DE102011012984A1 - Verfahren zur Applikation eines Antifoulinganstriches - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Applikation eines Antifoulinganstriches (3) auf eine normalerweise unter Wasser befindliche Oberfläche (1), wobei erfindungsgemäß eine Folie (4) aus Kunststoff mit einer Bruchdehnung im Bereich von 100 bis 200%, einem 2% Modul im Bereich von 15 bis 25 N/15 mm sowie einer Streckkraft im Bereich von 25 bis 40 N/15 mm (alle gemessen nach DIN EN ISO 527-3/2/200 ), bereitgestellt wird, der Antifoulinganstrich (3) enthaltend zumindest ein Bindemittel und zumindest einen bioziden Wirkstoff auf die Folie (4) aufgebracht wird und die Folie (2) mit dem Antifoulinganstrich auf die Oberfläche (1) aufgeklebt wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Applikation eines Antifoulinganstriches.
  • Teile, welche über längere Zeit mit Meerwasser Kontakt haben, besonders die äußere Oberfläche von Schiffen werden an der Oberfläche von einer Vielzahl maritimer Lebewesen besiedelt. Vor allem Algen, Muscheln und Seepocken stellen ein großes Problem dar, der Bewuchs mit diesen Organismen ist nicht nur schwierig zu entfernen sondern bremst im Falle von sich bewegenden Objekten auch die Fortbewegung. Schiffe, deren äußere Oberfläche einen starken Bewuchs aufweist, werden merklich gebremst, was einen erhöhten Treibstoffverbrauch bedingt. Aus diesem Grund werden Schiffe derzeit spätestens etwa alle 2 Jahre im Trockendock gereinigt. Die Reinigung ist sehr aufwändig, da besonders Muscheln und Seepocken äußerst fest anhaften.
  • Die bisher am häufigsten bei Schiffen praktizierte Maßnahme gegen den Bewuchs besteht in einem Anstrich mit bioziden Anstrichmitteln, sogenannten Antifoulingfarben oder Antifoulinganstrichen. Sie sollen mit Giftstoffen gegen die Organismen wirken. Zunächst wurden Schwermetalle, wie z. B. TBT Tributylzinn, eingesetzt. Die Giftstoffe entweichen ins Wasser, reichern sich im Sediment an führen und zu einer erheblichen Schwermetallbelastung der Meere. Daher sind diese Stoffe inzwischen weitgehend verboten. Als Ersatz für TBT werden verschiedene andere Biozide verwendet. Die wichtigsten sind Diuron (ein Harnstoffderivat), Irgarol (ein Triazin), Sea-Nine 211 (ein Isothiazolinon) sowie Kupfer- und Zinkpyrithion.
  • Anstrichmittel, auch Anstrichstoffe genannt, bestehen aus flüssigen bis pastenförmigen Stoffen oder Gemischen, die auf Oberflächen aufgetragen einen physikalisch oder chemisch trocknenden Anstrich ergeben. Nach DIN 55945 wird ein Anstrichstoff definiert als „flüssig bis pastenförmiger Beschichtungsstoff, der vorwiegend durch Streichen oder Rollen aufgetragen wird.” Ein Anstrichstoff enthält im einfachsten Falle nur ein Bindemittel. Normalerweise sind neben dem Bindemittel noch Farbmittel bzw. Pigment, Füllstoff, gegebenenfalls Lösungsmittel, Zusatzstoffe wie Verdickungsmittel, Dispergiermittel, Konservierungsmittel etc. enthalten. Antifoulingfarben sind Anstrichmittel, welche neben dem Bindemittel zumindest einen bioziden Wirkstoff enthalten, üblicherweise auch Farbstoffe bzw. Pigmente, Lösemittel und Zusatzstoffe vor allem zur Einstellung der Verarbeitbarkeit.
  • Nach dem Stand der Technik werden diese Antifoulingfarben durch Streichen, Rollen und/oder Spritzen auf den Schiffsrumpf appliziert. In der Regel müssen mindestens zwei Lagen appliziert werden, häufig appliziert man drei Lagen. Das ist nicht nur aufwändig, sondern auch mit gesundheitlichen Risiken für die Arbeiter und einem hohen Gefährdungspotential für die Umwelt verbunden. Bei der Applikation können Teile des Anstrichmittels in die Umwelt gelangen, die Arbeiter können mit dem Anstrichmittel in Kontakt kommen. Bei Farben mit Lösemitteln kann es zum Einatmen von Lösemitteln kommen, diese entweichen beim Trocknen normalerweise in die Atmosphäre.
  • Noch aufwändiger ist die von Zeit zu Zeit notwendige Erneuerung/Reparatur des Anstriches. Dazu muss das Schiff ins Trockendock, Bewuchs und Verunreinigungen müssen entfernt werden. Üblicherweise ist eine Reparatur nicht ausreichend, es muss ein Neuanstrich erfolgen. Dazu ist der alte Anstrich zu entfernen, was bisher durch Sandstrahlen erreicht wird. Das Sandstrahlen ist wiederum ein für die Arbeiter und die Umwelt mit hohen Belastungen verbundener Vorgang, dar energieintensiv und zeitaufwändig ist.
  • Es sind bereits verschiedene Vorschläge zum Ersatz der Antifoulingfarbe durch Beschichtungen der Oberflächen gemacht worden, beispielsweise Anbringung besonders glatter Folien, Anbringen von Beschichtungen oder Folien mit einer den Bewuchs vermindernden Oberflächenstruktur. Durchsetzen konnte sich aber keine dieser Alternativen. Es besteht daher nach wie vor Bedarf an einem einfachen Verfahren zum Schutz von normalerweise unter Wasser befindlichen Oberflächen vor Bewuchs.
  • Es wurde nun gefunden, dass eine Antifoulingfarbe leicht appliziert und erneuert werden kann, wenn sie nicht direkt auf die Oberfläche appliziert wird, sondern auf eine Folie, welche mit der Oberfläche verklebt wird.
  • Die Erfindung löst daher die obige Aufgabe durch ein Verfahren zur Applikation eines Antifoulinganstriches auf eine Oberfläche, wobei der Antifoulinganstrich auf eine deformierbare Folie aus Kunststoff mit einer Bruchdehnung im Bereich von 100 bis 200%, einem 2% Modul im Bereich von 15 bis 25 N/15 mm sowie einer Streckkraft im Bereich von 25 bis 40 N/15 mm (alle gemessen nach DIN EN ISO 527-3/2/200) aufgebracht und die Folie auf die Oberfläche geklebt wird.
  • Als Material für die deformierbare Folie eignen sich alle ausreichend salzwasserfesten und UV-stabilen Kunststoffe. Bevorzugte Materialien für die erfindungsgemäßen Folien sind Polyvinylchlorid (PVC), Polyurethane (PU), Butadien und Isopren basierte Polymere, Polyolefine wie Polyethylen (PE) und Polypropylen (PP). Besonders bevorzugt sind Polymere auf Basis von Vinylmonomeren, insbesondere Polyvinylchlorid (PVC). Ebenfalls gut geeignet sind Folien auf Basis von PVC und Ethylenvinylacetat (EVA).
  • Die Folie kann in an sich bekannter Weise Additive und Zusatzstoffe aufweisen, die in den üblichen Mengen verwendet werden. Bevorzugt sind im Falle von PVC-Folien beispielsweise Weichmacher, Stabilisatoren und gewünschtenfalls Pigmente und/oder Farbstoffe enthalten. Bei einem Suspensions-PVC (S-PVC) sind z. B. 60–70 Gew.-% PVC; 5–10 Gew.-% EVA; 15–25 Gew.-% Polymerweichmacher, 2,0–3,0 Gew.-% Barium/Zink Stabilisator; 5–10 Gew.-% Modifier und 0,5–1,0 Gew.-% Lichtschutzmittel typisch. Die Menge der Pigmente/Farbstoffe hängt von der gewünschten Farbe ab. In einer Ausführungsform werden dem Folienmaterial biozide Wirkstoffe zugefügt. Die Folie kann dann als Reservoir für die Biozide fungieren und damit die Wirksamkeitsdauer des Antifoulinganstriches verlängern und/oder eine Verminderung der Menge an Biozid(en) in dem Antifoulinganstrich ermöglichen.
  • Die Herstellung der erfindungsgemäßen Folien erfolgt in an sich bekannter Weise z. B. auf Kalandern. Mehrschichtige Folien, die zwei, drei oder noch mehr Schichten aufweisen können, werden durch Coextrusion, Direktextrusion oder Laminierung erhalten. Diese Verfahren sind dem Fachmann bekannt.
  • Zur Verbesserung der Haftung des Antifoulinganstriches kann die Folienoberfläche behandelt werden, z. B. kann eine Coronabehandlung, Flammbehandlung oder Plasmabehandlung erfolgen, eine die Haftung verbessernde Beschichtung aufgetragen werden. Es ist denkbar eine Strukturierung vorzunehmen, beispielsweise durch eine Prägung.
  • Als Klebstoff wird ein Haftklebstoff bevorzugt, der auf die Oberfläche oder vorzugsweise auf die Folie aufgebracht wird. Geeignet sind im Prinzip alle Klebstoffe, die eine ausreichende Beständigkeit gegen Meerwasser und gute Haftung sowohl mit der Folie als auch mit Oberflächen aus Metall, Holz, Farbe usw. zeigen. Bevorzugt wird ein Haftklebstoff auf Basis von Acrylaten eingesetzt. Vorzugsweise wird der Haftklebstoff vor dem Aufbringen des Antifoulinganstriches auf die Folie aufgebracht. Typischerweise ist der Haftklebstoff mit einem Releaseliner abgedeckt. Die mit einem Haftklebstoff beschichtete Folie kann direkt auf die zu schützende Oberfläche aufgeklebt werden.
  • Es können aber auch andere Klebstoffe verwendet werden, beispielsweise Zwei-Komponentenklebstoffe, Schmelzklebstoffe usw. Der Klebstoff kann auf die Oberfläche oder die Folie aufgebracht werden.
  • Auch bei einem Aufbringen des Klebstoff auf die Oberfläche wird im Vergleich zu einer direkten Applikation des Antifoulinganstriches eine erhebliche Reduktion des Aufwandes erreicht (einmaliger Auftrag) und in der Regel Belastung und Risiko für Arbeiter und Umwelt reduziert, da der Klebstoff keine bioziden Wirkstoffe enthalten muss und verschiedenste lösemittelfreie Klebstoffe verfügbar sind.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird dem Klebstoff, insbesondere dem Haftklebstoff ein biozider Wirkstoff zugefügt. Es wurde überraschend gefunden, dass der biozide Wirkstoff durch die Folie hindurch in den Antifoulinganstrich diffundieren und so dessen Standzeit erhöhen und/oder eine Verminderung der Menge an Biozid(en) in dem Anstrich ermöglichen kann. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird sowohl dem Klebstoff als auch der Folie ein oder mehrere biozide Wirkstoffe zugefügt, es kann sich dabei um gleiche oder verschiedene Wirkstoffe handeln, die in gleicher oder unterschiedlicher Konzentration vorliegen können.
  • Als Antifoulinganstrich kann erfindungsgemäß im Prinzip jeder an sich bekannte Antifoulinganstrich eingesetzt werden, der eine ausreichende Haftung zu Kunststoff aufweist und keine Bestandteile, enthält, welche die Folie angreifen. Ein geringer Anlöseeffekt schadet nicht, jedoch darf die Folie nicht so geschädigt werden, dass sich ihre mechanischen Eigenschaften verändern, z. B. die Deformierbarkeit oder Stabilität verloren geht.
  • Im einfachsten Fall besteht der Antifoulinganstrich aus einem Biozid und einem Bindemittel. Unter Biozid sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung solche Wirkstoffe zu verstehen, die die Anhaftung und/oder das Wachstum von Bewuchsorganismen verhindern oder vermindern. Derzeit sind im Hinblick auf den notwendigen Kompromiss zwischen der gewünschten Antifouling-Wirkung und schädlichen Wirkungen auf die Umwelt als Biozide Cu2O, Isothiazolinone, insbesondere 4,5-Dichlor-2-N-octyl-isothiazolin-3-on, Pyrithione, insbesondere Zink- und/oder Kupferpyrithion, bevorzugt. Der Antifoulinganstrich kann ein oder mehrere Biozide enthalten. Als Bindemittel kommen die an sich üblichen in Frage, z. B. Harze, Acrylate, Ionomere usw. und auch Gemische. Der Antifoulinganstrich kann weitere übliche Inhaltstoffe aufweisen, wie Farbstoffe bzw. Pigmente, Lösemittel, Füllstoffe, Zusatzmittel zur Verbesserung der Verarbeitbarkeit und/oder der Eigenschaften des Anstrichs. Diese sind an sich bekannt und werden in den üblichen Mengen eingesetzt.
  • Der Auftrag des Antifoulinganstriches auf die Folie erfolgt in der gewünschten Schichtdicke. Da die Folie in waagerechter Lage beschichtet werden kann, ist eine höhere Schichtdicke bei einmaligem Auftrag möglich, als bei der direkten Applikation an einer zu schützenden Oberfläche, wie einem Schiffsrumpf. Es können aber auch mehrere Lagen aufgebracht werden. Vorteilhaft kann der Auftrag in entsprechend ausgerüsteten Räumen erfolgen, so dass z. B. Lösemittel abgezogen werden können, die Umgebungsbedingungen wie Temperatur, Feuchte etc. sind optimal regelbar. Ein automatischer Auftrag ist bevorzugt, beispielsweise durch eine Rakel.
  • Die Folie mit dem Antifoulinganstrich wird, gegebenenfalls nach Zuschnitt und/oder Abziehen des Releaseliner, auf die Oberfläche aufgeklebt. Im bevorzugten Falle einer mit Haftklebstoff versehenen Folie wird diese auf die Oberfläche aufgelegt und angedrückt. Die Oberfläche soll sauber, fettfrei und trocken sein. Zum Anbringen an der zu schützenden Oberfläche wird die Oberfläche daher vor dem Anbringen der Folie, falls nötig, gesäubert, um anhaftenden Bewuchs und/oder Dreck zu entfernen. Ein alter Anstrich oder Rest davon stört nicht, sofern er keine zu großen Unebenheiten bedingt und fest gut genug sitzt. Durch die Deformierbarkeit der Folie passt diese sich leicht an die Konturen der Oberfläche an.
  • Die Folie kann überlappend oder auf Stoß verklebt werden. Etwaige Lücken können durch entsprechende Folienzuschnitte abgedeckt werden oder die Lücke wird durch direkten Auftrag des Antifoulinganstriches in diesem im Vergleich zur gesamten Oberfläche kleinen Bereich geschlossen. Ein solcher direkter Auftrag kann auch in solchen Bereichen der Oberfläche erfolgen, bei denen aufgrund der Geometrie eine Folie nur schwer aufgeklebt werden kann. Dabei ist es vorteilhaft, den Anstrich einige cm weiter durchzuführen und die Folie dann mit dem Anstrich überlappend zu verkleben. Auch bei einer Verklebung auf Stall kann es sinnvoll sein, im Stoßbereich vor dem Aufkleben der Folie direkt einen Antifoulinganstrich aufzubringen. Der Stall kann auch mit einem Streifen der Folie abgedeckt werden.
  • Bei der Erneuerung erweist sich ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Applikation. Anstatt die Oberfläche mechanisch zu säubern kann die Folie mitsamt dem Anstrich, anhaftenden Verunreinigungen und Bewuchs abgezogen werden. Dies wird evtl. durch eine leichte Erwärmung erleichtert. Eine mechanische Reinigung kann entfallen oder beschränkt sich auf kleine Bereiche.
  • Die Erfindung soll anhand der folgenden Figuren näher erläutert werden, ohne jeodch auf die konkret gezeigten Ausführungsformen beschränkt zu sein.
  • Es zeigt:
  • 1 einen Schiffsrumpf bei der Beklebung,
  • 2 einen vergrößerten Schnitt entlang der Linie A-A von 1,
  • 3a eine erste Variante für den Übergang der Folien,
  • 3b eine zweite Variante für den Übergang der Folien,
  • 3c eine dritte Variante für den Übergang der Folien.
  • In 1 ist schematisch und nicht maßstabsgetreu ein Teil eines Schiffsrumpfes 1 gezeigt. Auf diesen werden Folien mit Antifoulinganstrich 2 verklebt. Die oberen drei Reihen sind bereits verklebt, bei der vierten Reihe ist ein Teil verklebt, der andere noch aufgerollt. Die Folien 2 sind innerhalb der Reihen und entlag der Reihen auf Stoß verklebt, d. h. die Enden und Kanten der Folien 2 grenzen direkt aneinander an. Ein solcher Anschluss kann beispielsweise auch erreicht werden, indem die Folien 2 zunächst überlappend aufgelegt, mit einem Messer im Überlappbereich geschnitten, und die überstehenden Abschnitte dann entfernt werden.
  • Der Aufbau der Folie 2 wird aus 2 ersichtlich, in der ein Schnitt entlang der Linie A-A in 1 als Detailvergrößerung dargestellt ist. Auch hier sind die relativen Abmessungen zur Verdeutlichung nicht maßstabsgetreu. Die Folien 2, 2' umfassen jeweils den Antifoulinganstrich 3, welcher auf die Folie 4 aufgebracht ist. Die Folie 4 ist wiederum mittels Klebstoff 5, der vorzugsweise ebenfalls auf die Folie 4 aufgebracht ist, mit dem Schiffsrumpf 1 verbunden. Die beiden Folien 2 und 2' sind auf Stoß verklebt.
  • In 3a bis 3c sind drei Varianten zur Ausführung der Stöße im Schnitt gezeigt. 3a zeigt im wesentlichen auf Stoß verklebte Folien 2, 2' (der Schichtaufbau aus Anstrich 3, Folie 4 und Kleber 5 ist nicht dargestellt), bei denen im Stoßbereich ein Folienstreifen 6 oder alternativ ein Antifoulinganstrich aufgebracht ist. Als Folienstreifen 6 eignet sich ein Streifen aus Folie 2. Die 3b zeigt eine Ausführungsform, bei der vor dem Aufkleben der Folien 2, 2' ein Antifoulinganstrich 7 aufgebracht wurde. Alternativ kann auch ein Streifen aus Folie 2 zum Einsatz kommen. Auch hier werden die Folien 2, 2' im wesentlichen auf Stoß verklebt. In 3c ist eine überlappende Verklebung der Folien 2, 2' gezeigt. Alle drei Varianten verringern die Anforderungen an die Genauigkeit der Verklebung bzw. des Zuschnitts.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Schiffsrumpf
    2, 2'
    Folie mit Antifoulinganstrich
    3
    Antifoulinganstrich
    4
    Folie
    5
    Klebstoff
    6
    Streifen aus Folie mit Antifoulinganstrich
    7
    Antifoulinganstrich
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • DIN 55945 [0004]
    • DIN EN ISO 527-3/2/200 [0009]

Claims (8)

  1. Verfahren zur Applikation eines Antifoulinganstriches auf eine normalerweise unter Wasser befindliche Oberfläche gekennzeichnet durch die Schritte: Bereitstellung einer Folie (4) aus Kunststoff mit einer Bruchdehnung im Bereich von 100 bis 200%, einem 2% Modul im Bereich von 15 bis 25 N/15 mm sowie einer Streckkraft im Bereich von 25 bis 40 N/15 mm (alle gemessen nach DIN EN ISO 527-3/2/200), Aufbringen des Antifoulinganstrich (3) enthaltend zumindest ein Bindemittel und zumindest einen bioziden Wirkstoff. Aufkleben der Folie (2) mit dem Antifoulinganstrich auf die Oberfläche (1).
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Klebstoff (5), insbesondere ein Haftklebstoff auf die Folie (4) oder auf die Oberfläche (1) aufgebracht wird.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (4) vor dem Aufbringen des Antifoulinganstriches (3) auf ihrer dem Antifoulinganstrich (3) abgewandten Seite mit einem Haftklebstoff (5) versehen wird.
  4. Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (2, 2') überlappend auf die Oberfläche (1) geklebt wird.
  5. Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (2) auf Stoß auf der Oberfläche (1) verklebt wird.
  6. Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (1) in den Bereichen, in denen die Folienstöße liegen mit einem Antifoulinganstrich (7) vorbehandelt wird.
  7. Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der biozide Wirkstoff ausgewählt wird unter Kupfer-I-oxid, Isothiazolinonen, insbesondere 4,5-Dichlor-2-N-octyl-isothiazolin-3-on, Pyrithionen, insbesondere Zink- und/oder Kupferpyrithion, und Gemischen von zwei oder mehr dieser Wirkstoffe.
  8. Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die bioziden(n) Wirkstoff(e) zusätzlich in der Folie (4) und/oder einem zum Aufkleben der Folie verwendeten Klebstoff (5) enthalten ist (sind).
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