DE4112632A1 - Eine schmutzabweisende substanz und das verfahren, sie herzustellen - Google Patents

Eine schmutzabweisende substanz und das verfahren, sie herzustellen

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Description

Die jetzige Erfindung bezieht sich auf eine schmutzabweisende Substanz, die Oberflächen eine schmutzabweisende Eigenschaft verleiht und einen niedrigen Reibungkoeffizienz besitzt, die Ober­ flächen auch wasser- und ölabstoßende Eigenschaften verleiht, die das Licht durchlassen, reflektieren oder auch löschen, wie etwa Glas (für Konstruktionszwecke, Schaufenster, Möbel, Automobile, elektrische Fahrzeuge, Flugzeuge, Schiffe, Armband-, Wand-, Stand-und Turmuhren, Beleuchtungsvorrichtungen, Gehäuse, ver­ schiedene Instrumente, Kameraabdeckungen, Wasserbecken und ähnli­ ches); Kunststoff (für Konstruktionszwecke, Automobile, Fahrrä­ der, SRT-Abdeckungen, Schreibpapier, Produkte für den Haushalt, usw.); Linsen und Objektive aus Glas (für Fotoapparate, Videoka­ meras, Ferngläser, Zielfernröhre für Gewehre, Vermessungsinstru­ mente und ähnliches) Kunststofflinsen (für Brillen und ähnli­ ches) Objektive und Linsen aus Glas oder Kunststoff, deren Ober­ flächen mit einem nicht-reflektierenden Film versehen sind (für Brillen, usw.); Spiegeln (zum Gebrauch im Haus, in Automobilen, für Konstruktionszwecke und ähnliches); Röhren für bildliche Darstellungen (Braun-Röhre für Fernsehgeräte, Braun-Röhre für CRT, LCD, TFT, FL, Kathodenstrahlröhre usw); weitere Keramiken und keramische Model (um die Abgase von Automobilen und Küchen­ dünste abzuleiten und ähnliches); Porzellan (Kunstobjekte, Tisch­ geschirr, Toiletten, Kacheln, Isoliervorrichtungen usw.); alle Arten von Metall, Leder usw., Holz und Hölzern, die mit einem Überzug versehen sind (für Konstruktionszwecke, Möbel, Handwerks­ gegenstände, Geschirr, buddhistische Altarinstallationen, bud­ dhistische Hausaltäre usw.); Gestein (für Gartendekoration, Grab­ mäler, usw.); Textilen, die aus Tier-, Pflanzen- und Kunststof­ fasern bestehen, beschichtetem Metall, Kunststoffen (für Schiffe, Automobile, Motorräder, Fahrräder, Maschinen für Zivil­ konstruktionszwecke, landwirtschaftliche Maschinen, Flugzeuge, Teile von Raketen usw.); darüber hinaus bezieht sich die gegenwär­ tige Erfindung auf eine Methode, diese oben genannte Substanz herzustellen.
Nicht-reflektierende Filme werden gewöhnlich z. B. auf die Ober­ fläche von Objektiven und Linsen aus Kunststoff und Glas auf­ getragen. Ein solcher nicht-reflektierender Film bedarf deshalb einer speziellen Behandlung weil Fingerabdrücke, Fette, Staub und ähnliches allzu leicht auf einer solchen Oberfläche abgelagert werden. Sind diese einmal auf der Oberfläche deponiert, können sie nicht leicht weggewischt werden wegen der minderwertigen wasser- und ölabweisenden Eigenschaften des Films. Es wäre des­ halb vom Nutzen, dem Film mit einer schmutzabweisenden Eigen­ schaft zu versehen.
Es ist bekannt, daß eine schmutzabweisende Eigenschaft dargebo­ ten werden kann, wenn auf der Oberfläche eines Substrats wie etwa Metall oder ähnliches ein Film von Polytetrafluoroethylen oder Silikonöl gebildet wird. Dennoch kann der Film von Polytetrafluor­ ethylen oder Silikonöl nicht in einen noch dünneren Film um­ gewandelt werden. Zum Beispiel, wenn der Polytetrafluoroethy­ lenfilm auf dem nicht-reflektierenden Film auf einem Objektiv oder einer Linse aus Kunststoff oder Glas gebildet wird, wird eine Kohärenz zwischen dem Polytetrafluoroethylenfilm und dem nicht-reflektierenden Überzug des Objektivs oder der Linse wegen der Dicke des Polytetrafluoroethylenfilms induziert. Das durch die beiden Filme durchgelassene Licht färbt sich oder es kann kein Licht durch die beiden Filme dringen. Aus diesem Grunde kann ein solcher Film auf einem solchen Objektiv oder einer solchen Linse nicht verwendet werden. Falls der auf dem nicht-reflek­ tierenden Überzug eines Objektivs zu bildende Film ein dünner Film wie etwa ein monomolekularer Film ist ( d. h., die Dicke dieses Films beträgt die Länge eines einzigen Moleküls), kann eine Kohärenz unterbunden werden.
Der ausgehärtete, filmbildende Wirkstoff, der aus dem oben be­ schriebenen kaltaushärtenden Polysilazan oder Polysiloxazan besteht, ist eine aushärtende, organische Silikonverbindung, die durch die folgende Gattungsformel dargestellt werden kann:
wobei R1 und R2 jeweils ein Wasserstoff-Atom oder ein monovalen­ ter organischer Rest sind, die identisch sind oder sich von­ einander unterscheiden, wie z. B., ein Alkylrest, ein Alkenyl­ rest, ein Arylrest, ein Zykloalkylrest, oder ein halogenisierter Kohlenwasserstoffrest, die sich identisch miteinander aufweisen­ den Reste oder sich voneinander unterscheidenden Reste, wie etwa ein Perfluoroalkylrest, bei dem mit Kohlenwasserstoff-Atome gebundene Wasserstoff-Atome teils oder vollständig durch Halogen- Atome ersetzt werden, ein substituierter Kohlenwasserstoffrest, der beispielsweise einen funktionalen Rest enthält wie etwa einen Alkoxyrest, einen hydrolysbaren Rest und, darüber hinaus, einen Epoxyrest, z. B. NH2, CH2, CH2 -Rest, wobei a, b jeweils eine positive Nummer von = 0-1,5 und m 1, n 0 repräsentieren.
Als die oben beschriebenen aushärtenden, organischen Silikon-Ver­ bindung, werden diejenigen verwendet, die z. B. folgende Struktur­ einheit besitzen:
CH₃Si (NH)1.5
CH₃Si (OCH₃)NH
R³O
CH₂=C-(CH₂CH₂Si(NH)1.5),
wobei R³ ein Wasserstoff-Atom oder einen Methylrest darstellt, 1=1-3.
Als Verfahren, um einen solchen monomolekularen Film auf einem Substrat zu bilden, ist das Langmuir-Verfahren bekannt, das darin besteht, einen monomolekularen Film auf einer Wasseroberfläche zu bilden, das Substrat in Kontakt mit der Wasseroberfläche zu bringen, um somit den monomolekularen Film von der Wasseroberflä­ che auf das Substrat zu transferieren. Ein durch das Langmuir- Verfahren gebildeter monomolekularer Film kann bekanntlich entwe­ der als kristallartiger oder amorpher, monomolekularer Film klassifiziert werden. Wenn die Temperatur einer wäßrigen Phase unter dem Schmelzpunkt des monomolekularen Films liegt, werden zweidimensionale, voneinander getrennte Kristallite sofort nach der Ausdehnung auf dem Substrat gebildet, und wenn sie dann unter Verwendung von Kompression zusammengebracht werden, so daß sie morphologisch einen uniformen, kristallinen, monmolekularen Film zu bilden scheinen; wenn die Temperatur der wäßrigen Phase höher ist als der Schmelzpunkt des monomolekularen Films, werden amor­ phe Domänen sofort nach der Ausdehnung des Films auf dem Substrat gebildet, und wenn sie dann und der Verwendung von Kompression zusammengebracht werden, scheinen sie einen uniformen, amorphen, monomolekularen Film zu bilden. Die Kühlung und Herausbildung des amorphen, monomolekularen Films kann einen monomolekularen Film mit viel wenigeren Defekten herstellen als jene, die in den kristallinen, monomolekularen Filmen gefunden werden.
Um einen monomolekularen Film auf dem vorhererwähnten nicht­ reflektierenden Film eines Objektivs oder einer Linse aus Kunst­ stoff oder Glas zu bilden, wird die Oberfläche des Substrats etwa drei Minuten lang mit einer Lösung angefeuchtet, die durch die Verdünnung von 3%, nach Gewicht eines aus einem kaltaushärtenden Polysilazan oder Polysiloxazan selektierten, ausgehärteten, filmbildenden Wirkstoffs mit 97%, Fleon 113 nach Gewicht präpa­ riert wird. Da die Kontrolle der Dicke über die Herstellung des monmolekularen Films schwierig handzuhaben ist, wird der Film zuerst in einer mehr als notwendigen Dicke auf das Substrat aufgetragen. Nachträglich wird die übermäßige Dicke abgetragen. Wenn ein monomolekularer Film nach dem oben erwähnten Verfahren hergestellt wird, können fremde Materien in Berührung mit der Oberfläche des Films kommen. Deshalb werden die unnotwendigen Schichten dieses Films mit gasförmigem Fleon 113 abgetragen. Dann wird der Film für etwa eine Stunde lang getrocknet. Nach diesem Verfahren können die fremden Materien abgewaschen werden.
Es ist dennoch sehr schwierig, die Temperatur beim bekannten Verfahren so zu kontrollieren, daß bei der Herstellung eines monomolekularen Films der hergestellte Film jemals vollständig amorph wird. Auch die Temperatur kann bei diesem Verfahren nicht erhöht werden, weil dies eine minderwertige Adhäsion des Films verursachen, sowie seine Haltbarkeit und Verschleißbarkeit niedrig halten und auch einen niedrigen Produk­ tivitätsertrag bei der Herstellung des Films veranlassen kann. Darüber hinaus auch deshalb, weil das bekannte Verfahren Geräte mit einem großen Maßstab und einem komplexen Verfahren­ sablauf verlangt, ist die Kontrolle über die Schritte des Verfah­ rens diffizil. Außerdem wird nach diesem Verfahren der überschüs­ sige Teil des Films mit gasartigen Fleon 113 abgetragen. Dennoch ist die Kontrolle über das Material Fleon 113 schwierig wegen der riesigen Menge, die verwendet werden muß. Zusätzlich generiert die enorme Menge von Fleon 113, die verwendet wird, Fleongas, die ursächlich Teil des Gegenwartsproblems der Zerstörung von der Ozonschicht in der Atmosphäre ist.
Auf den oben genannten Erkenntnissen fußend, hat der jetzige Er­ finder die Absicht, eine verbesserte schmutzabweisende Substanz sowie ein verbessertes Verfahren, diese herzustellen, bereitzu­ stellen.
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß die schmutzabweisende Substanz ein auf einem Substrat gebildeter, amorpher, monomolekularer Film aus einem aus einem kaltaushär­ tenden Polysilazan oder Polysiloxazan selektierten, ausgehärtetem filmbildenden Wirkstoff ist.
Als Verfahren für die Herstellung der schmutzabweisenden Substanz sieht die Erfindung vor, daß eine eine Lösung eines aus kaltaus­ härtenden Polysilasan oder Polysiloxasan selektierter, ausgehär­ teter, filmbildender Wirkstoff vakuumverdampft wird und daß auf einem Substrat ein amorpher monomolekularer Film aus einem aus kalthärtenden Polysilazan oder Polysiloxazan selektierter, aus­ gehärteter, filmbildender Wirkstoff gebildet wird.
Die oben erwähnten Lösung wird durch die Verdünnung eines aus kalthärtendem Polysilizan oder Polysiloxazan selektierten, aus­ gehärteten, filmbildenden Wirkstoffs mit einem aus einer fluo­ rierten Verbindung bestehenden Lösungsmittel präpariert.
Die folgenden Materialien können als Substrat verwendet werden, das den amorphen, monomolekularen Film trägt: Glas, Linsen und Objektive aus Glas, Spiegel, Kunststoff, Linsen und Objektive aus Kunststoff, Metall, Keramik, Porzellan, Leder, Hölzern, Gestein, Textilien, beschichtete Metalle, beschichteter Kunststoff, be­ schichtete Hölzer oder hartbeschichtetes Glas, hartbeschichteter Kunststoff, hartbeschichtete Metalle, hartbeschichtete Keramik und ähnliches.
Es ist schwierig, die Filmdicke des amorphen, monomolekularen Films zu kontrollieren, wenn sie weniger als 0,1 nm beträgt; es ist leicht, die übermäßige Dicke abzutragen, wenn sie 300 nm übersteigt. Falls sie, z. B., 120 nm übersteigt, wird Kohärenz zwischen dem amorphen, monomolekularen Film und dem nicht-reflek­ tierenden Film einer Linse stattfinden, wenn dieser als Substrat verwendet wird. Die Filmstärke wird deshalb innerhalb der Reich­ weite von 1 nm bis 120 nm gewählt. Die Filmstärke zwischen der Reichweite 10 nm bis 20 nm gewählt, falls der amorphe, monomole­ kulare Film in einer Kunststoff- oder Glaslinse oder -objektiv verwendet wird.
Anders als in den obengenannten Beispielen können Kunststoffe oder Metalle, die mit einem beschichteten Film versehen worden sind, als Substrat benutzt werden, auf dem der amorphe, monomole­ kulare Film aufgetragen wird.
Nach der jetzigen Erfindung, kann dem Film wasser- und ölabwei­ sende Eigenschaften mittels der Verwendung von einem aus kalthär­ tendem Polysilazan oder Polysiloxazan selektierten, ausgehärte­ ten, filmbildenden Wirkstoff dem Film verliehen werden.
Darüber hinaus ist der gebildete Film dünn, weil er monomolekular ist. Der Film kann auch deshalb das Auftreten von Kohärenz unter­ binden, auch wenn dieser auf der nicht-reflektierenden Beschich­ tung einer Kunststoff- oder Glaslinse oder eines -objektivs verwendet wird; weiterhin kann der monomolekulare Film nicht herauskristallisiert werden und besitzt wenigere Defekte, die zu einer verbesserten Festigkeit und Haltbarkeit sowie zu einer niedrigeren Verschleißbarkeit führen.
Auf der anderen Seite wird durch die Bildung eines monomolekula­ ren Films eines aus kaltaushärtendem Polysilazan oder Polysiloxa­ zan bestehenden ausgehärteten, filmbildenden Wirkstoffs auf dem Substrat mittels eines Vakuumverdampfungsverfahrens Kritallisa­ tionswasser im Vakuum dem Prozeß entzogen, was zu der schnellen Bildung eines amorphen, monomolekularen Films führt, der eine exzellente Härte, Haltbarheit und eine niedrige Verschleißbarkeit besitzt, aber auch wenigere Defekte aufweist.
Zusätzlich durch die Bildung eines amorphen, monomolekularen Films eines aus einem kaltaushärtenden Polysilazan oder Polysi­ loxazan selektierten, ausgehärteten, filmbildenden Wirkstoffs auf einem Substrat mittels des Vakuumverdampfungsverfahrens ist die Bildung eines amorphen, monomolekularen Films mit einer Dicke von der Länge eines einzigen Moleküls möglich, der dem Substrat fest anhaftet, da der ausgehärtete, filmbildende Wirkstoff hoch aktiv und das Substrat zur Zeit des Vakuumverdampfungsverfahrens erwärmt worden ist. Darüber hinaus, da der amorphe, monomoleku­ lare Film leicht abgetragen werden kann. Wenn die Dicke des Films mehr als 300 nm beträgt, ist die Verwendung von Fleon 113 nicht mehr erforderlich.
Verkörperungen
Die jetzige Erfindung wird unten in Verkörperungen exemplifi­ ziert:
Wasserfreies, gasförmiges Ammoniak wurde in eine Lösung aus 50 Teilen n-C8F17, CH2, CH SiOl3 nach Gewicht und 750 Teilen Trich­ loromonoflouromethan nach Gewicht eingeführt, um die Temperatur der Lösung zu erhöhen, um Trichloromonofluoromethan in den Rück­ lauf zu bringen. Nachdem 15.5 Teile gasförmiges Ammoniak nach Gewicht auf diese Weise eingeführt worden ist, wurde die Zufuhr von Ammoniak unterbrochen. Danach wurde die Lösung vier Stunden lang unter Hitze gerührt, währenddessen gasförmiger Stickstoff durch Rücklauf eingeführt wurde. Abgesetztes Ammoniumfluorid wurde durch Filtration getrennt und Tricloromonoflouromethan mittels Verdampfung aus dem Filtrat entfernt, um ein weißes Festpulver zu erhalten, das einen aus 39,8 Teilen Polysilasan nach Gewicht bestehenden, ausgehärteten, filmbildenden Wirkstoff bildete. Eine passende Menge von einer Polysilasanlösung, die zu einer 3% nach Gewicht bildenden Konzentration mittels Trichloro­ monofluoromethan als Lösungsmittel einer fluorierten Verbindung (ausgeschlossen aus den Fleon betreffenden Verordnungen) in einem aus Wolfram bestehenden (Molybdän und Tantal könnten statt­ dessen verwendet werden), hitzebeständigem Gefäß vorbereitet wurde. Der Grad des Vakuums innerhalb des Vakuumsverdampfers wurde mittels einer getriebenen Vakuumpumpe auf etwa 6·10-5 mb (der präzise Grad kann innerhalb der Skala 6·10-4 bis 6·10-5 gewählt werden) gesetzt. Anschließend wurde das hitzebeständige Gefäß unter elektischen Strom gesetzt, um die Polysilazanlösung verdampfen zu lassen. Dies resultierte in der Ablagerung des monomolekularen Polysalazanfilms auf einem nicht erwärmten (d. h. bei normaler Temperatur liegenden) Substrat. Da das hitzebestän­ dige Gefäß mittels elektrischer Spannung auf ca. 160°C erhitzt wurde, wurde auch die Atmosphäre innerhalb des Vakuumverdampfers erwärmt - zusammen mit der daraus resultierender Erwärmung des Substrats -, auch wenn Wärme diesem nicht unmittelbar zugefügt wurde.
Mittels der Verdampfung einer erforderlichen Menge von einer Polysilazanlösung konnte ein amorpher monomolekularer Film herge­ stellt werden, bei dem die Größe der monomolekularen Kristalliten wesentlich zunimmt. Bei nachfolgender Kühlung und Herauskristal­ lisierung des amorphen, monomolekularen Films konnte ein monomolekularer Film mit wenigeren Defekten hergestellt werden. Durch eine Kontrolle der Spannung des elektrischen Stroms sowie seiner Anwendungszeit auf das hitzebeständige Gefäß, konnte die Größe des monomolekularen Cristallits von 0,1 nm auf 300 nm gesteigert werden; die Dicke des monmolekularen Polysilasanfilms auf dem Substrat konnte kontrolliert werden, wie in der Beziehung zwischen dem Volumen der Polysilazanlösung und der hergestellten Filmdicke des amorphen monomolekularen Films gezeigt werden kann:
Darüber hinaus wurden die folgenden Verfahren angewandt, um den Stand des Wachstums von dem monomolekularen Film zu testen:
  • 1) eine Polysilazanlösung wurde in einem Vakuumverdampfer kontinuierlich verdampft, um einen 300-nm-Film auf dem Sub­ strat zu bilden.
  • 2) eine Polysilazanlösung wurde in einem Vakuumverdampfer verdampft und, als zuerst ein 150-nm-Film entstanden war, wurde die Verdampfung unterbrochen. Danach wurde wieder verdampft in einem Vakuum, um einen zweiten 150-nm-Film, d. h., um insgesamt einen 300-nm-Film zu bilden.
  • 3) eine Polysilazanlösung wurde in einem Vakuumverdampfer verdampft, um zuerst einen 200-nm-Film auf dem Substrat zu bilden. Dann wurde die Verdampfung unterbrochen. Danach wurde wieder in einem Vakuum verdampft, um wieder einen 150- nm-Film, d. h., um insgesamt einen 350-nm-Film zu bilden.
  • 4) eine Polysilazanlösung wurde in einem Vakuumverdampfer verdampft, um einen Film mit einer auf dem Substrat herge­ stellten Dicke von weniger als 300 nm herzustellen; die Verdampfung wurde dann eingestellt. Danach wurde das im Vakuumverdampfer liegende Substrat wieder dem Polysilazan­ lösung-Verdampfungsverfahren ausgesetzt.
  • Das Ergebnis war, daß in den Fällen (1) und (2) kein Abrieb­ effekt beobachtet werden konnte, während ein 50-nm-Defekt für die Filme, deren Dicke mehr als 300 nm betrugen, festge­ stellt wurde. Darüber hinaus konnte bei der fortgesetzten Verdampfung im Falle (4) kein weiteres Wachstum der Filmdicke wahrgenommen werden.
Da Silanolreste, die mittels einer Hydrolyse des Silazan-Verbin­ dungen gebildet werden, höchst aktiv sind, ist die Adhäsion bemerkenswert erhöht und die Oberfläche des Substrats durch Erwärmung auch aktiviert, es kann angenommen werden, daß in dem Polysilazanfilm das Polysilazan am Substrat fest haftet. Darüber hinaus, wie aus den Ergebnissen des vorangegangen Tests zu schließen ist, kann angenommen werden, daß der amorphe, monomole­ kulare Film, dessen Dicke der Länge eines einzigen Polysilazan­ moleküls entspricht, mittels der Verdampfung der Polysilazanlö­ sung in einem Vakuumverdampfer bis zu einer Dicke von 300 nm gebildet wird. Es wurde festgestellt, daß die weitere Verdampfung der Silazanlösung zu einem Verlust der über 300 nm übersteigenden Filmdicke führte.
Nachdem das Substrat zusammen mit dem schon abgesetzten amorphen, monomolekularen Polysilazanfilm in einer m-Xylen-Hexafluoridlö­ sung angefeuchtet wurde, konnte der Teil des monomolekularen Films, der dicker als 300 nm war, abgestreift werden, um den erwünschten amorphen, monomolekularen Film mit eine Dicke von der Länge eines einzigen Moleküls zu erhalten. Ein dünner, amorpher, monomolekularer Film, dessen Dicke der Länge eines einzigen Moleküls entsprach, konnte ohne die Verwendung von Fleon 113 und ohne die Bildung eines Zwischenraums auf dem Substrat gebildet werden.
In den Verkörperungen 1 bis 14 wurden Kunststofflinsen aus Polymethylmethacrylat (PMMA) als Substrate verwendet; in den Verkörperungen 15 bis 28 wurden Linsen aus Diethlenglykol bis Allylcarbonat (CR-39) als Substrate verwendet; in den Verkörpe­ rungen 29 bis 42 wurden Glaslinsen als Substrate verwendet und in den Verkörperungen 43 bis 56 wurden Glaslinsen verwendet, die mit einer nicht-reflektierenden Beschichtung versehen worden waren.
Als die Metallverdampfung durchgeführt wurde, wurde das Volumen einer Lösung eines aus kalthärtendem Polysilazan oder Polysi­ loxazan selektierten, ausgehärteten, filmbildenden Wirkstoffs und die Dauer der Metallverdampfung variiert. In Fällen der Über­ schreitung der Filmstärke von mehr als 300 nm konnte der über­ flüssige Film leicht mittels Metaxylenhexafluorid abgetragen wer­ den.
In jeder Verkörperung wurde der Kontaktwinkel mit einem Kontakt­ winkelmeter gemessen, während der Scheitel der Konvexoberfläche von der Linse wie auch die Planfläche so waagerecht wie möglich gehalten wurde (+ oder -30 war der maximal zugelassene Abwei­ chungsbereich). Die Ergebnisse sind unten aufgeführt (+ oder -2° Abweichung entsteht bei der Bemessung mit dem Kontaktwinkelmeter. Der Maximalwert der Messung wird in der folgenden Tabelle gezeigt).
Substrat: Kunststofflinse aus Polymethylacrylat
Substrat: eine mit einem nicht-reflektierenden Film versehen Kunststofflinse aus CR-39
Substrat: Glasplatte
Substrat: Glaslinse, die mit einem nicht-reflektierenden Film versehen ist
Wie in den Kontaktwinkeln der einzelnen Verkörperungen deutlich gezeigt worden ist, wurde bestätigt, daß die amorphen, monomole­ kularen Filme aus einem aus kalthärtenden Polysilasan oder Polysi­ loxasan selektierten, ausgehärteten, filmbildenden Wirkstoff, die auf den Substraten gebildet wurden, eine ausgezeichnete wasserabweisende Eigenschaft besitzen.
Der amorphe, monomolekulare Film mit einer Dicke, die größer ist als 0,1 nm, konnte durch die getroffene Auswahl zwischen dem Volumen des aus kaltaushärtenden Polysilazan oder Polysiloxazan selektierten, ausgehärteten, filmbildenden Wirkstoffs und der Verdampfungszeit erzielt werden, und der Kontaktwinkel erreichte mehr als 102,0°. Es wurde bestätigt, daß er wasserabweisende Eigenschaften besaß.
Dagegen wurden die Glasplatten der obengenannten Verkörperungen verwendet, um Aquarien zu konstruieren, die dann mit Wasser gefüllt wurden, um Experimente bezüglich der Moosentwicklung durchzuführen. Ein Moosbewuchs kam niemals vor 60 Tagen zustande, und erst nach 90 Tagen konnte ein geringfügiger Moosbewuchs auf den Glasplatten festgestellt werden. So wie die wasserabweisende Eigenschaft experimentell bestätigt wurde, wie oben beschrieben, wurde die Antibeschlag-Wirkung der beschichteten Glasplatten gleichzeitig getestet. Bestätigt wurde so auch die Antibeschlag- Wirkung der behandelten Glasplatten.
Bei jeder Verkörperung konnten Fingerabdrücke, Fette und Staub extrem leicht abgewischt werden, was demonstrierte, daß die Filme ausgezeichnete ölabweisende Eigenschaften besaßen.
Bei den individuellen Verkörperungen wurden die Filmen Ver­ schleißfestigkeittests mit einem Druck von 3 kg ausgesetzt. Jeder Film konnte solchem Druck bis zu 10000 Male widerstehen, was die ausgezeichnete Haltbarkeit und Verschleißfestigkeit der Filme der jetzigen Erfindung bestätigte.
Darüber hinaus konnte bei den Kunststofflinsen, den Glasplatten und den Glaslinsen als Substrate der oben beschriebenen Verkörpe­ rungen eine Vickers-Widerstandsfähigkeit von 8 nach dem Vickers- Festigkeitsmeßgerät festgestellt werden: D. h. ein Festigkeits­ grad, der dem des Saphirs gleicht, was deshalb auch eine aus­ gezeichnete Verschleißfestigkeit bedeutet.
Bemerkungen zu den weiteren Verkörperungen
Keramik oder Keramikformen wurden auch als Substrat verwendet. Wie oben erwähnt, wurde auf ihnen der amorphe, monomolekulare Film aus einem aus kalthärtendem Polysilazan oder Polysiloxazan selektierten, ausgehärteten, filmbildenden Wirkstoff in einer Dicke zwischen 0,1 nm bis 120 nm gebildet. Das Ergebnis, wie oben schon bemerkt wurde, konnte bestätigt werden, daß wasser- und ölabweisende Eigenschaften erlangt werden und auch ein Vickers-Festigkeitsgrad von 8, d,i, eine einem Saphir gleiche Festigkeit erreicht, um so die Verschleißfestigkeit zu verbes­ sern. Besonders bei der Verwendung von Keramikformen ist ein solcher Film optimal geeignet für die Abgasableitung für Automo­ bile wie auch für Ableitung von Küchendunst. Weiterhin kann der Film in beiden Fällen als elektrischer Isolierstoff verwendet werden, da Silikonfluorid elektrisch-isolierende Eigenschaften besitzt.
Porzellan für Kunstobjekte, Geschirr, Toiletten und keramische Isolatoren wurden auch als Substrate verwendet. Wie oben bemerkt wurde, konnte der amorphe, monomolekulare Film aus einem aus kalthärtendem Polysilazan oder Polysiloxazan selektierten, aus­ gehärteten, filmbildenden Wirkstoff auf ihnen mit einer Dicke von 0,1 nm bis 3000 nm gebildet werden. Danach konnte, wie auch oben, bestätigt werden, daß wasser- und ölabweisende Eigenschaf­ ten vorhanden waren wie auch ein Vickers-Festigkeitsgrad von 8 (der gleiche wie bei einem Saphir) und somit wurde eine verbes­ serte Verschleißfestigkeit erlangt. Darüber hinaus können die präparierten Gegenstände als Isolatoren verwendet werden, da Silikonfluorid isolierende Eigenschaften besitzt.
Auch verschiedene Metalle wurden als Substrate verwendet. Wie oben erwähnt, wurde der amorphe, monomolekulare Film aus einem aus kalthärtendem Polysilazan oder Polysiloxagan selektierten, ausgehärteten, filmbildenden Wirkstoff auf ihnen mit einer Dicke von 0,1 nm bis 300 nm gebildet. Wie oben wurde danach bestätigt, daß wasser- und ölabweisende Eigenschaften vorhanden waren und daß auch ein Vickers-Festigkeitsgrad von 8 erreicht wurde, d.i. ein Grad, der dem eines Saphirs gleicht, und somit konnte eine verbesserte Verschleißfestigkeit erlangt werden. Weiterhin, kann der Film auf solchen präparierten Gegenständen als elektrischer Isolierstoff verwendet werden, z. B. als eine Beschichtung für elektrische Drähte, da Silikonfluorid elektrisch-isolierende Eigenschaften besitzt.
Beschichtete Metalle für alle Typen von Transportfahrzeuge, einschließlich Automobile und ähnliches, oder Kunststoffteile wurden auch als Substrate verwendet. Wie oben notiert, konnte der amorphe, monomolekulare Film aus einem aus kalthärtendem Polysilazan oder Polysiloxazan selektierten, ausgehärteten, filmbildenden Wirkstoff auf den Beschichtungsmembranen der Metalle mit einer Dicke von 0,1 nm bis 300 nm gebildet werden. Wie oben wurde nachfolgend bestätigt, daß wasser- und ölabwei­ sende Eigenschaften vorhanden waren und, daß auch ein Vickers- Festigkeitsgrad von 8 konnte erreicht wurde, d. h., ein Festig­ keitsgrad, der dem von einem Saphir gleicht; und somit konnte eine verbesserte Verschleißfestigkeit erlangt werden.
Darüber hinaus wurden Leder (einschließlich Felle), Hölzer (für Konstruktionszwecke, Möbel, Handwerksgegenstände, Geschirr, buddhistische Altarbeschläge, buddhistische Hausaltäre), Grab­ male, und Textilien aus Tier-, Pflanzen- und Kunstfaser als Substrate verwendet. Wie oben notiert, konnte der amorphe, mono­ molekulare Film aus einem aus kalthärtendem Polysilazan oder Polysiloxazan selektierten, ausgehärteten, filmbildenden Wirkstoff auf ihnen mit einer Dicke von 0,1 nm bis 300 nm gebil­ det werden. Damach konnte bestätigt werden, daß wasser- und ölabweisende Eigenschaften vorhanden waren und in allen Fällen ein höher Verschleißfestigkeitsgrad erreicht werden konnte.
Nach der jetzigen Erfindung versieht die Verwendung von einem aus kalthärtendem Polysilazan oder Polysoloxazan selektierten, aus­ gehärteten, filmbildenden Wirkstoff den Film mit wasser- und ölabweisende Eigenschaften. Weil der Film als monomolekularer Film dünn ist, kann er das Auftreten von Kohärenz unterbinden, auch wenn der Film auf einem nicht-reflektierenden Film einer Kunststoff- oder Glaslinse aufgetragen wird. Darüber hinaus ist der monomolekulare Film amorph und besitzt deshalb wenigere Defekte, und die ausgezeichnete Härte, Haltbarkeit und Verschleißfestigkeit können so verbessert werden.
Indem ein monomolekularer Film aus einem aus kalthärtendem Polysilazan oder Polysiloxazan selektierten, ausgehärteten, filmbildenden Wirkstoff auf ein Substrat mittels des Vakuumver­ dampfungsverfahrens aufgetragen wird, kann Kristallationswasser im Vakuum entfernt werden, was zu der leichten und schnellen Bildung des amorphen monomolekularen Films führt, der was Härte, Haltbarkeit und Verschleißfestigkeit betrifft, überlegen ist und wenigere Defekte aufweist. Deshalb wird der Produktionsertrag des Verfahrens verbessert. Indem ein monomolekularer Film aus einem aus kalthärtendem Polysilazan oder Polysiloxazan selektierten, ausgehärteten, filmbildenden Wirkstoff auf ein Substrat mittels eines oben beschriebenen Vakuumverdampfungsverfahrens entsteht, wird das Substrat z. Z. der Verdampfung erwärmt und die Oberfläche somit aktiviert. Danach kann eine erste Schicht des mit einer Dicke von einer einzigen molekularen Länge amorphen, monomoleku­ laren Films sich mit dem Substrat verbinden, so daß die zweite Schicht und die auf dieser zweiten Schicht daraufliegenden Schichten von der ersten Schicht leicht abgetragen werden können. Die zweite Schicht und die auf ihr liegenden anderen Schichten können mit einer Lösung wie etwa einer Meta-Xylenhexafluoridlö­ sung abgetragen werden - ohne die Verwendung von Fleon 113. Demgemäß kann der Umweltverschmutzung, einschließlich Zerstörung der Ozonschicht vorgebeugt werden.

Claims (7)

1. Schmutzabweisende Substanz, dadurch gekennzeichnet, daß diese ein auf einem Substrat gebildeter amorpher, monomolekularer Film aus einem aus einem kaltaushärtenden Polysilazan oder Polysiloxazan selektierten, ausgehärtetem filmbildenden Wirk­ stoff ist.
2. Die schmutzabweisende Substanz nach Patentanspruch 1 dadurch charakterisiert, daß das Substrat aus Glas, Glaslin­ sen, Kunststoff, Kunststofflinsen, Metallen, Keramik, Porzellan, Leder, Hölzern, Gestein, Textilien, beschichtetem Metall, beschichtetem Kunststoff, beschichtetem Holz, hartbeschichtetem Glas, hartbeschichtetem Kunststoff, hart­ beschichtetem Metall oder Hartbeschichteter Keramik besteht.
3. Die schmutzabweisende Substanz nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch charakterisiert ist, daß die Dicke des amorphen, monomolekularen Films aus einem aus einem kaltaushärtenden Polysilazan oder Polysiloxazan selektierten, ausgehärteten, filmbildenden Wirkstoff zwischen 0,1 nm und 300 nm liegt.
4. Verfahren zur Herstellung einer schmutzabweisenden Substanz dadurch gekennzeichnet, daß eine Lösung eines aus einem kaltaushärtenden Polysilazan oder Polysiloxazan selektier­ ten, ausgehärteten filmbildenden Wirkstoffs vakuumverdampft wird und daß auf einem Substrat ein amorpher, monomolekula­ rer Film aus einer Lösung eines aus einem kaltaushärtenden Polysilazan oder Polysiloxazan selektierten, ausgehärteten, filmbildenden Wirkstoffs gebildet wird.
5. Verfahren nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Substrat Glas, eine Glaslinse, ein Spiegel, Kunststoff, eine Kunststofflinse, Metalle, Keramik, Porzellan, Leder, Hölzer, Gestein, Textilien, beschichtetes Metall, beschich­ teter Kunststoff, beschichtete Hölzer, hartbeschichtetes Glas, hartbeschichtetes Metall, oder hartbeschichtete Keramik verwendet wird.
6. Verfahren nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung eines aus einem kaltaushärtenden Polysilazan oder Polysiloxazan selektierten, ausgehärteten, filmbilden­ den Wirkstoff mit einem Lösungsmittel aus einer fluorierten Verbindung verdünnt wird.
7. Verfahren nach einem der Patentansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der amorphe, monomolekulare Film in einer Dicke zwischen 0,1 nm bis 300 nm erzeugt wird.
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