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Verfahren zum Beschichten von Iäsern mit einem .9ntibewuehsmittel
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten von Gläsern mit einem Antibewuchsmittel
für den Einsatz in Seewasser, wie sie an marinen Geräten und Meßsonden verwendet
werden.
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Bekanntlich wird jeder feste Gegenstand, der ständig oder überwiegend
mit Seewasser in Berührung kommt, binnen kurzer Zeit von pflanzlichen und tierischen
Organismen besiedelt und überzogen. Aus Literatur und Praxis sind zahlreiche Antibewuchsmittel
bekannt, mit denen die vom Seewasser umspülten Flächen bestrichen oder umgeben werden.
Dazu gehören die in ihrer Zusammensetzung unterschiedlichen Anstrichstoffe, sogenannte
Antifoulinganstriche, die, je nach ihrer Zusammensetzung und Dosierung der ihnen
beigegebenen Giftstoffe, eine unterschiedliche Wirkungsdauer, in der Regel ca. 15
bis 18 Monate, haben. Danach müssen diese Anstriche immer wieder erneuert werden.
Sie haben den Nachteil, einer äusserst starken Empfindlichkeit gegen mechanische
Beschädigungen, wobei sich an den Stellen, wo der giftige Anstrich fehlt, Bewuchs
organismen ansiedeln, weil vom umliegenden unbeschädigten Anstrich
keine
giftige Fernwirkung mehr ausgeht. Dadurch können sich die an den beschädigten Antrichstellen
angesiedelten Organismen weiter ausbreiten und den dabei noch unbeschädigten Anstrich
mitzerstören.
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Zum Beispiel sind aus der DT-06 1 621 935 Verkleidungen, Beläge und
Uberzüge bekannt, die gegen Bewuchs von Meeresorganismen beständig sind.
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Ferner ist aus der DT-OS 2 313 876 ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Entfernen von Bewuchs von in der See untergetauchten Gegenständen bekannt wobei
mittels einer explosiven Einrichtung eine Schockwelle vorbestimmter Energie und
mit einer unterschiedlichen, jedoch innerhalb 10% der Resonanzfrequenz des Materials
des Seegegenstandes liegenden Frequenz erteilt wird, welches den Bewuchs trägt.
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4 iterhin sind aus den DT-OS 2 139 206 und 2 203 475 Antibewuchsmtttel
bekannt, bei denen der bewuchshindernde Effekt durch toxische Metalle ausgelöst
wird. Dazu zählen einige toxisch wirkende Schwernotalle wie Kupfer und Kupferlegierungen,
gefolgt von Metallen mit geringerer Wirkung wie Zink, Cadmium und Quecksilber.
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In anorganischen und organischen Verbindungen können Metalle wie Zink,
Cadmium, Zinn und Quecksilber eine stärkere bewuchshindernde Wirkung haben. Bei
dem in den beiden DT-06 beschriebenen mit einem mechanisch relativ starren wahlweise
elektrisch leitfähigen Antibewuchsaittel überzogenen Sensor für Unterwassersonden
besitzt das Antibewuchsmittel in der einen DT-OS die Form einer Vielzahl einzelner
streif.n- oder lamellenförmig voneinander getrennte Inseln, in der anderen sind
zwischen diesen Inseln Bereiche aus lichtdurchlässigem Material angeordnet. Der
Nachteil dabei ist, das das aus
einer Kupferlegierung bestehende
Antibewuchsmittel schichtweise in dem transparenten Material (Glas oder Kunststoff)
eingebaut ist, wodurch sich neben einer komplizierten Ilerstellungsweise, vor allem
wegen der Auf lösung der Kupfer legierung im Seewasser, der Zusammenhalt der einzelnen
Schichten des Materials nicht mehr gegeben ist und dadurch die Einsatzdauer zeitlich
begrenzt wird.
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Das heißt, eine über Jahre dauernde Einsatzdauer ist mit derartig
bewuchshindernd ausgebildeten transparenten Materialien nicht möglich.
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Schließlich sind aus der Praxis verschiedene Möglichkeiten bekannt,
im Unterwasserbetrieb einsetzbare Gläser bewuchsfest zu machen. hierzu gehören entweder
die Vergiftung der Glasoberfläche mit einer transparenten Antifoulingfarbe oder
des Glases selbst durch Einbau löslicher toxischer Metalle, wie Kupfer, Zink und
Cadmium. Nachteilig ist hierbei wieder die Anfälligkeit gegen mechanische Beschädigung
des Anstriches und die nach Auf lösung der im Glas eingelagerten giftigen Metalle
eintretende Verminderung seiner Transparenz.
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Davon ausgehend war es Aufgabe der Erfindung für den wartungsfreien
Betrieb von Sicht- oder Gerätefenstern, z. B. an in der Ozeanographie eingesetzte
Trübungsmesser, die dazu verwendeten an sich seewasserbeständigen Gläser mit einem
Belag bzw. einer BeschiChtung zu versehen, der bzw. die einen unerw(lnschten Bewuchs
der vom Seewasser umspülten Glasoberfläche durch Mberesorganismen verhindern ohne
daß, wie bei den herkömmlichen transparenten Antifoulinganstrichen notwendig, die
gesamte Glasoberfläche damit behaftet wird. Außerdem sollte damit die Transparenz
des Glases nicht
beeinflußt bzw. beibehalten und eine relative Unempfindlichkeit
gegen mechanische Beschädigungen erreicht werden.
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Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß auf
der dem Seewasser zugewandten Fläche des Glases netzförmige Strukturen von Metallschichten
aufgebracht sind, von denen die erste z.B. aus Titan, Chrom-Nickel oder einem anderen
Metall bestehende Schicht als Träger- und Koppelungsschicht auf die vorher durch
an sich bekanntes Rauhen, z.B. Sandstrahlen, Ätzen u.ä., aufgerauhte Fläche aufgeschleudert
oder aufgedampft ist, wobei eine auf die Träger- und Koppelungsschicht folgende,
z. B. aus Kupfer oder einer Kupfer legierung bestehende zweite Rontaktschicht entweder
aufgeschleudert, aufgedampft oder galvanisch aufgebracht ist und daß die darauf
folgenden z.B. aus Kupfer oder einer Kupfer legierung bestehenden Schichten galvanisch
aufgebracht sind.
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Weitere Merkmale der Erfindung bestehen darin, daß die Dicke de auf
die Kontaktschicht folgenden Schichten mindestens 0,2 mm beträgt und das mit den
Strukturen beschichtete Glas bei ca. 2000 bis 3000C getempert wird. Vorteilhafterweise
sind die Ränder der Strukturen seewasserbeständig verklebt. Ferner ist durch Variation
der netzförmigen Struktur (Maschenweite) die Gift- und Fernwirkung steuerbar.
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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin,
daß das mit einer netzförmigen Struktur beschichtete bzw. überzogene Glas an den
von der Struktur nicht verdeckten Flächen transparent bleibt und die Struktur selbst
durch das zugrunde gelegte Verfahren auf der Glasoberfläche fest haftet und sich
davon im Meerwasser nicht ablöst.
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Vor der Aufbringung bzw. zum Beschichten einer Glasfläche mit bewuchshindernden
Metalischichten in Netzform wird die Glasfläche zunächst mit einer entsprechend
der gewünschten Maschenweite oder Struktur ausgebildeten Abdeckfolie so abgedeckt,
daß nur die Flächen, an denen später das Netz bzw. die Struktur aufgebracht werden
soll, frei bleiben. Danach werden die Stellen bzw.
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Flächen an denen die Struktur bzw. die Träger- und Koppelungsschicht
haften soll, durch Rauhen, z.B. Sandstrahlen oder Ätzen s. ä. aufgerauht. Anschließend
wird die Glasfläche gereinigt und auf die netzförmigen Rauhflächen eine Metalischicht
aus Titan, Chrom-Nickel oder einem anderen B>tall als Träger- und Koppelungsschicht
aufgeschleudert oder im Vakuum aufgedarpft. Auf diese erste Träger- und Koppelungsschicht
wird dann eine zweite, aus metallischem Kupfer oder dessen Legierung bestehende,
Kontaktschicht aufgedampft. Nach diesem Vorgang wird die Abdeckfolie, die bis jetzt
die Flächen bzw. späteren transparenten Fenster in der Glasscheibe abgedeckt und
geschützt hat, abgenommen. Nunmehr erfolgt eine galvanische Behandlung, bei der
die Kontaktschicht durch ein saures Kupferbad, z. B. einem Kupfersulfatbad oder
cyanidischem Bad verstärkt wird. Die Stärke bzw. Dicke der galvanisch verstärkten
dritten als Antibewuchsmittel wirkenden Schicht darf dabei 0,2 ma nicht unterschreiten.
Sie kann jedoch, je nach Einsatzdauer des Glases im Seewasser, entsprechend stärker
ausgelegt werden. Nach den Galvanisieren wird das beschichtete Glas bei ca. 2000
bis 3000C bis zu 0,5 Stunden getempert. Dadurch wird eine Homogenisierung und die
haftfestigkeit der Schichten erreicht bzw. erhöht. Um ein Abheben der Schichten
bzw. der auf der Glasfläche haftenden Struktur
zu verhindern, werden
zum Schluß die Ränder der Struktur (Netz) mit einem seewasserbeständigen Kleber,
z. B. einem Zweikomponentenkleber wie Araldit, WIU-Plus o. ä. verklebt.
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Ein Ausführungsbeispiel ist nachstehend beschrieben und durch Skizzen
erläutert: Fig. 1 zeigt eine auf einer Glasplatte haftende gitterförsige Struktur,
Fig. 2 zeigt einen Schnitt der Glasplatte und der Struktur gemäß Figur 1.
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In Figur 1 ist auf einer Glasplatte 1 eine netz- bzw. gitterförmige
Struktur 2 aus einer bewuchshindernden hbtallschicht 3 (siehe auch Fig. 2), z. B.
Kupfer oder Kupferlegierung aufgebracht.
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Die von der Metall- bzw. Kupferschicht 3 nicht bedeckten Glasflächen
4 werden durch die Gift- und Fernwirkung der von der Metallschicht 3 in Seewasser
in Lösung gehenden Metallionen von Bewuchsorganismen zu n frei gehalten. Die Größe
der freizuhaltenden Glasflächen 4 ist durch Variation der Maschenweite s der Struktur
2 variabel, wodurch die Gift- und Fernwirkung der gelösten Metallionen gesteuert
wird.
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Aus dem in Figur 2 ersichtlichen Schnitt ist die schrittweise Aufbringung
der einzelnen Ibtallschichten auf die Glasplatte 1 ersichtlich. Bevor die netz-
bzw. gitterförmige Struktur 2 (siehe auch Fig. 1) festhaftend auf die Glasoberfläche
5 aufgebracht werden kann, bedarf es einiger Vorkehrungen. Zunächst werden die transparent
bleibenden Glasflächen 5 mit einer geeigneten Folie 6 abgedeckt. Damit können die
gewünschten Strukturen und
ihre Größe (Netz bzw. Gitter 2 und deren
Maschenweite s) vorgegeben werden. Das heißt, es bleiben die zu beschichtenden Flächenteile
davon unbedeckt. Danach werden diese Flächen, an denen die Struktur 2 haften soll,
aufgerauht, was beispielsweise durch Sandstrahlen oder Ätzen erfolgen kann. Nach
Reinigung dieser gerauhten Flächen wird eine erste Metallschicht aus Titan, Ohrom-Nickel
oder einem anderen Metall als Träger- und Koppelungsschicht 7 aufgeschleudert oder
im Vakuum aufgedampft, wobei sich die feinen Metallteilchen bzw. der Metalldampf
in das Korn des aufgerauhten Glases einlagern. Dadurch ist eine feste Haftung dieser
ersten Mßtallschicht gewährleistet. Auf diese erste Schicht 7 wird dann eine zweite,
aus metallischem Kupfer oder einer Kupferlegierung bestehende, Kontaktschicht 8
aufgedampft. Jetzt wird die Abdeckfolie 6 abgezogen. Darauf erfolgt durch ein saures
Kupferbad, z.B.
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Kupfersulfat- oder Cyanidbad, eine galvanische Behandlung, während
der die Kontaktschicht 8 verstärkt wird. Die Stärke bzw. Dicke d dieser galvanisch
verstärkten dritten als Antibewuchsmittel wirkende Schicht 9 darf 0,2 mm nicht unterschreiten,
um eine ausreichende bewuchsabwehrende Wirkung zu gewährleisten. Je nach Einsatzdauer
der von Bewuchs frei zu haltenden Gläser kann der galvanische Prozess verlängert
oder verkürzt und damit. die Dicke der Antibewuchsschicht 9 darauf abgestimmt werden.
Nach Erreichen der gewünschten Schichtdicke bzm. nach Beendigung des Galvanisierens
wird das mit der Struktur 2 bzw. M.tallschicht 3 beschichtete Glas bei ca. 2000
bis 3000C bis zu 0,5 Stunden lang getempert, um dadurch die einzelnen Schichten
7, 8, 9 zu homogenisieren und ihre
Haftfestigkeit auf der Glasfläche
4 zu erhöhen. Zur Vermeidung von mechanisch verursachten Beschädigungen werden zum
Schluß die Ränder der einzelnen Netz- bzw. Gitterenden mit einem seewasserbeständigen
Kleber, z.B. Zweikomponentenkleber wie Araldit, UIIU-Plus o. ä. verklebt.