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Title:
WATER-CONDUCTING BODY COMPRISING A COATING OF A GLASS-LIKE COMPOSITE MATRIX
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2005/045144
Kind Code:
A2
Abstract:
The invention concerns the field of water-conducting bodies, particularly of plumbing fixtures such as sanitary fixtures, kitchen fixtures, and/or bathroom fixtures. The invention also relates to the use of glass-like sol-gel materials for coating bodies of this type, to methods for producing such coatings, in addition to the use of silane for producing the coatings. The inventive water-conducting bodies, particularly fittings, are protected against metal, particularly lead, copper and nickel from escaping into the water to be conducted.

Inventors:
SCHAEFER BASTIAN (DK)
LUX DIETMAR (DE)
Application Number:
PCT/EP2004/052867
Publication Date:
May 19, 2005
Filing Date:
November 08, 2004
Export Citation:
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Assignee:
DAMIXA AS (DK)
SCHAEFER BASTIAN (DK)
LUX DIETMAR (DE)
International Classes:
B05D7/14; B05D7/22; B29C71/00; B32B1/08; B32B17/06; C23C18/12; C23D5/00; E03C1/04; F16L9/14; F16L58/14; (IPC1-7): E03C1/04; B05D7/14; B05D7/22; B29C71/00; B32B1/08; B32B17/06; F16L9/14; F16L58/14
Domestic Patent References:
WO2000039203A22000-07-06
Foreign References:
FR2297817A11976-08-13
FR2495190A11982-06-04
US5296415A1994-03-22
US6019254A2000-02-01
EP1080794A22001-03-07
GB1277203A1972-06-07
US5937892A1999-08-17
Attorney, Agent or Firm:
Sendrowski, Heiko (Bremen, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Wasserleitender Körper, gekennzeichnet durch eine Beschichtung aus einer glasartigen KompositMatrix zum Verhindern des Austretens von Metallen, insbesondere von Blei, Zink, Nickelund Kupferionen, aus dem Körper.
2. Körper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrix in einem SolGelProzess herstellbar ist.
3. Körper nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung eine Dicke von 1 um oder mehr, vorzugsweise 10 um bis 50 um, beträgt.
4. Körper nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung hydrophob und/oder oleophob ist.
5. Körper nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung eine Dicke von 1 nm oder mehr, vorzugsweise 10 nm bis 50 nm, beträgt.
6. Armatur zum Dispensieren von Wasser, insbesondere Sanitär, Küchen und/oder Badarmatur, umfassend eine mit der Armatur einstückige Zuleitung, eine mit der Armatur einstückige Ableitung und ein Wasserleitmittel zur regelbaren Verbindung der Zuund Ableitung, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuleitung, die Ableitung und/oder das Wasserleitmittel ein wasserleitender Körper nach einem der Ansprüche 1 bis 5 ist.
7. Armatur nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Wasserleitmittel wasserseitig eine den Eintritt von Metallen, insbesondere Blei, Zink, Nickelund Kupferionen, in das zu leitende Wasser verhindernde Oberfläche besitzen.
8. Armatur nach einem der Ansprüche 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrix auch auf dem Außengehäuse der Armatur angebracht ist.
9. Verwendung einer glasartigen KompositMatrix als Beschichtung eines wasserleitenden Körpers zum Verhindern des Austretens von Metallen, insbesondere von Blei, Zink, Nickelund Kupferionen, aus dem Körper.
10. Verwendung einer glasartigen KompositMatrix nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der wasserleitende Körper ein eine Zuleitung und eine Ableitung verbindendes Wasserleitmittel einer Armatur ist, insbesondere einer Sanitär, Küchenund/oder Badarmatur.
11. Verwendung einer glasartigen KompositMatrix nach einem der Ansprüche 9 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrix hydrophob und/oder oleophob ist.
12. Verwendung eines Silans zur Herstellung einer glasartigen Komposit Matrix als Beschichtung eines wasserleitenden Körpers, insbesondere eines eine Zuleitung und eine Ableitung verbindendenden Wasserleitmittels einer Armatur, insbesondere einer Sanitär, Küchenund/oder Badarmatur.
13. Verwendung eines Silans nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Silan ein Alkylund Arylsilan, aminofunktionelles Silan, epoxyund <BR> <BR> glykolfunktionelles Silan, merkaptofunktionelles Silan, methacrylfunktionelles Silan, vinylfunktionelles Silan oder Kieselsäureester ist.
14. Verwendung eines Silans nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Silan ein Fluoralkylsilan oder Polyfluoralkylsilan ist.
15. Verfahren zur Herstellung einer wasserseitigen Beschichtung eines wasserleitenden Körpers nach einem der Ansprüche 1 bis 5, insbesondere eines eine Zuleitung und eine Ableitung verbindendenden Wasserleitmittels einer Armatur, insbesondere einer Sanitär, Küchenund/oder Badarmatur, umfassend a) die Hydrolyse und Kondensation eines oder mehrerer Silane, eines oder mehrerer Alkoxyde und eines oder mehrerer Metallsalze, ausgewählt aus der Gruppe der Al, Ce, Ga, Ge, Sn, Ti, Zr, Hf, V, Nbund TaMetallsalze mit einer Säure, insbesondere einer organischen Säure oder einer Mineralsäure, b) das Auftragen des Reaktionsproduktes aus Schritt a) auf den zu beschichtenden Körper, und c) das Aushärten des in Schritt b) aufgetragenen Reaktionsproduktes aus Schritt a).
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das oder die Silane ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Alkylund Arylsilanen, aminofunktionellen Silanen, epoxyund glykolfunktionellen Silanen, merkaptofunktionellen Silanen, methacrylfunktionellen Silanen, vinylfunktionelle Silane und Kieselsäureester.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das oder die Silane ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Fluoralkylsilanen und Polyfluoralkylsilanen.
Description:
Wasserleitender Körper Die Erfindung betrifft das Gebiet der wasserleitenden Körper, insbesondere der Armaturen wie Sanitär-, Küchen-und/oder Badarmaturen. Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung glasartiger Sol-Gel-Materialien zur Beschich- tung solcher Körper und Verfahren zum Herstellen solcher Beschichtungen.

Wasserleitende Körper, beispielsweise Rohre, werden häufig durch Gießverfahren hergestellt. Ein häufig verwendeter Werkstoff ist Messing, insbesondere bei der Herstellung von Armaturen wie Sanitär-und Badarma- turen. Bei gegossenen Armaturen, aber auch bei anderen wasserleitenden Körpern, tritt häufig das Problem auf, dass unerwünschte Bestandteile des Körpers bzw. der Armatur selbst in das geleitete Wasser eintreten können. Zu den unerwünschten Bestandteilen gehören namentlich Schwermetalle wie Blei, aber auch Zink, Nickel und Kupfer. Diese dürfen insbesondere in Trinkwasser nur in sehr geringen Konzentrationen vorkommen, vorzugsweise sollten sie in Trinkwasser nicht enthalten sein.

Um das Austreten unerwünschter Bestandteile aus wasserleitenden Körpern zu verhindern, sind zahlreiche Lösungen vorgeschlagen worden. Aus der DE 43 13 439 A1 ist ein sanitäres Wasserventil bekannt, dessen Auslauf wasserseitig mit einer Kunststoffbeschichtung überzogen ist. Diese Beschichtung ist jedoch aufwendig herzustellen.

Herkömmlicherweise werden daher Armaturen einer intensiven Oberflächen- reinigung unterzogen, in deren Verlauf die mit Wasser in Berührung kommenden Oberflächen von unerwünschten Bestandteilen gereinigt und Metalle aus den wasserleitenden Körpern ausgewaschen werden. Diese Behandlung ist ebenfalls aufwendig.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen wasserleitenden Körper anzugeben, der möglichst einfach herstellbar sein soll und den Eintritt unerwünschter Bestandteile in das zu leitende Wasser verringert oder vorzugsweise ganz unterbindet. Der wasserleitende Körper soll insbesondere geeignet sein als wasserleitendes Mittel in einer Armatur, insbesondere einer Sanitär-, Küchen-und/oder Badarmatur, und als Ventileinsatz oder Element eines Ventileinsatzes für eine solche Armatur.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen wasserleitenden Körper gemäß Patentanspruch 1 gelöst.

Ein solcher Körper kann insbesondere ein Rohr, eine Sanitäreinrichtung wie beispielsweise eine Duschkabine, Fliese, Duschtasse, Waschbecken, Bade- wanne, Toilette und eine Armatur, insbesondere eine Bad-und/oder Küchen- Armatur, und/oder ein Küchengerät wie ein Topf oder eine Pfanne sein, oder ein Teil eines solchen Körpers, beispielsweise ein Ventileinsatz oder ein Element eines Ventileinsatzes einer Armatur. Die Armatur kann insbesondere zweigeteilt sein mit getrennten Einstellmitteln zum unabhängigen Einstellen der Menge an warmem und kaltem Wasser, das aus der Armatur abgegeben werden soll. Die Armatur kann ferner mit einem elektrisch, elektronisch oder mechanisch arbeitenden Thermostat versehen sein. Eine thermostatisch geregelte Armatur erlaubt es, die Temperatur des abzugebenden Wassers auf einen vorgewählten Sollwert einzustellen. Die Armatur kann eine Kugel-

Kartusche und/oder eine Scheiben-Kartusche, insbesondere mit keramischer Scheibe und/oder keramischer Dichtung bzw. e lektromagnetisch gesteuerte Ventile, besitzen. Bevorzugte Keramiken, die mit der erfindungsgemäßen Beschichtung zu einem wasserleitenden Körper beschichtet sind, enthalten ein oder mehrere Aluminiumoxide. Beschichtbare Oberflächen einer Armatur können insbesondere sein : - Verbindungsrohre, insbesondere Kupferrohre und Rohre mit einer zumindest teilweise Chrom und/oder Nickel beschichteten Oberfläche ; - Verbindungsstutzen, insbesondere solche aus Messing und solche mit einer zumindest teilweise Chrom und/oder Nickel beschichteten Oberfläche ; - Mischkörper, insbesondere solche aus Messing und solche mit einer zumindest teilweise Chrom und/oder Nickel beschichteten Oberfläche ; - Ventileinsätze und Ventilkörper, insbesondere solche aus Messing und solche mit einer zumindest teilweise Chrom und/oder Nickel beschichteten Oberfläche ; - Reguliermittel, insbesondere als Bestandteile eines Ventils, ferner insbesondere solche aus Keramik, Messing, rostfreiem Stahl, Kunststoff und/oder Gummi ; - Belüfter (spouts), insbesondere solche aus Messing und solche mit einer zumindest teilweise Chrom und/oder Nickel beschichteten Oberfläche ; - Auslässe, insbesondere solche aus Messing, rostfreiem Stahl, Kunststoff und/oder Gummi.

Die erfindungsgemäß vorgesehene glasartige Komposit-Matrix kann in vorteilhaft einfacher Weise in Form einer Versiegelung der mit dem zu leitenden Wasser in Berührung kommenden Oberflächen verwendet werden, so dass der Eintritt unerwünschter Bestandteile, insbesondere durch Diffusion,

in das zu leitende Wasser unterdrückt oder völlig unterbunden werden kann.

Dabei gelten im Rahmen dieser Erfindung Metallatome und-ionen gleichermaßen als im Wasser unerwünschte Metalle.

Das Einhalten von trinkwasserrechtlichen Konzentrations-Grenzwerten für unerwünschte Bestandteile wird durch die als Diffusionssperre wirkende Beschichtung besonders erleichtert. Eine herkömmliche intensive Ober- flächenreinigung kann entfallen. Zudem ist eine solche Beschichtung einfach und preisgünstig herstellbar. Die als Beschichtung dienende Matrix ist zudem gut bis sehr gut resistent gegenüber färbenden Substanzen, beispielsweise Kaffee, Rotwein, Tinte, sowie gegen Säuren und Basen. Der beschichtete Körper kann in unterschiedlichsten Gebieten eingesetzt werden, da die Matrix bewitterungsstabil ist und eine hohe Klima-und UV-Beständigkeit aufweist, insbesondere eine gute Temperaturwechsel-Beständigkeit. Die glasartige Komposit-Matrix kann insbesondere gemäß den Grundsätzen der chemischen Nanotechnologie hergestellt und beschaffen sein.

Erfindungsgemäß wird unter einer glasartigen Komposit-Matrix eine anorgani- sche, organische oder anorganisch-organische Matrix verstanden, die eine glasartige Härte und/oder Struktur besitzt. Die Matrix bildet daher ein Netzwerk, mit dem ein Überzug und/oder eine Beschichtung eines Körpers erzeugt werden kann. Durch Variation der Matrix-Zusammensetzung kann die Diffusionsdichtigkeit der Matrix gegenüber ausgewählten unerwünschten Bestandteilen eingestellt werden.

Besonders bevorzugt sind Komposit-Matrices, die Nanokompositmaterialien sind oder Nanokompositmaterial enthalten. Insbesondere bevorzugt sind Matrices, die hybride Beschichtungsmaterialien (Hybridpolymere) bzw. allgemein organische Beschichtungsmaterialien, beispielsweise polymere Beschichtungsmaterialien, enthalten.

Eine besonders hohe Verschleiß-, Wasser-und Chemikalienbeständigkeit des wasserleitenden Körpers, insbesondere einer Armatur, kann erreicht werden durch eine als Beschichtung dienende dichte Matrix, die vorzugsweise hoch anorganisch ist. Die Diffusion unerwünschter Substanzen in die Wasserseite

eines entsprechend beschichteten Körpers kann so stark eingeschränkt oder völlig unterbunden werden. Insbesondere ist die Matrix beständig gegen Salzwasser und gechlortes Leitungswasser. Sie ermöglicht zudem eine sehr feste Anbindung an den zu beschichtenden Körper.

Zweckmäßigerweise ist die glasartige Komposit-Matrix fest an das Substrat des wasserleitenden Körpers gebunden. Dies unterstützt die Verschleißfestigkeit des beschichteten Körpers, insbesondere gegen Stahlwolle und Sand bzw. Scheuermitteln, wie sie zur Reinigung von Armaturen häufig eingesetzt werden. Mit den erfindungsgemäßen Matrices können übliche Oberflächen wasserleitender Körper, insbesondere Stahl wie beispielsweise Edelstahl, Kupfer und Legierungen, insbesondere Messing und Bronze, Kunststoffe, Keramik, Gummi und lackierte und/oder beschichtete Oberflächen versehen werden, insbesondere solche, die mit Chrom, Nickel und/oder Legierungen dieser Metalle beschichtet sind. Ebenfalls möglich ist es, Oberflächen aus Holz oder Stein mit der Matrix zu versehen, wobei die Oberflächen gegebenenfalls lackiert und/oder beschichtet sein können, beispielsweise mit Chrom, Nickel und/oder Legierungen dieser Metalle. Die Komposit-Matrix kann beispielsweise auf einer Grund-Beschichtung des wasserleitenden Körpers aufgebracht sein.

Die Matrix ist beispielsweise als Beschichtung vorzugsweise an der wasserseitigen Oberfläche des Körpers angebracht. Bei Wasserleitungsrohren ist dies regelmäßig deren Innenseite. Die Matrix kann jedoch auch an einer anderen Oberfläche des Körpers angebracht werden, beispielsweise auf einer Oberfläche, die sich auf einer von der wasserseitigen Oberfläche entfernt liegenden Seite des Körpers befindet, z. B. einer Rohr-Außenseite.

Insbesondere kann die Beschichtung gleichzeitig auf der wasserseitigen Oberfläche und einer weiteren Oberfläche, vorzugsweise auf allen von außen zugänglichen Oberflächen, angebracht sein. Auf diese Weise können die vorteilhaften Eigenschaften der erfindungsgemäßen Beschichtung sowohl dem zu leitenden Wasser als auch dem Körper als solchem zugute kommen.

Die Matrix kann eine von außen zugängliche Beschichtung des wasserleitenden Körpers bilden, sie kann jedoch auch ganz oder teilweise

durch eine oder weitere Beschichtungen überdeckt sein. Ihre Hauptwirkung, nämlich das Verhindern des Durchtretens unerwünschter Bestandteile durch die Matrix, kann sie im Regelfall auch dann ausüben, wenn sie durch eine oder weitere Beschichtungen überdeckt ist. Besonders bevorzugt bildet die Matrix jedoch zumindest teilweise oder vollständig eine Außenbeschichtung des wasserleitenden Körpers, wobei es besonders bevorzugt ist, wenn die Matrix eine wasserseitige Außenbeschichtung bzw. zumindest teilweise eine wasserseitige Außenbeschichtung eines wasserleitenden Körpers bildet. Auf diese Weise können die weiteren vorteilhaften Eigenschaften der Matrix besonders gut genutzt werden. Beispielsweise kann die Matrix daher eine Außenbeschichtung, d. h. eine oberste Beschichtung, auf der Innenseite eines wasserleitenden Rohres oder einer Armatur sein.

Vorzugsweise ist die Matrix in einem Sol-Gel-Prozess herstellbar. Dieses Herstellverfahren erlaubt es, die Eigenschaften der glasartigen Matrix auf einfache Weise einzustellen. Zudem sind die so hergestellten Matrices unempfindlich gegenüber Umwelteinflüssen, sie sind dauerhaft, hart, kratzfest und homogen. Besonders vorteilhaft ist auch, dass die Matrices korrosions- beständig sind und Metallen einen Korrosionsschutz bieten, insbesondere Aluminium, Magnesium und Stahl. Durch Anwendung des Sol-Gel-Prozesses lassen sich durch Kombination von organischen und anorganischen Bausteinen gezielt Werkstoffe bzw. Oberflächen mit definierten Eigenschaften einstellen. Insbesondere kann die Matrix auch mit antibakteriellen Eigenschaf- ten oder mit Graffittischutz-Eigenschaften versehen werden.

Die Matrices bzw. ihre gelförmigen Vorstufen können ohne größeren Aufwand auf den zu beschichtenden Körper aufgetragen und dort je nach Art der Matrix und des Materials des zu beschichtenden Körpers strahlengehärtet und/oder thermisch gehärtet, beispielsweise gebrannt oder getempert werden.

Besonders bevorzugt ist es, die Matrix bei 60 °C bis 180 °C auf dem zu beschichtenden Körper thermisch zu härten. Insbesondere bei einer Strahlenhärtung, beispielsweise mit UV-und/oder IR-Strahlern, kann die Härtung auch bei Raumtemperatur erfolgen. Die Matrix c kann in einem Sol-Gel- Prozess kontrolliert hergestellt werden, wobei ein kontrollierter Wachstums- und Aggregationsprozess von molekularen Einheiten eine gezielte und

reproduzierbare Darstellung von multifunktionellen nanopartikulären Systemen erlaubt. Die Matrices können daher glasartig-hart bis polymer-weich sein und einstellbare Oberflächeneigenschaften besitzen, die von wasserbenetzend bis vollständig wasserabweisend reichen. Ebenfalls möglich ist es, den Körper mit einer transparenten oder weitgehend transparenten Matrix zu beschichten.

Auf diese Weise bleibt die Oberflächentextur und/oder-maserung auch nach dem Beschichten sichtbar.

In die Matrix können zusätzlich Nanopartikel eingebracht werden. Eine nanopartikelhaltige Matrix ermöglicht neben den oben beschriebenen Vorteilen eines erfindungsgemäß beschichteten wasserleitenden Körpers zusätzlich das Erzielen einer sehr hohen Abriebbeständigkeit, elektrischer Leitfähigkeit, katalytische Aktivität und/oder einen permanenten Schutz vor ultravioletter und/oder Infrarotstrahlung.

Ebenfalls können in die Matrix Inhibitoren eingebunden werden werden. Diese ermöglichen eine weitere Passivierung der Matrix-Oberfläche und damit der mit der Matrix beschichteten Oberfläche des wasserleitenden Körpers. Die Inhibitoren können insbesondere eine Depotwirkung haben. Insbesondere können Korrosionsinhibitoren als Bestandteil der Matrix eingebunden werden.

Sie verbessern zusätzlich den Korrosionsschutz metallischer Körper, beispielsweise solchen, die Aluminium, Magnesium und/oder Stahl enthalten.

Die Matrix kann auf einfache Weise auf den zu beschichtenden Körper aufgetragen werden, beispielsweise durch Sprüh-oder Walzenauftrag oder durch Eintauchen in ein Flüssigkeitsbad. Alternativ oder zusätzlich zu den Inhibitoren können auch Pigmente zum ein einfaches Einfärben in die Matrix eingebunden werden.

Die glasartige Komposit-Matrix kann zweckmäßigerweise eine Beschichtung mit einer Dicke von 1 nm oder mehr, insbesondere von 10 nm bis 50 nm bilden. Besonders bevorzugt sind jedoch Beschichtungen mit einer Dicke ab 1 um, vorzugsweise 10 um bis 50 um. Es hat sich nunmehr gezeigt, dass bereits derart dünne Beschichtungen ausreichen, um einen Eintritt uner- wünschter Bestandteile in das zu leitende Wasser deutlich und dauerhaft zu verringern.

Besonders bevorzugt ist jedoch ein Körper, dessen Beschichtung hydrophob und/oder oleophob ist. Solche Beschichtungen sind zum einen leicht zu reinigen, da Schmutz und im Wasser gelöste Begleitstoffe daran kaum haften.

Zum anderen bewirken sie eine niedrige Oberflächenenergie von < 24 mN/m2 sowie einen Kontaktwinkel von ca. 110° gegen Wasser und ca. 60° gegen Hexadecan. Die beschichteten Körper sind leicht zu reinigen und besitzen Antihaft-Eigenschaften.

Es hat sich überraschenderweise gezeigt, dass diese hydrophoben und/oder oleophoben Beschichtungen bereits in sehr geringen Dicken, ab 1 nm, den Eintritt unerwünschter Bestandteile in das zu leitende Wasser deutlich und dauerhaft verringern oder gänzlich unterbinden. Dabei bleiben die zuvor genannten Vorteile, insbesondere Dauerhaftigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Härte, Kratzfestigkeit-und Homogenität sowie die leichte Handhabbarkeit erhalten. Es kann deshalb ausreichen, wenn die Beschichtung eine Dicke von 10 nm bis 50 nm besitzt. Die hydrophoben und/oder oleophoben Beschich- tungen ermöglichen es nunmehr erstmals, auch die beweglichen Teile eines Armaturen-Ventileinsatzes, bei denen es auf eine genaue Einhaltung der Abmessungen und Abstandsmaße ankommt, durch eine Beschichtung zu versiegeln.

Erfindungsgemäß wird weiter eine Armatur zum Dispensieren von Wasser angegeben, insbesondere eine Sanitär-, Küchen-und/oder Badarmatur, umfassend eine Zuleitung, eine Ableitung und ein Wasserleitmittel zur regelbaren Verbindung der Zu-und Ableitung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass das Wasserleitmittel ein wasserleitender Körper wie oben beschrieben ist. Die Zu-und/oder Ableitung ist vorzugsweise einstückig mit der Armatur ausgebildet. Das Wasserleitmittel kann insbesondere ein wasserleitender Kanal eines Armaturenkörpers, ein Absperrmittel zum Verschließen eines solchen Kanals, ein Ventileinsatz, eine Ventilkartusche und insbesondere eine keramische Kartusche, ein Dichtelement, der Wasserauslauf, der Armaturenkörper selbst oder ein sonstiges, mit dem zu leitenden Wasser in Kontakt kommendes Element einer Armatur oder eines Wasserhahnes sein.

Diese Armatur verwirklicht die mit der Verwendung der erfindungsgemäß beschichteten Körper verbundenen, oben beschriebenen Vorteile.

Zweckmäßigerweise ist die Armatur so beschaffen, dass sämtliche Wasser- leitmittel wasserseitig eine den Eintritt von unerwünschten Metallen, insbesondere Blei-, Zink-, Nickel-und Kupferionen, in das zu leitende Wasser verhindernde Oberfläche besitzen. Diese Oberflächen können zum einen dadurch erreicht werden, dass die Wasserleitmittel selbst keine ausdiffundier- baren Metalle enthalten, so dass aus ihnen auch keine Metalle in das zu leitende Wasser austreten können. Insbesondere können die Wasserleitmittel aus Kunststoff, Keramik oder dergleichen bestehen. Jedoch ist zumindest ein Wasserleitmittel ein erfindungsgemäßer wasserleitender Körper wie oben beschrieben. Diese Ausgestaltung der Armatur ermöglicht es, die mit der Verwendung erfindungsgemäßer wasserleitender Körper verbundenen Vorteile so mit den durch die Verwendung weiterer Werkstoffe und Bauelementen erzielbaren Vorteilen zu kombinieren, dass das von der Armatur dispensierbare Wasser dauerhaft gegen das Eindringen unerwünschter Bestandteile geschützt ist. Insbesondere kann es vorteilhaft sein, Dichtungen und dergleichen aus Kunststoff oder einem elastischen Material herzustellen, während wasserleitende Kanäle und der Wasserauslauf der Armatur erfindungsgemäße wasserleitende Körper wie zuvor beschrieben sind.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Armatur auch auf ihrem Außengehäuse mit der glasartigen Matrix beschichtet ist. Solche Armaturen besitzen dann auch auf ihrer Außenseite die vorteilhaften Eigenschaften des wasser- leitenden Körpers, insbesondere sind sie leicht zu reinigen und gut verschleißgeschützt.

Um die oben beschriebenen Vorteile möglichst vollständig ausnutzen zu können, wird erfindungsgemäß ebenfalls gelehrt, eine glasartige Matrix als wasserseitige Beschichtung eines wasserleitenden Körpers zu verwenden, um das Austreten von Metallen, insbesondere von Blei-, Nickel-und Kupferionen, aus dem Körper zu verhindern. Dies schließt die Verwendung einer anorganischen glasartigen Matrix zur Herstellung einer wasserseitigen Beschichtung eines wasserleitenden Körpers mit ein.

Dabei ist es zweckmäßig, wenn der wasserleitende Körper ein eine Zuleitung und eine Ableitung verbindendes Wasserleitmittel einer Armatur ist, insbesondere einer Sanitär-, Küchen-und/oder Badarmatur. Die mit dieser Verwendungsweise der glasartigen Matrix erreichbaren Vorteile sind oben im Rahmen der Beschreibung des wasserleitenden Körpers selbst geschildert.

Besonders bevorzugt ist eine Verwendung einer hydrophoben und/oder oleophoben glasartigen Matrix zu den genannten Zwecken, insbesondere als wasserseitige Beschichtung eines wasserleitenden Körpers.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Verwendung eines Silans zur Herstellung einer glasartigen Matrix als wasserseitige Beschichtung eines wasserleitenden Körpers, insbesondere eines eine Zuleitung und eine Ableitung verbindendenden Wasserleitmittels einer Armatur, insbesondere einer Sanitär-, Küchen-und/oder Badarmatur vorgeschlagen. Mit Silanen lassen sich die erfindungsgemäß beschichteten wasserleitenden Körper besonders gut herstellen. Vorzugsweise ist das Silan ein Alkyl-und Arylsilan, aminofunktionelles Silan, epoxy-und glykolfunktionelles Silan, merkapto- funktionelles Silan, methacrylfunktionelles Silan, vinylfunktionelles Silan oder Kieselsäureester.

Besonders gute glasartige Matrices als wasserseitige Beschichtung eines wasserleitenden Körpers können unter Verwendung von Fluoralkylsilan und/oder Polyfluoralkylsilan hergestellt werden. Insbesondere können mit diesen Silanen die hydrophoben und/oder oleophoben Beschichtungen hergestellt werden, bei denen bereits eine geringe Beschichtungsdicke den Eintritt unerwünschter Bestandteile in das zu leitende Wasser wesentlich verringert.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung einer wasserseitigen Beschichtung eines wasserleitenden Körpers, insbesondere eines eine Zuleitung und eine Ableitung verbindendenden Wasserleitmittels einer Armatur, insbesondere einer Sanitär-, Küchen-und/oder Badarmatur, umfasst die Schritte :

a) Hydrolyse und Kondensation eines oder mehrerer Silane, eines oder mehrerer Alkoxyde und eines oder mehrerer Metallsalze, ausgewählt aus der Gruppe der Al, Ce, Ga, Ge, Sn, Ti, Zr, Hf, V, Nb und Ta Metallsalze mit einer Säure, insbesondere einer organischen Säure oder einer Mineralsäure, b) Auftragen des Reaktionsproduktes aus Schritt a) auf den zu beschichtenden Körper, und c) Aushärten des in Schritt b) aufgetragenen Reaktionsproduktes aus Schritt a).

Das Reaktionsprodukt aus Schritt a) kann durch ein beliebiges Verfahren aufgetragen werden, insbesondere durch Tauchen, Spritzen, Bestreichen, Sprühen, Schleudern, Polieren, Beschwallen und/oder durch elektrostatischen Auftrag. Das Aushärten geschieht zweckmäßigerweise durch Erhitzen, wobei übliche Messing-Armaturkörper vorzugsweise 20 Minuten oder länger bei mehr als 100 °C, vorzugsweise bei 120 °C bis 140 °C, erhitzt werden. Das Verfahren ermöglicht die Herstellung und Verwendung der oben beschriebe- nen beschichteten wasserleitenden Körper und der damit verbundenen Vorteile.

Bevorzugt ist dabei ein solches Verfahren, bei dem das oder die Silane ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Alkyl-und Arylsilanen, aminofunktionellen Silanen, epoxy-und glykolfunktionellen Silanen, merkapto- funktionellen Silanen, methacrylfunktionellen Silanen, vinylfunktionelle Silane und Kieselsäureester.

Besonders bevorzugt ist jedoch ein Verfahren, in dem das oder die Silane ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Fluoralkylsilanen und Polyfluoralkylsilanen. Diese Silane gestatten die Herstellung der hydro- und/oder oleophoben Beschichtungen und ermöglichen es daher, die Vorteile zu erzielen, mit entsprechend beschichteten wasserleitenden Körpern verbunden sind.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren und Beispiele näher beschrieben. Es zeigen : Fig. 1 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße beschichtete Misch- batterie ; Fig. 2 einen weiteren Querschnitt durch eine erfindungsgemäße beschich- tete Mischbatterie ; Fig. 3 einen weiteren Querschnitt durch eine erfindungsgemäße beschich- tete Mischbatterie.

Die in Fig. 1 im Querschnitt dargestellte Armatur, nämlich die Mischbatterie 1, besitzt einen im Mischbatterie-Grundkörper 10 angeordneten Ventileinsatz 20 mit zwei Wasserzuläufen 21,22 für Warm-und Kaltwasser. Die Wasserzuläufe 21,22 münden in wasserleitende Kanäle 23,24, die in Form von Ausnehmungen im Ventileinsatz 20 vorgesehen sind. Die wasserleitenden Kanäle 23,24 sind über federbeaufschlagte, verschiebbare Dichtungen 25,26 mit einer beweglichen Mischkartusche 28 verbunden. Die Mischkartusche 28 ermöglicht es, sowohl die Menge als auch das Mischungsverhältnis des durch die Wasserzuläufe 21,22 zugeführten Wassers einzustellen. Zu diesem Zweck ist die Mischkartusche mit einem Steuerhebel 27 verbunden. Über einen Wasserauslass (nicht dargestellt) kann das in der Mischkartusche 28 gemischte Wasser aus der Mischkartusche und dem Ventileinsatz 20 in einen aus dem Grundkörper der Mischbatterie 1 gebildeten Wasserauslass 30 austreten. Der Wasserauslass 30 besitzt an seinem vom Ventileinsatz 20 abgewandten Ende einen Belüfter 39.

Der Grundkörper 10 der Mischbatterie 1 sowie der Grundkörper des Ventileinsatzes 20 besteht aus Messing. Die Wasserzuläufe 21,22, die wasserleitenden Kanäle 23,24, die Mischkartusche 28 sowie der Wasserauslass 30 sind jeweils auf ihren wasserseitigen Oberflächen mit einer glasartigen Matrix (nicht dargestellt) beschichtet. Die Beschichtung ist hydrophob und besitzt eine Dicke von 20-30 nm. Die übrigen mit dem zu leitenden Wasser in Kontakt kommenden Elemente der Mischbatterie 1 sind

entweder aus Kunststoff, sind frei von unerwünschten Metallen wie Blei, Nickel und Kupfer, oder besitzen Oberflächen, die den Eintritt dieser Metalle in das zu leitende Wasser stark begrenzen oder ausschließen.

Im Betrieb tritt Wasser durch die Wasserzuläufe 21,22 in den Ventileinsatz 20 der Mischbatterie 1 ein und wird durch die wasserleitenden Kanäle 23,24 zur Mischkartusche 28 sowie von dort aus durch den Wasserauslass 30 geführt.

Auf dem Weg zwischen dem jeweiligen Wasserzulauf 21,22 und der Mischkartusche 28 und von dort aus weiter durch den Wasserauslass 30 und dem Belüfter 39 kommt das Wasser nirgends mit dem Messingmaterial des Grundkörpers 10 der Mischbatterie 1 bzw. des Ventileinsatzes 20 in Berührung. Ein Eindringen von Blei, Kupfer und Nickel aus dem jeweiligen Grundkörper in das Wasser ist dadurch verhindert.

Die in Fig. 2 dargestellte Mischbatterie 1'besitzt, wie schon die Mischbatterie 1 gemäß Fig. 1, einen Ventileinsatz 20'mit entsprechenden Wasserzuläufen 21', 22'und wasserleitenden Kanälen 23', 24'zur Verbindung mit einer Mischkartusche 28'. Die wasserleitenden Kanäle sind ebenfalls über bewegliche Dichtungen 25', 26'mit der Mischkartusche 28'verbunden. Das Mischungsverhältnis und die Menge des zu mischenden Wassers kann mit der Mischkartusche 28'über einen mit dieser verbundenen Steuerhebel 27' eingestellt werden. Aus der Mischkartusche 28'kann Wasser in einen am Grundkörper 10 der Mischbatterie 1'angebrachten Wasserauslass 30' austreten. Der Wasserauslass 30'besitzt an seinem vom Ventileinsatz 20' abgewandten Ende einen Belüfter 39'.

Auch in der Mischbatterie 1'sind die Wasserzuläufe 21', 22', die wasserleitenden Kanäle 23', 24', die Mischkartusche 28'und der Wasserauslass 30'jeweils wasserseitig mit einer hydrophoben glasartigen Matrix von 20-30 nm Dicke beschichtet. Ein Eintreten unerwünschter Metalle, insbesondere von Blei, Kupfer und Nickel aus den Grundkörpern der Mischbatterie 1', des Ventileinsatzes 20'und des Wasserauslasses 30'in das zu leitende Wasser ist dadurch verhindert. Die übrigen mit dem zu leitenden Wasser in Kontakt kommenden Elemente der Mischbatterie 1'sind entweder aus Kunststoff, sind frei von unerwünschten Metallen wie Blei, Nickel und

Kupfer, oder besitzen Oberflächen, die den Eintritt dieser Metalle in das zu leitende Wasser stark begrenzen oder ausschließen. Auf dem Weg von den Wasserzuläufen 21', 22'durch die Mischbatterie 1'und den Wasserauslass 30' kommt das zu leitende Wasser nirgends mit Materialien in Berührung, aus denen Blei, Nickel oder Kupfer in das Wasser eindringen könnte.

Die in Fig. 3 dargestellte Mischbatterie unterscheidet sich von den in Fig. 1 und 2 dargestellten in der Verwendung einer keramischen Kartusche 28". Die keramische Kartusche besitzt eine keramische Basisscheibe und eine Stellscheibe, jeweils mit Durchlässen zum Leiten von warmem und kaltem Wasser. Durch Drehen der Basis-und Stellscheibe gegeneinander kann das Mischungsverhältnis von warmem und kaltem Wasser und damit die Temperatur des aus der Armatur abgegebenen Wassers eingestellt werden.

Auch bei dieser Mischbatterie sind die mit dem zu leitenden Wasser in Kontakt kommenden Elemente entweder aus Kunststoff, sind frei von unerwünschten Metallen wie Blei, Nickel und Kupfer, oder besitzen Oberflächen, die den Eintritt dieser Metalle in das zu leitende Wasser stark begrenzen oder ausschließen. Insbesondere können sie mit einer erfindungsgemäßen Beschichtung versehen sein.

Beispiel 1 : Herstellen einer anorganischen, glasartigen Matrix für einen wasserleitenden Körper 40 g Tetraethoxysilan und 20 g Tetramethylothosilikat werden mit 10 gew.- % iger Ameisensäure 2 h lang hydrolysiert. Das entstehende gelartige Reaktionsprodukt wird in einem Tauchbad auf die mit Wasser in Berührung kommenden Oberflächen eines Mischbatterie-Grundkörpers und eines Ventileinsatzes aufgetragen und 40 Minuten lang bei 130 °C ausgehärtet. Es entsteht eine anorganische, glasartige Matrix von 20-30 um Dicke, die den Durchtritt von Metallen bzw. Metallionen aus dem jeweils beschichteten Grundkörper durch die Beschichtung verhindert.

Beispiel 2 : Herstellen einer hydrophoben anorganischen, glasartigen Matrix für einen wasserleitenden Körper 20 g Dodecafluoralkyltriethoxysilan werden mit 20 g Wasser verdünnt und 30 Minuten lang unter starkem Rühren mit 10 g 10 gew.-% iger Ameisensäure gemischt. Das entstehende gelartige Reaktionsprodukt wird in einem Tauchbad auf die mit Wasser in Berührung kommenden Oberflächen eines Mischbatterie-Grundkörpers und eines Ventileinsatzes aufgetragen und 40 Minuten lang bei 120 °C ausgehärtet. Es entsteht eine anorganische, glasartige Matrix von 20-30 nm Dicke, die den Durchtritt von Metallen bzw.

Metallionen aus dem jeweils beschichteten Grundkörper durch die Beschich- tung verhindert und zudem leicht zu reinigen ist.

Beispiel 3 : Herstellen einer anorganischen glasartigen Matrix für einen wasserleitenden Körper 20 g Methyltriethyloxysilan und 10 g Tetraethylorthosilikat werden mit einer Mischung aus 15 g Ethanol und 6 g Isopropanol verdünnt. Ein Hydrolysekatalysator wird bereitgestellt, bestehend aus 9 g demineralisiertem Wasser, dem 0,08 g Phosphorsäure (85 %) zugesetzt wird. Der hydrolysekatalysator wird unter Rühren über einen Zeitraum von 5 min zu der Lösung der Silane zugetropft, wobei sich die Temperatur um etwa 10°C erhöht. Nach anschließender Rührzeit von etwa 6 h und weiterer Standzeit von 20 Stunden wird das Produkt durch Tauchen oder Fluten auf die mit Wasser in Berührung kommenden Oberflächen eines Mischbatterie- Grundkörpers und eines Ventileinsatzes aufgebracht. Die Aushärtung erfolgt 30 min lang bei 103 °C. Es entsteht eine Beschichtung mit einer Dicke von 5- 25 um, diese verhindert den Durchtritt von Metallionen aus dem Grundkörper in das Wasser.

Beispiel 4 : Herstellen einer anorganischen glasartigen Matrix für einen wasserleitenden Körper

Zu einer Lösung von 40 g 3-Glycidyloxytriethoxysilan, 10 g Tetraethylorthosilikat und 10 g Methyltrimethyoxysilan in 40 g Isopropanol wird 0,1 g Salzsäure (37 %) zugegeben. Nach einer Rührzeit von 30 min wird 0,6 g N-Aminoethyl-3-aminopropyltrimethoxysilan (DAMO, Fa. Degussa-Hüls) zugegeben und weitere 30 in gerührt. Das Produkt wird durch Tauchen oder Fluten auf die mit Wasser in Berührung kommenden Oberflächen eines Mischbatterie-Grundkörpers und eines Ventileinsatzes aufgebracht. Die Aushärtung erfolgt 30 min lang bei 103 °C. Es entsteht eine Beschichtung mit einer Dicke von 5-25 um, diese verhindert den Durchtritt von Metallionen aus dem Grundkörper in das Wasser.