WO2011064323A1 - Verfahren zur herstellung von polymerhaltigen beschichtungen - Google Patents

Verfahren zur herstellung von polymerhaltigen beschichtungen Download PDF

Info

Publication number
WO2011064323A1
WO2011064323A1 PCT/EP2010/068273 EP2010068273W WO2011064323A1 WO 2011064323 A1 WO2011064323 A1 WO 2011064323A1 EP 2010068273 W EP2010068273 W EP 2010068273W WO 2011064323 A1 WO2011064323 A1 WO 2011064323A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
polymer
ion source
carbonate
calcium
containing coating
Prior art date
Application number
PCT/EP2010/068273
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Sabrina Montero Pancera
Robert Wengeler
Original Assignee
Basf Se
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Basf Se filed Critical Basf Se
Priority to US13/512,173 priority Critical patent/US9011979B2/en
Priority to JP2012540440A priority patent/JP5748763B2/ja
Priority to EP10793184A priority patent/EP2504399A1/de
Priority to CN201080053675.2A priority patent/CN102630245B/zh
Publication of WO2011064323A1 publication Critical patent/WO2011064323A1/de

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/16—Antifouling paints; Underwater paints
    • C09D5/1606—Antifouling paints; Underwater paints characterised by the anti-fouling agent
    • C09D5/1612—Non-macromolecular compounds
    • C09D5/1618—Non-macromolecular compounds inorganic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D3/00—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
    • B05D3/02—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by baking
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F11/00—Compounds of calcium, strontium, or barium
    • C01F11/18—Carbonates
    • C01F11/181—Preparation of calcium carbonate by carbonation of aqueous solutions and characterised by control of the carbonation conditions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F11/00—Compounds of calcium, strontium, or barium
    • C01F11/18—Carbonates
    • C01F11/182—Preparation of calcium carbonate by carbonation of aqueous solutions and characterised by an additive other than CaCO3-seeds
    • C01F11/183—Preparation of calcium carbonate by carbonation of aqueous solutions and characterised by an additive other than CaCO3-seeds the additive being an organic compound
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/14—Paints containing biocides, e.g. fungicides, insecticides or pesticides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/36—Pearl essence, e.g. coatings containing platelet-like pigments for pearl lustre
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/20—Diluents or solvents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/60—Additives non-macromolecular
    • C09D7/61—Additives non-macromolecular inorganic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/66—Additives characterised by particle size
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/66—Additives characterised by particle size
    • C09D7/67—Particle size smaller than 100 nm
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/66—Additives characterised by particle size
    • C09D7/68—Particle size between 100-1000 nm
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/66—Additives characterised by particle size
    • C09D7/69—Particle size larger than 1000 nm
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/02—Processes for applying liquids or other fluent materials performed by spraying
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • C01P2004/62—Submicrometer sized, i.e. from 0.1-1 micrometer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/24—Acids; Salts thereof
    • C08K3/26—Carbonates; Bicarbonates

Definitions

  • nano-coating refers to the deposition of particles on the nanometer scale on surfaces, for example as spray or sputter coatings.
  • Sputtering usually refers to the splitting of a liquid into very fine droplets as an aerosol (mist) in a gas (usually air).
  • the aerosol can either consist of drops, which all have the same diameter - monodisperse spray - or different sized drops, in this case one speaks of a polydisperse spray.
  • the atomizer-induced mean drop size is crucial for the production of a nano-coating. In principle, it is possible to coat all types of surfaces, such as, for example, metals, glass, textiles, plastics and minerals.
  • the in-situ precipitation of the crystalline calcium carbonate takes place directly on the surface.
  • in-situ precipitation does not mean a precipitation process which comprises a dipping process or a membrane process.
  • the calcium ion source calcium salts such as calcium chloride, calcium fluoride, calcium bromide, calcium iodide, calcium sulfate, calcium sulfide, calcium hydroxide, particularly preferred is calcium chloride.
  • other calcium ion sources known to those skilled in the art may also be used.
  • the concentration of calcium ions in the respective calcium ion source may be 0.01 to 4.0 mol / L.
  • the concentration of calcium ions in the respective calcium ion source is 0.1 to 1.0 mol / L.
  • the concentration of carbonate ions in the respective carbonate ion source may be 0.01 to 4.0 mol / L.
  • the concentration of carbonate ions in the particular carbonate ion source is preferably from 0.1 to 1.0 mol / L.
  • the calcium ion source and / or the carbonate ion source independently contain at least one solvent.
  • This solvent is preferably water or an alcohol, more preferably water.
  • the precipitated by the inventive method in-situ calcium carbonate preferably has a crystal size of less than 10 ⁇ , in particular of less than 1 ⁇ .
  • crystal sizes smaller than 1 ⁇ m can be obtained.
  • the production of a nano-coating is possible.
  • the ratio of calcium ions to carbonate ions may be from 10: 1 to 1:10, and the ratio of calcium ions to carbonate ion to polymer may be from 1: 1 to 100: 1.
  • the ratio of calcium ions to carbonate ions to polymer is 10: 10: 1.
  • the ratio between the polymer and in situ precipitated calcium carbonate can be used to control the properties of the polymer-containing coating according to the invention on the surface.
  • polymer-containing coatings are formed which contain in-situ precipitated calcium carbonate having an aragonite structure.
  • adhesion promoters are known to the person skilled in the art.
  • the steps a) to c) run cyclically and / or the steps a) and b) are interchangeable in the order.
  • the application of the calcium ion source and / or the carbonate ion source may preferably be carried out from a solution by sputtering simultaneously or sequentially.
  • a multilayer, at least two-layer, polymer-containing coating is obtained, which has a repetitive, organized structure, wherein the structure and / or morphology of the coating does not change over the height, but remains the same in the individual layers or at least (strongly) looks similar.
  • a very durable, durable and durable polymer-containing coating can be produced by a unique, cyclically switched process.
  • this embodiment is carried out as a spraying process.
  • further active substances such as antimicrobial substances.
  • a further subject of the present invention comprises the polymer-containing coating, which can be produced by the process according to the invention, and / or surfaces which are coated with a polymer-containing coating which can be prepared by the process according to the invention and can have an antibacterial effect.
  • Spray coating spraying the slide (glass slide for microscopy) with two educt solutions which reacted to CaC0 3 directly on the surface of the slide.
  • Solution 1 Aqueous Na 2 C0 3 solution with polyacrylic acid (Sokalan PA 30,
  • the coating is subjected to SEM images and atomic force microscopic examinations. These result in roughness (measurements on three different samples - a) to c) - intermittent contact mode, 8 ⁇ ⁇ 8 ⁇ , determination of root mean square roughness Rq and Waviness Wq)
  • d_medium sample 2 150 nm ⁇ 12 nm

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von polymerhaltigen Beschichtungen für Oberflächen durch in-situ Fällung von Kalziumcarbonat. Weiterhin richtet sich die Erfindung auf die polymerhaltige Beschichtung als solche sowie Oberflächen, auf die solche polymerhaltigen Beschichtungen aufgebracht sind. Vorzugsweise weisen die polymerhaltigen Beschichtungen antibakterielle Wirkung auf.

Description

Verfahren zur Herstellung von polymerhaltigen Beschichtungen Beschreibung Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von polymerhaltigen Beschichtungen für Oberflächen durch in-situ Fällung von Kalziumcarbonat. Weiterhin richtet sich die Erfindung auf die polymerhaltige Beschichtung als solche sowie auf Oberflächen, auf die solche polymerhaltigen Beschichtungen aufgebracht sind. Vorzugsweise weisen die polymerhaltigen Beschichtungen antibakterielle Wirkung auf.
Unter Beschichtungen versteht man generell eine (in der Regel) fest haftende Schicht einer Substanz, die sich der Form einer Oberfläche anpasst. Beschichtungen sind wichtig für eine Vielzahl von Verwendungen wie beispielsweise in der Medizin, im Werkstoffbereich oder auch der Schifffahrt.
Zu den neueren Arten von Beschichtungen zählt die so genannte Nanobeschichtung, die das Aufbringen von Partikeln im Nanometerbereich auf Oberflächen bezeichnet, beispielsweise als Sprüh- bzw. Zerstäubungsbeschichtungen. Unter Zerstäuben versteht man üblicherweise das Zerteilen einer Flüssigkeit in feinste Tröpfchen als Aerosol (Nebel) in einem Gas (üblicherweise Luft). Das Aerosol kann entweder aus Tropfen bestehen, welche alle denselben Durchmesser aufweisen - monodisperses Spray - oder verschieden große Tropfen beinhalten, in diesem Fall spricht man von einem polydispersen Spray. Die vom Zerstäuber induzierte mittlere Tropfengröße ist maßgeblich für die Herstellung einer Nanobeschichtung. Beschichtbar sind prinzipiell alle Arten von Oberflächen wie beispielsweise Metalle, Glas, Textilien, Kunststoffe und Mineralien. Einsetzbar ist eine Nanobeschichtung beispielsweise im Sanitärbereich, bei Implantaten, als Anti-Fingerprint-Beschichtung auf Bildschirmen, als selbstreinigende Hausfassade oder als Lackschutz für Autos. Da Beschichtungen meist auch die Aufgabe erfüllen müssen, eine Oberfläche vor einem Angriff durch Bakterien, Pilze oder Algen zu schützen und somit die Zersetzung der Oberfläche verhindert werden soll, steigt die Nachfrage an Beschichtungen mit fungizider, antibakterieller, algizider oder antimikrobieller Wirkung. Podsiadlo et al. (Langmuir 2005, 21 (25), 1 1915-1 1921 ) beschreibt die Herstellung eines Schicht-für-Schicht Aufbaus von perlmuttartigen Nanostrukturwerkstoffen mit anti- mikrobiellen Eigenschaften. Die Beschichtung umfasst polymere Komponenten wie Polydiallyl-dimethylammoniumchlorid, Polyacrylsäure, modifiziertem
Natriummontmorillonit und Natriumcloisit als Hilfsstoffe. Die Beschichtung wird mittels eines wiederholten Tauchverfahrens hergestellt. Die antibakterielle Wirkung der Be- schichtung wird durch den Zusatz von Silber-Nanopartikeln bewirkt.
In US 2007/0254141 werden Dünnschichten beschrieben, die Nanostruktur aufweisen. Die Synthese wird über eine konzertierte Dampf-Diffussions-Sol-Gel-Methode durchgeführt, die spontan bei Raumtemperatur stattfindet und ein geordnetes Halbleitermaterial wie Bariumtitanat mit hoher Reinheit ohne Verwendung organischer, biologischer oder biochemischer Template ergibt. Die erhaltenen Materialien sind Halbleiter-, Photoleiter- , Photoelektro-, Elektrooptische- oder Batteriematerialien. Die Synthesestrategie ba- siert auf einer biologisch inspirierten Tieftemperaturmethode, die die hydrolytische Katalyse von molekularen Vorläufern in enger Verbindung mit dem Wachsen des Halbleitermaterials ausführt. Durch Temperaturvariation können unterschiedliche Nanopartikelgrößen und -strukturen erhalten werden. In US 2008/0273206 wird ein Verfahren zur biomimetischen Mineralisierung von Kalziumphosphat beschrieben. In dem Verfahren wird die Bildung eines synthetischen Mineralisierungskomplexes erläutert, das heißt es wird in-situ eine Kalziumphosphatmineralablagerung erzeugt, und es werden Studien hinsichtlich seines Wachstums und seiner Kinetik beschrieben. Die gewonnenen Erkenntnisse sollen als Hilfestellung für die Entwicklung von Medikamenten gegen Osteoarthritis und/oder Aterosklerose dienen.
In EP-A 1835053 wird ein Prozess zur Herstellung von umweltverträglichen Biomineralien wie Perlmutt beschreiben, die einen organisierten Kristallaufbau besitzen. Bei dem Herstellungsverfahren mittels Membrantauchverfahren wird in vitro biogenes Kalzium- carbonat in kristalliner Form auf einer organischen Matrix mithilfe einer speziellen Kristallisationsmembran erzeugt.
Nachteilig an den bisherigen Verfahren ist, dass sie nicht für eine großflächige Be- schichtung anwendbar sind, da Beschichtungsverfahren üblicherweise als Tauchver- fahren durchgeführt werden. Weiterhin erfordern sie aufwendige Apparaturen oder zusätzliche Energie für Temperaturerniedrigungen bzw. Temperaturerhöhungen sowie einen erheblichen Zeitaufwand. Darüber hinaus enthalten antibakteriell wirkende Be- schichtungen, die gemäß dem Stand der Technik hergestellt werden, meist zusätzlich Silber oder andere Schwermetalle, die die Umwelt belasten oder gar toxisch sind.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem in möglichst geringem Zeit- und Kostenaufwand das nachhaltige Beschichten von Oberflächen im großtechnischen sowie großflächigen Maßstab ermöglicht wird, wobei die hergestellte polymerhaltige Beschichtung vorzugsweise antibakteriell wirksam sein soll. Die Aufgabe wird gelöst durch die Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung von polymerhaltigen Beschichtungen für Oberflächen, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Polymer und durch in-situ Fällung gebildetes kristallines Kalziumcarbonat auf einer Oberfläche aufgebracht werden, wobei als Edukte für das kristalline Kalzium- carbonat mindestens eine Kalziumionenquelle und mindestens eine Carbonationenquelle eingesetzt werden.
Vorzugsweise werden durch das erfindungsgemäße Verfahren antibakteriell wirkende polymerhaltige Beschichtungen hergestellt. Im speziellen handelt es sich um eine anti- bakteriell wirkende, polymerhaltige Beschichtung mit bakterizider Wirkung. Unter einem antibakteriell wirkenden Mittel (Beschichtung) versteht der Fachmann ein Mittel, das Bakterien zumindest teilweise oder vollständig abtötet oder eliminiert bzw. das Wachstum und die Vermehrung der Bakterien verhindert. Unter einem Mittel mit bakterizider Wirkung versteht der Fachmann ein Mittel, das Bakterien abtötet.
Als Edukte für das kristalline Kalziumcarbonat werden erfindungsgemäß mindestens eine Kalziumionenquelle und mindestens eine Carbonationenquelle verwendet. Vorzugsweise wird eine Kalziumionenquelle und eine Carbonationenquelle verwendet. Durch Reaktion der in der Kalziumionenquelle enthaltenen Kalziumionen mit den in der Carbonationenquelle enthaltenen Carbonationen wird Kalziumcarbonat erzeugt. Um eine in-situ Fällung von kristallinem Kalziumcarbonat zu ermöglichen, werden die Kalziumionenquelle und die Carbonationenquelle erfindungsgemäß zunächst räumlich getrennt voneinander bereit gestellt. Die Kalziumionenquelle und die Carbonationenquelle werden nach dem Fachmann bekannten Methoden zur in-situ Fällung von kristallinem Kalziumcarbonat vereint. Die in-situ Fällung erfolgt vorzugsweise direkt auf der (zu beschichtenden) Oberfläche oder in unmittelbarer Nähe der Oberfläche, beispielsweise in einem Abstand von maximal 1 Meter.
Besonders bevorzugt erfolgt die in-situ Fällung in einem Abstand von kleiner als 20 cm zur Oberfläche. Vorzugsweise werden hierfür die Kalziumionenquelle und die Carbonationenquelle räumlich getrennt voneinander, aber zeitgleich, einem Sprühverfahren, insbesondere einem Zerstäubungsverfahren, unterzogen. Durch Zusammenstoß und Koaleszenz der beispielsweise in einem Sprühverfahren erzeugten Edukttröpfchen kann somit kristallines Kalziumcarbonat durch in-situ Fällung gebildet werden. Der Zusammenstoß kann direkt auf der zu beschichtenden Oberfläche erfolgen oder aber auch im Raum zwischen Oberfläche und Zerstäuber, wobei das in-situ gebildete (gefällte) kristalline Kalziumcarbonat sich auf der Oberfläche anlagert. Besonders bevorzugt erfolgt die in-situ Fällung des kristallinen Kalziumcarbonats direkt auf der Oberfläche. Unter in-situ Fällung wird im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens jedoch kein Fällungsprozess verstanden, der ein Tauchverfahren oder ein Membranverfahren um- fasst. Als Kalziumionenquelle können Kalziumsalze verwendet werden wie Kalziumchlorid, Kalziumfluorid, Kalziumbromid, Kalziumiodid, Kalziumsulfat, Kalziumsulfid, Kalziumhydroxid, insbesondere bevorzugt ist Kalziumchlorid. Gegebenenfalls können auch andere, dem Fachmann bekannte Kalziumionenquellen verwendet werden. Als Carbonationenquelle können Alkalimetallcarbonate wie Lithiumcarbonat, Natrium- carbonat, Natriumhydrogencarbonat, Kaliumcarbonat, Rubidiumcarbonat und Cäsiumcarbonat verwendet werden, wobei insbesondere die Verwendung von Natri- umcarbonat bevorzugt ist. Gegebenenfalls können auch andere, dem Fachmann bekannte Carbonationenquellen verwendet werden.
Die Konzentration an Kalziumionen in der jeweiligen Kalziumionenquelle kann 0,01 bis 4,0 Mol/L betragen. Vorzugsweise beträgt die Konzentration an Kalziumionen in der jeweiligen Kalziumionenquelle 0,1 bis 1 ,0 Mol/L. Die Konzentration an Carbonationen in der jeweiligen Carbonationenquelle kann 0,01 bis 4,0 Mol/L betragen. Bevorzugt beträgt die Konzentration an Carbonationen in der jeweiligen Carbonationenquelle 0,1 bis 1 ,0 Mol/L.
Vorzugsweise enthalten die Kalziumionenquelle und/oder die Carbonationenquelle unabhängig voneinander mindestens ein Lösungsmittel. Dieses Lösungsmittel ist bevorzugt Wasser oder ein Alkohol, besonders bevorzugt Wasser.
Erfindungsgemäß wird mindestens ein Polymer auf die zu beschichtende Oberfläche aufgebracht, vorzugsweise wird ein Polymer eingesetzt. Das Aufbringen des Polymers erfolgt nach den dem Fachmann bekannten Methoden, beispielsweise durch ein Sprühverfahren, insbesondere ein Zerstäubungsverfahren. Das Polymer kann räumlich und/oder zeitlich getrennt oder gemeinsam mit dem durch in-situ Fällung gebildeten Kalziumcarbonat auf die Oberfläche aufgebracht werden. Vorzugsweise wird das Auftragen von Polymer und in-situ gefälltem Kalziumcarbonat gemeinsam durchgeführt. Beispielsweise kann das Polymer mit der Kalziumionenquelle und/oder der Carbonationenquelle vor dem Aufbringen teilweise oder vollständig vereinigt, beispielsweise vermischt, werden. Gegebenenfalls kann das Polymer aber auch teilweise oder vollständig räumlich getrennt von der Kalziumionenquelle und/oder der Carbonationenquelle bereitgestellt werden Als Polymere können prinzipiell alle dem Fachmann bekannten Polymere eingesetzt werden. Vorzugsweise werden Polymere eingesetzt, die ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Polyglycidolen, Polyglycidolderivaten, Polyglycerolen, Polyglycerolderivaten, linearen oder modifizierten Polyacrylsäuren, Copolymeren aus Maleinsäure und Acrylsäure, Polyalkylaminen, Polyalkenylaminen, quartären Ammoniumpolymeren, hyperverzwiegten Polyestern und Block-Co-Polymeren.
Als Block-Co-Polymere werden die Kalziumcarbonatbildung steuernde Block-Co- Polymere eingesetzt, wie beispielsweise PEO-b-PMAA (Poly(ethylenoxid)-block- poly(methacrylsäure)). Außerdem können auch Proteine, die die Kalziumcarbonatbildung steuern, wie Lustrin, Perlucin, Ovocleidin oder Ansocalcin verwendet werden.
Das durch das erfindungsgemäße Verfahren in-situ gefällte Kalziumcarbonat weist vorzugsweise eine Kristallgröße von kleiner 10 μηη, insbesondere von kleiner 1 μηη auf. Insbesondere wenn die Lösung mit der Kalziumionenquelle und/oder der Carbonationenquelle durch ein Sprühverfahren auf einer Oberfläche zerstäubt wird, können Kristallgrößen von kleiner 1 μηη erhalten werden. Somit ist auch die Herstellung einer Nanobeschichtung möglich.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren kann das Verhältnis von Kalziumionen zu Carbonationen 10:1 bis 1 :10 betragen und das Verhältnis von Kalziumionen und Carbonationen zu Polymer kann 1 :1 bis 100:1 betragen. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beträgt das Verhältnis von Kalziumionen zu Carbonationen zu Polymer 10:10:1 . Durch das Verhältnis zwischen Polymer und in-situ gefälltem Kalziumcarbonat können die Eigenschaften der erfindungsgemäßen, polymerhaltigen Beschichtung auf der Oberfläche gesteuert werden. Dabei bilden sich vorzugsweise polymerhaltige Beschichtungen aus, die in-situ gefälltes Kalziumcarbonat enthalten, das eine Aragonit-Struktur aufweist.
Durch die Verwendung verschiedener Polymere, durch die Wahl des Verhältnisses zwischen Polymer und durch in-situ Fällung gebildetem Kalziumcarbonat kann in dem erfindungsgemäßen Verfahren vorteilhafterweise direkt die Kristallmorphologie von dem resultierenden kristallinen Kalziumcarbonat in der vorzugsweise antibakteriell wir- kenden, polymerhaltigen Beschichtung gesteuert werden. Somit kann das Kristallwachstum in räumlich begrenzten Bereichen gelenkt werden. Das Polymer beeinflusst bzw. begrenzt hier das Kristallwachstum. Je nachdem wie die Kristallmorphologie der polymerhaltigen Beschichtung gewählt ist, kann die polymerhaltige Beschichtung auf unterschiedliche Oberflächen und auf unterschiedliche Verwendungszwecke ange- passt werden. So ist eine optimale Abstimmung auf verschiedene Anwendungsberei- che, wie beispielsweise in der Medizin oder im Werkstoffbereich, Außen- oder Innenbereich, aber auch die gezielte Herstellung einer Nanobeschichtung möglich. Die erfindungsgemäße, vorzugsweise antibakteriell wirkende, polymerhaltige Beschichtung kann insbesondere für die Beschichtung von Schiffsrümpfen eingesetzt werden.
In dem erfindungsgemäßen Beschichtungsverfahren wird auf einer Oberfläche eine Beschichtung enthaltend mindestens ein Polymer und kristallines Kalziumcarbonat bereitgestellt. Die Dicke der erfindungsgemäßen vorzugsweise antibakteriell wirkenden, polymerhaltigen Beschichtungen kann je nach Anwendungsbereich zwischen 0,1 bis 100 μηη liegen.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird mindestens ein Polymer und durch in-situ Fällung gebildetes kristallines Kalziumcarbonat auf einer Oberfläche aufgebracht, indem die Edukte und/oder das Polymer aufgesprüht werden, wobei als Edukte für das kristalline Kalziumcarbonat mindestens eine Kalziumionenquelle und mindestens eine Carbonationenquelle eingesetzt werden. Sofern das Aufbringen einer polymerhaltigen Beschichtung durch Aufsprühen der Edukte auf eine Oberfläche erfolgt, ist eine Anwendung des erfindungsgemäßen Be- schichtungsverfahrens im großtechnischen sowie großflächigen Maßstab besonders vorteilhaft, weil dadurch eine weitere Reduzierung des Zeit- und Kostenaufwands möglich ist.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer vorzugsweise antibakteriell wirkenden, polymerhaltigen Beschichtung können zusätzlich auch Haftvermittler eingesetzt werden. Beispiele für Haftvermittler sind dem Fachmann bekannt.
Das erfindungsgemäße Beschichtungsverfahren kann in einer Ausführungsform weiterhin mindestens einen der folgenden Schritte zusätzlich umfassen: a) Zerstäuben von mindestens einem Polymer, von mindestens einer Kalziumionenquelle und/oder von mindestens einer Carbonationenquelle, wobei mindestens ein Polymer gegebenenfalls in mindestens einer Kalziumionenquelle und/oder in mindestens einer Carbonationenquelle enthalten ist;
b) gegebenenfalls Aufbringen eines Haftvermittlers auf die Oberfläche oder c) Trocknung der polymerhaltigen Beschichtung, wobei gegebenenfalls die Schritte a) bis c) zyklisch ablaufen und/oder die Schritte a) und b) in der Reihenfolge vertauschbar sind. Das Aufbringen der Kalziumionenquelle und/oder der Carbonationenquelle kann vorzugsweise aus einer Lösung durch Zerstäuben simultan oder nacheinander erfolgen.
Beispielsweise kann die Herstellung einer vorzugsweise antibakteriell wirkenden, polymerhaltigen Beschichtung unter Verwendung eines Zerstäubers durchgeführt wer- den. Als Zerstäuber können beispielsweise Einstoffdruckzerstäuber, Zweistoffzerstäuber (wobei hierbei die Zerstäubung mit einem unter Druck stehenden Gas, wie Luft oder Stickstoff erfolgt) oder spezielle Ultraschall- oder Elektrostatikzerstäuber verwendet werden. Die Zerstäubung kann auch durch zwei oder mehrere getrennte Zerstäuber erfolgen oder durch eine Bauform, die die Zerstäubung von zwei Flüssigkeiten mit einem einzelnen Zerstäuber (beispielsweise eine Dreistoffdüse mit Treibluft) ermöglicht werden. Bevorzugt werden Druckzerstäuber oder Dreistoffdüsen eingesetzt. Die Zerstäubungstemperatur kann zwischen 20 °C und 200 °C betragen. Bevorzugt sind Temperaturen zwischen 20 °C und dem Siedepunkt des verwendeten Lösungsmittels.
Der das Verfahren gegebenenfalls abschließende Trocknungsvorgang der polymerhaltigen Beschichtung wird vorzugsweise bei Temperaturen zwischen 20 und 200 °C durchgeführt. Besonders bevorzugt sind Trocknungsverfahren, die bei niedrigen Temperaturen durchgeführt werden können.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann eine polymerhaltige Beschichtung mit einem Perlmutt- und/oder Lotuseffekt erzeugt werden. Diese Eigenschaft kann den Effekt aufweisen, dass eine schillernd-glänzende, ebene polymerhaltige Beschichtung und/oder eine wasser- und schmutzabweisende polymerhaltige Beschichtung erhalten werden kann. Die erfindungsgemäße polymerhaltige Beschichtung zeichnet sich ebenfalls durch eine hohe Kratzbeständigkeit aus. Eine besonders hohe Kratzbeständigkeit der polymerhaltigen Beschichtung kann erzielt werden, wenn das Beschichtungsverfahren über ein Sprühverfahren erfolgt. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird in einer Ausführungsform eine mehrschichtige, mindestens zweischichtige, polymerhaltige Beschichtung erhalten, die ei- nen sich wiederholenden, organisierten Aufbau aufweist, wobei sich die Struktur und/oder Morphologie der Beschichtung über der Höhe nicht ändert, sondern in den einzelnen Schichten gleich bleibt oder zumindest (stark) ähnlich aussieht. Auf diese Weise kann durch ein einmaliges, zyklisch geschaltetes Verfahren eine sehr haltbare, langlebige und beständige polymerhaltige Beschichtung hergestellt werden. Man spricht in diesem Falle auch von einer„semipermanenten Beschichtung" oder einem „self-renewable coating". Vorzugsweise wird diese Ausführungsform als Sprühverfahren durchgeführt. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es auch möglich, weitere Wirkstoffe, wie antimikrobielle Stoffe hinzuzufügen. Beispiel hierfür können Silber oder Zinnverbindungen sein, aber auch wirksame antimikrobielle Stoffe aus der Klasse der Fungizide, Algizide, Herbizide, Bakteriozide oder Virostatika. In dem erfindungsgemäßen Verfahren können zusätzlich auch weitere Zusatz- oder Effektstoffe eingesetzt werden. Beispiele hierfür können Stoffe ausgewählt aus der Gruppe der Färb- oder Pigmentstoffe, Fluoreszenzstoffe, Kolloidstoffe, Weichmacher, Stabilisatoren oder UV-Schutzmittel sein. Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine polymerhaltige Beschichtung, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herstellbar ist.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Oberfläche, auf die eine polymerhaltige Beschichtung herstellbar nach dem erfindungsgemäßen Verfahren auf- gebracht werden kann.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung umfasst die polymerhaltige Beschichtung, herstellbar nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, und/oder Oberflächen, die mit einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herstellbaren, polymerhaltigen Beschichtung beschichtet sind und eine antibakterielle Wirkung aufweisen können.
Erfindungsgemäß können prinzipiell alle Oberflächen wie beispielsweise Metalle, Glas, Textilien, Kunststoffe und Mineralien mit der erfindungsgemäßen, auf Kalziumcarbonat basierenden, vorzugsweise antibakteriell wirkenden, polymerhaltigen Beschichtung versehen werden.
Die erfindungsgemäß hergestellten, vorzugsweise antibakteriell wirkenden, polymerhaltigen Beschichtungen können beispielsweise Anwendung finden als Be- Schichtung von Schiffsrümpfen, Beschichtungen von Unterwassermessgeräten, Tauchsonden und Tauchkapseln, Bojen, Ölbohrplattformen, Beschichtung von Wind- krafträdern, Sendemasten, Gartenmöbeln, als Anstrich für Hausfassaden, Beschich- tungen von Gegenständen im Sanitärbereich, Implantaten oder medizinischen Mess- und Aufbewahrungsgegenständen.
Beispiele Beispiel 1 : Durch eine Schlauchpumpe (Ismatec) mit Pumpenkopf für zwei Schlauchleitungen wird eine Schlick Drei-Stoffdüse mit zwei unterschiedlichen Lösungen beschickt. Diese wird im Abstand von 10 cm zum vertikal angeordneten Objektträger (Glas) montiert.
Die allgemeine Herstellung Beschichtung umfasst drei Verfahrensschritte:
1 . Sprühbeschichtung: Besprühung des Objektträgers (Glasobjektträger für Mikroskopie) mit zwei Eduktlösungen, die zu CaC03 direkt auf der Oberfläche des Objektträgers reagierten.
2. Waschung in doppelt-destilliertem Wasser zur Entfernung von vorhandenen Natrium und Chlorid-Ionen sowie nicht-sorbierten Chemikalien.
3. Trocknung (bei Raumtemperatur mit Luft) oder Temperung (bei 120 - 300°C):
Luft strömt aus dem Druckluftnetz auf die Objektträger; die Temperung erfolgt im Trockenschrank.
Für die Darstellung der Beschichtung werden die Schritte 1 - 2 oder 1 - 3 mehrfach wiederholt. Beschichtungszeiten (Schritt 1 ) werden im Bereich 5 s - 60 min variiert, wobei der Fokus auf Zeiten zwischen 5 s und 60 s liegt.
Für die Darstellung der hybriden Dünnschichten werden Kalzium und Carbonat-Ionen getrennt voneinander vorgelegt. Folgende Eduktlösungen kommen zum Einsatz:
Lösung 1 : Wässrige Na2C03-Lösung mit Polyacrylsäure (Sokalan PA 30,
Mw=8000 g/mol),
Lösung 2: Wässrige CaCI2-Lösung mit Polyethylenimin (PEI) (Lupasol WF;
Mw=25000 g/mol.
Die Konzentration von Ca2+ und C03 2" wird im Bereich von 0,01 - 1 Mol/L variiert, wobei die Abriebstabilität bei Konzentrationen von 0,1 Mol/L erreicht wird. Das Verhältnis der Ionen Ca2+ : C03 2" : COO" wird auf 10 : 10 : 1 und 10 : 10 : 10 gewählt. Für das Polyethylenimin (PEI) wird eine Konzentration von 20 g/L gewählt.
Fingernagel-Probe Die Oberflächenbeschichtungen werden auf Abriebsfestigkeit getestet und bleibt auch in Wasser und Salz stabil. Beispiel 2:
Die Durchführung erfolgt analog zu Beispiel 1.
1 . Sprühbeschichtung: Sprühzeit 5 s. Lösung 1 : 0,1 Mol/L Na2C03 + 0,1 Mol/L COO". Lösung 2: 0,1 Mol/L CaCI2 + 20 g/L PEI.
2. Waschung: 30 s in Wasser.
Wiederholung von 1. und 2. zweimal. Trockenblasen für 300 s. Wiederholung von 1. und 2. Trockenblasen 300 s.
Die Beschichtung wird zur Auswertung REM-Aufnahmen und rasterkraftmikroskopi- schen Untersuchungen unterzogen. Diese ergeben Rauhigkeiten (Messungen an drei unterschiedlichen Proben - a) bis c) - intermittent contact mode, 8 μιη χ 8 μηη, Bestimmung von root mean Square Rauhigkeit Rq und Waviness Wq)
a) Rq = 13 nm ± 1 nm Wq = 83 nm ± 13 nm
b) Rq = 9 nm ± 1 nm Wq = 64 nm ± 10 nm
c) Rq = 16 nm ± 1 nm Wq = 61 nm ± 4 nm
und Kristallgrößen (Detailscan 1 μηη 1 μηη):
d_mittel Probe 1 = 190 nm ± 10 nm
d_mittel Probe 2 = 150 nm ± 12 nm
In einigen Randbereichen werden sehr viel feinere Kristalle mit sehr eng verteilter Partikelgröße gefunden (z.B. d_p = 67 nm ± 3 nm), die eine Selbstorganisation aufwei- sen. Die Filmdicke wird mit h = 3,43 ± 0,09 μηη bestimmt.
Beispiel 3:
Die Durchführung erfolgt analog zu Beispiel 1.
1 . Sprühbeschichtung: Sprühzeit 5 s. Lösung 1 : 0,1 Mol/L Na2C03 + 0,1 Mol/L COO". Lösung 2: 0,1 Mol/L CaCI2 + 20 g/L PEI.
2. Waschung: 30 s in Wasser.
3. Trocknung bei Umgebungstemperatur im Luftstrom (300 s).
Wiederholung von 1. bis 3. fünfmal.
Die Beschichtung wird zur Auswertung REM-Aufnahmen und rastermikroskopischen Untersuchungen unterzogen. Diese ergeben Rauhigkeiten (Messungen an drei unterschiedlichen Proben - a) bis c) - intermittent contact mode, 8 pm χ 8 μηη, Bestimmung von root mean Square Rauhigkeit Rq und Waviness Wq)
a) Rq = 26 nm ± 2 nm Wq = 1 1 1 nm ± 17 nm b) Rq = 17 nm ± 3 nm Wq = 107 nm ± 20 nm
c) Rq = 1 1 nm ± 1 nm Wq = 75 nm ± 13 nm
und Kristallgrößen (Detailscan 1 μηι χ 1 μηι):
d_mittel Probe 1 = 185 nm ± 1 1 nm
d_mittel Probe 2 = 152 nm ± 9 nm
In einigen Randbereichen werden sehr viel feinere Kristalle mit sehr eng verteilter Partikelgröße gefunden (z.B. d_p = 48 nm ± 1 nm), die eine Selbstorganisation aufweisen. Die Filmdicke wird mit h = 4,98 ± 0,17 μηη bestimmt. Beispiel 4:
Die Durchführung erfolgt analog zu Beispiel 1.
1 . Sprühbeschichtung: Sprühzeit 5 s. Lösung 1 : 0,1 Mol/L Na2C03 + 0,1 Mol/L COO". Lösung 2: 0,1 Mol/L CaCI2 + 20 g/L PEI.
2. Waschung: 30 s in Wasser.
3. Trocknung bei Umgebungstemperatur im Luftstrom (300 s).
Wiederholung von 1. bis 3. einmal. Die Beschichtung wird zur Auswertung REM-Aufnahmen und rastermikroskopischen Untersuchungen unterzogen. Diese ergeben Rauhigkeiten (Messungen an drei unterschiedlichen Proben - a) bis c) - intermittent contact mode, 8 pm χ 8 μηη, Bestimmung von root mean Square Rauhigkeit Rq und Waviness Wq)
a) Rq = 18 nm ± 1 nm Wq = 62 nm ± 10 nm
b) Rq = 22 nm ± 1 nm Wq = 68 nm ± 7 nm
c) Rq = 23 nm ± 4 nm Wq = 108 nm ± 17 nm
und Kristallgrößen (Detailscan 1 μηη 1 μηη):
d_m ittel Probe 1 = 153 nm ± 9 nm
In einigen Randbereichen werden sehr viel feinere Kristalle mit sehr eng verteilter Partikelgröße gefunden (z.B. d_p = 58 nm ± 3 nm). Die Filmdicke wird mit h = 1 ,55 ± 0,15 μηη bestimmt.
Die Beispiele zeigen, dass eine kratzfeste und ebene Beschichtung über das erfindungsgemäße Sprühverfahren möglich ist. Die Analysen zeigen, dass über das darge- stellte Verfahren nanoskalige Ca2C03-Kristallite erhalten werden und diese in eine Polymermatrix eingebettet sind.

Claims

Patentansprüche
Verfahren zur Herstellung von polymerhaltigen Beschichtungen für Oberflächen, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Polymer und durch in-situ Fällung gebildetes kristallines Kalziumcarbonat auf einer Oberfläche aufgebracht werden, wobei als Edukte für das kristalline Kalziumcarbonat mindestens eine Kalziumionenquelle und mindestens eine Carbonationenquelle eingesetzt werden.
Verfahren gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kalziumionenquelle und/oder die Carbonationenquelle mindestens ein Lösungsmittel enthalten, das bevorzugt Wasser oder ein Alkohol, besonders bevorzugt Wasser ist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das in situ gefällte, kristalline Kalziumcarbonat eine Kristallgröße von kleiner 10 μηη, insbesondere kleiner 1 μηη aufweist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die polymerhaltige Beschichtung eine antibakterielle Wirkung aufweist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer mindestens ein Polymer ist ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyglycidolen, Polyglycidolderivaten, Polyglycerolen,
Polyglycerolderivaten, linearen oder modifizierten Polyacrylsäuren, Copolymeren aus Maleinsäure und Acrylsäure, Polyalkylaminen, Polyalkenylaminen, quartären Ammoniumpolymeren, hyperverzwiegten Polyes- tern und Block-Co-Polymeren.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Konzentration an Kalziumionen in der Kalziumionenquelle 0,01 bis 4,0 Mol/L ist und/oder die Konzentration an Carbonationen in der Carbonationenquelle 0,01 bis 4,0 Mol/L ist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die in-situ Fällung des kristallinen Kalziumcarbonats direkt auf der Oberfläche erfolgt.
8. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der polymerhaltigen Beschichtung der Oberfläche das Verhältnis von Kalziumionen zu Carbonationen 10:1 bis 1 :10 beträgt und das Verhältnis von Kalziumionen und Carbonationen zu Polymer 1 :1 bis 1 :100 beträgt.
9. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Beschichtungsvorgang mindestens einen der folgenden Schritte zusätzlich umfasst: a) Zerstäuben von mindestens einem Polymer, von mindestens einer Kalziumionenquelle und/oder von mindestens einer Carbonationenquelle, wobei mindestens ein Polymer gegebenenfalls in mindestens einer Kalziumionenquelle und/oder in mindestens einer Carbonationenquelle enthalten ist;
b) gegebenenfalls Aufbringen eines Haftvermittlers auf die Oberfläche oder c) Trocknung der polymerhaltigen Beschichtung, wobei gegebenenfalls die Schritte a) bis c) zyklisch ablaufen und/oder die Schritte a) und b) in der Reihenfolge vertauschbar sind.
10. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 zur Herstellung von polymerhaltigen Beschichtungen für Oberflächen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Metallen, Glas, Textilien, Kunststoffen und Mineralien.
1 1 . Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die polymerhaltige Beschichtung einen Perlmutt- und/oder Lotuseffekt aufweist. 12. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der polymerhaltigen Beschichtung optional antimikrobielle Stoffe hinzugefügt werden.
13. Polymerhaltige Beschichtung herstellbar nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12.
14. Oberfläche, auf die eine polymerhaltige Beschichtung, herstellbar nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, aufgebracht ist.
15. Polymerhaltige Beschichtung gemäß Anspruch 13 oder Oberfläche gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die polymerhaltige Beschichtung eine antibakterielle Wirkung aufweist.
PCT/EP2010/068273 2009-11-27 2010-11-26 Verfahren zur herstellung von polymerhaltigen beschichtungen WO2011064323A1 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/512,173 US9011979B2 (en) 2009-11-27 2010-11-26 Process for producing polymer-containing coatings
JP2012540440A JP5748763B2 (ja) 2009-11-27 2010-11-26 ポリマー含有被覆の製造方法
EP10793184A EP2504399A1 (de) 2009-11-27 2010-11-26 Verfahren zur herstellung von polymerhaltigen beschichtungen
CN201080053675.2A CN102630245B (zh) 2009-11-27 2010-11-26 生产含聚合物涂层的方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP09177306.9 2009-11-27
EP09177306 2009-11-27

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2011064323A1 true WO2011064323A1 (de) 2011-06-03

Family

ID=43467432

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2010/068273 WO2011064323A1 (de) 2009-11-27 2010-11-26 Verfahren zur herstellung von polymerhaltigen beschichtungen

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9011979B2 (de)
EP (1) EP2504399A1 (de)
JP (1) JP5748763B2 (de)
KR (1) KR20120117760A (de)
CN (1) CN102630245B (de)
WO (1) WO2011064323A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102391742A (zh) * 2011-08-09 2012-03-28 刘福州 一种墙体壁纸水性涂料及其模具
US9096713B2 (en) 2009-06-30 2015-08-04 Basf Se Method for the phosphine-initialized production of hyperbranched polyols
US9184057B2 (en) 2011-03-18 2015-11-10 Basf Se Method for manufacturing integrated circuit devices, optical devices, micromachines and mechanical precision devices having patterned material layers with line-space dimensions of 50 nm and less

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101938648B1 (ko) 2012-10-23 2019-01-15 삼성전자주식회사 이미지 센서를 포함하는 모바일 기기, 이미지 센서의 구동 방법 및 모바일 기기의 구동 방법
US10308816B2 (en) * 2014-05-05 2019-06-04 Potters Industries, Llc Coatings for pelletized thermoplastic pavement marking compositions

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2583548A (en) * 1948-03-17 1952-01-29 Vanderbilt Co R T Production of pigmented cellulosic pulp
US4242318A (en) * 1977-07-11 1980-12-30 Solvay & Cie. Process for the preparation of aqueous suspensions containing at least 65% by weight of calcium carbonate
EP1835053A1 (de) 2006-03-17 2007-09-19 Universität Bremen Synthetische Perlmutter, Verfahren und Vorrichtung zu ihrer Herstellung
US20070254141A1 (en) 2004-10-18 2007-11-01 The Regents Of The University Of California Biologically inspired synthesis of thin films and materials
EP1916282A1 (de) * 2005-08-03 2008-04-30 Nippon Paint Marine Coatings Co., Ltd. Wasserbasislack und lackiertes stahlblech
US20080273206A1 (en) 2007-04-23 2008-11-06 University Of South Carolina Biomimetic Mineralization Method and System
US20090022995A1 (en) * 2007-07-16 2009-01-22 Graham Uschi Ursula M In-situ nanoparticle formation in polymer clearcoats
EP2075295A1 (de) * 2006-10-02 2009-07-01 Okutama Kogyo Co., Ltd. Beschichtungslösung und damit beschichtetes papier
US20090192252A1 (en) * 2008-01-30 2009-07-30 John Stration Photocatalytic coating compositions

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IL55280A (en) * 1978-08-04 1981-07-31 Mekoroth Water Co Ltd Method for calcite coating the inner surface of pipes
IL73198A (en) * 1984-10-09 1988-01-31 Technion Res & Dev Foundation Method for rapid controlled coating of the inner surfaces of pipes with a tenacious calcite lining
US4866106A (en) * 1988-02-08 1989-09-12 Waitomo Industrial Investments Ltd. Antifouling composition
JP3913821B2 (ja) * 1996-10-25 2007-05-09 丸尾カルシウム株式会社 粒子径が制御された立方体炭酸カルシウムの製造方法
AU1651101A (en) * 1999-12-06 2001-06-18 Maruo Calcium Company Limited Method for producing calcium carbonate in cubic form
JP4386061B2 (ja) * 2006-10-06 2009-12-16 株式会社豊田中央研究所 固形複合材料及びその製造方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2583548A (en) * 1948-03-17 1952-01-29 Vanderbilt Co R T Production of pigmented cellulosic pulp
US4242318A (en) * 1977-07-11 1980-12-30 Solvay & Cie. Process for the preparation of aqueous suspensions containing at least 65% by weight of calcium carbonate
US20070254141A1 (en) 2004-10-18 2007-11-01 The Regents Of The University Of California Biologically inspired synthesis of thin films and materials
EP1916282A1 (de) * 2005-08-03 2008-04-30 Nippon Paint Marine Coatings Co., Ltd. Wasserbasislack und lackiertes stahlblech
EP1835053A1 (de) 2006-03-17 2007-09-19 Universität Bremen Synthetische Perlmutter, Verfahren und Vorrichtung zu ihrer Herstellung
EP2075295A1 (de) * 2006-10-02 2009-07-01 Okutama Kogyo Co., Ltd. Beschichtungslösung und damit beschichtetes papier
US20080273206A1 (en) 2007-04-23 2008-11-06 University Of South Carolina Biomimetic Mineralization Method and System
US20090022995A1 (en) * 2007-07-16 2009-01-22 Graham Uschi Ursula M In-situ nanoparticle formation in polymer clearcoats
US20090192252A1 (en) * 2008-01-30 2009-07-30 John Stration Photocatalytic coating compositions

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PODSIADLO ET AL., LANGMUIR, vol. 21, no. 25, 2005, pages 11915 - 11921

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9096713B2 (en) 2009-06-30 2015-08-04 Basf Se Method for the phosphine-initialized production of hyperbranched polyols
US9184057B2 (en) 2011-03-18 2015-11-10 Basf Se Method for manufacturing integrated circuit devices, optical devices, micromachines and mechanical precision devices having patterned material layers with line-space dimensions of 50 nm and less
CN102391742A (zh) * 2011-08-09 2012-03-28 刘福州 一种墙体壁纸水性涂料及其模具

Also Published As

Publication number Publication date
CN102630245A (zh) 2012-08-08
EP2504399A1 (de) 2012-10-03
CN102630245B (zh) 2014-10-08
KR20120117760A (ko) 2012-10-24
JP2013512298A (ja) 2013-04-11
JP5748763B2 (ja) 2015-07-15
US20120263973A1 (en) 2012-10-18
US9011979B2 (en) 2015-04-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ulaeto et al. Developments in smart anticorrosive coatings with multifunctional characteristics
Firouzjaei et al. Exploiting synergetic effects of graphene oxide and a silver-based metal–organic framework to enhance antifouling and anti-biofouling properties of thin-film nanocomposite membranes
Liu et al. Constructing hierarchically hydrophilic/superhydrophobic ZIF-8 pattern on soy protein towards a biomimetic efficient water harvesting material
Thakur et al. Recent trends in the characterization and application progress of nano-modified coatings in corrosion mitigation of metals and alloys
CN103911050B (zh) 一种聚四氟乙烯涂料及其制备方法和应用
EP1283076B1 (de) Selbstreinigende Oberflächen durch hydrophobe Strukturen und Verfahren zu deren Herstellung
WO2011064323A1 (de) Verfahren zur herstellung von polymerhaltigen beschichtungen
Lakshmi et al. Fabrication of superhydrophobic sol–gel composite films using hydrophobically modified colloidal zinc hydroxide
Ren et al. Fouling-resistant behavior of silver nanoparticle-modified surfaces against the bioadhesion of microalgae
Ahmad et al. PES/PVP/TiO2 mixed matrix hollow fiber membrane with antifouling properties for humic acid removal
Milionis et al. Water-based scalable methods for self-cleaning antibacterial ZnO-nanostructured surfaces
Abrantes Leal et al. Zinc-layered hydroxide salt intercalated with molybdate anions as a new smart nanocontainer for active corrosion protection of carbon steel
EP2988794B1 (de) Verfahren zum herstellen eines dotierten mischoxids für einen verbundwerkstoff und verbundwerkstoff mit einem solchen mischoxid
Suyambulingam et al. Excellent floating and load bearing properties of superhydrophobic ZnO/copper stearate nanocoating
Jalvo et al. Antibacterial surfaces prepared by electrospray coating of photocatalytic nanoparticles
Wu et al. One-pot assembly tannic acid-titanium dual network coating for low-pressure nanofiltration membranes
Velayi et al. Single-step prepared hybrid ZnO/CuO nanopowders for water repellent and corrosion resistant coatings
US20120321686A1 (en) Antifungal Material
Mahadevan et al. Effect of polymer nano-and microparticles on calcium carbonate crystallization
Punitha et al. Antifouling activities of β-cyclodextrin stabilized peg based silver nanocomposites
Svirinovsky et al. Imparting superhydrophobic and biocidal functionalities to a polymeric substrate by the sonochemical method
Li et al. Design of lubricant-infused surfaces based on mussel-inspired nanosilica coatings: solving adhesion by pre-adhesion
Wang et al. Fast fabrication of superhydrophobic surfaces on Ti–6Al–4V substrates by deposition of lead
Pan et al. Self-Assembly of Shark Scale-Patterned Tunable Superhydrophobic/Antifouling Structures with Visual Color Response
JP2012233051A (ja) 塗料組成物

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 201080053675.2

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 10793184

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

DPE1 Request for preliminary examination filed after expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101)
ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20127013586

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 13512173

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2012540440

Country of ref document: JP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2010793184

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2010793184

Country of ref document: EP