DE69229924T2

DE69229924T2 - Oberflächenbehandeltes Substrat

Info

Publication number: DE69229924T2
Application number: DE69229924T
Authority: DE
Inventors: Yoneda Takashige; Wakabayashi Tsuneo; Takano Yukiko
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 1991-05-17
Filing date: 1992-05-08
Publication date: 1999-12-23
Anticipated expiration: 2012-05-09
Also published as: DE69217574D1; EP0759413B1; EP0513690A2; US5314731A; US5464704A; EP0759413A1; US5645939A; DE69229924D1; EP0513690A3; DE69217574T2; EP0513690B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Substrat mit einer Oberfläche, auf der Wassertropfen kaum haften oder von der anhaftende Wassertropfen leicht entfernt werden können.
Die JP-A 63061057 beschreibt ein Verfahren zur Behandlung einer anorganischen Substanz, das die Behandlung der anorganischen Substanz mit Silylisocyanat und dann mit einer hydrophoben Verbindung umfaßt. Die JP-A 63061057 beschreibt und schlägt auch kein Verfahren zur Behandlung unter Verwendung einer Kombination von Tetraisocyanatsilan und einer hydrolysierbaren Silanverbindung vor.
Die JP-A 59026944 beschreibt eine Verbindung mit einer NCO-Gruppe als Silankopplungsmittel, offenbart aber kein Tetraisocyanatsilan.
Verschiedene Substrate oder verschiedene Substrate mit behandelten Oberflächen werden in verschiedenen Gebieten eingesetzt, und nachteilige Effekte, die vom Wasser auf die Oberfläche solcher Substrate ausgeübt werden, sind problematisch.
Zum Beispiel bei Transporteinrichtungen, wie Elektroautos, Kraftfahrzeugen, Schiffen oder Flugzeugen ist es erwünscht, daß die Oberfläche eines Außenteils, wie ein Schaltkasten, eine Fensterscheibe, ein Spiegel oder ein Displayoberflächenmaterial, ein Innenteil, wie ein Armaturenbrett oder andere Gegenstände immer sauber sind. Wenn Regentropfen, Staub oder Verschmutzungen auf der Oberfläche eines Gegenstands in einer Transporteinrichtung haften oder Feuchtigkeit durch Temperatureinflüsse oder Luftfeuchtigkeit darauf kondensiert, so wird die äußere Erscheinung beeinträchtigt. Wenn dies eine Oberfläche ist, die direkt visuell betrachtet wird oder eine Oberfläche, die direkt von einer Person berührt wird, so kann dies ein unangenehmes Gefühl hervorrufen oder ein hygienisches Problem erzeugen. Ferner kann dies eine Beeinträchtigung der eigentlichen Funktion, die der Gegenstand als Transportmittel besitzt, bedeuten. Insbesondere im Falle eines Gegenstands, für den Transparenz oder Durchsichtigkeit erforderlich ist (wie ein Fensterglas oder einen Spiegel), kann eine Beeinträchtigung der Transparenz oder der Durchsichtigkeit bedeuten, daß der angestrebte Zweck des Gegenstands nicht mehr erfüllt werden kann, was schwere Unfälle hervorrufen kann.
Ein Mittel, um Wassertropfen zu entfernen (wie die Entfernung durch Abwischen oder durch einen Wischer) kann manchmal feine Kratzer auf der Oberfläche erzeugen. Ferner können solche Kratzer manchmal durch die Wassertropfen begleitende Fremdteilchen vergrößert werden. Weiterhin ist es wohlbekannt, daß beim Anhaften von Feuchtigkeit an einer Glasoberfläche, Glasbestandteile wahrscheinlich in der Feuchtigkeit gelöst werden, wodurch die Oberfläche erodiert wird, was zu sogenanntem Verätzen führt. Wenn die Oberfläche stark poliert oder abrasiert wird, um diese Verätzung zu entfernen, bildet sich wahrscheinlich eine leichte Rauhigkeit aus. Im Bereich eines aus Glas hergestellten, durchsichtigen Abschnitts mit einer wesentlichen Verätzung oder einer leichten Rauhigkeit auf der Oberfläche, wird die grundlegende Funktion herabgesetzt, die Lichtstreuung auf der Oberfläche ist dabei wesentlich, wodurch es schwierig wird, das Gesichtsfeld abzusichern und folglich ein Problem hinsichtlich der Sicherheit auftritt.
Ferner übt Feuchtigkeit wahrscheinlich einen schädlichen Einfluß auf die Oberfläche eines Gegenstands für ein Transportmittel aus und fördert Schäden, Verschmutzung, Ausbleichen oder Korrosion. Andererseits kann es einen Wechsel der elektrischen Charakteristik, der mechanischen Eigenschaften oder der optischen Eigenschaften des Gegenstands für die Ausstattung einer Transporteinrichtung hervorrufen. Die derartigen, durch Wasser hervorgerufenen schädlichen Effekte sind nicht nur auf dem Gebiet von Gegenständen für die Ausstattung von Transporteinrichtungen problematisch, sondern auch in verschiedenen Gebieten, einschließlich Gegenständen für Gebäude oder Gebäudeverzierungen oder Gegenstände für elektrische oder elektronische Ausstattungen.
Unter diesen Umständen ist es erwünscht, der Substratoberfläche eine derartige Charakteristik zu verleihen, daß Wassertropfen kaum an der Substratoberfläche anhaften oder anhaftende Wassertropfen leicht entfernt werden können (eine derartige Eigenschaft wird hier nachfolgend einfach als Wassertropfenentfernungsfähigkeit bezeichnet). Um einer Oberfläche Wassertropfenentfernungsfähigkeit zu verleihen, wurden hierzu Oberflächenbehandlungsmittel zur direkten Anwendung, wie ein oberflächenaktives Mittel und ein Silikonöl, hergestellt aus Silikonwachs oder Organopolysiloxan, vorgeschlagen.
Solche Oberflächenbehandlungsmittel erfordern jedoch in vielen Fällen zur Anwendung eine Vorbehandlung, und haben das Problem, daß wahrscheinlich eine Uneinheitlichkeit bei der Anwendung auftritt. Ferner sind die Haftungseigenschaften solcher Behandlungsmittel auf den Substraten ziemlich schlecht, wodurch die Haltbarkeit der Wassertropfenentfernungsfähigkeit unzulänglich und der Anwendungsbereich ziemlich beschränkt wurde.
Wenn der Einfluß der Feuchtigkeit in Betracht gezogen wird, ist es notwendig, eine Maßnahme nicht nur für verschiedene, zukünftig herzustellende Substrate vorzusehen, sondern auch für verschiedene Substrate, die bereits benutzt werden. In diesem Fall ist es notwendig, die Wassertropfenentfernungsfähigkeit einfach durch direkte Aufbringung auf verschiedene Substrate bei normalen Temperaturen zu verleihen. Wenn zum Beispiel der Fall berücksichtigt wird, daß eine solche Behandlung auf ein bereits verwendetes Glas der Frontscheibe eines Autos angewendet werden soll, so ist es nicht ökonomisch, die Frontscheibe jedes Automobils auszuwechseln, und es ist auch nicht praktikabel, nach der Anwendung eine Wärmebehandlung durchzuführen. Von dieser Warte aus ist es in der Praxis schwierig, die Probleme mit den herkömmlichen Behandlungsmitteln zu lösen.
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die obigen Probleme ge macht. Im Lauf der Untersuchung und des Studiums eines Behandlungsmittels, das in der Lage ist, die den herkömmlichen Behandlungsmitteln eigenen Nachteile zu überwinden, haben die Erfinder ein Behandlungsmittel gefunden, das auf verschiedene Typen von Substraten aufbringbar ist, und das eine ausgezeichnete Wassertropfenentfernungsfähigkeit zeigt, und haben bestätigt, daß verschiedene mit einem solchen Behandlungsmittel behandelte Substrate für die Verwendung als Substrate mit Wassertropfenentfernungsfähigkeit geeignet sind, insbesondere für Ausstattungen von Transporteinrichtungen oder für Gebäude und Gebäudeverzierung. Die vorliegende Erfindung wurde auf der Basis dieser Erkenntnisse vervollständigt.
Demgemäß ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Substrat zur Verfügung zu stellen, das eine Wassertropfenentfernungsfähigkeit besitzt, wobei ein solcher Effekt halb-permanent vorhanden ist, mit ausgezeichneter Abriebbeständigkeit, chemischer Widerstandsfähigkeit und Wetterbeständigkeit.
Die obige Aufgabe kann durch die vorliegende Erfindung erreicht werden, die ein oberflächenbehandeltes Substrat bereitstellt, im wesentlichen bestehend aus einem Substrat mit mindestens zwei Oberflächenschichten, wobei die erste Schicht, die von den behandelten Oberflächenschichten die äußerste ist, eine durch Behandlung mit einer hydrolysierbaren Silanverbindung (I), die kein Isocyanatsilan ist, erhaltene Schicht bildet, die eine Oberfläche mit einem Kontaktwinkel gegenüber Wasser von mindestens 70º bilden kann, und die zweite Schicht, die eine Unterschicht in Kontakt mit der äußersten Schicht bildet, eine durch Behandlung mit einer reaktiven Silanverbindung (II), die Tetraisocyanatsilan ist, erhaltene Schicht ist.
Nun soll die vorliegende Erfindung anhand der bevorzugten Ausführungsformen detailliert beschrieben werden.
In der vorliegenden Erfindung ist die Verbindung (hierin manchmal einfach als Verbindung (I) bezeichnet), die zur Bildung einer Oberfläche mit einem Kontaktwinkel gegenüber Wasser von mindestens 70º in der Lage ist, eine für die zur Bereitstellung der Wassertropfenentfernungsfähigkeit essentielle Komponente, und es gibt keine spezielle Beschränkung für die Struktur der Verbindung (I), vorausgesetzt, daß sie keine Isocyanatsilanverbindung ist. Jedoch ist eine mit einer reaktiven Gruppe bevorzugt, wenn die nachfolgend beschriebene Adhäsion an die zweite Schicht berücksichtigt wird. Die funktionelle Gruppe bedeutet hierbei z. B. eine funktionelle Gruppe, wie eine Halogengruppe, eine Alkoxygruppe, eine Acyloxygruppe, eine alkoxysubstituierte Alkoxygruppe, eine Aminoxygruppe, eine Amidgruppe, eine Säureamidgruppe, eine Ketoxymatgruppe, eine Hydroxylgruppe, eine Mercaptogruppe, eine Epoxygruppe, eine Glycidylgruppe, eine ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe, wie eine Vinylgruppe oder eine Allylgruppe, oder eine Carboxylgruppe oder eine funktionelle Gruppe mit Atomen, die Wasserstoffbindungen ausbilden können (wie Sauerstoffatome oder Stickstoffatome).
Die Verbindung (I) besitzt mindestens eine hydrophobe organische Gruppe, da es erforderlich ist, daß sie eine Verbindung ist, die eine Oberfläche mit einem Kontaktwinkel gegenüber Wasser von mindestens 70º bilden kann. Als eine derartige hydrophobe organische Gruppe ist zum Beispiel eine langkettige Kohlenwasserstoffgruppe oder eine organische Gruppe mit Fluoratomen geeignet. Eine polyfluororganische Gruppe, wie eine Polyfluoralkylgruppe oder eine Polyfluoralkylengruppe, ist insbesondere bevorzugt. Als eine derartige polyfluororganische Gruppe ist eine polyfluororganische Gruppe, wie nachfolgend beschrieben, insbesondere eine Polyfluorkohlenwasserstoffgruppe bevorzugt.
Als Folge ausgedehnter Studien wurde gefunden, daß eine hydrolysierbare Silanverbindung mit mindestens einer direkt an das Siliciumatom gebundenen hydrolysierbaren Gruppe und mit einer der oben erwähnten hydrophoben organischen Gruppen als Verbindung (I) in der vorliegenden Erfindung besonders wirksam ist.
Nachfolgend wird "die reaktive Silanverbindung" verwendet, um allgemein "die hydrolysierbare Silanverbindung", wie unten beschrieben, zu bezeichnen.
"Die hydrolysierbare Silanverbindung" ist eine Verbindung mit mindestens - einer "hydrolysierbaren Silangruppe" ("Si-X", wobei X eine hydrolysierbare Gruppe ist) mit mindestens einer an das Siliciumatom gebundenen hydrolysierbaren Gruppe. "Die reaktive Silangruppe", dargestellt durch "Si-Z", wird als allgemeiner Ausdruck verwendet, der "die hydrolysierbare Silangruppe" bezeichnet.
Als reaktive Silanverbindung bevorzugt ist eine Verbindung mit 1 oder 2 reaktiven Silangruppen. Besonders bevorzugt als solche Verbindung ist eine Verbindung der nachfolgenden Formel (A) (nachfolgend manchmal als Verbindung A bezeichnet), eine Verbindung der nachfolgenden Formel (B) (nachfolgend manchmal als Verbindung B bezeichnet), oder im Falle der reaktiven Silanverbindung (II), eine Verbindung der nachfolgenden Formel (B), wobei e + g + h 0 ist.
(Z)3-a-b(R¹)a(R²)bSi-Y-Si(R³)c(R&sup4;)d(Z)3-c-d (A)
wobei jedes R¹, R², R³ und R&sup4;, die voneinander unabhängig sind, Wasserstoff oder eine C&sub1;&submin;&sub2;&sub1;-organische Gruppe, Y eine zweiwertige organische Gruppe, Z eine reaktive Silangruppe (d. h. eine hydrolysierbare Gruppe), jedes a und b, die voneinander unabhängig sind, eine ganze Zahl 0, 1 oder 2 ist, vorausgesetzt, daß 0 ≤ a + b ≤ 2 und jedes c und d, die voneinander unabhängig sind, eine ganze Zahl 0, 1 oder 2 ist, vorausgesetzt 0 ≤ c + d ≤ 2,
(R&sup5;)e(R&sup6;)g(R&sup7;)hSi(Z)4-e-g-h (B)
wobei jedes R&sup5;, R&sup6; und R&sup7;, die voneinander unabhängig sind, Wasserstoff oder eine C&sub1;&submin;&sub2;&sub1;-organische Gruppe ist, vorausgesetzt, daß mindestens eines von R&sup5;, R&sup6; und R&sup7; eine organische Gruppe ist, Z eine reaktive Silangruppe (d. h. eine hydrolysierbare Gruppe), und jedes e, g und h, die voneinander unabhängig sind, eine ganze Zahl 0, 1 oder 2 ist, vorausgesetzt 1 ≤ e + g + h ≤ 3.
Die Verbindung (I) ist bevorzugt eine reaktive Silanverbindung mit mindestens einer hydrophoben organischen Gruppe. Unter den Verbindungen der obigen chemischen Formeln (A) und (B) ist eine Verbindung, in der mindestens eine organische Gruppe eine hydrophobe Gruppe ist, besonders bevorzugt, um ausgezeichnete Wassertropfenentfernungsfähigkeiten zu erhalten. In diesem Fall ist Z in der reaktiven Silangruppe eine hydrolysierbare Gruppe, vorausgesetzt, daß sie keine Isocyanatgruppe ist.
Andererseits ist die reaktive Silanverbindung (II) Tetraisocyanatsilan. Diese reaktive Silanverbindung (II) unterscheidet sich von der Verbindung (I) selbst dann, wenn die Verbindung (I) eine reaktive Silanverbindung ist. Die zwei reaktiven Silanverbindungen unterscheiden sich voneinander, und die reaktive Silanverbindung (II) kann keine Oberfläche bilden, die gegenüber Wasser einen Kontaktwinkel von mindestens 70º besitzt.
Demgemäß besitzt die reaktive Silanverbindung (II) keine hydrophobe Gruppe, insbesondere keine langkettige Kohlenwasserstoffgruppe oder keine organische Gruppe mit Fluoratomen. Zum Beispiel ist die organische Gruppe der Verbindung A oder B bevorzugt eine Alkylgruppe mit nicht mehr als 6 Kohlenstoffatomen, insbesondere nicht mehr als 4 Kohlenstoffatomen, oder eine Alkylengruppe mit nicht mehr als 8 Kohlenstoffatomen, insbesondere nicht mehr als 6 Kohlenstoffatomen.
Diese Kohlenstoffzahlen und die hydrophoben Eigenschaften jedoch sind relativ und können in Abhängigkeit des Typs der Verbindungen variieren. Nun wird die Verbindung (I) detaillierter beschrieben.
Wenn die Verbindung (I) eine hydrolysierbare Silanverbindung ist, muß diese Verbindung (nachfolgend manchmal als die Verbindung (I-X) bezeichnet) eine Verbindung sein, die eine Oberfläche mit einem Kontaktwinkel gegenüber Wasser von mindestens 70º bilden kann. Der Kontaktwinkel der mit dieser Verbindung (I-X) behandelten Oberfläche gegenüber Wasser muß nämlich mindestens 70º betragen. Die mit der Verbindung (I-X) behandelte Oberfläche ist die Oberfläche der zweiten Schicht, an die die Verbindung (I-X) chemisch oder physikalisch gebunden ist. Da die hydrolysierbare Gruppe reaktiv ist, wird davon ausgegangen, daß die Verbindung (I-X) auf der Oberfläche der zweiten Schicht hauptsächlich durch eine chemische Reaktion gebunden ist. Es wird angenommen, daß die hydrolysierbare Gruppe im gebundenen Zustand in einer modifizierten Form vorliegt.
Die hydrolysierbare Gruppe in dieser Verbindung (I-X) ist eine direkt an ein Siliciumatom gebundene Gruppe. Solch eine hydrolysierbare Gruppe umfaßt zum Beispiel ein Halogenatom, eine Alkoxygruppe, eine Acyloxygruppe, eine alkoxysubstituierte Alkoxygruppe, eine Aminoxygruppe, eine Amidgruppe, eine Säureamidgruppe und eine Ketoxymatgruppe. Bevorzugt ist eine hydrolysierbare Gruppe, die über ein Sauerstoffatom an ein Siliciumatom gebunden ist, wie eine Alkoxygruppe, eine alkoxysubstituierte Alkoxygruppe oder eine Acylgruppe. Die Zahl der Kohlenstoffatome solch einer hydrolysierbaren Gruppe ist bevorzugt höchstens 8, besonders bevorzugt höchstens 4. Ganz besonders bevorzugt ist eine Alkoxygruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen.
Es wird angenommen, daß aufgrund der Reaktivität dieser hydrolysierbaren Gruppe oder durch den Effekt eines Siliciumatoms, an das die hydrolysierbare Gruppe direkt gebunden ist, die Verbindung (I-X) ausgezeichnete Oberflächeneigenschaften, wie Wassertropfenentfernungsfähigkeiten, Abriebfestigkeit, chemische Widerstandsfähigkeit und Witterungsbeständigkeit zeigt. Wie nachfolgend beschrieben, können diese Eigenschaften durch geeignete Auswahl der organischen Gruppen weiter verbessert werden. Die Zahl der an ein Siliciumatom gebundenen hydrolysierbaren Gruppen ist bevorzugt mindestens zwei im Hinblick auf die Bindungseigenschaften für die zweite Schicht.
Die Verbindung (I-X) kann selbst eingesetzt werden, sie kann aber auch als teilweise hydrolysiertes Produkt, das durch Hydrolyse erhalten wird, eingesetzt werden. Das teilweise hydrolysierte Produkt der Verbindung (I-X) ist eine Verbindung mit z. B. einer Silanolgruppe, gebildet durch teilweise Hydrolyse solch einer Silanverbindung in Wasser oder in einer sauren wäßrigen Lösung, oder eine Verbindung, die durch Kondensation mindestens zweier Moleküledurch die Reaktion solcher Silanolgruppen erhalten wird. Als Säure können zum Beispiel Salzsäure, Essigsäure, Schwefelsäure, Phosphorsäure oder Phosphonsäure verwendet werden.
Diese Verbindungen (I-X) sind bevorzugt Verbindungen unter den reaktiven Silanverbindungen A und B der oben beschriebenen chemischen Formeln, die eine Oberfläche mit einem Kontaktwinkel gegenüber Wasser von mindestens 70º bilden können. Solche reaktiven Silanverbindungen A und B (nachfolgend manchmal jeweils als die Verbindungen (I-A) und (I-B) bezeichnet) sind Verbindungen, in denen R¹ bis R&sup7; organische Gruppen sind, und mindestens eine dieser organischen Gruppen eine hydrophobe Gruppe, oder Y eine hydrophobe Gruppe ist. Selbstverständlich können alle organischen Gruppen hydrophobe Gruppen sein. Die Anzahl der Z-Gruppen ist bevorzugt mindestens zwei pro Siliciumatom. Eine hydrophobe Gruppe ist bereits wirksam für die Wassertropfenentfernungsfähigkeit, und es wird angenommen, daß die Bindung an die zweite Schicht umso stärker wird, je größer die Anzahl der Z-Gruppen ist.
Wenn jedes R¹ bis R&sup7; eine organische Gruppe ist, dann ist so eine organische Gruppe bevorzugt eine Kohlenwasserstoffgruppe, wie eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe, eine Cycloalkylgruppe oder eine Arylgruppe, eine halogenierte Kohlenwasserstoffgruppe, wie eine Chloralkylgruppe oder eine Polyfluoralkylgruppe, eine (halogenierte) Kohlenwasserstoffgruppe mit einer Hydroxylgruppe, eine Epoxygruppe, eine Aminogruppe, eine Mercaptogruppe, eine Carboxygruppe oder eine andere funktionelle Gruppe oder eine (halogenierte) Kohlenwasserstoffgruppe mit einer Esterbindung, einer Etherbindung, einer Thioetherbindung, einer Iminobindung, einer Amidbindung, einer Urethanbindung oder einer anderen Verknüpfungsbindung in ihrer Kohlenstoffkette. Von diesen kann die hydrophobe Gruppe eine langkettige Kohlenwasserstoffgruppe oder eine Polyfluoralkylgruppe, wie nachfolgend beschrieben, sein. Die langkettige Kohlenwasserstoffgruppe ist bevorzugt eine Alkylgruppe oder eine Alkenylgruppe mit 7 bis 20 Kohlenstoffatomen. Als eine organische Gruppe, die keine hydrophobe Gruppe darstellt, ist eine Niederalkylgruppe; d. h. eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, bevorzugt.
Besonders bevorzugt als die Verbindungen (I-A) und (I-B) sind reaktive Silanverbindungen mit mindestens zwei Fluoratomen. Im Falle der Verbindung (I-A) ist eine Verbindung bevorzugt, in der Y eine zweiwertige organische Gruppe mit mindestens zwei Fluoratomen ist, anderenfalls ist mindestens einer der R¹ bis R&sup4; eine einwertige organische Gruppe mit mindestens zwei Fluoratomen. Selbstverständlich können sowohl Y als auch mindestens einer der R¹ bis R&sup4; organische Gruppen mit mindestens zwei Fluoratomen sein.
Im Falle der Verbindung (I-B) ist eine Verbindung bevorzugt, in der mindestens einer der R&sup5; bis R&sup7; eine einwertige organische Gruppe mit mindestens zwei Fluoratomen ist. In einem solchen Fall ist die organische Gruppe mit keinem Fluoratom bevorzugt eine Kohlenwasserstoffgruppe, die keine hydrophobe Gruppe ist. Ferner ist die organische Gruppe mit mindestens zwei Fluoratomen bevorzugt über ein Kohlenstoffatom, das kein Fluoratom trägt (wie eine Methylengruppe) an das Siliciumatom gebunden.
Wenn Y eine zweiwertige organische Gruppe mit mindestens zwei Fluoratomen darstellt, ist solch eine Gruppe bevorzugt eine Polyfluoralkylengruppe, eine Polyfluoroxalkylengruppe (eine, in der mindestens eine Etherbindung in der Kohlenstoffkette der Alkylengruppe vorhanden ist) oder eine Polyfluorthiooxalkylengruppe (eine, in der mindestens eine Thioetherbindung in der Kohlenstoffkette der Alkylengruppe vorhanden ist). Insbesondere bevorzugt ist eine zweiwertige organische Gruppe, in der die an beide endständigen Siliciumatome gebundenen Abschnitte Polymethylenketten (insbesondere Dimethylengruppen) sind und der Zwischenabschnitt eine Perfluoralkylengruppe oder eine Perfluoroxalkylengruppe ist. Die Zahl der Kohlenstoffatome solcher Y ist bevorzugt 6 bis 30, insbesondere 6 bis 16.
Wenn Y keine zweiwertige organische Gruppe mit mindestens zwei Fluoratomen darstellt, ist solch eine Gruppe bevorzugt eine Alkylengruppe, eine Oxal kylengruppe oder eine Thiooxalkylengruppe. Ihre Kohlenstoffzahl ist bevorzugt 2 bis 30, insbesondere 2 bis 12.
Wenn irgendeiner der R¹ bis R&sup7; eine einwertige organische Gruppe mit mindestens zwei Fluoratomen darstellt, ist solch eine Gruppe bevorzugt eine Polyfluoralkylgruppe, eine Polyfluoroxalkylgruppe oder eine Polyfluorthiooxalkylgruppe oder eine organische Gruppe, in der irgendeine dieser Gruppen und eine Kohlenwasserstoffgruppe, wie eine Alkylengruppe, durch eine Esterbindung oder andere Bindung, wie sie oben beschrieben sind, verbunden sind (wobei die organische Gruppe am anderen Ende der Kohlenwasserstoffgruppe an ein Siliciumatom gebunden ist). Die Polyfluoralkylgruppe oder die Polyfluoroxalkylgruppe ist bevorzugt eine, bei der die endständigen Abschnitte an Siliciumatome gebunden sind oder deren Nachbarschaft Alkylengruppen sind (insbesondere Dimethylengruppen) und der andere Abschnitt ist eine Perfluoralkylengruppe.
Der Perfluorrest einer einwertigen organischen Gruppe ist bevorzugt eine Perfluoralkylgruppe, eine Perfluoroxalkylgruppe oder eine Perfluorthiooxalkylgruppe mit mindestens 3 Kohlenstoffatomen, insbesondere eine Perfluoralkylgruppe mit 3 bis 16 Kohlenstoffatomen.
Spezifische Beispiele für solche Y oder R¹ bis R&sup7; werden in den nachfolgenden spezifischen Beispielen für die Verbindungen A und B genannt. In den nachfolgenden spezifischen Beispielen ist für die Rf-Gruppe eine Polyfluoralkylgruppe mit einem Perfluoralkylrest der Formel CnF2n+1CmH2m besonders bevorzugt, worin n eine ganze Zahl von 3 bis 12 und m eine ganze Zahl von 2 bis 4 ist. In den nachfolgenden spezifischen Beispielen ist für die Rf-Gruppe CnF2n+1- besonders bevorzugt, worin n eine ganze Zahl von 3 bis 16 ist.
Spezifische Beispiele der Verbindungen (I-A) und (I-B) werden unten gezeigt. Die Verbindungen (I-A) und (I-B) sind jedoch nicht auf solche spezifische Beispiele beschränkt. In den nachfolgenden chemischen Formeln ist jedes n und m eine ganze Zahl von mindestens 1, R ist eine Alkylgruppe, etc., Rf ist eine Polyfluoralkylgruppe und RF ist eine Perfluoralkylgruppe. In diesen chemischen Formeln besitzt R bevorzugt 1 bis 12 Kohlenstoffatome, und Rf ist bevorzugt eine Ethylgruppe mit einer Perfluoralkylgruppe an ihrem Ende. Z ist eine hydrolysierbare Gruppe.
Zwei oder mehr der oben angegebenen reaktiven Silanverbindungen können in Kombination als Verbindung (I) verwendet werden.
Ferner ist es bevorzugt, ein Organopolysiloxan zusammen mit der Verbindung, die eine Oberfläche mit einem Kontaktwinkel gegenüber Wasser von mindestens 70º bilden kann, zu verwenden, um die Wirkung der Oberflächenbehandlung mit der erfindungsgemäßen Verbindung, die eine Oberfläche mit einem Kontaktwinkel gegenüber Wasser von mindestens 70º bilden kann, zu verbessern. Als solch ein Organopolysiloxan ist ein Silikonöl oder ein sogenanntes modifiziertes Silikonöl geeignet. Nachfolgend soll solch ein Organopolysiloxan als Verbindung C bezeichnet werden. Diese Verbindung C besitzt bevorzugt Polymereinheiten der folgenden Formel (C):
[-SiR&sup8;(CH&sub3;)-O-] (C)
wobei Ra eine C&sub1;&submin;&sub1;&sub5;-organische Gruppe ist. Diese organische Gruppe R&sup8; ist bevorzugt die gleiche organische Gruppe, wie sie für R¹ bis R&sup7; beschrieben wurde, insbesondere eine Niederalkylgruppe.
Die Verbindung C ist zur Verbesserung der Wassertropfenentfernungsfähigkeit und der Abriebfestigkeit des Beschichtungsfilms, der durch die Behandlung mit der Verbindung, die eine Oberfläche mit einem Kontaktwinkel gegenüber Wasser von mindestens 70º bilden kann, insbesondere der obigen Verbindung (I-A) oder (I-B), wirksam. Die Verbindung C kann selbst zu der Zusammensetzung für die Oberflächenbehandlung zugegeben werden. Anderenfalls kann sie nach Hydrolyse mit einer Säure, wie Schwefelsäure, Salzsäure oder Essigsäure zugegeben werden. Ferner wird die Viskosität der Verbindung C bevorzugt unter Berücksichtigung einer Kombination mit anderen Verbindungen bestimmt. Besonders bevorzugt ist eine mit einer Viskosität bei 25ºC von 0,5 bis 1.000 · 10&supmin;&sup6; m²/s (0,5 bis 1.000 Centistokes).
Nun werden spezifische Beispiele der Verbindung C angegeben. Die Verbindung C ist jedoch nicht auf solche spezifischen Beispiele beschränkt. In diesen Formeln sind m, n, k und j ganze Zahlen.
In der vorliegenden Erfindung enthält die Zusammensetzung zur Bildung der - ersten Schicht zur Behandlung der Oberfläche der zweiten Schicht eine Verbindung mit einem Kontaktwinkel von mindestens 70º gegenüber Wasser, insbesondere bevorzugt die oben erwähnte Verbindung (I-A) oder (I-B) als den wesentlichen Bestandteil. Das Mischungsverhältnis einer solchen Verbindung kann frei wählbar sein. Wenn die Verbindung C beinhaltet ist, ist das Verhältnis relativ zu den anderen Bestandteilen frei wählbar, jedoch beträgt die beinhaltete Menge bevorzugt 1 bis 40 Gew.-%. Wenn zu viel der Verbindung C beinhaltet ist, nimmt nicht nur die Abriebfestigkeit ab, sondern die Oberfläche bleibt bei Kontakt auch klebrig. Wenn andererseits zu wenig enthalten ist, wird die Abriebfestigkeit oder die Wirkungsweise in einigen Fällen unzulänglich.
Die Verbindung C dient zur Verbesserung der Wassertropfenentfernungsfähigkeit des Beschichtungsfilms oder zur Verbesserung der Haltbarkeit des Films durch Wechselwirkung mit anderen Bestandteilen (wie der oben erwähnten Verbindung (I-A) oder (I-B)). Der genaue Mechanismus ist nicht bekannt. Es wird jedoch angenommen, daß die Verbindung C mit anderen Bestandteilen auf komplizierte Art und Weise wechselwirkt und demgemäß mikroskopische Verteilungen verschiedener organischer Gruppen, insbesondere polarer Gruppen und ionischer Bindungen, die in der Oberfläche vorhanden sind, steuert, wodurch eine höchst geeignete Oberflächenstruktur für die Entfernung von Wassertropfen ausgebildet wird.
Es wird angenommen, daß die Wechselwirkung der Moleküle mit derartigen anderen ausgewählten Bestandteilen zu einer bemerkenswerten Verbesserung der Haltbarkeit beiträgt. Ferner ist jede Verbindung mit einem Kontaktwinkel zu Wasser von mindestens 90º eine Substanz mit niedriger freier Oberflächenenergie, und eine Verbindung in einem freien Zustand, die teilweise im Beschichtungsfilm vorhanden ist, kann in die äußerste Oberflächenschicht wandern, so daß der Reibungswiderstand an der Oberfläche verringert wird. Man nimmt an, daß dies einer der Faktoren für ausgezeichnete Abriebfestigkeit ist.
Zu dem Behandlungsmittel der vorliegenden Erfindung können andere Verbindungen oder Zusatzstoffe, in Abhängigkeit vom speziellen Anwendungszweck, hinzugefügt werden. Die Zusatzstoffe etc. können geeigneterweise unter Berücksichtigung der Reaktivität und Kompatibilität mit anderen Bestandteilen ausgewählt werden. Zum Beispiel ist es möglich, superfeine Partikel verschiedener Metalloxide, wie Siliciumoxid, Aluminiumoxid, Zirkoniumoxid und Titanoxid oder verschiedene Harze einzuverleiben. Ferner kann auch ein Farbstoff oder ein Pigment zugegeben werden, wenn eine Einfärbung erforderlich ist. Die Menge der Zusatzstoffe ist üblicherweise in einem Bereich von 0,01 bis 20 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge anderer Bestandteile, und eine exzessive Zugabe ist nicht ratsam, da dieses die Wassertropfenentfernungsfähigkeit oder die Abriebfestigkeit der vorliegenden Erfindung verringert.
Die obige Zusammensetzung kann auf der zweiten Schicht als Beschichtungsobjekt direkt durch ein manuelles Auftragungsverfahren beschichtet werden. Anderenfalls kann sie in Form einer Lösung eingesetzt werden, die durch Auflösen in oder Verdünnen mit einem organischen Lösungsmittel hergestellt wird. Die Gesamtmenge der verschiedenen Bestandteile, die in der mittels eines organischen Lösungsmittels hergestellten Lösung enthalten ist, wird unter Berücksichtigung der Formbarkeit des Beschichtungsfilms (Verfahrenseffizienz), der Stabilität, der Dicke des Beschichtungsfilms und dem ökonomischen Aspekt bestimmt und liegt üblicherweise in einem Bereich von 0,1 bis 30 Gew.-%.
Als organisches Lösungsmittel können verschiedene organische Lösungsmittel, wie Essigsäureester, aromatische Kohlenwasserstoffe, halogenierte Kohlenwasserstoffe, Ketone, Ether oder Alkohole, eingesetzt werden. Das Verdünnungslösungsmittel soll nicht auf einen Typ eingeschränkt werden, und zwei oder mehr Lösungsmittel können in Kombination als Mischung eingesetzt werden.
Für die Behandlung der Oberfläche der zweiten Schicht ist keine besondere Vorbehandlung erforderlich. Ein Beschichtungsfilm kann ausgebildet werden durch Aufbringen der die so hergestellte Zusammensetzung enthaltenden Flüssigkeit auf die Oberfläche durch ein übliches Verfahren, wie Bürstenbeschichten, Gießen, Rotationsbeschichten, Tauchbeschichten oder Sprühbeschichten, gefolgt von Trocknen im Luft- oder Stickstoffstrom.
Ausgezeichnete Eigenschaften können einfach durch Trocknen an Luft erhalten werden. Um die Trockengeschwindigkeit zu erhöhen kann jedoch ohne Probleme auch erwärmt werden. Die Erwärmungstemperatur liegt bevorzugt bei 50 bis 250ºC, und die Erwärmungsdauer ist üblicherweise 5 bis 60 Minuten. Wenn nötig, können die Erwärmungstemperatur und -dauer unter Berücksichtigung der Wärmewiderstandsfähigkeit des Substrats bestimmt werden.
Die Dicke der ersten, durch diese Oberflächenbehandlung ausgebildete Schicht ist nicht besonders beschränkt. Jedoch ist es bevorzugt, daß sie sehr dünn ist. Eine bevorzugte Filmdicke ist höchstens 2 um. Die untere Grenze ist die Dicke einer einzelnen molekularen Schicht.
Nun werden die reaktive Silanverbindung (II) und die zweite, durch Behandlung hiermit gebildete Schicht beschrieben.
In der vorliegenden Erfindung wird als Material zur Ausbildung der zweiten Schicht Tetraisocyanatsilan als die reaktive Silanverbindung (II) verwendet. Die zweite Schicht, die eine Unterschicht der ersten Schicht bildet, dient dazu, die Haltbarkeit der ersten Schicht merklich zu erhöhen, und sie hat auch den Effekt, die Adhäsion an das Substrat zu verbessern. Diese zweite Schicht wird üblicherweise auf der Substratoberfläche gebildet. Es gibt jedoch kein besonderes Problem, selbst wenn auf der Substratoberfläche ein aufgedampfter Film, ein gesputterter Film oder verschiedene Filme durch z. B. Flüssigkeitssysteme, vorhanden sind.
In der vorliegenden Erfindung besitzt die reaktive Silanverbindung (II) ausge zeichnete Haftung auf dem Substrat. Ferner, wenn die zweite Schicht gebildet wird, wird die Mehrzahl der Isocyanatsilangruppen, die nicht mit dem Substrat reagiert haben, in Silanolgruppen (Si-OH) umgewandelt, und viele davon werden mit der ersten Schicht umgesetzt. (Wobei im Falle hydrolysierbarer Silangruppen die Reaktivität der hydrolysierbaren Silangruppen zueinander hoch ist, weshalb bei der Ausbildung der zweiten Schicht eine geringere Menge an Silanolgruppen auf der Oberfläche vorhanden ist, verglichen mit dem Fall, daß die Isocyanatsilanverbindung (II-NCO) verwendet wird.) Demgemäß wird die Haftung zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht hoch, was zu ausgezeichneten Eigenschaften, wie Abriebfestigkeit und Haltbarkeit, führt. Die reaktive Silanverbindung (II) ist Tetraisocyanatsilan.
Als Behandlungsmittel zur Ausbildung der erfindungsgemäßen zweiten Schicht ist es ratsam, eine Lösung oder Dispersion, die die reaktive Silanverbindung (II) als wesentliche Komponente enthält, zu verwenden. Zu dieser Zusammensetzung können andere Additive zusätzlich zu einem Lösungsmittel und einem Dispersionsmittel zugegeben werden. Als Lösungsmittel können die oben im Hinblick auf Verbindung (I) beschriebenen eingesetzt werden. Jedoch sind Alkohole nicht geeignet. Die Additive können zum Beispiel die oben erwähnten Füllstoffe, wie superfeine Partikel eines Metalloxids, eine Bindemittelkomponente und ein oberflächenaktives Mittel sein. Ihre Verhältnisse können vorzugsweise so wie oben erwähnt sein. Ihre Mengen können ebenfalls vorzugsweise so wie oben erwähnt sein.
Für die Oberflächenbehandlung des Substrats ist keine besondere Vorbehandlung erforderlich. Eine Vorbehandlung kann jedoch durchgeführt werden, wenn es der Einzelfall erfordert. Zum Beispiel kann eine Säurebehandlung, z. B. mit verdünnter Flußsäure oder Salzsäure, eine Alkalibehandlung, z. B. mit einer wässerigen Natriumhydroxidlösung, oder eine Entladungsbehandlung durch z. B. Plasmaentladung durchgeführt werden.
Die zweite Schicht kann durch Anwendung einer Flüssigkeit, zusammengesetzt aus einem organischen Lösungsmittel, das die so hergestellte Zusam mensetzung enthält, durch übliche Behandlungsverfahren, wie Bürstbeschichten, Gießen, Rotationsbeschichten, Tauchbeschichten oder Sprühbeschichten, gefolgt von Trocknen im Luft- oder Stickstoffstrom bei Raumtemperatur oder unter Erwärmen, ausgebildet werden. Eine angemessene Trocknung kann üblicherweise bei Raumtemperatur durchgeführt werden. Wenn die Trocknung jedoch unter Erwärmen durchgeführt wird, können die Temperatur und die Zeitdauer unter Berücksichtigung der Wärmewiderstandsfähigkeit des Substrats bestimmt werden. Jedoch ist es wahrscheinlich, daß Heißtrocknung bei einer Temperatur für eine ausgedehnte Zeitspanne die Haftung an der ersten Schicht ungünstig beeinflußt.
Es gibt keine besondere Beschränkung für die Dicke der durch diese Oberflächenbehandlung ausgebildete zweiten Schicht. Sie kann sehr dünn sein. Eine bevorzugte Schichtdicke ist höchstens 2 um, wie im Falle der ersten Schicht. Ferner ist die untere Grenze der Dicke eine einzelne molekulare Schicht. Eine zu große Dicke ist vom ökonomischen Standpunkt aus und im Hinblick auf die Erscheinungsqualität unerwünscht.
Die Dicke jeder auszubildenden Schicht kann geeigneterweise durch die Einstellung der Konzentration der Zusammensetzung der Flüssigkeit, die die hergestellte Zusammensetzung enthält, die Beschichtungsbedingungen, die Erwärmungsbedingungen etc. gesteuert werden. Die erste Schicht der vorliegenden Erfindung besitzt einen relativ niedrigen Brechungsindex, woraus sich schlechte Reflektionseigenschaften ergeben können. Wenn ein solcher Effekt erwünscht ist, kann die Dicke der ersten Schicht auf eine Dicke eingestellt werden, wo eine optische Interferenz auftritt. Theoretisch kann die Dicke der Beschichtungsschicht höchstens die Dicke einer einzelnen molekularen Schicht sein, um die Wassertropfenentfernungsfähigkeit zu erhalten. Wenn man ökonomische Effekte mit in Betracht zieht, beträgt die Dicke bevorzugt höchstens 2 um, wie oben erwähnt.
Es gibt keine besondere Beschränkung bezüglich des Substrats, auf das die vorliegende Erfindung angewendet werden kann. Zum Beispiel können Me tall, Kunststoff, Glas, Keramik oder andere anorganische Materialien, organisches Material oder Kombinationen hiervon (Kompositmaterial, laminiertes Material etc.) erwähnt werden. Ferner kann die Oberfläche des Substrats selbstverständlich die Substratoberfläche selbst sein, oder kann die Oberfläche eines von der Oberfläche des Substrats verschiedenen Materials, wie die beschichtete Oberfläche z. B. einer beschichteten Metallplatte, oder die Oberfläche einer oberflächenbehandelten Schicht, z. B. oberflächenbehandelten Glases, sein. Im Hinblick auf die Form des Substrats muß es nicht notwendigerweise eine flache Platte sein, und sie kann gegebenenfalls eine vom speziellen Verwendungszweck abhängige Form besitzen, und eine Krümmung über die gesamte Oberfläche oder einen Teil hiervon besitzen.
In der vorliegenden Erfindung ist ein besonders geeignetes Substrat ein Substrat, das aus einem transparenten Material, wie Glas oder Kunststoff, hergestellt ist, und ein geeigneter Gegenstand, auf den solch ein Substrat aufgebracht ist, um die Transparenz zu nutzen. Somit ist das Substrat der vorliegenden Erfindung besonders geeignet für Gegenstände für Transporteinrichtungen und Gegenstände für Gebäude oder Gebäudeverzierungen.
Gegenstände für Transporteinrichtungen können Außenteile wie äußere Platten, Fenstergläser, Spiegel und Displayinstrumente, und Innenteile, wie Instrumentenkonsolen, von Transporteinrichtungen, wie Elektroautos, Bussen, Lastwagen, Autos, Schiffen oder Flugzeugen oder Teile oder Bauteile, die für die Verwendung in anderen Transporteinrichtungen vorgesehen sind oder bereits verwendet werden, sein. Ein solcher Gegenstand kann alleine aus dem oberflächenbehandelten Substrat zusammengesetzt sein oder er kann das oberflächenbehandelte Substrat eingebaut enthalten. Zum Beispiel kann das erstere ein Fensterglas für ein Auto sein und das letztere ein Rückspiegel für ein Auto, in dem der Glasspiegel eingebaut ist.
Die Gegenstände für Transporteinrichtungen umfassen Karrosserie, Fenstergläser, Gleitbügel etc. für Elektroautos, Karosserie, Frontscheiben, Seitenscheiben, Heckscheiben, Spiegel, Stoßfänger etc. von Autos, Bussen oder Lastwagen, Rumpf, Fenstergläser etc. von Schiffen, und Rumpf, Fenstergläser etc. von Flugzeugen.
Bei solchen Substraten oder Gegenständen werden Wassertropfen auf der Oberfläche durch die Wassertropfenentfernungsfähigkeit abgestoßen. Insbesondere im Betrieb, aufgrund der Wechselwirkung mit dem ankommenden Winddruck, bewegen sich Wassertropfen schnell auf der Oberfläche und bleiben nicht als Wassertropfen stehen, wodurch jegliche ungünstige Effekte, die anderenfalls durch Feuchtigkeit hervorgerufen werden, ausgeschaltet werden können. Insbesondere bei der Anwendung auf einen durchsichtigen Teil, wie ein Fensterglas, wird es einfach, ein Sichtfeld aufgrund der Zerstreuung von Wassertropfen zu sichern, was zu einer Verbesserung der Sicherheit des Fahrzeugs führt. Ferner tritt unter Bedingungen, unter denen Wassertropfen normalerweise gefrieren, kein Gefrieren auf, oder, selbst wenn Gefrieren auftritt, können die gefrorenen Tropfen leicht entfrostet werden. Ferner gibt es keine wesentliche Ausbildung von Wassertropfen, wodurch die Anzahl sich wiederholender Reinigungsoperationen verringert werden kann. Abgesehen von der sehr leichten Reinigungsoperation, ist dies im Hinblick auf die Bewahrung eines guten Erscheinungsbildes vorteilhaft.
Ferner können die Gegenstände für Gebäude oder Gebäudeverzierungen Gegenstände sein, die dazu vorgesehen sind, an Gebäuden befestigt zu werden oder bereits an Gebäuden befestigt sind, oder Gegenstände, die nicht an Gebäuden befestigt sind, die aber für Gebäude verwendet werden, Artikel für Gebäude, wie Möbel oder Ausstattungen, und Basismaterialien (wie Glasplatten), die solche Gebäude aufbauen.
Insbesondere umfassen sie Fensterglasplatten, Fenstergläser, Glasplatten für Dächer, verschiedene Dächer, einschließlich Glasdächer, Glasplatten für Türen oder Türen mit solchen installierten Glasplatten, Glasplatten für Unterteilungen, Glasplatten für Gewächshäuser, oder Gewächshäuser mit solchen Glasplatten, transparente Kunststoffscheiben, die anstelle von Glas verwendet werden, die oben erwähnten verschiedenen Gegenstand für Gebäude (Fen stermaterialien und Dachmaterialien), die solche Plastikplatten enthalten, - Wandmaterialien aus Keramiken, Zement, Metallen oder anderen Materialien, Spiegel, Möbel und Ausstellungsregalen mit solchen Wänden oder Spiegeln und Glas für Schaukästen.
Solch ein Gegenstand kann aus dem oberflächenbehandelten Substrat allein hergestellt sein, oder er kann einer mit dem darin eingebauten oberflächenbehandelten Substrat sein. Zum Beispiel kann das erstere eine Fensterglasscheibe sein und das letztere ein Möbelstück mit einem darin eingebauten Glasspiegel.
Von solch einem oberflächenbehandelten Substrat werden Wassertropfen, die mit der Oberfläche in Kontakt gebracht werden, aufgrund der Wassertropfenentfernungsfähigkeit abgestoßen und haften kaum an der Oberfläche, oder wenn sie anhaften, ist die Menge gering und die anhaftenden Wassertropfen können einfach entfernt werden. Ferner tritt selbst in einer Umgebung, wo Wassertropfen normalerweise gefrieren, kein Gefrieren auf, oder, selbst wenn Gefrieren auftritt, können die gefrorenen Tropfen leicht entfrostet werden. Ferner gibt es keine wesentliche Ausbildung von Wassertropfen, wodurch die Anzahl sich wiederholender Reinigungsoperationen verringert werden kann, und jede Reinigungsoperation ist sehr leicht, und somit ist dies im Hinblick auf den Schutz eines guten Erscheinungsbildes vorteilhaft.
Nun wird die vorliegende Erfindung in weiteren Details anhand der Beispiele beschrieben. Es versteht sich jedoch, daß die vorliegende Erfindung keinesfalls auf solche spezifischen Beispiele beschränkt wird.
Die Verfahren für die Auswertung verschiedener Eigenschaften und die in den Beispielen verwendeten Verbindungen waren wie folgt:

1. Wasserabstoßung

Der Kontaktwinkel eines Wassertropfens mit einer Größe von 1 mm im Durch messer wurde gemessen. Die Messungen wurden an fünf verschiedenen Stellen auf der Oberfläche durchgeführt, und der Kontaktwinkel wurde durch den Mittelwerk dargestellt.

2. Wassertropfenentfernungsfähigkeit

Eine Testprobe wurde senkrecht gehalten und aus einer Düse, die in einer Distanz von 20 cm von der Probeoberfläche gehalten wurde, wurde Wasser für ungefähr eine Stunde über die gesamte Oberfläche gesprüht, woraufhin die auf der Oberfläche verbleibenden Wassertropfen visuell beobachtet und nach den folgenden Auswertungsstandards beurteilt wurden:
A: Auf der Oberfläche verblieb kein Wasser
B: Auf der Oberfläche verblieb kaum Wasser
C: Auf der Oberfläche verblieb beträchtlich Wasser
D: Wasser verteilte sich auf der Oberfläche

3. Abtropfwinkel

Der Abtropfwinkel eines Wassertropfens mit einer Größe von 2 mm im Durchmesser wurde gemessen. Die Messungen wurden an fünf verschiedenen Stellen der Oberfläche durchgeführt, und der Abtropfwinkel wurde durch den Mittelwert dargestellt.

4. Abriebfestigkeit

Testgerät: Taber Rotary Abrader (hergestellt von Kabushiki Kaisha Toyo Seiki Seisakushko)
Testbedingungen: Abriebring H-22, Last: 1 kg, Anzahl der Umdrehungen: 300 oder 500 mal.
Der Abriebfestigkeitstest wurde durch das oben beschriebe Verfahren durchgeführt, und die Wassertropfenentfernungsfähigkeit wurde nach dem Test beurteilt. Die Anzahl von 300 Rotationen wird als Abriebfestigkeit 3 bezeichnet und die Anzahl von 500 Rotationen wird als Abriebfestigkeit 5 bezeichnet.

5. Witterungsbeständigkeit

Ein Verfahren, umfassend Ultraviolettbestrahlung für 8 Stunden (70ºC) und Feuchtigkeitsbelastung für 4 Stunden (50ºC) wird als ein Zyklus betrachtet, und der Witterungsbeständigkeitstest wurde über 200 Zyklen durchgeführt.
Der Witterungsbeständigkeitstest wurde nach dem oben beschrieben Verfahren durchgeführt, und die Wasserentfernungseigenschaft wurde nach dem Test beurteilt.

6. Kochen

Eine Testprobe wurde für eine Stunde in kochendes Wasser eingetaucht. Die Wassertropfenentfernungsfähigkeit wurde nach dem Test beurteilt.

7. Verwendete Verbindungen

(a) C&sub9;F&sub1;&sub9;C&sub2;H&sub4;Si(OCH&sub3;)&sub3;
(b) (CH&sub3;O)&sub3;SiC&sub2;H&sub4;C&sub6;F&sub1;&sub2;C&sub2;H&sub4;Si(OCH&sub3;)&sub3;
(c) C&sub9;F&sub1;&sub9;C&sub2;H&sub4;Si(NCO)&sub3; (Referenz)
(d) (OCN)&sub3;SiC&sub2;H&sub4;Si(NCO)&sub3; (Referenz)
(e) Si(OCN)&sub4;
(f) Si(OCH&sub3;)&sub4;
(g) CH&sub3;Si(OCH&sub3;)&sub3;
(h) CHaSi(NCO)&sub3; (Referenz)
(i) C&sub8;H&sub1;&sub7;Si(NCO)&sub3; (Referenz)
(j) (CH&sub3;)&sub2;Si(NCO)&sub2; (Referenz)
(k) C&sub8;H&sub1;&sub7;CH&sub2;CH&sub2;Si(NCO)&sub3; (Referenz)
(I) (OCN)&sub3;SiC&sub2;H&sub4;C&sub6;F&sub1;&sub2;C&sub2;H&sub4;Si(NCO)&sub3; (Referenz)
(m) (CH&sub3;)&sub3;SiO-[Si(CH&sub3;)&sub2;-O-]n-Si(CH&sub3;)&sub3; (Viskosität 50 · 10&supmin;&sup6; m²/s (50 Centi stokes)
(n) (CH&sub3;O)&sub2;(OH&sub3;)SiC&sub2;H&sub4;C&sub6;F&sub1;&sub2;C&sub2;H&sub4;Si(CH&sub3;)(OCH&sub3;)&sub2;
(O) C&sub8;H&sub1;&sub7;CH&sub2;CH&sub2;Si(OCH&sub3;)&sub3;
(p) Epoxyharz ("EP 827", Handelsname, hergestellt von Yuka Shell Epoxy K.K.)
(q) Silica-Sol, dispergiert in Methanol (Feststoffgehalt 30 Gew.-%, hergestellt von Shokubai Kasei K.K.)
(r) Dimethylpolysiloxan mit einer Viskosität von 50 Centistokes (KF96, hergestellt von Shinetsu Chemical Industries Company Limited)
(s) Modifiziertes Dimethylpolysiloxan mit einer Viskosität von 42 Centistokes und Hydroxylgruppen an beiden Enden (KF6001, hergestellt von Shinetsu Chemical Industries Company Limited)
(t) Modifiziertes Dimethylpolysiloxan mit einer Viskosität von 50 · 10&supmin;&sup6; m²/s (50 Centistokes) und Carboxylgruppen (X-22-3710, hergestellt von Shinetsu Chemical Industries Company Limited)

Herstellung des Behandlungsmittels 1

In einen 3-Hals-Kolben, ausgestattet mit einem Rührer und einem Thermometer, wurden 51,0 g der Verbindung (a), 190,5 g der Verbindung (b), 56,3 g der Verbindung (f), 6.020,0 g 2-Propanol und 14.500,0 g 2-Methyl-2-propanol gegeben und eine Stunde gerührt. Dann wurden 22,2 g Magnesiumperchlorat zugegeben, und die Mischung wurde kräftig gerührt. Während die Temperatur dieser Lösung bei nicht mehr als 5ºC gehalten wurde, wurden 67,4 g einer 1%igen wässerigen Salzsäurelösung allmählich tropfenweise zugegeben. Nach der vollständigen tropfenweisen Zugabe wurde für fünf Tage weitergerührt, während die Flüssigkeitstemperatur bei 25ºC gehalten wurde, um das Behandlungsmittel 1 zu erhalten.

Herstellung des Behandlungsmittels 2

In einen 3-Hals-Kolben, ausgestattet mit einem Rührer und einem Thermometer, wurden 45,0 g der Verbindung (a), 180,5 g der Verbindung (b), 46,3 g der Verbindung (f), 36,1 g der Verbindung (q), 6,3 g der Verbindung (t), 6.050,0 g 2-Propanol und 15.000,0 g 2-Methyl-2-propanol gegeben und eine Stunde gerührt. Dann wurden 25,2 g Magnesiumperchlorat zugegeben, und die Mischung wurde kräftig gerührt. Während die Temperatur dieser Lösung bei nicht mehr als 5ºC gehalten wurde, wurden 70,4 g einer 1%igen wässerigen Salzsäurelösung allmählich tropfenweise zugegeben. Nach der vollständigen tropfenweisen Zugabe wurde für fünf Tage weitergerührt, während die Flüssigkeitstemperatur bei 25ºC gehalten wurde, um das Behandlungsmittel 2 zu erhalten.

Herstellung des Behandlungsmittels 3

In einen 3-Hals-Kolben, ausgestattet mit einem Rührer und einem Thermometer, wurden 50,0 g der Verbindung (a), 182,5 g der Verbindung (b), 50,3 g der Verbindung (f), 25,1 g der Verbindung (g), 40,3 g der Verbindung (q), 5.980,0 g 2-Propanol und 15.500,0 g 2-Methyl-2-propanol gegeben und eine Stunde gerührt. Dann wurden 23,4 g Magnesiumperchlorat zugegeben und die Mischung wurde kräftig gerührt. Während die Temperatur dieser Lösung bei nicht mehr als 5ºC gehalten wurde, wurden 74,2 g einer 1%igen wässerigen Salzsäurelösung allmählich tropfenweise zugegeben. Nach der vollständigen tropfenweisen Zugabe wurde für fünf Tage weitergerührt, während die Flüssigkeitstemperatur bei 25ºC gehalten wurde, um das Behandlungsmittel 3 zu erhalten.

Herstellung des Behandlungsmittels 4 (Referenz)

In einen 3-Hals-Kolben, ausgestattet mit einem Rührer und einem Thermometer, wurden 75,5 g der Verbindung (c) und 2.425,0 g Ethylacetat gegeben. Während die Flüssigkeitstemperatur dieser Lösung bei 25ºC gehalten wurde, wurde für einen Tag weitergerührt, um das Behandlungsmittel 4 zu erhalten.

Herstellung des Behandlungsmittels 5 (Referenz)

In einen 3-Hals-Kolben, ausgestattet mit einem Rührer und einem Thermometer, wurden 50,0 g der Verbindung (b), 15,0 g der Verbindung (j), 10,2 g der Verbindung (e), 1.911,0 g Ethylacetat und 535,4 g Toluol gegeben. Während die Flüssigkeitstemperatur dieser Lösung bei 25ºC gehalten wurde, wurde für einen Tag weitergerührt, um das Behandlungsmittel 5 zu erhalten.

Herstellung des Behandlungsmittels 6 (Referenz)

In einen 3-Hals-Kolben, ausgestattet mit einem Rührer und einem Thermometer, wurden 65,4 g der Verbindung (i), 5,0 g der Verbindung (d), 3,2 g der Verbindung (r), 1.900,0 g Isobutylacetat und 500,0 g Methylethylketon gegeben. Während die Flüssigkeitstemperatur dieser Lösung bei 25ºC gehalten wurde, wurde für einen Tag weitergerührt, um das Behandlungsmittel 6 zu erhalten.

Herstellung des Behandlungsmittels 7 (Referenz)

In einen 3-Hals-Kolben, ausgestattet mit einem Rührer und einem Thermometer, wurden 35,1 g der Verbindung (c), 35,4 g der Verbindung (i), 3,5 g der Verbindung (s) und 2.410,0 g Isobutylacetat gegeben. Während die Flüssigkeitstemperatur dieser Lösung bei 25ºC gehalten wurde, wurde für einen Tag weitergerührt, um das Behandlungsmittel 7 zu erhalten.

Herstellung des Behandlungsmittels 8

In einen 3-Hals-Kolben, ausgestattet mit einem Rührer und einem Thermometer, wurden 55,5 g der Verbindung (e) und 2.775,6 g Isobutylacetat gegeben. Während die Flüssigkeitstemperatur dieser Lösung bei 25ºC gehalten wurde, wurde für einen Tag weitergerührt, um das Behandlungsmittel 8 zu erhalten.

Herstellung des Behandlungsmittels 9

In einen 3-Hals-Kolben, ausgestattet mit einem Rührer und einem Thermometer, wurden 35,7 g der Verbindung (e), 24,3 g der Verbindung (d) und 2.775,6 g Ethylacetat gegeben. Während die Flüssigkeitstemperatur dieser Lösung bei 25ºC gehalten wurde, wurde für einen Tag weitergerührt, um das Behandlungsmittel 9 zu erhalten.

Herstellung des Behandlungsmittels 10

In einen 3-Hals-Kolben, ausgestattet mit einem Rührer und einem Thermometer, wurden 78,5 g der Verbindung (f), 1.020,2 g Methanol und 2.000,0 g Isopropanol gegeben und eine Stunde gerührt. Während die Temperatur dieser Lösung bei nicht mehr als 5ºC gehalten wurde, wurden 37,2 g einer 1%igen wässerigen Salzsäurelösung allmählich tropfenweise zugegeben. Nach der vollständigen tropfenweisen Zugabe wurde für fünf Tage weitergerührt, während die Flüssigkeitstemperatur bei 25ºC gehalten wurde, um das Behandlungsmittel 10 zu erhalten.

Herstellung des Behandlungsmittels 11

In einen 3-Hals-Kolben, ausgestattet mit einem Rührer und einem Thermometer, wurden 75,0 g der Verbindung (f), 10,9 g der Verbindung (q), 1.203,5 g Methanol und 2.000,0 g Isopropanol gegeben und eine Stunde gerührt. Während die Temperatur dieser Lösung bei nicht mehr als 5ºC gehalten wurde, wurden 35,5 g einer 1%igen wässerigen Salzsäurelösung allmählich tropfenweise zugegeben. Nach der vollständigen tropfenweisen Zugabe wurde für fünf Tage weitergerührt, während die Flüssigkeitstemperatur bei 25ºC gehalten wurde, um das Behandlungsmittel 11 zu erhalten.

Herstellung des Behandlungsmittels 12

In einen 3-Hals-Kolben, ausgestattet mit einem Rührer und einem Thermome ter, wurden 56,3 g der Verbindung (b), 29,4 g der Verbindung (o) und 43,9 g der Verbindung (f) zugegeben und gemischt, dann wurden 1.531,9 g Methanol und 7.000,0 g Isopropanol und ferner 8,9 g Natriumacetat zugegeben und die Mischung eine Stunde gerührt. Während die Temperatur dieser Lösung bei nicht mehr als 5ºC gehalten wurde, wurden 34,5 g einer 1%igen wässerigen Salzsäurelösung allmählich tropfenweise zugegeben. Nach der vollständigen tropfenweisen Zugabe wurde für fünf Tage weitergerührt, während die Flüssigkeitstemperatur bei 25ºC gehalten wurde, um das Behandlungsmittel 12 zu erhalten.

Herstellung des Behandlungsmittels 13

In einen 3-Hals-Kolben, ausgestattet mit einem Rührer und einem Thermometer, wurden 23,0 g der Verbindung (b), 10,8 g der Verbindung (n), 30,0 g der Verbindung (o), 22,4 g der Verbindung (f) und 13,6 g der Verbindung (p) zugegeben und gemischt, dann wurden 1.708,9 g Methanol und 7.000,0 g Isopropanol zugegeben und die Mischung eine Stunde gerührt. Während die Temperatur dieser Lösung bei nicht mehr als 5ºC gehalten wurde, wurden 23,6 g einer 1%igen wässerigen Salzsäurelösung allmählich tropfenweise zugegeben. Nach der vollständigen tropfenweisen Zugabe wurde für fünf Tage weitergerührt, während die Flüssigkeitstemperatur bei 25ºC gehalten wurde, um das Behandlungsmittel 13 zu erhalten.

Herstellung des Behandlungsmittels 14 (Referenz)

In einen Kolben, ausgestattet mit einem Rührer und einem Thermometer, wurden 20,2 g der Verbindung (i) und 1.980,0 g Butylacetat gegeben. Während die Flüssigkeitstemperatur dieser Lösung bei 25ºC gehalten wurde, wurde für einen Tag weitergerührt, um das Behandlungsmittel 14 zu erhalten.

Herstellung des Behandlungsmittels 15 (Referenz)

In einen Kolben, ausgestattet mit einem Rührer und einem Thermometer, wur den 19,9 g der Verbindung (k) und 10,3 g der Verbindung (I) gegeben und gemischt, und es wurden ferner 985,3 g Ethylacetat, 54,2 g Isopropanol und 456,3 g Trichlortrifluorethan (R-113) zugegeben. Während die Flüssigkeitstemperatur dieser Lösung bei 25ºC gehalten wurde, wurde für fünf Tage weitergerührt, um das Behandlungsmittel 15 zu erhalten.

Herstellung des Behandlungsmittels 16 (Referenz)

in einen Kolben, ausgestattet mit einem Rührer und einem Thermometer, wurden 9,8 g der Verbindung (i), 2,4 g der Verbindung (e) und 9,8 g der Verbindung (k) gegeben und gemischt, und es wurden ferner 970,0 g Butylacetat, 35,5 g Isopropanol und 200,0 g Trichlortrifluorethan (R-113) zugegeben. Während die Flüssigkeitstemperatur dieser Lösung bei 25ºC gehalten wurde, wurde für einen Tag weitergerührt, um das Behandlungsmittel 16 zu erhalten.

Herstellung des Behandlungsmittels 17 (Referenz)

In einen Kolben, ausgestattet mit einem Rührer und einem Thermometer, wurden 19,9 g der Verbindung (k) und 10,3 g der Verbindung (I) gegeben und gemischt, und es wurden ferner 985,3 g Ethylacetat, 54,2 g Isopropanol und 456,3 g Trichlortrifluorethan (R-113) zugegeben. 1,8 g der Verbindung (m) und 0,2 g Schwefelsäure wurden zugegeben. Während die Flüssigkeitstemperatur dieser Lösung bei 25ºC gehalten wurde, wurde für fünf Tage weitergerührt, um das Behandlungsmittel 17 zu erhalten.

BEISPIEL 1

Eine 10 cm · 10 cm (Dicke: 3 mm) Glasplatte wurde in eine Lösung des Behandlungsmittels 8 eingetaucht und mit einer Geschwindigkeit von 5 cm/min wieder herausgezogen, gefolgt von Trocknung bei Raumtemperatur. Dieses Teststück wurde in eine Lösung des Behandlungsmittels 1 getaucht und mit einer Geschwindigkeit von 5 cm/min wieder herausgezogen, gefolgt von Erwärmung bei 200ºC für 30 Minuten, um ein Testprobestück zu erhalten. Die ses Teststück wurde bewertet, und die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.

BEISPIEL 2

Der Test und die Auswertung wurden in der gleichen Art und Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt, ausgenommen daß das Behandlungsmittel 1 in Beispiel 1 in Behandlungsmittel 9 geändert wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.

BEISPIEL 3

Der Test und die Auswertung wurden in der gleichen Art und Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt, ausgenommen daß das Behandlungsmittel 1 in Beispiel 1 in Behandlungsmittel 2 geändert wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.

BEISPIEL 4

Der Test und die Auswertung wurden in der gleichen Art und Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt, ausgenommen daß das Behandlungsmittel 1 in Beispiel 1 in Behandlungsmittel 3 geändert wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.

BEISPIEL 5 (Vergleich)

Eine 10 cm · 10 cm (Dicke: 3 mm) Glasplatte wurde in eine Lösung des Behandlungsmittels 8 eingetaucht und mit einer Geschwindigkeit von 5 cm/min wieder herausgezogen, gefolgt von Trocknung bei Raumtemperatur. Dieses Teststück wurde in eine Lösung des Behandlungsmittels 4 getaucht und mit einer Geschwindigkeit von 5 cm/min wieder herausgezogen, gefolgt von Trocknung bei Raumtemperatur, um ein Testprobestück zu erhalten. Dieses Teststück wurde bewertet, und die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.

BEISPIEL. 6 (Vergleich)

Der Test und die Auswertung wurden in der gleichen Art und Weise wie in Beispiel 5 durchgeführt, ausgenommen daß das Behandlungsmittel 4 in Beispiel 5 in Behandlungsmittel 5 geändert wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.

BEISPIEL 7 (Vergleich)

Der Test und die Auswertung wurden in der gleichen Art und Weise wie in Beispiel 5 durchgeführt, ausgenommen daß das Behandlungsmittel 4 in Beispiel 5 in Behandlungsmittel 6 geändert wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.

BEISPIEL 8 (Vergleich)

Der Test und die Auswertung wurden in der gleichen Art und Weise wie in Beispiel 5 durchgeführt, ausgenommen daß das Behandlungsmittel 4 in Beispiel 5 in Behandlungsmittel 7 geändert wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.

BEISPIEL 9

Eine 10 cm · 10 cm (Dicke: 3 mm) Glasplatte wurde in eine Lösung des Behandlungsmittels 1 eingetaucht und mit einer Geschwindigkeit von 5 cm/min wieder herausgezogen, gefolgt von Erwärmung auf 200ºC für 30 Minuten, um ein Testprobestück zu erhalten. Dieses Teststück wurde bewertet, und die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.

VERGLEICHSBEISPIEL 1

Eine 10 cm · 10 cm (Dicke: 3 mm) Glasplatte wurde in eine Lösung des Behandlungsmittels 5 eingetaucht und mit einer Geschwindigkeit von 5 cm/min wieder herausgezogen, gefolgt von Trocknung bei Raumtemperatur, um ein- Testprobestück zu erhalten. Dieses Teststück wurde bewertet, und die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.

VERGLEICHSBEISPIEL 2

Eine 10 cm · 10 cm (Dicke: 3 mm) Glasplatte wurde in eine Lösung des Behandlungsmittels 8 getaucht und mit einer Rate von 5 cm/min herausgezogen, gefolgt von Trocknung bei Raumtemperatur, um ein Probenteststück zu erhalten. Dieses Teststück wurde ausgewertet, und die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt. Tabelle 1
* Vergleichsbeispiel

BEISPIEL 10

Die in Beispiel 1 hergestellten Teststücke wurden für 24 Stunden in das wie in Tabelle 2 bezeichnete Reagenz getaucht, und es wurde dann herausgezogen und sofort gesäubert. Dann wurden die Veränderung des äußeren Erscheinungsbildes und der Wassertropfenentfernungsfähigkeit des Teststücks überprüft. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt. Tabelle 2

BEISPIEL 11

Im Hinblick auf die in den Beispielen 1, 5, 7 und 9 und Vergleichsbeispiel 1 hergestellten Teststücke, wurde die nachfolgende Bewertung der Abriebfestigkeit durchgeführt, und die Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt.

Abriebfestigkeit:

Testgerät: Kratztester vom Bewegungstyp (hergestellt von K.N.T.K.K.) Testbedingungen: Ein Flanelltuch wurde unter einer Last von 1 kg hin und her bewegt, und die Anzahl der Bewegungsabläufe wurde beobachtet, bis der Kontaktwinkel von Wasser dauerhaft bei 90º lag.

Tabelle 3

Anzahl der Bewegungsabläufe

Beispiel 1 15.000
Beispiel 5 33.000
Beispiel 7 25.000
Beispiel 9 15.000
Vergleichsbeispiel 1 5.000
Das Substrat der Erfindung oder ein Gegenstand mit dem darauf angebrachten Substrat, zeigt ausgezeichnete Effekte, wie aus den vorangehenden Beispielen ersichtlich ist. Nämlich:
1. Es hat ausgezeichnete Wassertropfenentfernungsfähigkeiten und ist frei von der Ablagerung von Staub, Flecken oder Wassertropfen, oder frei von der Bildung von Kesselstein aufgrund solcher Ablagerungen, oder selbst wenn sich Kesselstein bildet, kann dieser einfach entfernt werden, wobei negativen Effekten, die anderenfalls durch Wasser hervorgerufen werden, vorge beugt werden kann, und es ist möglich, die Reinigungsoperationen zu vereinfachen.
2. Es ist ausgezeichnet für die Beibehaltung der Wassertropfenentfernungsfähigkeiten und kann diesen Zustand halb-dauerhaft beibehalten.
3. Es ist ausgezeichnet in seiner Widerstandsfähigkeit gegenüber Chemikalien und kann in einer Küstenregion oder einer Region, die mit Salzwasser direkt in Kontakt steht, eingesetzt werden. Somit ist es in einem weiten Bereich einsetzbar.
4. Es erfordert keine spezielle Vorbehandlung, wobei der ökonomische Vorteil substantiell ist.
Insbesondere besitzt es langanhaltende Wassertropfenentfernungsfähigkeiten, selbst bei normaler Temperaturbehandlung.
5. Die Wassertropfenentfernungsfähigkeit ist höchst geeignet für den Einsatz im Bereich von Transporteinrichtungen und im Bereich von Gebäuden und Gebäudeverzierungen.
Die obigen Effekte können mit herkömmlichen Materialien nicht erwartet werden, und die vorliegende Erfindung kann in einem Bereich eingesetzt werden, in dem herkömmliche Materialien praktisch nicht einsetzbar sind.

Claims

1. Oberflächenbehandeltes Substrat, im wesentlichen bestehend aus einem Substrat mit mindestens zwei verschiedenen Oberflächenschichten, wobei die erste Schicht, die von den behandelten Oberflächenschichten die äußerste Schicht bildet, eine durch Behandlung mit einer hydrolysierbaren Silanverbindung (I), die keine Isocyanatsilanverbindung ist, erhaltene Schicht ist, die eine Oberfläche mit einem Kontaktwinkel gegenüber Wasser von mindestens 70º bilden kann, und die zweite Schicht, die eine Unterschicht in Kontakt mit der äußersten Schicht bildet, eine durch Behandlung mit Tetraisocyanatsilan erhaltene Schicht ist.

2. Substrat nach Anspruch 1, wobei die hydrolysierbare Silanverbindung (I) eine hydrolysierbare Silanverbindung mit einer langkettigen Kohlenwasserstoffgruppe oder eine organische Gruppe mit Fluoratomen ist.

3. Substrate nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Substrat aus Glass hergestellt ist.

4. Substrat nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die Verbindung (I) eine reaktive Silanverbindung der folgenden Formel (A) oder (B) ist, wobei mindestens eine organische Gruppe eine polyfluororganische Gruppe ist:

(Z)3-a-b(R¹)a(R²)bSi-Y-Si(R³)c(R&sup4;)d(Z)3-c-d (A)

wobei jedes R¹, R², R³ und R&sup4;, die voneinander unabhängig sind, Wasserstoff oder eine C&sub1;&submin;&sub2;&sub1;-organische Gruppe, Y eine zweiwertige organische Gruppe, Z eine hydrolysierbare Gruppe, jedes a und b, die voneinander unabhängig sind, eine ganze Zahl 0, 1 oder 2 ist, vorausgesetzt, daß 0 ≤ a + b ≤ 2 und jedes c und d, die voneinander unabhängig sind, eine ganze Zahl 0, 1 oder 2 ist, vorausgesetzt 0 ≤ c + d ≤ 2,

(R&sup5;)e(R&sup6;)g(R&sup7;)hSi(Z)4-e-g-h (B)

wobei jedes R&sup5;, R&sup6; und R&sup7;, die voneinander unabhängig sind, Wasserstoff oder eine C&sub1;&submin;&sub2;&sub1;-organische Gruppe ist, vorausgesetzt, daß mindestens eines von R&sup5;, R&sup6; und R&sup7; eine organische Gruppe ist, Z eine hydrolysierbare Gruppe, und jedes e, g und h, die voneinander unabhängig sind, eine ganze Zahl 0, 1 oder 2 ist, vorausgesetzt 1 ≤ e + g + h ≤ 3.

5. Substrat nach Anspruch 4, wobei die polyfluororganische Gruppe eine organische Gruppe mit einem C&sub3;&submin;&sub2;&sub1;-Perfluoralkylrest oder einem C&sub2;&submin;&sub1;&sub6;- Perfluoralkylenrest ist.

6. Substrat nach Anspruch 5, wobei die hydrolysierbare Gruppe eine hydrolysierbare Gruppe ist, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem Halogenatom, einer Alkoxygruppe, einer Acyloxygruppe, einer alkoxysubstituierten Alkoxygruppe, einer Aminoxygruppe, einer Amidgruppe, einer Säureamidgruppe und einer Ketoxymatgruppe.

7. Substrat nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Verbindung (I) eine hydrolysierbare Silanverbindung mit mindestens einer perfluororganischen Gruppe ist.

8. Substrat nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die erste Schicht eine Schicht ist, die durch Behandlung mit einer Zusammensetzung, umfassend die Verbindung (I) und ein Organopolysiloxan, erhalten wird.

9. Substrat nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Organopolysiloxan ein Organopolysiloxan mit sich wiederholenden Einheiten der folgenden Formel (C) ist und eine Viskosität von 0,5 bis 1,000 · 10&supmin;&sup6; m²/s (Centistokes) bei 25ºC besitzt:

[-SiR&sup8;(CH&sub3;)-O-] (C)

wobei R&sup8; eine einwertige C&sub1;&submin;&sub1;&sub6;-organische Gruppe ist.

10. Substrat nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Oberflächenschichten derart hergestellt werden, daß die Substratoberfläche mit einem Tetraisocyanatsilan behandelt wird, um die zweite Schicht zu bilden, und dann die Oberfläche der zweiten Schicht mit einer Zusammensetzung, die die Verbindung (I) enthält, behandelt wird, um die äußerste Schicht zu bilden.