は表面を滑り、かつ接触角は前進角として決定される。後退角は同じ液滴で測定され、単に細管を経て液滴から水が取り出され、かつ液滴の縮小の間に接触角が測定される。双方の角度の間の差異はヒステリシスと呼ばれる。差異が小さければ小さいほど、基体の表面との水滴の相互作用がより僅かになり、かつハス効果(Lotuseffekt)がより良好になる。

本発明による表面は、テキスタイル、シート、三次元物体、トラックの幌又は膜の表面であってよい。

本発明による方法は例えば、汚染物及び水による高い負荷にさらされている、特にアウトドア分野、スキースポーツ、アルペンスポーツ、モータースポーツ、モーターサイクルスポーツ、モトクロススポーツ、帆走スポーツ用の、物体、レジャー分野用のテキスタイルのコーティングに並びにテント、日よけ、雨傘、テーブル掛け、キャブリオーレの幌屋根、工業用テキスタイル又は作業服から選択される工業用テキスタイルのコーティングに使用されることができる。

本発明による表面を有する物体は例えばシート、日用品、スポーツ用品、テキスタイル、衣類の切れ端(Bekleidungsstuecke)及び屋根の下にひくシーティング(Dachunterspanbahnen)を含んでいてよい。

本発明による方法は図１〜４に基づいてより詳細に説明されるが、本発明はこれらの実施の形態に限定されているものではない。

図１には粒子により形成される突起及び微細構造により形成される突起の差異が略示的に明確に示されている。図は粒子Ｐを有する基体Ｘの表面を示す（描写の単純化のために１つの粒子のみが図示されている）。粒子自体により形成される突起は、射出成形体Ｘの表面から突出する粒子の一部のみが突起に寄与するので５である粒子の最大高さｍＨ及びそれに比較して７である最大幅ｍＢからの商として計算される約０．７１のアスペクト比を有する。粒子の微細構造により粒子上に存在している突起Ｅの選択された１つの突起は、２．５である突起の最大高さｍＨ′及びそれに比較して１である最大幅ｍＢ′からの商として計算される２．５のアスペクト比を有する。

図２は火炎溶射ヘッドを略示的に示す。このヘッドは燃焼ガスフィードＢＺ、燃焼室ＢＫ及び粒子フィードＰＺを有する。燃焼室からは粒子を含有する火炎Ｆｌが出る。火炎中に存在している粒子は火炎の空気流により原料ＷＳの表面上へ運ばれ、かつそこで冷却後に固着される。

図３及び図４は、例１に従って製造されたコーティングされたポリプロピレンプレートの異なる倍率の走査電子顕微鏡（ＲＥＭ）写真を示す。写真に図示された参照目盛りは、図３において１００μｍの長さ及び図４において５μｍの長さを有する。

本発明による方法は、以下の例に基づいて例示的に記載されるが、本発明はこれに限定されているものではない。

例１
寸法０．１ｍ×０．１ｍ×０．００５ｍを有するポリプロピレンプレートをプロパン−火炎で処理した。粒子としてDegussa AG社のアエロジル(Aerosil) R 8200を使用した。火炎温度は５００〜１２００℃であった。粒子輸送のための空気流速度は約１２０ｍ／ｓであった。処理を、まず最初に火炎を約５秒間ポリプロピレンプレートへ向けるようにして実施した。この５秒後、火炎に２秒間粒子（１０ｇ／ｓ）を添加した。この処理後に、火炎を止め、かつプレートを室温に冷却し、かつ調べた。

ほぼ緻密な粒子コーティングを有するプレートが得られ、その際に粒子はその大きさの３０〜５０％で表面中に固定されていた。図面の図３及び図４はこうして処理されたポリプロピレンプレートの異なる解像度のＲＥＭ写真を示す。引き続いて処理されたポリプロピレンの挙動を特性決定した。処理されたプレートは極めて良好なハス効果を示した。水滴は極めて良好にはじいた。転落角、すなわち液滴が自然に転落する水平に対する角度は、６０μｌ−水滴について５°であり、かつ表面上へピペットで移された水滴の前進角は１３１．３°であり、後退角は１２０．６°であった。

粒子により形成される突起及び微細構造により形成される突起の差異を示す略示図。 火炎溶射ヘッドの略示図。 例１に従って製造されたコーティングされたポリプロピレンプレートの走査電子顕微鏡（ＲＥＭ）写真。 例１に従って製造されたコーティングされたポリプロピレンプレートの走査電子顕微鏡（ＲＥＭ）写真。

符号の説明

Ｐ 粒子、 Ｘ 基体、 ｍＨ 最大高さ、 ｍＢ 最大幅、 Ｅ 突起、 ｍＨ′ 最大高さ、 ｍＢ′ 最大幅、 ＢＺ 燃焼ガスフィード、 ＢＫ 燃焼室、 ＰＺ 粒子フィード、 Ｆｌ 火炎、 ＷＳ 原料

Claims (16)

1. 表面上に粒子を施与し、かつ表面中に粒子を固着し、それにより２０ｎｍ〜１００μｍの間隔及び２０ｎｍ〜１００μｍの高さを有する突起が形成されることによって自己清浄性を有する表面を製造する方法において、
   粒子の施与を、熱い空気流を用いる粒子の噴霧により行い、前記空気流は、前記粒子がそれらの周囲で少なくとも部分的に表面の材料へ押し込むことができ、かつ少なくとも部分的に表面の材料へ押し込まれた前記粒子が基体の冷却の際に表面中に固着されるように、処理すべき表面の材料が軟化する温度を有している
   ことを特徴とする、自己清浄性を有する表面の製造方法。
2. 表面の材料が、熱可塑性プラスチック又はスズ、鉛、ウッド合金、ガリウムもしくははんだから選択される低融点の金属又は合金から選択されている、請求項１記載の方法。
3. 表面がシート、三次元物体又は成形体の表面である、請求項１又は２記載の方法。
4. 熱い空気流を電気的にか又は燃焼可能なガスの燃焼により発生させる、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
5. 粒子を、空気流を加熱する前又は加熱した後にこの空気流に添加する、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
6. ナノメートル範囲の不規則な微細構造を表面上に有する粒子を使用する、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
7. ０．０２〜１００μｍの平均粒径を有する粒子を使用する、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
8. ０．１〜３０μｍの平均粒径を有する粒子を使用する、請求項７記載の方法。
9. ケイ酸塩、鉱物、金属酸化物、金属粉末、ケイ酸、顔料、ＨＴ−ポリマーから選択される粒子を使用する、請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
10. 熱分解法ケイ酸、沈降ケイ酸、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素、ドープされたケイ酸塩又は粉末状のＨＴ−ポリマーから選択される粒子を使用する、請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
11. 粒子に、アルキルシラン、フルオロアルキルシラン及び／又はジシラザンの群からの少なくとも１つの化合物での処理により疎水性を付与する、請求項１から１０までのいずれか１項記載の方法。
12. 請求項１から１１までのいずれか１項記載の方法を用いて製造された、自己清浄性表面。
13. 粒子から形成される突起を有し、その際に前記突起が２０ｎｍ〜１００μｍの間隔及び２０ｎｍ〜１００μｍの高さを有する、請求項１２記載の表面。
14. 表面が、テキスタイル、シート、三次元物体、成形体の表面である、請求項１２又は１３記載の表面。
15. 汚染物及び水による高い負荷にさらされている、特にアウトドア分野、スキースポーツ、アルペンスポーツ、モータースポーツ、モーターサイクルスポーツ、モトクロススポーツ、帆走スポーツ用の、物体、レジャー分野用のテキスタイルをコーティングするため、並びにテント、日よけ、雨傘、テーブル掛け、キャブリオーレの幌屋根、工業用テキスタイル又は作業服からなる群から選択される工業用テキスタイルをコーティングするための、請求項１から１１までのいずれか１項記載の方法の使用。
16. 物体がシート、日用品、スポーツ用品、テキスタイル、衣類の切れ端及び成形体を含む、請求項１２から１４までのいずれか１項記載の表面を有する物体。

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