DE2035144A1 - Antifouling Verfahren und hierzu ge eignete Vorrichtungen - Google Patents

Description

DR. BERG DIPL.-ING. STAPF

β MÜNCHEN 2, HILBUESTRASSE 2O

Dr, Berg Dipl.-Ing. Stapf, 8 München 2, HilblesIraSe 20 Ihr Zeichen Unser Zeichen Datum Anwaltsakte 19 823 15. Juli 1970.

Be/Sch

British Paints limited
Uewcastle-upon-Iyne (England)

"Antifouling"-Verfahren und hierzu geeignete Vorrichtungen"

Es ist allgemein bekannt, daß das "fouling" (Verschmutzen, Bewachsen) von in Salzwasser, gewöhnlich Meerwasser, eingetauchten Bauten bzw. Baukörpern ein ernsthaftes Problem darstellt und daß keine der bekannten Maßnahmen zur Verhinderung des "foulings" völlig zufriedenstellend ist* Üblicherweise werden zur Verhinderung des foulings so

* {Olli) '5 Ii 20 11 ftftflrcimiMi PATENTEWlf m&S %ο&Ρμ&ΧΜ wJLkapk MSmAen β IM fertnAwk! MOnefcM «43

bezeichnete "Anti-fouling"-Färben (Schiffsbodenfarben) verwendet» Diese enthalten ein Gift, um das Wachsen von irgendeinem Foulingorganismus, der mit dem Farbfilm in Kontakt kommt, zu inhibieren» Ein Nachteil ist, daß die Farbe ziemlich häufig erneut aufgetragen werden muß und daß im allgemeinen kein einzelnes G-ift von allen die in den Farben verwendet werden gegen alle Arten von Fouling wirksam ist_o Zu Foulingarten gehört beispielsweise die Bildung von Schleim, das Wachsen von Muscheln auf Oberflächen, die längere Zeit, zum Beispiel mehrere Tage oder Wochen, unbewegt am selben Platz bleiben und das Wachsenvon Algen und anderen Pflanzen auf Oberflächen, die der Sonne ausgesetzt sind,,

Itfach der vorliegenden Erfindung wird ein in Salzwasser befindliches Bauelement gegenüber Fouling dadurch geschützt, daß man Chlor an der Oberfläche des Bauelements mittels Elektrolyse des Salzwassers bei der Oberfläche bildet und nach diesem Verfahren wird die Elektrolyse in der Weise durchgeführt, daß man als Anode eine auße.nseitige elektrisch leitfällige Beschichtung auf dem Bauelement und eine Kathode in elektrischen Kontakt mit dem Wasser verwendet« " ..

Die Erfindung betrifft insbesondere einen. Schiffskörper bzw· dessen Außenhaut oder ein anderes Bauelement mit einer Gbfrflache, die in Salzwasser eingetaucht ist oder einge-

Kl #5 / 1

■20 3 5 HA

.- 3 - ■■■ ^;

taucht werden soll und das wenigstens auf einem Teil seiner Oberfläche eine außenseitige elektrisch leitende

Beschichtung aufweist, die geeignet ist, als Anode bei der Elektrolyse von Salzwasser unter Bildung von Chlor bei der Anode zu dienen*

Das zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erforderliche System umfaßt einen Schiffskörper bzw», eine Schiffsaußenhaut oder ein anderes; Bauelement mit einer Oberfläche, die in Salzwasser eingetaucht ist oder eingetaucht werden soll oder kann, wobei wenigstens ein Teil dieser Oberfläche eine außenseitige elektrisch leitende Beschichtung aufweist, die geeignet ist als Anode bei der Elektrolyse von Salzwasser unter Bildung von Chlor bei der Anode zu dienen, sowie einen oder mehrere Körper bzw» Flächen, die geeignet sind als Kathode bei der Elektrolyse in Zusammenhang mit dem Baukörper zu wirken und Mittel für die Zuführung eines Gleichstroms zwischen der Beschichtung, als Anode, und dem Kathodenkörper oder den Kathodenkörpern bzwo -flächen, um Salzwasser zwischen der Anode und Kathode einer Elektrolyse zu unterwerfen«,

Die Erfindung ist anwendbar zum Schutz aller Unterwasserbauelemente, aber zweckmäßiger zum Schutz von Schiffskörpern bzw» Schiffsaußenhäuten oder anderen beweglichen Bauelementen. Zu festen Bauten, die geschützt werden kön-

009885/1599

. - 4 nen, gehören Docks und Piers,

Die Bauten, die geschützt werden können, sind zumeist aus Metall, beispielsweise Stahl, können jedoch ebenso aus anderen Materialien, wie beispielsweise Holz oder Kunststoff, beispielsweise aus einem G-Ia sfaser-ver stärkt en Harz besteheno So ist die Erfindung auch zum Schutz von Jachten und anderen kleineren Fahrzeugen geeignet» Von besonderer Bedeutung ist die Erfindung jedoch zum Schutz von Handelsschiffen, wie Öltankern mit Metallaußenhäuten.

Es ist darauf hinzuweisen, daß die Erfindung von Wert ist sowohl zum Schutz gegenüber Fouling von Oberflächen, die kontinuierlich in Wasser eingetaucht sind, als auch zum Schutz gegenüber Fouling von Oberflächen, die nur von Zeit zu Zeit untergetaucht sind, beispielsweise durch den Wasserstandswechsel bei Gezeiten.

Gewöhnlich tragen nur Teile der eingetauchten Oberflächen des Bauteils die elektrisch leitfähige Beschichtung» So werden im allgemeinen nur solche Teile von Schiffen und anderen Bauten, die herkömmlichorweise mit Schiffsbodenanstrichen beschichtet v/erden, nach der Erfindung geschützte

Beispielsweise können übliche Fracht- und Passagierschiffe» die gelegentlich mehrere Wochen unter Anker liegen können,

009885/1599

über die gesamte Oberfläche unter der Ladewasserlinie geschützt werden, während Öltanker möglicherweise nui: einen Schutz für einen Streifen unterhalb der Ladewasserlinie, beispielsweise bis zu ungefähr 9m (30 feet) oder genau unter der Wasserlinie ohne Beladung benötigen können»

Ea ist nicht erforderlich, Chlor über der gesamten Fläche zu bilden, sondern nur über den Teilen, die geschützt werden sollen,. So kann beispielsweise Chlor nur bei oder nahe der Basis des Bauelements gebildet werden mit dem Ergebnis, daß es dann über den Rest des Bauteils aufsteigen kann. Die Beschichtung erstreckt sich üblicherweise im wesentlichen entlang der gesamten, iiänge der zu schützenden Oberfläche, entweder als kontinuierlicher Streifen oder als Reihe von Flecken, die voneinander isoliert sind»

Wenn nur Teile der Oberfläche beschichtet werden, müssen die Einführungsmittel für den gewünschten Strom geeigneterweise elektrische Isolierungen aufweisen, um zu vermeiden, daß der Strom von der Anode zii dein Salzwasser über⁰ irgendeinen anderen Teil der Oberfläche läuft. Wenn der Baukörper aus einefli Isoliermaterial, beispielsweise einem synthetischen Hariz besteht, bildet dieser allein eine ausreichende Isolierung. Wenn jedoch der Baukörper aus Metall ist, sollte die Beschichtung von dem Baukörper durch eine Isolierschicht getrennt werden, die selbst ein Farbüberzug' sein kann.

08ÖS8S/1S90 ~⁶"

Bei der elektrisch leitfähigen Beschichtung ist es not- · wendig, daß sie gegenüber Salzwasser und dem während-der Elektrolyse gebildeten Chlor ausreichend inert ist, so daß sie nicht während der Verwendung schwerwiegend angegriffen wird, und sie soll gegenüber den Verwendungsbedingüngen wenigstens einige Jahre und vorzugsweise vier Jahre oder mehr widerstandsfähig sein» Die Beschichtung muß eine außenseitige Beschichtung sein, d„ h_e sie muß entweder dem umgebenden Wasser ausgesetzt sein oder, wenn sich über ihr eine Abdeckschicht befindet, darf die Abdeckschicht nicht .den elektrischen Kontakt über die Oberfläche der Beschichtung mit dem Salzwasser, das den Bauteil umgibt, verhindern«,

Die elektrisch leitfähige Beschichtung kann durch einen Ulm einer leitfähigen Farbe gebildet werden., Solche Ah-

>_ strichfarben enthalten ein elektrisch leitfähiges Pigment in einer geeigneten Farbgrundlage_o Die oben erwähnten Stabilitätserfordernisse führen zu einer besonderen Auswahl der Parbgrundlage« Zu geeigneten Färbgrundlagen, die verwendet werden können, gehören beispielsweise Silikate, Chlorierte Kautschuks, Vinylverbindungen, Polyester- und Epoxyharze« Epoxyharze und chlorierte Kautschuks haben die hbchste Widerstandsfähigkeit gegenüber Chlor und werden daher in dieser Hinsicht bevorzugt,, Eine besonders bevorzugte Farbgrundlage ist ein Epoxyharz, das von einem flüssigen Diglyoidäther von bis-Phenol herrührt, einen Epoxywert

009885/1599

203514A

von ungefähr 200 hat mit einem aromatischen Amin gehärtet ist, das vorzugsweise 4,4'-Diaminodiphenylmethan ist. Das Amin-Härtungsmittel ist vorzugsweise modifiziert, um es flüssig und die Härtung bei Umgebungstemperatur möglich zu machen,. Die Modifizierung kann beispielsweise durch Verwendung von Cresol, einer Säure oder einer Epoxyverbindung bewirkt werden«,

Irgendein elektrisch leitfähiges Material, das in ΪeiIchenform gebracht. werden kann, so daß es die Bildung eines elek trisch leitfähigen Farbanstrichs ermöglicht und das geeignet ist, als Anode bei der Elektrolyse von Salzwasser zu wirken, kann als Pigment in der Farbe verwendet werden. Das bevorzugte Pigment ist Graphit, obwohl andere, einschließlich Platin-beschichtetes litanpulver und Platinpulver verwendet werden können«,

Wenn Graphit verwendet wird, geschieht dies vorzugsweise in Form eines natürlichen Graphits, der eine Plättchen-ähnliche Struktur hat und einen Kohlenstoffgehalt von beispielsweise 83 bis 95 i° aufweisen kann«, Besonders bevorzugt wird die Verwendung von Graphit zusammen mit einem Ruß. Ein geeignetes Verhältnis ist 70 GewoTeile Graphit zu ^O GewoTeilen Ruß ο Der Ruß kann beispielsweise ein Lampenruß oder Acetylruß sein. Der Ruß ist gewöhnlich in einer geringeren Menge als das Graphit vorhanden. ■: ' ■ ' ^; ■· >ß-

009885/1599

2035U4

Ein einfaches und schnelles Verfahren, Farbgrundlage und die Pigmente unter Bildung.einer Beschichtung von geringem Widerstand zu mischen, besteht darin, die Pigmente in einem Lösungsmittel in Gegenwart eines Netzmittels, vorzugsweise eines Fettamin-Netzmittels, yor der Zugabe zu dem Harz zu dispergieren» Wenn beispielsweise die Pigmente Graphit und Ruß sind* können sie in Gegenwart des Lösungsmittels und Fettamins einer Kugelmühlenbehandlung unterworfen werden«. Zu geeigneten Fettamin-Netzmitteln gehören solche der allgemeinen Formel R(NXC,Hg) NXp» worin R eine Cg- bis OpQ-Alkylgruppe, X entweder ein Wasserstoffatom oder eine Äthylenoxidkette und y eine ganze Zahl von 0 bis 4 ist. Bin solches Produkt wird unter dem Warenzeichen Dinoramox S3 auf den Markt gebracht, aber es können ebenso andere Produkte im Rahmen der angegebenen allgemeinen Formel, wie andere Fettamine, zufriedenstellend verwendet werden·

Die Pigmentmenge, die in die Farbgrundlage eingebracht wird, wird nach der gewünschten elektrischen Leitfähigkeit des Farbanstrichs und nach den jeweils verwendeten besonderen Materialien ausgewählt. Im allgemeinen ist das Pigmentgewicht wenigstens gleich hoch wie das Gewicht der Farbgrundlage und vorzugsweise um das Zweifache so groß, so daß die Farbe zwei Teile Graphit oder anderes Pigment und einen Ceil Farbgrundlage enthält«

Die elektrisch leitfähige Beschichtung muß nicht aus einer Farbe gebildet werden, die.ihrerseits aus einer Farbgrundlage (Farbträger) und einem leitfähigen Pigment besteht» Sie kann beispielsweise statt dessen aus einem gesprühten Mim eines geeigneten Metalls oder anderem elektrisch leitfähigem Material bestehen. Das Sprühen wird gewöhnlich mittels einer Plasma-Sprühvorrichtung und Materialien bewirkt, die unter Bildung der Beschichtung versprüht werden können, wie beispielsweise Titan, Platin-beschichtetes Titan und Wolframcarbidο Das Material wird im allgemeinen über eine Isolierbeschichtung, beispielsweise einer der Farbgrundlagen gesprüht, die oben für leitfähige Farbanstriche angegeben sind. Um die Adhäsion zu erleichtern, kann die Iso-■ Iierbeschichtung vor dem Sprühen unvollständig gehärtet sein oder sie kann beispielsweise mittels Sandstrahlbehandlung aufgerauht werden. '

Der Kathodenkörper oder die Kathodenkörper bzw. -flächen müssen in bezug auf den Baukörper so angeordnet sein, daß sie eine geeignete Stellung einnehmen, um das Auftreten der gewünschten Elektrolyse zu ermöglichen, jedoch müssen sie nicht an dem Baukörper befestigt sein. So können die Kathodenkörper in oder auf der Sohiffsaußenhaut bzw. Schiffswandung oder einem anderen Bauelement angebracht sein oder sie können von diesem getrennt sein, wobei sie entweder unabhängig in dem Salzwasser freischweb^:end hängen

009885/1599 ~

2035U4 - ίο -

oder sie können an dem Schiffskörper oder einem anderen Bauelement hängen»

Als Kathode kann jedes Material verwendet werden, das als Kathode bei der Elektrolyse von Salzwasser zu wirken geeignet ist, vorausgesetzt daß es möglich ist, es in einen physikalischen Zustand, "beispielsweise in Partikelform oder in die Form eines Stabs oder einer Platte zu bringen, die zur Verwendung geeignet ist» Zu Materialien, die zur Verwendung als Kathoden bei der Elektrolyse von Salzwasser geeignet sind, gehören Quecksilber, wobei es jedoch ziemlich unzweckmäßig ist, dieses im Rahmen dieser Erfindung zu verwenden» Das Kathodenmaterial enthält daher im allgemeinen Eisen oder Kohle, beispielsweise amorphe Kohle oder Graphit.

Der Körper kann ein Stab, Zylinder, Scheibe, Platte oder ein Draht oder ein anderer selbsttragender Körper sein; so können beispielsweise Körper wie Kohlenstäbe oder —blöcke oder Eisendraht verwendet werden,, So kann beispielsweise ein Eisendraht um den Schiffskörper angebracht oder es können Blöcke oder Stäbe aus Graphit oder Eisen innerhalb de,r Schiffshaut bzw« -wandung eingesetzt werden. Vorzugsweise werden sie so eingesetzt, daß sie absolut bündig mit der Oberfläche ^der Wandung abschneiden. Jedoch kann es' in manchen Fällen, wenn beispielsweise der Baukörper befestigt, also beispielsweise eine Pier oder ein Docktor

009885/1599

ORlGiNAL INSPECTED

ist, besonders zweckmäßig sein, die Kathode in das Salzwasser in Nachbarschaft zu dem Schiff oder dem anderen Baukörper zu hängen_e In diesem Falle wird es vorgezogen, dies nur dann zu tun, wenn man die Elektrolyse durchzuführen wünschte

Jedoch wird es bei vielen Systemen bevorzugt, daß die Kathode eine elektrisch leitende Beschichtung isto Es kann daher eine Schiffsaußenhaut bzw. Schiffswandung oder ein anderer Baukörper nach der Erfindung eine Oberfläche aufweisen, die in Salzwasser eingetaucht ist oder eingetaucht werden soll, wobei ein erster Teil dieser Oberfläche, die mit einer außenseitigen elektrisch leitfähigen Beschichtung beschichtet ist, geeignet ist, als Anode bei der Elektrolyse von Salzwasser zu wirken und ein zweiter Teil dieser Oberfläche, der gegenüber dem ersten Teil elektrisch isoliert ist, kann eine außenseitige elektrisch leitfähige Beschichtung aufweisen, die geeignet ist, als Kathode bei der Elektrolyse zu wirken und es können weiterhin Mittel zur Zuführung von Gleichstrom zwischen den ersten und den zweiten Teilen vorliegen«,

Zu den elektrisch leitfähigen BeSchichtungen, die als Kathode verwendet werden können, gehören solche wie sie bereits beschrieben wurden und weiterhin Farben> in denen das Pigment Eisenpartikel enthält. Wenn die'für die Kathode verwendete Farbe gegenüber Chlor nicht sehr Widerstands-"

008885/1599 "¹²"

2035 TU

fähig ist, sollte sie auf der Schiffswandung so angebracht werden, daß es unwahrscheinlich ist, daß Chlor mit ihr in Kontakt kommto So kann beispielsweise die Beschichtung auf der Außenwandung tiefer als die Anode angeordnet werden_e

Dabei wird nach der Erfindung bevorzugt, daß die als Kathoyfl| de verwendete Beschichtung ebenso als Anode verwendet werden kann und daß die Zuführung von Gleichstrom umkehrbar ist» Es können daher Mittel zum Umschalten des Stroms so angeordnet werden, daß ein umschaltbarer Gleichstrom zugeführt wird, wobei jeder Zyklus mehrere Minuten, zum Beispiel wenigstens 5 Minuten, und vorzugsweise 15 Minuten dauertο Durch Umschalten des Gleichstroms während dem Betrieb wird die Funktion der Farbbeschichtungen regulär umgewandelt» Damit vermeidet man oder verringert wesent- - lieh Probleme* wie Korrosion und Salzbildung bei der Kathode, die eintreten können, wenn ein oder mehrere Körper kontinuierlich als Kathode und andere kontinuierlich als Anode verwendet werden. Gewöhnlich sind Besehichtuhgsflächen, die zu irgendeinem Zeitpunkt als Anode dienen, im Wechsel in solchen Flächen angeordnet, die als Kathode dienen.

Die Mittel zur Zuführung des Gleichstroms können zusätzlich für irgendeine notwendige Isolierung (wie oben ange-

000885/1599

geben), eine Gl ei ^stromzuführung und elektrische Verbindungen mit der Anodenbeschichtung und der Kathode von der Stromzuführung aufweisen,. Es können alle geeigneten Verbindungen verwendet werden» Beispielsweise können elektrische Verbindungen mit einer Beschichtung in der Weise erreicht werden, daß man die Beschichtung über einem geeigneten elektrischen Leiter aufbringt, zum Beispiel über einem isolierten Draht, der durch die Schiffsaußenhaut oder einem anderen Baukörper zu einem geeigneten elektrischen Generator, zum Beispiel einer Batterie, führt» Es können aber auch elektrische Leiter auf der Außenoberfläche der Beschichtung befestigt werden. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, einen elektrischen Leiter, wie einen Draht, in ein elektrisch leitendes Bindemittel, beispielsweise Zement, einzubetten und dann die Beschichtung über dem Bindemittel aufzubringen» Es kann Salzwasser in einige leitende Farbüberzüge eindringen und es kann dies nahe der Konduktoren zum Abblättern als Folge der Freigabe von Chlor unter der Beschichtung führen» Dies kann aber vermieden werden, wenn man einen wasserabstoßenden "Überzug über die Fläche der elektrischen Stromleiter aufbringt.

Eine weitere Möglichkeit, die Einheitlichkeit der Chlorbildung liber die gesamte Beschichtung zu verbessern, besteht darin, die Verbindung über der Wasserhöhe vorzunehmen. So kann der Leiter durch die Außenachicht geführt und

009885/1599

-H-

durch die Beschichtung abgedeckt werden oder- er kann in der Außenseite der Äüßenschicht herabgeführt· und auf· der Beschichtung an einer Stelle über dem Wasserstand befestigt werden. " '" -""'-"-' "^; ■■'■ · '

Besonders gute Wirkungen erhält man, ,wenn ein leit>end#r larbanstrich über einer leitenden Sprühbeschichtung τοη Metall oder einem anderen Leiter über einer Isolierober-.

fläche aufgebracht wird₀ Das Material wird normalerweise Pia sma-gesprüht ο - . ..

So wird das Material als Pulver in einen inerten Gasstrom hoher Temperatur zugegebene- Das Material schmilzt bei.Kontakt mit der Isolieroberflache. " v. .-

Die Isolieroberfläche ist vorzugsweise eine Beschichtung aus einem Epoxyfilm mit starkem Auftrag (high build), der bis zu 1,30 cm stark sein kann» ^: " ^: · - ^; '.

Zur Verbesserung der Adhäsion kann die Beschichtung .vor -. dem Besprühen mit Sandstrahlgebläse behandelt werden oder es kann das Sprühen durchgeführt werden, bevor die Beschichtung vollständig gehärtet ist·

■■-■■ ■'-""■ "-'-'■'■, χ ^l h ..:,.■'- : '■

Die elektrische Verbindung kann dann im-allgemeinen über der Wasaerhöhe nach irgendeinem Verfahren vorgenommen■-,*:■ werden, die bereits hina 1 chtMoh -der iSprühbe,achiQhtung . erwähnt wurden, die ihreraeita den Strom zu dem Farbfilm 009885/1599 -15-

leiten kanne Die Sprühbeschichtung kann im wesentlichen von gleichem Umfang wie der Farbfilm sein oder sie kann nur kleine Teile der Fläche des Farbfilms einnehmen,» Zu geeigneten Materialien, die versprüht werden können, gehören Molybdän, Wolframcarbid, Titan und Platin-beschichtetes Titane Die Sprühbeschichtung ist im allgemeinen 0,013 bis 0,25 mm (0,0005 bis 0,01 inches), vorzugsweise 0,025 bis 0,076 mm (0,001 bis 0,003 inches) stark.

Die als Leiter verwendeten Farbbeschichtungen nach der Erfindung sind gewöhnlich von 0,025 bis 1,27 mm (0,001 bis 0,05 inches) starke Vorzugsweise sind sie 0,05 bis 0,76 mm (0,002 bis 0,03 inches) und insbesondere von' 0,13 bis 0,5 mm (0,005 bis·0,02 inches) starke Die Isolierbeschichtungen haben ebenso Stärken innerhalb dieser Bereiche.

Die' Chlormenge, die zum Erreichen der gewünschten Antifoulingwirkung gebildet werden muß, ist ziemlich klein und ist im allgemeinen nicht größer als wenige ppm Chlorgas in der Oberflächenschicht des mit dem Bauteil in Kontakt kommenden Wassers« So geringe Mengen wie 0,5 ppm sind zufriedenstellend.

Ein Vorteil der Erfindung ist, daß die zur Durchführung der Elektrolyse erforderliche Stromstärke gering sein kann, besonders, weil die Elektrolyse geeigneterweise Über eine sehr große Fläche erfolgen kann und so eine ausreichende

. -16-00988571599

' - 16 -

Bildung von Ohlor ohne hohe Stromstärke erreicht werden kann. Beispielsweise kann bei einigen Farbanstrichen die Stromstärke geringer als 10,7 (100) und im allgemeinen, geringer als 5,8 (50) Milliampere pro dm (square foöt) sein"und die Spannung geringer als 2 Volt und vorzugsweise geringer als 1 YoIt₀ Bei einigen anderen Farbanstrichen, zum Beispiel solchen mit chlorierter Kautschukfarbgrundlage können etwas höhere Stromstärken und Spännungen wünschenswert sein«

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, .daß das Antifoulingsystem, wenn gewünscht, zum Arbeiten gebracht werden kann und nicht kontinuierlich betrieben werden muß. Beispielsweise unterliegt ein Schiff dem. Fouling am stärksten, wenn es stilliegt und es kann dann zweckmäßig sein, die Elektrolyse nur dann durchzuführen, wenn dies der Fall ist.

Die Erfindung wird schematisch durch die begleitenden Zeichnungen erläutert. In diesen sind die Abmessungen der Beschichtungen und im besonderen ihre Stärke zur Verdeutlichung vergrößert. Auch die Stellenangaben der Beschichtungen sind schematisch« Dabei ist:

Figur 1 eine schematische Seitenansicht einer Schiffswandung,

Figur 2 ein Schnitt durch eine Seite der Wandung, 009885/1599

-17 - ' ■.■-■■'.

Figur 3 eine ähnliche Ansicht wie in Figur 1 einer anderen Schiff swandung und

Figur 4 sin ähnlicher Schnitt durch die Wandung wie in Figur 3 und

Figur 5 ein ähnlicher Schnitt, wie in Figur 1 durch eine andere S, chif f swandung _o

Unter Bezugnahme auf die Figuren 1 und 2 hat die Wandung der Schiffshülle 1 eine Beschichtung aus einem Isolieran-strich 2 über ikcsr Oberfläche, P> ist die Ladewasserlinie₀ Der Isolierfarbanstrich lcann beispielsweise ein reines Epoxyharz, ein Pech-modifiziertes Epoxyharzj, ein Polyurethan oder eine Beschichtung auf chlorierter Kautschukbasis sein. Zu anderen Beschichtungen, die verwendet werden können, gehören Bitumen, Alkyd und Qlharzlacke_a Die Isolierbeschichtung kann beispielsweise 0,025 bis 0,50 mm (0,005 bis 0|02 inches), vorzugsweise ca, 0,25 mm (0,01 inches) stark sein» Über der Isolierfarbschicht sind zwei Bänder 3 und 4 eines elektrisch leitfähigen Farbanstrichs auf Bpoxyharzbasis als Farbgrundlage und ein G-emisch von Graphit und Ruß als Leitpigment gemalte Die Stärke der Beschichtungen 2, 3 und 4 ist aus Gründen der Klarheit in Figur 2 übertrieben dargestellt. An verschiedenen Stellen entlang der Länge der Außenhaut bzw. Hülle sind elektrisch leitfähige Scheiben 7 und 8 zwischen dem isolierenden An-2 und den leitenden Farban3trichfilmen ange-

■■-■..,■■'-. -18-

00888571§99

2Ü35144

bracht» Eine Scheibe 11 einer wasserabstoßenden Beschich^-· tung (die ebenso elektrisch isolierend ist), wiid über die leitfähige Beschichtung, über jede Scheibe 7 oder 8 aufgebracht, um zu verhindern, daβ Wasser durch die Beschichtung eindringt und die Scheiben 7 und 8 erreicht» Eine geeignete wasserabstoßende Beschichtung ist eine Epoyyfarbe

. mit starkem Farbauftrag₉

Elektrische Leitungen in Form von isolierten Kab.eln 5 und führen von den Scheiben 7 und 8 zu einer Stromversorgung für einen umschaltbaren Gleichstrom, wobei die Versorgung eine Batterie 9 und eine Umschaltvorrichtung 10 umfaßt _f die mechanisch durch einen Motor betrieben wird (nicht aufgezeigt), um die Polarität des Stroms in geeigneten Zeitabständen, beispielsweise alle 15 Minuten, umzukehren» Chlor wird jeweils von der Beschichtung abgegeben^ die als Anode dient und läuft über den Rest der Unterwasseroberrr

w fläche.

Bei der in Figur 3 aufgezeigten Bootswandung wird eine unterschiedliche Anordnung gezeigt, bei der die kontinuierlichen Streifen 3 und 4 durch eine Reihe von Flecken bzw. Pflaster 12 und 13 ersetzt sind.

Bei der in Figur 4 gezeigten Anordnung führt ein Leiter 5 von einer Stromquelle und einer Umschaltvorrichtung, wie in Figur 2 aufgezeigt, zu einer Einbuchtung 14 in der Hülle

2035U4

Diese Einbuchtung ist gegenüber der Hülle bzwo Wandung durch die Beschichtung 2 isoliert und mit einem elektrisch leitenden Auffüllmaterial gefüllte Jede Einbuchtung wird durch eine wasserabstoßende Scheibe 11 abgedeckt. ■

In der in Figur 5 gezeigten Anordnung wird eine Isolierbeschichtung 2,im allgemeinen ein Epoxyharz,mit starkem Farbauftrag über den größten Teil des Schiffskörpers bzwo -hülle 1 aufgebracht und vertikale Streifen 16 von Molybdän oder einem anderen leitfähigen Material werden durch einen Plasmastrahl über die Isolierbeschichtung gesprüht» Ein Flecken 12 oder 13 des Leitfarbanstrichs wird über das untere Ende von jedem dieser Streifen gemalte Verbindungsdrähte 5 oder 6 laufen an der Außenseite der Schiffshülle abwärts und sind am oberen Ende der Streifen eingeführt bzwe befestigte

Die nachfolgenden Beispiele erläutern die Erfindung,,

Beispiel 1

Gemischt wurde ein natürliches Flockengraphit mit einer durchschnittlichen Größe von ca_e 0,4 mm (40 mesh Maschenweite) mit Kaliumsilikat im Verhältnis von 2 GewoTeilen Graphit zu 1 Gew_oTeil Kaliumsilikat, Ein oberflächenaktives Mittel in Form eines Kondensationsprodukts von Formaldehyd und Natriumnaphthalinsulfonat wurde zugegeben, um die

009885/1599

20351U

Dispersion des G-raphits in dem Kaliumsilikat zu unterstützen j zugegeben wurde eine Menge von 5 G-ew»^ Kaliumsilikato

Danach· wurde eine Suspension von Zinkoxid zugegeben, wobei das Gewichtsverhältnis Zinkoxid zu Graphit ungefähr 1 s 10, bezogen auf das Gewicht, war. Die sich ergebende Farbe wurde sofort über einer isolierten Metalloberfläche aufgebrachte Fach Trocknen der Farbe hatte der Film einen Widerstand von 5 Ohm/Fläche bei einer Trockenfilmstärke von 0,025 mm (0,001 in.)» Die Stärke des Films betrug 0,076 mm (0,003 in.)=

Bin elektrischer Leitungsdraht wurde auf den Leitfarbenanstrich befestigt und die Probe wurde in.natürliches Salzv/asser (Meerwasser) eingetauchte Durch diesen Draht wurde ein Gleichstrom zu einem Graphitstab geführt, der ebenso so in das Salzwasser gehängt wurde, daß eine Zelle mit der Platte als Anode und der Stab als Kathode gebildet wurde» Von der Oberfläche der Platte wurde Chlor freigesetzt und dessen Wirkung konnte visuell durch ein Stärke/Kaliumjodidpapier beobachtet werden, dessen Farbe sich von weiß in blau änderte; öhlor wurde weiterhin mittels normaler analytischer Verfahren festgestellt» Eine geeignete Öhlorbildung erhielt man, wenn die Spannung ungefähr 1 Volt und die Stromstärke 3,2 bis 3,6 Milliam,/dm² (30 bis 36 milliamps

009885/1599

-21 per square foot) betrüge .

Beispiel 2

Hergestellt wurde ein Gemisch aus natürlichem Flockengraphit mit einer Größe unter 44/u (einer Maschengröße größer als 325 BSS) und synthetischem Ruß, normalerweise bekannt als Lampenruß, mit einem chlorierten Kautschukmedium gemischt, das seinerseits aus einem geeigneten Weichmacher wie chloriertem Paraffinwachs und chloriertem Kautschuk bestände Das Gewichtsverhältnis der Materialien betrug 2 Teile Graphit-Rußgemisch zu T Teil chloriertem Kautschukgemischo Ein Natriumsulfonat-Uetzmittel wurde zur Unterstützung der Dispersion zugegeben» Das Verhältnis natürlicher Graphit zu Ruß betrug 90 Teile Graphit zu 10 Tei-1en Ruß. Das Verhältnis chloriertes Paraffinwachs zu chloriertem Kautschuk in dem Medium betrug 40 Teile zu 60 Teilen. Das Verhältnis Hetzmittel zu chloriertem Kautschuk betrug 5 zu 100 GewοTeile ο

Die sich ergebende Barbe wurde über eine isolierte Metalloberfläche gesprühte Nach Trocknen des Farbfilms an der Luft hatte er eine Widerstandsfähigkeit von 35 Ohm/Fläche bei einer Trockenfilmstärke von 0,025 mm (0,001 in.). Me Stärke des Films betrug 0,0?6 mm (0,003 in_o)₀ Die mit Farbe versehene Metallplatte wurde in Salzwasser gehängt, um in der gleichen Weise, wie in Beispiel 1 beschrieben, eine

-22-

008885/1599

Zelle zu bilden,. Es wurde eine geeignete Chlorentwicklung
erreicht, wenn die Spannung ungefähr 1 Volt und die Stromstärke ungefähr 2 Milliam_o/dm (20 milliamps) betrug»

Beispiel 3

210 G-ew. Teile eines natürlichen Floekengraphits und 90 G-ew„-Teile Lampenruß wurden in einer Kühlkugelmühle in 1000 Teil, len eines Lösungsmittelgemischs 70$30 Xylol zÄ'thylenglykol-
^ mono-äthyläther zusammen mit 1,1 Teilen Fettamin (Dinaa?amox S3) zur Unterstützung der Dispersion gemahlen» Danach wurden zu dieser Dispersion 100 Teile flüssiges Epoxyharz, das aus einem zweiwertigen Phenol mit Epichlorhydrin hergestellt
wurde und einen Epoxywert von ungefähr 200 hatte (Warenzeichen Araldite GY25O) zugegeben« Zuletzt wurden unmittelbar vor dem Aufbringen 50 Teile Ancamine.LT zugegebene Es
ist dies ein Härtungsmittel aus 4_s>4^t-Diamino-diphenylmethan mit Cresol und chlorierten Phenolen»

Die sich ergebende Farbe wurde auf eine mit Sandstrahlgebläse behandelte Stahloberfläche aufgebracht_? die man vorher mit einem herkömmlichen Primer auf Zink/Epoxyharzbasis gemalt hatte, wonach zwei Überzüge mit eines? Polyamid-gehärteten Epoxybeschichtung mit starkem Farbauftrag unter Bildung einer IsοIierbeschichtung von 0,25 mm (0,010· inches) Stärke folgtene Nach Trocknen des leitfähigen Farbfilms hatte
dieser einen Widerstand von 7 Ohm/Fläche bei einer Troekenfilmstärke von 0,025 mm (0,001 inches)· Der Film hatte eine

009885/1599

■■■.■■ - 23 Stärke von 0,149 mm (0,005 inches)«,

Das mit Farbe versehene Metall wurde in natürliches Salzwasser (Meerwasser) getaucht, ein elektrisch leitender Draht auf dem Farbfilm befestigt und ein Gleichstrom durch den Draht und zu einem Graphitstab geleitet, der ebenso in das Salzwasser so gehängt wurde, daß eine Zelle mit der Platte als Anode und dem Stab als Kathode gebildet wurde β An der Oberfläche der Platte wurde Chlor freigesetzt und es konnte dessen Wirkung mit Stärke/Kaliumjοdidpapier durch die Farbänderung von weiß zu blau beobachtet werden<> Chlor konnte ebenso nach normalen analytischen Verfahren festgestellt werden«, Man erhielt eine geeignete Chlorbildung, wenn die Spannung ungefähr 1 Volt und die Anfangsstromstärke 0,5 bis '
square foot) betrug.

Stromstärke 0,5 bis 1 Hilliamp./dm £5 bis 10 milliamps per

Beispiel 4

Eine mit Sandstrahlgebläse bearbeitete Stahlplatte wurde mit Primeranstrich versehen und mit einer Epoxybeschichtung mit starkem Farbauftrag, wie in Beispiel 3 beschrieben, beschichtet, wodurch man eine Trockenfilmstärke von wenigstens 0,127 mm (0,005 inches) erhielte Es wurde ein leitfähiger Farbanstrich wie in Beispiel 3 auf die Platte aufgebracht, jedoch blieb ein Streifen vom Zentrum der Platte ab von der Leitfarbe unbeschichtete Die Stärke

009885/1599

BADORiGlNAt.

des leitfahigen films betrug 0,076 mm (0,003 in») _o Geeignete Drahtverbindungen wurden zu jeder Farbfläche hergestellt und die Platte in 'natürliches Salzwasser (Meerwasser) getauchte Eine Fläche des Farbanstrichs wirkte als Anode, die andere als Kathode» Wenn ein Anfangss.trom von 1 Milli— amp_o/dm (10 milliamps per square foot) mit einer Stromstärke von 1 ToIt verwendet wurde, wurde Chlor an der
Anodenfläche entwickelt» Nach einer Zeitdauer von wenigstens 15 Minuten wurde der Stromkreis umgepolt und die
Kathodenfläche wurde Anodenflache, so daß sich in dieser Fläche Chlor bildete.

Der Strom wurde in 15-minütigem Wechsel über einen längeren Zeitraum unter kontinuierlicher Bildung von Chlor an den Anodenflächen und ohne jede Salzbildung an einer der 'Beschichtungen gewechselt»

Bei allen Beispielen wurde festgestellt, daß sogar bei
längerem Betrieb kein Fouling der Metalloberflächen auftrat»

—25— 009885/1599

Claims (1)

1. - 25 - ' ; ■■;■.

   Patentansprüche:

   Li ο/Schiffsaußenhaut bzw,. Wandung oder ein anderer Baukörper bzwo anderes Bauelement mit einer Oberfläche, die in Salzwasser eingetaucht werden kann bzw. soll, dadurch gekennzeichnet, daß sie wenigstens an einem Teil der Oberfläche eine außenseitige elektrisch leitende Beschichtung _ aufweist, die geeignet ist, als Anode bei der Elektrolyse von Salzwasser unter Bildung von Chlor bei der Anode zu wirkene

   2. Baukörper bzwο Bauelement gemäß Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß nur ein Teil der Oberfläche, die-, eingetaucht werden kann, die Beschichtung trägt und daß diese Beschichtung gegenüber dem anderen Teil der Oberfläche elektrisch isoliert ist«,

   3» Baukörper bzw«. Bauelement gemäß Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche aus Metall besteht und die Beschichtung gegenüber der Oberfläche durch eine isolierende Beschichtung elektrisch isoliert ist,

   Ao Baukörper bzwβ Bauelement gemäß einem der vorausgehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß nur einer oder mehr erste Teile der Oberflächej die die außenseitige elek· trisch leitfähige Beschichtung tragen, als Anode wirken

   -26-

   0Ö9885/1599

   können und daß auf zweiten Teilen der Oberfläche, elektrisch isoliert gegenüber den ersten Teilen, eine außenseitige elektrisch leitfähige Beschichtung angebracht ist, die geeignet ist, bei der Elektrolyse als Kathode zu wirkenο

   5β Schiffswandung oder anderer Baukörper oder Bauelement mit einer Oberfläche, die in Salzwasser eingetaucht sein kann, dadurch gekennzeichnet, daß sie wenigstens an zwei getrennten Flächen elektrisch leitende Beschichtungen aufweist, die geeignet sind, entweder als Kathode oder Anode bei der Elektrolyse von Salzwasser zu wirken und daß die beschichteten Flächen voneinander isoliert sind»

   6ο Baukörper bzw<> Bauelement gemäß Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, daß er bzw«» es aus Metall besteht und die beschichteten Flächen voneinander isoliert sind durch eine Beschichtung aus Isolierfarbe zwischen der leitfähi- ' gen Beschichtung und dem Metall des Baukörpers _o

   7ο Baukörper bzw» Bauelement gemäß einem der vorausgehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die oder jede elektrisch leitfähige Beschichtung durch einen leitfähigen Farbanstrich auf einer Farbgrundlage von Epoxyharz gebildet ist.

   8. Baukörper baw₀ I-auelement gemäß einem der vorausgehenden

   -27-009885/1599 _BADOF»4Al.

   2035 H4

   > 27 -

   Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die oder jede elektrisch leitfähige Beschichtung durch einen leitenden 3?arbanstrich gebildet wird, der als elektrisch leitendes Pigment, ein Gemisch you Graphit und Ruß enthält.

   9ο Baukörper bzw« Bauelement gemäß Anspruch 1 im wesentlichen wie hier unter Bezug auf eines der Beispiele und die begleitenden Zeichnungen beschriebene £

   10« System dadurch gekennzeichnet, daß es einen Bauteil bzwo ein Bauelement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 und einen Körper oder mehrere Körper bzw„ Flächen, die als Kathode bei der Elektrolyse wirken können und dem Bauteil bzw«, Bauelement zugeordnet sind, sowie Mittel zur Zuführung eines Gleichstroms zwischen der Beschichtung, die als Anode wirken kann und dem Kathodenkörper oder den Kathodenkörpern aufweist, so daß die Elektrolyse von Salzwasser zwischen der Anode und Kathode erfolgen kann_o 'ψ

   11 β System gemäß Anspruch 10 dadurch gekennzeichnet, daß der Kathodenkörper oder die Kathodenkörper bzwo -flächen eine außenseitige elektrisch leitfähige Beschichtung aufweisen, die geeignet ist, als Kathode bei der Elektrolyse zu dienen, wobei gegenüber der Beschichtung, die als Anode wirken kann, elektrisch isoliert ist.

   -28-

   009885/1599

   12o System dadurch gekennzeichnet, daß es einen Baukörper bzwο ein Bauelement gemäß einem der Ansprüche 5 oder 6 und Mittel für die Zuführung eines umkehrbaren Gleichstroms zwischen zwei getrennten Flächen so aufweist, daß. die Elektrolyse von Salzwasser zwischen diesen Flächen stattfindet O

   1% System gemäß einem der Ansprüche 10 Ms 12 dadurch gekennzeichnet, daß die Leitbeschichtung oder -beSchichtungen ein leitfähiger Farbanstrich ist und die Mittel zur Zuführung eines Gleichstroms aus einer Plasma-gesprühten Beschichtung von leitfähigem Material unter dem leitenden Farbanstrich bestehen«,

   14« Verfahren zum Schutz eines Baukörpers bzw« Bauelements, das in Salzwasser eingetaucht ist, gegenüber Fouling, dadurch gekennzeichnet, daß man an der Oberfläche des Baukörpers mittels Elektrolyse von Salzwasser bei der Oberfläche Chlor bildet, wobei die Elektrolyse in der Weise durchgeführt wird, daß als Anode eine außenseitige elektrisch leitende Beschichtung auf dem Bauteil und eine Kathode in elektrischem Kontakt mit dem Wasser verwendet wird.

   15o Verfahren gemäß Anspruch 14 dadurch gekennzeichnet, daß der Baukörper ein solcher ist, wie er in den Ansprüchen 1 bis 9 definiert ist«

   009885/1599

   203514A

   - -29 - ; ■

   1 β ο Verfahren gemäß Anspruch H oder 15 dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode ebenso eine elektrisch leitfähige Beschichtung auf dem Bauteil ist und daß ein umschaltbarer bzw₉ umkehrbarer Gleichstrom über die Beschichtungen geleitet wird*

   17o Verfahren gemäß Anspruch H im wesentlichen wie hier unter besonderem Hinweis auf eine der Zeichnungen oder Beispiele beschriebene

   009885/1599

   Bo

   Leerseite