WO2022128148A1 - Verfahren zur aufbringung von prägestrukturen auf eine oberfläche eines objekts - Google Patents

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WO2022128148A1
WO2022128148A1 PCT/EP2021/025486 EP2021025486W WO2022128148A1 WO 2022128148 A1 WO2022128148 A1 WO 2022128148A1 EP 2021025486 W EP2021025486 W EP 2021025486W WO 2022128148 A1 WO2022128148 A1 WO 2022128148A1
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layer
lacquer layer
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solvent
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PCT/EP2021/025486
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Maik Rudolf Johann Scherer
Daniel Lenssen
Mario Keller
Katalin Szendrei-Temesi
Thomas Tarantino
Josef Riedl
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Giesecke+Devrient Currency Technology Gmbh
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    • B29C2059/023—Microembossing

Definitions

  • the invention relates to a method for introducing embossed structures into a lacquer layer which is applied to an outer surface of an object, the outer surface of the object would come into contact with water or outside air without the lacquer layer, the embossed structures reducing friction losses in air or water and/or at least partially prevent particles such as ice, dirt and/or organisms from adhering to the object.
  • antifouling coatings are known from the prior art, which are intended to prevent undesirable colonization of organisms on structures, for example the colonization of mussels, algae or snails on ship hulls or hydraulic engineering systems.
  • the organisms are prevented from colonizing either by toxic or soluble substances that are stored in the antifouling coatings and escape from the surface of the antifouling coatings over a longer period of time.
  • WO 2020/195987 A1 discloses a coating which is intended to prevent snow and ice from adhering to a structure. On the outside facing the air or water, the coating consists of a varnish with an oil component. This oil component escapes below a certain temperature and thus prevents snow and ice from adhering.
  • WO 2020/195907 A1 discloses an antifouling coating which is said to have a high antifouling effect over a long period of time.
  • This antifouling coating consists of a hydrolyzable polymer (A) with a metal ester group, zinc phosphate (B) and zinc oxide (C), with the mass ratio between zinc phosphate (B) and zinc oxide (C) being between 20:80 and 75:25 .
  • manufacturing processes and products for surface structuring are known from the prior art, which bring about a reduction in friction losses of moving bodies in air or water, for example by optimizing the flow behavior of the liquid or gas at the interface or by preventing icing or contamination Reduce or prevent microorganisms or dirt.
  • Such a surface structuring is used, for example, in wind turbines or means of transport such as airplanes, road vehicles, ships or trains or on walls and air-conditioning shafts and is known, for example, under the term “shark skin”.
  • UV embossing robots which include a mobile UV embossing unit.
  • UV embossing robots have the disadvantage that they are associated with high acquisition costs.
  • corners, edges or surfaces of any shape cannot be coated, or only to a limited extent, using a rigid embossing unit of the UV embossing robot.
  • the exposed embossed structures are susceptible to the accumulation of organisms, so that they are no longer dimensionally stable due to contamination and are therefore ineffective.
  • UV-curing lacquers are currently used to apply the embossing structures with the UV embossing robot. However, these are usually designed in such a way that they do not prevent algae growth and pollution.
  • the invention is therefore based on the object of further developing a production method for surface structuring of preferably large objects in such a way that the disadvantages of the prior art are eliminated.
  • the lacquer layer is a curable lacquer layer, the curable lacquer layer having a first side which is applied to the outer surface of the object and a second side which is opposite to the first side.
  • the embossed structures are introduced with an embossed foil into the second side of the as yet uncured curable paint layer, the embossed foil having a surface structure on its surface which is inverted to the embossed structures.
  • the surface structure of the embossing foil is shaped as an embossing structure in the hardenable lacquer layer.
  • the curable lacquer layer is cured and the embossing film is dissolved with a solvent.
  • the embossed structures are particularly preferably introduced into the embossing film by UV embossing or hot embossing or embossing during a film extrusion process.
  • the curable lacquer layer can be, for example, a one-component lacquer (whose curing reaction is initiated, for example, by water or oxygen), a two-component lacquer, a radiation-curing lacquer such as a UV or IR-curing lacquer or a solvent-based lacquer. In the latter case, the embossing film must be permeable to the solvent.
  • the curable coating layer preferably has at least one of the following material properties: antifouling, nonstick, ice-repellent, scratch-resistant, antibacterial, water vapor-repellent or anti-fog, anti-corrosive or antimicrobial.
  • the curable lacquer layer is applied to the surface structures of the embossing foil and/or the surface of the object in a first method step, the embossing foil and the surface of the object are brought together in a second method step, and the curable lacquer layer is cured in a third method step , wherein in the second or third process step the hardenable lacquer layer is located between the embossing foil and the surface of the object, and in a fourth process step the embossing foil is at least partially dissolved with a solvent.
  • a primer, an adhesive or an adhesion promoter can be applied to the surface of the object.
  • the embossing foil and/or the surface of the object are coated on site with the hardening lacquer layer, for example by brushing or spraying, and brought together. While the lacquer is curing, it is located between the surface of the object and the embossing foil. This achieves good bonding of the hardened lacquer to the surface of the object and precise molding of the embossing foil structure by the lacquer.
  • the hardenable lacquer layer is applied to the surface structures of the embossing film in a first method step, the hardenable lacquer layer is hardened in a second method step, the lacquer layer with the embossing film is applied to the surface of the object in a third method step and in a fourth method step the embossing film is at least partially dissolved with a solvent.
  • a primer, an adhesive and/or an adhesion promoter can be applied to the hardened lacquer layer and/or to the surface of the object.
  • the lacquer to be cured is applied to the structured side of the embossing foil, for example in a roll-to-roll process using pressure, slot nozzle or spraying, and cured in the same operation, for example by drying, heating or UV curing.
  • the surface structure of the embossing foil is transferred to the paint.
  • the composite of embossing foil and hardened layer of lacquer is glued to the object. If the composite does not include an adhesive layer, an adhesive and/or adhesion promoter can be applied to the object and/or the film composite on site. If the composite includes an adhesive layer, it may be necessary to use a liner to prevent the composite from blocking when it is wound up.
  • the embossing foil is an embossing foil that can be dissolved with a solvent, it being possible for different embossing foils to be used which differ in their structure and manufacturing processes.
  • a completely detachable embossing film is preferably used.
  • This fully resolvable embossing foil is manufactured by hot stamping a foil or embossing during a foil extrusion process.
  • such a fully soluble embossing film is produced by UV embossing or hot embossing into a soluble embossing layer applied to a soluble carrier film, the carrier film and embossing layer being chemically different.
  • a partially detachable embossing film is preferably used.
  • This partially soluble embossing foil is produced by UV embossing or hot embossing into a soluble embossing layer which is applied to a non-soluble carrier foil.
  • This partially detachable embossing film is designed in such a way that the carrier film can be removed from the embossing layer after the object surface has been structured.
  • the soluble embossing foil is dissolved in the last process step using a solvent and thus removed.
  • the solvent is preferably an organic solvent or water.
  • Water-soluble embossing foils and, in particular, biologically harmless and biodegradable embossing foil materials are of particular interest. These films can be used economically, environmentally friendly and positively in terms of occupational safety.
  • the preferred water-soluble materials include modified starch, polyvinylpyrrolidone (PVP), polyvinyl alcohol (PVA), derivatives of polyacrylates (PA), polylactides (PLA) or a water-soluble UV varnish.
  • Water-soluble embossing foils also have another advantage, as they are often compatible with organic solvents that can be found in the lacquers to be structured, ie these solvents do not dissolve the water-soluble materials and do not lead to loss of the embossed structures.
  • a particular advantage of the invention lies in the wide range of possible applications, since existing paint and coating formulations or those known from the prior art can also be structured. For example, ship hulls can be equipped with the so-called shark skin or shark structure. However, if the shark structures are not made of a special antifouling paint, the structures are quickly covered by a thick layer of organisms or a layer of dirt in sea water and are ineffective. In contrast to the method according to the invention, the development of a corresponding antifouling UV paint, which can be applied by means of a UV embossing robot, would take years and cause immense costs.
  • a further advantage of the method according to the invention is that water-soluble embossing foils only dissolve automatically when the aircraft or ships leave the aircraft hangar or the dry dock and come into contact with water. Until then, the embossed structures are protected from mechanical and chemical damage by the embossing foil.
  • the adhesion of the lacquer or ink to be structured on the embossing film is very strong.
  • the embossed structures in the embossing varnish are at least partially destroyed when the embossing film is mechanically removed or peeled off from the embossing varnish.
  • the invention has the advantage that the embossing film is gently detached from the embossing lacquer as a result of the process of dissolving it, without destroying the embossing structures in the process.
  • FIG. 2 shows a method according to the invention according to a second embodiment.
  • Fig. 1 shows schematically a method according to the invention according to a first embodiment corresponding to claim 2.
  • an object 3 for example the hull of a ship, is to be applied with a hardenable Eack Mrs 2 with embossed structures 5, the adhesion of Dirt, ice and / or organisms on the surface of the object 3 is at least partially, preferably completely prevent.
  • a first method step according to FIG.
  • a second process step according to Fig. 1b, the embossing foil 1 and the hardenable layer of lacquer 2 are brought together in such a way that the surface structures of the embossing foil 1 are applied to the side of the hardenable layer of lacquer 2, which without the layer of lacquer 2 comes into contact with water, dirt, sessile organisms or outside air would come into contact.
  • an adhesive or an adhesion-promoting layer can be applied to the surface of the object 3 beforehand.
  • a third process step according to FIG.
  • the embossing foil is left on the curable lacquer layer 2 until the lacquer layer 2 made of the two-component lacquer has hardened. Curing can be accelerated, for example, by introducing heat using IR radiation 4 .
  • a fourth method step according to FIG.
  • the embossed structures 5 are now exposed, can come into contact with water, reduce the friction losses and/or at least partially, preferably completely, prevent dirt, ice and/or organisms from adhering to the surface of the object 3 .
  • Fig. 2 shows a schematic of a method according to the invention according to a second embodiment according to claim 4.
  • a hardenable layer of paint 2 with embossed structures is to be applied to an object 3, for example the hull of a ship, which reduce friction losses and/or adhesion from dirt, ice and/or organisms on the surface of the object 3 should at least partially, preferably completely prevent.
  • the hardenable lacquer layer 2 is applied to the surface structures of the embossing foil 1.
  • FIG. 2b the curable lacquer layer 2 is cured by UV radiation 6, for example.
  • the lacquer layer 2 is applied with the embossing foil 1 to the surface of the object 3, which would come into contact with water or outside air without the lacquer layer 2.
  • an adhesive or an adhesion-promoting layer can be applied beforehand to the surface of the object 3 and/or the paint layer 2.
  • a fourth method step according to FIG.
  • the embossing foil has been dissolved with a solvent and is no longer present on the lacquer layer 2.
  • FIG. The embossed structures 5 are now exposed, can come into contact with water, reduce the friction losses and/or at least partially, preferably completely, prevent dirt, ice and/or organisms from adhering to the surface of the object 3 .

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einbringung von Prägestrukturen (5) in eine Lackschicht (2), die auf eine äußere Oberfläche eines Objekts (3) aufgebracht wird, wobei die äußere Oberfläche des Objekts ohne die Lackschicht mit Wasser oder Außenluft in Kontakt kommen würde, wobei die Prägestrukturen (5) Reibungsverluste in Luft oder Wasser verringern und/oder eine Anhaftung von Partikeln, wie beispielsweise Eis, Schmutz und/ oder Organismen an dem Objekt mindestens teilweise verhindern. Erfindungsgemäß ist die Lackschicht (2) eine härtbare Lackschicht, wobei die härtbare Lackschicht eine erste Seite aufweist, die auf die äußere Oberfläche des Objekts (3) aufgebracht wird, und eine zweite Seite aufweist, die der ersten Seite gegenüberliegt. Die Prägestrukturen (5) werden mit einer Prägefolie (1) in die zweite Seite der noch nicht gehärteten härtbaren Lackschicht (2) eingebracht, wobei die Prägefolie (1) auf ihrer Oberfläche eine Oberflächenstruktur aufweist, die invertiert zu den Prägestrukturen (5) ausgebildet ist. Die Oberflächenstruktur der Prägefolie (1) wird dabei als Prägestruktur in die härtbare Lackschicht (2) abgeformt. Die härtbare Lackschicht (2) wird nach dem Einbringen der geprägten Strukturen (5) in die zweite Seite der härtbaren Lackschicht (2) gehärtet und die Prägefolie (1) mit einem Lösungsmittel aufgelöst.

Description

Verfahren zur Aufbringung von Prägestrukturen auf eine Oberfläche eines Objekts
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einbringung von Prägestrukturen in eine Lackschicht, die auf eine äußere Oberfläche eines Objekts aufgebracht wird, wobei die äußere Oberfläche des Objekts ohne die Lackschicht mit Wasser oder Außenluft in Kontakt kommen würde, wobei die Prägestrukturen Reibungsverluste in Luft oder Wasser verringern und/ oder eine Anhaftung von Partikeln, wie beispielsweise Eis, Schmutz und/ oder Organismen an dem Objekt mindestens teilweise verhindern.
Aus dem Stand der Technik sind sogenannte Antifouling-Beschichtungen bekannt, die eine unerwünschte Besiedelung von Organismen an Strukturen verhindern sollen, beispielsweise die Besiedelung von Muscheln, Algen oder Schnecken an Schiffsrümpfen oder wasserbaulichen Anlagen. Die Organismen werden dabei entweder durch giftige oder lösliche Stoffe an der Besiedelung gehindert, die in der Antifouling-Beschichtungen gespeichert sind und über einen längeren Zeitraum aus der Oberfläche der Antifouling-Beschichtungen austreten.
Aus WO 2020/195987 Al ist eine Beschichtung bekannt, die die Anhaftung von Schnee und Eis auf einer Struktur verhindern soll. Die Beschichtung besteht an ihrer Luft oder Wasser zugewendeten Außenseite aus einem Lack mit einer Öl-Komponente. Diese Öl-Komponente tritt unterhalb einer bestimmten Temperatur aus und verhindert damit die Anhaftung von Schnee und Eis. Aus WO 2020/195907 Al ist eine Antifouling-Beschichtung bekannt, die über einen langen Zeitraum eine hohe Antifouling-Wirkung haben soll. Diese Antifouling-Beschichtung besteht aus einem hydrolysierbaren Polymer (A) mit einer Metall Ester Gruppe, Zinkphosphat (B) und Zinkoxid (C), wobei das Massenverhältnis zwischen Zinkphosphat (B) und Zinkoxid (C) zwischen 20:80 bis 75:25 beträgt.
Des Weiteren sind aus dem Stand der Technik Herstellungsverfahren und Produkte zur Oberflächenstrukturierung bekannt, die eine Verringerung von Reibungsverlusten von bewegten Körpern in Luft oder Wasser bewirken, indem sie beispielsweise das Strömungsverhalten der Flüssigkeit oder des Gases an der Grenzfläche optimieren oder eine Vereisung oder eine Verunreinigung durch Mikroorganismen oder Schmutz reduzieren oder verhindern. Eine derartige Oberflächenstrukturierung wird beispielsweise bei Windkraftanlagen oder Verkehrsmitteln wie Flugzeugen, Straßenfahrzeugen, Schiffen oder Zügen oder an Wänden und Klimaschachten verwendet und ist beispielsweise unter dem Begriff „Haifischhaut" bekannt.
Die Strukturierung von Schiffs- oder Flugzeugoberflächen geschieht dabei über spezielle UV-Prägeroboter, die eine mobile UV-Prägeeinheit umfassen. UV-Prägeroboter haben jedoch den Nachteil, dass sie mit hohen Anschaffungskosten verbunden sind. Des Weiteren können Ecken, Kanten oder beliebig geformte Oberflächen nicht oder nur bedingt mittels einem starren Prägewerk des UV-Prägeroboters beschichtet werden. Zudem sind die freiliegenden Prägestrukturen anfällig für die Anlagerung von Organismen, so dass sie durch die Verschmutzung nicht mehr formtreu und damit unwirksam sind. Für die Aufbringung der Prägestrukturen mit dem UV-Prägeroboter werden derzeit UV-härtende Lacke verwendet. Diese sind jedoch in der Regel so beschaffen, dass sie das Algenwachstum und Verschmutzung nicht unterbinden. Zweikomponenten- bzw. 2K-Lacke eignen sich zwar besser als Antifouling-Lacke, bei ihnen dauert die Aushärtung jedoch Minuten bis Stunden. Da die Härtung des Lacks jedoch zum Zeitpunkt der Aufbringung auf ein Objekt erfolgen muss, können 2K-Lacke nicht mit dem UV-Prägeroboter appliziert werden.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Herstellungsverfahren zur Oberflächenstrukturierung von bevorzugt großen Objekten derart weiterzubilden, dass die Nachteile des Standes der Technik behoben werden.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Erfindungsgemäß ist die Lackschicht eine härtbare Lackschicht, wobei die härtbare Lackschicht eine erste Seite aufweist, die auf die äußere Oberfläche des Objekts aufgebracht wird, und eine zweite Seite aufweist, die der ersten Seite gegenüberliegt. Die Prägestrukturen werden mit einer Prägefolie in die zweite Seite der noch nicht gehärteten härtbaren Lackschicht eingebracht, wobei die Prägefolie auf ihrer Oberfläche eine Oberflächenstruktur aufweist, die invertiert zu den Prägestrukturen ausgebildet ist. Die Oberflächenstruktur der Prägefolie wird dabei als Prägestruktur in die härtbare Lackschicht abgeformt. Die härtbare Lackschicht wird nach dem Einbringen der geprägten Strukturen in die zweite Seite der härtbaren Lackschicht gehärtet und die Prägefolie mit einem Lösungsmittel aufgelöst. Die Prägestrukturen werden in die Prägefolie besonders bevorzugt durch UV-Prägen oder Heißprägen oder Prägen während eines Folienextrusionsprozesses eingebracht.
Bei der härtbaren Lackschicht kann es sich beispielsweise um einen Einkomponentenlack (dessen Aushärtungsreaktion beispielsweise durch Wasser o- der Sauerstoff initiiert wird), einen Zweikomponentenlack, einen strahlungshärtenden Lack wie beispielsweise einen UV- oder IR-härtenden Lack oder einen lösungsmittelhaltigen Lack handeln. Im letzteren Fall muss die Prägefolie durchlässig für das Lösungsmittel sein. Bevorzugt weist die härtbare Lackschicht mindestens eine der folgenden Materialeigenschaften auf: anti- fouling, antihaft, eisabweisend, kratzfest, antibakteriell, Wasserdampfabwei- send bzw. antibeschlag, korrosionshemmend oder antimikrobiologisch.
Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform wird in einem ersten Verfahrensschritt die härtbare Lackschicht auf die Oberflächenstrukturen der Prägefolie und/ oder die Oberfläche des Objekts aufgebracht, werden in einem zweiten Verfahrensschritt die Prägefolie und die Oberfläche des Objekts zusammengeführt, wird in einem dritten Verfahrensschritt die härtbare Lackschicht gehärtet, wobei sich im zweiten bzw. dritten Verfahrensschritt die härtbare Lackschicht zwischen der Prägefolie und der Oberfläche des Objekts befindet, und wird in einem vierten Verfahrensschritt die Prägefolie mit einem Lösungsmittel mindestens teilweise aufgelöst. Vor dem zweiten Verfahrensschritt kann auf die Oberfläche des Objekts ein Primer, ein Klebstoff oder ein Haftvermittler aufgebracht werden.
Die Prägefolie und/ oder die Oberfläche des Objekts werden dabei vor Ort mit der härtenden Lackschicht beschichtet, beispielsweise durch Streichen o- der Sprühen, und zusammengeführt. Während der Aushärtung des Lacks befindet sich dieser zwischen der Oberfläche des Objekts und der Prägefolie. Somit wird eine gute Bindung des ausgehärteten Lacks zur Oberfläche des Objekts und ein genaue Abformung der Prägefolienstruktur durch den Lack erreicht.
Gemäß einer zweiten alternativen bevorzugten Ausführungsform wird in einem ersten Verfahrensschritt die härtbare Lackschicht auf die Oberflächenstrukturen der Prägefolie aufgebracht, in einem zweiten Verfahrensschritt die härtbare Lackschicht gehärtet, in einem dritten Verfahrensschritt die Lackschicht mit der Prägefolie auf die Oberfläche des Objekts aufgebracht und in einem vierten Verfahrensschritt die Prägefolie mit einem Lösungsmittel mindestens teilweise aufgelöst. Vor dem dritten Verfahrensschritt kann auf die gehärtete Lackschicht und/ oder auf die Oberfläche des Objekts ein Primer, ein Klebstoff und/ oder ein Haftvermittler aufgebracht werden.
Dabei wird also der zu härtende Lack auf die strukturierte Seite der Prägefolie aufgebracht, beispielsweise in einem Rolle-zu-Rolle-Prozess mittels Druck, Schlitzdüse oder Sprühen, und im selben Arbeitsgang gehärtet, beispielsweise durch Trocknung, Heizung oder UV-Härtung. Dabei wird die Oberflächenstruktur der Prägefolie auf den Lack übertragen. In einem anschließenden Schritt wird der Verbund aus Prägefolie und ausgehärteter Lackschickt auf das Objekt geklebt. Falls der Verbund keine Kleberschicht umfasst, kann ein Kleber und/ oder Haftvermittler vor Ort auf das Objekt und/ oder den Folienverbund aufgetragen werden. Falls der Verbund eine Kleberschicht umfasst, kann der Einsatz eines Liners notwendig werden, um ein Verblocken beim Aufwickeln des Verbundes zu vermeiden.
Bei allen Ausführungsformen ist die Prägefolie eine mit einem Lösungsmittel auflösbare Prägefolie, wobei unterschiedliche Prägefolien eingesetzt werden können, die sich in ihrem Aufbau und Herstellungsverfahren unterscheiden. Zum einen wird bevorzugt eine vollständig auflösbare Prägefolie verwendet. Diese vollständig auflösbare Prägefolie wird mittels Heißprägen einer Folie oder Prägen während eines Folienextrusionsprozesses hergestellt. Alternativ wird eine solche vollständig auflösbare Prägefolie durch UV-Prägen oder Heißprägen in eine lösliche Prägeschicht, die auf einer löslichen Trägerfolie aufgebracht wird, hergestellt, wobei sich die Trägerfolie und Prägeschicht chemisch unterscheiden. Zum anderen wird bevorzugt eine teilweise auflösbare Prägefolie verwendet. Diese teilweise auflösbare Prägefolie wird durch UV-Prägen oder Heißprägen in eine lösliche Prägeschicht hergestellt, die auf einer nicht löslichen Trägerfolie aufgebracht wird. Diese teilweise auflösbare Prägefolie ist so beschaffen, dass sich die Trägerfolie nach dem Strukturierungsprozess der Objektoberfläche von der Prägeschicht abziehen lässt.
Unabhängig von der gewählten Methode wird in dem jeweils letzten Prozessschritt die lösliche Prägefolie mittels eines Lösungsmittels gelöst und somit entfernt. Das Lösungsmittel ist dabei bevorzugt ein organisches Lösungsmittel oder Wasser.
Von besonderem Interesse sind dabei wasserlösliche Prägefolien und insbesondere biologisch unbedenkliche und biologisch abbaubare Prägefolienma- terialen. Diese Folien können wirtschaftlich, umweltfreundlich und positiv in Bezug auf Arbeitsschutz eingesetzt werden. Zu den bevorzugten wasserlöslichen Materialien gehören dabei modifizierte Stärke, Polyvinylpyrrolidon (PVP), Polyvinylalkohol (PVA), Derivate von Polyacrylaten (PA), Polylacti- den (PLA) oder ein wasserlöslicher UV-Lack.
Wasserlösliche Prägefolien haben auch einen weiteren Vorteil, da sie oft kompatibel mit organischen Lösungsmitteln sind, die sich in den zu strukturierenden Lacken befinden können, d.h. diese Lösungsmittel lösen nicht die wasserlöslichen Materialien an und führen nicht zu einem Verlust der Prägestrukturen. Ein besonderer Vorteil der Erfindung liegt in der breiten Anwendungsmöglichkeit, da auch bereits bestehende bzw. aus dem Stand der Technik bekannte Färb- und Lackformulierungen strukturiert werden können. Beispielsweise können Schiffsrümpfe mit der sogenannten Haifischhaut bzw. Haifischstruktur ausgestattet werden. Bestehen die Haifischstrukturen jedoch nicht aus einem speziellen Antifouling-Lack, so werden die Strukturen innerhalb kürzester Zeit im Meerwasser durch eine dicke Schicht aus Organismen oder eine Schmutzschicht überdeckt und sind unwirksam. Die Entwicklung eines entsprechenden Antifouling-UV-Lacks, der sich mittels eines UV-Prägeroboters aufbringen lasst, würde im Gegensatz zu dem erfindungsgemäßen Verfahren Jahre dauern und immense Kosten verursachen.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, dass wasserlösliche Prägefolien sich erst dann selbstständig auflösen, wenn die Flugzeuge o- der Schiffe den Flugzeughangar oder das Trockendock verlassen und mit Wasser in Berührung kommen. Bis dahin sind die geprägten Strukturen durch die Prägefolie vor mechanischen und chemischen Beschädigungen geschützt.
In aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren ist die Haftung des zu strukturierenden Lacks oder der Farbe auf der Prägefolie sehr stark. Dies führt dazu, dass bei dem mechanischen Entfernen oder Abziehen der Prägefolie von dem Prägelack die geprägten Strukturen im Prägelack mindestens teilweise zerstört werden. Die Erfindung hat demgegenüber den Vorteil, dass sich die Prägefolie durch den Prozess ihres Auflösens schonend von dem Prägelack löst, ohne dabei die Prägestrukturen zu zerstören.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen, soweit dies von dem Schutzumfang der Ansprüche erfasst ist.
Anhand der nachfolgenden Ausführungsbeispiele und der ergänzenden Figuren werden die Vorteile der Erfindung erläutert. Die Ausführungsbeispiele stellen bevorzugte Ausführungsformen dar, auf die jedoch die Erfindung in keinerlei Weise beschränkt sein soll. Des Weiteren sind die Darstellungen in den Figuren des besseren Verständnisses wegen stark schematisiert und spiegeln nicht die realen Gegebenheiten wider. Insbesondere entsprechen die in den Figuren gezeigten Proportionen nicht den in der Realität vorliegenden Verhältnissen und dienen ausschließlich zur Verbesserung der Anschaulichkeit. Des Weiteren sind die in den folgenden Ausführungsbeispielen beschriebenen Ausführungsformen der besseren Verständlichkeit wegen auf die wesentlichen Kerninformationen reduziert. Bei der praktischen Umsetzung können wesentlich komplexere Muster oder Bilder zur Anwendung kommen.
Im Einzelnen zeigen schematisch:
Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Verfahren gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
Fig. 2 ein erfindungsgemäßes Verfahren gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
Fig. 1 zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes Verfahren gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel entsprechend Anspruch 2. Auf ein Objekt 3, beispielsweise der Rumpf eines Schiffes, soll dabei eine härtbare Eackschicht 2 mit geprägten Strukturen 5 aufgebracht werden, die die Anhaftung von Schmutz, Eis und/ oder Organismen auf der Oberfläche des Objekts 3 mindestens teilweise, bevorzugt vollständig verhindern soll.
In einem ersten Verfahrensschritt wird gemäß Fig. la die härtbare Lackschicht 2 aus einem Zweikomponentenlack auf die Oberfläche des Objekts 3 aufgebracht. In einem zweiten Verfahrensschritt werden gemäß Fig. 1b die Prägefolie 1 und die härtbare Lacksicht 2 so zusammengeführt, dass die Oberflächenstrukturen der Prägefolie 1 auf der Seite der härtbaren Lackschicht 2 aufgebracht wird, die ohne die Lackschicht 2 mit Wasser, Schmutz, sessilen Organismen oder Außenluft in Kontakt kommen würde. Zur Verbesserung der Haftung der Lackschicht 2 auf der Oberfläche des Objekts 3 kann zuvor auf der Oberfläche des Objekts 3 ein Klebstoff oder eine Haftvermittlungsschicht aufgebracht sein. In einem dritten Verfahrensschritt wird gemäß Fig. 1c die Prägefolie solange auf der härtbaren Lackschicht 2 belassen bis die Lackschicht 2 aus dem Zweikomponentenlack ausgehärtet ist. Die Aushärtung kann beispielsweise durch einen Wärmeeintrag mittels IR-Strah- lung 4 beschleunigt werden. In einem vierten Verfahrensschritt ist gemäß Fig. Id die Prägefolie mit einem Lösungsmittel aufgelöst worden und nicht mehr auf der Lackschicht 2 vorhanden. Die geprägten Strukturen 5 liegen nun offen, können mit Wasser in Kontakt treten, die Reibungsverluste verringern und/ oder die Anhaftung von Schmutz, Eis und/ oder Organismen auf der Oberfläche des Objekts 3 mindestens teilweise, bevorzugt vollständig verhindern.
Fig. 2 zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes Verfahren gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel entsprechend Anspruch 4. Auch bei diesem Verfahren soll auf ein Objekt 3, beispielsweise der Rumpf eines Schiffes, eine härtbare Lackschicht 2 mit geprägten Strukturen aufgebracht werden, die Reibungsverluste verringern und/ oder die Anhaftung von Schmutz, Eis und/ oder Organismen auf der Oberfläche des Objekts 3 mindestens teilweise, bevorzugt vollständig verhindern soll.
In einem ersten Verfahrensschritt wird gemäß Fig. 2a die härtbare Lack- schicht 2 auf die Oberflächenstrukturen der Prägefolie 1 aufgebracht. In einem zweiten Verfahrensschritt wird gemäß Fig. 2b die härtbare Lackschicht 2 durch beispielsweise UV-Strahlung 6 gehärtet. In einem dritten Verfahrensschritt wird gemäß Fig. 2c die Lackschicht 2 mit der Prägefolie 1 auf die Oberfläche des Objekts 3 aufgebracht, die ohne die Lackschicht 2 mit Wasser oder Außenluft in Kontakt kommen würde. Zur Verbesserung der Haftung der Lackschicht 2 auf der Oberfläche des Objekts 3 kann zuvor auf der Oberfläche des Objekts 3 und/ oder der Lackschicht 2 ein Klebstoff oder eine Haftvermittlungsschicht aufgebracht sein. In einem vierten Verfahrensschritt ist gemäß Fig. 2d die Prägefolie mit einem Lösungsmittel aufgelöst worden und nicht mehr auf der Lackschicht 2 vorhanden. Die geprägten Strukturen 5 liegen nun offen, können mit Wasser in Kontakt treten, die Reibungsverluste verringern und/ oder die Anhaftung von Schmutz, Eis und/ oder Organismen auf der Oberfläche des Objekts 3 mindestens teilweise, bevorzugt vollständig verhindern.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Verfahren zur Einbringung von Prägestrukturen in eine Lackschicht, die auf eine äußere Oberfläche eines Objekts aufgebracht wird, wobei die äußere Oberfläche des Objekts ohne die Lackschicht mit Wasser oder Außenluft in Kontakt kommen würde, wobei die Prägestrukturen Reibungsverluste des Objekts in Luft oder Wasser verringern und/ oder eine Anhaftung von Partikeln, wie beispielsweise Eis, Schmutz und/ o- der Organismen, an dem Objekt mindestens teilweise verhindern, dadurch gekennzeichnet, dass die Lackschicht eine härtbare Lackschicht ist, wobei die härtbare Lackschicht eine erste Seite aufweist, die auf die äußere Oberfläche des Objekts aufgebracht wird, und eine zweite Seite aufweist, die der ersten Seite gegenüberliegt, wobei die Prägestrukturen mit einer Prägefolie in die zweite Seite der härtbaren Lackschicht eingebracht werden, wobei die Prägefolie auf ihrer Oberfläche eine Oberflächenstruktur aufweist, die invertiert zu den Prägestrukturen ausgebildet ist, wobei die härtbare Lackschicht nach dem Einbringen der geprägten Strukturen in die zweite Seite der härtbaren Lackschicht gehärtet wird und die Prägefolie mit einem Lösungsmittel aufgelöst wird. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Verfahrensschritt die härtbare Lackschicht auf die Oberflächenstrukturen der Prägefolie und/ oder die Oberfläche des Objekts aufgebracht wird, in einem zweiten Verfahrensschritt die Prägefolie und die Oberfläche des Objekts zusammengeführt werden, in einem dritten Verfahrensschritt die härtbare Lackschicht gehärtet wird, wobei sich im dritten Verfahrensschritt die härtbare Lackschicht zwischen der Prägefolie und der Oberfläche des Objekts befindet, und in einem vierten Verfahrensschritt die Prägefolie mit einem Lösungsmittel aufgelöst wird. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem zweiten Verfahrensschritt auf die Oberfläche des Objekts ein Primer, ein Klebstoff oder ein Haftvermittler aufgebracht wird. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Verfahrensschritt die härtbare Lackschicht auf die Oberflächenstrukturen der Prägefolie aufgebracht wird, in einem zweiten Verfahrensschritt die härtbare Lackschicht gehärtet wird, in einem dritten Verfahrensschritt die Lackschicht mit der Prägefolie auf die Oberfläche des Objekts aufgebracht wird und in einem vierten Verfahrensschritt die Prägefolie mit einem Lösungsmittel aufgelöst wird. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem dritten Verfahrensschritt auf die gehärtete Lackschicht und/ oder auf die Oberfläche des Objekts ein Primer, ein Klebstoff oder ein Haftvermittler aufgebracht wird. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Prägefolie aus modifizierte Stärke, Polyvinylpyrrolidon (PVP), Polyvinylalkohol (PVA), Derivate von Polyacrylaten (PA), Polylactiden (PLA) oder einem wasserlöslichen UV-Lack besteht und zumindest teilweise durch ein Lösungsmittel aufgelöst werden kann. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenstrukturen in die Prägefolie durch UV-Prägen oder Heißprägen oder Prägen während eines Folienextrusionsprozesses eingebracht werden. 8. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lösungsmittel ein organisches Lösungsmittel oder Wasser ist. 9. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die härtbare Lackschicht aus einem Einkomponentenlack, einem Zweikomponentenlack, einem strahlungshärtenden Lack oder einem lösemittelhaltigen Lack besteht. 10. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die härtbare Lackschicht mindestens eine der folgenden Materialeigenschaften aufweist: antifouling, antihaft, eisabweisend, kratzfest, antibakteriell, antibeschlag, korrosionshemmend oder antimikrobiologisch.
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