具有降低的光散射、超疏性表面的基材和其生產方法
2023-05-29 11:01:26
專利名稱：具有降低的光散射、超疏性表面的基材和其生產方法
技術領域：
本發明涉及具有降低的光散射、超疏性(ultraphobic)表面的基材，涉及生產所述基材的方法和其用途。
本發明還涉及生產這類基材的篩選方法。所述具有降低的光散射、超疏性表面的基材具有的總散射損失≤7％、優選≤3％、特別地優選≤1％，和相對於水的接觸角為至少140°、優選至少150°，和滾降角≤20°。
超疏性表面的特徵在於，在該表面上的液滴、通常為水滴的接觸角大大超過90°和滾降角不超過20°。接觸角≥140°和滾降角≤20°的超疏性表面在技術上是非常有利的，因為例如它們不能被水或者油潤溼，汙垢粒子對這些表面的粘附很差，因此該表面是自清潔的。在此，自清潔應該理解為所述表面具有這樣一種能力，即易於將附著於該表面的汙垢或者塵粒清除到在該表面上流動的液體中。
在此，滾降角應該理解為基本上平面的、但構造化的表面相對於水平面的傾角，在該表面上，如果該表面以滾降角傾斜，則體積為10μl的靜止水滴由於重力而運動。
對於本發明的目的，疏水材料是這樣一種材料，其在平坦的、非構造的表面上具有相對於水超過90°的接觸角。
對於本發明的目的，疏油性材料是這樣一種材料，其在平坦的、非構造的表面上具有對於長鏈正烷烴、例如正癸烷超過90°的接觸角。
對於本發明的目的，光散射降低的表面指這樣一種表面，在該表面上由粗糙所引起的散射損失，按照標準ISO/DIS 13696測定，為≤7％、優選≤3％、特別優選≤1％。該測量于波長為514nm下進行，並且測定在正向和反向上的總散射損失。精確的方法描述於A.Duparré和S.Gliech的出版物Proc.SPIE 3141，57(1997)，其在此作為參考引用並因此是本公開的一部分。
此外，光散射降低的超疏性表面優選具有高耐磨性和抗劃傷性。在使用Taber Abraser方法按照ISO3537進行磨損之後，其中使用CS10F摩擦輪，以每個摩擦輪500g的負荷進行500周，霧度的增加≤10％、優選≤5％。在按照DIN 52348、使用沙細流(Sand trickling)測試(Sandrieseltest)進行擦傷之後，霧度的增加≤15％、優選≤10％、特別優選≤5％。霧度的增加按照ASTM D 1003測定。為了測定霧度，用可見光照射帶有所述表面的基材，和測定與霧度相關的散射分數。
提供超疏性表面的嘗試一向並不少見。例如，EP 476 510A1公開了生產疏水性表面的方法，其中具有全氟化矽烷的金屬氧化物薄膜被塗覆到玻璃表面。然而，用該方法生產的表面具有缺點，即液滴在表面上的接觸角小於115°。
生產超疏性表面的方法還可以從WO 96/04123得到。該專利申請尤其解釋了如何從隆起和凹陷生產人造的表面結構，其中隆起之間的距離為5到200μm和隆起的高度為5到100μm。然而，這樣變粗糙的表面具有缺點，由於它們的尺寸，所述構造導致加強的光散射，使所述物體就透明性而言顯得極其模糊，或者就光澤度而言顯得無光澤。這意味著，這類物體不能用於透明的應用，例如生產用於運輸車輛或者建築的玻璃。
在US 5 693 236中還解釋了幾種生產超疏性表面的方法，其中氧化鋅的微針利用粘結劑塗覆到表面，然後以不同的方式(例如藉助於等離子體處理)使其部分地剝離。然後用拒水的材料塗覆這樣變粗糙的表面。這樣構造的表面具有最高150°的接觸角。然而，由於不平度的尺寸，此時所述表面是強烈光散射的。
K.Ogawa，M.Soga，Y.Takada和I.Nakayama在出版物Jpn.J.Appl.Phys.32，614-615(1993)中描述了生產透明的、超疏性表面的方法，其中用射頻等離子體使玻璃板變粗糙，然後用含氟矽烷塗覆。據建議，所述玻璃板可用於窗戶。對於水收縮角為155°。然而，所描述的方法具有缺點，透明度僅僅為92％，並且生產的結構的尺寸，由於散射損失，產生霧度。此外，對於10μl體積的水滴，滾降角仍然為大約35°。
因此，目的是提供透明的基材，其中不存在由於霧度和不透明物質引起的透明性損害，其具有高表面光澤度，藉此所述基材是超疏性的。
例如，為了利於在汽車或者建築的窗戶中使用，所述表面必須優選同時具有好的耐擦傷或者耐磨性。使用Taber Abrasion方法，按照ISO 3537(500周，每個摩擦輪500g，CS10F摩擦輪)，在進行磨擦之後，霧度的最大增加應該≤10％、優選≤5％。按照DIN52348，在沙細流測試中，在暴露於擦傷之後，霧度增加應該≤15％、優選≤10％、特別優選≤5％。在所述兩個強化實驗之後，霧度增加按照ASTM D 1003測定。
一個特別的問題是，光散射降低的表面，其同時是超疏性的，可以用各種表面外形非常不同的材料生產，正如從以上引用的例子可以明顯看到的。此外，具有光散射降低的和超疏性表面的基材也可以用十分不同的塗覆工藝生產。最後，塗覆工藝必須使用特定的精確定義的工藝參數進行。
因此，仍然沒有適合於確定材料、塗覆工藝和所述塗覆工藝的工藝參數的篩選法，以用這些條件生產具有光散射降低的和超疏性表面的基材。
本發明的具有降低的光散射和超疏性表面的基材實現了該目的，其是本發明的主題，其中總散射損失≤7％、優選≤3％、尤其優選≤1％和對於水的接觸角≥140°、優選≥150°。所述具有降低的光散射和超疏性表面的基材，例如使用在下文中描述的方法生產，其可以通過包含選擇步驟、計算步驟和生產步驟的快速篩選法建立。
所述超疏性表面或者其基材優選包括塑料、玻璃、陶瓷材料或者碳。
優選的是具有耐磨性的基材，所述耐磨性按照試驗方法ASTM D1003依據霧度的增加進行測定為≤10％、優選≤5％，其中使用TaberAbrasion方法按照ISO 3537的磨蝕強度為500周，每個摩擦輪負荷為500g和使用CS10F摩擦輪。
同樣優選的是具有抗劃傷性能的基材，其按照ASTM D 1003根據霧度增加測定為≤15％、優選≤10％、尤其優選≤5％，其中擦傷強度為按照DIN 52348的沙細流測試。
同樣優選的是這樣一種基材，其特徵在於對於體積為10μl的水滴，在所述表面上滾降角≤20°。
a)塑料尤其適用於超疏性表面和/或其基材的是熱固性或者熱塑性塑料。
熱固性塑料尤其選自以下系列鄰苯二甲酸二烯丙酯樹脂、環氧樹脂、脲甲醛樹脂、蜜胺-甲醛樹脂、蜜胺-酚醛樹脂、酚醛樹脂、聚醯亞胺、矽橡膠和不飽和聚酯樹脂。
熱塑性塑料尤其選自以下系列熱塑性聚烯烴例如聚丙烯或者聚乙烯、聚碳酸酯、聚酯碳酸酯、聚酯(例如PBT或者PET)、聚苯乙烯、苯乙烯共聚物、SAN樹脂、含橡膠的苯乙烯接枝共聚物例如ABS聚合物、聚醯胺、聚氨酯、聚苯硫醚、聚氯乙烯或者任何可能的所述聚合物的混合物。
尤其適合作為基材用於本發明表面的是以下熱塑性聚合物聚烯烴，例如高和低密度聚乙烯，即密度為0.91g/cm3到0.97g/cm3，其可以通過已知方法製備，Ullmann(第4版)19，167及以下頁，Winnacker-Kückler(第4版)6,353到367，Elias和Vohwinkel，Neue Polymere Werkstoffefür die Industrielle Anwendung(用於工業用途的新的聚合物材料)Munich，Hanser 1983。
同樣適合的是聚丙烯，其分子量為10,000g/mol到1,000,000g/mol，其可以通過已知方法製備，Ullmann(第五版)A10，615及以下頁，Houben-Weyl E20/2,722及以下頁，Ullmann(第4版)19，195及以下頁，Kirk-Othmer(第三版)16，357及以下頁。
然而，同樣可能的是所述烯烴或者與其他α-烯烴的共聚物，例如乙烯與丁烯、己烷和/或辛烷的聚合物EVAs(乙烯-醋酸乙烯酯共聚物)、EEAs(乙烯-丙烯酸乙酯共聚物)、EBAs(乙烯-丙烯酸丁酯共聚物)、EASs(丙烯酸-乙烯共聚物)、EVKs(乙烯-乙烯基咔唑共聚物)、EPBs(乙烯-丙烯嵌段共聚物)、EPDMs(乙烯-丙烯-二烯共聚物)、PBs(聚丁烯)、PMPs(聚甲基戊烯)、PIBs(聚異丁烯)、NBRs(丙烯腈丁二烯共聚物)、聚異戊二烯、甲基-丁烯共聚物、異戊二烯異丁烯共聚物。
生產方法這類聚合物已經公開在以下文獻中，例如Kunststoff-Handbuch(塑料手冊)，卷IV.Hanse Verlag，Ullmann(第4版)，19，167及以下頁，Winnacker-Kuckler(第4版)，6，353到367Elias和Vohwinkerl，Neue Polymere Werkstoffe(新的聚合物材料)，Munich，Hanser 1983，Franck和Biederbick，Kunststoff Kompendiμm(塑料概略)Würzburg，Vogel 1984。
按照本發明，適合的熱塑性塑料還包括熱塑性芳香族聚碳酸酯，尤其基於以下通式(I)的二酚的那些 其中A表示簡單的鍵、C1-C5亞烷基、C2-C5烷叉基、C5-C6環烷叉基、-S-、-SO2-、-O-、-CO-或者C6-C12亞芳基基團，如果適當其可以與其他含雜原子的芳族環縮合B基團各自獨立地表示C1-C8烷基、C6-C10芳基、尤其優選苯基、C7-C12芳烷基、優選苄基、滷素、優選氯、溴，x各自獨立地表示0、1或者2p表示1或者0，或者具有通式(II)的烷基取代的二羥苯基環烷烴的那些 其中R1和R2各自獨立地表示氫、滷素、優選氯或者溴、C1-C8烷基、C5-C6環烷基、C6-C10芳基、優選苯基和C7-C12芳烷基、優選苯基C1-C4烷基，尤其苄基，m表示從4到7的整數、優選4或者5
R3和R4對於每個Z各自獨立地選擇和表示氫或者C1-C6烷基，優選氫、甲基或者乙基，和Z表示碳，條件是在至少一個Z原子上，R3和R4同時表示烷基。
適合的通式(I)中的二酚是例如對苯二酚、間苯二酚、4，4』-二羥基聯苯、2，2-雙(4-羥苯基)-丙烷、2，4-雙(4-羥苯基)-2-甲基丁烷、1，1-雙(4-羥苯基)環己烷、2，2-雙(3-氯-4-羥苯基)丙烷、2，2-雙(3，5-二溴-4-羥苯基)丙烷。
優選的通式(I)中的二酚是2，2-雙(4-羥苯基)-丙烷、2，2-雙(3，5-二氯-4-羥苯基)丙烷和1，1-雙(4-羥苯基)環己烷。
優選的通式(II)中的二酚是二羥基二苯基環烷烴，在脂環族基團中具有5-和6-個環C原子[通式(II)中m＝4或者5]，例如對應於以下通式的二酚 和 其中1，1-雙(4-羥苯基)-3，3，5-三甲基環己炔(通式(IIc)是尤其優選的。
按照本發明，適合的聚碳酸酯可以是以已知方式支化的，並且更確切地說優選通過結合基於使用的二酚總量為0.05到2.0mol％的三官能或以上的化合物，例如那些具有三個或以上酚基的化合物，例如間苯三酚，4，6-二甲基-2，4，6-三(4-羥苯基)庚烯-2，4，6-二甲基-2，4，6-三(4-羥苯基)庚烷，1，3，5-三(4-羥苯基)苯，1，1，1-三(4-羥苯基)乙烷，三(4-羥苯基)苯基甲烷，2，2-雙(4，4-雙(4-羥苯基)環己基)丙烷，2，4-雙(4-羥苯基)-異丙基)苯酚，2，6-雙(2-羥基-5』-甲苄基)-4-甲基苯酚，2-(4-羥苯基)-2-(2，4-二羥苯基)丙烷，六(4-(4-羥基苯基異丙基)苯基)鄰-對苯二甲酸酯，四(4-羥苯基)甲烷，四(4-(4-羥基苯基異丙基)苯氧基)甲烷和1，4-雙((4』-，4」-二羥基三苯基)甲基)苯。
某些其他三官能化合物包括2，4-二羥基苯甲酸、苯均三酸、偏苯三酸、氰尿醯氯和3，3-雙(3-甲基-4-羥苯基)-2-氧代-2，3-二氫吲哚。
除雙酚A均聚碳酸酯外，優選的聚碳酸酯是雙酚A與基於二酚摩爾總數最高15mol％的2，2-雙(3，5-二溴-4-羥苯基)丙烷的共聚碳酸酯。
使用的芳香族聚碳酸酯可以部分地被芳香族聚酯碳酸酯替代。
芳香族聚碳酸酯和/或芳香族聚酯碳酸酯是文獻中已知的和/或可以通過文獻中已知方法製備(對於芳香族聚碳酸酯的生產，參見例如，Schnell，「Chemistry and Physics of Polycarbonates」，Interscience Publishers，1964和DE-AS 1 495 626、DE-OS 2 232877、DE-OS 2 703 376、DE-OS 2 714 544、DE-OS 3 000 610、DE-OS3 832 396；對於芳香族聚酯碳酸酯的生產，參見例如DE-OS 3 077934)。
芳香族聚碳酸酯和/或芳香族聚酯碳酸酯可以例如通過二酚與羰基滷化物、優選光氣和/或與芳香族二羧基二滷化物、優選苯二羧基二滷化物的反應生產，其通過相界面方法進行，任選地藉助於使用鏈終止劑和任選地藉助於使用支化劑，其是三官能或以上的。
同樣適合作為熱塑性塑料的是一種或者至少兩種烯屬不飽和單體(乙烯基單體)的苯乙烯共聚物，例如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、環取代的苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯腈、甲基丙烯酸甲酯、馬來酸酐、N-取代的馬來醯亞胺和醇組分中具有1到18個C原子的(甲基)丙烯酸酯的共聚物。
所述共聚物是樹脂的、熱塑性的和沒有橡膠的。
優選的苯乙烯共聚物是包括至少一種來自以下系列單體苯乙烯、α-甲基苯乙烯和/或環取代苯乙烯，與至少一種來自以下系列的單體丙烯腈、甲基丙烯腈、甲基丙烯酸甲酯、馬來酸酐和/或N-取代的馬來醯亞胺的共聚物。
在熱塑性共聚物中尤其優選的重量比是60到95％重量的苯乙烯單體和40到5％重量的其它乙烯基單體。
尤其優選的共聚物是包含苯乙烯與丙烯腈和任選地與甲基丙烯酸甲酯的那些，α-甲基苯乙烯與丙烯腈和任選地與甲基丙烯酸甲酯或者苯乙烯和α-甲基苯乙烯與丙烯腈和任選地與甲基丙烯酸甲酯的那些。
苯乙烯-丙烯腈共聚物是已知的和可以通過自由基聚合、尤其通過乳液、懸浮、溶液或者本體聚合生產。這些共聚物優選具有的分子量Mw(重均，通過光散射或者沉澱測定)為15,000到200,000g/mol。
尤其優選的共聚物還包括苯乙烯和馬來酸酐的統計組成共聚物，其可以優選地由相應的單體生產，利用不完全反應，優選通過連續的本體或者溶液聚合。
按照本發明，適合的統計組成的苯乙烯-馬來酸酐共聚物的這兩種組分的比例可以在寬範圍內變化。優選的馬來酸酐含量為從5到2 5重量％。
代替苯乙烯，所述聚合物還可以包含環取代的苯乙烯，例如對甲基苯乙烯、2，4-二甲基苯乙烯及其他取代的苯乙烯，例如α-甲基苯乙烯。
苯乙烯-馬來酸酐共聚物的分子量(數均Mn)可以在寬範圍內變化。所述範圍優選為從60,000到200,000g/mol。對於這些產品，0.3到0.9的極限粘度(在二甲基甲醯胺中於25℃測定；參看Hoffmann，Kuhn，Polymeranalytik I，Stuttgart 1977，316及以下頁)是優選的。
同樣適用於作為熱塑性塑料的是接枝共聚物。這些包括具有橡膠狀的彈性的接枝共聚物，並且基本上可從至少兩種以下單體獲得氯丁二烯、1，3-丁二烯、異丙烯、苯乙烯、丙烯腈、乙烯、丙烯、醋酸乙烯酯和醇組分中具有1到18個C原子的(甲基)丙烯酸酯；即例如如以下文獻所描述的那些聚合物，「Methoden der organischen Chemie」(有機化學方法)(Houben-Weyl)，卷14/1，Georg Thieme Verlag，Stuttgart，1961，393-406頁和C.B.Bucknall「增韌塑料」，Appl.Science Publishers，London 1977。優選的接枝聚合物是部分交聯的並且具有超過20重量％、優選超過40重量％、尤其超過60重量％的凝膠含量。
優選的接枝共聚物包括例如，包含接枝到聚丁二烯、丁二烯-苯乙烯共聚物和丙烯酸橡膠上的苯乙烯和/或丙烯腈和/或烷基(甲基)丙烯酸烷基酯的共聚物；即例如描述在DE-OS 1 694 173(＝US-PS 3 564 077)中的那些共聚物；聚丁二烯、丁二烯/苯乙烯或者丁二烯/丙烯腈共聚物、聚異丁烯或者聚異戊二烯用丙烯酸烷基酯或者甲基丙烯酸烷基酯、醋酸乙烯酯、丙烯腈、苯乙烯和/或烷基苯乙烯接枝的共聚物，例如描述於DE-OS 2 348 377(＝US-PS 3 919 353)中的那些。
尤其優選的聚合物是例如ABS聚合物，例如描述於DE-OS 2 035390(＝US-PS 3 644 574)或者DE-OS 2 248 242(＝GB-PS 1 409 275)中的那些。
所述接枝共聚物可以通過已知方法製備，例如本體、懸浮、乳液或者本體-懸浮方法。
使用的熱塑性的聚醯胺可以是聚醯胺66(聚己二酸己二胺)，或者具有6到12個C(碳)原子的環狀內醯胺的聚醯胺，優選月桂內醯胺和更優選ε-己內醯胺＝聚醯胺6(聚己內醯胺)，或者包含作為主要組分的6或者66的共聚醯胺或者與所述聚醯胺的主要組分的混合物。優選的是聚醯胺6，其通過活性陰離子聚合生產，或者以聚己內醯胺為主要組分通過活性陰離子聚合生產的共聚醯胺。
b)玻璃或者陶瓷材料尤其適用於超疏性表面和/或其基材的陶瓷材料是氧化物、氟化物、碳化物、氮化物、硒化物、碲化物、硫化物，尤其是金屬、硼、矽或者鍺的上述化合物，或者其混合的化合物或者這些化合物的物理狀態混合物，尤其是-鋯、鈦、鉭、鋁、鉿、矽、銦、錫、釔或者鈰的氧化物，-鑭、鎂、鈣、鋰、釔、鋇、鉛、釹的氟化物或者冰晶石形式的鋁(氟鋁化鈉Na3AlF6)的氟化物-碳化矽或者碳化鎢，-鋅或者鎘的硫化物，-鍺或者矽的硒化物和碲化物，-硼、鈦或者矽的氮化物。
原則上，玻璃也適用於所述超疏性表面和/或其基材。這包括所有類型的本領域技術人員已知的玻璃，例如描述於以下文獻中的H.Scholze出版物「Glas，Natur，Struktur，Eigenschaften」(玻璃、性質、結構、性能)，Springer Verlag 1988或者手冊「Gestalten mitGlass」(玻璃形成)，Interpane Glas Industrie AG，第五版2000。
優選，用於所述基材的玻璃是鹼土-鹼金屬矽酸鹽玻璃，其基於氧化鈣、氧化鈉、二氧化矽和氧化鋁，或者硼矽酸鹽玻璃，其基於二氧化矽、氧化鋁、鹼土金屬氧化物、氧化硼、氧化鈉和氧化鉀。
尤其優選，所述基材是鹼土鹼金屬矽酸鹽玻璃，在其表面上塗覆有額外的氧化鋯層，厚度為50nm到5μm。
尤其適合的是常規鹼土鹼金屬矽酸鹽玻璃，其用於平板玻璃和窗玻璃應用，包含例如15％氧化鈣、13到14％氧化鈉、70％二氧化矽和1到2％氧化鋁。同樣適合的是硼矽酸鹽玻璃，其作為防火玻璃使用，包含例如70到80％二氧化矽，7到13％氧化硼、2到7％氧化鋁、4到8％氧化鈉和氧化鉀和0到5％鹼土金屬氧化物。
c)其他材料同樣適合的是碳，尤其是本領域技術人員已知作為DLC(似金剛石的碳)塗層的塗層，其描述於出版物「Dünnschichtechnologie」(薄層技術)，H.Frey和G.Kienel編輯，VDI-Verlag，Düsseldorf 1987。所述DLC層優選施加到不同於碳的載體材料。
尤其優選，所述基材具有疏水性或者疏油性疏化(phobing)試劑的附加塗層。
d)疏化試劑疏水性或者疏油性疏化試劑是任何分子量的表面活性化合物。
這些化合物優選是陽離子、陰離子、兩性或者非離子的表面活性化合物，例如在以下文獻中列出的，詞典「Surfactants Europa，ADictionary of Surface Active Agents available in Europe，編輯Gordon L.Hollis，Royal Society of Chemistry，Cambridge，1995。
陰離子疏化試劑的例子是烷基硫酸鹽、醚硫酸鹽、醚羧酸鹽、磷酸酯、磺基丁二酸鹽、磺基丁二酸鹽醯胺、石蠟磺酸鹽、烯烴磺酸鹽、肌氨酸鹽、isothionates、taurates和木質素化合物。
陽離子疏化試劑的例子是季烷基銨化合物和咪唑。
兩性疏化試劑的例子是甜菜鹼、氨基乙酸、丙酸鹽和咪唑。
非離子的疏化試劑是例如alkoxyates、alkyloamides、酯、氧化胺和烷基多苷。同樣可能的是烯化氧與適合於烷基化的化合物的轉化產物、例如脂肪醇、脂肪胺、脂肪酸、苯酚、烷基酚、芳烷基酚例如苯乙烯苯酚縮合物、羧酸醯胺和樹脂酸類。
尤其優選的疏化試劑中，1到100％、尤其優選60到95％的氫原子被氟原子取代。提及的例子是全氟化烷基硫酸鹽、全氟化烷基磺酸鹽、全氟化烷基磷酸鹽、全氟化烷基亞膦酸鹽和全氟化羧酸類。
優選用作聚合物疏化試劑用於疏水性塗層或者作為聚合物疏水材料用於所述表面的是分子量Mw＞500到1,000,000、優選1,000到500,000和尤其優選1500到20,000的化合物。這些聚合物疏化試劑可以是非離子、陰離子、陽離子或者兩性化合物。此外，這些聚合物疏化劑可以是均聚物、共聚物、接枝聚合物和接枝共聚物以及統計嵌段聚合物。
尤其優選的聚合物疏化試劑是AB-、BAB-以及ABC嵌段聚合物類型的那些。在AB或者BAB嵌段聚合物中，A鏈段是親水性的均聚物或者共聚物和B嵌段是疏水性均聚物或者共聚物或者其鹽。
尤其優選的同樣是陰離子、聚合物疏化試劑，尤其是芳香族磺酸與甲醛的縮合產物和烷基萘磺酸或者來自甲醛、萘磺酸和/或苯磺酸、來自任選取代的酚與甲醛和亞硫酸氫鈉的縮合產物。
同樣優選的是可以通過轉化萘酚與鏈烷醇、加成烯化氧和至少部分地將末端羥基轉化成磺基基團或者馬來酸和鄰苯二甲酸或者琥珀酸的半酯得到的縮合產物。
在本發明方法的另一優選的實施方案中，疏化試劑來自磺基丁二酸鹽和烷基苯磺酸鹽。同樣優選的是硫酸鹽化、烷氧基化脂肪酸或者其鹽。優選的烷氧基化脂肪酸醇尤其是具有5到120、6到60、十分特別優選7-30個環氧乙烷的C6-C22脂肪酸醇，其可以是飽和或者不飽和的，尤其是硬脂醇。硫酸鹽化烷氧基化脂肪酸醇優選以鹽存在，尤其是以鹼金屬或者胺鹽、優選二乙胺鹽存在。
十分特別優選的是，另外的基於貴金屬的粘著性-提高層、優選金層，層厚度為10到100nm，設置在疏化試劑層和基材之間。
本發明的主題也是選擇任選地表面-塗覆的、具有超疏性和降低光散射的表面的基材的方法，其中A)至少一個任選地表面-塗覆的基材的選擇考慮組成、厚度和單層的順序，B)每個按照A)的基材的表面形貌被改變，和在每種情況下計算每一基材的總散射，和選擇具有總散射≤7％、優選≤3％、特別優選≤1％的表面形貌的基材，C)按照以下方程，依照超疏性性能要求的形貌條件，檢驗按照B)選擇的基材的表面S(logf)＝a(f)·f (1)其中，函數S(logf)在積分區間log(f1/μm-1)＝-3和log(f2/μm-1)＝3之間的積分為至少0.3。
D)選擇具有滿足C)的條件的表面形貌的基材。
以下更詳細地描述步驟A)到D)的優選細節。
A)以組成、厚度和單層順序為特徵的層系統的選擇在本發明意義上適合作為基材的原則上是所有本領域技術人員已知的材料或者其結合。優選，所述基材包括在以上b和c點中引用的材料。所述基材可以是塗覆或者未塗覆的。未塗覆的基材具有至少一個層。塗覆基材具有至少兩個、但通常很多的層。基材優選按照其組成、該層的厚度、整個基材的厚度和任選地單層的順序進行選擇。
然而，當選擇基材的組成和層順序時，本領域技術人員尤其考慮在所述工業應用中基材表面要滿足的附加性能。例如，如果對於應用特別高的抗劃傷度是重要的，本領域技術人員將選擇特別硬的材料，例如TiN、SiC、WC或者Si3N4。
本領域技術人員原則上知道選擇層系統的層材料、層厚度和層狀結構的順序要遵守的條件，以避免有害的光學作用，例如吸收、色偏(通過吸收或者幹涉)或者反射。另一方面，在很多情況下也希望選擇性地提供光學性質，例如顯現著色的層、部分-反射或者完全反射層。
B)計算不同的表面形貌的總散射損失和選擇總散射≤7％、優選≤3％、特別優選≤1％的表面形貌對按照步驟A)選擇的層系統提供不同的表面形貌和研究它們的總的散射。
總散射的計算或者測定是本領域技術人員已知的並且在工業中廣泛進行，例如用於光學部件的開發。用於計算的規則是已知的，例如A.Duparré的出版物，Thin Filmsin Optical Coatings，CRC Press，Boca Raton，London 1995，其在此作為參考引用並且因此視為本公開的一部分。在其中，以下在方程10中給出ARS=ijKCiCj*PSDij(2f)---(2)]]>在此，ARS表示角度-解析的散射。總散射損失TS(總的積分散射)通過在前半區間和後半區間積分ARS得到TS＝∫ΩARSdΩ (3)在後半區間或者前半區間中散射的光學係數K在以下出版物中確定P.Bousquet，F.Flory，P.
Roche″Scattering from multilayer thin filmstheory andexperiment″，J.Opt.Soc.Am.Vol.71(1981)，按照在1120頁式22和23之後引用的規則，從入射的極坐標和方位角、使用的波長和層材料的折射率確定。
光學係數Ci、Cj由出版物P.Bousquet，F.Flory，P.Roche「Scattering from multilayer thin filmstheory andexperiment」，J.Opt.Soc.Am.Vol.71(1981)中的式22和23計算，如下所述。在此，i和j指示界面的數目。共軛複數值用星號(*)標記。係數Ci和Cj使用1119頁有關的式17、18、19和202從層界面處場強E計算，和1119頁給出的規則用於公差Y。公差Y按照1119頁、左列、最後的段落的4個公式(未編號)，從折射率n、介電常數、磁場常數、層厚度e和入射的極角θ0計算。場強計算使用本領域技術人員計算層系統使用的通常遞歸方法進行；這些描述在1117和1118頁上。
為了進行上述計算，需要散射光波長下的光學折射率，這些按照如下所述確定在此作為參考波長，例如選擇514mm。在該波長下的光學折射率對於許多的材料是已知的。例如，它們可以取自出版物Handbook ofOptical Constants of Solids，Ed.E.D.Palik，Academic Press，San Diego，1998，其在此作為參考引用並且因此視為本公開的一部分。如果光學折射率不是已知的，它也可以通過實驗手段測定。這需要的規則對於本領域技術人員是已知的，並且可以例如得自出版物H.A.Macleod，Thin Film Optical Filters，Macmillan PublishingCompany NewYork；Adam Hilger Ltd.，Bristol，1986，其在此作為參考引用並且因此視為本公開的一部分。
為了滿足總散射損失≤7％、優選≤3％、尤其優選≤1％，函數PSD(f)的不同的曲線可以在方程(1)中確定。函數PSD(f)作為功譜密度對於本領域技術人員是眾所周知的，並且經常用於表面形貌的定量的統計描述。其詳細說明可以得自出版物J.C.Stover「Optical Scattering」，第二版，SPIE Press Bellingham，Washington，USA 1995，其在此作為參考引用並且因此視為本公開的一部分。對於在步驟R＝{PSD(f)}中確定的所有函數的集R，存在具有不同的形貌的表面，其全散射損失≤7％、優選≤3％、特別優選≤1％。
當選擇函數PSD(F)時，規定以下限制以將所述選擇限制在對於本領域技術人員而言看來是合理的那些函數。因此，這排除了那些儘管滿足從數學觀點需要的散射條件、但從物理或者工藝的觀點是沒有意義的函數曲線。
a)僅僅考慮在f1＝10-3μm-1和f2＝10-3μm-1範圍內的局部頻率。
b)以下被用作函數PSD(f)的上限log[PSDmax(f)/nm4]＝16-2log[f/μm-1] 4)c)以下被用作函數PSD(f)的下限log[PSDmin(f)/nm4]＝2-2log[f/μm-1] (5)d)不考慮不連續的和不可微分的函數曲線。本領域技術人員熟悉那些合理的和可應用的函數曲線。文獻包含了各種用於函數PSD(f)的函數曲線。這些可以用作參考和作為識別假函數或者物理上無意義函數的對比。
E.Church，M，Howells，T.Vorburger，″金剛石旋轉鏡面加工的光譜分析″，Proc.SPIE 315(1981)202J.M.Bennett，L.Mattsson，″表面粗糙度和散射入門″，OSAPublishing，Washington D.C.1999，Chapter5″選擇表面的統計學″C.Walsh，A.Leistner，B.Oreb，″光學基材的重力-波幹涉測量法的功率頻譜密度分析″，Applied Optics 38(1999)4790D.Rnnow，″根據三個波長下的角度解析光散射的薄膜界面粗糙度統計學″，Opt.Eng.37(1998)696C.Vernold，J.Harvey，″裸熱等靜壓(HIP)鈹鏡的有效表面PSD″，Proc.SPIE 1530(1991)144A.Duparré，G.Notni，R.Recknagel，T.Feigl，S.Gliech，″Hochaufisende Topometrie im Kontext globaler Makrostmkturen″(全局宏觀結構範圍中的高度解析的形貌測量)，TechnischesMessen66(1999)11R.Recknagel，T.Feigt，A.Duparré，G.Notni，″使用白光幹涉測量法和原子力顯微術的寬範圍表面測量″，Proc.SPIE3479(1998)36S.Jakobs，A.Duparré，H.Truckenbrodt，″紫外光學塗層中界面間的粗糙度和相關散射系統的實驗方法″，AppliedOptics37(1998)1180V.E.Asadchikov，A.Duparré，S.Jakobs，A.Yu.Karabekov，I.V.Kozhevnikov，″通過X射線散射和原子力顯微術對比研究光學表面和薄膜的粗糙度″，Applied Optics 38(1999)684E.Quesnel，A.Dariel，A.Duparré，J.Steinert，″離子束濺射氟化物塗層的VUV光散射和形態″，Proc.SPIE 3738(1999)C.Ruppe和A.Duparré″通過原子力顯微術分析光學薄膜的粗糙度″，Thin Solid Films 288(1996)8這些出版物在此作為參考被引用並且因此被認為屬於本公開的一部分。
C)測試按照步驟B)選擇的表面形貌的超疏性性能對於在B)中選擇的R＝{PSD(f)}函數的集合，現在使用計算機檢驗具有超疏性性能的表面形貌、即PSD(f)函數的子集T＝{PSD(f)}R＝{PSD(f)}。為此，根據PSD(f)曲線按照以下公式確定頻率-相關的振幅。a(f)=4f/DfDPSD(f)fdf2fPSD(f)logD---(6)]]>在此，值D＝1.5被用作常量D，其決定積分區間的寬度，並且在該區間內函數PSD(f)被認為是常量。該公式原則上符合空間-頻率相關的振幅的計算，其也描述於J.C.Stover，Optical Scattering，第二版，SPIE Press Bellingham，Washington，美國1995，103頁的公式(4.19)，和34頁上的表2.1和37頁上的表2.2。
國際申請PCT/99/10322描述了例如超疏性表面，對於該超疏性表面，表面形貌的結構被做成使得函數S的積分值S(logf)＝a(f)·f (7)該式表明單一Fourier組分的空間頻率f和它們的振幅a(f)之間的關係，在積分區間log(f1/μm-1)＝-3和log(f2/μm-1)＝3之間，至少為0.5，和其包括疏水性或者尤其是疏油性材料或者特別是用疏水性或者尤其是疏油性材料塗覆。同樣優選，所述積分的值為至少0.3。
關係(7)現在被用於計算，對於集合R＝{PSD(f)}的所有PSD(f)函數，函數S(logf)在積分區間log(f1/μm-1)＝-3和log(f2/μm-1)＝3之間的積分值。積分≥0.3的所有PSD(F)函數總和為集合T＝{PSD(f)}。對於通過這些函數PSD(f)描述的形貌，存在≤7％、優選≤3％、特別優選≤1％的總散射損失和導致相對於水的接觸角≥140°的超疏性性能。
D)滿足步驟B)和步驟C)兩者的條件的層系統的選擇如果現在存在優選計算的表面形貌PSD(f)，其滿足兩種性能，其因此被計算為超疏性和光散射降低的，則可以可靠地保證所選擇的層狀結構可以通過這種表面的合適構造而生產。在眾多可能的層狀結構中，僅僅選擇的層能夠滿足兩個條件，超疏性和光散射降低。步驟A)到C)的優選計算的預先選擇使最佳化所述層的大量不必要的實驗工作能夠得到避免。
步驟A)到C)可以通過計算機設備以適合的方法得到支持或者自動化。檢驗單層結構需要的計算量是很少的，因此大量的層狀結構可以在短時間內以數字方式檢驗。
尤其可以建立電腦程式，以便步驟A)到C)可以這樣一種方式進行，即其中所述層狀結構可以數字方式優選。這可以用以下例子解釋在步驟A)中，選擇了由材料a)構成的基材，其層厚度為da1和折射率為na。在檢驗步驟B)中的降低光散射的條件和步驟C)中的超疏性條件之後，選擇兩個條件都滿足的形貌。然後以增量Δd增加基材厚度da1到da2＝da1+Δd。在再檢驗步驟B)和C)中的條件之後，現在可以確定是否顯著差異形貌的集合基於相應的PSD(f)函數發生了變化。現在可以進行在步驟A)到C)中這類計算的循環，直到基材厚度dopt在特定區間內確定，對於該厚度，所述顯著不同的形貌Topt＝{PSD(f)}的集合基於相應的PSD(f)函數是最大的。基材厚度dopt表示最優化值，因為在此存在滿足步驟B)和C)兩個條件的最不同的表面形貌。因此，在基材厚度為dopt下構造具有希望性能的表面在理論上是最簡單的，因為這時存在最大的可能性。
如果要優化包括幾個層的基材的層厚度，可以使用類似的方法，例如對於具有層厚度為da和db的層(a，b)的結構的2-層系統。在此，可以在層a和b的規定的最小和最大層厚度內，確定層厚度的最佳值(dopta，doptb)。
類似的方法還可以用於更複雜的包括三個和更多層的系統。
優選，本發明方法被用來研究本發明的基材。
本發明另一主題是選擇在任選地表面塗覆的基材上生產超疏性和光散射降低的表面的工藝參數的方法，其中E.基材的表面用形成表面形貌所需要的工藝參數的改變來生產，順序地或者並行地，優選並行地，F.測定按照E)確定的所有表面的總光散射，G.至少在按照F)的光散射≤7％、優選≤3％、特別優選≤1％的表面上測定水滴的接觸角，和H.確定在其表面上水滴的接觸角≥140°、優選≥150°和光散射≤7％、優選≤3％、特別優選≤1％的基材，並且選擇其生產工藝參數。
以下更詳細地解釋步驟E)到H)的優選的細節。
E)用形成表面形貌需要的的工藝參數的改變生產層系統(順次地或並行地)本領域技術人員將發現，對於具有超疏性和降低的光散射性能的選擇的基材或者任選地包括幾個層的基材，可以容易地提出技術上適合的塗覆方法。
原則上在此可以使用所有可以用來在固體表面塗覆層的方法。這些薄層技術通常可以分成三類氣相塗覆工藝、液相塗覆工藝和固相塗覆工藝。
氣相塗覆工藝的例子包括各種蒸發方法和輝光放電方法，例如-陰極濺射-有或者沒有離子輔助設備的汽相澱積，其中蒸發源可以通過眾多不同的技術操作，例如電子束加熱法、離子束加熱、電阻加熱、輻射加熱、通過射頻電感加熱、通過利用電極或者雷射的電弧加熱，-化學汽相澱積(CVD)-離子電鍍法-表面的等離子蝕刻-等離子沉積-表面的離子蝕刻-表面的活性離子蝕刻液相塗覆工藝的例子是-電化學沉積-溶膠-凝膠塗層技術-噴塗
-流延塗覆-浸漬塗覆-旋壓沉積塗覆(在「旋轉加快」模式中的旋塗或者在「旋轉減慢」模式中的旋塗)-散布塗覆-滾筒塗覆。
固相塗覆工藝的例子是-利用預製固體膜的結合，例如通過層壓或者粘接-粉末塗覆方法。
可以用於這些目的的不同的薄層技術的選擇同時見於出版物Handbook of Thin Film Deposition Processes and Techniques，Noyes Publications，1988，其在此作為參考引用和因此被認為是本公開的一部分。
本領域技術人員也熟悉選擇的塗覆工藝的工藝參數，其原則上影響表面的粗糙性或者形貌。
例如，對於在玻璃上通過沉積生產薄層，對於表面的形貌以下工藝參數是重要的基材預處理(例如輝光、清潔、雷射處理)、基材溫度、蒸發速率、背景壓力、殘餘氣壓、反應沉積期間的參數(例如組分的分壓)、蒸發之後的加熱/輻射、蒸發期間的離子輔助設備參數。
本領域技術人員知道對於其他塗覆方法的參數，尤其是對於顯著影響形貌的那些，並且酌情選擇它們，如在蒸發例子中解釋的。
除改變塗覆工藝的工藝參數外，也可以預處理或者後處理所述表面或者用不同的工藝參數預處理或者後處置所述表面以改變所述表面的形貌。這例如通過熱處理、等離子蝕刻、離子束輻射、電化學侵蝕、電子束加工、粒子束處理、雷射束處理或者通過直接與工具有關的機械處理來進行。
本領域技術人員熟知，選擇的熱處理法的工藝參數原則上將影響所述表面的粗糙性或者形貌。
可以通過試驗大量不同的工藝參數設定來優化決定粗糙性的塗覆工藝的工藝參數設定。在此，接著進行以下過程優選用化學、機械和/或熱方法在不同的部分表面a、b、c等等上生產基材的預定表面形貌。
同樣優選的是在基材的不同的部分表面a、b、c等等塗覆層，藉此對每個部分表面設定不同的工藝參數。
例如，對於沉積過程，對於每一部分表面可以選擇不同的沉積速率。所述部分表面可以順序地塗覆，或者藉助於適合的設備也可以並行地塗覆。
在順次塗覆情況下，優選整個基材用適合的屏蔽裝置覆蓋，並且僅僅在該步驟中將被塗覆的部分表面a不用屏蔽保護。所述屏蔽可以採取屏蔽中開口的形式，其接近將被塗覆的基材。
在一個可能的實施方案中，所述屏蔽可以採取在屏蔽中固定開口的形式。然後在單個部分表面a、b、c等等塗覆期間，基材相對於具有隔膜開口的屏蔽運動，其中基材和/或具有隔膜開口的屏蔽發生運動。
在另一實施方案中，隔膜不採取在屏蔽中固定開口的形式，而是屏蔽本身包含幾個相互間運動的部件，這取決於它們的位置，任選地在屏蔽的不同點具有開口。
然而，在另一實施方案中屏蔽也可以採取在基材上的光致抗蝕塗層的形式，其中在部分表面a(其在該步驟中將被塗覆)上的光致抗蝕塗層被曝光、顯影和除去。在塗覆部分表面a之後和在塗覆下一個部分表面b以前，將部分表面a再次用保護層塗覆，其保護它在所有隨後的部分表面b、c等等的塗覆工藝期間不被再次塗覆。
所有這類屏蔽技術用於形成塗層是本領域技術人員所熟知的，並且例如被廣泛用於半導體技術。在各種實施方案中機械屏蔽的使用，對於藉助於蒸發或者陰極濺射的薄層技術長期以來一直是通用的做法。光刻屏蔽技術的綜述可見於出版物Sze，VLSI Technology，McGrawHill，1983和Mead等，Introduction to VLSI Techniques，Addison-Wesley，1980，其在此作為參考收入並且因此視為本公開的一部分。
如果基材溫度被用作蒸發方法的工藝參數，在每個部分表面a、b、c-n可以選擇另一溫度Ta、Tc、Tb-Tn，並且整體基材的塗覆在所有部分表面並行地進行。
這類樣品系列的自動化生產為本領域技術人員所熟知並且原則上與用於自動化生產單層的過程一致。
該過程原則上不局限於一種沉積過程，而是可以用於所有在E)下列出的塗覆方法。
所述部分表面可以位於共同的基材上或者也可以位於幾個基材上。在共同的基材情況下，部分表面可以任何次序排列，即例如以正方形區域或者也可以矩形或者直線區域排列。
部分表面的尺寸為≤9cm2、優選≤4cm2、特別優選≤1cm2和十分特別優選≤0.4cm2。不同的部分表面的總數為≥10、優選≥100和十分優選≥104。
F)在步驟E)中產生的所有表面的總散射的測定最後，測試在步驟E)中產生的所有表面的全散射損失。為此，所述部分表面被固定在測定裝備中，如ISO/DIS 13696中描述的，例如出版物Duparré和S.Gliech，Proc.SPIE 3141，57(1997)。為此，藉助於掃描裝置，將514nm的光源用於照亮所述部分表面或者所述整體表面的部分區域。在照明期間，收集元件(Ulbricht球或者Coblentz球)被用來順序確定在後半區間和前半區間中總散射損失。
除測定總散射損失外，也可以確定其他層性能。例如，測定抗劃傷和耐磨性是有意義的，如果所述表面暴露於特別高擦傷或者磨擦強度，例如汽車中的屏蔽。
耐磨性使用Taber Abraser方法按照ISO 3537、在500次循環、每一摩擦輪500g和使用CS10F摩擦輪下測定。然後，霧度的增加按照ASTMD 1003測試。
抗劃傷使用沙細流測試按照DIN 52348測定。然後，霧度的增加按照ASTM D 1003測試。
F2)按照步驟E)產生的不同表面用10到100nm金層和疏化試劑(十二烷硫醇)的單層的塗覆為了比較不同的表面形貌的超疏性性能，優選使用均勻疏化試劑塗覆。均勻疏化試劑的選擇使得能夠進行非常不同形貌的研究，其原則上適合於形成具有低散射的超疏性表面。
優選，塗覆使用烷基硫醇進行，特別優選使用十二烷基硫醇。優選，通過在室溫下的吸收，在24h內，十二烷基硫醇從1g/l乙醇中的溶液獲得。首先，塗覆增粘劑層，厚度為10nm到100nm，優選金、銀或者鉑。增粘劑的應用優選通過陰極濺射進行。
使用疏化試劑塗覆優選在所有部分表面上同時進行。
G)在步驟F)和任選地F2)中產生的所有表面的接觸角的測定然後，測定試驗液體、優選水在部分表面上的接觸角。滾降角的測定例如通過傾斜平坦的基材直到試驗液滴滾降來測定。
H)選擇來自步驟F)和任選地F2)的塗覆表面，其接觸角≥140°、優選≥150°和總光散射≤7％、優選≤3％、特別優選≤1％在此，選擇所有表面或者使用的塗覆工藝的工藝參數設置，使得接觸角≥140°、優選≥150°和總光散射≤7％、優選≤3％、特別優選≤1％。
取決於得到的結果，對於其他塗覆工藝參數可以重複步驟E-H。
在選擇接觸角≥140°、優選≥150°和總光散射≤7％、優選≤3％、特別優選≤1％的表面之後，塗覆方法工藝參數被用來生產大量的具有該表面的基材。該生產按照在步驟H中選擇的工藝參數進行。
本發明主題也是按照本發明的具有超疏性和透明表面的材料或者建築材料，並且其使用本發明方法生產。
對於本發明的表面，存在眾多可能的工業應用。本發明的主題因此也是以下發明的超疏性和光散射降低的表面的應用在透明的材料情況下，所述超疏性表面可以用作屏蔽或者用於透明屏蔽的保護層，尤其是玻璃或者塑料屏蔽，尤其是用於太陽能電池、交通工具、飛機或者房屋。
另一應用是建築的裝飾元件以保護它們避免水的影響。
實施例選擇1μm層厚度的ZrO2作為單層。從本領域技術人員熟知的文獻得到光學折射率為2.1。
對於這一層構型和折射率為1.52的玻璃基材，按照步驟B)中的規則，確定不同的具有不同粗糙度的假定表面形貌在波長為514nm下的總光散射損失。
選擇具有≤1％的特別優選的散射損失的形貌。對於該形貌，向前和向後方向的計算的總散射損失是0.8％。
對於該形貌，為了驗證超疏性性能，如在步驟C)下描述的計算函數S(logf)的積分，得到值為0.42。
按照該結果，因為該層系統具有的表面形貌滿足條件「超疏性」和「降低的光散射」，該系統被選擇進行實驗。
選擇電子束沉積作為塗覆工藝。在自動清洗線中(順序鹼浴、水中漂洗、鹼浴、水中漂洗，在去離子水中漂洗2次，隨後通過排放進行乾燥)淨化直徑為25mm和厚度為5mm的平面玻璃基材。
在蒸發工藝中，改變形貌-敏感的工藝參數「基材溫度」和「蒸發速率」。在此，選擇在300K和700K之間的10種不同的基材溫度加上在0.1nm/秒和10nm/秒之間的10種不同的蒸發速率。
對於得到的樣品，在正向和反向方向中測定在514nm波長下的總散射。對於每個樣品散射損失小於1％。
將這樣生產的樣品用大約50nm厚度的金層通過陰極濺射塗覆。最後，在密閉容器中，將樣品浸漬在1-n-全氟辛烷硫醇在α，α，α-三氟甲苯中的溶液(1g/l)中在室溫下24小時進行塗覆，然後用α，α，α-三氟甲苯衝洗，並乾燥。
然後，測定這些表面的接觸角。所述表面之一具有對於水的統計接觸角為153°。當所述表面傾斜＜10°時，體積為10μl的水滴滾落。
這一表面的工藝參數是電子束蒸發在基材溫度為573K、速率為0.35nm/s、壓力為1×10-4毫巴下進行。
按照ISO/DIS 13696，在波長為514nm下，在反向和正向中測定的該表面的散射損失為反向散射為0.1％和正向散射為0.18％。
函數的積分值S(logf)＝a(f)·f (8)在積分區間log(f1/μm-1)＝-3和log(f2/μm-1)＝3之間計算，為0.4。
權利要求
1.具有降低的光散射超疏性表面的基材，其總散射損失≤7％、優選≤3％、特別優選≤1％和對於水的接觸角為至少140°、優選至少150°。
2.權利要求1的基材，其特徵在於，所述表面的耐磨性按照試驗方法ASTM D 1003依據霧度增加進行測定為從≤10％、優選從≤5％，對於使用Taber Abraser方法按照ISO 3537，在500次循環，每一摩擦輪500g的重量和使用CS10F摩擦輪下的磨蝕負載。
3.權利要求1或者2的基材，其特徵在於，所述表面的耐擦傷性，按照試驗方法ASTM D 1003依據霧度增加進行測定為從≤15％、優選從≤10％、特別優選從≤5％，對於在沙細流試驗中按照DIN 52348的擦傷負載。
4.權利要求1到3任何一項的基材，其特徵在於，對於體積為10μl的水滴，滾降角為≤20°。
5.權利要求1到4任何一項的基材，其特徵在於，所述基材包括塑料、玻璃、陶瓷或者碳，任選地為透明形式。
6.權利要求5的基材，其特徵在於，所述陶瓷材料是金屬或者硼、矽氧烷、鍺的氧化物、氟化物、碳化物、氮化物、硒化物、碲化物或者硫化物或者其混合的化合物或者這些化合物的物理混合物，尤其是-鋯、鈦、鉭、鋁、鉿、矽、銦、錫、釔或者鈰的氧化物，-鑭、鎂、鈣、鋰、釔、鋇、鉛、釹的氟化物或者冰晶石(氟鋁化鈉，Na3AlF6)，-碳化矽或者碳化鎢，-鋅或者鎘的硫化物，-鍺或者矽的硒化物或者碲化物，-或者硼、鈦或者矽的氮化物。
7.權利要求5的基材，其特徵在於，將基於氧化鈣、氧化鈉、二氧化矽和氧化鋁的鹼土鹼金屬矽酸鹽玻璃或者基於二氧化矽、氧化鋁、鹼土金屬氧化物、氧化硼、氧化鈉和氧化鉀的硼矽酸鹽玻璃用作玻璃。
8.權利要求7的基材，其特徵在於，所述基材材料是鹼土鹼金屬矽酸鹽玻璃和所述基材在表面上用另外的厚度為50nm到5μm的氧化鋯層塗覆。
9.權利要求5的基材，其特徵在於，在與其不同的載體上的用於所述基材的DLC層(似金剛石的碳層)被用作碳，任選地以透明的形式。
10.權利要求5的基材，其特徵在於，熱固性或者熱塑性塑料和/或所述基材表面被用作塑料，任選地以透明的形式。
11.權利要求10的基材，其特徵在於，所述熱固性塑料是鄰苯二甲酸二烯丙酯樹脂、環氧樹脂、脲甲醛樹脂、蜜胺甲醛樹脂、蜜胺-酚醛樹脂、酚醛樹脂、聚醯亞胺、矽橡膠、不飽和聚酯樹脂或者任何可能的所述聚合物的混合物。
12.權利要求10的基材，其特徵在於，所述熱塑性塑料是聚烯烴、優選聚丙烯或者聚乙烯、聚碳酸酯、聚酯碳酸酯、聚酯、優選聚對苯二甲酸丁二醇酯或者聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚苯乙烯、苯乙烯共聚物、苯乙烯-丙烯腈樹脂、含橡膠的苯乙烯接枝共聚物、優選丙烯腈-丁二烯苯乙烯聚合物、聚醯胺、聚氨酯、聚苯硫醚、聚氯乙烯或者任何可能的所述聚合物的混合物。
13.權利要求1到12任何一項的基材，其特徵在於，所述基材具有附加塗層，該附加塗層具有疏水性或者疏油性疏化試劑。
14.權利要求13的基材，其特徵在於，所述疏化試劑是陽離子、陰離子、兩性或者非離子的表面活性化合物。
15.權利要求13到14任何一項的基材，其特徵在於，另外的基於貴金屬的增粘層、優選層厚度為從10到100nm的金層被設置在所述疏化試劑層和所述基材之間。
16.用於選擇任選地表面塗覆的基材的方法，所述基材具有超疏性和光散射降低的表面，尤其是權利要求1到15的那些，其特徵在於A)至少一個任選地表面-塗覆的基材的選擇考慮組成、厚度和單層的順序，B)每個按照A)的基材的表面形貌被改變，和在每種情況下計算所述基材的總散射損失，和選擇具有總散射≤7％、優選≤3％、特別優選≤1％的表面形貌的基材，C)按照以下方程，依照超疏性性能要求的形貌條件，檢驗按照B)選擇的基材的表面S(logf)＝a(f)·f (9)其中，函數S(logf)在積分區間log(f1/μm-1)＝-3和log(f2/μm-1)＝3之間的積分為至少0.3，D)選擇具有滿足C)的條件的表面形貌的基材。
17.用於選擇生產任選地表面-塗覆的基材的超疏性和光散射降低的表面的工藝參數的方法，其特徵在於E.基材的表面用形成表面形貌所需要的工藝參數的改變來生產，順序地或者並行地，優選並行地，F.測定按照E)生產的所有表面的總光散射，G.至少在按照B)光散射≤7％、優選≤3％、特別優選≤1％的表面上測定水滴的接觸角，和H.確定在其表面上水滴的接觸角≥140°、優選≥150°和光散射≤7％、優選≤3％、特別優選≤1％的基材，並且選擇其生產工藝參數。
18.權利要求17的方法，其特徵在於，所述表面是按照權利要求16選擇的基材的表面。
19.權利要求17到18的方法，其特徵在於，所述表面形貌是通過化學、熱和/或機械法產生的。
20.權利要求17或者18的方法，其特徵在於，所述表面形貌通過表面塗層產生。
21.權利要求20的方法，其特徵在於，在表面塗覆之後，進行所述基材的後處理工藝，任選地改變為改變所述表面形貌所必需的工藝參數。
22.權利要求20到21任何一項的的方法，其特徵在於，在所述基材的表面塗覆以前，進行所述基材的預處理工藝，任選地改變為改變所述表面形貌所必需的工藝參數。
23.權利要求17-22任何一項的方法，其特徵在於，在按照C)測定接觸角以前，所述表面用疏化試劑塗覆。
24.權利要求23的方法，其特徵在於，在用疏化試劑塗覆以前，所述基材用貴金屬層塗覆，優選厚度為10到100nm的金層，和所述疏化試劑層是硫醇、優選十二烷基硫醇的單層。
25.權利要求17到24任何一項的方法，其特徵在於，基材具有用不同的工藝參數產生的至少兩個部分表面。
26.權利要求25的方法，其特徵在於，所述基材具有≥10、優選≥100、特別優選≥104個用不同的工藝參數產生的部分表面。
27.權利要求26的方法，其特徵在於，在所述基材上用不同的工藝參數產生的所述部分表面的尺寸為≤9cm2、優選≤4cm2、十分特別優選≤0.4cm2。
28.權利要求25到27的方法，其特徵在於，所述部分表面的生產藉助於屏蔽進行，在所述生產期間在所述基材上的一個或多個部分表面被所述屏蔽覆蓋，和在所述生產之後，所述屏蔽被再次除去。
29.權利要求28的方法，其特徵在於，所述屏蔽是抗光蝕劑層。
30.用於生產任選地表面-塗覆的基材的超疏性和光散射降低的表面的方法，其特徵在於，用權利要求17-29任何一項的方法選擇的工藝參數被用於其生產。
31.具有權利要求1到15任何一項的基材或者按照權利要求30生產的表面的材料或者建築材料。
32.權利要求1到15任何一項的基材或者權利要求30的材料或者建築材料作為透明的屏蔽或者保護層用於透明的屏蔽、尤其是玻璃或者塑料屏蔽、尤其是用於太陽能電池、交通工具、飛機或者房子的用途。
33.權利要求1到15任何一項的基材或者權利要求30的材料和建築材料作為建築、交通工具或者飛機的不透明外部元件的用途。
全文摘要
本發明涉及具有降低的光散射、超疏性表面的基材，涉及生產所述基材的方法和其用途。所述具有降低的光散射、超疏性表面的基材具有的總散射損失≤7％、優選≤3％和特別是≤1％，和對於水的接觸角為≥140°、優選≥150°。
文檔編號B32B9/00GK1444547SQ01813431
公開日2003年9月24日 申請日期2001年5月23日 優先權日2000年5月26日
發明者K·雷斯, A·杜帕雷, G·諾特尼 申請人:森尼克斯表面毫微技術股份有限公司