[发明专利]用于水下结构的防污纤维包覆层

说明书

技术领域

本发明涉及一种纤维包覆的水下材料，其防止有害污损生物在与水、尤其是海水接触的水下结构上附着和生长。本发明还涉及这种纤维包覆的水下材料的制备以及一种适用于制造防污水下结构的纤维包覆的薄板。

背景技术

在暴露于海水和/或淡水的水下结构和船体上，海洋生物的附着和生长会带来严重的经济损失，这是由于增加的摩擦力和由此增加的燃油消耗、或增加的波浪或水流(对于静止结构，例如海上钻塔)阻力、以及减小的可能的操作时间。通常，大部分船主尝试通过使用包含例如铜或三丁基锡、锡-基化合物的涂料涂在船体上防止污染。这些涂料是高毒性的，这些毒性物质浸入水中杀死海洋生物。

长期以来，一些不含杀虫剂的防污涂料种类已经进入市场，以满足对环境友好的替代品的不断需要。同时还关注了纤维包覆层。通过在水下材料表面上布置绒毛和薄纤维，阻止了污损生物的沉积。柔性纤维自然地在水中摇摆，如此形成一个摆动的毛皮状的表面，而孢子、游动孢子或藻类和贝类的幼生物通常比较困难并几乎不会附着在摆动物质上。

根据B.T.Watermann等的“Bioassays and selected chemical analysis ofbiocide-free antifouling agents”Chemosphere 60(2005)1530-1541，纤维包覆层通常包含稠密型的短纤维(200-500纤维/mm²)。首先，涂敷粘合剂，其用来作为固定纤维的胶。然后所述纤维充静电并被喷射到湿的粘合剂层，使得它们在粘合剂层内保持垂直方向。

EP-A-312.600涉及一种防止藻类和贝类附着的毛皮状纤维包覆的水下材料，该材料特征在于它被许多包含有5旦尼尔或更小的细纤维的绒毛覆盖。旦尼尔单位有时用来表示纱线的细度，等同于每9km纱线的质量g。在EP-A-312.600中提及，大于5旦尼尔是不理想的，因为纤维在水里摆动小并进一步产生不平的表面，这将会引起藻类和贝类的附着。作为替代，其教导使用1.5旦尼尔或更小的纤维，因为效果、生产简单、经济原因以及使用简单的原因。这些小纤维对藻类和贝类的附着效果被认为与纤维的摆动特性相关。绒毛在潮流和波浪中的摆动能力由绒毛的长度和厚度控制。

进一步，EP-A-353.095公开了一种包含纤维成份的防污薄板，所述纤维成份的直径约10-300μm并且长约10-30mm。所述纤维成份相对较长，并且选择厚度对长度的比例例如以获得能在水里做自由摆动运动的柔性毛皮状表面。

WO-A-93/25432教导了使用具有高密度的细短纤维的纤维绒用于船体结构的防污。它提到了密度为50-300纤维/mm²，纤维厚度为小于0.1mm和绒毛长度为0.5-5mm，但是没有提到所述纤维绒的其他任何物理特性和获得这种纤维的方法。至少清楚的是，从现有技术和材料来看，不可能生产具有该文献提及的所有范围的密度和厚度的组合的纤维。最小密度为50纤维/mm²且优选最小密度为150纤维/mm²表示：建议采用非常细和短的纤维，长度最大约1mm且厚度小于10旦尼尔。

这些现有的摆动的毛皮状包覆层中没有一个能完全阻止藤壶、藻类、海草、贝类等的附着和生长。尤其是，不能以与诸如采用含有杀虫剂的涂料同样的效率来减小藻类和其他软体污损生物的生长。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有改善的防污特性的纤维包覆的水下材料，不需要任何杀虫剂材料，并且所述纤维包覆的材料保护水面下的水下结构避免各种生物体的沉积。

现在发现通过选择具有50μm或更大、优选为60μm或更大的厚度、至少3mm的纤维长度的纤维可改善防污包覆层的有效性，其中所述包覆层包含具有低于40纤维/mm²的密度的纤维绒。为了比较，60μm的厚度对应于约30旦尼尔。选择相对短和厚的纤维所形成的表面，用“荆棘状”能更好地代表其特征，而不是现在应用的毛皮状纤维包覆层。与现有技术已经揭示的相反，观察到该技术的有效性显著偏向较硬的绒毛。

由此本发明涉及一种具有防污特性的纤维包覆的水下材料，其中至少部分水下材料被具有至少70μm的厚度和至少3mm的纤维长度的纤维绒覆盖，其中所述纤维绒具有低于40纤维/mm²的密度。