MX2012010706A

MX2012010706A - Material de plastico revestido parecido a una lamina con tendencia reducida a la colonizacion por algas, proceso para su produccion en linea y uso.

Info

Publication number: MX2012010706A
Application number: MX2012010706A
Authority: MX
Inventors: Wolfgang Scharnke; Jann Schmidt; Martin Berkenkopf; Xin Lu; Thomas Hasskerl; Uwe Schneider
Original assignee: Evonik Roehm Gmbh
Priority date: 2010-03-19
Filing date: 2011-03-02
Publication date: 2012-10-05
Also published as: WO2011113692A1; CA2793773A1; RU2012144372A; US8993093B2; CN102803358A; EP2547720B1; US20130008585A1; EP2547720A1

Abstract

Un material de plástico revestido parecido a una lámina que consta de a) como base, un sustrato termoplástico; y b) sobre la base, un revestimiento fotocatalíticamente activo que consta de una capa esparcidora de agua que involucra ya sea una capa promotora de adhesión e hidrosol, capa b1+2), que consta de un promotor de adhesión y un coloide hidrosol, o una capa de coloide hidrosol b2) dispuesta en una capa promotora de adhesión b1) aplicada en el sustrato a) y una capa fotocatalíticamente activa b3) dispuesta en la capa esparcidora de agua b1+2) o b2), donde b3) puede obtenerse a través de la aplicación y el secado de una mezcla que consta, basándose en el contenido de sólidos de la mezcla en porcentaje en peso b31) de 1 a 25% de dióxido de titanio y b32) de 75 a 99% de dióxido de silicio y/o de un óxido metálico que no sea soluble en agua o de un dióxido de silicio u óxido metálico aniónicamente modificado; donde el dióxido de titanio es de partículas con un tamaño promedio de partículas primarias más pequeño que 10 nm. El proceso en línea para producir dicho material y también para usarlo como material para techado o como material de vidriado, de preferencia en áreas con condiciones de humedad. El material de plástico revestido parecido a una lámina de la invención combina las propiedades de dispersión de agua con la actividad fotocatalítica, sin daño a los sustratos termoplásticos. El sustrato de plástico revestido parecido a una lámina de la invención es producido en un proceso en línea rápido, relativamente poco complicado y de bajo costo y, en el uso, proporciona excelente estabilidad del sustrato y una extraordinaria efectividad del revestimiento en la resistencia al crecimiento inicial de algas.

Description

Material de plástico revestido parecido a una lámina con tendencia reducida a la colonización por algas, proceso para su producción en línea y uso La invención se refiere a un material de plástico revestido parecido a una lámina con tendencia reducida a la colonización por algas, a un proceso para su producción en línea y también al uso de dicho material. En particular, la invención se refiere a un material de plástico con las características del preámbulo de la reivindicación 1.

Los materiales de plástico revestidos parecidos a una lámina que constan, como base, de un sustrato termoplástico y sobre la base un revestimiento hecho de una primera capa promotora de adhesión y también de una segunda capa esparcidora de agua son conocidos a manera de ejemplo en EP 0 149 182 A2 = documento 1 o DI . Las láminas de plástico revestidas descritas en DI tienen propiedades de dispersión de agua. Esta es la propiedad donde el agua que llega a la superficie de las láminas no se acumula ahí para dar gotas separadas sino más bien las gotas se esparcen y al contacto se juntan para dar una capa coherente. Estos materiales, conocidos a manera de ejemplo como Plexiglás No Drop®, se usan cada vez más como materiales de vidriado para invernaderos, albercas interiores y áreas similares con condiciones de humedad. Sin embargo, debido a que la humedad que prevalece en los sectores de uso preferidos es relativamente alta, se observa que las superficies se vuelven antiestéticas relativamente rápido. Esto puede atribuirse, entre otras cosas, al rápido comienzo del crecimiento de algas, muchas veces precedido por la colonización primaria de bacterias. Una vez que el crecimiento de algas no deseado ha comenzado, es difícil detenerlo. Por lo tanto, sería conveniente proporcionar láminas esparcidoras de agua que tengan una tendencia reducida al crecimiento de algas.

Se ha encontrado en la práctica que una vez que ha ocurrido el crecimiento de algas en superficies colonizadas, es muy difícil suprimirlo. Un método más útil es atacar la película bacteriana que inicialmente está presente y que, puede decirse, proporciona alimento para las algas. Ha habido revelaciones anteriores de revestimientos fotocatalíticos para materiales de plástico a los cuales puede atribuirse un efecto de autolimpieza y/o antimicrobiano o inhibidor del crecimiento (algicida o fungicida).

El Documento D2 = JP2009-1 19462 A, por ejemplo, está disponible en una traducción automática al inglés, puede obtenerse a través de la Oficina de Patentes de Japón y del INPIT y describe una base fotocatalíticamente revestida donde, entre otras cosas, se suprime el crecimiento de hongos o algas, mientras que al mismo tiempo se pretende evitar la erosión de la base. Para este propósito, una capa fotocatalíticamente activa consta de 1 a 20 partes en peso de partículas de dióxido de titanio y de 1 a 70 partes en peso de partículas de óxido orgánico, por ejemplo sílice (Si02). La capa fotocatalíticamente activa de D2 consta también de plata o cobre, que es convertido en óxido de plata y óxido de cobre. El rango del tamaño de partículas de las partículas de dióxido de titanio usadas es de 10 a 60 nm y además se prefiere la forma de anatasa del dióxido de titanio. A pesar de que las capas fotocatalíticamente activas de este tipo tienen alta acción microbicida, se ha demostrado que su agresividad relativamente alta a materiales incluyendo materiales de plástico orgánicos es relativamente desventajosa. En otras palabras, aunque la aplicación de una capa fotocatalíticamente activa como en D2 a una base revestida como en DI ocasiona ataque en la película bacteriana inicial, en particular por el contenido de plata o cobre y en consecuencia la inhibición del crecimiento de algas, existe el riesgo de que la capa fotocatalíticamente activa ataque las capas situadas debajo de ella, extendiéndose tan lejos como el plástico de base y de esta manera las dañe a través de la degradación. Además, la adición de plata o cobre es complicada y aumenta considerablemente el costo de la lámina. Por lo tanto, sería conveniente tener una capa catalítica que no requiera adiciones complicadas de plata o cobre y que no obstante pueda controlar la película bacteriana inicial de tal modo que reduzca la tendencia al crecimiento de algas en áreas con condiciones de humedad, o permita evitar completamente la colonización de algas. Además, la plata y el cobre son productos biocidas para los fines de la Directiva de UE referente a los productos biocidas. Con el propósito de la sustentabilidad, es conveniente evitar la introducción de sustancias tóxicas innecesarias al medio ambiente y lograr el efecto inhibidor del crecimiento de un revestimiento mediante métodos físicos con acción prolongada, en lugar de aplicar productos biocidas orgánicos o inorgánicos para acabar con los microbios. Por lo tanto, otro objetivo de la presente invención es evitar por completo las sustancias abarcadas por la Directiva de la UE referente a biocidas proporcionando al mismo tiempo un efecto inhibidor del crecimiento que sea suficiente para fines prácticos.

Asimismo, se han revelado revestimientos fotocatalíticos en D3 = WO2003102056 Al . Los revestimientos como en D3 constan de dos capas esenciales. La primera capa está compuesta de un material de revestimiento de siloxano el cual consta opcionalmente de partículas de hidrosol de sílice. La segunda capa exterior, la cual es la verdadera capa fotocatalíticamente activa, consta esencialmente de partículas fotocatalíticas de dióxido de titanio. En D3, el material de revestimiento para producir la segunda capa en esencia corresponde al material de revestimiento de siloxano de la primera capa, excepto que deben introducirse las partículas de dióxido de titanio fotocatalíticas.

D3 revela, como partículas de dióxido de titanio preferidas, las partículas de Showa Denko o Toto, por ejemplo NTB 30A. Se propone que el tamaño de las partículas de dióxido de titanio usadas en D3 esté en la gama de 1 a 300 nm y la proporción de las partículas de dióxido de titanio en la capa exterior en las reivindicaciones está favorablemente en la gama de 0.01 a 90% en peso. En el Ejemplo 1 de D3, se aplica una mezcla de partículas de Ti02 y Si02 (3: 1) mediante el revestimiento por aspersión como una capa autolimpiadora en forma de una solución coloidal. El Ejemplo 1 de D3 usa, a manera de ejemplo, NTB 30B de Showa Denko como el material de revestimiento de siloxano de la capa exterior. Esto implica un producto de la hidrólisis del silano. Aunque la valoración del flujo del material de revestimiento y del curado sea "buena", se nota que el endurecimiento completo del material de revestimiento de siloxano y el logro de la fuerza mecánica suficiente de la capa requieren cerca de tres horas de tiempo de secado a alrededor de 80°C. Este largo tiempo de curado es prohibitivo para el revestimiento en línea de sustratos de plástico parecidos a láminas, por ejemplo láminas. Además, a lo largo de este proceso de curado que requiere mucha energía y se lleva mucho tiempo, es necesario un proceso de activación para el grabado incipiente del material de revestimiento de siloxano y en un proceso en línea, esto es igualmente imposible o posible sólo con dificultad. Por lo tanto, sería conveniente tener un revestimiento de secado rápido que tenga un tiempo de curado en la gama de segundos o pocos minutos, más que horas. Además, la adhesión entre la capa fotocatalíticamente activa y la capa situada debajo de ella debería ser suficientemente grande para evitar algún paso de activación adicional, por ejemplo a través del grabado. Por lo tanto, el éxito deseado no se logra simplemente transfiriendo y usando el revestimiento de dos capas conocido por D3 en la lámina revestida de D 1.

En vista de la técnica anterior mencionada y discutida en la introducción, la invención se basó, por lo tanto, en el objetivo de proporcionar un material de plástico parecido a una lámina que tenga una propiedad de dispersión de agua, de preferencia teniendo la propiedad conocida del documento 1 , teniendo al mismo tiempo una tendencia reducida al crecimiento de algas.

Se propone que el revestimiento tenga buena acción, es decir, se pretende combinar tanto la propiedad de dispersión de agua, como la propiedad de inhibir el crecimiento para dar un nivel de alta calidad. Está previsto que el revestimiento aquí sea duradero y estable. Se propone también que el revestimiento sea permanentemente hidrófilo, específicamente sin un requisito de un paso de activación para este propósito, por ejemplo involucrar la irradiación con luz UV en un ambiente húmedo como es el caso con los revestimientos de dióxido de titanio convencionales. Los revestimientos de dióxido de titanio habituales pierden sus propiedades hidrófilas en condiciones secas y oscuras y las recuperan sólo en la exposición a la humedad y en presencia de luz con suficiente contenido UV.

Además, está previsto que el revestimiento proporcione suficiente resistencia a la abrasión y también buena capacidad de laminación.

Además, se pretende que el revestimiento exhiba suficiente resistencia a la intemperie.

Por último, se pretende que el revestimiento sea "inocuo para el sustrato", donde esto significa por un lado que aunque esté previsto que el revestimiento sea efectivo en la reducción del crecimiento de algas, no obstante por otro lado está previsto que no exhiba agresividad hasta el punto donde el material orgánico sea dañado, por ejemplo el sustrato de plástico al cual se ha aplicado el revestimiento. Hasta ahora se ha encontrado, en particular en el caso de revestimientos efectivos, que visiblemente se dañó el sustrato incluso después de los tiempos breves de exposición. Por lo tanto, los revestimientos de ese tipo sólo se usan en sustratos inorgánicos, o se requieren capas inmediatas complicadas para proteger el sustrato.

Se pretende que el revestimiento esparcidor de agua que inhibe el crecimiento sea capaz de aplicarse en un proceso en línea. En particular, la intención es permitir un revestimiento de bajo costo, es decir, un revestimiento en línea, transparente, rápido, usando un aparato simple, de material de plástico parecido a una lámina dentro de una planta de extrusión para la producción del material de plástico a través de la extrusión, siguiendo directamente el proceso de extrusión, sobre los materiales de plástico mientras retienen un poco de calor del proceso de extrusión.

Para esta finalidad, está previsto que el revestimiento sea capaz de endurecerse de manera rápida y completa después del proceso de aplicación y específicamente a temperaturas moderadas de curado y secado por debajo de 100°C.

Un objetivo adicional es que el revestimiento mismo y también el proceso de revestimiento tengan máxima sustentabilidad y la intención sea por lo tanto evitar el uso de sustancias abarcadas por la Directiva de la UE referente a productos biocidas, un ejemplo siendo el cobre o la plata y también que el proceso de revestimiento tenga máxima facilidad de implementación, evitando sustancialmente al mismo tiempo sustancias peligrosas para el medio ambiente, por ejemplo solventes.

Un material de plástico revestido parecido a una lámina con todas las características de la reivindicación 1 logra estos objetivos y también logra otros objetivos que no están explícitamente mencionados pero pueden derivarse fácilmente de la discusión de la técnica anterior en la introducción. Los objetivos que son la base de la invención con respecto al proceso y también al uso se logran a través del tema central de la reivindicación independiente de la categoría respectivamente apropiada.

Las realizaciones y formas favorables de la invención están protegidas en las respectivas reivindicaciones dependientes.

Usando un material de plástico revestido parecido a una lámina con tendencia reducida a la colonización de algas que consta de: a) Como base, un sustrato termoplástico y b) Sobre la base, un revestimiento fotocatalíticamente activo que consta de: - Una capa esparcidora de agua que involucra: ya sea una capa promotora de adhesión e hidrosol bl+2), que consta de un promotor de adhesión y un coloide hidrosol, o una capa de coloide hidrosol b2) dispuesta en una capa promotora de adhesión bl) aplicada en el sustrato a) y una capa fotocatalíticamente activa b3) dispuesta en la capa esparcidora de agua bl+2) o b2), donde b3) puede obtenerse a través de la aplicación y el secado de una mezcla que consta, basándose en el contenido de sólidos de la mezcla en porcentaje en peso b31) de 1 a 25% de dióxido de titanio y b32) de 75 a 99% de dióxido de silicio y/o de un óxido metálico que no sea soluble en agua o de un dióxido de silicio u óxido metálico amónicamente modificado; donde el dióxido de titanio es de partículas con un tamaño promedio de partículas primarias más pequeño que 10 nm y de preferencia con un contenido como máximo de 50% en peso de la forma de rutilo; es posible proporcionar, de una manera no fácilmente previsible por la persona con experiencia en la técnica, un material de plástico revestido parecido a una lámina que combine las propiedades de dispersión de agua permanentes con la acción fotocatalítica, sin dañar los sustratos termoplásticos. El sustrato de plástico parecido a una lámina revestido en la invención es producido en un proceso en línea rápido, relativamente poco complicado y de bajo costo y, cuando se usa, exhibe excelente estabilidad del sustrato y una extraordinaria acción del revestimiento en la inhibición de la colonización inicial de algas.

La invención también logra un gran número de ventajas adicionales. Estas ventajas, entre otras, son las siguientes: • El revestimiento de la invención, que consta de por lo menos tres subcapas o capas, es fotocatalíticamente activo con respecto a una película bacteriana la cual es una condición previa para el crecimiento de algas y de esta manera inhibe el crecimiento inicial de algas.

• A pesar de la suficiencia de la efectividad fotocatalítica en la inhibición o supresión del crecimiento inicial de algas, no hay ningún daño al sustrato, el cual toma la forma de un plástico termoplásticamente procesable.

• La capa fotocatalíticamente activa es aplicada de un sistema puramente acuoso y por lo tanto no es peligrosa para el medio ambiente.

• La capa fotocatalítica no contiene componentes que tengan acción biocida y que sean abarcados por la Directiva de la UE referente a productos biocidas, un ejemplo siendo la plata, el cobre o los productos biocidas orgánicos, los cuales pierden su efectividad y con el transcurso del tiempo son descargados al medio ambiente. La capa actúa de una manera sustentable, en particular sin liberar biocidas al medio ambiente.

El revestimiento fotocatalíticamente activo es estable durante un periodo particularmente largo, debido a que el sistema que se aplicará está libre de solvente y también por la ausencia de aglutinantes orgánicos.

El revestimiento tiene únicamente espesor muy bajo y el espesor de las tres capas juntas es favorablemente no mayor que alrededor de 2 µ??, con la conservación resultante de los recursos naturales y por lo tanto, la contaminación comparativamente menor del medio ambiente.

La capa fotocatalíticamente activa involucra un revestimiento claro, transparente que permanece claro y transparente independientemente de si está mojado o seco.

A pesar de que las partículas de dióxido de titanio, las que tienen un diámetro promedio relativamente pequeño en la gama más pequeña que 10 nm, tienen por sí mismas una tendencia al "caleo" en la capa fotocatalíticamente activa, siendo esto la tendencia a tener una adhesión inadecuada entre la partícula y la matriz colindante, con la separación resultante del entorno en el caso de fricción o abrasión de la superficie o a través de la erosión natural debido a efectos ambientales, como luz UV, lluvia y viento, la selección particular de las proporciones cuantitativas entre las partículas de dióxido de titanio y las partículas de dióxido de silicio en la invención proporciona un revestimiento durable el cual está libre de caleo y es mecánicamente estable y del cual las partículas de dióxido de titanio no se separan bajo condiciones usuales.

El revestimiento no requiere ningún acondicionamiento particular con el fin de ser activo y permanentemente hidrófilo, es decir, el ángulo de contacto de una gota de agua aplicada a la capa siempre es, incluso después de fases oscuras o sequedad, más pequeñas que 15°, de preferencia más pequeñas que 7°.

• Cada una de las capas individuales, es decir, no sólo la capa promotora de adhesión, sino también la capa esparcidora de agua y también la capa fotocatal {ticamente activa, de preferencia tiene alta transparencia.

· Por lo tanto, de preferencia, todo el revestimiento tiene también alta transparencia y en consecuencia, un sustrato de plástico transparente equipado con dicho revestimiento puede usarse con ventaja específica como material de vidriado.

• La invención combina en particular las propiedades que no se conocían hasta ahora en combinación. En particular, la invención consiste en la combinación de un revestimiento en línea, transparente, de bajo costo con bruma mínima de una planta de extrusión con buena efectividad, larga vida, propiedades hidrófílas permanentes sin activación, tiempos breves de curado y secado de unos cuantos minutos, temperaturas moderadas de curado y secado marcadamente por debajo de 100°C, resistencia a la abrasión, capacidad de laminación, resistencia a la intemperie, crecimiento reducido de algas y protección del sustrato contra el ataque fotocatalítico.

La invención proporciona materiales de plástico revestidos parecidos a una lámina que tienen, como base, un sustrato termoplástico. Los sustratos termoplásticos adecuados para los propósitos de la presente invención son conocidos por sí mismos. El término "termoplástico" en este contexto se refiere a plásticos que pueden deformarse reversiblemente dentro de una determinada gama de temperatura. Esto significa que la deformación puede repetirse tan frecuentemente como se desee, siempre y cuando el sobrecalentamiento no cause la descomposición térmica del plástico. Para los propósitos de la invención, los sustratos de este tipo contienen en particular policarbonatos, poliestirenos, poliésteres, como tereftalato de polietileno (PET) y tereftalato de polibutileno (PBT), polímeros cicloolefínicos y copolímeros (conocidos como COCs) y/o poli(met)acrilatos.

La expresión "poli(mef)acrilatos" aquí y en toda la revelación abarca polimetacrilatos y poliacrilatos.

Entre los materiales de plástico termoplásticamente procesables mencionados, se da preferencia a los policarbonatos, polímeros cicloolefínicos y copolímeros y también los poli(met)acrilatos. Se da muy particular preferencia a los polimetacrilatos, como el metacrilato de polimetilo (PMMA).

Los sustratos de plástico que pueden usarse para la invención pueden producirse a manera de ejemplo de composiciones de moldeo de los polímeros antes mencionados. Los procesos aquí generalmente usan procesos de conformación termoplástica, como extrusión o moldeo por inyección, particularmente de preferencia la extrusión. La masa molar de peso promedio Mw de los homopolímeros y/o copolímeros que se usarán en la invención como composición de moldeo para la producción de los sustratos de plástico puede variar ampliamente y la masa molar aquí coincide usualmente con el uso deseado y el método de procesamiento de la composición de moldeo. Sin embargo, generalmente está en la gama de 20,000 a 1 ,000,000 g/mol, de preferencia de 50,000 a 500,000 g/mol y particularmente de preferencia de 80,000 a 300,000 g/mol, sin ninguna restricción resultante prevista.

Además, los sustratos de plástico pueden producirse a través de procesos de colada, por ejemplo mediante el proceso de celdas conocido. En este proceso, a manera de ejemplo, los monómeros (met)acrílicos y/o prepolímeros adecuados son cargados a un molde y polimerizados. Las mezclas de (met)acrílicos de este tipo generalmente contienen los (met)acrilatos mencionados, en particular el metacrilato de metilo. Además, las mezclas de (met)acrílicos pueden contener los copolímeros antes descritos y también, en particular para ajuste de viscosidad, polímeros, en particular los poli(met)acrilatos.

Entre los sustratos termoplásticos que pueden obtenerse a través de los procesos de moldeo por inyección, extrusión, o colada (procesos de celda, procesos ostero), aquellos de particular interés para la invención pueden obtenerse mediante procesos de extrusión. Esto se relaciona con el objetivo de proporcionar un proceso en línea, un objetivo que puede lograrse de una manera más provechosa por medio de procesos de extrusión continuos que usando procesos de colada por lotes.

Además, las composiciones de moldeo que se usarán para la producción de los sustratos de plástico pueden contener los aditivos usuales de cualquier tipo, así como las resinas acrílicas. Dentro de éstos hay, entre otros, agentes antiestáticos, antioxidantes, agentes desmoldantes, retardadores de fuego, lubricantes, tintes, mejoradores de flujo, pastas para relleno, estabilizadores a la luz y compuestos organofosforados, como fosfítas, fosforinanos, fosfolanos, o fosfonatos, pigmentos, estabilizadores a la intemperie y plastifícantes. Sin embargo, la cantidad de aditivos tiene que coincidir con el uso previsto.

Las composiciones de moldeo particularmente preferidas que contienen poli(met)acrilatos están disponibles en el mercado con la marca PLEXIGLAS® de Evonik Rohm GmbH. Las composiciones de moldeo preferidas, cuando éstas contienen polímeros cicloolefínicos, pueden comprarse con la marca Topas® de Ticona y Zeonex® de Nippon Zeon. Las composiciones de moldeo de policarbonatos pueden obtenerse a manera de ejemplo con la marca Makrolon® de Bayer MaterialScience o Lexan® de Sabic.

El sustrato de plástico contiene particularmente de preferencia por lo menos 80% en peso, en particular por lo menos 90% en peso, basándose en el peso total del sustrato, de poli(met)acrilatos, policarbonatos y/o polímeros cicloolefínicos. Los sustratos de plástico están compuestos particularmente de preferencia de metacrilato de polimetilo, donde el metacrilato de polimetilo (PMMA) puede contener los aditivos usuales.

La forma o figura exterior de los materiales de plástico que están revestidos en la invención puede diferir en gran medida. La única condición previa es que involucran un material usado cuando la acumulación de gotas de agua separadas sobre su superficie es no deseada, la formación de una capa de agua coherente es deseada y la supresión del crecimiento inicial de algas es igualmente deseada. Esto se aplica de una manera muy particularmente excelente a material para vidriado y fines de recubrimiento para áreas con condiciones de humedad, por ejemplo invernaderos, baños, saunas, o materiales de vidriado para edificios en latitudes tropicales con humedad predominantemente alta.

Los materiales preferidos son materiales parecidos a una lámina, como películas y paneles o planchas. Entre las películas hay estructuras parecidas a una lámina de 0.05 a 0.5 mm. Entre los paneles o planchas hay estructuras rígidas parecidas a una lámina con un espesor de 1 mm hasta alrededor de 50 mm y de preferencia con un espesor de 2 a 20 mm, particularmente de preferencia con un espesor de 2 a 10 mm. Se da particular preferencia a los paneles que tienen cavidades y que son extruidos en forma de un sistema de una sola pieza, paneles sandwich de doble capa y también las estructuras conocidas como paneles sandwich de múltiples capas, cuyo espesor total es generalmente de 5 a 50 mm. El espesor de las paredes externas de estos paneles es, en la mayoría de los casos, de 1/20 a 1/8 del espesor total y hay bandas perpendiculares u oblicuas que conectan estas paredes entre sí para dar un sistema de una sola pieza.

Las superficies del material de plástico que será revestido son generalmente planas y lisas y por lo común relativamente muy brillantes. El material de plástico puede ser transparente, translúcido, o permeable a la luz; de preferencia es claro e incoloro o blanco y translúcido.

La invención tiene idoneidad particularmente buena para todos los plásticos de los cuales las superficies son intrínsecamente repelentes al agua. Estos son especialmente plásticos de los cuales la estructura real no abarca, o abarca muy pocos, grupos polares. Entre éstos están, a manera de ejemplo, polietileno, polipropileno, poliestireno y derivados de poliestireno modificados al impacto, cloruro de polivinilo y poliéster. Son llamados repelentes al agua si el ángulo de contacto de una gota de agua sobre ellos es mayor que 70°. Los plásticos preferidos aquí son a su vez poli(met)acrilatos (lámina de acrílico) y policarbonatos, en particular de bisfenol A; estos materiales se usan como materiales de vidriado de plástico rígido para invernaderos y albercas interiores y específicamente de preferencia en forma de paneles extruidos teniendo cavidades.

El sustrato termoplástico a) que funciona como base tiene un revestimiento fotocatalíticamente activo b). El revestimiento b) en su totalidad combina las propiedades de dispersión de agua con la acción secundaria en contra de los microorganismos resultantes de la fotocatálisis.

En la invención, el revestimiento b) contiene a su vez por lo menos una capa esparcidora de agua bl+2) o b2) y una capa fotocatalíticamente activa b3) dispuesta ahí.

En una primera realización preferida, el revestimiento b) tiene tres diferentes capas o subcapas, las cuales se aplican en la secuencia bl), b2) y b3) una sobre la otra y en sucesión cronológica a por lo menos una parte de la superficie del sustrato a).

En una segunda realización preferida, el revestimiento b) tiene dos diferentes capas o subcapas, las cuales se aplican en la secuencia bl +2) y b3) una sobre la otra y en sucesión cronológica a por lo menos una parte de la superficie del sustrato a).

En la primera realización preferida, hay una capa promotora de adhesión bl) dispuesta como la primera capa o subcapa en el sustrato a). Por consiguiente, la ubicación de esta capa promotora de adhesión bl) está entre la capa esparcidora de agua b2) y la superficie de plástico repelente al agua del sustrato a). Si un revestimiento esparcidor de agua que es fotocatalítico ha sido proporcionado sólo a una parte de la base, es suficiente que la capa promotora de adhesión se aplique también sólo a las partes correspondientes.

La propiedad esencial de la capa promotora de adhesión es que tiene una mayor adhesión tanto a la superficie de plástico, como a la capa esparcidora de agua que la última tiene a la superficie de plástico. Aun cuando existen numerosas sustancias poliméricas orgánicas que se adhieren bien a una superficie de plástico repelente al agua, se requieren propiedades específicas para una adhesión adecuada a la capa esparcidora de agua. Se basan en los grupos polares en la capa promotora de adhesión en combinación con su insolubilidad y falta de capacidad de hinchamiento en el agua. Los grupos polares no deben ser necesariamente grupos unidos químicamente al componente principal de la capa promotora de adhesión, aunque esto se prefiera; más bien, es suficiente que sean grupos químicamente unidos a un componente auxiliar. Se asume que la adhesión es un resultado de la interacción entre los átomos de oxígeno o grupos hidroxi de los óxidos y los grupos polares. Puesto que las moléculas de agua son igualmente capaces de la interacción fuerte con los átomos de oxígeno de los óxidos y pueden desplazar los grupos polares, se propone que el material de polímero de la capa promotora de adhesión tenga una absorción mínima de agua. Además, la adhesión también sería perjudicada por las alteraciones morfológicas resultantes del hinchamiento frecuente y la inversión del hinchamiento. Esto explica la importancia de la poca capacidad de hinchamiento combinada con la polaridad limitada, a pesar de que no existe intención de alguna relación resultante de la invención con alguna teoría específica.

El material orgánico de la capa promotora de adhesión está compuesto de por lo menos una sustancia macromolecular con un peso molecular de peso promedio Mw más grande que 1,000, de preferencia arriba de 10,000. Esto puede involucrar un material puramente orgánico con un esqueleto de carbono continuo o un esqueleto de carbono interrumpido por átomos de oxígeno o por átomos de nitrógeno, o un material mixto orgánico e inorgánico del cual el esqueleto subyacente continuo está compuesto totalmente o hasta cierto punto de heteroátomos, como oxígeno y silicio.

Los grupos polares específicos que pueden mencionarse son los grupos hidroxi, carboxi, sulfonilo, carboxamida, nitrilo y los grupos silanol. De preferencia son un elemento de un compuesto macromolecular que simultáneamente consta de grupos no polares, como los grupos alquilo, alquileno, arilo, o arileno. La proporción de grupos polares a no polares debe seleccionarse favorablemente de tal modo que se logre la adhesión no sólo a la superficie de plástico repelente al agua - es decir, no polar - sino también a la capa esparcidora de agua, es decir hidrófila. Se propone que la polaridad aquí no sea tan grande de tal manera que el material de la capa promotora de adhesión sea soluble al agua o hinchable en el agua. El hinchamiento en la saturación con agua a 20° no está arriba del 10% en volumen y de preferencia no está arriba del 2% en volumen. Sin embargo, está previsto también que la polaridad no sea tan baja de tal manera que el material sea soluble en solventes totalmente no polares, como la gasolina. La mayoría de los materiales adecuados son solubles en solventes orgánicos de polaridad relativamente baja, como ésteres, cetonas, alcoholes, éteres, o hidrocarburos clorados, o mezclas de éstos con sustancias aromáticas.

El material de la capa promotora de adhesión generalmente no tiene propiedades de dispersión de agua. Las gotas de agua sobre su superficie forman principalmente ángulos de contacto arriba de 20°, en particular de 20° a 70°.

El equilibrio requerido de afinidades a las dos capas adyacentes se logra generalmente si el material de la capa promotora de adhesión contiene de 0.4 a 700 miliequivalentes de grupos polares por cada 100 g del material de polímero.

Es también favorable si el material de polímero tiene reticulación tridimensional, pero si la capa promotora de adhesión se produce de una solución del material de polímero, esta reticulación puede ser causada sólo después de la formación de la capa. La reticulación puede reducir algunas veces la capacidad de hinchamiento. Sin embargo, no está previsto que la reticulación sea tan intensa de tal manera que el material de polímero sea totalmente duro y quebradizo. Una cierta extensibilidad elástica del material de polímero - opcionalmente reticulado - es favorable.

Una clase adecuada de materiales de polímero está compuesta de polímeros y, respectivamente, copolímeros de monómeros de vinilo. Es conveniente que por lo menos una parte de las unidades de monómero de vinilo tenga un grupo polar del tipo mencionado. Puede derivarse de los monómeros subyacentes, o puede haberse introducido al polímero a través de la reacción subsiguiente. Una parte de los monómeros de vinilo pueden abarcar de preferencia grupos no polares, como grupos alquilo, alquileno, arilo, o arileno.

Los grupos polares difieren en su acción de polarización. Esto aumenta en la secuencia nitrilo, hidroxi, prim, carboxamida, carboxi, sulfonilo, silanol. Mientras más fuerte sea la acción de polarización, más bajo será el contenido requerido en el material de polímero. Considerando que la cantidad usada de los grupos débilmente polares es de 4 a 100 miliequivalentes de grupos polares por cada 100 g de material de polímero, es suficiente usar de 0.4 a 20 miliequivalentes/100 g de los grupos fuertemente polares. Si la cantidad seleccionada de grupos polares es demasiado baja, no se logra la adhesión adecuada de la capa esparcidora de agua. En contraste, si el contenido de grupos polares es demasiado alto, la capacidad de hinchamiento en el agua se eleva excesivamente y esto a su vez reduce la adhesión.

Entre los monómeros de vinilo que llevan los grupos mencionados están, a manera de ejemplo, acrilonitrilo y metacrilonitrilo, ésteres de hidroxialquilo de ácidos carboxílicos polimerizables no saturados, en particular aquellos que tienen de 2 a 6 átomos de carbono en la mitad de hidroxialquilo, acrilato de glicidilo y metacrilato de glicidilo, o los ésteres de dihidroxialquilo producidos de ahí por hidrólisis, las amidas de los ácidos mencionados, especialmente acrilamida y metacrilamida, ácido acrílico, metacrílico, maleico, fumárico, o itacónico y también ácido vinilsulfónico, ácido estirensulfónico, ácidos acrilamidoalcanosulfónico y metacrilamidoalcanosulfónico, ácidos acriloxialcanosulfónico y metacriloxialcanosulfónico, acriloxialquiltrialcoxisilanos y metacriloxialquiltrialcoxisilanos y productos de hidrólisis de éstos. Se da preferencia a los grupos polares que no son básicos y no son del tipo de sal, dándose particular preferencia a los grupos hidroxi, carboxi, carboxamida y silanol.

Los monómeros de vinilo que pueden mencionarse y que tienen grupos no polares son los ésteres de alquilo de ácidos polimerizables, no saturados, por ejemplo, ácido acrílico, metacrílico, maleico, fumárico, o itacónico. Las mitades de alquilo generalmente contienen de 1 a 18 átomos de carbono, de preferencia de 1 a 8 átomos de carbono. Entre estos monómeros están también estireno, viniltolueno, acetato de vinilo, propionato de vinilo y otros ésteres de vinilo de ácidos grasos, cloruro de vinilo y cloruro de vinilideno.

Los copolímeros de monómeros de vinilo polares y no polares pueden producirse mediante procesos conocidos de polimerización de radicales libres, por ejemplo, mediante la polimerización en solución o en emulsión. Las soluciones o dispersiones resultantes pueden, opcionalmente después de la dilución, usarse de inmediato para la producción de la capa promotora de adhesión.

Otras clases de materiales de polímero adecuados para la capa promotora de adhesión son resinas epóxicas, poliuretanos, policarbonatos, poliéteres, o poliésteres modificados por grupos polares. Los grupos polares pueden ser un componente de las materias primas usadas, o pueden haberse introducido subsecuentemente al material de polímero. Los materiales de polímero que tienen grupos hidroxi pueden hacer reacción a manera de ejemplo con silanos que llevan por lo menos dos átomos de halógeno unidos al silicio, grupos alcoxi, o grupos ariloxi. Los ejemplos que pueden mencionarse son tetraclorosilano, tetraetoxisilano, tetrafenoxisilano, metiltrimetoxisilano y metiltriclorosilano. La hidrólisis de los grupos así introducidos, opcionalmente sólo después de la formación de la capa promotora de adhesión, produce grupos polares de silanol. Una ventaja de estos grupos por encima de los demás grupos polares es que ejercen una unión muy fuerte en relación con el óxido de silicio y el óxido de aluminio, pero tienen muy poco efecto en la capacidad de hinchamiento en el agua de la capa promotora de adhesión. Por lo tanto, los materiales de polímero que tienen grupos de Si-OH como la capa promotora de adhesión forman una realización preferida de la invención.

La acción de promoción de la adhesión es ejercida en los dos límites, por un lado en relación con la capa de plástico repelente al agua y, por el otro, en relación con la capa esparcidora de agua. Incluso una capa de espesor mínimo es suficiente para este propósito. Por lo tanto, el espesor de la capa es generalmente sólo de 0.01 a 20 µp? y de preferencia de 0.01 a 2 µp?. Es difícil producir espesores más pequeños que 0.01 µp? sin defectos. Los espesores más grandes que 20 µp? son menos económicos, pero son completamente efectivos en términos técnicos. Por motivos ambientales, se prefieren las capas con espesor mínimo, por ejemplo en la gama de 0.01 a l µ??. Los espesores de capa de 0.02 a 0.9 µp? para la capa promotora de adhesión son incluso más favorables.

Puede lograrse una capa promotora de adhesión particularmente efectiva en la invención usando una pintura base que contiene solvente, por ejemplo una solución de 2.5 por ciento de un copolímero de 47% en peso de metacrilato de butilo, 47% en peso de metacrilato de metilo, 3% en peso de un N-metilolmetacrilamida alquilada y 3% en peso de acrilato de hidroxietilo en una mezcla de alcohol de isopropilo y tolueno.

Además, se da preferencia también a las capas promotoras de adhesión que pueden obtenerse a través de la aplicación de una solución o de una dispersión de polímero que contiene un copolímero de, por ejemplo, 47% en peso de metacrilato de butilo, 47% en peso de metacrilato de metilo, 3% en peso de metacrilato de glicidilo y, por ejemplo, 3% en peso de ácido metacrílico.

Además, se da preferencia también a las capas promotoras de adhesión que pueden obtenerse a través de la aplicación de una solución y la hidrólisis, donde la solución contiene un copolímero de, por ejemplo, 87% en peso de metacrilato de metilo y, por ejemplo, 13% en peso de gamma-metacriloxipropiltrimetoxisilano.

Todavía se da más preferencia también a las capas promotoras de adhesión que pueden obtenerse a través de la aplicación de una solución y la hidrólisis, donde la solución contiene un copolímero de, por ejemplo, 85.6% en peso de metacrilato de metilo y, por ejemplo, 12.4% en peso de gamma-metacriloxipropiltrimetoxisilano y 2% en peso de N-butoximetilmetacrilamida.

La capa promotora de adhesión bl) es seguida por una capa esparcidora de agua b2). Para los fines de la invención, las capas esparcidoras de agua usadas contienen formas diversamente hidratadas y neutralizadas de óxidos, como dióxido de silicio y óxido de aluminio, o de mezclas de óxido o de óxidos mixtos. De modo sorprendente, para los fines de la invención, se ha encontrado que, a diferencia de la técnica anterior, que suele usar los óxidos puros, mezclas de óxidos u óxidos mixtos en una forma que no ha sido (parcialmente) neutralizada o (parcialmente) hidratada, el desempeño de adhesión marcadamente mejorado se obtiene usando formas hidratadas, parcialmente hidratadas, neutralizadas y parcialmente neutralizadas. En contraste, los óxidos puros, donde el objetivo es simplemente la ausencia de neutralización e hidratación, no se unen lo suficiente a la pintura base y a las demás partículas. Por lo tanto, ese tipo de capa carece de adhesión y puede enjugarse como si fuera polvo. Los ejemplos de otros materiales de particular interés para la invención son óxidos mixtos de silicio y aluminio con una proporción de Si/Al de 1 : 1 a 30:1. Hasta cierto punto son neutralizados con bases y entonces contienen cationes, como iones metálicos alcalinos o iones de amonio. Los últimos se volatizan fácilmente en el secado.

Otros óxidos metálicos que pueden estar presentes a lo largo o en lugar del óxido de silicio u óxido de aluminio en la capa esparcidora de agua se derivan a manera de ejemplo de los elementos zinc, titanio, zirconio, o cromo. Se da preferencia a los óxidos metálicos incoloros. Una condición previa es que siempre los óxidos sean prácticamente insolubles en agua. Se propone que la solubilidad de los óxidos por sí mismos o de sus formas hidratadas en el agua a 20°C esté por debajo de 200 ppm.

La capa de óxido tiene un poderoso efecto de dispersión de agua. Esta acción puede atribuirse no sólo a la buena humectabilidad en el agua de los óxidos, sino también a la aspereza submicroscópica de la capa de óxido.

Los óxidos metálicos pueden aplicarse en una forma que ya es coloidal, en particular en el agua como medio de suspensión, pero también es posible usar coloides en líquidos polares, como dimetilformamida o isopropanol, o en solventes acuosos, como mezclas de acetona, metanol, o etanol con agua. El tamaño de las partículas de los coloides está por debajo de 200 nm, de preferencia por debajo de 120 nm, en particular de 5 a 100 nm. En todos los casos, no constan de los óxidos puros sino más bien, como ya se describió antes, constan de formas diversamente hidratadas y neutralizadas.

La sílice coloidal está disponible en el mercado en varias preparaciones que pueden usarse. Los tipos particularmente adecuados son amónicos, constando de cationes para la estabilización, por ejemplo, iones metálicos alcalinos o iones de amonio.

Es esencial para la invención que la capa esparcidora de agua b2) esté compuesta - ignorando cualquier posible contenido de surfactantes - principalmente, es decir, hasta una proporción de más de 97% en peso, de dióxido de silicio y/o del óxido metálico. Otros componentes que no son solubles en agua son de preferencia evitados por completo. Las propiedades de dispersión de agua siempre deben estar presentes, correspondiendo a un ángulo de contacto de una gota de agua igual a o por debajo de 15°, de preferencia igual a o por debajo de 7°.

Una realización particularmente conveniente de la invención se caracteriza en que la capa esparcidora de agua consiste esencialmente en dióxido de silicio. Los materiales particularmente favorables son hidrosoles de sílice conteniendo sodio como se establece con una proporción molar Si02:NaOH de 100:2.

La capa esparcidora de agua puede obtenerse a través de la aplicación y el secado de un coloide hidrosol. Entre los coloides hidrosol particularmente preferidos están los hidrosoles de sílice. No contienen, o sólo cantidades muy pequeñas de, contaminantes orgánicos o subproductos y a este respecto difieren de los materiales de revestimiento de siloxano o productos obtenidos de la hidrólisis del silano y esto tiene un efecto particularmente favorable en los tiempos de curado.

Los hidrosoles de sílice particularmente involucran de manera conveniente partículas monodispersas de dióxido de silicio. Estas partículas monodispersas de Si02 pueden obtenerse, a manera de ejemplo, a través del tratamiento de una solución acuosa de silicato metálico alcalino (vidrio soluble) con intercambiadores de iones y estabilización con un poco de álcali. La proporción molar Si02:NaOH aquí es favorablemente alrededor de 100:2.

En comparación con los productos de la hidrólisis de silano, los hidrosoles de sílice preferidos para la capa esparcidora de agua en la invención ofrecen un proceso de secado con agregación rápida y también reticulación rápida.

Para los propósitos de la invención, las partículas monodispersas de dióxido de silicio mismas tienen favorablemente un tamaño específico. El diámetro promedio de las partículas está fundamentalmente en la gama de 5 a 80 nm. Se da preferencia a un diámetro promedio de partículas en la gama de 7 a 50 nm. El tamaño promedio de las partículas primarias está particularmente de preferencia en la gama de 10 a 30 nm.

Si el diámetro promedio de partículas está por debajo de 5 nm, entonces los hidrosoles pueden manejarse sólo en bajas concentraciones y tienen un tiempo mínimo de vida en almacenamiento. Si el diámetro promedio de partículas está arriba de 80 nm, pueden obtenerse capas nebulosas y disminuye la adhesión al sustrato.

En una realización particular de la invención, pueden usarse mezclas de hidrosoles de sílice monodispersos con tamaños diferentes de partículas.

Cuando el diámetro promedio de partículas es mencionado en este contexto, significa el tamaño determinado de la siguiente manera. El área superficial específica es determinada y el tamaño de partículas es calculado a partir de dicha área asumiendo que las partículas esféricas uniformes están involucradas.

El área superficial específica es determinada como valor BET después del secado de los hidrosoles de sílice para proporcionar la sílice amorfa, sólida bajo condiciones definidas, usando el método de absorción de nitrógeno (S. Brunauer, P.H. Emmet y E. Teller: J. Amer. Chem. Soc. 60, 309-312

[1938]). Después de la calibración a estos valores BET, es posible también clasificar directamente a partir de la solución acuosa con la solución de hidróxido de sodio (G.W. Sears: Anal. Chem. 12, 1981-1983

[1956]).

Otra característica de la capa esparcidora de agua es su espesor. Se ha determinado que la tendencia de la capa a la delaminación aumenta notablemente con el espesor. Puesto que sólo es la superficie coherente y no el espesor de la capa lo que es importante para su efectividad, la mejor acción posible se obtiene de la capa más delgada posible que pueda producirse del coloide usado. Por lo tanto, se da preferencia a un espesor de capa de 0.05 a 2 µ??, en particular de 0.05 a menos de o igual a 1 pm y particularmente de manera conveniente de 0.1 a menos de o igual a 1 pm. Las capas incluso más delgadas que 0.05 pm no siempre proporcionan suficiente acción protectora con respecto al ataque fotocatalítico de la capa fotocatalíticamente activa subsecuente. Las capas más gruesas que 2 µ?? pueden tener una tendencia a volverse quebradizas y a tener poca adhesión y a parecer turbias.

Sin embargo, un producto y proceso particularmente efectivo ofrece la combinación, dentro de una capa, de los componentes de promoción de la adhesión y de dispersión del agua. De esta manera es posible ahorrarse un paso en el proceso.

En la segunda realización preferida de la presente invención, una capa esparcidora de agua y promotora de adhesión bl+2) se aplica por lo tanto en una sola pasada al sustrato.

Esta capa consta de un promotor de adhesión y un coloide hidrosol. El coloide hidrosol para la producción de la capa bl+2) corresponde aquí al coloide hidrosol descrito en la primera realización preferida.

Sin embargo, un factor que debe considerarse en relación con el promotor de adhesión es que en esta realización, la capa promotora de adhesión no es producida antes de la aplicación de la capa esparcidora de agua, sino más bien, en este caso, una capa promotora de adhesión que contiene un coloide hidrosol es aplicada y endurecida. En la segunda realización preferida de la presente invención, es preferible por lo tanto usar los promotores de adhesión térmica y/o curable con UV. Asimismo es preferible usar mezclas de hidrosoles y promotores de adhesión para la producción de la capa bl+2), donde éstas puedan endurecerse en una gran variedad de pasos a través de diferentes tipos de iniciación, por ejemplo, por un lado, térmicamente y, por el otro, a través de la radiación UV.

Los promotores de adhesión preferidos usados para la producción de la capa bl+2) son poliésteres funcionales en hidroxi y/o funcionales en carboxi diluibles en agua, resinas alquídicas, resinas acrílicas y dispersiones de polímero, también llamados polímeros en emulsión. La formación de película en general ocurre primero térmicamente a través de la evaporación del agua y, de manera opcional, del cosolvente. En el segundo paso, ocurre principalmente una reacción de reticulación. En el caso de los poliésteres diluibles en agua y las resinas alquídicas, el proceso de reticulación puede ocurrir a través de la adición de resinas de melamina diluibles en agua o poliisocianatos. La reticulación de las películas les proporciona un nivel más alto de resistencia mecánica y química.

Se da preferencia particular a las dispersiones de polímero curables con radiación basándose en los polímeros producidos de acrilatos de poliuretano alifático. Las ventajas de esta clase de sustancia son la resistencia a la intemperie especialmente buena a muy buena y la dureza variablemente ajustable y, respectivamente, la flexibilidad. Por lo tanto, las propiedades del revestimiento pueden adaptarse fácilmente a los requisitos de la aplicación a través de la selección específica de materias primas.

El proceso de producción generalmente ocurre a través de la reacción de los prepolímeros funcionales en isocianato con ésteres acrílicos funcionales en hidroxi.

El tamaño de las partículas de poliuretano generalmente está alrededor de 30 nm a 1 ,000 nm y por lo tanto producen una apariencia blanca lechosa. Mientras más pequeñas sean las partículas, más transparente será la apariencia de la dispersión. El contenido de sólidos en las dispersiones de poliuretano disponibles en el mercado normalmente es de 30 a 50% en peso. Entre los proveedores más grandes de dispersiones de poliuretano curables con radiación están los siguientes fabricantes: BASF (D), Bayer MaterialScience (D), Cytec (EE.UU.), Dai Nippon Ink (Japón), Dow Chemical (EE.UU.) y DSM (NL).

En el primer paso, el agua y, opcionalmente el cosolvente, se evaporan. El segundo paso de curado iniciado a través de la radiación UV proporciona al revestimiento sus propiedades definitivas. Las películas pueden secarse a temperatura ambiente o bien a temperaturas elevadas, si el sustrato lo permite.

El espesor de la capa promotora de adhesión e hidrosol bl+2) es de 1 µ?? a 50 µ??, de preferencia de 2 µp? a 30 µp? y particularmente de preferencia de 3 µ?? a 20 µp?. Los espesores excesivos requieren un tiempo de secado más largo y, en la mayoría de los casos, también requieren una temperatura de secado más alta. Las capas excesivamente delgadas pueden dañarse con facilidad con la tensión mecánica y de esta manera pueden perder su efecto de promoción de la adhesión.

La capa esparcidora de agua b2) o bl+2) es seguida por una capa fotocatalíticamente activa b3). Esto puede lograrse a través de la aplicación y el secado de una mezcla que consiste en, basándose en el contenido de sólidos de la mezcla en porcentaje en peso, b31) de 1 a 25% de dióxido de titanio y b32) de 75 a 99% de dióxido de silicio y/o de un óxido metálico que no sea soluble en agua, o de un dióxido de silicio u óxido metálico amónicamente modificado; donde el dióxido de titanio es de partículas con un tamaño promedio de partículas primarias más pequeño que 10 nm y de preferencia con un contenido como máximo de 50% en peso de la forma de rutilo.

La capa fotocatalíticamente activa b3) contiene, como componentes, en proporciones cuantitativas seleccionadas, b31) partículas de dióxido de titanio y b32) materiales que también constituyen la capa esparcidora de agua bl+2) o b2). Esto involucra una realización particularmente conveniente de la invención, debido a que el uso de una matriz idéntica a la capa esparcidora de agua bl+2) o b2) en primer lugar es logísticamente simple y en segundo lugar es útil en la medida en que la adhesión resultante entre bl+2) o b2) y b32) sea excelente y no exista ninguna necesidad de usar alguna otra pintura base, promotor de adhesión, o semejante.

Se ha demostrado que las proporciones de partículas de dióxido de titanio y partículas de matriz dentro de la verdadera capa fotocatalíticamente activa b3) son críticas. Si la proporción de partículas de dióxido de titanio b31) está por debajo del 1% en peso, existe el riesgo de que la acción inhibidora del crecimiento del revestimiento fotocatalítico b) sea insuficiente para la inhibición efectiva del crecimiento inicial de algas. Si la proporción de partículas de dióxido de titanio b31) es mayor que 25% en peso, las partículas de dióxido de silicio b32), de preferencia funcionando como matriz, pueden perder la capacidad de incluir las partículas de dióxido de titanio b31) de manera suficientemente duradera y segura para proporcionar la supresión confiable del "caleo" de las partículas de dióxido de titanio. Es preferible que la proporción de las partículas de dióxido de titanio b31) esté en la gama de 2 a 15% en peso. Todavía más preferentemente, la proporción de estas partículas es de 3 a 10% en peso. El contenido de 4 a 8% en peso es particularmente favorable. Un equilibrio ideal entre la efectividad o la actividad, por un lado, y la unión a la matriz, por el otro, se obtiene con proporciones en la gama de 5 a 7.5% en peso de las partículas de dióxido de titanio b31).

Las cantidades de partículas de matriz b32) son complementarias a las proporciones mencionadas. La proporción de las partículas de matriz b32) está de preferencia en la gama de 85 a 98% en peso. La proporción de éstas es todavía más preferentemente de 90 a 97% en peso. El contenido de 92 a 96% en peso es particularmente favorable. Un equilibrio ideal entre la efectividad o la actividad, por un lado, y la unión a la matriz, por el otro, se obtiene con proporciones en la gama de 92.5 a 95% en peso de las partículas de matriz b31).

Se ha demostrado que las proporciones específicas de partículas de dióxido de titanio b31) a las partículas de matriz b32) son particularmente convenientes aquí. Las proporciones cuantitativas de 1 :99 a 1 :3 son posibles en la invención. Sin embargo, se da preferencia a las proporciones cuantitativas en la gama de 1 : 16 a 1 :6. Las proporciones cuantitativas en la gama de alrededor de 1 : 12 a 1 :7 son ideales.

Es esencial que las partículas de dióxido de titanio presentes en la capa fotocatalíticamente activa b3) tengan propiedades específicas, con el fin de ser útiles para la invención. Por lo tanto, es importante que el tamaño promedio de partículas primarias de las partículas de dióxido de titanio sea más pequeño que 10 nm.

El tamaño promedio de partículas primarias del dióxido de titanio es determinado como se indica a continuación: las partículas de dióxido de titanio son exploradas con un microscopio electrónico (EM). El tamaño promedio de partículas primarias se calcula como el promedio numérico de 100 mediciones. La longitud medida en cada caso es la de 100 partículas primarias diferentes aleatoriamente seleccionadas. Las partículas primarias normalmente toman la forma de esferas. Sin embargo, también pueden usarse partículas no esféricas con éxito. En el caso de estas partículas no esféricas, por ejemplo partículas asféricas o, por ejemplo, elípticas, e31 diámetro promedio de partículas se determina midiendo en cada caso el eje más largo y el eje más corto, añadiendo los resultados y dividiéndolos entre dos.

Amplios estudios experimentales han demostrado ahora que las partículas de dióxido de titanio que tienen un tamaño promedio de partículas primarias de 10 nm o más grande no pueden usarse, o pueden usarse sólo con dificultad, como componentes fotocatalíticamente activos en la capa b3). En particular, las partículas con un diámetro promedio de 10 nm o más grande tienden a tener actividad que es completamente incontrolable o no es suficientemente controlable y esto ocasiona en el largo plazo daño al sustrato de plástico orgánico. Aunque las partículas de dióxido de titanio más grandes generalmente tienen una excelente acción inhibidora del crecimiento, tienen que adoptarse medidas complicadas para la protección de los sustratos y no puede realizarse el objetivo de aplicar un revestimiento efectivo pero simple mediante un proceso sencillo.

Las partículas de dióxido de titanio que pueden usarse con éxito particular tienen un tamaño promedio de partículas primarias en la gama de 1 nm a más pequeño que 10 nm. Por debajo de un diámetro promedio de partículas de 1 nm, la facilidad de manejo puede ser sujeta a restricción y/o la actividad de inhibición del crecimiento de las partículas no es suficiente para proporcionar un ataque suficientemente efectivo en la fase inicial del crecimiento de algas. Las partículas de dióxido de titanio con un tamaño promedio de partículas primarias en la gama de más de más grande que 2 nm a 10 nm son de interés particular para la invención. Todavía se da más preferencia a los tamaños promedio de partículas primarias en la gama de 4 a 9 nm.

Otro factor que juega un papel no insignificante en la invención, a lo largo del diámetro promedio de partículas, es la configuración espacial de las partículas de dióxido de titanio. El dióxido de titanio ocurre en varias formas como una función del enlace de los octaedros. Se sabe que la forma conocida como anatasa es fotocatalíticamente activa. Se sabe que la forma conocida como rutilo es en esencia fotocatalíticamente inactiva. De modo sorprendente, para los fines de la invención, ahora se ha encontrado que también es posible usar dióxidos de titanio con una estructura de cristal compuesta de forma de rutilo y forma de anatasa y, respectivamente, de otras formas de cristal, siempre y cuando la proporción de la forma de rutilo no exceda como máximo de 50% en peso, de preferencia como máximo de 40% en peso, particularmente de preferencia como máximo de 30% en peso, muy particularmente de preferencia siendo de 0.01 a 30% en peso. Se ha demostrado especialmente que una proporción excesiva de rutilo reduce el tiempo de vida del material de plástico. En una realización preferida, la proporción de la forma de anatasa es por lo menos de 50% en peso, de preferencia por lo menos de 60% en peso, particularmente de preferencia por lo menos de 70% en peso, muy particularmente de preferencia de 70 a 100% en peso. Si la proporción de anatasa es más pequeña que 50% en peso, la reactividad de las partículas es entonces generalmente insuficiente.

Las formas de dióxido de titanio mencionadas pueden analizarse y detectarse mediante métodos conocidos por sí mismos. Estos métodos son, entre otros, los estudios de difracción de rayos X, por ejemplo como en el "Análisis cuantitativo de difracción de rayos X de mezclas de rutilo y anatasa", Andratschke, M.; Dassler, A.; Feltz, A. Sekt. Chem., Friedrich-Schiller-Univ., Jena, Ger. Dem. Rep. Hermsdorfer Technische Mitteilungen (1990), 30 (78), 2503-7. CODEN: HTMTAN ISSN: 0439-0377.

Un producto que tenga las propiedades deseadas y que pueda producirse en un proceso extremadamente simple puede obtenerse sólo en virtud del equilibrio de la proporción entre el rutilo y la anatasa, el tamaño de partículas de las partículas de dióxido de titanio y la proporción de las cantidades de partículas de dióxido de titanio y de partículas de matriz dentro de la capa b3).

Las partículas de dióxido de titanio descritas pueden producirse mediante procesos conocidos por sí mismos, o pueden obtenerse en el mercado.

En la literatura, por ejemplo en patentes de las compañías Toto y Showa-Denko, o en las publicaciones de la Japanese Association of Photocatalytic Products (JAPP), se encuentra información valiosa para la producción de partículas de dióxido de titanio útiles con el tamaño de partículas adecuado y también de la proporción requerida de anatasa.

Entre las partículas de dióxido de titanio que pueden usarse con éxito particular están, en una lista no exhaustiva, entre otros, los productos de las siguientes compañías: Showa Denko, Nadico, Evonik-Degussa y otros.

Las realizaciones particularmente preferidas de la invención se caracterizan en que bl+2) y respectivamente, b2) y b32) son dióxido de silicio con las mismas propiedades. Esto significa que la capa esparcidora de agua bl+2) o b2) y también la sustancia de matriz para la capa fotocatalíticamente activa b3) se basan en un dióxido de silicio de la misma fuente con las mismas propiedades.

Una ventaja significativa de la invención se deriva, entre otras cosas, de la conservación de recursos. Esto es aparente, entre otras cosas, en el muy bajo consumo de materiales. Por lo tanto, un material de plástico preferido como en la primera realización preferida de la invención ofrece un espesor en la gama de 0.01 a 2 µp? para la capa promotora de adhesión bl), un espesor en la gama de 0.01 a 2 µ?? para la capa esparcidora de agua b2); y un espesor en la gama de 0.01 a 1 µp? para la capa fotocatalíticamente activa b3); donde el espesor total de las capas b2) y b3) no es mayor que 2 µp?.

El espesor total de las tres capas bl) + b2) + b3) es todavía más preferentemente también no mayor que 2 µ??.

Otros materiales de plástico favorables son aquellos en donde la proporción de los espesores b3):b2) está en la gama de 0.05 a 0.5.

Una característica de un material de plástico preferido como en la segunda realización preferida de la invención es que el espesor de la capa promotora de adhesión e hidrosol bl+2) está en la gama de 1 a 50 µp?, de preferencia de 2 a 30 µ??, particularmente de preferencia de 3 a 20 µp?; y el espesor de la capa fotocatalíticamente activa b3) está en la gama de 0.01 a 1.0 µp?, de preferencia de 0.02 a 0.5 µ?t? y particularmente de preferencia de 0.03 a 0.3 µp?; donde el espesor total de las capas bl+2) y b3) no es mayor que 51 µp?, de preferencia no mayor que 50 µp? y particularmente de preferencia no mayor que 40 µp?.

Los espesores de capa antes mencionados son importantes en la medida en que se logren la adhesión suficiente al sustrato y una vida suficientemente larga. Un espesor suficiente de la primera capa garantiza protección del sustrato contra el ataque fotocatalítico por la segunda capa. La transparencia y claridad de toda la capa son garantizadas manteniendo el espesor máximo de la segunda capa por debajo de un nivel establecido. Las propiedades hidrófilas y la actividad fotocatalítica son garantizadas excediendo el espesor mínimo establecido de la capa fotocatalítica.

En una modificación preferida adicional, una característica del material de plástico en la invención es que tiene, arriba de la capa fotocatalíticamente activa b3), un revestimiento soluble en agua b4) adicional y una película protectora b5) que se adhiere a él de modo que puede desprenderse. Para el transporte de la fábrica al lugar de uso, las superficies de las estructuras de plástico rígidas están principalmente protegidas con una película que puede desprenderse fácilmente y que se adhiere débilmente b5). La película protectora b5) puede estar hecha de papel o de plástico; se prefieren las películas de poliolefina. Se ha encontrado que las películas protectoras normalmente usadas para este propósito, donde éstas tienen una capa adhesiva sensible a la presión, se adhieren más fuertemente que lo deseado a la superficie de plástico revestida. Con el fin de facilitar el desprendimiento de la película protectora en el lugar de uso, una capa delgada adicional b4) hecha de un material soluble en agua puede aplicarse a la capa fotocatalíticamente activa b3). Los ejemplos de material adecuado son dextrinas, éteres de celulosa, poliacrilato de sodio y polimetacrilato de sodio, alcohol de polivinilo y gelatinas. La película protectora b5) puede desprenderse fácilmente de estas capas intermedias. La capa intermedia soluble en agua b4) no tiene que ser removida, ya que tiene en sí la acción de dispersión de agua. Se pierde con el transcurso del tiempo con el agua condensada que se derrama del material y entonces deja atrás el revestimiento fotocatalíticamente activo, el cual tiene propiedades duraderas de dispersión de agua.

Por lo tanto, para los propósitos de la invención, se da particular preferencia a los materiales de plástico caracterizados en que, arriba de la capa fotocatalíticamente activa b3), tienen un revestimiento soluble en agua b4) adicional y una película protectora b5) que se adhiere a él de modo que puede desprenderse.

Los materiales de plástico de la invención ofrecen, entre otras cosas, buena efectividad contra el crecimiento inicial de algas. En una realización preferida, se caracterizan en particular por la inhibición del crecimiento inicial de algas en la gama de 75 a 90%, medido en la prueba estandarizada para el crecimiento de algas después de la irradiación UV y el desgaste.

La invención también proporciona un proceso para la producción en línea de un material de plástico parecido a una lámina con tendencia reducida a la colonización por algas en al menos una superficie, constando de la extrusión y el revestimiento en línea de un sustrato termoplástico, donde, en sucesión, A) un sustrato termoplástico es extruido como base; y después B) sobre una superficie de la base extraída, cuya temperatura es de 40° a 70°C, se aplica una solución de un material de polímero orgánico que no es soluble en agua y que en esencia no puede hincharse en el agua y que es soluble en solventes orgánicos y contiene grupos polares y se seca; C) sobre la capa seca B), cuya temperatura es de 40° a 70°C, se aplica una solución acuosa de un coloide hidrosol inorgánico y se seca hasta que el contenido de humedad residual es menor que uno por ciento en peso de agua; o, en lugar de los pasos B) y C), en el paso Bl+2), sobre una superficie de la base extruida, cuya temperatura es de 40° a 70°C, se aplica una mezcla de un promotor de adhesión y de un coloide hidrosol inorgánico y se seca y/o endurece, donde el proceso se caracteriza en que D) sobre la capa del paso C) o Bl+2), cuya temperatura es de 40° a 70°C y cada uno de los cuales contiene opcionalmente humedad residual, especialmente en el caso de los promotores de adhesión que se curan a través del secado, se aplica una solución acuosa de una mezcla que contiene, basándose en el contenido de sólidos de la mezcla en porcentaje en peso, de 1 a 25% de dióxido de titanio y de 75 a 99% de dióxido de silicio y/o de un óxido metálico que no es soluble en agua, o de un dióxido de silicio u óxido metálico amónicamente modificado, y se seca; donde el dióxido de titanio está en forma de partículas y su tamaño promedio de partículas primarias es más pequeño que 10 nm y la proporción de la forma de rutilo ahí dentro es de preferencia como máximo de 50% en peso.

El proceso de revestimiento de la invención implica un proceso en línea. Esto significa un revestimiento en una línea inmediatamente después de la producción del sustrato de plástico parecido a una lámina, de preferencia a través de la extrusión. Las capas individuales del revestimiento se aplican de una manera consecutiva y respectivamente son curadas y secadas lo suficientemente rápido para evitar que la aplicación de la siguiente capa perjudique el éxito del proceso de revestimiento.

La capa promotora de adhesión bl) puede aplicarse a partir de una dispersión acuosa o de una solución orgánica del medio de revestimiento. Debido a que el espesor de la capa es extremadamente bajo, es posible aplicar la dispersión o solución en forma altamente diluida. Las concentraciones favorables son de 0.1% a 40%, de preferencia de 1 a 10%. La composición líquida de revestimiento puede aplicarse mediante métodos de dispersión, colada, aplicación con rodillo, aspersión, u otros métodos conocidos. Si es necesario, el líquido de revestimiento aplicado puede distribuirse uniformemente mediante un sistema de rasqueta, por ejemplo una rasqueta de alambre, rasqueta dentada, rasqueta de hule, o cuchilla flotante. Inmediatamente después del proceso de aplicación, el componente líquido es evaporado, por ejemplo en una secadora de aire caliente.

La capa esparcidora de agua (capa de óxido) b2) es entonces aplicada en el mismo tipo de método. Es preferible aplicar una solución acuosa coloidal o, respectivamente, dispersión del óxido. Es posible también aplicar un compuesto de silicio o del metal, este compuesto siendo hidrolizado sobre la superficie revestida. A manera de ejemplo, puede aplicarse una solución de un éster ortosilícico en alcohol débilmente acidificado. El éster se hidroliza durante o después del secado del revestimiento. Es conveniente que el líquido de revestimiento forme una capa coherente y si es necesario, esto puede alentarse a través de la adición de surfactantes - de preferencia no iónicos. Los ejemplos de surfactantes adecuados son los alcoholes grasos etoxilados en una concentración de 2 a 20% en peso de surfactante, basándose en el contenido de óxido, de preferencia de 3 a 5% en peso. Es preferible evitar usar más del surfactante que sólo el suficiente para la humectación uniforme. El agua se evapora entonces, otra vez de preferencia en una secadora de aire caliente. En la mayoría de los casos, la temperatura en el revestimiento aquí no se eleva arriba de 50 a 60°C. La resistencia a la abrasión y la adhesión son además mejoradas notablemente si el revestimiento secado es calentado por un periodo adicional a una temperatura más alta, por ejemplo arriba de 80°C por lo menos durante 3 minutos, de preferencia de 5 a 10 minutos. Las temperaturas usadas dependen de la naturaleza del plástico y pueden estar arriba de 100°C, algunas veces arriba de 150°C.

En la segunda realización preferida de la presente invención, de la misma manera que la capa esparcidora de agua (capa de óxido) b2) se aplica a la capa bl) en la primera realización preferida, una capa promotora de adhesión y esparcidora de agua e hidrosol bl+2) se aplica aquí, pero en este caso se aplica al sustrato.

Es conveniente que el líquido de revestimiento aquí forme una capa coherente y si es necesario, esto puede alentarse a través de la adición de surfactantes - de preferencia no iónicos. Los ejemplos de surfactantes adecuados son los alcoholes grasos etoxilados en una concentración de 2 a 20% en peso de surfactante, basándose en el contenido de óxido, de preferencia de 3 a 5% en peso. Es preferible evitar usar más del surfactante que sólo el suficiente para la humectación uniforme. El agua se evapora entonces, otra vez de preferencia en una secadora de aire caliente. En la mayoría de los casos, la temperatura en el revestimiento aquí no se eleva arriba de 50 a 60°C. La resistencia a la abrasión y la adhesión son además mejoradas notablemente si el revestimiento secado es calentado por un periodo adicional a una temperatura más alta, por ejemplo arriba de 80°C por lo menos durante 3 minutos, de preferencia de 5 a 10 minutos. Las temperaturas usadas dependen de la naturaleza del plástico y pueden estar arriba de 100°C, algunas veces arriba de 150°C. Si una capa es suficientemente delgada y una sección es suficientemente larga, el calor residual de la lámina es de preferencia también suficiente para el proceso de secado y la evaporación de los componentes volátiles. En el caso de las dispersiones de polímero curables con radiación, puede haber también, después del paso de secado, un paso de curado a través de la irradiación con luz de longitud de onda adecuada, por ejemplo, luz UV.

Esto es seguido por la aplicación de la capa fotocatalíticamente activa b3) de la misma manera que la capa bl+2) o b2).

En una modificación de la segunda realización preferida de la invención, el paso de curado antes mencionado puede ocurrir a través de la irradiación con luz de de longitud de onda adecuada, por ejemplo, luz UV, sólo después de la aplicación y el secado de la capa fotocatalíticamente activa b3). Esta variante permite la separación espacial de la unidad de revestimiento y la unidad de curado y esto tiene un efecto positivo en la utilización del espacio disponible dentro de la línea tratando de ahorrar espacio y puede tener un efecto favorable en las propiedades del revestimiento, por ejemplo, la adhesión.

La selección de los componentes de las soluciones para los pasos individuales del revestimiento y también de la concentración de las soluciones de revestimiento individuales depende, entre otras cosas, del aspecto económico del proceso. De esta manera es posible revestir los sustratos de plástico en línea dentro de la gama de parámetros descrita. La temperatura del sustrato de plástico recién extruido que retiene un poco de calor aquí es de preferencia suficiente durante todo el periodo del proceso para curar y secar las capas individuales sin más introducción de energía. Además, las concentraciones seleccionadas para las soluciones de revestimiento individuales son convenientes de tal modo que el espesor resultante de la respectiva capa y también el espesor total resultante están dentro de la gama ideal.

En una modificación favorable del proceso de la invención, la capa promotora de adhesión bl) en el paso B) o bl+2) en el paso Bl+2) se aplica y se seca dentro de 30 a 120 segundos.

Otra realización de particular interés es una en donde los pasos C) y, respectivamente, Bl+2) y D) se llevan a cabo dentro de un total de 30 a 180 segundos.

Esto proporciona un tiempo de proceso preferido en la gama de 1 minuto a 5 minutos para el revestimiento completo y por lo tanto, el proceso de la invención es particularmente adecuado para la realización en línea.

Por último, puede ser conveniente para el transporte de los materiales de plástico revestidos si, siguiendo el paso D), en un paso E) adicional, se aplica un revestimiento soluble en agua y también una película protectora desprendible que se adhiere a dicho revestimiento.

En virtud del excelente perfil de propiedades y en particular en virtud de la combinación de las propiedades de "dispersión de agua" y "actividad fotocatalítica", los materiales de plástico revestidos de la invención son adecuados para una amplia variedad de aplicaciones. Sin embargo, el material de plástico es de particular interés cuando se usa como material para techado y/o material de vidriado. El material puede usarse en todos estos sectores. Sin embargo, de preferencia, su resistencia específica es de importancia en el uso en espacios sujetos a condiciones de humedad, por ejemplo en albercas y saunas y en el sector exterior, porches, invernaderos y cobertizos para coches, techado en general y semejantes.

Un uso particularmente favorable es aquel con tendencia inicial reducida a la colonización por algas y/o crecimiento inicial reducido de las bacterias.

A continuación se usan ejemplos inventivos y ejemplos comparativos para describir la invención con más detalle. 1. Descripción del método Determinación de la resistencia de los materiales de revestimiento a la infestación con algas 1) Principio La resistencia de los revestimientos al crecimiento de algas es determinada por un método basado en el método del "IBRG (International Biodeterioration Research Group) - Paints Working Group, Algicidal Paints Project: A method for evaluating algicidal compounds in exterior coatings; IBRG/P98/03". Este método usa microalgas aeroterrestres que, en la práctica, ocurren en revestimientos de fachadas. Otra característica del método es que, para la conservación del nivel de humedad, los especímenes de prueba no son revestidos con un medio líquido que contenga algas sino más bien los especímenes se mantienen en una incubadora que contenga vermiculitas mojadas. Por lo tanto, no ocurre la difusión entre la superficie de los especímenes y el medio líquido. En consecuencia, el experimento proporciona máxima precisión de simulación de la situación factible. 2) Tipo de algas y cultivo Se usan las siguientes microalgas aeroterrestres: Stichococcus bacillaris (SAG 379- la) y Scenedesmus vacuolatus (SAG 21 1-8b). Las microalgas son cultivadas a temperatura ambiente, con irradiación por luz, en solución de nutrientes de algas de Kuhl. Aquí se usa un ciclo, compuesto de respectivamente 16 horas de irradiación con luz y 8 horas de almacenamiento bajo condiciones de oscuridad. Aquí se usan tubos fluorescentes de luz de día (L36W/965 BIOLUX FLH1). 3) Especímenes de prueba Los especímenes de prueba (50x50x4 mm) tienen un revestimiento en un solo costado y los costados no revestidos tienen una marca. La prueba consta de 4 determinaciones. 4) Acondicionamiento de los especímenes de prueba Los especímenes de prueba son primero enjuagados con agua desionizada. Los especímenes de prueba son después irradiados durante la noche con luz UV (Philips Leuchtstofflampe TL-D 18W/08/BLB) a temperatura ambiente. 5) Incubadora La incubadora transparente, permeable a la luz UV, marca PLEXIGLAS® (350x250x200 mm) es desinfectada primero con etanol al 70% y después es llenada una tercera parte con vermiculita diluida y esterilizada con autoclave. Se propone que los especímenes de prueba estén sobre un bastidor en una ángulo de 5° (con referencia a la inclinación mínima de techo), más que directamente sobre la vermiculita diluida. La humedad en la incubadora es de alrededor de 90%. 6) Inoculación e incubación Para esto, se usan tenazas estériles para colocar los especímenes de prueba sobre un bastidor en un ángulo de 5o. Debe tenerse cuidado de que las superficies revestidas de los especímenes estén hacia arriba. Antes de la inoculación, los especímenes de prueba son rociados con la solución de nutrientes de algas de uhl (700 µ?/espécimen de prueba). La inoculación de un espécimen con 700 µ? de suspensión de la mezcla de algas con una concentración de células de 106/ml se logra usando un atomizador de tubo de prueba para cromatografía. La concentración de células de algas en la suspensión de algas aquí obtenida es determinada usando una cámara de conteo Neubauer mejorada. Se estudian en paralelo 4 especímenes de cada variante de revestimiento. La incubación tiene lugar con ciclos de 16 horas de luz (luz de día, alrededor de 1 ,000 luxes, UV-A, 8 W/m ) y 8 horas de oscuridad, a temperatura ambiente. La humedad en la incubadora es de alrededor de 90%. El crecimiento de algas es monitoreado 7 y 14 días después de la inoculación. Después de 14 días, los especímenes de prueba son rociados nuevamente e inoculados e incubados por otros 14 días bajo las mismas condiciones. 7) Evaluación El crecimiento de algas es evaluado por el análisis cuantitativo de imágenes, después de que los especímenes de prueba en donde ha ocurrido el crecimiento han sido escaneados en la luz transmitida de un escáner de cama plana (Epson Perfection V750 Pro). El grado de crecimiento es el área de imagen total en donde ha ocurrido el crecimiento de algas, dividido por el área de imagen total. 2. Ejemplos inventivos y ejemplos comparativos 2.1 Producción del revestimiento 2.1.1 Producción del revestimiento de dispersión de agua A) Producción de un revestimiento con una capa promotora de adhesión bl) y una capa esparcidora de agua de Si02 b2) Se disolvió un copolímero de 87.6% de metacrilato de metilo y 12.4% de gamma-metacriloxipropiltrimetoxisilano en acetato de butilo, siendo aquí el contenido de sodio de 0.7% en peso y se aplicó en una capa delgada con material para forro de guantes a láminas de PMMA, cuya temperatura era de 50°C. Inmediatamente después del secado, la lámina revestida puede revestirse con la siguiente capa.

Se formaron 25 partes en peso de un hidrosol de sílice aniónico (contenido de sólidos 30%; puede obtenerse Levasil a través de H.C. Starck), con 0.4 partes en peso de un alcohol de ácido graso etoxilado (Genapol X80) hasta 100 partes en peso con agua desionizada y se revistieron en una capa delgada con material para forro de guantes sobre la lámina que tenía la capa promotora de adhesión y cuya temperatura era de 50°C. Después del secado con aire y el secado, la lámina con capa promotora de adhesión y la capa de Si02 es inmediatamente revestida con la capa fotocatalítica.

B) Producción de un revestimiento con una capa esparcidora de agua y una capa promotora de adhesión e hidrosol bl+2) Una composición de revestimiento (material de revestimiento) hecha de: Ucecoat 7849 (dispersión de poliuretano de Cytec): 49% en peso Ludox AM (hidrosol de sílice, suspensión acuosa coloidal de Si02): 49% en peso Irgacure 819 D W : 2% en peso se aplica en una capa delgada con material para forro de guantes en un espesor de 15 µp? a una lámina de PMMA, cuya temperatura era de 60°C. Después de la aplicación, la capa del material de revestimiento primero es secada con calor, a temperaturas de secado en la gama de 40° a 80°C. Esto forma una red de polímeros. El curado con UV ocurre entonces en un segundo paso. Las propiedades definitivas del revestimiento bl+2) se logran sólo después del segundo proceso de curado. 2.1.2 Producción de la capa fotocatalítica 2.1.2.1 Con forma de anatasa de dióxido de titanio A) Se formaron 50 partes en peso de una dispersión acuosa al 0.8 por ciento de dióxido de titanio (anatasa) con tamaño promedio de partículas < 8 nm y área superficial específica de 160 +/- 30 qm/g, producidas por un proceso hidrosintético y 12.5 partes en peso de un hidrosol de sílice aniónico (contenido de sólidos 30%; puede obtenerse Levasil a través de H.C. Starck), con 0.4 partes en peso de un alcohol de ácido graso etoxilado (Genapol X80) hasta 100 partes en peso con agua desionizada y se revistieron en una capa delgada con material para forro de guantes sobre la lámina que tenía la capa de Si02 y cuya temperatura era de 50°C, como en 2.1.1 A). Después del secado con aire y el secado, la lámina con capa promotora de adhesión y capa esparcidora de agua puede revestirse inmediatamente con la capa protectora soluble en agua.

B) El procedimiento es como en A), pero sólo se usan 25 partes de la dispersión acuosa al 0.8 por ciento de dióxido de titanio y se forman hasta 100 partes con agua.

Los resultados de las pruebas de desempeño en las láminas así revestidas se incluyen a continuación en una etapa posterior. 2.1.2.2 Con forma de rutilo/anatasa de dióxido de titanio A) Se forman 50 partes en peso de una dispersión acuosa al 0.8 por ciento de a) 75 partes de dióxido de titanio (anatasa) con tamaño promedio de partículas < 8 nm y área superficial específica de 160 +/- 30 m /g, producidas por un proceso hidrosintético y b) 25 partes de dióxido de titanio (rutilo) con tamaño promedio de partículas < 10 nm producidas por un proceso basado en soluciones de Q.H. Zhang, L. Gao y J. . Guo, NanoStructured Materials, Vol. 1 1, No. 8, páginas 1293-1300, 1999, PREPARATION AND CHARACTERIZATION OF NANOSIZED Ti02 POWDERS FROM AQUEOUS TÍC14 SOLUTION y 12.5 partes en peso de un hidrosol de sílice aniónico (contenido de sólidos 30%; puede obtenerse Levasil a través de H.C. Starck), con 0.4 partes en peso de un alcohol de ácido graso etoxilado (Genapol X80) hasta 100 partes en peso con agua desionizada y se revisten en una capa delgada con material para forro de guantes sobre la lámina de 2.1.1 A) que tiene la capa de Si02 y cuya temperatura es de 50°C. Después del secado con aire y el secado, la lámina con capa promotora de adhesión y capa esparcidora de agua puede revestirse inmediatamente con la capa protectora soluble en agua.

Después de que las láminas como en 2.1.2.2 A y B habían sido revestidas con la capa protectora soluble en agua como en 2.1.3, exhibieron buenas actividades fotocatalíticas, es decir, crecimiento de algas marcadamente reducido. Después del desgaste artificial en un Xenotest durante 700 horas, sólo se observó un enturbiamiento muy ligero de la lámina, es decir, daño leve por la descomposición fotocatalítica. 2.1.3 Producción de la capa protectora soluble en agua (opcional) Una solución de un polímero soluble en agua puede aplicarse en una capa delgada como la cuarta capa con el fin de reducir la adhesión de una película de laminación en el revestimiento. Los polímeros adecuados son: dextrinas, éteres de celulosa, poli(met)acrilatos de sodio, alcohol de polivinilo, gelatina, o almidón parcialmente acetilado. Después de la aplicación del polímero soluble en agua, la lámina revestida puede laminarse para una película protectora disponible en el mercado. 2.2 Ejemplos comparativos 2.2.1 Ejemplo comparativo sin capa fotocatalítica El procedimiento es como se describe en 2.1 , pero el tercer revestimiento (revestimiento fotocatalítico) es omitido. 2.2.2 Ejemplo comparativo con partículas grandes de dióxido de titanio en la capa fotocatalítica A) El procedimiento es como en 2.1 , pero, en lugar de la dispersión acuosa de dióxido de titanio descrita en 2.1.2, se usa una composición hecha de 2.67 partes de una dispersión de dióxido de titanio al 30 por ciento, con tamaño promedio de partículas primarias de 14 nm y 47.33 partes de agua desionizada.

B) El procedimiento es como en 2.2.2 A), pero sólo se usan 1.33 partes de la dispersión de dióxido de titanio y se forman hasta 100 partes con agua. 2.2.3 Ejemplo comparativo con partículas grandes de dióxido de titanio en la capa fotocatalítica A) El procedimiento es como en 2.2.2 A), pero, en lugar de la dispersión de dióxido de titanio mencionada, se usa una dispersión de dióxido de titanio diferente, con tamaño promedio de partículas primarias de 21 nm.

B) El procedimiento es como en 2.2.3 A), pero sólo se usan 1.33 partes de la dispersión de dióxido de titanio y se forman hasta 100 partes con agua. 2.2.4 Ejemplo comparativo con una combinación de partículas grandes y pequeñas de dióxido de titanio en la capa fotocatalítica A) El procedimiento es como se describe en 2.2.2 A), pero se usa una combinación, hecha de una dispersión de dióxido de titanio con tamaño total < 100 nm (VP disp. W 2730 X, anatasa:rutilo = 85:15; producida por Evonik-Degussa GmbH) con dióxido de titanio (rutilo) con tamaño promedio de partículas < 10 nm producida por un proceso basado en solventes de Q.H. Zhang, L. Gao y J.K. Guo, NanoStructured Materials, Vol. 11 , No. 8, páginas 1293-1300, 1999, PREPARATION AND CHARACTERIZATION OF NANOSIZED Ti02 POWDERS FROM AQUEOUS TiC14 SOLUTION, donde la proporción en peso de las partículas grandes a las partículas pequeñas es de 25 :75.

B) El procedimiento es como en 2.2.4 A), pero sólo se usan 1.33 partes de la dispersión de dióxido de titanio y se forman hasta 100 partes con agua.

Los ejemplos comparativos 2.2.4 A y B exhibieron un enturbiamiento severo (bruma > 20) en la prueba de desempeño después del desgaste artificial en un Xenotest durante 700 horas, indicando degradación severa por la descomposición fotocatalítica.

Con el fin de medir el efecto debido únicamente a la capa fotocatalítica, se removió la capa soluble en agua de 2.1.3 y se realizó la prueba para la acción inhibidora del crecimiento mediante el método descrito para la "Determinación de la resistencia de los materiales de revestimiento a la infestación con algas". La prueba de desgaste se realizó de conformidad con DIN EN ISO 4892 en un Xenotest con ciclos húmedos y secos.

Prueba de Desvanecimiento de Color Se probó la degradación del tinte (azul de metileno) sobre (en) superficies porosas para proporcionar un estimado de la actividad fotocatalítica. Para esto, se colocó un anillo de vidrio con sello en la superficie y se humedeció con 5 mi de la solución de azul de metileno (6 mg/L). El tinte penetra a la superficie porosa. El exceso es removido y la tintura restante es irradiada con luz UV/A. Los resultados para la decoloración del tinte son determinados visualmente, "0" aquí correspondiendo a ninguna decoloración y "4" aquí correspondiendo a decoloración completa.

Los resultados de prueba fueron como se indica a continuación.

Resultados Tabla La acción fotocatalítica es mensurable en todos los especímenes con dióxido de titanio, pero en los ejemplos comparativos, el revestimiento desarrolla grietas y se vuelve turbio. En el ejemplo comparativo sin fotocatalizador, el crecimiento de algas no es efectivamente inhibido.

Efectividad para contrarrestar el crecimiento bacteriano: La efectividad para contrarrestar las bacterias se determinó de conformidad con ISO 27447, Cerámica fina (cerámica avanzada, cerámica técnica avanzada) - Método de prueba para la actividad antibacteriana de materiales fotocatalíticos semiconductores (Primera Edición 2009-06-01).

En el desgaste al aire abierto, el crecimiento de algas suele ser precedido por la colonización primaria de bacterias las cuales sirven como sustrato que promueve el crecimiento de las algas. Por lo tanto, el diseño de la capa fotocatalítica es tal que también puede inhibir el crecimiento de las bacterias. Las bacterias usadas en los experimentos fueron Pseudomonas aeruginosa, cepa número: ATCC 15442. Se proporciona la evidencia aquí con los siguientes ejemplos:

Claims

Reivindicaciones

1. Un material de plástico revestido parecido a una lámina con tendencia reducida a la colonización de algas que consta de: a) Como base, un sustrato termoplástico y b) Sobre la base, un revestimiento fotocatalíticamente activo que consta de: Una capa esparcidora de agua que involucra: ya sea una capa promotora de adhesión e hidrosol bl+2), que consta de un promotor de adhesión y un coloide hidrosol, o una capa de coloide hidrosol b2) dispuesta en una capa promotora de adhesión bl) aplicada en el sustrato a) y una capa fotocatalíticamente activa b3) dispuesta en la capa esparcidora de agua bl+2) o b2), donde b3) puede obtenerse a través de la aplicación y el secado de una mezcla que consta, basándose en el contenido de sólidos de la mezcla en porcentaje en peso b31) de 1 a 25% de dióxido de titanio y b32) de 75 a 99% de dióxido de silicio y/o de un óxido metálico que no sea soluble en agua o de un dióxido de silicio u óxido metálico amónicamente modificado; donde el dióxido de titanio es de partículas con un tamaño promedio de partículas primarias más pequeño que 10 nm.

2. El material de plástico de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizado en que la capa promotora de adhesión bl) puede obtenerse a través de la aplicación y el secado de un material de polímero orgánico que no es soluble en agua y que en esencia no puede hincharse en el agua y que es soluble en solventes orgánicos y contiene grupos polares; y la capa esparcidora de agua b2) puede obtenerse a través de la aplicación y el secado de un coloide hidrosol inorgánico; o en que la capa promotora de adhesión e hidrosol bl+2) puede obtenerse aplicando, al sustrato a), un coloide hidrosol inorgánico mezclado con un promotor de adhesión que de preferencia es una dispersión acuosa de acrilato de PU curable con radiación y secando o curando dicho hidrosol.

3. El material de plástico de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizado en que la proporción de la forma de rutilo en el dióxido de titanio es como máximo de 50% en peso.

4. El material de plástico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado en que las capas b2), bl+2) y b32) contienen dióxido de silicio con las mismas propiedades.

5. El material de plástico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado en que el espesor de la capa promotora de adhesión bl) está en la gama de 0.01 a 2 µ??; el espesor de la capa esparcidora de agua b2) está en la gama de 0.01 a 2 µ??; y el espesor de la capa fotocatalíticamente activa b3) está en la gama de 0.01 a 1 µ? ; donde el espesor total de las capas b2) y b3) no es mayor que 2 µ??, o en que el espesor de la capa promotora de adhesión e hidrosol bl+2) está en la gama de 1 a 50 µ??; y el espesor de la capa fotocatalíticamente activa b3) está en la gama de 0.01 a 1.0 µp?; donde el espesor total de las capas bl+2) y b3) no es mayor que 51 µp?.

6. El material de plástico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado en que la proporción de los espesores b3):b2) está en la gama de 0.05 a 0.5.

7. El material de plástico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado en que la capa fotocatalíticamente activa b3) tiene un revestimiento soluble en agua b4) adicional y una película protectora b5) que se adhiere a él de modo que puede desprenderse.

8. Un proceso para la producción en línea de un material de plástico parecido a una lámina con tendencia reducida a la colonización por algas en al menos una superficie, constando de la extrusión y el revestimiento en línea de un sustrato termoplástico, donde, en sucesión, A) un sustrato termoplástico es extruido como base; y después B) sobre una superficie de la base extruida, cuya temperatura es de 40° a 70°C, se aplica una solución de un material de polímero orgánico que no es soluble en agua y que en esencia no puede hincharse en el agua y que es soluble en solventes orgánicos y contiene grupos polares y se seca; C) sobre la capa seca B), cuya temperatura es de 40° a 70°C, se aplica una solución acuosa de un coloide hidrosol inorgánico y se seca hasta que el contenido de humedad residual es menor que uno por ciento en peso de agua; o Bl+2), sobre una superficie de la base extruida, cuya temperatura es de 40° a 70°C, se aplica una mezcla de un promotor de adhesión y de un coloide hidrosol inorgánico y se seca y/o endurece, caracterizado en que D) sobre la capa del paso C) o Bl+2), cuya temperatura es de 40° a 70°C y cada uno de los cuales contiene opcionalmente humedad residual, se aplica una solución acuosa de una mezcla que contiene, basándose en el contenido de sólidos de la mezcla en porcentaje en peso, de 1 a 25% de dióxido de titanio y de 75 a 99% de dióxido de silicio y/o de un óxido metálico que no es soluble en agua, o de un dióxido de silicio u óxido metálico amónicamente modificado, y se seca; donde el dióxido de titanio está en forma de partículas y su tamaño promedio de partículas primarias es más pequeño que 10 nm.

9. El proceso de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado en que la proporción de la forma de rutilo en el dióxido de titanio es como máximo de 50% en peso.

10. El proceso de acuerdo con la reivindicación 8 o 9, caracterizado en que la capa aplicada en el paso B) o Bl+2) es aplicada y secada dentro de 30 a 120 segundos.

1 1. El proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, caracterizado en que los pasos C) y, respectivamente, Bl+2) y D) se llevan a cabo dentro de un total de 30 a 180 segundos.

12. El proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 8 a 11 , caracterizado en que el paso D) es seguido por un paso E) adicional en donde se aplica un revestimiento soluble en agua y también una película protectora desprendible que se adhiere ahí.

13. El uso del material de plástico de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 7 o que puede obtenerse de acuerdo con las reivindicaciones 8 a 12 como material para techado y/o material de vidriado.

14. El uso de acuerdo con la reivindicación 13 en áreas con condiciones de humedad.

15. El uso de acuerdo con la reivindicación 13 o 14 con tendencia inicial reducida a la colonización por algas y/o crecimiento bacteriano inicial reducido.