(57)【要約】本発明には、疎水性粒子および水少なくとも５０．０１質量％を有する界面活性剤不含の懸濁液の製造法が記載されており、この場合には、ナノ構造化された疎水性粒子を、水と混和性でありかつ１５０℃未満の沸点を有する少なくとも１つの有機溶剤中に懸濁させ、引続きこの濃厚な有機懸濁液を界面活性不含の水と強力に混合する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
疎水性粒子および水少なくとも５０．０１質量％を有する界面活性剤不含の懸濁液の製造法において、
ナノ構造化された疎水性粒子を、水と混和性でありかつ１５０℃未満の沸点を有する少なくとも１つの有機溶剤中に懸濁させ、引続きこの濃厚な有機懸濁液を界面活性不含の水と強力に混合することを特徴とする、疎水性粒子および水少なくとも５０．０１質量％を有する界面活性剤不含の懸濁液の製造法。
【請求項２】
０．０１μｍ〜１００μｍの平均粒径を有する粒子を使用する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
０．０５μｍ〜３０μｍの平均粒径を有する粒子を使用する、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
鉱物、酸化アルミニウム、珪酸塩、珪酸、金属酸化物、混合酸化物、金属粉末、顔料またはポリマーを使用する、請求項１から３までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
粒子がアルキルシラン、フルオルアルキルシランおよび／またはジシラザンの群からの少なくとも１つの化合物での処理後に疎水性の性質を有する、請求項１から４までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
有機溶剤としてアセトンまたはテトラヒドロフランを使用する、請求項１から５までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
有機溶剤としてアルコールを使用する、請求項１から５までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
メタノール、エタノール、ｎ−プロパノールまたはイソプロパノールから選択されたアルコールを使用する、請求項７記載の方法。
【請求項９】
請求項１から８までのいずれか１項に記載の方法により得られた水性懸濁液。
【請求項１０】
懸濁液に対して懸濁された疎水性粒子を０．１０質量％〜２．５０質量％有する、請求項９記載の懸濁液。
【請求項１１】
懸濁液に対して０．１０質量％〜４８．９８質量％のアルコールの量を有する、請求項９または１０記載の懸濁液。
【請求項１２】
懸濁液に対して水を少なくとも６０．００質量％有する、請求項９記載の懸濁液。
【請求項１３】
物体上に剥離可能な防汚性および撥水性の被覆を得るための請求項１から８までのいずれか１項の記載により製造された懸濁液の使用。
【請求項１４】
物体上に剥離可能な防汚性および撥水性の被覆を得るための方法であって、被覆の際に疎水性粒子を物体の表面上に施こし、こうして防汚性および撥水性の性質を有する、隆起部を備えた表面構造体を物体の表面上に製造する、物体上に剥離可能な防汚性および撥水性の被覆を得るための方法において、請求項１から８までのいずれか１項の記載により製造された懸濁液を物体の少なくとも１つの表面上に塗布し、引続き懸濁液媒体を除去することを特徴とする、物体上に剥離可能な防汚性および撥水性の被覆を得るための方法。
【請求項１５】
懸濁液を懸濁液中への物体の含浸によって物体の少なくとも１つの表面上に塗布する、請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
懸濁液を懸濁液の噴霧によって物体の少なくとも１つの表面上に塗布する、請求項１４記載の方法。
【請求項１７】
懸濁液を噴霧により塗布する、請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
請求項１４から１７までのいずれか１項に記載の方法により製造された、少なくとも１つの表面上に撥水性および防汚性の被覆を有する物体。
【請求項１９】
請求項１４から１７までのいずれか１項の記載により製造された保護被膜。
【請求項２０】
保護被膜を１２ｍＮｓを上廻るインパルスでの液体の衝突によって物体の表面から除去することができる、請求項１９記載の保護被膜。
【請求項２１】
保護被膜を汚れおよび／または水による高度な負荷からの物体、フィルムまたは紡織繊維の保護のために屋外活動の際、余暇の際または職務を果たす際に使用する、請求項１９または２０記載の保護被膜。
【請求項２２】
保護被膜を汚れからの物体および商品の保護のために運搬の際にかまたは販売ルームおよびプレゼンテーションルーム中で使用する、請求項１９または２０記載の保護被膜。
【請求項２３】
保護被膜を工業用紡織繊維および繊維工業の織物の汚れおよび／または水からの保護のために使用する、請求項１９または２０記載の保護被膜。
【請求項２４】
請求項９から１２までのいずれか１項に記載の懸濁液を有する含浸噴霧液。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の対象は、疎水性粒子および水少なくとも５０．０１質量％を有する界面活性剤不含の懸濁液の製造法であり、この場合ナノ構造化された疎水性粒子は、水と混和性でありかつ１５０℃未満の沸点を有する少なくとも１つの有機溶剤中に懸濁され、引続きこの濃厚な有機懸濁液は、界面活性不含の水と強力に混合される。
【０００２】
ナノ構造化された疎水性粒子の懸濁液は、物体上への防汚性および撥水性の被膜の製造の際に使用され、この場合には、被覆の際に疎水性粒子が物体の表面上に施こされ、こうして防汚性および撥水性の性質を有する、隆起部を備えた表面構造体が物体の表面上に製造される。
【０００３】
自己清浄性の被覆の原理は、一般に公知である。表面の良好な自己清浄化の達成のために、表面は、極めて疎水性の表面とともに或る程度の粗さを有していなければならない。構造体と疎水性との適当な組合せは、既に微少量の移動される水が表面上で付着する汚れ粒子を随伴し、表面を清浄化することが可能である（ＷＯ  ９６／０４１２３、米国特許第３３５４０２２号明細書）。
【０００４】
公知技術水準は、欧州特許第０９３３３８８号明細書の記載によれば、このような自己清浄性表面に対して１を上廻るアスペクト比および２０ｍＮ／ｍ未満の表面エネルギーを必要とする。この場合、アスペクト比は、構造体の平均高さを平均幅で割った商として定義されている。予め記載された判断基準は、天然において、例えば蓮の葉の表面上で実現されている。疎水性のワックス状材料から形成される、植物の表面は、数μｍになるまで互いに離れている隆起部を有する。水滴は、本質的にこの隆起部の先端とのみ接触する。このような撥水性の表面は、刊行物中にしばしば記載されている。
【０００５】
スイス国特許第２６８２５８号明細書には、粉末、例えばカオリン、タルク、粘土またはシリカゲルの施与によって構造化された表面が製造される方法が記載されている。粉末は、油およびオルガノ珪素化合物を基礎とする樹脂によって表面上に固着される（実施例１〜６）。
【０００６】
欧州特許第０９０９７４７号明細書には、自己清浄性の表面を製造する方法が記載されている。表面は、５μｍ〜２００μｍの高さを有する疎水性の隆起部を有する。この種の表面は、粉末粒子および不活性材料の分散液をシロキサン溶液中に導入し、引続き硬化させることによって製造される。構造体を形成する粒子は、補助媒体によって支持体上に固着される。
【０００７】
ＷＯ  ００／５８４１０は、物体の表面を人工的に自己清浄化することが工業的に可能であるという結果を生じる。このために必要とされる、隆起部および凹所を有する表面構造体は、０．１μｍ〜２００μｍの範囲内の表面構造体の隆起部と０．１μｍ〜１００μｍの範囲内の隆起部の高さとの１つの距離を有する。このために使用される材料は、疎水性のポリマーまたは永続的に疎水化された材料から構成されていなければならない。担体マトリックスからの粒子の溶解は、回避されなければならない。
【０００８】
疎水性材料、例えば過弗素化ポリマーを疎水性の表面の製造のために使用することは、公知である。更に、この表面の開発は、表面をμｍ範囲ないしｎｍ範囲で構造化することにある。米国特許第５５９９４８９号明細書には、表面に、相応する寸法の粒子を用いての衝撃および引続く過弗素化によって特に疎水性を装備させうる方法が開示されている。別の方法は、H. Saito他, "Service Coatings Internationl" 4 (1997), 第168頁以降に記載されている。この場合には、弗素化ポリマーからなる粒子は、金属表面上に施こされ、その際に、こうして製造された表面の著しく低下された湿潤可能性は、水に対して著しく減少された凍結傾向を示す。
【０００９】
自己清浄性の表面の原理は、天然に由来する。小さい接触面積は、低い表面エネルギーでの平らな表面上への付着に責任を負っているファン・デル・ワールス相互作用を減少させる。例えば、蓮の葉には、ワックスからなる隆起部が備えられており、この隆起部は、水との接触面積を減少させる。
【００１０】
この構造化された表面を製造する方法は、同様に公知である。また、射出成形法または型押法におけるマスター構造体による前記構造体の詳細に正確な変形とともに、表面上への粒子の施与を利用する方法は、公知である（ドイツ連邦共和国特許出願公開第１００２２２４６号明細書Ａ１）。
【００１１】
特開平０７−３２８５３２号公報には、１ｎｍ〜１ｍｍの直径を有する粒子を含有する疎水性のフィルムが記載されている。記載された方法においては、最初に塗料が塗布され、引続き疎水性の粒子、例えばAEROSIL（登録商標）が塗布され、この場合には、塗料が硬化されないで存在するかまたは部分的にのみ硬化されて存在することが重要である。塗料の硬化後に、過剰の粒子は除去される。
【００１２】
ドイツ連邦共和国特許第１００４９３３８号明細書には、ＢＡＳＦ社が微細構造化された自己清浄性の触媒的に活性の表面およびその製造法を記載している。これは、触媒的に活性の材料が凹所中で毒化前に十分に保護されており、したがって表面が全体的に触媒的に活性のままであるという利点を有する。こうして、不均一触媒を製造することができ、この分均一触媒の使用の場合には、エダクト流からの失活性の妨害粒子の触媒の除去は、もはや不必要である。
【００１３】
最近、自己清浄性の表面を紡織繊維上にも準備することが試みられた。例えば、疎水性の熱分解法珪酸の施与によって紡織繊維上に自己清浄化する表面を製造することができることが見出された。この場合、疎水性の熱分解法珪酸は、溶剤の作用下に紡織繊維のポリマーマトリックス中に結合される。
【００１４】
ドイツ連邦共和国特許第１０１１８３４８号明細書には、自己清浄性の表面を有するポリマー繊維が記載されており、この場合自己清浄性の表面は、
・構造体を形成する粒子を有する溶剤を作用させ、
・この溶剤によってポリマー繊維の表面を溶解し、
・構造体を形成する粒子を溶解された表面上に付着させ、
・溶剤を除去することによって得ることができる。この方法の欠点は、ポリマー繊維の加工（紡糸、編織等）の際に構造体を形成する粒子、ひいては自己清浄性の表面を生じさせる構造体が損なわれうるかまたは場合によってはむしろ全部が失われる可能性があり、それによって自己清浄化作用を同様に失うことにある。更に、欠点は、溶剤の使用である。この場合には、生態学的理由から、高い装置的費用および安全技術的費用を掛けなければならない。
【００１５】
ドイツ連邦共和国特許第１０１１８３４６号明細書には、接着剤、樹脂または塗料なしに少なくとも１つの合成繊維および／または天然繊維の基材Ａと堅固に結合している粒子からなる、前記の基材Ａおよび隆起部および凹所を有する人造の少なくとも部分的に疎水性の表面から形成された、自己清浄性および撥水性の表面を有する紡織繊維の平面形成体が記載されており、この平面形成体は、粒子を溶解せずに含有する少なくとも１つの溶剤で基材Ａを処理し、溶剤を除去することによって得ることができ、この場合粒子の少なくとも一部分は、基材Ａの表面と結合されている。しかし、この方法の欠点は、極めて費用のかかる、紡織繊維の表面加工にある。この方法の場合には、溶剤を紡織繊維の基材に正確に一致させなければならないことが必要とされる。一般に、個々の衣服の場合には、混紡が問題となり、それによって前記の一致は、付加的に複雑となる。溶剤の一致が不正確である場合には、個々の衣服の部分の破壊を生じうる。即ち、紡織繊維の表面の処理は、衣服を仕立てる前に必要である。
【００１６】
前記の全ての被覆は、被覆が永続的に物体上に施こされ、それによって表面または表面構造体の引掻き、変色または別の種類の損傷の際に被覆を簡単に除去することができず、再び新たに施こすこともできないという欠点を有する。このような損傷の場合には、物体は、費用を掛けて表面構造体から取り除かれなければならず、再び処理されなければならないかまたは廃棄されなければならない。
【００１７】
ＷＯ  ００／５８４１０には、防汚性および撥水性の性質を有する剥離可能な被覆の製造方法が記載されており、この場合この被覆は、疎水性アルコール、例えばノナコサン−１０−オールまたはアルカンジオール、例えばノナコサン−５，１０−ジオールの噴霧またはワックス塗布によって製造される。この被覆は、強い機械的力、例えば梳き、ブラシ掛けまたは水を用いての高圧処理によってかまたは構造体形成体の一部分を溶解する洗剤を含有する水での処理によって物体から除去することができる。この場合の欠点は、被覆を機械的に再び除去するために強い力が必要とされることであり、したがって被覆の除去の際に物体それ自体も損なわれるという危険が常に存在する。洗剤を含有する水での処理は、同様に物体の性状に応じて同様の損傷をまねきうる。
【００１８】
ドイツ連邦共和国特許第１０１３５１５７号明細書には、化学的清浄化工程中に紡織繊維を被覆する方法が記載されており、この場合構造体を形成する粒子は、清浄化剤に添加される。清浄化剤としては、比較的健康にとって懸念すべき有機溶剤、例えばトリクロルエチレンが提案されており、この有機溶剤の使用は、紡織繊維の構造体上への粒子の機械的固定を生じる。閉鎖された循環路外での取り扱いは、若干数の国で法的には適合しているとしても、生態学的に懸念される。
【００１９】
ドイツ連邦共和国特許第２８４４０５２号明細書には、疎水性珪酸の逆水性分散液の製造方法が記載されている。この方法の場合には、疎水性珪酸および水は、場合によっては湿潤剤を添加しながら強力に混合される。所謂”乾燥水（Trockene-Wasser）”が形成され、この場合には、最も微細な小水滴は、珪酸の層で包囲される。得られた分散液は、記載された実施例によれば、ペースト状ないし細流状である。
【００２０】
このようなペースト状分散液または細流状混合物は、自己清浄性の表面を製造するための使用には、不適当である。従って、自己清浄性の表面の製造のためには、ＷＯ  ００／５８４１０において専ら有機溶剤を基礎とする疎水性粒子の懸濁液が使用される。従って、自己清浄性の表面を形成する場合には、大量の有機溶剤が逃出する。
【００２１】
従って、本発明の課題は、物体上に防汚性および撥水性の被覆を得るため水を基礎とするナノ構造化された疎水性粒子の界面活性剤不含の懸濁液の製造法を提供することであった。この被覆は、敏感な材料からなる物体の場合も比較的安定性であるはずである。更に、防汚性および撥水性の被覆は、簡単な手段で、即ち有機溶剤を使用することなく剥離することができるかまたは強い機械的力、例えば剪断または擦り落としで剥離することができるはずである。ナノ構造化された疎水性粒子の懸濁液は、十分に水性であり、環境中に逃出する有機溶剤の含量は、できるだけ少なく維持することができるはずである。
【００２２】
意外なことに、ナノ構造化された疎水性粒子を最初に有機溶剤中または溶剤混合物中に懸濁させ、引続きこの濃厚な粒子の懸濁液を界面活性剤不含の水と強力に混合することにより、ナノ構造化された疎水性粒子の界面活性剤不含の水性懸濁液を製造することができることが見出された。界面活性剤不含の水性懸濁液を物体の表面上に施与し、引続き懸濁液媒体を除去することにより、防汚性および撥水性の性質を有する被覆を得ることができ、この被覆は、注水の際に比較的安定性であるが、しかし、簡単な手段で再び除去されうる。意外なことに、なかんずく、水性の懸濁液媒体中での極めて疎水性の粒子の界面活性剤不含の均一な懸濁液が可能であり、この懸濁液は、ナノ構造化された疎水性表面の製造に使用されてよい。
【００２３】
従って、本発明の対象は、疎水性粒子および水少なくとも５０．０１質量％を有する界面活性剤不含の懸濁液をせいぞうするための請求項１記載の方法であり、この場合には、
ナノ構造化された疎水性粒子を、水と混和性でありかつ１５０℃未満の沸点を有する少なくとも１つの有機溶剤中に懸濁させ、引続きこの濃厚な有機懸濁液を界面活性不含の水と強力に混合する。
【００２４】
同様に、本発明の対象は、請求項１から８までのいずれか１項の記載により製造される水性懸濁液、ならびに剥離可能な防汚性および撥水性の被覆を物体上に得るための該水性懸濁液の使用である。更に、本発明の対象は、物体上に剥離可能な防汚性および撥水性の被覆を得るための方法である。この被覆の場合には、疎水性粒子は、物体の表面上に施こされ、こうして物体の表面上に、防汚性および撥水性の性質を有する、隆起部を有する表面構造体が製造され、この場合請求項１から８までのいずれか１項の載により製造された懸濁液は、物体の少なくとも１つの表面上に施こされ、引続き懸濁液媒体は、除去される。
【００２５】
更に、本発明の対象は、請求項１４から１７までのいずれか１項に記載の方法により製造された、少なくとも１つの表面上に撥水性および防汚性の被覆を有する物体である。
【００２６】
その上、本発明の対象は、請求項１９から２３までのいずれか１項の記載により製造された保護被膜ならびに本発明による懸濁液を有する含浸噴霧液である。
【００２７】
本発明には、剥離可能な防汚性および撥水性の被覆の製造に使用されうる、ナノ構造化された疎水性粒子を基礎とする界面活性剤不含の水性懸濁液の製造法が記載される。
【００２８】
本発明は、簡単な方法で物体に防汚性および撥水性の非永続的な被覆を備えさせることができるという利点を有し、この場合このような被覆を装備することができる物体の選択は、主に水性の懸濁液媒体の湿潤可能性に対する相容性によってのみ定めることができる。公知技術水準に記載の方法とは異なり、剥離可能な防汚性および撥水性の層を有する本発明による被覆は、比較的に環境保護性および健康保護性であり、それというのも、この被覆の施与の場合には、懸濁液媒体として使用される、水および微少量の有機溶剤が放出されるにすぎないからである。更に、この本発明による懸濁液を用いての前記被覆の利点は、被覆を簡単に上昇される圧力を有する水によって剥離することであり、この場合この剥離は、洗剤の使用なしに行なうことができる。
【００２９】
本発明による方法により製造された被覆は、非永続的であり、したがって汚れからの新しい物体および商品の保護被膜として、例えば運搬の際にかまたは販売ルームおよびプレゼンテーションルーム中で使用する場合に特に好適である。本発明による保護被膜は、問題なしに液滴の作用によって高められた圧力下で再び剥離可能である。
【００３０】
疎水性粒子および水少なくとも５０．０１質量％、有利に少なくとも６０．００質量％、特に有利に少なくとも８０．００質量％を有する界面活性剤不含の懸濁液を製造するための本発明による方法は、ナノ構造化された疎水性粒子を、水と混和性でありかつ１５０℃未満の沸点を有する少なくとも１つの有機溶剤中に懸濁させ、引続きこの濃厚な有機懸濁液を界面活性不含の水と強力に混合することによって特徴付けられる。
【００３１】
本発明による第１の工程で、ナノ構造化された疎水性粒子は、少なくとも１つの有機溶剤中に懸濁される。使用される有機溶剤は、水と混和性であり、１５０℃未満、有利に１２０℃未満、特に有利に１００℃未満の沸点を有する。有機溶剤としては、特にアセトン、テトラヒドロフランまたは室温で液状のアルコール、殊にメタノール、エタノール、ｎ−プロパノールもしくはイソプロパノールが使用される。特に有利には、エタノールがアルコールとして使用される。しかし、本発明による懸濁液が前記の有機溶剤の混合物を有することも好ましい。
【００３２】
本発明による方法において、粒子としては、鉱物、酸化アルミニウム、珪酸塩、変性された疎水性珪酸、金属酸化物、混合酸化物、金属粉末、顔料またはポリマーから選択された少なくとも１つの材料を有するような粒子が使用されてよい。特に有利には、粒子は、珪酸塩、ドープされた珪酸塩、鉱物、金属酸化物、酸化アルミニウム、沈降珪酸もしくは熱分解法珪酸（Aerosile（登録商標））または粉末状ポリマー、例えば噴霧乾燥された乳濁液および凝集された乳濁液または低温微粉砕されたＰＴＦＥであることができる。特に有利には、疎水性粒子として珪酸が使用される。
【００３３】
特に、本発明による方法においては、０．０１μｍ〜１００μｍ、特に有利に０．０２μｍ〜５０μｍ、殊に有利に０．０５μｍ〜３０μｍの平均粒径を有する粒子が使用される。しかし、乾燥状態で一次粒子が０．２μｍ〜１００μｍの寸法を有する凝集塊または凝集体に団塊化する粒子も適当である。
【００３４】
本発明による方法に使用される粒子が構造化された表面を有することは、好ましい。ナノ範囲、即ち１ｎｍ〜１０００ｎｍ、有利に２ｎｍ〜７５０ｎｍ、特に有利に１０ｎｍ〜１００ｎｍの範囲の不規則な微細構造を表面上に有する粒子が使用される。微細構造体とは、記載された範囲内の高さ、幅および間隔を有する構造体である。このようなナノ構造化された粒子は、特に熱分解法珪酸、沈降珪酸、酸化アルミニウム、二酸化珪素、二酸化チタン、二酸化ジルコニウムまたは粉末状ポリマーから選択された少なくとも１つの化合物を有する。
【００３５】
本発明による方法で使用される粒子の疎水性の性質は、粒子の使用される材料によって、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）の場合に元々存在していてよい。
しかし、また、適当な処理後に疎水性の性質を有する疎水性粒子、例えばアルキルシラン、フルオルアルキルシランおよび／またはジシラザンの群からの少なくとも１つの化合物で処理された粒子を有することもできる。粒子としては、特に疎水化された熱分解法珪酸、所謂Aerosile（登録商標）が適当である。疎水性粒子の例は、例えばAerosile（登録商標）VPR 411、Aerosile（登録商標）VP LE 8241またはAerosile（登録商標）R 8200である。ペルフルオロアルキルシランでの処理および引続く熱処理によって疎水化可能な粒子の例は、例えばAeroperl 90/30（登録商標）、Sipernat Kieselsaeure 350（登録商標）、Aluminiumoxid C（登録商標）、珪酸ジルコニウム、バナジウムドープされたまたはAeroperl 25/20（登録商標）である。
【００３６】
ナノ構造化された疎水性粒子は、本発明による方法において有機溶剤中または有機溶剤の混合物中で均一に懸濁される。このために、製造することができる本発明による懸濁液に対して疎水性粒子が特に０．０１質量％〜１０．００質量％、有利に０．０５質量％〜５．００質量％、殊に有利に０．１０質量％〜２．５０質量％使用される。このために使用される量の有機溶剤は、有利に製造すべき本発明による懸濁液の０．１０質量％〜４９．９８質量％に相当するが、しかし、特に好ましくは、０．５０質量％〜４９．９８質量％、殊に有利に４．００質量％〜４９．９８質量％に相当する。
【００３７】
更に、有機溶剤中または有機溶剤混合物中のナノ構造化された疎水性粒子の前記の濃厚な懸濁液は、本発明による方法の他の処理工程で界面活性剤不含の水と強力に混合される。本発明による方法の１つの好ましい実施態様において、ナノ構造化された疎水性粒子の有機懸濁液は、計量供給装置により混合室中に供給され、この混合室中で装入された界面活性剤不含の水と激しく混合される。更に、本発明による方法の１つの実施態様において、界面活性剤不含の水は、計量供給装置により混合室中に添加され、この混合室中でナノ構造化された疎水性粒子の装入された有機懸濁液と激しく混合される。
【００３８】
水としては、本発明による方法において、有利に完全脱塩された水が使用されるが、しかし、特に好ましくは、蒸留水が使用される。場合によっては、存在する凝集体を破壊するために、疎水性粒子の懸濁を例えばディソルバーディスクによる高い剪断エネルギーの搬入によって実施することは、好ましい。攪乱流を増大させる取り付け物、例えば流動破砕機または水ロールの形成を阻止するために使用される別の邪魔板の使用は、同様に好ましい。レイノルズ数は、有利に２３２０を上廻る。リチャードソン数は、熱的積層物の厚さと流れの剪断の強さとの割合である。従って、このリチャードソン数は、攪乱流の拡大または減少に責任を負っている大きさの割合の１つの基準値である。リチャードソン数は、流れの１つの点での局部的勾配に関連し、本発明による方法にとっては、リチャードソン数は、最大０．２５である。リチャードソン数の定義は、なかんずくH. Kobus（講義メモ”Gewaesserhydraulik”Lehrstuhl fuer Hydraulik und Grundwasser, Institut fuer Wasserbau, Universitaet Stuttgart）に見出される。
【００３９】
本発明による水性懸濁液は、本発明による方法により製造されることができ、ナノ構造化された疎水性粒子を特に０．０１質量％〜１０．００質量％、有利に０．０５質量％〜５．００質量％、殊に有利に０．１０質量％〜２．５０質量％有する。本発明による懸濁液は、製造することができる本発明による懸濁液に対して、有機溶剤を０．１０質量％〜４９．９８質量％、特に有利に０．５０質量％〜４９．９８質量％、殊に有利に４．００質量％〜４９．９８質量％有する。有機溶剤としては、特にアセトン、テトラヒドロフランまたは室温で液状のアルコール、殊にメタノール、エタノール、ｎ−プロパノールおよびイソプロパノールが使用される。特に有利には、エタノールがアルコールとして使用される。しかし、本発明による懸濁液が前記の有機溶剤の混合物を有することも好ましい。本発明による懸濁液は、水少なくとも５０．０１質量％、有利に少なくとも６０．００質量％、特に有利に８０．００質量％を有する。
【００４０】
均一な本発明による懸濁液の可使時間は、有機溶剤の含量が増加するに伴ない、よりいっそう長くなる。しかし、全ての場合に本発明による懸濁液の使用前に振盪することは、望ましい。粒子の凝集が起こらないので、本発明による懸濁液中での粒子の再度の均一な分布を保証するためには、振盪で十分である。
【００４１】
本発明による懸濁液は、剥離可能な防汚性および撥水性の被覆を得るために物体上で使用されてよい。更に、本発明による方法には、物体上に剥離可能な防汚性および撥水性の被覆を得ることが記載されており、この場合には、被覆の際に疎水性粒子は、物体の表面上に施こされ、こうして物体の表面上に、防汚性および撥水性の性質を有する、隆起部を有する表面構造体が製造され、この場合本発明による懸濁液は、物体の少なくとも１つの表面上に施こされ、引続き懸濁液媒体は、除去される。
【００４２】
物体の少なくとも１つの表面上への本発明による懸濁液の施与は、当業者に公知の方法で行なうことができる。特に、本発明による懸濁液は、本発明による懸濁液中への物体の含浸および引続く水切りによって施こされるかまたは物体上への本発明による懸濁液の噴霧によって施こされる。意外なことに、殊に噴霧による懸濁液の施与によって、殊にポリマー表面上で僅かな引掻き敏感度および摩耗敏感度を有する特に保持可能な被覆を製造することができる。これは、恐らく、例えば水中でのアルコールがポリマー表面上で電荷平衡を簡易化し、こうして局部的な電界を減少させることにある。この減少によって粒子は、簡単に常に存在する表面粗さで固定されうる。噴霧工程の場合には、粒子は、動的エネルギーのためにポリマーマトリックスの存在する表面粗さでなおよりいっそう堅固に堆積される。特に、本発明による懸濁液は、０．０５ｍｍ〜２ｍｍの直径、有利に０．１ｍｍ〜０．９ｍｍの直径を有するノズルを備えている噴霧装置により噴霧される。マニング係数（Manningbeiwert）が噴霧装置中の小管中で１００未満を取ることは好ましい。ガルプレヒト（Garbrecht）（http://www.tu-harburg.de/wwv/vorlesung/Script-HydromechWS01-5-6.pdf）によれば、マニング係数は、壁面粗さｋ（Wandrauhigkeit）から次のように導き出すことができる：
マニング係数＝２６／ｋ１／６
１つの特殊な実施態様において、本発明による懸濁液は、噴霧器により塗布される。容器としては、噴射剤で反応作用を生じる圧力容器または付加的な噴射剤がなく環境保護的であるポンプ型噴射ボトル（Pumpsprayflaschen）が使用されてよい。
【００４３】
水と有機溶剤とからなる混合物である懸濁液媒体は、本発明による懸濁液から好ましくは蒸発または逃出によって除去され、この場合蒸発または逃出は、高められた温度の使用または低圧もしくは真空に使用によって促進されうる。
【００４４】
本発明による方法により製造された被覆は、自己清浄性であり、撥水性であり、特に粒子および場合によっては粒子の微細構造体によって形成された、５０ｎｍ〜２５μｍの平均高さおよび最大２５μｍの平均間隔、特に１００ｎｍ〜１０μｍの平均高さおよび／または最大１０μｍの平均間隔、特に有利に１００ｎｍ〜４μｍの平均高さおよび／または最大４μｍの平均間隔を有する隆起部を備えている。殊に好ましくは、本発明による方法により製造された被覆は、０．０５ｎｍ〜０．５μｍの平均高さおよび最大０．５μｍの平均間隔を有する隆起部を備えている。隆起部の平均間隔は、本発明の範囲内で隆起部の最大隆起部と次に高い隆起部との間隔である。隆起部が円錐の形状を有する場合には、円錐の先端は、隆起部の最大隆起部である。隆起部が平行６面体である場合には、平行６面体の最上の面は、隆起部の最大隆起部である。隆起部の平均幅は、特に４０ｎｍ〜２５μｍ、有利に５０ｎｍ〜１０μｍ、殊に有利に０．０５〜０．５μｍである。隆起部の平均幅は、隆起部の半分の高さで測定され、最小の幅および最大の幅により測定される。従って、円錐または円筒体の平均幅は、半分の高さの円筒体または円錐の直径に相当する。立方体の平均幅は、側面の辺の長さと対角面（Flaechendiagonalen）の辺の長さとの平均である。
【００４５】
本発明による方法により製造された被覆は、有利に１３０゜を上廻る、有利に１４０゜を上廻る、特に有利に１４５゜を上廻る水との接触角を有する。
【００４６】
本発明による方法によれば、少なくとも１つの表面上に撥水性および防汚性の被覆を有する物体を製造することができる。物体または被覆することができる表面は、多種多様の物質、例えば金属、プラスチック、ポリマー、木材、セラミックまたはガラスからなることができる。
【００４７】
本発明による保護被膜は、本発明による方法により、剥離可能な撥水性および防汚性の被覆を得るために製造されうる。この本発明による保護被膜は、例えば１２ｍＮｓを上廻るインパルスで表面上に衝突される液滴での処理により、液体を１２ｍＮｓを上廻るインパルスで衝突させることによって物体の表面から除去することができる。この値は、平均雨滴のインパルスに相当し、この平均雨滴は、自然に通常見出すことができる、地面に対する速度の２倍の速度で落下する。従って、本発明による保護被膜は、再び被覆された物体から簡単にジェット水流によって剥離することができる。特に、保護被膜は、１２ｍＮｓを上廻り６０ｍＮｓを下廻り、有利に３０ｍＮｓを下廻り１５ｍＮｓを上廻るインパルスを有するジェット水流により物体から剥離可能である。
【００４８】
本発明による保護被膜は、物体、例えば金型成形機または輸送手段、例えば船舶、航空機、自転車または自動車、例えば自家用車、バス、トラックまたはオートバイの保護ならびに輸送の際にかまたは販売ルームおよびプレゼンテーションルーム中での汚れからの商品の保護のために使用されうる。更に、包装されていない商品、即ち汚れの危険に晒されている外部で中間貯蔵されているに相違ない、例えば輸送のために包装材料を有する商品を保護するための使用の特許の保護が請求される。
【００４９】
更に、本発明による保護被膜は、汚れおよび／または水による高度な負荷からの物体、フィルムまたは紡織繊維の保護のために屋外活動の際、余暇の際または職務を果たす際に、殊にスキー、アルペン、自動車やオートバイによるスポーツ、自転車競技、モトクロスおよび帆走スポーツのための物体および紡織繊維の場合に使用されることができる。好ましくは、本発明による保護被膜は、テント、日よけテント、雨傘、テーブルクロス、キャブリオレットの幌から選択された工業用紡織繊維および繊維工業の織物の場合または作業用被覆の場合に好ましい。
【００５０】
更に、含浸噴霧液は、本発明による懸濁液を有することができる。このような噴霧液を用いた場合には、例えば庭園用家具、リム、自動車用塗料、シャワー、建築用タイル、一般に衛生範囲内の表面、洗濯室および類似物に剥離可能な防汚性および撥水性の被覆を装備させることができる。このような含浸噴霧液は、作用物質として有利に主に水性媒体中の疎水性粒子の本発明による懸濁液を前記の記載と同様に有する。
【００５１】
本発明による方法ならびにその使用は、本発明を制限することなく、以下のように例示的に記載される。
【００５２】
例１：本発明による懸濁液の製造
ウルトラターラックス（Ultraturax）中で、Aerosil（登録商標）VP LE 8241をエタノール中に懸濁させた。エタノール中のAerosil（登録商標）の高度に濃縮された懸濁液にウルトラターラックスを使用しながら完全脱塩水を添加し、激しく攪拌した。引続き、本発明による懸濁液を噴霧瓶中に充填した。
【００５３】
第１表は、例１の試験パラメーターの一覧を示す。
【００５４】
【表１】
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【００５５】
例２：表面上への本発明による懸濁液の噴霧
本発明による懸濁液を例１の記載と同様に製造し、噴霧瓶を用いて試験体（ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）からなる厚さ２ｍｍの板）の表面上に塗布し、引続き溶剤または溶剤混合物を蒸発により室温で一晩中除去した。表面の特性決定を最初目で見て行ない、＋＋＋を有する全部で３つの懸濁液について記録した。＋＋＋は、水滴が殆んど完全に形成されることを意味する。出発角度は、１０゜未満である。
【国際調査報告】
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