DE20212324U1

DE20212324U1 - Easy to clean device

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Publication number: DE20212324U1
Application number: DE20212324U
Authority: DE
Original assignee: Schott Glaswerke AG
Current assignee: Schott AG
Priority date: 2002-08-09
Filing date: 2002-08-09
Publication date: 2002-12-19
Anticipated expiration: 2012-08-10

Description

SCHOTT GLAS P 193 8SCHOTT GLASS P 193 8

ksks

Reinigungsfreundliche VorrichtungEasy-to-clean device Description:

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit einer leicht reinigbaren, bis mindestens 300⁰C hitzebeständigen, Oberflächenschicht .The invention relates to a device with an easily cleanable surface layer that is heat-resistant up to at least 300 ^° C.

Das Ausrüsten von Gegenständen mit schmutzabweisenden Substanzen ist allgemein bekannt. So ist es beispielsweise auch bekannt, die Oberfläche von Gläsern, Glaskeramiken, Glasuren, Emaille oder auch Steinen mittels Silikonen zu behandeln, um diese schmutz- und wasserabweisend auszurüsten. Ebenso können auch Metall- und Kunststoffflächen schmutz- und wasserabweisend ausgerüstet werden. Dabei wird üblicherweise derart vorgegangen, dass die Oberflächen der zu behandelnden" Gegenstände durch Auftragen einer flüssigen Zusammensetzung hydrophobisiert werden. Hierzu werden üblicherweise eine Vielzahl von Chemikalien, insbesondere jedoch Silikonöle und/oder fluorierte Silane verwendet. Die so behandelten Oberflächen erweisen sich als schwer benetzbar, wodurch das Wasser abperlt. Verschmutzungen haften nur schwach an der behandelten Oberfläche an und lassen sich somit leicht entfernen.Equipping objects with dirt-repellent substances is well known. For example, it is also known to treat the surface of glass, glass ceramics, glazes, enamel or even stones with silicones to make them dirt and water repellent. Metal and plastic surfaces can also be made dirt and water repellent. The usual procedure is to make the surfaces of the objects to be treated hydrophobic by applying a liquid composition. A variety of chemicals are usually used for this, but in particular silicone oils and/or fluorinated silanes. The surfaces treated in this way prove to be difficult to wet, which means that the water beads off. Dirt only adheres weakly to the treated surface and can therefore be easily removed.

Diese Vorgehensweise hat jedoch zum Nachteil, dass die aufgebrachten Chemikalien nur mit den direkt auf dem Substratmaterial verfügbaren OH-Gruppen reagieren und feste Bindungen eingehen können. Auch eine entsprechende Vorbehandlung,However, this procedure has the disadvantage that the applied chemicals can only react with the OH groups directly available on the substrate material and form strong bonds. Even appropriate pretreatment,

wie beispielsweise Wasserstoff-/Sauerstoffplasma oder geeigneter Haftvermittlersubstanzen, an der Oberfläche von Gegenständen, insbesondere Gläsern, Metallen und Kunststoffen kann nur die Dichte der aufgebrachten Chemikalien erhöhen, nicht jedoch die Dicke, so dass nur monomolekulare hydrophobe Schichten erzeugt werden, welche beim Gebrauch, insbesondere auch bei mechanischer Belastung, wie z.B. beim Reinigen, mit haushaltsüblichen Hilfs- und Reinigungsmitteln schnell abgerieben werden, wodurch die erwünschte Eicjenschaft der leichten Reinigbarkeit verloren geht.such as hydrogen/oxygen plasma or suitable adhesion promoter substances, on the surface of objects, in particular glasses, metals and plastics, can only increase the density of the applied chemicals, but not the thickness, so that only monomolecular hydrophobic layers are produced, which are quickly rubbed off during use, especially under mechanical stress, such as when cleaning, with standard household auxiliaries and cleaning agents, whereby the desired property of easy cleanability is lost.

Eis ist daher bereits versucht worden, die Haltbarkeit dercirtiger Beschichtungen zu erhöhen. So beschreibt beispielsweise die EP-A-O,658,525 die Herstellung eines wasserabweisenden mehrschichtigen Films. Dabei werden drei unterschiedliche Sollösungen hergestellt, gemischt, auf ein Glassubstrat aufgetragen und ein Gelüberzug auf der Glasoberflache erzeugt. Durch Erhitzen wird dann eine Metalloxidoberflächenschicht hergestellt. Auf diese Metalloxidschicht wird dann, wie zuvor beschrieben, eine Fluoralkylsilanschicht aufgetragen.Attempts have therefore already been made to increase the durability of such coatings. For example, EP-A-0,658,525 describes the production of a water-repellent multilayer film. Three different sol solutions are prepared, mixed, applied to a glass substrate and a gel coating is created on the glass surface. A metal oxide surface layer is then produced by heating. A fluoroalkylsilane layer is then applied to this metal oxide layer as previously described.

In der JP-A-Il 092 175 wird ein Verfahren beschrieben, wonach Methoxysilan oder eine Ethoxysilanverbindung, die eine Fluorkohlenstoffkette enthält, auf der Oberfläche von kleinen Teilchen mit einem Durchmesser von 100 nm fixiert wird. Dann werden die so modifizierten Teilchen in einem wässrigen Medium gelöst und auf eine zu beschichtende Oberfläche &egr;&iacgr;&Lgr;&idiagr;&iacgr;getragen, das Lösungsmittel entfernt und der Rückstand einschließend eingebrannt. Auf diese Weise wird eine mit kleinen hydrophobisierten Teilchen beschichtete Oberfläche erhalten.JP-A-II 092 175 describes a process whereby methoxysilane or an ethoxysilane compound containing a fluorocarbon chain is fixed to the surface of small particles with a diameter of 100 nm. The particles modified in this way are then dissolved in an aqueous medium and applied to a surface to be coated, the solvent is removed and the residue is baked to enclose it. In this way, a surface coated with small hydrophobized particles is obtained.

In der WO 99/64363 wird die Herstellung einer Wasserabweisenden Oberfläche beschrieben, wobei zuerst die OberflächeWO 99/64363 describes the production of a water-repellent surface, whereby first the surface

des Glases aufgeraut und sämtliche oberflächlich vorliegendein Metallionen entfernt werden. Danach wird ein wasserabweisender Film auf an sich bekannte Weise auf die zuvor behandelte Oberfläche aufgetragen. Durch das Aufrauhen der Oberfläche werden die dadurch erhaltenen Rauhigkeitstäler mit dem Hydrophobierungsmittel aufgefüllt.of the glass is roughened and all metal ions present on the surface are removed. A water-repellent film is then applied to the previously treated surface in a known manner. By roughening the surface, the resulting roughness valleys are filled with the hydrophobic agent.

In der WO 99/02463 wird die Herstellung einer kratzfesten Beschichtung beschrieben, bei der auf die Oberfläche eine organische Substanz mit silikonartigen Netzwerken aufgetragen wird. Anschließend wird eine Wärmebehandlung durchgeführt, bei der Temperatur und Dauer so gewählt sind, dass die aufgetragene rein organische Schicht weitgehend zersetzt und/oder entfernt wird, sich aber in den obersten Moleküllagen eine Verbindung anorganischer Moleküle des Trägermaterials und organischer Moleküle der aufgebrachten Substanz ausbilden kann. Auf diese Weise wird eine organische Substanz, wie beispielsweise eine Methylgruppe, unter Ausbildung einer Si-C Bindung direkt an das Siliziumatom der Glasoberfläche gebunden.WO 99/02463 describes the production of a scratch-resistant coating in which an organic substance with silicone-like networks is applied to the surface. A heat treatment is then carried out in which the temperature and duration are selected so that the applied purely organic layer is largely decomposed and/or removed, but a compound of inorganic molecules of the carrier material and organic molecules of the applied substance can form in the uppermost molecular layers. In this way, an organic substance, such as a methyl group, is bound directly to the silicon atom of the glass surface, forming a Si-C bond.

In der DE 695 02671 T2 (W09S/24053) ist eine Anzeigevorrichtung mit einem Bildschirm beschrieben, der eine nichtabsorbierende Deckschicht aus einem hybriden anorganischorganischem Material und einem anorganischen Netzwerk aus Silicium- und Metalloxid aufweist. Dabei sind die polymeren Ketten mit dem anorganischen Netzwerk verflochten und bilden ein hybrides anorganisch-organisches Netzwerk. Es hat sich jedoch gezeigt, dass in einer derartigen Schicht organische Komponenten, insbesondere hydrophobe organische Komponenten wie Fluoralkyle sich nicht homogen in eine derartige Schicht einbauen, sondern dass diese im Wesentlichen an der von der Trägerschicht abgewandten Oberfläche anlagern. Aus diesem Grund ist diese äußere hydrophobe Schicht relativ leicht abreibbar.DE 695 02671 T2 (W09S/24053) describes a display device with a screen that has a non-absorbent cover layer made of a hybrid inorganic-organic material and an inorganic network made of silicon and metal oxide. The polymer chains are intertwined with the inorganic network and form a hybrid inorganic-organic network. However, it has been shown that organic components, in particular hydrophobic organic components such as fluoroalkyls, do not integrate homogeneously into such a layer, but rather essentially attach to the surface facing away from the carrier layer. For this reason, this outer hydrophobic layer can be rubbed off relatively easily.

Alle mit diesen Verfahren erzeugten hydrophoben sowie ggf. schmutzabweisenden Eigenschaften, erweisen sich beim Gebrauch nicht als ausreichend dauerhaft und gehen insbesondere bei mechanischer Beanspruchung rasch verloren.All hydrophobic and possibly dirt-repellent properties created by these processes do not prove to be sufficiently durable during use and are quickly lost, especially under mechanical stress.

Die Erfindung hat somit zum Ziel eine leicht zu pflegende Vorrichtung bzw. einen leicht zu pflegenden Gegenstand bereitzustellen, deren/dessen Oberfläche mit einer pflegeleichten und schmutzabweisenden Ausrüstung versehen ist, die auch unter Beanspruchung abriebfest ist wodurch die zuvor genannten pflegeleichten Eigenschaften der Kücheneinrichtung lange erhalten bleiben. Dabei soll die Oberfläche so ausgestaltet sein, dass sie je nach Bedarf als optisch wahrnehmbarer oder als nicht wahrnehmbarer Überzug ausgestaltet werden kann.The invention therefore aims to provide an easy-care device or an easy-care object, the surface of which is provided with an easy-care and dirt-repellent finish that is abrasion-resistant even under stress, whereby the aforementioned easy-care properties of the kitchen equipment are retained for a long time. The surface should be designed in such a way that it can be designed as a visually perceptible or an imperceptible coating, as required.

Die Erfindung hat außerdem zum Ziel, eine derartige Ausrüstung für Gebrauchsgegenstände, insbesondere Haushalts- und Küchengegenstände, bereitzustellen, die die optischen Eigenschaften des Elementes nicht oder nicht merkbar verändert. The invention also aims to provide such a finish for everyday objects, in particular household and kitchen objects, which does not change, or does not noticeably change, the optical properties of the element.

Dieses Ziel wird erfindungsgemäß für die in den Ansprüchen definierte Vorrichtung sowie den damit erhaltenen Erzeugnissen erreicht.This object is achieved according to the invention for the device defined in the claims and for the products obtained thereby.

Erfindungsgemäß wurde gefunden, dass sich eine gleichförmige, widerstandsfähige Beschichtung bzw. ein Überzug auf einen Gegenstand mit im Querschnitt homogenen Eigenschaften dadurch erreichen lässt, dass dessen Oberfläche mit einer Schicht versehen wird, die ein dünnes Metalloxidnetzwerk bzw. eine Metalloxidmatrix umfasst, wobei in dem Netzwerk eine hydrophobe Substanz gleichmäßig verteilt enthalten ist. Die Schicht ist üblicherweise eine qleichförmiqeAccording to the invention, it has been found that a uniform, resistant coating or a covering on an object with homogeneous properties in cross-section can be achieved by providing its surface with a layer which comprises a thin metal oxide network or a metal oxide matrix, wherein a hydrophobic substance is contained evenly distributed in the network. The layer is usually a uniform

Schicht aus einem zusammenhängenden flachenförmig ausgebreiteten Metalloxidnetzwerk. Die in der erfindungsgemäßen Vorrichtung enthaltenen Metalloxidnetzwerke können offencder geschlossenporig sein.Layer of a coherent, flat-shaped metal oxide network. The metal oxide networks contained in the device according to the invention can be open-pored or closed-pored.

Die Metalloxidschichten werden durch thermische Behandlung einer aufgebrachten Gelschicht ausgebildet und verbleiben als fester Überzug oder Coating auf dem Erzeugnis. Die Eigenschaften dieses Überzugs bzw. Coatings bleiben von der Möglichkeit unberührt, dass vor der Erzeugung dieses Überzugs die zu beschichtende Oberfläche zuvor geeignet aktiviert wird (z.B. Plasmabehandlung, Aufbringen einer geeigneten Haftvermittlerschicht) . Ebenso ist es möglich einen Haftvermittler in die Beschichtungslösung einzumischen. In der Oberflächenbeschichtung liegt die hydrophobe Substanz gleichmäßig verteilt vor. Gleichmäßig bedeutet, dass im Unterschied zu den oben ausgeführten Lösungen, wo lediglich an den Grenzflächen eine signifikante Menge der hydrophoben Substanz auftritt, überall in der Schicht eine signifikante Konzentration der hydrophoben Substanz gefunden wird (Verweis auf SIMS-Messung). Auf diese Weise behält die Oberflächenschicht auch im Fall eines oberflächlichen Abriebs die erfindungsgemäß gewünschten Eigenschaften bei.The metal oxide layers are formed by thermal treatment of an applied gel layer and remain as a solid coating on the product. The properties of this coating remain unaffected by the possibility that the surface to be coated is suitably activated before this coating is created (e.g. plasma treatment, application of a suitable adhesion promoter layer). It is also possible to mix an adhesion promoter into the coating solution. The hydrophobic substance is evenly distributed in the surface coating. Evenly means that, in contrast to the solutions described above, where a significant amount of the hydrophobic substance only occurs at the interfaces, a significant concentration of the hydrophobic substance is found throughout the layer (reference to SIMS measurement). In this way, the surface layer retains the properties desired according to the invention even in the event of superficial abrasion.

Die zur Herstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendeten Gele sind insbesondere Metalloxidgele, welche mittels einem SoI-Gelprozess herstellbar sind. Dabei werden die Gele in situ während des Auftragens auf den zu beschichtenden Gegenstand bzw. Vorrichtung gebildet, wodurch ein einheitliches kontinuierliches Gelnetzwerk auf der Oberfläche des zu beschichtenden Gegenstandes erzeugt wird. Bevorzugte Metalloxide sind SiO₂, A12O3, Fe₂O₃, In₂O3, SnO₂, ZrO₂, B₂O₄ und/oder TiO₂. Bevorzugte Gele sind Hydrogele, Alkogele, Xerogele und/oder Aerogele. Die erfindungsgemäße Zugabe der hydrophoben, ggf. auch oleophoben, Substanz zurThe gels used to produce the device according to the invention are in particular metal oxide gels, which can be produced by means of a sol-gel process. The gels are formed in situ during application to the object or device to be coated, whereby a uniform, continuous gel network is produced on the surface of the object to be coated. Preferred metal oxides are SiO ₂ , A12O3, Fe ₂ O ₃ , In ₂ O3, SnO ₂ , ZrO ₂ , B ₂ O ₄ and/or TiO ₂ . Preferred gels are hydrogels, alcogels, xerogels and/or aerogels. The inventive addition of the hydrophobic, possibly also oleophobic, substance to the

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Solmischung vor bzw. während der Ausbildung des Gels bewirkt, dass die hydrophobe Substanz im gesamten Volumen des sich bildenden Gelnetzwerkes gleichmäßig verteilt enthalten &igr; ist und durch Polykondensation beispielsweise ihrer SiIanolgruppen chemisch gebunden wird. Auf diese Weise ist es möglich der so behandelten Oberfläche besonders abriebfeste und dauerhafte schmutzabweisende Eigenschaften zu verleihein. Sol mixing before or during the formation of the gel ensures that the hydrophobic substance is evenly distributed throughout the entire volume of the gel network being formed and is chemically bound by polycondensation of, for example, its silanol groups. In this way, it is possible to give the surface treated in this way particularly abrasion-resistant and durable dirt-repellent properties.

Die allgemeine Herstellung von Gel schichten mittels eines SoI-Gelprozesses ist an sich bekannt und vielfältig beschrieben. Dabei wird üblicherweise derart vorgegangen, dciss in einer Lösung, vorzugsweise einer wasserhaltigen und/oder alkoholischen Lösung, mit anorganischen Metallsalzen oder metallorganischen Verbindungen wie Metallalkoxyden durch Hydrolyse eine Polymerreaktion erzeugt wird, wobei eine kolloidale Suspension, d.h. ein SoI, entsteht. Durch weitere Hydrolyse und Kondensation wird aus dem SoI ein zusammenhängendes Gelnetzwerk gebildet. Vorzugsweise wird die Ausbildung des Gels direkt während des Beschichtens erzeugt. Die endgültige Ausbildung des gesamten Gelnetzwerkes wird dabei vorzugsweise durch Erwärmen beschleunigt. Typische Temperaturen betragen hierfür zwischen O⁰C und 400⁰C, vorzugsweise zwischen 2O⁰C und 400⁰C, insbesondere 25O⁰C und 380⁰C, wobei eine Temperatur von 300⁰C besonders bevorzugt ist. Durch Wahl der Hydrolysebedingungen können möglichst dichte, d.h. mehr oder weniger porenlose bzw. nur winzigste Poren aufweisende Gelnetzwerke erzeugt werden. Meitallalkoxyde sind vorzugsweise Ci-C₄-Metallalkoxyde, wobei Metallmethylate und Metallethylate besonders bevorzugt sind. Unter den Metallsalzen sind Metallnitrate bevorzugt. Die Hydrolyse unter Ausbildung des SoIs wird üblicherweise mit einem Überschuss an destilliertem Wasser gestartet und durch Stehenlassen über einen längeren Zeitraum, beispielsweise zwei bis vier Tage, wird bei Umgebungstemperatur undThe general production of gel layers using a sol-gel process is known per se and has been described in many ways. The usual procedure is to produce a polymer reaction by hydrolysis in a solution, preferably a water-containing and/or alcoholic solution, with inorganic metal salts or organometallic compounds such as metal alkoxides, resulting in a colloidal suspension, i.e. a sol. Further hydrolysis and condensation form a coherent gel network from the sol. The formation of the gel is preferably generated directly during coating. The final formation of the entire gel network is preferably accelerated by heating. Typical temperatures for this are between ^{0 °} C and 400 ^° C, preferably between 20 ^° C and 400 ^° C, in particular 250 ^° C and 380 ^° C, with a temperature of 300 ^° C being particularly preferred. By choosing the hydrolysis conditions, it is possible to produce gel networks that are as dense as possible, ie more or less pore-free or have only the tiniest of pores. Metal alkoxides are preferably Ci-C ₄ metal alkoxides, with metal methylates and metal ethylates being particularly preferred. Among the metal salts, metal nitrates are preferred. The hydrolysis to form the sol is usually started with an excess of distilled water and is allowed to stand for a longer period of time, for example two to four days, at ambient temperature and

ggf. auch bei erhöhter Temperatur das SoI ausgebildet.The sol may also be formed at elevated temperatures.

Als hydrophobe Substanzen sind generell alle hydrophoben Substanzen geeignet, die sich in das bildende Gel einlagern lassen. Für das erfindungsgemäße Verfahren ist es bevorzugt solche hydrophoben Substanzen zu verwenden, die sich in der Gel-bildenden Sollösung möglichst gleichmäßig verteilen. Die im erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten hydrophoben Substanzen sind daher vorzugsweise in geringem Umfang selbst wasserlöslich oder können mittels Solubilisatoren oder durch Hydrolyse wasserlöslich gemacht werden. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weisen die erfindungsgemäß verwendeten oleophoben Substanzen eine chemische Modifikation auf, welche Wasserlöslichkeit vermittelt. Derartige Modifikationen sind wasserlösliche Gruppen wie z.B. Aminoreste oder Säuregruppen. Beispiele hierfür sind natürliche und synthetische Öle und/oder längerkettige Fettsäuren, insbesondere Fettsäuren mit einer Kette mit mindestens 6 C-Atomen, vorzugsweise mindestens 10 C-Atomen. Besonders bevorzugt sind jedoch hydrophobe oleophobe Substanzen, insbesondere Silikone und Silane, Siloxane, Silikonöle, Silikonfette. Die erfindungsgemäß verwendeten SiIikonverbindungen können geradkettig oder verzweigt sein oder ggf. auch zyklische Silangruppen enthalten. In einer bevorzugten Ausführungsform enthalten sie eine wasserlöslichkeitsvermittelnde funktionelle Gruppe, wie z.B. eine Aminogruppe, deren Wasserstoffatome ggf. auch substituiert sein können.In general, all hydrophobic substances that can be incorporated into the gel that is being formed are suitable as hydrophobic substances. For the process according to the invention, it is preferable to use hydrophobic substances that are distributed as evenly as possible in the gel-forming sol solution. The hydrophobic substances used in the process according to the invention are therefore preferably water-soluble to a small extent themselves or can be made water-soluble by means of solubilizers or by hydrolysis. In a further preferred embodiment, the oleophobic substances used according to the invention have a chemical modification that imparts water solubility. Such modifications are water-soluble groups such as amino residues or acid groups. Examples of these are natural and synthetic oils and/or long-chain fatty acids, in particular fatty acids with a chain of at least 6 carbon atoms, preferably at least 10 carbon atoms. However, hydrophobic oleophobic substances, in particular silicones and silanes, siloxanes, silicone oils, silicone greases, are particularly preferred. The silicone compounds used according to the invention can be straight-chain or branched or optionally also contain cyclic silane groups. In a preferred embodiment, they contain a water-solubilizing functional group, such as an amino group, whose hydrogen atoms can optionally also be substituted.

Die erfindungsgemäß verwendeten hydrophoben Substanzen sind vorzugsweise fluorhaltig und weisen insbesondere mindestensThe hydrophobic substances used according to the invention are preferably fluorine-containing and in particular have at least

5 %, vorzugsweise mindestens 10 % Fluoratome (bezogen auf die Gesamtzahl der Atome der fertig eingelagerten hydrophoben Substanz nach dem Sintern) auf. Bevorzugt weisen sie jedoch mindestens 2 0 % Fluoratome auf, wobei mindestens5%, preferably at least 10% fluorine atoms (based on the total number of atoms of the fully embedded hydrophobic substance after sintering). Preferably, however, they have at least 20% fluorine atoms, with at least

30 % besonders bevorzugt ist. Obwohl es sich gezeigt hat, dass durch die erfindungsgetnäße Einlagerung der hydrophoben Substanzen im in situ Prozess die schmutzabweisende Ausrüstung dauerhaft ist, so ist es doch bevorzugt die hydrophoben Substanzen mittels reaktiven Gruppen, insbesondere mittels reaktiven Silanolgruppen, mit dem Gelnetzwerk chemisch zu verbinden. Hydrophobe Materialien mit Methoxy-, Ethoxy-, Propoxy-, Butoxy- oder Isocyanatgruppen sowie Chlorosilane sind besonders geeignet.30% is particularly preferred. Although it has been shown that the dirt-repellent finish is permanent due to the incorporation of the hydrophobic substances in the in situ process according to the invention, it is nevertheless preferred to chemically bond the hydrophobic substances to the gel network using reactive groups, in particular using reactive silanol groups. Hydrophobic materials with methoxy, ethoxy, propoxy, butoxy or isocyanate groups as well as chlorosilanes are particularly suitable.

Im erfindungsgemäßen Verfahren bevorzugte Silane weisen die allgemeine FormelSilanes preferred in the process according to the invention have the general formula

(CF_xH₇) - (CF_aH_b)n- (CF_a,H_b, ) _m-Si- (OR) ₃ (CF _x H ₇ ) - (CF _a H _b )n- (CF _a ,H _b , ) _m -Si- (OR) ₃

auf, worin &khgr; und y unabhängig voneinander 0, 1, 2 oder 3 ist und &khgr; + y = 3 ergibt, a, a" und b, b unabhängig voneinander 0, 1 oder 2 sind und a + b sowie a¹ und b¹ =2 ergibt und &eegr; und m unabhängig voneinander eine ganze Zahl von 0 bis 2 0 bedeutet und zusammen maximal 3 0 ergeben und R ein geradkettiger, verzweigter, gesättigter oder ungesättigter (ggf. Heteroatome aufweisender) Ci - bis C₈-Alkylrest ist. Bevorzugte Alkylreste sind Methyl-, Ethyl- und Propylreste, scwie deren Aminoderviate. Erfindungsgemäß sind Silane bevcrzugt, die Heteroatome bzw. Heteroatom umfassende funktioneile Gruppen aufweisen, welche die Wasserlöslichkeit des Silans erhöhen bzw. vermitteln. Die Heteroatome und/ oder funktionellen Gruppen sind in das Rückgrat der Alkylkohlenstoffkette und/oder der Fluoralkylkohlenstoffkette eingebaut und/oder liegen daran als Substituent vor. Erfindungsgemäß besonders bevorzugt sind Aminoalkyl-Gruppen und/ oder Amino-Fluoralkyl-Gruppen.where &khgr; and y are independently 0, 1, 2 or 3 and &khgr; + y = 3, a, a" and b, b are independently 0, 1 or 2 and a + b and a ¹ and b ¹ =2 and η and m independently of one another are an integer from 0 to 2 0 and together make a maximum of 3 0 and R is a straight-chain, branched, saturated or unsaturated (possibly containing heteroatoms) Ci - to C ₈ -alkyl radical. Preferred alkyl radicals are methyl, ethyl and propyl radicals, as well as their amino derivatives. According to the invention, preference is given to silanes which have heteroatoms or heteroatom-comprising functional groups which increase or mediate the water solubility of the silane. The heteroatoms and/or functional groups are incorporated into the backbone of the alkyl carbon chain and/or the fluoroalkyl carbon chain and/or are present thereon as a substituent. Particularly preferred according to the invention are aminoalkyl groups and/or Amino-fluoroalkyl groups.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist &khgr; = 3 und y = 0, so dass die obige allgemeine Formel eine endständige CF₃-In a preferred embodiment, &khgr; = 3 and y = 0, so that the above general formula has a terminal CF ₃ -

3« »» 9 &bgr; »· »&bgr; S sei3« »» 9 &bgr; »· »&bgr; S be

Giruppe aufweist. In einer weiteren bevorzugten erfindungscemäßen Ausführungsform ist a = 2 und a¹ =0, so dass CF₂ und CH₂-Blöcke gebildet werden. Selbstverständlich können a.uch mehr als 2 Blöcke in der Kette vorhanden sein und die CF₂-Blöcke und CH₂-Blöcke vertauscht sein. Allerdings ist . es bevorzugt die fluorierten Blöcke möglichst endständig zum Si-Atom anzuordnen. Bevorzugte Werte für n sind 1 - 10, insbesondere 1-8, sowie für m 0 - 10, insbesondere 0-8. In der aufzutragenden Gellösung beträgt das Gewichtsverhältnis von hydrophober Substanz zu Gelnetzwerk vorzugsweise 0,01:1 bis 1:1, wobei Verhältnisse zwischen 0,05:1 und 0,2:1 bevorzugt sind.Giruppe. In a further preferred embodiment according to the invention, a = 2 and a ¹ = 0, so that CF ₂ and CH ₂ blocks are formed. Of course, more than 2 blocks can also be present in the chain and the CF ₂ blocks and CH ₂ blocks can be interchanged. However, it is preferred to arrange the fluorinated blocks as terminally as possible to the Si atom. Preferred values for n are 1-10, in particular 1-8, and for m 0-10, in particular 0-8. In the gel solution to be applied, the weight ratio of hydrophobic substance to gel network is preferably 0.01:1 to 1:1, with ratios between 0.05:1 and 0.2:1 being preferred.

Eie Mischung aus Gel und hydrophober Substanz wird mittels üblichen Beschichtungsverfahren aufgetragen, wie Tauchen, Walzen, Schleudern, Einpolieren, Rollen oder Sprühen, wobei das Sprühen, Schleudern und das Tauchbeschichten bevorzugt sind. Dabei lässt sich durch Steuerung der Viskosität und der Ziehgeschwindigkeit, mit welcher der zu beschichtende Gegenstand aus der Tauchlösung gezogen wird, die Dicke der Beschichtung steuern. Erfindungsgemäß bevorzugt herstellbare Schichtdicken betragen zwischen 0,5 nm - 1 /im, wobei Schichtdicken von < 2 00 nm bevorzugt sind. Nach dem Auftragen wird die Schicht vorzugsweise bei Raumtemperatur für mindestens 1 Minute, vorzugsweise mindestens 3 Minuten, getrocknet und anschließend bei erhöhter Temperatur gehärtet. Die Trockenzeit hängt von der erzeugten Schichtdicke, der tatsächlichen Temperatur sowie vom Dampfdruck des Lösungsmittels ab und beträgt vorzugsweise mindestens 1 Minute und insbesondere mindestens 3 Minuten. Übliche Trockenzeiten betragen 4-6 Minuten. Das Sintern bzw. Härten der aufgetragenen Schicht erfolgt vorzugsweise bei Temperaturen von 15O⁰C - 400⁰C, vorzugsweise bei 250⁰C -380⁰C. Die Dauer der Härtung beträgt üblicherweise maximal 1 Stunde, wobei maximal 45 Minuten und insbesondere maximal 3 0 Minuten bevor-A mixture of gel and hydrophobic substance is applied by means of conventional coating methods such as dipping, rolling, spinning, polishing, rolling or spraying, with spraying, spinning and dip coating being preferred. The thickness of the coating can be controlled by controlling the viscosity and the pulling speed with which the object to be coated is pulled out of the dip solution. Layer thicknesses that can preferably be produced according to the invention are between 0.5 nm - 1 /im, with layer thicknesses of < 2 00 nm being preferred. After application, the layer is preferably dried at room temperature for at least 1 minute, preferably at least 3 minutes, and then cured at elevated temperature. The drying time depends on the layer thickness produced, the actual temperature and the vapor pressure of the solvent and is preferably at least 1 minute and in particular at least 3 minutes. Typical drying times are 4-6 minutes. The sintering or hardening of the applied layer preferably takes place at temperatures of 15O ⁰ C - 400 ⁰ C, preferably at 250 ⁰ C -380 ⁰ C. The duration of the hardening is usually a maximum of 1 hour, with a maximum of 45 minutes and in particular a maximum of 3 0 minutes being preferred.

zugt sind. Die Schicht selbst ist bis mindestens 300⁰C, vorzugsweise bis mindestens 400⁰C, stabil.The layer itself is stable up to at least 300 ⁰ C, preferably up to at least 400 ⁰ C.

Mittels dem Hydrolysegrad ist es möglich die Viskosität der Beschichtungslösung, insbesondere der Tauchlösung, genau auf einen ziehfähigen Wert einzustellen. Auf diese Weise kann bei bekannter Viskosität und bei bekannter Ziehgeschwindigkeit die jeweils erzeugte Schichtdicke genau reproduzierbar hergestellt werden. Eine Veränderung der Viskosität beim Gebrauch der Beschichtungs- bzw. Tauchlösung lässt sich auf einfache Weise mittels Verdünnen mit Lösungsmitteln, z.B. Ethanol oder dem Zudosieren weiterer hydrolysefähiger SoI-Gellösung auf den jeweils gewünschten Wert anpassen.The degree of hydrolysis makes it possible to set the viscosity of the coating solution, especially the dipping solution, to a precise value that can be drawn. In this way, the layer thickness produced can be produced in a precisely reproducible manner with a known viscosity and a known drawing speed. A change in viscosity when using the coating or dipping solution can be easily adjusted to the desired value by diluting it with solvents, e.g. ethanol, or by adding additional hydrolyzable sol-gel solution.

Zur Herstellung der erfindungsgemäß beschichteten Vorrichtung bzw. des erfindungsgemäß beschichteten Erzeugnisses ist es auch möglich den Brechungsindex des Überzuges an das Trägermaterial anzupassen. Dies ist beispielsweise durch Mischen verschiedener Metalloxide möglich. SiO₂ hat einen Brechungsindex von &eegr; = 1,45, TiO₂ von &eegr; = 2,3. In einem System SiO₂/TiO₂ sind je nach Zusammensetzung beliebige Brechwerte innerhalb dieser Extremwerte einstellbar. Durch Einstellen des Brechungsindex und der Schichtdicke ist das erfindungsgemäße Verfahren auch besonders zur Herstellung von Interferenzbeschichtungen, wie z.B. zum Entspiegeln, geeignet.To produce the device or product coated according to the invention, it is also possible to adapt the refractive index of the coating to the carrier material. This is possible, for example, by mixing different metal oxides. SiO ₂ has a refractive index of η = 1.45, TiO ₂ of η = 2.3. In a SiO ₂ /TiO ₂ system, any refractive index within these extreme values can be set depending on the composition. By adjusting the refractive index and the layer thickness, the method according to the invention is also particularly suitable for producing interference coatings, such as anti-reflective coatings.

In einer besonderen erfindungsgemäßen Ausgestaltung wird die dauerhaft hydrophobe Schicht mittels geeigneten Maßnahmen vor, während oder nach der thermischen Aushärtung mit einer Oberflächenmikrostruktur versehen, wodurch die hydrophoben Eigenschaften der Beschichtung verstärkt und ihre Reinigung erleichtert werden bzw. die Schicht eine entspiegelnde Wirkung erhält bzw. verstärkt wird. Derartige Maß-In a particular embodiment of the invention, the permanently hydrophobic layer is provided with a surface microstructure by means of suitable measures before, during or after thermal curing, whereby the hydrophobic properties of the coating are enhanced and its cleaning is made easier or the layer is given or enhanced an anti-reflective effect.

nahmen lassen sich mittels Einlagerung von Partikeln oder Prägen erzeugen. Auf diese Weise lassen sich Oberflächenmikrostrukturen erreichen, welche beispielsweise Noppen aufweisen, die einen Kontakt von verschmutzenden Teilen mit der erfindungsgemäß beschichteten Oberfläche auf wenige Berührungspunkte beschränken, wie diese beispielsweise beim sogenannten Lotuseffekt der Fall ist. Auf diese Weise wird der gewünschte Reinigungseffekt weiter erhöht.The inclusions can be created by incorporating particles or embossing. In this way, surface microstructures can be achieved which, for example, have knobs that limit contact between contaminating parts and the surface coated according to the invention to a few contact points, as is the case with the so-called lotus effect. In this way, the desired cleaning effect is further increased.

In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung wird die Vorrichtung, insbesondere das die Oberflächenschicht tragende Substrat der Vorrichtung, zumindest an den die Schicht tragenden Stellen vor der Beschichtung aktiviert. Derartige Aktivierungsverfahren sind vielfältig und dem Fachmann bekannt und umfassen Oxidation sowie Plasmabehandlung oder auch die Behandlung mittels Säure und/oder Lauge. Ebenso ist es möglich vor Beschichtung des erfindungsgemäßen Gegenstandes an diesen Stellen eine oder mehrere Haftvermittlerschichten aufzutragen. Derartige Haftvermittlerschichten sind vielfältig und dem Fachmann bekannt sowie leicht für das jeweilige Substratmaterial zu ermitteln. Ein üblicher Haftvermittler sind Silanole, die reaktive Gruppen aufweisen. So ist z.B. für Kunststoff ein Acrylsilan, wie beispielsweise Methacryloxid-Alkyltrimethoxisilan geeignet. Bei Metallen hat sich beispielsweise die Behandlung mit Chromoxid als Haftvermittler als geeignet erwiesen. In einzelnen Fällen ist es zweckmäßig die Substratoberfläche zuvor aufzurauhen, beispielsweise durch Anätzen.In a further embodiment of the invention, the device, in particular the substrate of the device carrying the surface layer, is activated at least at the points where the layer is carried before coating. Such activation processes are diverse and known to those skilled in the art and include oxidation and plasma treatment or treatment using acid and/or alkali. It is also possible to apply one or more adhesion promoter layers to these points before coating the object according to the invention. Such adhesion promoter layers are diverse and known to those skilled in the art and are easy to determine for the respective substrate material. A common adhesion promoter is silanols, which have reactive groups. For example, an acrylic silane such as methacrylic oxide alkyltrimethoxysilane is suitable for plastic. For metals, for example, treatment with chromium oxide as an adhesion promoter has proven to be suitable. In individual cases it is expedient to roughen the substrate surface beforehand, for example by etching.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Oberflächenschicht nanoskalige Partikel, insbesondere solche von großer Härte auf. Derartige Partikel weisen eine durchschnittliche Teilchengröße von < 800, vorzugsweiseIn a further preferred embodiment, the surface layer comprises nanoscale particles, in particular those of great hardness. Such particles have an average particle size of < 800, preferably

< 500 und insbesondere < 200 nm auf, wobei Teilchen von< 500 and especially < 200 nm, whereby particles of

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< 100 nm besonders bevorzugt sind. In vielen Fällen haben sich sogar Größen von < 50 und < 10 nm als besonders geeignet erwiesen. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind derartige Partikel an ihrer Oberfläche mit einer hydrophoben Substanz versehen, wie sie beispielsweise zuvor beischrieben sind. Durch Einfärben dieser Partikel oder durch Beimischen von Farbpigmenten ist es auch möglich die Schicht anzufärben bzw. diese optisch wahrnehmbar auszugestalten. < 100 nm are particularly preferred. In many cases, sizes of < 50 and < 10 nm have even proven to be particularly suitable. In a further preferred embodiment, such particles are provided with a hydrophobic substance on their surface, such as those described above. By coloring these particles or by adding color pigments, it is also possible to color the layer or to make it optically perceptible.

Prinzipiell können die erfindungsgemäßen Vorrichtungen bzw. Geigenstände als Substrat oder Basis für die Beschichtung aller beliebigen Materialien eingesetzt werden, welche die zuvor beschriebene Sintertemperatur überstehen. Hierzu gehören insbesondere Metalle, Kunststoffe, anorganische Mineralien und Steine, wie z.B. Marmor, Granite, gebrannte Tone sowie Glas, Glaskeramik, ggf. auch Holz.In principle, the devices or violin stands according to the invention can be used as a substrate or base for the coating of any material that can withstand the sintering temperature described above. This includes in particular metals, plastics, inorganic minerals and stones, such as marble, granite, fired clays, as well as glass, glass ceramics and possibly also wood.

Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen sind sowohl für Heißais auch für Kaltanwendungen geeignet, und zwar sowohl im häuslichen als auch im kommerziellen Bereich, wie beispielsweise Büros, Küchen, Bäckereien, Wäschereien etc. Für KaItanwendungen sind dies insbesondere Geräte, welche direkt oder indirekt zur Lebensmittelzubereitung verwendet werden, sowie die Außenflächen von Gerätschaften oder Schränken, die starken Verschmutzungen durch kontaminierte Luft ausgesetzt sind. Hierzu gehören auch sogenannte interaktive Oberflächen zur Bedienung von Geräten und Hausinstallationstechnik oder die Bedieneroberflächen für verschiedenste Geräte. Hierzu gehören sowohl Vorrichtungen und Gerätschaften der sogenannten weißen Ware, wie Kühlschränke, Tiefkühl- und Gefriertruhen, Kühlkombinationen, Wasch- und Spülmaschinen, Wäschetrockner, Gas- und &Egr;-Herde, Mikrowellenherde oder auch Ölradiatoren ebenso wie sogenannte braune Ware und Elektronikgeräte mit Bildröhren, wie Fern-The devices according to the invention are suitable for both hot and cold applications, both in the domestic and commercial sectors, such as offices, kitchens, bakeries, laundries, etc. For cold applications, these are in particular devices that are used directly or indirectly for food preparation, as well as the outer surfaces of equipment or cabinets that are exposed to heavy contamination from contaminated air. This also includes so-called interactive surfaces for operating devices and domestic installation technology or the user interfaces for a wide variety of devices. This includes devices and equipment for so-called white goods, such as refrigerators, freezers and freezer chests, refrigerator combinations, washing machines and dishwashers, tumble dryers, gas and Egr; stoves, microwave ovens or even oil radiators, as well as so-called brown goods and electronic devices with picture tubes, such as televisions.

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sehgeräte und Computermonitore.visual devices and computer monitors.

Die Erfindung betrifft daher insbesondere auch pflegeleichte Kücheneinrichtungen sowie mindestens eine oder eine Kombination mehrerer Teile hiervon, wie haushaltsübliche Gerätschaften, insbesondere Backöfen, Kochfelder, Mikrowellengeräte, Grillgeräte, Dunstabzugshauben sowie die hierzu gehörenden Bedienungseinheiten. Prinzipiell sind sämtliche Vorrichtungen umfasst, welche Lebensmittel in einer beliebigen Art und Weise erwärmen oder entsprechend verarbeiten oder mit solchen Vorrichtungen in unmittelbarem Zusammenhang stehen. Bei derartigen Vorrichtungen sind mindestens eine, häufig alle Flächen, d.h. sowohl die außen- als auch die innenliegenden Oberflächen, einem erhöhten Verschmutzungsrisiko ausgesetzt. Hierzu gehören auch Küchenhilfsgeräte, wie Mixer oder Püriermaschinen ebenso wie Schneidebretter und Schneidegeräte, wie Klingen und Scheiben.The invention therefore particularly relates to easy-care kitchen equipment and at least one or a combination of several parts thereof, such as common household appliances, in particular ovens, hobs, microwaves, grills, extractor hoods and the associated operating units. In principle, all devices are included which heat food in any way or process it accordingly or are directly related to such devices. In such devices, at least one, often all surfaces, i.e. both the external and internal surfaces, are exposed to an increased risk of soiling. This also includes kitchen appliances such as mixers or blenders as well as cutting boards and cutting devices such as blades and slicers.

Eine derartige Kücheneinrichtung bzw. Gerätschaften sind beim täglichen Gebrauch einem erhöhten Risiko ausgesetzt, durch die Zubereitung von Speisen aller Art verschmutzt zu werden. Dabei ergeben sich unterschiedlichste Verschmutzungskombinationen. Die gesamte Palette einsetzbarer Lebensmittel kann mit unterschiedlichsten Eigentemperaturen mit Flächen der Kücheneinrichtung, die ebenfalls unterschiedlichste Temperaturen haben können, in Kontakt kommen. Die Erfindung beschreibt eine reinigungsfreundliche Kücheneinrichtung deren Flächen unabhängig vom Zustandekommen der Verschmutzung ein leichtes Abreinigen unter zu Hilfenahme haushaltsüblicher Reinigungshilfsmittel und unter Umständen geringen Mengen leichter Haushaltsreiniger derselben erlauben. Bisher sind keine Kücheneinrichtungen auf dem Markt, d:.e vollständig leicht reinigbar sind.Such kitchen equipment or appliances are exposed to an increased risk of becoming dirty during daily use through the preparation of all kinds of food. This results in a wide variety of combinations of dirt. The entire range of foodstuffs that can be used can come into contact with surfaces of the kitchen equipment, which can also have a wide variety of temperatures. The invention describes a kitchen equipment that is easy to clean, the surfaces of which can be easily cleaned using standard household cleaning agents and, under certain circumstances, small amounts of light household cleaners, regardless of how they are dirty. There are currently no kitchen equipment on the market that is completely easy to clean.

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Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen können jedoch auch interferenzoptische Schichtpakete, wie beispielsweise Entspiegelungen, enthalten. Derartige Entspiegelungsbeschichtungen werden bevorzugt als die äußerste an die Umgebung bzw. Luft angrenzende Schicht angerechnet.However, the devices according to the invention can also contain interference optical layer packages, such as anti-reflective coatings. Such anti-reflective coatings are preferably counted as the outermost layer adjacent to the environment or air.

Die Erfindung soll durch die folgenden Beispiele näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail by the following examples.

Beispiel 1 - Herstellung von hydrophob modifizierten SiO₂-Tauchlösungen Example 1 - Preparation of hydrophobically modified SiO ₂ dip solutions

a) Es wird eine Mischung aus 13,6 g Tetramethylorthosilikat (CAS:681-84-5 erhältlich unter dem Namen Dynasil TM M von Degussa Frankfurt/Deutschland) und 13,6 g 96%-igem Ethanol hergestellt (Mischung A), sowie eine Mischung aus 3,75 g destilliertem Wasser und 0,15 g 36%-iger HCl (Mischung B) . Mischung A und B werden zusammengegeben und 10 Minuten lang bei Raumtemperatur gerührt. Danach wird eine Mischung aus 1,4 g eines wasserlöslichen modifizierten Fluoralkylsiloxans (auf CAS 54-17-5 erhältlich unter der Bezeichnung Dynasylan TM F8800 von Degussa Frankfurt/Deutschland unda) A mixture of 13.6 g of tetramethyl orthosilicate (CAS:681-84-5 available under the name Dynasil TM M from Degussa Frankfurt/Germany) and 13.6 g of 96% ethanol is prepared (mixture A), as well as a mixture of 3.75 g of distilled water and 0.15 g of 36% HCl (mixture B). Mixtures A and B are combined and stirred for 10 minutes at room temperature. Then a mixture of 1.4 g of a water-soluble modified fluoroalkylsiloxane (CAS 54-17-5 available under the name Dynasylan TM F8800 from Degussa Frankfurt/Germany and

175 g 96%-iges Ethanol unter Rühren zugegeben. Diese Mischung wird als Tauchlösung eingesetzt.175 g of 96% ethanol are added while stirring. This mixture is used as a dipping solution.

b) Analog zu a) wird eine Mischung A bestehend aus 13,6 g Ethylpolysilikat (aus Tetraethylsilikat erhältlich unter der Bezeichnung Dynasyl™ 4 0 von Degussa AG Frankfurt/ Deutschland) und 13,6 g 96%-iges Ethanol und eine Mischung B aus 3,8 g Wasser und 0,15 g 36%-iger Salzsäure hergestellt, dann beide Mischungen zusammengegeben und 10 Minuten lang gerührt. Danach wird eine Mischung aus 1,4 g eines wasserlöslichen modifizierten Fluoralkylsiloxans das Aminoalkyl-funktionelle Substituenten enthält (CAS Nr. 64-17-5,b) Analogously to a), a mixture A consisting of 13.6 g of ethyl polysilicate (available from tetraethyl silicate under the name Dynasyl™ 4 0 from Degussa AG Frankfurt/Germany) and 13.6 g of 96% ethanol and a mixture B consisting of 3.8 g of water and 0.15 g of 36% hydrochloric acid is prepared, then both mixtures are combined and stirred for 10 minutes. Then a mixture of 1.4 g of a water-soluble modified fluoroalkylsiloxane containing aminoalkyl-functional substituents (CAS No. 64-17-5,

erhältlich von der Degussa AG Frankfurt am Main/ Deutschland unter der Bezeichnung Dynasylan TM F8800) und 175 g 99,5%-iges Ethanol, unter Rühren zugegeben.available from Degussa AG Frankfurt am Main/Germany under the name Dynasylan TM F8800) and 175 g of 99.5% ethanol were added with stirring.

c) Es wird eine Mischung aus 254,2 g 99,5%-igem Ethanol, 77,6 g Wasser, 7,2 g Eisessig und 90,8 g Tetramethy1ort hosilikat (Dynaysil TM M s.o.) zusammengerührt und 24 Stunden stehengelassen. Danach werden 25 g des so erhaltenen Konzentrates mit 75 g 99,5%-igem Ethanol unter Rühren vermischt und danach eine Mischung aus 100 g 99,5%-igem Ethanol und 1,4 g eines Fluoralkyl-funktionellem wasserlöslichem Polysiloxans, das mittels einer Aminoalkyl-funkt ioneilen Substitution wasserlöslich gemacht ist (CAS Nr. 64-17-5_f Dynasylan TM F8800) , zusammengerührt, wodurch die fertige Tauchlösung entsteht.c) A mixture of 254.2 g of 99.5% ethanol, 77.6 g of water, 7.2 g of glacial acetic acid and 90.8 g of tetramethylorthosilicate (Dynaysil TM M so) is stirred together and left to stand for 24 hours. Then 25 g of the concentrate thus obtained is mixed with 75 g of 99.5% ethanol while stirring and then a mixture of 100 g of 99.5% ethanol and 1.4 g of a fluoroalkyl-functional water-soluble polysiloxane which is made water-soluble by means of an aminoalkyl-functional substitution (CAS No. 64-17-5 _f Dynasylan TM F8800) is stirred together to form the finished dipping solution.

d) In 24 0 ml Ethanol werden 88,6 ml Kieselsäuremethylester, 80 ml destilliertes Wasser und 10 ml Eisessig eingerührt Die so erhaltene Lösung lässt man 72 Stunden stehen. Dann wird mit 1.580 ml Ethanol verdünnt und die Hydrolyse mit ml einer 3 7%igen Salzsäure gestoppt. Danach werden 8,6 ml Tridecafluoroctyltriethoxysilan (erhältlich unter der Bezeichnung Dynasylan F8261 von DEGUSSA-HÜLS, Frankfurt, Deutschland) unter Rühren zugegeben.d) Stir 88.6 ml of methyl silicate, 80 ml of distilled water and 10 ml of glacial acetic acid into 240 ml of ethanol. The solution thus obtained is left to stand for 72 hours. It is then diluted with 1,580 ml of ethanol and the hydrolysis is stopped with 1 ml of 37% hydrochloric acid. Then add 8.6 ml of tridecafluorooctyltriethoxysilane (available under the name Dynasylan F8261 from DEGUSSA-HÜLS, Frankfurt, Germany) with stirring.

Die Beschichtung wurde erfindungsgemäß mittels eines einzigen. Tauchvorgangs aufgetragen. Im Anschluss wurde fünf Minuten lang bei Raumtemperatur getrocknet und bei 250⁰C für maximal 3 0 Minuten eingebrannt, wodurch das Kieselgel härtete. According to the invention, the coating was applied by means of a single dipping process. It was then dried for five minutes at room temperature and baked at 250 ⁰ C for a maximum of 30 minutes, which hardened the silica gel.

Beispiel 2 - Herstellung und Prüfung einer erfindungsgemäßen Beschichtung Example 2 - Production and testing of a coating according to the invention

Eine gereinigte, 10 &khgr; 20 cm große und 2 mm dicke Platte aus Borosilikat-Glas wurde bei Raumtemperatur in die zuvor in Beispiel 1 beschriebene SiO₂-Tauchlösung eingetaucht und mit einer Geschwindigkeit von 2 0 cm/min aus der Lösung herausgezogen. Anschließend wurde die aufgezogene Schicht 5 Minuten- lang bei Raumtemperatur getrocknet und dann 20 Minuten lang bei 250⁰C (Tabelle 1, Schicht 1} oder bei 300⁰C {Tabelle 1, Schicht 2) in einem Ofen gebrannt. Nach dem Einbrennen hatte die erfindungsgemäße Schicht eine Dicke von etwa 120 nm. Die Beurteilung der Hydrophobisierung erfolgte durch Bestimmung des Kontaktwinkels mit Wasser. Sie wurde mit einem Kontaktwinkelmessgerät "GlO" der Firma KJWSS, Hamburg durchgeführt. Dabei zeigen zum Beispiel frisch gereinigte Glasoberflächen einen Kontaktwinkel ^ 20 Grad, gelagerte Glasoberflächen etwa 60 Grad und frisch hydrophobisierte Oberflächen ^ 100 Grad.A cleaned, 10 x 20 cm large and 2 mm thick plate made of borosilicate glass was immersed at room temperature in the SiO ₂ dipping solution described above in Example 1 and pulled out of the solution at a speed of 20 cm/min. The applied layer was then dried for 5 minutes at room temperature and then fired in an oven for 20 minutes at 250 ⁰ C (Table 1, layer 1) or at 300 ⁰ C (Table 1, layer 2). After firing, the layer according to the invention had a thickness of about 120 nm. The hydrophobization was assessed by determining the contact angle with water. This was carried out using a "GlO" contact angle measuring device from KJWSS, Hamburg. For example, freshly cleaned glass surfaces show a contact angle of 20 degrees, stored glass surfaces about 60 degrees and freshly hydrophobized surfaces of 100 degrees.

Direkt nach der erfindungsgemäßen Herstellung wurde auf diese Weise bei Raumtemperatur ein Wert von 110 Grad gemessen. Danach wurde ein Schrubb-Test wie folgt durchgeführt: eine mit Wasser befeuchtete Filzklappe mit einer Auflagefläche von etwa 3 cm wurde mit einer Gesamtauflagemasse von m = 1 kg belastet und auf der Probe hin und her bewegt. Dabei entspricht ein Belastungszyklus einer Hin- und Herbewegung .Immediately after the inventive production, a value of 110 degrees was measured at room temperature. A scrubbing test was then carried out as follows: a felt flap moistened with water with a contact surface of about 3 cm was loaded with a total contact mass of m = 1 kg and moved back and forth on the sample. One load cycle corresponds to a back and forth movement.

Nach 500 Belastungszyklen mittels diesem Schrubb-Test betrug der Kontaktwinkel noch 102 Grad, nach 1000 Belastungszyklen 103 Grad und nach 2000 Belastungszyklen noch 100 Grad bei einer Messgenauigkeit von + 3 Grad.After 500 load cycles using this scrubbing test, the contact angle was still 102 degrees, after 1000 load cycles 103 degrees and after 2000 load cycles still 100 degrees with a measurement accuracy of + 3 degrees.

Beispiel 3 (Vergleichsbeispiel) - Hydrophobierung durch Anwendung eines Fluoralkylsilans Example 3 (comparative example) - Hydrophobization by application of a fluoroalkylsilane

Durch Auftrag von Tridecafluoroctyltriethoxysilan ("F8262" von DEGUSSA-HÜLS) wurde eine hydrophobe Glasoberfläche nach dem Stand der Technik hergestellt: Vollflächiger Auftrag des Fluoralkylsilans mit einem Textiltuch und Fixierung Minuten bei 200⁰C bzw. 25O⁰C. Die Messung des Kontaktwinkels von Wasser ergab direkt nach der Herstellung einen Wert von 108 Grad. Nach 500 Belastungszyklen des Schrubb-Tests (s.o.) betrug der Kontaktwinkel 81 Grad, nach 1000 Belastungszyklen 68 Grad und nach 2000 Belastungszyklen noch 67 Grad. Ähnliche Werte wurden auch an identisch geprüften hydrophobierten Glasoberflächen verschiedener Hersteller gemessen.By applying tridecafluorooctyltriethoxysilane ("F8262" from DEGUSSA-HÜLS), a hydrophobic glass surface was produced using state-of-the-art technology: full-surface application of the fluoroalkylsilane with a textile cloth and fixation for minutes at 200 ⁰ C or 25O ⁰ C. Measurement of the contact angle of water immediately after production gave a value of 108 degrees. After 500 load cycles of the scrubbing test (see above), the contact angle was 81 degrees, after 1000 load cycles 68 degrees and after 2000 load cycles still 67 degrees. Similar values were also measured on identically tested hydrophobic glass surfaces from various manufacturers.

Beispiel 4 (Vergleichsbeispiel) - Hydrophobierung durch Anwendung eines Silikonöls Example 4 (comparative example) - Hydrophobization by application of a silicone oil

Durch Auftrag von Hydromethylpolysiloxan ("Fluid 1107" von DOW CORNING) wurde eine hydrophobe Glasoberfläche nach dem S-and der Technik hergestellt: Vollflächiger Auftrag des Silikonöls mit einem Textiltuch und Fixierung 20 Minuten bei 180⁰C. Die Messung des Kontaktwinkels von Wasser ergab direkt nach der Herstellung einen Wert von 102 Grad. Nach 500 Belastungszyklen des Schrubb-Tests (s.o.) betrug der Kontaktwinkel 87 Grad, nach 1000 Belastungszyklen 71 Grad und nach 2000 Belastungszyklen noch 51 Grad. Ähnliche Werte wurden auch an identisch geprüften hydrophobierten Glas-Oberflächen verschiedener Hersteller gemessen.By applying hydromethylpolysiloxane ("Fluid 1107" from DOW CORNING), a hydrophobic glass surface was produced using the S-and technique: the silicone oil was applied to the entire surface using a textile cloth and fixed for 20 minutes at 180 ^° C. The measurement of the contact angle of water immediately after production gave a value of 102 degrees. After 500 load cycles of the scrubbing test (see above), the contact angle was 87 degrees, after 1000 load cycles 71 degrees and after 2000 load cycles 51 degrees. Similar values were also measured on identically tested hydrophobic glass surfaces from various manufacturers.

k^P · «tCII «4·k^P · «tCII «4·

Beispiel 5 (Vergleichsbeispiel) - Verhalten kommerziell er hältlicher hydrophober Glasoberflächen Example 5 (comparative example) - Behavior of commercially available hydrophobic glass surfaces

Es wurden 4 verschiedene im Handel erhältliche hydrophobisierte Gläser verschiedener Hersteller wie in Beispiel 2 beschrieben einem Belastungs- bzw. Schrubb-Test unterworfen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengefasst.Four different commercially available hydrophobized glasses from different manufacturers were subjected to a stress or scrubbing test as described in Example 2. The results are summarized in Table 1.

Tabelle 1: Kontaktwinkel von Wasser in Grad nach &eegr; Belastungszyklen für verschiedene hydrophobierte Glasoberflächen Table 1: Contact angle of water in degrees after η loading cycles for various hydrophobic glass surfaces

Herstellung/HerkunftProduction/Origin &eegr; = 0η = 0 &eegr; = 500η = 500 &eegr; = 1000η = 1000 7171 &eegr; = 2000η = 2000 erfindungsgemäße Schicht 1,
Beispiel 2 (250⁰C)inventive layer 1,
Example 2 (250 ⁰ C) 114114 106106 102102 50-7150-71 101101 erfindungsgemäße Schicht 2,
Beispiel 2 (300⁰C)inventive layer 2,
Example 2 (300 ⁰ C) 110110 102102 103103 100100 Beispiel 3 {Vergleichsbei
spiel gemäß Stand der Tech
nik mit Fluoralkylsilan be
schichtet)Example 3 {Comparison
game according to state of the art
nik with fluoroalkylsilane
layered) 108108 8181 6868 6767 Beispiel 4 (Vergleichsbei
spiel gemäß Stand der Tech
nik mit Silikonöl beschich
tet)Example 4 (comparison case
game according to state of the art
nik coated with silicone oil
tet) 102102 8787 5151 kommerziell erhältliche hy
drophobierte Glasoberflä
chen gemäß Beispiel 5commercially available hy
dropphobed glass surface
according to Example 5 90-9990-99 54-8954-89

Claims

1. Device with an easily cleanable surface layer which is heat-resistant up to at least 300°C and has pronounced non-stick properties and a thickness between 1 and 1000 nm, characterized in that the layer:

- contains a network of a metal oxide in which a hydrophobic substance is homogeneously distributed throughout the layer thickness and that it

- is highly hydrophobic and has a contact angle with water > 90°.

2. Device according to claim 1, characterized in that the layer is present on a carrier substrate from the group comprising glass, glass ceramic, metal, ceramic and plastic or composite materials.

3. Device according to one of the preceding claims obtainable by direct application of the coating, after prior activation of the surface to be coated, and/or after application of at least one or more suitable adhesion promoter layers.

4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the hydrophobic substance comprises at least one fluoroalkylsilane.

5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the coating contains nanoscale particles.

6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the layer is optically inconspicuous.

7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the coating is temperature-resistant up to 400°C.

8. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the layer thickness is 10-250 nm.

9. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the layer has an additional protective layer selected from enamel, decorative and/or functional printing with ceramic or organic decorative colors.

10. Device according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises a kitchen device and elements thereof.

11. Device according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises at least one of the following equipment, which is selected from ovens, hobs, microwaves, grills, extractor hoods and the associated operating units, mixers, hand blenders, food containers, baking trays and/or baking tins.