DE69726872T2

DE69726872T2 - Substrat mit verbesserten hydrophilen oder hydrophoben eingenschaften mit unregelmässigkeiten

Info

Publication number: DE69726872T2
Application number: DE69726872T
Authority: DE
Inventors: Marie-Jose Azzopardi; Laurent Delattre; Xavier Talpaert
Original assignee: Saint Gobain Glass France SAS; Compagnie de Saint Gobain SA
Current assignee: Saint Gobain Glass France SAS; Compagnie de Saint Gobain SA
Priority date: 1996-11-26
Filing date: 1997-11-18
Publication date: 2004-10-14
Anticipated expiration: 2017-11-19
Also published as: DE69726872D1; ES2212140T3; ATE256644T1; WO1998023549A1; JP2000504302A; KR100482261B1; JP4801234B2; US6299981B1; FR2756276A1; EP0927144A1; FR2756276B1; KR19990081881A; EP0927144B1

Description

Die Erfindung betrifft insbesondere transparente Substrate, denen vorzugsweise Hydrophobie/Oleophobie oder Hydrophilie/Oleophilie verliehen werden soll, um bestimmte Regen abweisende/Schmutz abweisende bzw. Beschlag abweisende Effekte zu erhalten. Dazu werden diese Substrate beispielsweise bei der Herstellung von Glasscheiben für verschiedene Verwendungen wie Glasscheiben für Transportfahrzeuge oder das Bauwesen mit Beschichtungen versehen.
Es ist bekannt, in die Oberfläche von Substraten unterschiedlichen Charakters hydrophobe/oleophobe oder hydrophile/oleophile Funktionen einzubauen. Diese Funktionen beeinflussen beide die Benetzbarkeit der Substrate.
Die Hydrophobie/Oleophobie eines Substrates besteht darin, dass die Kontäktwinkel einer Flüssigkeit mit diesem Substrat hoch sind, beispielsweise etwa 120° für Wasser. Die Flüssigkeit hat dann die Neigung, tröpfchenförmig auf dem Substrat durch einfache Schwerkraftwirkung, wenn das Substrat geneigt ist, oder durch aerodynamische Kräfte bei einem sich bewegenden Fahrzeug, leicht abzufließen. Bekannte Mittel, um diese Hydrophobie/Oleophobie zu verleihen, sind beispielsweise fluorierte Alkylsilane wie sie in der Patentanmeldung EP-A1-0 675 087 beschrieben sind. Sie werden auf bekannte Weise, gelöst entsprechend herkömmlichen Abscheideverfahren, gegebenenfalls unter Erwärmung, aufgebracht.
Im Gegensatz dazu manifestiert sich die Hydrophilie/Oleophilie eines Substrats durch kleine Kontaktwinkel einer Flüssigkeit mit diesem Substrat, von etwa 5° für Wasser auf sauberem Glas. Durch diese Eigenschaft wird die Bildung transparenter feiner Flüssigkeitsfilme auf Kosten derjenigen von Beschlag begünstigt, der aus winzigen Tröpfchen besteht, welche die Durchsicht durch ein transparentes Substrat stören. Zahlreiche hydrophile Mittel, insbesondere hydroxylierte wie Polyhydroxyalkyl(meth)acrylate werden auf bekannte Weise bei transparenten Substraten für diesen Zweck verwendet. Bestimmte, als photokatalytisch bezeichnete Verbindungen wie TiO₂ werden andererseits verwendet, insbesondere zusammen mit Glassubstraten, nicht nur wegen ihres hydrophilen Charakters, nachdem sie Licht ausgesetzt worden sind, sondern auch wegen ihres Vermögens, durch einen radikalischen Oxidationsvorgang die Verschmutzungen organischen Ursprungs abzubauen. Dabei ist es bekannt, Beschichtungen mit photokatalytischen Eigenschaften, die TiO₂ enthalten, ausgehend von mindestens einem Titanvorläufer, gegebenenfalls in Lösung, durch Pyrolyse aus der Flüssigphase, ein Sol-Gel-Verfahren oder auch Gasphasenpyrolyse aufzubringen.
Entsprechend dem Dargelegten wird Hydrophobie/Oleophobie quantitativ durch die Messung des gebildeten Kontaktwinkels beurteilt, meist durch einen Wassertropfen auf einem gegebenen Substrat. Als zusätzlicher Anzeigefehler wird dieser Kontaktwinkel an einem horizontalen Substrat gemessen. In der Praxis ist es, wie weiter oben erwähnt, das dynamische Verhalten von Flüssigkeitströpfchen, auf welches durch die Tatsache abgezielt wird, dass einem Substrat Hydrophobie verliehen wird. Dies trifft auch auf im Wesentlichen vertikale statische Substrate wie Außenverglasungen von Gebäuden und Verglasungen von Duschkabinen und Transportfahrzeugen zu. Jedoch werden bei einem Flüssigkeitstropfen auf einem zur Horizontalen geneigten Substrat zwei unterschiedliche Kontaktwinkel beobachtet: der Vorwärtswinkel und der Rückwärtswinkel, der nach bzw. vor dem Tropfen in Bezug auf dessen Bewegungsrichtung ermittelt wird. Diese Winkel sind die Werte, die an der Grenze zum Ablösen des Tropfens erreicht werden. Die Differenz zwischen Vorwärtswinkel und Rückwärtswinkel wird als Hysterese bezeichnet. Ein Wassertropfen, der eine große Hysterese oder einen kleinen Rückwärtswinkel besitzt, wird schlecht auf einem Substrat ablaufen. Somit ist leicht ersichtlich, dass eine effiziente Hydrophobie gleichzeitig von einem großen Vorwärtswinkel und einer kleinen Hysterese bestimmt wird.
In genau dieser Hinsicht sind von den Erfindern ausgezeichnete Ergebnisse erhalten worden, die bisher noch nie erreicht worden sind. Auf einem erfindungsgemäßen Substrat, das zuvor einer hydrophob machenden Behandlung unterworfen worden war, wurde ein Ablaufen von Flüssigkeitstropfen, insbesondere von Wasser, erhalten, das außergewöhnlich leicht und schnell vonstatten ging. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass die erfindungsgemäß vorgesehenen Maßnahmen es wenigstens erlauben, die Effekte einer hydrophil machenden Behandlung, welcher ein Substrat unterworfen wurde, zu erhalten, wenn nicht sogar zu verbessern.
Erfindungsgemäß wird diese wesentliche Aufgabe, die darin besteht, die Hydrophobie/Oleophobie oder Hydrophilie/Oleophilie eines Substrates zu erhöhen, durch ein Substrat gelöst, auf welchem Unregelmäßigkeiten mit Submikrometerabmessungen gebildet worden sind, die fast in ihrer Gesamtheit zu mindestens zwei unterschiedlichen Klassen gehören, deren jeweilige repräsentative Werte um einen Faktor von mindestens 5 oder höchstens 1/5 variieren.
Eine besonders vorteilhafte Abwandlung ist durch das Vorhandensein von zwei Klassen mit unterschiedlichen Abmessungen, wie sie zuvor definiert worden sind, gekennzeichnet, deren repräsentative Werte um einen Faktor von mindestens 100 bzw. höchstens 1/100 variieren.
Um die optischen Eigenschaften, insbesondere eines transparenten Substrats, zu erhalten, übersteigen die Abmessungen der Unregelmäßigkeiten vorzugsweise 150 nm nicht, um das Auftreten diffuser Lichttransmission zu verhindern oder zu begrenzen.
Die Unregelmäßigkeiten bilden ein Relief mit Höhen und Tiefen auf dem Substrat und entsprechen im Allgemeinen mehr oder weniger regelmäßigen geometrischen Formen mit in Bezug auf das Substrat einer beliebigen Richtung. Dabei sind die Begriffe "Höhen und Tiefen", die zur Definition des erfindungsgemäßen Gegenstands dienen, im weiten Sinne zu verstehen, sodass sie einfach das Vorhandensein bzw. die Abwesenheit von Material bedeuten. So entsprechen die Abmessungen der erfindungsgemäßen Unregelmäßigkeiten im Wesentlichen den Durchmessern von Kugeln oder Zylindern, der Höhe von Zylindern oder den Kanten von Polyedern, die in Bezug auf die Ebene des Substrats senkrecht zu dieser und parallel oder in einer beliebigen Richtung ausgerichtet sind. Diese Abmessungen können auch denjenigen einer Vertiefung, insbesondere dem Zwischenraum zwischen zwei Höhen, oder der Tiefe einer solchen Vertiefung entsprechen.
Entsprechend einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform bestehen die Unregelmäßigkeiten insgesamt oder teilweise aus Objekten, die in der Oberfläche des Substrats eingeschlossen sind und jeweils mindestens zwei Abmessungen besitzen, die zu wie zuvor definierten unterschiedlichen Klassen gehören. Diese Objekte können gegebenenfalls voneinan der verschieden sein, bestehen aber vorteilhafterweise aus gleichen Stäbchen mit einer einzigen Ausrichtung, insbesondere senkrecht zur Ebene des Substrats, oder mit einer vielfachen Ausrichtung.
Entsprechend einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform wird das Relief aus Höhen und Tiefen des Substrats insgesamt oder teilweise von Objekten mit relativ kleinen Abmessungen gebildet, die auf Objekten befestigt sind, die zu einer erfindungsgemäßen Klasse mit größeren Abmessungen gehören. Dabei ist es selbstverständlich günstig, die Objekte mit größeren Abmessungen auf dem Substrat derart ausreichend zu verteilen, dass sie keine kompakte Schicht bilden, in welcher es nicht mehr möglich wäre, ihre eigenen Abmessungen zu unterscheiden. Dasselbe trifft auf die Objekte mit kleineren Abmessungen zu.
In einer dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform, die sich nur leicht von der vorhergehenden unterscheidet, bestehen die Unregelmäßigkeiten an der Oberfläche des Substrats aus Agglomeraten von relativ kleinen Objekten zu Objekten, die selbstverständlich zu einer Klasse mit größeren Abmessungen gehören. Wie im vorhergehenden Fall ist es wichtig, dass die Anordnung aller Objekte gleichzeitig die zwei Größenordnungen der Abmessungen der Unregelmäßigkeiten erkennen lässt. Insbesondere ist es notwendig, dass die kleinen Objekte in den Außenschichten der Agglomerate in Bezug auf einander genügend beabstandet sind.
Erfindungsgemäß ist das mit der Beschichtung versehene Substrat vorteilhafterweise transparent; es kann auf der Basis von Glas oder einem Kunststoff wie Polymethylmethacrylat (PMMA), Polyvinylbutyral (PVB), Polycarbonat (PC) oder Polyurethan (PU) sein.
Gemäß einem vorteilhaften Merkmal werden die Unregelmäßigkeiten an der Oberfläche des Substrats durch Bildung einer texturierten Beschichtung erzeugt, in welcher sie von Teilchen aus einem photokatalytischen Mittel wie Titandioxid, TiO₂, verursacht werden. Ohne hydrophob/oleophob machende Behandlung besitzt eine solche Beschichtung, wenn sie einer entsprechenden Strahlung wie sichtbarem und/oder ultraviolettem Licht ausgesetzt wird, zwei interessante Eigenschaften: durch das Vorhandensein von photokatalytischem Titan oxid wird, wie weiter oben erläutert, entsprechend ihrer Ansammlung die fortschreitende Entfernung von Verschmutzungen organischen Ursprungs gefördert, indem deren Abbau durch einen radikalischen Oxidationsvorgang bewirkt wird.
Weiterhin weist sie auch eine Oberfläche mit ausgeprägtem hydrophilen/oleophilen Charakter auf, insbesondere wenn sie ein anorganisches Bindemittel enthält, was zu einem zweiten nicht zu vernachlässigenden Vorteil beiträgt, zu einem hydrophilen Charakter, der eine vollständige Benetzung mit Wasser erlaubt, das sich auf der Beschichtung abscheiden kann. Anstelle des Abscheidens von Wassertröpfchen in Form von Beschlag, der die Durchsicht stört, entsteht ein kontinuierlicher dünner Wasserfilm, der sich an der Oberfläche der Beschichtung bildet und vollkommen transparent ist. Dieser "beschlagabweisende Effekt" wird insbesondere durch die Messung eines Kontaktwinkels mit Wasser von kleiner als 5° nach Bestrahlung mit Licht gezeigt.
Zusammen mit einem hydrophilen Charakter kann sie auch einen oleophilen Charakter besitzen, der die "Benetzung" der organischen Verschmutzungen erlaubt, die, wie beim Wasser, dann dazu neigen, sich auf der Beschichtung in Form eines kontinuierlichen Films abzuscheiden, der weniger sichtbar als gut lokalisierte "Flecke" ist. Es wird so ein "organische Verschmutzungen abweisender Effekt" erzielt, der sich in zwei Stufen vollzieht: Bereits, wenn sie sich auf der Beschichtung abgelagert hat, ist die Verschmutzung schon wenig zu sehen. Anschließend wird sie fortschreitend durch den von der Photokatalyse ausgelösten radikalischen Abbau entfernt.
Demgemäß ist die Verwendung eines erfindungsgemäßen Substrats für eine Verschmutzungen und Beschlag abweisende Glasscheibe ebenfalls ein erfindungsgemäßer Gegenstand.
Selbstverständlich können die im Relief befindlichen Unregelmäßigkeiten, die an der Substratoberfläche geschaffen worden sind, von beliebigen nicht-photokatalytischen Teilchen wie aus Metalloxid oder beispielsweise aus SiO₂ verursacht werden, unter der Bedingung, dass sie wenigstens zwei wie weiter oben definierte Klassen von unterschiedlichen Abmessungen aufweisen.
Entsprechend einem weiteren vorteilhaften Merkmal wird das Substrat hydrophob gemacht, entweder, indem Moleküle eingebaut werden, die diese Eigenschaft bei der Bildung der die Unregelmäßigkeiten enthaltenden Beschichtung verleihen, oder, indem in der Kälte auf dem gegebenenfalls mit einer solchen Beschichtung versehenen Substrat ein monomolekularer Film, der solche Moleküle umfasst, und die Geometrie der darunter liegenden Oberfläche praktisch nicht verändert, aufgebracht wird.
Vorzugsweise besitzt das hydrophobe Mittel die Formel CF₃-(CF₂)_n-(CH₂)_m-SiX₃ (I),in welcher

– n = 0 bis 12 und vorzugsweise 5 bis 9,
– m = 2 bis 5 und vorzugsweise 2 und
– X = eine hydrolysierbare Gruppe wie ein Wasserstoff- und Chloratom, eine Alkoxygruppe oder vorzugsweise eine Methoxy-, Ethoxy- oder Propoxygruppe.

Obwohl Gemische aus Verbindungen, in welchen n 5 bis 9 ist, für die Realisierung der Erfindung geeignet sind, wird vorzugsweise eine reine Verbindung verwendet, in welcher beispielsweise n = 7.
Demzufolge ist die Verwendung des so erhaltenen Substrats für eine regenabweisende Glasscheibe ebenfalls im Erfindungsumfang enthalten.
Für die Erzeugung von Unregelmäßigkeiten mit den erforderlichen Abmessungen auf der Substratoberfläche sind verschiedene Verfahren vorsehbar.
So ist es möglich, einen mechanischen Angriff oder ein saures bzw. basisches Ätzen durchzuführen.
Die Unregelmäßigkeiten können auch hervorgerufen werden, indem auf das Substrat eine Beschichtung aufgebracht wird, die sie in Form von vorgefertigten Objekten enthält, insbe sondere durch ein Verfahren, in welchem Kolloide in einer Sol-Gel-Matrix abgeschieden werden. Das angewendete Abscheideverfahren ist vom Typ Tauchen, "Cell-Coating", "Spin-Coating", Walzbeschichten, Flüssigkeitszerstäubung oder "Flow-Coating".
In einer anderen Ausführungsform werden die Unregelmäßigkeiten mit den erforderlichen Abmessungen während der Bildung der Beschichtung auf dem Substrat erzeugt. Diese Erzeugung kann aus einer Verbindung wie einer Agglomerierung kleinerer Objekte, die zu Beginn eingeführt werden, und/oder einem geeigneten Verfahren zur Bildung der Beschichtung wie CVD (Chemical Vapour Deposition) oder Pyrolyse resultieren.
Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele näher erläutert.
Beispiel 1
Auf einer Unterschicht aus Siliciumcarbidoxid, SiOC, die zuvor auf einer Floatglasscheibe abgeschieden worden war, wurden Kolloide aus Titandioxid, TiO₂, in einer Sol-Gel-Matrix aufgebracht.
Die SiOC-Unterschicht kann durch CVD aus einem Gemisch aus SiH₄ und Ethylen, in Stickstoff verdünnt, wie in der Patentanmeldung EP-A-0 518 755 beschrieben, erhalten werden. Diese Unterschicht ist besonders wirksam, um die Diffusionsneigung von Alkaliionen (Na⁺, K⁺) und Erdalkalüonen (Ca⁺⁺), die aus dem Floatglassubstrat stammen, in die die TiO₂-Kolloide enthaltende Beschichtung zu verhindern. Diese Elemente können die Haftung der Beschichtung verringern.
Die Kolloide wurden mittels einer Dispersion aufgebracht, die umfasste:

– eine Formulierung auf der Basis von Siliciumtetraethoxid, Si(OEt)₄, das mit einem Verhältnis von 0,1 mol pro Liter in Ethanol verdünnt worden war, und
– eine 20 gew.-%ige Dispersion von TiO₂-Teilchen in Ethylenglykol.

Formulierung und organische Dispersion hatten derartige Anteile, dass der Gehalt an Titandioxidteilchen an der Dispersion derart eingestellt wurde, dass 80 Gew.-% Titandioxid in der Beschichtung nach dem Aufbringen erhalten wurden (TiO₂-Masse, die aus den Teilchen stammt/TiO₂-Masse der Teilchen + SiO₂-Masse, die durch Zersetzung des Si(OEt)₄ erhalten wird, wobei vollständige Zersetzung vorausgesetzt wird).
Die TiO₂-Kolloide waren linsenförmig; ihre Größe betrug etwa 45 nm, und sie bestanden aus Gemengen von Nanokristalliten mit einer Größe von 7 nm, wobei die beiden Abmessungen nach Bildung der Beschichtung, insbesondere durch ein Raster eines Rasterelektronenmikroskops, vollkommen voneinander unterscheidbar waren.
Zum Aufbringen der Beschichtung, die schließlich die TiO₂-Kolloide in einem aus SiO₂ bestehenden anorganischen Bindemittel umfasste, wurde das Tauchverfahren angewendet. Die Beschichtung auf dem Substrat wurde durch eine Wärmebehandlung ausgehärtet, die aus einer vierstündigen Erhitzung bei 100°C und anschließend noch einmal vier Stunden bei 550°C bestand.
Auf der so erhaltenen Oberfläche wurde ein hydrophober monomolekularer Film, der aus Heptadecafluordecyltrichlorsilan mit der Formel CF₃-(CF₂)₇-(CH₂)₂-Si(Cl)₃ bestand, durch Eintauchen in eine 0,3 gew.-%ige Lösung dieser Verbindung in Decan anhaften gelassen. Die Befestigung erfolgte dann unter trokkener Luft. Es wurde ein festhaftender Fluorsilanfilm mit einer einheitlichen Dicke von etwa einigen Ångström erhalten, durch welchen die Geometrie der darunter befindlichen texturierten Beschichtung nicht wesentlich verändert wurde. Die Abmessungen der Unregelmäßigkeiten von 7 und 45 nm bleiben, auch am Endprodukt, messbar.
Vorwärts- und Rückwärtswinkel wurden durch Vergrößerung bzw. Verkleinerung eines Wassertropfens gemessen, die mittels einer Pipette durchgeführt wurde. Im ersten Fall vergrößerte sich der Kontaktwinkel mit der Vergrößerung des Tropfens und nahm anschließend bis zu dem Zeitpunkt ab, zu welchem eine Ablösung beobachtet wurde, d. h. eine plötzliche Verschiebung des Tripelpunktes. Der genau zu diesem Zeitpunkt gemessene Kontaktwinkel ist der Vorwärtswinkel. Im zweiten Fall geschieht das Umgekehrte.
Vorwärts- und Rückwärtswinkel, die an der Probe erhalten wurden, betrugen 170° bzw. 120°.
Diese Werte sind mit denjenigen zu vergleichen, die bei einem hydrophoben monomolekularen Film erhalten werden, der unter den zuvor beschriebenen Bedingungen auf einem Standardfloatglas (ohne Oberflächenunregelmäßigkeiten) anhaften gelassen wird: Vorwärtswinkel von etwa 110 bis 120° und Rückwärtswinkel von etwa 80 bis 90°.
Beispiel 2
Beispiel 1 wurde wiederholt, indem die linsenförmigen TiO₂-Kolloide durch TiO-₂ Nanokristallite ersetzt wurden, die als einzige Abmessung einen Durchmesser von 5 nm besaßen.
In der Praxis führt die Einhaltung der in Beispiel 1 beschriebenen Arbeitsbedingungen zu einer mehrschichtigen Verbindung der Nanokristallite, in welcher außer der ursprünglichen Abmessung von 5 nm Lagen mit einer maximalen Abmessung von etwa 20 nm unterschieden werden können. Die beiden Abmessungen unterscheiden sich um einen Faktor 4; die entsprechenden Unregelmäßigkeiten, obwohl sie dem erfindungsgemäß erhaltenen Erzeugnis ähnlich sind, schließen daher dieses aus.
Der beobachtete Vorwärts- und Rückwärtswinkel betrug 145 bzw. 110°, was im Vergleich mit Beispiel 1 gleichzeitig einer Verkleinerung des Vorwärtswinkels und des Rückwärtswinkels entspricht.
Der Vergleich mit Beispiel 1 zeigt für dieses eine in einem unerwarteten Ausmaß stärkere Hydrophobie mit einem Verhältnis der zwei Abmessungen von
anstelle von
für Beispiel 2.
Beispiel 3
Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei die linsenförmigen TiO₂-Kolloide durch kugelförmige SiO₂-Kolloide mit einem Durchmesser von 50 nm ersetzt wurden, die unter den genannten Arbeitsbedingungen eine einlagige Schicht derart bildeten, dass einzig ihre ursprüngliche Abmessung am Endprodukt beobachtet werden konnte, das mit dem hydrophoben monomolekularen Film beschichtet war.
Vorwärts- und Rückwärtswinkel betrugen 146 bzw. 93°.
Im Vergleich mit Beispiel 1 ist der Rückwärtswinkel besonders klein, in derselben Größenordnung wie der weiter oben für das Standardfloatglas genannte, das mit einem festhaftenden hydrophoben monomolekularen Film beschichtet war.
Dieses Beispiel zeigt den wesentlichen Charakter der Oberflächenunregelmäßigkeiten, die zu mindestens zwei Klassen mit unterschiedlichen Abmessungen gehören.
Demzufolge erfüllt die Erfindung bestens die gestellten Anforderungen, in erster Linie an einen großen Vorwärtswinkel und in zweiter Linie an eine kleine Hysterese bzw. einen grossen Rückwärtswinkel. Erfindungsgemäß wird daher ein Substrat bereitgestellt, dessen hydrophober Charakter deutlich stärker als derjenige ist, der bisher bekannt war.
Außerdem besitzt ohne hydrophob machende Behandlung des erfindungsgemäßen Substrats ein solches Substrat mit texturierter Beschichtung auf der Basis von Titandioxidteilchen ausgezeichnete schmutzabweisende und beschlagabweisende Eigenschaften. Insbesondere bildet sich auf diesem Substrat kein Beschlag oder er ist nicht sichtbar. Dies macht sich in einem hohen Grad an Hydrophilie/Oleophilie bemerkbar. So wird die Herstellung eines Substrats möglich, das wahlweise durch einen einfachen Anpassungsvorgang eine dieser gegensätzlichen Eigenschaften besitzt.

Claims

Substrat, wovon wenigstens ein Teil mindestens einer Seite eine Geometrie aufweist, die gegebenenfalls mittels einer Beschichtung erhalten worden ist und sich von derjenigen einer idealen regelmäßigen Bedeckung, die perfekt plan oder auch leicht gebogen ist, unterscheidet, indem sie ein Relief mit Höhen und Tiefen besitzt, die durch Submikrometerabmessungen definiert werden können, die fast in ihrer Gesamtheit zu mindestens zwei unterschiedlichen Klassen gehören, deren jeweilige repräsentative Werte um einen Faktor von mindestens gleich 5 oder höchstens gleich 1/5 variieren, dadurch gekennzeichnet, dass es, nachdem es gegebenenfalls mit einer Beschichtung versehen worden ist, mit einer Schicht überzogen wird, die ein hydrophobes Mittel umfasst und insbesondere aus einem monomolekularen Film besteht, durch welchen die Oberflächengeometrie des gegebenenfalls mit einer Beschichtung versehenen Substrats nicht wesentlich verändert wird.
Substrat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Klassen von unterschiedlichen Abmessungen vorhanden sind, deren j eweilige repräsentative Werte um einen Faktor von mindestens 100 oder höchstens 1/100 variieren.
Substrat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass für die Submikrometerabmessungen Werte von höchstens 150 nm gewählt werden.
Substrat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das aus Höhen und Tiefen bestehende Relief insgesamt oder teilweise aus einer oder mehreren Gruppen von Objekten gebildet wird, die im Wesentlichen identisch sind und mindestens zwei Abmessungen besitzen, die zu unterschiedlichen Klassen gehören.
Substrat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Relief von einer Gruppe von Stäbchen mit einer einzigen oder mit mehreren Ausrichtungen gebildet wird.
Substrat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das aus Höhen und Tiefen bestehende Relief insgesamt oder teilweise von ersten Objekten, die auf zweiten Objekten aufgebracht sind, die bei jedem so gebildeten Paar zu einer Klasse mit größeren Abmessungen gehören, gebildet wird.
Substrat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das aus Höhen und Tiefen bestehende Relief insgesamt oder teilweise von ersten Objekten, die derart agglomeriert sind, dass zweite Objekte gebildet werden, die bei jedem so gebildeten Paar zu einer Klasse mit größeren Abmessungen gehören, gebildet wird.
Substrat nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass es, selbst nachdem es gegebenenfalls mit der Beschichtung versehen worden ist, transparent ist.
Substrat nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass es im Wesentlichen aus Glas oder Kunststoff besteht.
Substrat nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass es mit einer Beschichtung versehen ist, die ein photokatalytisches Mittel wie Titanoxid umfasst.
Substrat nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass es mit einer ein hydrophobes Mittel umfassenden Beschichtung versehen ist.
Substrat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das hydrophobe Mittel ein Fluoralkylsilan mit der allgemeinen Formel CF₃-(CF₂)_n-(CH₂)_m-SiX₃ (I) ist, in welcher – n = 0 bis 12, – m = 2 bis 5 und – X = eine hydrolysierbare funktionelle Gruppe bedeutet.
Verwendung eines Substrats nach Anspruch 11 oder 12 für eine regenabweisende Verglasung.
Verfahren zur Herstellung eines Substrats nach Anspruch 1 durch einen mechanischen Angriff oder ein saures bzw. basisches chemisches Ätzen.
Verfahren zur Herstellung einer Beschichtung auf einem Substrat nach Anspruch 1 mit Einbau von zuvor gebildeten Objekten, die Abmessungen besitzen, die zu mindestens zwei unterschiedlichen Klassen gehören.
Verfahren nach Anspruch 15, das eine Stufe umfasst, die darin besteht, Kolloide in einer Sol-Gel-Matrix aufzubringen.
Verfahren zur Herstellung einer Beschichtung auf einem Substrat nach Anspruch 1, das die Bildung von Objekten, die Abmessungen besitzen, die zu mindestens zwei unterschiedlichen Klassen gehören, durch Verbindung von kleineren Objekten und/oder durch Anwendung eines geeigneten Bildungsverfahrens wie CVD oder Pyrolyse umfasst.