EP3022052A1 - Gewebe mit polymerschicht mit einer riblet-struktur - Google Patents

Gewebe mit polymerschicht mit einer riblet-struktur

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EP3022052A1
EP3022052A1 EP14748140.2A EP14748140A EP3022052A1 EP 3022052 A1 EP3022052 A1 EP 3022052A1 EP 14748140 A EP14748140 A EP 14748140A EP 3022052 A1 EP3022052 A1 EP 3022052A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fabric
polymer layer
polymer
thread
layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP14748140.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Helmut Schmid
Norbert Eisenreich
Peter HOMA
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV filed Critical Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Publication of EP3022052A1 publication Critical patent/EP3022052A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
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    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2331/00—Fibres made from polymers obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polycondensation products
    • D10B2331/02—Fibres made from polymers obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polycondensation products polyamides
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    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2331/00—Fibres made from polymers obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polycondensation products
    • D10B2331/04—Fibres made from polymers obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polycondensation products polyesters, e.g. polyethylene terephthalate [PET]

Definitions

  • the present invention relates to a fabric comprising at least one weft thread and at least one warp thread " wherein the fabric has a polymer layer on at least one surface, wherein the diameter of the weft thread is greater than the diameter of the warp thread
  • the skin of a shark is made up of a multiplicity of microscopically small grooves, which are arranged in the flow direction of the shroud.
  • at least partial areas of the object surface are frequently roughened Water are spaced parallel to each other and thus allow the shark to achieve high speeds with minimal energy consumption,
  • Topographical replicas of this shark skin also called riblet structure, based on polymer films are used today in aeronautical engineering or for
  • EP 2 505 853 A2 and EP 201 1/08741 4 Al also describe the use of such a microstructure on rotor blades of wind power plants for noise reduction.
  • WO 00/34651 A1 has the positive effect of avoiding ice shedding on such rotor blades by the water-repellent properties of these surfaces.
  • the water-repellent and thus also self-cleaning properties of the surfaces can be increased even further by additional hydrophobization (see, for example, US Pat 201 2/01 4281 4 AI).
  • the properties of riblet-structured surfaces can also be used successfully.
  • WO 201 2/1 1 9965 A2 an approach is described, as with the aid of a matrix
  • the composite system described there is applied to vessels and thus prevents the growth of the water-contacting trunk by algae, plants and animals, especially mussels and barnacles (biofiimbidung), The microbial growth
  • the surface changes the flow resistance of the ship as a shaped body in the water, but in addition also covers the properties of the riblet structure so that overall their properties described above are masked.
  • biocides such as fungicides, algicides, molluscicides and against mussels and / or anticancer active compounds can be added to this composite system.
  • the document DE 10 2010 01 1 750 AI relates to a metal or composite fabric which is aufklebbar or aufspannbar on aircraft, being formed by the Metaiidrahtan extract a rib structure with a plurality of mutually parallel ribs, so that a Haufischhaut Quilt is formed, a particular
  • the advantage of this fabric is its high wear and erosion resistance, so that an attachment to aerodynamically highly stressed surface areas of an aircraft such as in the area of the leading edge, theCNnielttechniks leading edges and the
  • the fabric used here is formed from weft and warp wires "which have the same diameter.
  • the wires consist of a chromium-nickel steel alloy or titanium alloy to ensure sufficient corrosion resistance. This material requires that these fabrics are very expensive and even less expensive and thus not economical for less stressed surfaces of the moldings to be protected,
  • WO 91/17292 A1 describes a fabric for use as a dewatering screen of a paper machine.
  • This fabric is made by a complicated weaving technique using compulsory use of three weft threads, wherein the weft threads have a different diameter from the warp thread.
  • the complicated weaving process using three weft threads is especially disadvantageous.
  • US 4,462,916 A describes a sheath fabric of a filter element, which is produced from a weft thread, which has a larger diameter than the warp thread, Also this tissue must be permeable to fluid media, since it is used in the filtration of impurities from the fluid medium,
  • the present invention was based on the object to provide a surface with Ribiet structure, which has a minimized flow resistance, preferably compared to the fabrics of the prior art reduced flow resistance and at the same time is easy to manufacture,
  • the surface should be particularly inexpensive to manufacture and It should be particularly preferred if the surface can be used to retrofit other surfaces, such as moldings such as ship hulls, airplanes or rotor blades.
  • a tissue comprising at least one weft thread and at least one warp thread, wherein the tissue on at least one surface has a polymer layer, characterized in that the diameter of the weft thread is greater than the diameter of the warp thread,
  • a structure "r ilymerehicht the purposes of the present invention will be a fabric, a product of at least two substantially orthogonal crossed threads understood result is a substantially flat structure is preferred, the term” substantially perpendicular “understood” whose at least two threads, the weft thread and the warp thread "at an angle of 90 ° ⁇ 30 °, more preferably 90 ° ⁇ 20 °, most preferably 90 ° ⁇ 10 °, Under a warp thread is understood to mean the thread in a loom In the finished fabric of this warp is parallel to the selvedge, the weft, however, is pulled in the loom substantially perpendicular to the warp thread through the shed, This crossing creates the essential for the tissue binding, the production of tissues is known in the art Likewise he knows different reports »that means variations in the number v on warp and weft threads "after which the binding is repeated, but it is preferred " if the fabric according to the invention is
  • the term "at least one thread” is used in the sense of a thread system.
  • the fabric itself may comprise a plurality of threads of one and / or the other type (this is particularly due to the limited length
  • the fabric according to the invention comprises a warp thread and a weft thread as the only thread system, this is the skilled person as well known how he uses different warp and weft systems
  • the cross sections of the at least one weft thread and of the at least one warp thread can be formed independently of one another.
  • asymmetrical cross sections are also included.
  • the diameter (d) of a thread in the sense of the present invention is always the longest distance » which can be measured by connecting the furthest points of the cross-sectional circumference of a thread with a straight line (see FIG. 1 a) to d),
  • a Ribiet structure preferably denotes a surface geometry which has longitudinal grooves. These are furthermore preferably grooves having a depth in the range from 10 to 1000 ⁇ m, particularly preferably from 250 to 750 ⁇ m, very particularly preferably from 400 to 600 ⁇ m.
  • the groove spacing between two grooves is preferably from 10 to 1000 ⁇ m, more preferably from 250 to 750 ⁇ m, very particularly preferably from 200 to 600 ⁇ m.
  • these grooves have a length in the range of 1 0 ⁇ to 1 0 mm,
  • the diameter of the at least one weft thread is 2 to 5 times, more preferably 3 to 5 times larger than the diameter of the at least one warp thread, it is particularly preferred that the diameter of all weft threads 2 to 5 times, particularly preferably 3 Up to 5 times larger than the diameter of all warp threads,
  • the diameter of the weft thread system 2 to 5 times more preferably 3 to 5 times larger than the diameter of the warp thread system
  • the cross section of the at least one weft thread is substantially round. It is likewise preferred for the cross section of the at least one warp thread to be essentially round. Very particularly preferably, the cross section of the at least one weft thread and of the at least one warp thread is round.
  • the term "substantially round” here preferably means that a deviation from the ideal circular shape is possible, but the actual Radius [f) of the cross-thread thread at a certain point by more than 25%, more preferably at most 1 0% of the mean (r) deviates, which describes the radius of an ideal circle (see Figure I d). It has been found that such a fabric in which both the at least one weft thread and the at least one warp thread has a substantially round shape forms an ibiet structure which has a particularly low flow resistance.
  • the warp thread has a diameter of 0, 1 to 1 mm, more preferably from 0.25 to 0.75 mm, most preferably from 0.4 to 0.6 mm.
  • the at least one weft thread and the at least one warp thread are not made of metal.
  • the at least one weft and the at least one warp independently comprise a material selected from the group consisting of glass fibers, polyamides and polyesters.
  • the at least one weft and the at least one warp thread independently of one another from a material which is selected from the group consisting of glass fibers, polyamides and polyesters.
  • the threads used consist of deformable or rigid tissue can result.
  • either plastic deformability or rigidity of the tissue may be desired.
  • the fabric according to the invention has a polymer layer on at least one surface.
  • the tissue is, as described above, a planar structure.
  • the fabric according to the invention preferably has the polymer layer at least on one of the surfaces, which is formed by the juxtaposition of the at least one weft thread or of the at least one warp thread. It is preferred that the polymer layer is formed on the fabric so that the polymer layer and thus also the fabric is substantially impermeable to water Water, such as salt water, in the system, that is, the tissue structure can be prevented. Such intrusion could lead to destabilization of the system.
  • the polymer layer on the fabric is preferably not soluble in water. Particularly preferably, the polymer layer is also substantially not swellable in water.
  • the polymer layer is based either on a polymer whose solubility in water is very low or based on a polymer which is soluble in water but is chemically and / or physically crosslinked so strongly that swelling in water is substantially avoided
  • the polymer layer is formed from a polymer having a degree of polymerization of at least 1,000.
  • the term "at least one surface of a polymer layer” is understood to mean that the fabric is covered on at least one surface by the polymer layer that covers the properties of the aterial layer forming the warp and weft yarns This means that they either are substantially completely masked by the properties of the polymer layer or that the properties of the warp and weft forming materials interact with the polymer layer, resulting in new properties: the pure properties of the warp - And the weft-forming materials are in no case on the surface, which has a polymer layer, more, This refers exclusively to the properties of the warp and the weft-forming materials and not on the properties of the resulting fabric (Riblet stru These properties are retained even after the application of the polymer layer.
  • the polymer layer is preferably a low surface energy polymer layer.
  • the polymer layer is particularly preferably an "easy-fo-clean" surface with the properties known to those skilled in the art for repelling dirt and microorganisms. clean "surface has a contact angle greater than 90 ° and a surface tension of less than 20 mj / m 2 ,
  • the polymer layer has a contact angle of greater than 70 °, more preferably greater than 80 °, very preferably greater than 90 °, this is to be understood that the contact angle of the polymer layer is to be measured on a planar substrate, would the contact angle on the inventive Tissue itself be measured, the surface topography would also affect the Contact angle! The actual contact angle of the polymer layer can not be determined correctly. Methods known to the person skilled in the art are used to determine the contact angle, in particular the indicated contact angle! around the mean of at least three static contact angles! of water at room temperature measured by the "sessile drop" method with a Kunststoffkeimessgera.
  • the polymer layer has a surface tension ⁇ of less than 40 mJ / m 2 , more preferably less than 30 mJ / m 2 , most preferably less than 20 mJ / m 2 , the surface tension of the polymer layer, as well as the contact angle through which Application of the polymer layer to a planar substrate and not measured on the fabric according to the invention itself, The expert is also here methods for determining the surface tension known.
  • the surface tension can also be determined by measuring the surfaces by means of contact angles with at least three different solvents whose surface tension is known, and then calculating them by known formulas, preferably by the method of Zisman, Fowkes, Extended Fowkes, WORK, Schultz or Oss & Good ,
  • the polymer layer comprises a polymer selected from the group consisting of polymeric fluorinated hydrocarbons, polysiloxanes, polyolefins, polymeric fluorosilanes, copolymers of the foregoing polymers, derivatives of the foregoing polymers, and polymeric organofunctional silanes.
  • the polymer layer particularly preferably comprises a polymer which is selected from the group consisting of polysiloxanes, copolymers comprising polyslxxanes and derivatives of polysiloxanes.
  • the polymeric fluorinated hydrocarbons are preferably
  • the fluorocarbons are selected from the group consisting of polyvinyl tetrafluoride, polyvinylidene difluoride and polyvinyl fluoride, copolymers of fluorocarbons are preferably perfluorofalkoxy Porymere [PFA) such as copolymers of tetrafluoroethylene and perfiuor-vinyl-methyl Ether,
  • PFA perfluorofalkoxy Porymere
  • the fluorinated hydrocarbons are not perfluorinated hydrocarbons.
  • the adhesion of the polymer layer to the fabric can be optimized by a reduced proportion of fluorine atoms per repeat unit.
  • the repeat units of the fluorinated hydrocarbons particularly preferably have a ratio of hydrogen to fluorine of 1: 1,
  • the polysiloxanes are preferably polysiloxane resins, d, h, to polysibxanes having a correspondingly high degree of branching or in order to obtain a surface which satisfies the hydrophobicity criteria of the present invention in particular polysibxans linear polysiloxanes such as hydrosilyl polydimethylsiloxane, which are subsequently cross-linked; copolymers of polysiloxanes preferably include polyether polysiloxanes, pofymethylsibxane polyalkylsibxane or polymethylsiloxane polyalkylsiloxane polyethers.
  • “Derivatives” of the polymers mentioned are in particular polymers which have derivatization on side chains but which do not cause any fundamental changes in the properties of the main chain of the polymer.
  • such derivatives of said polymers can have side groups which crosslink to other side chains and / or As a result, the mechanical properties of the polymer layer can be improved.
  • these side chains can improve the adhesion of the polymer layer to the fabric according to the invention.
  • the derivatives may contain side groups having biocidal properties such that the adhesion of
  • microorganisms can be additionally avoided on the fabric according to the invention (eg rishnan S., Weinman J, Ober CK, Advances in Polymers for Anti-Biofouling Surfaces, Journal of Materials Chemistry 2008, 18, 8405), combinations of the aforementioned
  • polymers having the following general structure (I) are understood by the person skilled in the art as meaning: ## STR3 ## subgroups of polymeric-organofunctionalized silanes
  • organofunctionalized silanes represent a subgroup of the derivatives and / or copolymers of the polysiloxanes.
  • the numbers n, m and p can preferably be independently of one another from 1 to 6 and s can preferably be 0 to 3, R is preferably H or -CH 3 and q is preferably 10000.
  • organofunctional silanes are used to form the polymer layer, it is preferred to use a solvent or water or mixtures thereof.
  • the polymer layer may also contain other ingredients selected from the group consisting of pigments, low molecular weight crosslinkers, biocides, antioxidants, UV absorbers, flame retardants, elastomer modifiers, lubricants, clarifiers, nucleating agents and fillers. These further ingredients can also serve for the subsequent curing / crosslinking of the polymer layer. Corresponding processes depending on the type of polymer chosen are known to the person skilled in the art,
  • the polymer layer projecting beyond the fabric surface has a layer thickness XI which allows the riblet structure of the fabric to not be lost on the surface provided with the polymer layer. More preferably, the polymer layer protruding has a layer thickness of 100 to 500 ⁇ , more preferably from 150 to 450 ⁇ , most preferably from 200 to 400 j um on. It has surprisingly been found that the riblet structure of the fabric interacts synergistically with the properties of the polymer layer. In particular, a surface can be obtained whose (bio) fouling tendency is less than the corresponding tendency of either the fabric or the polymer layer alone,
  • the polymer layer can be applied to the fabric in different ways.
  • the layer thickness of the protruding polymer layer (XI) is always the layer thickness of the polymer layer above the center of the intersection of the warp and the weft thread (see FIGS 2c), in which case the polymer layer of the polymer layer which has penetrated into the fabric is not calculated to the layer thickness of the polymer layer which is protruding from the end of the upper thread (warp or weft thread) to the end of the polymer layer.
  • the application of the polymer layer to the fabric can be carried out by laminating with at least one prefabricated polymer film.
  • two films are used so that they are laminated on both sides of the fabric.
  • the two films may be the same or different, in particular, the layer thicknesses of the films may be the same or different
  • the lamination is preferably carried out by heating the polymer film, the temperatures and conditions of this lamination to be used depend on the Ari ⁇ the polymer film and belong to Knowledge of the Expert, The supernatant layer thickness (XI) of the polymer layer substantially coincides with the layer thickness of the polymer film,
  • the polymer layer can be applied to the fabric by impregnation by means of a polymer dispersion.
  • the fabric is impregnated in the polymer dispersion.
  • the resulting excess layer thickness (XI) of the polymer layer can be adjusted here In this embodiment, depending on the amount of polymer dispersion in which the fabric is soaked, it is also possible to adjust whether only one surface of the fabric or both surfaces are modified with the polymer layer. If both surfaces of the fabric have a polymer layer, then their supernatant layer thickness (XI) may be the same or different.
  • the polymer of the polymer layer penetrates deep into the tissue or completely penetrates it Threads of the fabric thus of the polymer the polymer layer is enveloped (to define the protruding layer thickness of the polymer layer (X), see above),
  • the fabric according to the invention has, in particular, soil-repelling and anti-icing properties.
  • soil-repelling and anti-icing properties By far, result UV-stable, salt water stable, chemically stable, thermally stable, durable and corrosion-protected surfaces.
  • the surfaces have friction-reducing, flow-level-minimizing surfaces, whereby the noise generation can be minimized by applying the inventive fabric to a rotor blade of a wind turbine.
  • the description of the influence of a riblet structure on a 3D flow field is known and can be made by discrete solution of the Navier-Stokes equations using the finite volume method.
  • the polymer layer additionally comprises nanoparficuous silver.
  • pillate silver is preferably elemental silver in nanoparticulate form, silver oxide in nanoparficuiar
  • particulate silver antimicrobial effectiveness see, for example, EP 1 964 966 AI
  • particulate silver in the polymer layer of the fabric according to the invention this can thus be additionally equipped with antimicrobial properties, "antimicrobial
  • “properties” are understood to mean a biocidal or biostatic action against bacteria, fungi, algae, yeasts, viruses, etc.
  • the antimicrobial effect of the nanoparticulate silver is not based on the release of an active substance. but to its provision on the surface of the fabric according to the invention Active ingredient consumption, this concept is a sustainable solution. In addition, therefore, no biocides are released, for example, into the oceans.
  • this layer can also be given further properties.
  • the addition of nanoparticutant silver has an effect on the IR efiexion of the polymer layer and also makes it electrically conductive,
  • the nanoparticulate silver has a mean grain size of less than 500 nm, more preferably less than 100 nm, even more preferably less than 50 nm. Particularly effective is an average particle size of 5 to 50 nm.
  • the proposed additional equipment of the polymer layer with nanoparticulate silver is its mean grain size 5 to 30 nm, more preferably 6 to 25 nm, especially 7 to 20 nm, especially 8 to 16 nm, more particularly 1 0 to 1 4 nm.
  • the particle size is determined by photon correlation spectroscopy in aqueous solution. This particle size is particularly preferred because it provides a large surface over which the nanoparticulate silver acts. This reduces the amount of silver needed to provide the antimicrobial finish to the polymer layer.
  • the nanoparticulate silver particles can take any form. However, it is preferred that the nanoparticulate silver particles are spherical, particularly preferably spherical. This form allows easier incorporation of
  • Nanoparticulate silver in the polymer layer.
  • suitable nanoparticulate silver can be obtained commercially, for example, from the Fraunhofer Institute for Chemical Technology, Germany.
  • the amount of nanoparticulate silver in the polymer layer is preferably 100 ppm, more preferably 50 ppm, even more preferably 10 ppm.
  • it is possible to use such small amounts of nanoparticulate silver in the polymer layer because the silver is firmly anchored in this layer. It is not leached on contact with fluid media, especially salt water.
  • the nanoparticulate silver is anchored via dipole-dipole interactions in the polymer layer of the polymer layer, thereby avoiding uncontrolled release.
  • the fabric according to the invention has an additional adhesive layer which is either applied to the surface of the fabric which does not have a polymer layer or under which Provided that a polymer layer is present on both surfaces of the fabric, applied to the surface of a polymer layer.
  • an adhesive layer By applying an adhesive layer to a surface of the fabric according to the invention, the latter can be applied simply to any surface which is to be provided with the fabric according to the invention.
  • the adhesive force of the adhesive layer is chosen so that the tissue according to the invention can be detached again from the surface, so that it can be easily detached on the other hand again. It is even possible after that Detaching the fabric according to the invention from a surface "to use these again, so in addition costs and resources can be saved,
  • the adhesive layer is preferably formed from a solvent-free polymer dispersion.
  • a solvent-free polymer dispersion preferably either 1 or 2-component systems can be used,
  • the resulting layer thickness of the adhesive layer is preferably between 50 and 800 ⁇ m, more preferably between 100 and 500 ⁇ m, most preferably between 200 and 300 ⁇ m.
  • the resulting layer thickness can be applied to the surface of the fabric or, if it has a polymer layer on both surfaces, to the polymer layer.
  • the blade thickness used and also the adjustment of the viscosity of the dispersion can be used to adjust the resulting layer thickness of the adhesive layer Dispersion can be varied, for example, by the degree of polymerisation of the polymer used,
  • the adhesive layer is formed from a polymer based on silicone, more preferably these are hydrosilyl siloxanes, which may have different degrees of branching. More preferably, the polymer of the adhesive layer has a degree of polymerization of 5,000.
  • the adhesive layer has a high temperature stability.
  • the adhesive layer is preferably temperature-stable up to 1 50 ° C, more preferably up to 200 ° C, even more preferably up to 260 ° C.
  • a shaped body is provided on which the fabric according to the invention is applied in one of the embodiments described above.
  • the shaped body is preferably selected from the group consisting of a boat / ship's wing, a rotor blade and a fuselage,
  • the present invention relates to the use of the fabric according to the invention in one of the embodiments described above for providing a surface having dirt-repelling, friction-reducing, and / or noise-reducing properties. As already described above, these properties are in particular due to the iblet structure in combination with the polymer layer caused If the polymer layer is additionally admixed with nanoparticle silver, the present invention also relates to the use of the fabric according to the invention in one of the embodiments described above to furnish a surface with antimicrobial, I-reflecting and / or electrically conductive properties.
  • growth can be achieved by the fabric according to the invention inhibitors of, for example, Chlamydia trachomatis, Citrobacter, Providencia stuartil, Vibrio vulnlflcus, Staphylococcus aureus, Stophylococcus epidermidus, Escheria coli, Pseudomonas maltophilia Serratia marcesens, Bacillus subtllis, Bacillus cloacae, Bacillus allantoldes, Bacillus foecalis alkaligenes, Pneumobacillus, nitrate-negative Bacillus, Streptococcus facades, Streptococcus hemolytlcus B, Salmonella typhinurium, Salmonella paratyphi C, Salmonella rrxxgani, Pseudomonas aeruginosa.
  • Chlamydia trachomatis Chlamydia trachomatis
  • Citrobacter Providen
  • the tissue according to the invention can also inhibit the growth of higher organisms by content adjustments on nanoparticulate silver, such as algae, fungi, filamentous fungi ⁇ Aspergillus such as Aspergillus niger, Aureobasldium, Botrytis, Condida albicans, Ceratostomella, Chaetomium, Cuvularla, Fusarium, Gliocladium viens and penillium-men), yeasts and spores,
  • nanoparticulate silver such as algae, fungi, filamentous fungi ⁇ Aspergillus such as Aspergillus niger, Aureobasldium, Botrytis, Condida albicans, Ceratostomella, Chaetomium, Cuvularla, Fusarium, Gliocladium viens and penillium-men
  • the present invention thus provides a multifunctional fabric and its corresponding use.
  • the fabric according to the invention can either adapt flexibly to the surface to be provided or, by its rigidity, support the mechanical stability of the surface to be finished.
  • Step (a) obtained tissue. It is particularly preferred that a fabric according to the invention is obtained with all of the embodiments described above,
  • the method according to the invention is characterized in that the polymer layer is applied to the fabric in step (b) by (bl) impregnating the fabric with a polymer dispersion,
  • the polymer dispersion is preferably the polymer dispersion already described above.
  • the viscosity of the polymer dispersion and the resulting resulting layer thickness (XI) of the polymer layer can preferably be controlled by the degree of polymerisation of the polymer in the polymer dispersion.
  • nanoparticulate silver may be added to this polymer dispersion. It is preferred that 0.1 to 10% by volume, particularly preferably 0.5 to 8% by volume, very particularly preferably 1 to 6% by volume of a nanoparticulate silver dispersion of the polymer dispersion can be used, based on the total volume of the polymer dispersion. In this way, the biocidal tissue with polymer layer according to the invention described above can be obtained,
  • the tissue be so submerged in the polymer dispersion that it is at least completely covered by the polymer dispersion.
  • step (bl) covers substantially all the threads of the fabric by a polymer layer.
  • Methods for curing / crosslinking the polymer layer depend on the type of polymer used and are known to the person skilled in the art. If appropriate, the polymer dispersion may also be admixed with further constituents, as already described above,
  • the method according to the invention is characterized in that the application of the polymer layer to the tissue in step (b) by
  • the process of lamination is known to the person skilled in the art.
  • a calendering process is used for this purpose.
  • a polymer film is preferably further applied to the fabric on both sides while being heated.
  • the polymer film initially it is possible for the polymer film initially to be admixed with nanoparticulate silver in order to obtain the above-described biocidal fabric with polymer layer according to the invention.
  • a polymer granulate is first mixed with the nanoparticulate silver and from this a corresponding polymer film is produced,
  • the method according to the invention additionally comprises the following step:
  • the adhesive layer is applied in this step (c) by doctoring a dispersion.
  • the adhesive layer is applied in this step (c) by doctoring a dispersion.
  • FIG. 1 Exemplary representation of different shapes of cross sections of
  • FIG. 1 a shows an elliptical cross section.
  • FIG. 1 b shows a square cross section.
  • FIG. 1 c shows an asymmetrical cross section.
  • FIG. 1 d shows a substantially round cross section, wherein "im
  • Substantially circular means that the actual radius (r'j of the thread cross-section at a certain point deviates by at most 25% from the mean (r) which describes the radius of an ideal circle (dashed line) Actual radius' is used exclusively to describe the shape of the cross section, As the diameter (d) of such a substantially circular cross section is still the amount of the distance, which measured by the connection of the farthest points on the cross-sectional circumference circumferential line with a straight line can be,
  • FIG. 1 representation of the fabric of the invention
  • FIG. 2a Exemplary representation of the lamination of the fabric with the polymer layer (P) (the size representations are not binding).
  • the polymer layer (P) has a thickness (X) and is applied to the fabric of the
  • Weft thread (S) (by way of example with an angular cross section) and the warp thread (K) (here by way of example round cross-section),
  • Figure 2c fabric according to the invention after impregnation.
  • the fabric is formed here of the warp thread (K) and the weft thread (S) (both with a round cross-section).
  • a polymer layer was applied to this fabric by the method of impregnation.
  • This resulting polymer layer (P) varies partially in its layer thickness. It is also possible that the polymer layer (P) has penetrated deeper into the tissue through the impregnation.
  • the layer thickness (XI) of the protruding polymer layer (P) is in each case the layer thickness above the center of the intersection of the warp and the weft thread.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Gewebe, umfassend mindestens einen Schussfaden und mindestens einen Kettfaden» wobei das Gewebe an zumindest einer Oberfläche eine Polymerschicht aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des Schussfadens größer ist als der Durchmesser des Kettfadens, die Verwendung dieses Gewebes sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.

Description

GEWEBE MIT POLYMERSCHICHT MIT EINER RIBLET-STRUKTUR
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gewebe, umfassend mindestens einen Schussfaden und mindestens einen Kettfaden» wobei das Gewebe an zumindest einer Oberfläche eine Polymerschicht aufweist, wobei der Durchmesser des Schussfadens größer ist als der Durchmesser des Kettfadens, Ebenso betrifft die Erfindung die
Verwendung eines solchen Gewebes, einen Formkörper mit einem entsprechenden Gewebe sowie auch ein Verfahren zur Herstellung eines soichen Gewebes,
Zur Reduzierung des Strömungswidersta ndes , welchen ein flüssiges oder gasförmiges
Medium einem sich in diesem Medium bewegenden Objekt entgegensetzt, werden in der Strömungsmechanik häufig zumindest Teilbereiche der Objektoberfläche aufgeraut, Auch die Natur bedient sich Oberflächen mit gezielter Strukturierung, Beispielsweise ist die Haut eines Haifisches aus einer Vielzahl mikroskopisch kleiner Rillen aufgebaut, die in der Strömungsrichtung des Wassers parallel zueinander beabstandet sind und es somit dem Hai erlauben, hohe Geschwindigkeiten bei minimiertem Energieaufwand zu erzielen,
Topographische Nachbildungen dieser Haifischhaut, auch Riblet-Struktur genannt, auf Basis von Poiymerfolien finden heute Anwendung in der Luftfahrttechnik oder zur
Ausrüstung von Wasserfahrzeugen (siehe beispielsweise CN 1 01 66753 A und KR 201 20001 486 A), In der EP 2 505 853 A2 und EP 201 1 /08741 4 AI wird aber auch die Verwendung einer solchen Mikrostruktur auf Rotorblättern von Windkraftanlagen zur Schallreduzierung beschrieben. Die WO 00/34651 AI weist des Weiteren auf den positiven Effekt der Vermeidung von Eisabwurf an soichen Rotorblattern durch die wasserabweisenden Eigenschaften dieser Oberflächen hin, Die wasserabweisenden und damit auch selbstreinigenden Eigenschaften der Oberflächen können durch eine zusätzliche Hydrophobierung sogar weiter gesteigert werden (siehe beispielsweise US 201 2/01 4281 4 AI ). Insbesondere in Bezug auf die Bekämpfung von (Bio)Fouling können die Eigenschaften von Oberflächen mit Riblet-Struktur ebenfalls erfolgreich genutzt werden. In der WO 201 2/1 1 9965 A2 wird ein Ansatz beschrieben, wie mit Hilfe einer Matrize ein Fischschuppen- oder Haufischhautmuster in eine Oberfläche eines Verbundsystems geprägt wird, Das dort beschriebene Verbundsystem wird auf Wasserfahrzeuge aufgebracht und verhindert so den Bewuchs des mit Wasser in Kontakt stehenden Rumpfes durch Algen, Pflanzen und Tiere, insbesondere Muscheln und Seepocken (Biofiimbidung), Der mikrobielle Bewuchs der Oberfläche verändert zum einen den Strömungswiderstand des Schiffes als Formkörper im Wasser, überdeckt aber zusätzlich auch die Eigenschaften der Riblet-Struktur, so dass insgesamt ihre oben beschriebenen Eigenschaften maskiert werden, Aus diesem Grund wird in der WO 2012/1 19965 AI beschrieben, dass diesem Verbundsystem zusätzlich auch Biozide wie Fungizide, Algizide, Molluskizide und gegen Muscheln und/oder ankenfußkrebse aktive Verbindungen beigefügt werden können, Durch die Abtötung der sich der Oberfläche nähernden Mikroorganismen kann eine Besiedlung der Oberfläche und damit eine Biofilmbildung minimiert werden, Auf Grund der hohen Wasserlöslichkeit vieler Biozide ist jedoch eine Verkapseiung der den mikrobiellen Bewuchs verhindernden Substanzen in dem Verbundsystem notwendig, beispielsweise durch Polyharnstoff-Poiyurethan, Melaminharz oder Polyacryiat, um ihr Auswaschen zu verhindern, Der in der WO 201 2/1 19965 A2 beschriebene Ansatz ist jedoch in seiner Anwendbarkeit beschränkt. Zum einen ist die Hersteilung der Riblet-Struktur unter Verwendung von Matrizen aufwendig und damit mit hohen Kosten verbunden, Gleichzeitig bedingt dieses Hersteilungsverfahren aber auch, dass die fertigen Verbundsysteme in ihrer Größe limitiert sind, in der ES 2 322 839 AI wird ein ähnlicher Ansatz zur Bekämpfung von (Bio)Fouling beschrieben. Hier wird ein Gewebeüberzug für Schiffsrümpfe oder Flugzeuge offenbart, welcher eine zusätzliche Polymerbeschichtung aufweist, Dabei kann das Gewebe unterschiedliche Strukturierungen aufweisen, In diesem Dokument wird jedoch keine Methode erwähnt, wie eine Riblet-Struktur kostengünstig zugänglich ist,
Das Dokument DE 10 2010 01 1 750 AI betrifft ein Metall- oder Verbundgewebe, welches auf Flugzeuge aufklebbar oder aufspannbar ist, wobei durch die Metaiidrahtanordnung eine Rippenstruktur mit einer Vielzahl von parallel zueinander verlaufenden Rippen ausgebildet werden, so dass eine Haufischhautstruktur gebildet wird, Ein besonderer Vorteil dieses Gewebes besteht in seiner hohen Verschleiß- und Erosionsfestigkeit, so dass eine Anbringung an aerodynamisch stark beanspruchte Oberflächenbereiche eines Flugzeuges wie beispielsweise im Bereich der Flügetvorderkanten, den Höhenieltwerksvorderkanten sowie auch der Seitenleitwerksvorderanten möglich ist, Das hier verwendete Gewebe wird aus Schuss- und Kettdrähten gebildet» welche den gleichen Durchmesser aufweisen. Dabei bestehen die Drähte aus einer Chrom-Nickel-Stahllegierung oder Titanlegierung, um eine hinreichende Korrosionsfestigkeit sicherzustellen. Dieses Material bedingt, dass diese Gewebe sehr teuer und für weniger stark beanspruchte Flächen der zu schützenden Formkörper sogar zu teuer und damit nicht wirtschaftlich sind,
In der WO 91 /1 7292 AI wird ein Gewebe für den Einsatz als Entwässerungssieb einer Papiermaschine beschrieben. Dieses Gewebe wird durch eine komplizierte Webtechnik unter zwingender Verwendung von drei Schussfäden hergestellt, wobei die Schussfäden einen vom Kettfaden abweichenden Durchmesser aufweisen. Dadurch resultiert eine Struktur, bei der der unterste Schussfaden ein erhöhtes Volumen auf einer Seite des Gewebes aufweist, wodurch sein Abrieb während der Anwendung möglich ist, ohne, dass das Gewebe zerfällt, Aus der Tatsache, dass dieses Gewebe als Sieb Anwendung findet, weist es jedoch eine spezielle Dichtigkeit auf, wobei der Strömungswiderstand des Gewebes vollkommen irrelevant ist. Besonders nachteilig ist vor allem das komplizierte Webverfahren unter Verwendung von drei Schussfäden,
Die US 4,462,916 A beschreibt ein Mantelgewebe eines Fiiterelements, welches hergestellt wird aus einem Schussfaden, welcher einen größeren Durchmesser aufweist als der Kettfaden, Auch dieses Gewebe muss für fluide Medien durchlässig sein, da es bei der Abfilterung von Verunreinigungen aus dem fluiden Medium dient,
Es bestand daher ein großes Interesse daran, eine Oberfläche mit einer Ribiet-Struktur bereitzustellen, welche mindestens einen, vorzugsweise alle der Nachteile des Standes der Technik behebt. Insbesondere lag der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Oberfläche mit Ribiet-Struktur bereitzustellen, weiche einen minimierten Strömungswiderstand, vorzugsweise einen gegenüber den Geweben des Standes der Technik verringerten Strömungswiderstand aufweist und gleichzeitig einfach herzustellen ist, Hierbei sollte die Oberfläche insbesondere kostengünstig herzustellen sein und vorzugsweise keine starke Limitierung in Bezug auf ihre resultierende Größe aufweisen, Es sollte besonders bevorzugt sein, wenn die Oberfläche zur nachträglichen Ausstattung anderer Oberflächen, beispielsweise von Formkörpern wie Schiffsrümpfen, Flugzeugen oder Rotorblättern, verwendet werden kann.
Gelöst werden diese Aufgaben durch die Bereitsteilung eines Gewebes, umfassend mindestens einen Schussfaden und mindestens einen Kettfaden, wobei das Gewebe an zumindest einer Oberfläche eine Polymerschicht aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des Schussfadens größer ist als der Durchmesser des Kettfadens,
Insbesondere dadurch» dass es sich erfindungsgemäße um ein Gewebe handelt, können Oberflächen bereitgestellt werden, die einfach und kostengünstig herzusteilen sind und dabei in der Größe der herzustellenden Oberfläche keine starke Limitierung wie die aus dem Stand der Technik bekannten Methoden aufweist, Gleichzeitig werden dem erfindungsgemäßen Gewebe durch die aufgebrachte Polymerschicht zusätzliche Eigenschaften verliehen,
Gewe h T " r ilymerehicht Im Sinne der vorliegenden Erfindung wird unter einem Gewebe ein Erzeugnis aus mindestens zwei im Wesentlichen rechtwinklig gekreuzten Fäden verstanden, Es resultiert ein im Wesentlichen flächiges Gebilde, Bevorzugt wird unter dem Ausdruck „Im Wesentlichen rechtwinklig" ein Gebilde verstanden» dessen mindestens zwei Fäden, der Schussfaden und der Kettfaden» in einem Winkel von 90° ± 30°, besonders bevorzugt 90° ± 20°, ganz besonders bevorzugt 90° ± 10° verlaufen, Unter einem Kettfaden wird der Faden verstanden, der in einem Webstuhl in Längsrichtung aufgespannt wird, Im fertigen Gewebe liegt dieser Kettfaden parallel zur Webkante, Der Schussfaden hingegen wird im Webstuhl im Wesentlichen senkrecht zum Kettfaden durch das Webfach gezogen, Durch diese Verkreuzung entsteht die für das Gewebe wesentliche Bindung, Die Herstellung von Geweben ist dem Fachmann bekannt, Ebenso kennt er unterschiedliche Rapporte» das heißt Variationen in der Anzahl von Kett- und Schussfäden» nach der sich die Bindung wiederholt, Es ist jedoch bevorzugt» wenn das erfindungsgemäße Gewebe ein einlagiges Gewebe, das heißt, ein Gewebe aus jeweils nur einem Kett- und einem Schussfadensystem» ist. Im Sinne der vorliegenden Erfindungen wird die Bezeichnung„mindestens ein Faden" im Sinne eines Fadensystems verwendet, Dies bedeutet insbesondere, dass das Gewebe an sich mehrere Fäden der einen und/oder auch der anderen Sorte umfassen kann (dies ist insbesondere auf Grund der limitierten Länge der einzelnen Fäden meist notwendig). Betrachtet man jedoch Fadensysteme, so geht es im Wesentlichen um das Verhältnis der Anzahl der Kettfäden zur Anzahl der Schussfäden zueinander, Bevorzugt umfasst das erfindungsgemäße Gewebe einen Kettfaden und einen Schussfaden als einziges Fadensystem, Hierbei ist es dem Fachmann ebenso bekannt wie er unterschiedliche Kett- und Schussfadensysteme verwendet, Die Querschnitte des mindestens einen Schussfadens und des mindestens einen Kettfadens können unabhängig voneinander geformt sein, Hierbei sind ebenso asymmetrische Querschnitte umfasst. insbesondere sind auch Querschnitte gezwirnter sowie ungezwirnter Grane umfasst. Unabhängig von der Form des Querschnittes ist der Durchmesser (d) eines Fadens im Sinne der vorliegenden Erfindung immer die längste Strecke» welche durch die Verbindung der am weitesten voneinander liegenden Punkte des Querschnittsumfangs eines Fadens mit einer Geraden gemessen werden kann (siehe dazu Figur 1 a bis d),
Es hat sich überaschenderweise herausgestellt» dass durch die Verwendung von einem Schussfaden mit einem Durchmesser, der größer ist als der Durchmesser des Kettfadens, ein Gewebe herstellen lässi welches eine Ribiet-Struktur aufweist. Die resultierende Struktur weist insbesondere einen geringeren Strömungswiderstand auf als die aus dem Stand der Technik bekannten Gewebe, Im Sinne der vorliegenden Erfindung wird unter einer Ribiet-Struktur bevorzugt eine Oberflächengeometrie bezeichnet, welche längsgerichtete Riefen aufweist. Dabei handelt es sich weiterhin bevorzugt um Riefen mit einer Tiefe im Bereich von 1 0 bis 1000 jum, besonders bevorzugt von 250 bis 750 μτη, ganz besonders bevorzugt 400 bis 600 jjm. Der Rillenabstand zweier Rillen zueinander ist bevorzugt 1 0 bis 1000 ηη, besonders bevorzugt 250 bis 750 μπΊ, ganz besonders bevorzugt 200 bis 600 /im. Ebenso bevorzugt weisen diese Riefen eine Länge im Bereich von 1 0 μτη bis 1 0 mm auf,
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Durchmesser des mindestens einen Schussfadens 2 bis 5 mal, besonders bevorzugt 3 bis 5 mal größer als der Durchmesser des mindestens einen Kettfadens, Dabei ist es besonders bevorzugt, dass der Durchmesser aller Schussfäden 2 bis 5 mal, besonders bevorzugt 3 bis 5 mal größer ist als der Durchmesser aller Kettfäden, Somit ist bevorzugt der Durchmesser des Schussfadensystems 2 bis 5 mal besonders bevorzugt 3 bis 5 mal größer als der Durchmesser des Kettfadensystems,
Im Allgemeinen ist es bevorzugt, dass der Querschnitt des mindestens einen Schussfadens im Wesentlichen rund ist. Ebenso ist es bevorzugt, dass der Querschnitt des mindestens einen Kettfadens im Wesentlichen rund ist, Ganz besonders bevorzugt sind der Querschnitt des mindestens einen Schussfadens und des mindestens einen Kettfadens rund. Die Bezeichnung„im Wesentlichen rund" bedeutet hierbei bevorzugt, dass eine Abweichung von der idealen Kreisform möglich ist, aber der tatsächliche Radius [f) des Fadenquerschnffts an einem bestimmten Punkt um höchstens 25 %, besonders bevorzugt höchstens 1 0 % vom Mittelwert (r) abweicht, welcher den Radius eines idealen Kreises beschreibt (siehe hierzu Figur I d). Es hat sich herausgestellt, dass ein solches Gewebe, bei dem sowohl der mindestens eine Schuss- als auch der mindestens eine Kettfaden eine im Wesentlichen runde Form aufweist eine ibiet- Struktur ausbildet, welche einen besonders geringen Strömungswiderstand aufweist.
Besonders bevorzugt weist der Kettfaden einen Durchmesser von 0, 1 bis 1 mm, besonders bevorzugt von 0,25 bis 0,75 mm, ganz besonders bevorzugt von 0,4 bis 0,6 mm auf. Weiterhin ist es bevorzugt, dass der mindestens eine Schussfaden und der mindestens eine Kettfaden nicht aus Metali bestehen. Besonders bevorzugt umfassen der mindestens eine Schussfaden und der mindestens eine Kettfaden unabhängig voneinander ein Material, welches ausgewählt wird aus der Gruppe, bestehend aus Glasfasern, Polyamiden und Polyestern. Ganz besonders bevorzugt bestehen der mindestens eine Schussfaden und der mindestens eine Kettfaden unabhängig voneinander aus einem Material, weiches ausgewählt wird aus der Gruppe, bestehend aus Glasfasern, Polyamiden und Polyestern.
Je nachdem, aus welchem Material die verwendeten Fäden bestehen, können verformbare oder starre Gewebe resultieren. Je nach Anwendung kann entweder plastische Verformbarkeit oder Starrheit des Gewebes gewünscht sein.
Das erfindungsgemäße Gewebe weist an zumindest einer Oberfläche eine Polymerschicht auf. Bei dem Gewebe handelt es sich, wie oben beschrieben, um ein flächiges Gebilde. Das erfindungsgemäße Gewebe weist die Polymerschicht bevorzugt zumindest an einer der Oberflächen auf, die gebildet wird durch die Aneinanderreihung des mindestens einen Schussfadens beziehungsweise des mindestens einen Kettfadens. Besonders bevorzugt weist das erfindungsgemäße Gewebe an beiden flächigen Oberflächen eine Polymerschicht auf, Es ist bevorzugt, dass die Polymerschicht auf dem Gewebe so ausgebildet ist, dass die Polymerschicht und somit auch das Gewebe im Wesentlichen nicht durchlässig für Wasser ist, Dadurch kann insbesondere das Eindringen von Wasser, beispielsweise Salzwasser, in das System, das heißt die Gewebestruktur, verhindert werden. Ein solches Eindringen könnte zu einer Destabilisierung des Systems führen. Die Polymerschicht auf dem Gewebe ist bevorzugt nicht in Wasser löslich. Besonders bevorzugt ist die Polymerschicht auch im Wesentlichen nicht in Wasser quellbar. Dies bedeutet, dass die Polymerschicht entweder auf einem Polymer basiert, dessen Löslichkeit in Wasser sehr gering ist oder auf einem Polymer basiert, das in Wasser löslich ist, jedoch so stark chemisch und/oder physikalisch vernetzt ist, dass die Quellung In Wasser im Wesentlichen vermieden wird, Bevorzugt wird die Polymerschicht aus einem Polymer gebildet, weiches einen Polymerisationsgrad von mindestens 1 0 000 aufweist.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung wird unter dem Ausdruck„an zumindest einer Oberfläche eine Polymerschicht" verstanden, dass das Gewebe an mindestens einer Oberfläche so von der Polymerschicht überdeckt ist dass die Eigenschaften der den Kett- und den Schussfaden bildenden aterialen von der darüber liegenden Polymerschicht überdeckt werden, Dies bedeutet, dass sie entweder im Wesentlichen vollständig maskiert werden von den Eigenschaften der Polymerschicht oder, dass die Eigenschaften der den Kett- und den Schussfaden bildenden Materialen zusammen mit der Polymerschicht wechselwirken, so dass neue Eigenschaften resultieren. Die reinen Eigenschaften der den Kett- und den Schussfaden bildenden Materialen liegen aber in keinem Fall an der Oberfläche, welche eine Polymerschicht aufweist, mehr vor, Dies bezieht sich ausschließlich auf die Eigenschaffen der den Kett- und den Schussfaden bildenden Materialen und nicht auf die Eigenschaften des resultierenden Gewebes (Riblet- Struktur). Diese Eigenschaften bleiben auch nach der Aufbringung der Polymerschicht erhalten.
Bei der Polymerschicht handelt es sich bevorzugt um eine Polymerschicht mit geringer Oberflächenenergie. Besonders bevorzugt handelt es sich bei der Polymerschicht um eine „easy-fo-clean"-Oberfläche mit den dem Fachmann bekannten Eigenschaffen der Abweisung von Schmutz und Mikroorganismen, Dem Fachmann sind Polymersysteme mit entsprechenden Eigenschaften bekannt. Besonders bevorzugt weist eine „easy-to-clean"-Oberfiäche einen Kontaktwinkel von größer 90° und eine Oberflächenspannung von kleiner 20 mj/m2 auf,
Besonders bevorzugt weist die Polymerschicht einen Kontaktwinkel von größer 70°, bevorzugter größer 80°, ganz besonders bevorzugt größer 90° auf, Dies ist so zu verstehen, dass der Kontaktwinkel der Polymerschicht auf einem planaren Substrat zu messen ist, Würde der Kontaktwinkel auf dem erfindungsgemäßen Gewebe selbst gemessen werden, so würde die Oberflächentopographie ebenfalls Einfluss auf den Kontaktwinke! nehmen, wodurch der eigentliche Kontakiwinkel der Polymerschicht nicht korrekt bestimmt werden kann, Zur Bestimmung des Kontaktwinkels werden dem Fachmann bekannte Methoden verwendet, insbesondere handelt es sich bei dem angegebenen Kontaktwinke! um den Mittelwert aus mindestens drei statischen Kontaktwinke! von Wasser bei Raumtemperatur gemessen nach der „sessile drop"- Methode mit einem Kontaktwinkeimessgera .
Bevorzugt weist die Polymerschicht eine Oberflächenspannung γ von kleiner als 40 mJ/m2, bevorzugter kleiner als 30 mJ/m2, ganz besonders bevorzugt kleiner als 20 mJ/m2 auf, Die Oberflächenspannung der Polymerschicht wird, wie auch der Kontaktwinkel, durch die Aufbringung der Polymerschicht auf ein planares Substrat und nicht auf dem erfindungsgemäßen Gewebe selbst gemessen, Dem Fachmann sind auch hier Methoden zur Bestimmung der Oberflächenspannung bekannt. Insbesondere kann die Oberflächenspannung auch durch das Vermessen der Oberflächen mittels Kontaktwinkel mit mindestens drei unterschiedlichen Lösungsmitteln, deren Oberflächenspannung bekannt ist, und anschließende Berechnung über bekannte Formeln, vorzugsweise über die Methode nach Zisman, Fowkes, Extended Fowkes, WORK, Schultz oder Oss& Good, erfolgen.
Bevorzugt umfassr die Polymerschicht ein Polymer, welches ausgewählt wird aus der Gruppe, bestehend aus polymeren fluorierten Kohlenwasserstoffen, Polysiloxanen, Poiyolefinen, polymeren Fluorsilanen, Copoiymeren der vorgenannten Polymere, Derivaten der vorgenannten Polymere und poiymere organofunktionaiisierfe Silane.
Besonders bevorzugt umfasst die Polymerschicht ein Polymer, welches ausgewählt wird aus der Gruppe, bestehend aus Polysiloxanen, Copolymere umfassend Polyslloxane und Derivate von Polysiloxanen, Bei den polymeren fluorierten Kohlenwasserstoffen handelt es sich bevorzugt um
Fluorcarbone, Hier ist es weiterhin bevorzugt, dass die Fluorcarbone ausgewählt werden aus der Gruppe, bestehend aus Poiyvinyttetrafluorid, Polyvinylidendifluorid und Poiyvinyrfluorid, Copolymere von Fluorcarbonen sind bevorzugt Perfluofalkoxy-Porymere [PFA) wie beispielsweise Copolymere aus Tetrafluor-Ethylen und Perfiuor-Vinyl-Methyl- Ether, In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei den fluorierten Kohlenwasserstoffen nicht um perfluorierte Kohlenwasserstoffe, Durch einen reduzierten Anteil an Fluor-Atomen pro Wiederholungseinheit kann in dieser Ausführungsform die Haftung der Polymerschicht auf dem Gewebe optimiert werden. Besonders bevorzugt weisen in dieser Ausführungsform die Wiederholungseinheiten der fluorierten Kohlenwasserstoffe ein Verhältnis von Wasserstoff zu Fluor von 1 : 1 auf,
Polysibxane sind erfindungsgemäß bevorzugte Polymere für die Polymerschicht, Durch diese kann insbesondere eine Oberfläche erhalten werden, welche den Hydrophobizitätskriterien der vorliegenden Erfindung gerecht wird, Bei den Polysiloxanen handelt es sich bevorzugt um Polysiloxanharze, d, h, um Polysibxane mit einem entsprechend hohen Verzweigungsgrad oder um lineare Polysiloxane, wie beispielsweise Hydrosif i-Polydimethyisiloxan, welche anschließend vernetzt werden, Copolymere von Polysiloxanen umfassen bevorzugt Polyether- Polysiloxane, Pofymethylsibxan-Poyialkylsibxan oder Polymethylsiloxan-Polyalkylsiloxan-Polyether.
Unter„Derivaten" der genannten Polymere werden insbesondere Polymere versfanden, welche an Seitenketten eine Derivafisierung aufweisen, weiche jedoch keine grundlegenden Eigenschaftsänderungen der Hauptkette des Polymers verursachen, Beispielsweise können solche Derivate der genannten Polymere Seitengruppen aufweisen, die eine Vernetzung mit anderen Seitenketten und/oder der Hauptkette des Polymers bewirken, Dadurch können die mechanischen Eigenschaffen der Polymerschicht verbessert werden, Ebenso können diese Seitenketten die Haftung der Polymerschicht am erfindungsgemäßen Gewebe verbessern, Des Welteren ist es möglich, dass die Derivate Seitengruppen enthalten, welche biozide Eigenschaften aufweisen, so dass die Adhäsion von Mikroorganismen an das erfindungsgemäße Gewebe zusätzlich vermieden werden kann (z.B. rishnan S., Weinman J,, Ober C.K,, Advances in Polymers for Anti-Biofouling Surfaces, Journal of Materials Chemistry 2008, 18, 8405), Auch Kombinationen der vorgenannten Seitengruppen an einem Polymerderivat sind möglich, Unter polymeren organofunktionalisierten Silanen versteht der Fachmann im Allgemeinen Polymere, welche die folgende allgemeine Struktur (I) umfassen:
Damit stellen organofunktionalisierte Silane eine Untergruppe der Derivate und/oder Copolymere der Polysiloxane dar. Hierbei können die Gruppen R' insbesondere funktionale Gruppen sein, welche ausgewählt werden aus der Gruppe» bestehend aus -C6H6, -SH, -NHj, -(CF2)5CF3, =N+Me3Cr, -0-CH2-CH(0)CH: -CH=CH2< -OCiO)CH =CH2 und -OC(0)C(CH3)=CH2. Die Zahlen n, m und p können bevorzugt unabhängig voneinander 1 bis 6 sein und s kann bevorzugt 0 bis 3 sein, R ist bevorzugt H oder -CH3 und q Ist bevorzugt 1 0000.
Werden organofunktionalislerte Silane verwendet, um die Polymerschicht zu bilden, so ist die Verwendung eines Lösungsmittels» Wasser oder Mischungen daraus bevorzugt.
Die Polymerschicht kann noch weitere Bestandteile» welche ausgewählt werden aus der Gruppe, bestehend aus Pigmenten, niedermolekularen Vernetzern, Bioziden» Antioxidantien, UV-Absorbern, Flammschutzmitteln, Elastomer-Modifikatoren, Verarbeltungshilfsmitteln (Gleitmittel), Clarlfiern, Nukleierungsmltteln und Füllstoffen umfassen, Diese weiteren Bestandteile können auch zur anschließenden Härtung/Vernetzung der Polymerschicht dienen, Entsprechende Verfahren in Abhängigkeit von der gewählten Polymerart sind dem Fachmann bekannt,
Die über die Gewebeoberfläche überstehende Polymerschicht (siehe dazu Figur 2) weist eine Schichtdicke XI auf, die es erlaubt dass die Riblet-Struktur des Gewebes auf der mit der Polymerschicht versehenen Oberfläche nicht verloren geht, Besonders bevorzugt weist die überstehende Polymerschicht eine Schichtdicke von 1 00 bis 500 μπη, bevorzugter von 150 bis 450 μηη, ganz besonders bevorzugt von 200 bis 400 jum auf. Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, dass die Riblet-Struktur des Gewebes mit der Eigenschaften der Polymerschicht synergistisch zusammenwirkt, Insbesondere kann eine Oberflächen erhalten werden, deren (Bio)Foulngtendenz geringer ist als die entsprechende Tendenz entweder des Gewebes oder der Polymerschicht alleine,
Die Polymerschicht kann auf unterschiedliche Weise auf das Gewebe aufgebracht werden, Als Schichtdicke der überstehenden Polymerschicht (XI ] wird im Sinne der vorliegenden Erfindung aber immer die Schichtdicke der Polymerschicht über dem Mittelpunkt der Kreuzung des Kett- mit dem Schussfaden bezeichnet (siehe dazu Figur 2a bis 2c), Dabei wird gegebenenfalls in das Gewebe eingedrungenes Polymer der Polymerschicht nicht mit zur Schichtdicke der überstehenden Polymerschicht gerechnet. Diese wird jeweils erst ab dem Ende des oben liegenden Fadens (Kett- bzw, Schussfaden) bis zum Ende der Polymerschicht gemessen,
In einer bevorzugten Äusführungsform kann die Aufbringung der Polymerschicht auf das Gewebe durch Kaschieren mit mindestens einer vorgefertigten Polymerfolie erfolgen. Bevorzugt werden zwei Folien verwendet, so dass sie beidseitig auf das Gewebe kaschiert werden. Dabei können die zwei Folien gleich oder verschieden sein, Insbesondere können auch die Schichtdicken der Folien gleich oder verschieden sein, Die Kaschierung erfolgt bevorzugt durch Erwärmung der Polymerfolie, Die zu verwendenden Temperaturen und Bedingungen dieser Kaschierung hängen von der Ari¬ der Polymerfolie ab und gehören zum Wissen des Fachmanns, Die überstehende Schichtdicke (XI ) der Polymerschicht stimmt im Wesentlichen mit der Schichtdicke der Polymerfolie überein,
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform kann die Aufbringung der Polymerschicht auf das Gewebe durch Imprägnieren mittels einer Polymerdispersion erfolgen, In diesem Fall wird das Gewebe in der Polymerdispersion getränkt, Mittels Einstellung der Viskosität der Polymerdispersion kann hier die resultierende überstehende Schichtdicke (XI ) der Polymerschicht eingestellt werden, Bei dieser Äusführungsform kann auch je nach Menge der Polymerdispersion, in der das Gewebe getränkt wird, eingestellt werden, ob nur eine Oberfläche des Gewebes oder beide Oberflächen mit der Polymerschicht modifiziert werden. Wenn beide Oberflächen des Gewebes eine Polymerschicht aufweisen, so kann deren überstehende Schichtdicke (XI ) gleich oder verschieden sein, Bei dieser Variante ist es möglich, dass das Polymer der Polymerschicht auch tief in das Gewebe eindringt, beziehungsweise es vollkommen durchdringt, Hierbei werden die einzelnen Fäden des Gewebes somit von dem Polymer der Polymerschicht umhüllt (zur Definition der überstehenden Schichtdicke der Polymerschicht (X ) siehe aber oben),
Durch die Kombination der topographischen Eigenschaften des Gewebes mit den Eigenschaften der Polymerschicht weist das erfindungsgemäße Gewebe insbesondere schmutzabweisende und vereisungshemmende Eigenschaften auf. Des Weitem resultieren UV-stabile, salzwasserstabile, chemisch stabile, thermisch stabile, dauerhafte und korrosionsgeschützte Oberflächen. Gleichzeitig weisen die Oberflächen reibungsmindernde, strömungswlderstandsminimierte Oberflächen auf, wodurch beisplelswiese durch eine Aufbringung des erfindungsgemäßen Gewebes auf ein Rotorblatt einer Windkraftanlage auch die Geräuschbildung minimiert werden kann. Die Beschreibung des Einflusses einer Riblet-Struktur auf ein 3D Strömungsfeld ist bekannt und kann durch diskrete Lösung der Navier-Stokes-Gieichungen mit Hilfe der Finiten- Volumen- ethode erfolgen.
Biozides Gewebe ml Poiymerachlcht In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Polymerschicht zusätzlich nanoparfikuiäres Silber.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird unter dem Ausdruck„partikuläres Silber" bevorzugt elementares Silber in nanopartikulärer Form, Silberoxid in nanoparfikuiarer
Form sowie Mischungen dieser beiden verstanden. Es Ist bekannt, dass partikuläres Silber antimikrobietle Wirksamkeit aufweist (siehe beispielsweise EP 1 964 966 AI ), Durch die Verwendung von partikulärem Silber in der Polymerschicht des erfindungsgemäßen Gewebes kann dieses somit zusätzlich noch mit antimikrobielien Eigenschaften ausgestattet werden, Unter „antimlkrobiellen
Eigenschaften" wird im Sinne der vorliegenden Erfindung eine biozide bzw. biostatische Wirkung gegen Bakterien, Pilze, Algen, Hefen, Viren etc. verstanden. Die bedeutet dass die antimlkrobielle Ausstattung der Polymerschicht in der Lage ist, auf chemischem oder biologischem Weg Schadorganismen zu zerstören, abzuschrecken, unschädliche zu machen, Schädigung durch sie zu verhindern oder sin in anderer Weise zu bekämpfen (Definition aus dem deutschen Biozidgesetz aus dem Jahr 2000). Im Gegensatz zu Standard-Blozlden beruht die antimikrobielle Wirkung des nanopartikulären Silbers nicht auf der Freisetzung eines Wirkstoffs, sondern auf dessen Bereitstellung an der Oberfläche des erfindungsgemäßen Gewebes. Da hier kein Wirkstoff-Verbrauch stattfindet, handelt es sich bei diesem Konzept um eine nachhaltige Lösung. Zusätzlich werden somit auch keine Biozide beispielsweise in die Weltmeere freigesetzt. Eine solche Freisetzung kann zu einer Akkumulation des Wirkstoffes in der Umweit mit entsprechenden Auswirkungen auf das natürliche Gleichgewicht führen, Daher stellt dieses Konzept auch eine umweltfreundliche Methode dar, Des Weiteren kann die Ausbildung von Resistenzen der Mikroorganismen minimiert werden, welche häufig mit der graduellen Abnahme der freigesetzten Wirkstoffkonzentration bei entsprechenden Oberflächen beobachtet werden kann. Da nanopartikuläres Silber seine anfimikrobielle Wirkung durch zahlreiche Wirkprinzipien ausübt wird das Risiko der Resistenzbildung welter vermindert. Einer dieser Mechanismen liegt In der Wechselwirkung des nanopartikulären Silbers im Sinne einer Silber-Partialladung bzw. einer Polarisation mit Struktur-Proteinen von Mikroorganismen (siehe dazu auch EP 1 964 966 AI ).
Durch den Zusatz nanopartikulären Silbers in der Polymerschicht können dieser Schicht aber auch noch weitere Eigenschaften verliehen werden. So nimmt der Zusatz von nanopartikutärem Silber Einfiuss auf die IR- efiexion der Polymerschicht und macht sie auch elektrisch leitfähig,
Bevorzugt weist das nanopartikuläre Silber eine mittlere Korngröße von weniger als 500 nm, bevorzugter weniger 100 nm, noch bevorzugter weniger 50 nm auf. Besonders wirksam ist eine mittlere Partikelgröße von 5 bis 50 nm. in weiteren Ausgestaltungen der vorgesehenen zusätzlichen Ausstattung der Polymerschicht mit nanopartikulärem Silber beträgt seine mittlere Korngröße 5 bis 30 nm, besonders bevorzugt 6 bis 25 nm, insbesondere 7 bis 20 nm, speziell 8 bis 16 nm, noch spezieller 1 0 bis 1 4 nm. Die Partikelgröße wird dabei durch Photonenkorrelationsspektrostopie in wässriger Lösung bestimmt. Diese Teilchengröße ist insbesondere deshalb bevorzugt, da hierdurch eine große Oberfläche zur Verfügung gestellt wird, über welche das nanopartikuläre Silber wirkt. Hierdurch iässt sich die zur antimikrobiellen Ausrüstung der Polymerschicht benötigte Menge an Silber reduzieren.
Die nanopartikulären Silberpartikel können jede beliebige Form annehmen. Bevorzugt ist es jedoch, dass die nanopartikulären Silberpartikel sphärisch, besonders bevorzugt kugelförmig ausgebildet sind. Diese Form ermöglicht eine erleichterte Einarbeitung des
Silbers in die Polymerschicht. Die Herstellung von nanopctrtikulärem Silber ist an sich bekannt und geeignetes nanopartikuläres Silber kann kommerziell beispielswiese vom Fraunhofer Institut für Chemische Technologie, Deutschland erhalten werden.
Die Menge des nanopartikulären Silbers in der Polymerschicht ist bevorzugt 1 00 ppm, bevorzugter 50 ppm, noch bevorzugter 10 ppm, Insbesondere ist es möglich, solche geringen Mengen an nanopartikulärem Silber in der Polymerschicht zu verwenden, da das Silber fest in dieser Schicht verankert wird. Es wird bei Kontakt mit fluiden Medien, insbesondere Salzwasser, nicht ausgelaugt. Das nanopartikuläre Silber ist über Dipol- Dipol-Wechselwirkungen in dem Polymersysfem der Polymerschicht verankert, wodurch eine unkontrollierte Freisetzung vermieden wird.
Zusätzliche Klebeschicht
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform, welche Insbesondere auch mit der Ausführungsform„biozides Gewebe mit Polymerschicht" kombiniert werden kann, weist das erfindungsgemäße Gewebe eine zusätzliche Klebeschicht auf. Diese Ist entweder auf der Oberfläche des Gewebes aufgebracht, welche keine Polymerschicht aufweist, oder, unter der Voraussetzung, cfass auf beiden Oberflächen des Gewebes eine Polymerschicht vorhanden ist, auf der Oberfläche einer Polymerschicht aufgebracht.
Insbesondere in der Luftfahrtindustrie werden auch bereits heute schon Lackierungen eingesetzt, welche den Widerstand, den die Luft beispielsweise einem Flugzeug entgegensetzt, zu minimieren. Allerdings müssen Flugzeuge regelmäßig gewartet werden, um ihre Hülle auf Beschädigungen wie Mi rocracks zu untersuchen. Dazu muss die Lackierung wieder entfernt („gestrippt") werden. Dies ist zum einen aufwendig und zum anderen auch auf Grund der Verschwendung von Rohstoffen weder nachhaltig noch kostenoptimiert.
Durch die Aufbringung einer Klebeschicht auf eine Oberfläche des erfindungsgemäßen Gewebes kann dieses zum einen einfach auf jede Oberfläche, welche mit dem erfindungsgemäßen Gewebe ausgestattet werden soll, aufgebracht werden. Bevorzugt wird die Klebekraft der Klebeschicht aber so gewählt, dass das erfindungsgemäße Gewebe wieder von der Oberfläche abgelöst werden kann, Damit kann es zum anderen auch wieder einfach abgelöst werden. Es Ist sogar auch möglich, nach dem Ablösen des erfindungsgemäßen Gewebes von einer Oberfläche» diese nochmals zu verwenden, Auch so können zusätzlich Kosten und Ressourcen eingespart werden,
Die Klebeschicht wird bevorzugt aus einer lösungsmittelfreien Polymerdispersion gebildet. Hierbei können vorzugsweise entweder 1 - oder 2- omponentensysteme zum Einsatz kommen,
Die resultierende Schichtdicke der Klebeschicht ist bevorzugt zwischen 50 und 800 μηη, besonders bevorzugt zwischen 100 und 500 im» ganz besonders bevorzugt zwischen 200 und 300 μητι. Die resultierende Schichtdicke kann auf die Oberfläche des Gewebes beziehungsweise, wenn dieses auf beiden Oberflächen eine Polymerschicht aufweist auf die Polymerschicht aufgerakelt werden, Dabei kann durch das verwendete Rakel und auch die Einstellung der Viskosität der Dispersion die resultierende Schichtdicke der Klebeschicht eingestellt werden, Die Viskosität der Dispersion kann beispielsweise durch den Polymerisationsgrad des verwendeten Polymers variiert werden,
In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Klebeschicht aus einem Polymer auf Basis von Silikon gebildet, Besonders bevorzugt handelt es sich dabei um Hydrosiiyl- Siloxane, Diese können unterschiedliche Verzweigungsgrade aufweisen. Besonders bevorzugt weist das Polymer der Klebeschicht einen Polymerisationsgrad von 5000 auf.
Besonders bevorzugt weist die Klebeschicht eine hohe Temperaturstabilität auf, Hierbei ist die Klebeschicht vorzugsweise bis zu 1 50 °C, bevorzugter bis zu 200 °C, noch bevorzugter bis zu 260 °C temperaturstabil.
In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Formkörper bereitgestellt, auf dem das erfindungsgemäße Gewebe in einer der oben beschriebenen Ausgestaltungen aufgebracht ist, Bevorzugt wird der Formkörper dabei ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem Boots-/Schiffrurnpf, einem Rotorblatt und einem Flugzeugrumpf,
Ebenso betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung des erfindungsgemäßen Gewebes in einer der oben beschriebenen Ausgestaltungen zur Ausstattung einer Oberfläche mit schmutzabweisenden, reibungsmindernden, und/oder geräuschmindernden Eigenschaften, Wie bereits oben beschrieben, werden diese Eigenschaften insbesondere durch die iblet-Struktur in Kombination mit der Polymerschicht hervorgerufen, Wird der Polymerschicht zusätzlich nanopartlkulares Silber beigemischt, so betrifft die vorliegende Erfindung auch die Verwendung des erfindungsgemäßen Gewebes in einer der oben beschriebenen Ausgestaltungen zur Ausstattung einer Oberfläche mit antimikrobiellen, I -reflektierenden und/oder elektrisch leitfähigen Eigenschaften, Insbesondere kann durch das erfindungsgemäße Gewebe das Wachstum von Batterien, wie gram-positiven, und Gram-negativen Bakterien hemmen, bzw, stoppen, wie beispielsweise Chlamydia trachomatis, Citrobacter, Providencia stuartil, Vibrio vulnlflcus, Staphylococcus aureus, Stophylococcus epidermldus, Escheria coli, Pseudomonas maltophilia Serratia marcesens, Bacillus subtllis, Bacillus cloacae, Bacillus allantoldes, Bacillus foecalis alkaligenes, Pneumobacillus, Nitrat-negativer Bacillus, Streptococcus facades, Streptococcus hemolytlcus B, Salmonella typhinurium, Salmonella Paratyphi C, Salmonella rrxxgani, Pseudomonas aeruginosa. Des Weiteren kann das erfindungsgemäße Gewebe auch durch Gehaltseinstellungen an nanopartikulärem Silber konzentrationsabhängig das Wachstum höherer Organismen hemmen, wie Algen, Pilze, filamentöse Pilze {Aspergillus, wie Aspergillus niger, Aureobasldium, Botrytis, Condida Albicans, Ceratostomella, Chaetomium, Cuvularla, Fusarium, Gliocladium viens und Penlcillium-Men), Hefen und Sporen,
Insgesamt werden somit mit der vorliegenden Erfindung ein multifunktionales Gewebe und dessen entsprechende Verwendung bereitgestellt, Je nach Wahl des das erfindungsgemäße Gewebe bildenden Materials kann sich das erfindungsgemäße Gewebe entweder flexibel an die auszustattende Oberfläche anpassen oder aber durch seine Steifigkeit die mechanische Stabilität der auszustattenden Oberfläche unterstützen,
Verfahren In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Gewebes bereitgestellt, welches die folgenden Schritte umfasst:
(a) Herstellung eines Gewebes durch Verwebung mindestens eines Schussfadens und mindestens eines Kettfadens, wobei der Durchmesser des Schussfadens größer ist als der Durchmesser des Kettfadens; und (b) Aufbringen einer Polymerschicht auf mindestens eine Oberfläche des in
Schritt (a) erhaltenen Gewebes. Dabei ist es besonders bevorzugt, dass ein erfindungsgemäßes Gewebe mit seinen sämtlichen, zuvor beschriebenen Ausgestaltungen erhalten wird,
In einer Ausführungsform ist das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet dass das Aufbringen der Polymerschicht auf das Gewebe in Schritt (b) durch (bl ) Imprägnierung des Gewebes mit einer Polymerdispersion erfolgt,
Bevorzugt handelt es sich bei der Polymerdispersion um die bereits oben beschriebene Polymerdispersion, Die Viskosität der Polymerdispersion und die dadurch resultierende überstehende Schichtdicke (XI ) der Polymerschicht kann bevorzugt durch den Polymerisationsgrad des Polymers in der Polymerdispersion gesteuert werden. In einer Ausgestaltung kann dieser Polymerdispersion nanopartikuläres Silber zugesetzt werden, Dabei ist es bevorzugt, dass 0,1 bis 10 Vol.-%, besonders bevorzugt 0,5 bis 8 Voi.-%, ganz besonders bevorzugt 1 bis 6 Voi.-% einer nanopartikulären Silberdispersion der Polymerdispersion eingesetzt werden, bezogen auf das Gesamtvolumen der Polymerdispersion, Auf diese Weise kann das oben beschriebene erfindungsgemäße biozide Gewebe mit Polymerschicht erhalten werden,
Bei dieser Ausführungsform ist es bevorzugt, dass das Gewebe in die Polymerdispersion so eingetaucht wird, dass es zumindest vollständig von der Polymerdispersion bedeckt ist. So resultiert ein Gewebe, dass an beiden Oberfläche eine Polymerschicht aufweist, Insbesondere werden durch den Schritt (bl ) im Wesentlichen alle Fäden des Gewebes von einer Polymerschicht umhüllt. Verfahren zur Härtung/Vernetzung der Polymerschicht hängen von der Art des verwendeten Polymers ab und sind dem Fachmann bekannt. Gegebenenfalls können der Polymerdispersion auch weitere Bestandteile, wie bereits oben beschrieben, zugemischt werden,
In einer anderen Ausführungsform ist das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbringen der Polymerschicht auf das Gewebe in Schritt (b) durch
(b2) Kaschieren einer Polymerfoüe auf mindestens eine Seite des Gewebes erfolgt.
Das Verfahren der Kaschierung ist dem Fachmann bekannt, Insbesondere wird dazu ein Kalandrier-Verfahren verwendet. Dazu wird eine Polymerfolie bevorzugt unter Erwärmung weiterhin bevorzugt beidseitig auf das Gewebe aufgebracht. Auch in dieser Ausführungsform ist es möglich, dass der Polymerfolie zunächst nanopartikuläres Silber beigemengt wird, um das oben beschriebene erfindungsgemäße biozide Gewebe mit Polymerschicht zu erhalten. Hierbei wird zunächst ein Polymergranulat mit dem nanopartikularen Silber vermischt und daraus eine entsprechende Polymerfolie hergestellt,
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das erfindungsgemäße Verfahren zusätzlichen den folgenden Schritt:
(c) Aufbringen einer Klebeschicht auf eine Oberfläche des Gewebes oder, unter der Voraussetzung, dass die Polymerschicht auf beiden Oberflächen des Gewebes vorhanden ist, auf die Oberfläche der
Polymerschicht.
Dabei handelt es sich bevorzugt um die zuvor beschriebene Klebeschicht. Besonders bevorzugt erfolgt da Aufbringen der Klebeschicht in diesem Schritt (c) durch Rakeln einer Dispersion. In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die
Schritte (a) und (b) und gegebenenfalls auch (cj in einem kontinuierlichen Prozess durchgeführt. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass das Herstellungsverfahren des erfindungsgemäßen Gewebes dadurch einfach und vor allem kostengünstig durchgeführt werden kann. Beschreibung der Bilder
Figur 1 ; Beispielhafte Darstellung unterschiedlicher Formen von Querschnitten von
Kett- und/oder Schussfäden. Der Durchmesser (d) der Querschnitte ist der Betrag der Strecke, welche durch die Verbindung der am weitesten voneinander liegenden Punkte auf der den Querschnittsu.mfang umlaufenden Linie mit einer Geraden gemessen werden kann. Figur 1 a stellt einen elliptischen Querschnitt dar. Figur 1 b stellt einen quadratischen Querschnitt dar. Figur 1 c stellt einen asymmetrischen Querschnitt dar. Figur 1 d stellt einen im Wesentlichen runden Querschnitt dar, wobei„im
Wesentlichen rund" bevorzugt bedeutet, dass der tatsächliche Radius (r'j des Fadenquerschnitts an einem bestimmten Punkt um höchstens 25 % vom Mittelwert (r) abweicht, welcher den Radius eines idealen Kreises beschreibt (gestrichelte Linie). Die Verwendung des Mittelwerts und des tatsächlichen Radius' dient ausschließlich der Beschreibung der Form des Querschnittes, Als Durchmesser (d) eines solchen im Wesentlichen runden Querschnittes gilt weiterhin der Betrag der Strecke, welche durch die Verbindung der am weitesten voneinander liegenden Punkte auf der den Querschnittsumfang umlaufenden Linie mit einer Geraden gemessen werden kann,
Figur 2: Darstellung des erfindungsgemäßen Gewebes
Figur 2a: Beispielhafte Darstellung des Kaschieren des Gewebes mit der Polymerschicht (P) (die Größendarstellungen sind nicht bindend). Die Polymerschicht (P) hat eine Dicke (X) und wird auf das Gewebe aus dem
Schussfaden (S) (beispielhaft mit eckigem Querschnitt) und dem Kettfaden (K) (beispielhaft hier runder Querschnitt) aufgebracht,
Figur 2b; erfindungsgemäßes Gewebe nach erfolgter Kaschierung der Polymerschicht (P) auf das Gewebe (siehe Figur 2a), Die Polymerschicht (PJ behält im Wesentlichen ihre Schichtdicke (X) bei, woraus eine resultierende überstehende Schichtdicke der an die Gewebetopographie angeschmiegten Polymerschicht (XI ) entsteht.
Figur 2c: erfindungsgemäßes Gewebe nach erfolgter Imprägnierung. Das Gewebe wird hier aus dem Kettfaden (K) und dem Schussfaden (S) (beide mit rundem Querschnitt) gebildet. Auf dieses Gewebe wurde durch das Verfahren der Imprägnierung eine Polymerschicht aufgetragen. Diese resultierende Polymerschicht (P) variiert teilweise in ihrer Schichtdicke. Es ist auch möglich, dass die Polymerschicht (P) durch die Imprägnierung tiefer ins Gewebe eingedrungen ist. Ais Schichtdicke (XI ) der überstehenden Polymerschicht (P) wird jeweils die Schichtdicke über dem Mittelpunkt der Kreuzung des Kett- mit dem Schussfaden bezeichnet.

Claims

Patentansprüche
1 . Gewebe, umfassend mindestens einen Schussfaden und mindestens einen Kettfaden, wobei das Gewebe an zumindest einer Oberfläche eine Polymerschicht aufweist» dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des Schussfadens 3 bis 5 mal größer ist als der Durchmesser des Kettfadens,
2. Gewebe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Polymerschicht einen Kontaktwinkel von größer als 70° aufweist,
3. Gewebe nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymerschicht eine Oberflächenspannung von kleiner als 40 mJ/m2 aufweist,
4, Gewebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet dass der mindestens eine Schussfaden und der mindestens eine Kettfaden unabhängig voneinander ein Material umfassen, welches ausgewählt wird aus der Gruppe, bestehend aus Glasfasern, Polyamiden und Polyestern,
5, Gewebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymerschicht ein Polymer umfasst, welches ausgewählt wird aus der Gruppe, bestehend aus polymeren fluorierten Kohlenwasserstoffen, Polysiloxanen, Pofyofefinen, polymeren Fluorsila en, Copolymeren der vorgenannten Polymere, Derivaten der vorgenannten Polymere und polymeren organofunWionalisierte Silane.
6, Gewebe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymerschicht zusätzlich nanopartikuläres Silber umfasst,
7, Gewebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewebe eine zusätzliche Klebeschicht aufweist, welche entweder auf der Oberfläche des Gewebes aufgebracht ist, welche keine Polymerschicht aufweist, oder, unter der Voraussetzung, dass auf beiden Oberflächen des Gewebes eine Polymerschicht vorhanden Ist auf der Oberfläche einer Polymerschicht aufgebracht ist,
8, Formkörper, auf dem ein Gewebe nach einem der Ansprüche 1 bis 7 aufgebracht ist,
9, Formkörper nach Anspruch 8, welcher ausgewählt wird aus der Gruppe, bestehend aus einem Boots-/Schiffrumpf, einem Rotorblatt und einem Flugzeugrumpf,
1 0. Verwendung des Gewebes nach einem der Ansprüche 1 bis 7 zur Ausstattung einer Oberfläche mit schmutzabweisenden, relbungsmindemden, und/oder geräuschmindernden Eigenschaften oder, wenn es sich um das Gewebe nach Anspruch 6 handelt zusätzlich auch zur Ausstattung einer Oberfläche mit antlmikrobielen, IR-ref laktierenden und/oder elektrisch ieitfähigen Eigenschaften.
1 1 . Verfahren zur Herstellung eines Gewebes nach einem der Ansprüche 1 bis 7, umfassend die Schritte:
(a) Herstellung eines Gewebes durch Verwebung mindestens eines Schussfadens und mindestens eines Kettfadens, wobei der Durchmesser des Schussfadens 3 bis 5 mal größer ist als der Durchmesser des
Kettfadens; und
(b) Aufbringen einer Polymerschicht auf mindestens eine Oberfläche des in Schritt (a) erhaltenen Gewebes.
1 2. Verfahren nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbringen der Polymerschicht auf das Gewebe in Schritt (b) durch
(b ) Imprägnierung des Gewebes mit einer Polymerdispersion erfolgt.
1 3. Verfahren nach Anspruch 1 1 » dadurch gekennzeichnet dass das Aufbringen der Polymerschicht auf das Gewebe in Schritt (b) durch
(b2) Kaschieren einer Polymerfolie auf mindestens einer Seite des Gewebes erfolgt.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 1 bis 1 3» zusätzlich umfassend den Schritt;
(c) Aufbringen einer Klebeschicht auf eine Oberfläche des Gewebes oder, unter der Voraussetzung» dass die Polymerschicht auf beiden Oberflächen des Gewebes vorhanden ist, auf die Oberfläche der
Polymerschicht.
1 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 1 bis 14» dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte (a) und (b) und gegebenenfalls auch (c) in einem kontinuierlichen Prozess durchgeführt werden.
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