Anwendungsgebiete der Erfindung sind die Schifffahrt, Hafenanlagen, Wasser- bauanlagen, off-shore-Technik und Kühlsysteme.

Der Ansatz von Bewuchsorganismen kann an technisch genutzten Oberflächen zu erheblichen Funktionsbeeinträchtigungen führen. So führt in der Schifffahrt der Ansatz von Seepocken, Muscheln und Algen am Schiffsrumpf zu höheren Reibungswiderständen und damit bei gleicher Geschwindigkeit zu höherem Treibstoffverbrauch. In seewasserführenden Rohrsystemen kann Bewuchs Ver- stopfung bis zu völligem Funktionsverlust hervorrufen.

Alternative Methoden zur Bewuchsverhinderung werden mit der Entwicklung von : - silikon-oder teflonhaltigen Anstrichen, bei denen über die Modifizierung der Oberflächenspannung die Anhaftung der Organismen reduziert wird (DE 2601928 B2, EP 0320716 B1, EP 0489998 A1), - ablativen Anstrichen, die sich während der Fahrt schichtenweise ablösen und damit auch dem Bewuchs zumindest teilweise den Haftgrund entziehen (DT 2706181 A1), - der Delphinhaut funktional nachempfundenen Anstrichen (BROEG, H.

(2001) Walhaut gegen Seepocken, mare No. 26, Juni/Juli 2001, S. 116- 119), - dem Fell von Robben funktional nachempfundenen Anstrichen (CealCoat (2001) Firmenprospekt, sealcoats. com), - Abschottungen in Kühlsystemen, in denen durch zeitweise drastische Tem- peraturerhöhung im Wasserkörper die Larven/Sporen der Organismen ab- getötet werden (DE 199 21 433), - elektrisch leitenden Anstrichen, auf deren Oberfläche durch Stromfluss to- xisch wirkende Elektrolyseprodukte, insbesondere Chlor-lonen, entstehen (JP 63-101464, JP 63-103789, EP 0 369 557), verfolgt und in begrenztem Maß auch schon angewandt.

Die großtechnische Anwendung der genannten Verfahren hat sich mit Ausnah- me der ablativen Farben und der Silikonbeschichtungen teils aus technischen, teils aus Kostengründen bisher nicht durchgesetzt. Bei den bisher bekannten elektrisch leitenden Anstrichen ist als weiterer Nachteil die Umweltbelastung durch frei werdende schädliche Substanzen, insbesondere Chlor-lonen, zu nennen.

Aus DE 41 09 197 C2 und DE 41 09 198 C2 ist ein Verfahren zur Beeinflussung des pH-Wertes an Oberflächen von Festkörpern in flüssigen Medien bekannt, wobei eine Schicht aus einem Bindemittel und Makromolekülen mit freien an- und kationischen Gruppen am Molekül aufgebracht ist. Dabei wird an diesen Anstrichfilm eine Gleichspannung angelegt, wodurch in einer dünnen Wasser- schicht über dem Anstrich extreme pH-Werte gebildet werden. Dieses Verfah- ren hat jedoch den Nachteil, dass sich die Verschiebung des pH-Wertes an der Stelle konzentriert, die der Gegenelektrode am nächsten ist. Dieses Verfahren läßt sich demnach in der Praxis nicht realisieren, weil es für eine großflächige Anwendung nicht geeignet ist.

Nach derzeitigem Stand der Technik wird die Bewuchsverhinderung überwie- gend mit biozidhaltigen Anstrichen (Antifoulings) oder Verfahren mit biozider Wirkung realisiert. Ihre Wirkung basiert auf der Abgabe der Bioziden in das um- gebende Wasser, was in Gebieten großflächiger Anwendung, wie beispielswei- se in Häfen, Werften und auf viel befahrenen Schifffahrtsrouten zu massiven Umweltproblemen führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine spezielle, umweltfreundliche Beschichtung von Oberflächen bereitzustellen, die den biologischen Bewuchs bei Änderungen des pH-Wertes der die Oberflächen unmittelbar umgebenden Flüssigkeitsschicht verhindert und gleichmäßige pH-Wert-Änderungen über der gesamten Oberfläche garantieren. Bei diesen pH-Wert-Änderungen sollen kei- ne umweltschädlichen Substanzen, wie z. B. Chlor, gebildet bzw. freigesetzt werden.

Die Aufgabe wird durch den erfindungsgemäßen Beschichtungsaufbau und durch ein Verfahren zur Verhinderung von biologischem Bewuchs realisiert.

Die Erfindung wird gemäß den Patentansprüchen realisiert.

Die erfindungsgemäße Beschichtung besteht aus mehreren Schichten (Abbil- dung 1), wobei 'auf die zu schützende Oberfläche (1), sofern die Oberfläche selbst elektrisch leitfähig ist, mindestens eine elektrisch isolierende Schicht (2) aufgebracht ist ; und - auf die isolierende Schicht (2) bzw. auf die zu schützende Oberfläche (1), sofern die Oberfläche selbst nicht elektrisch leitfähig ist, eine elektrisch leitfähige Kohlenstofffolie (4) mit Hilfe einer elektrisch leitfähigen Klebschicht (3) aufgeklebt ist ; und - auf die elektrisch leitfähige Kohlenstofffolie (4) eine wasserbe- ständige, mechanisch stabile und gegenüber basischen und sauren pH-Werten beständige Deckschicht (5) aufgebracht ist, die eine leitfähige Verbindung zwischen der Kleber (3)-Koh- lenstofffolie (4) -Schicht und dem wässrigen Umbebungsmedi- um entweder durch eigene Leitfähigkeit oder durch Mikropo- ren, die einen gewissen Durchtritt der umgebenden Flüssigkeit gestatten, ermöglicht, deren elektrische Leitfähigkeit jedoch ge- ringer ist als die der Kleber (3)-Kohlenstofffolie (4) -Schicht ; 'sich mindestens eine Gegenelektrode in dem flüssigen Umgebungs- medium befindet, mit der durch Anlegen einer Spannung an die Elek- troden ein elektrisches Gleichstromfeld erzeugt werden kann.

Die Kohlenstofffolie (4), bevorzugt eine Graphitfolie, ist mit einem elektrischen Kontakt (6) versehen und fungiert als Elektrode. In dem flüssigen Umgebungs- medium befindet sich mindestens eine Gegenelektrode und durch Anlegen ei- ner Spannung an die Elektroden wird ein elektrisches Gleichstromfeld erzeugt.

Durch das Gleichstromfeld, das umpolbar und regelbar ist, wird eine Verschie- bung des pH-Wertes der die Oberfläche unmittelbar umgebenden Flüssigkeits- schicht erzeugt, wobei die Richtung und Amplitude der Verschiebung des pH- Wertes über die Polarität und Stromdichte regelbar ist.

Die elektrisch leitfähigen Deckschichten (5) bestehen bevorzugt aus leitfähigem Epoxidharz. Gemäß der Erfindung können jedoch auch nicht leiffähige Schich- ten aufgebracht werden, die einen gewissen Durchtritt der umgebenden Flüs-

sigkeit ermöglichen und somit den elektrischen Kontakt zwischen der Kohlen- stofffolie (4) und dem Umgebungsmedium gewährleisten.

Die Gegenelektrode kann sowohl stationär im Umgebungsmillieu, z. B. im Ha- fen, als auch in geeigneter Weise auf der zu schützenden Oberfläche ange- bracht sein, z. B. elektrisch isoliert an der Oberfläche eines Schiffsrumpfes.

Die Beschichtung kann ebenso in Segmenten angeordnet sein, wobei jedes Segment separat angesteuert werden kann. Erfolgt die Erzeugung des elektri- schen Feldes segmentweise und umlaufend, können auch größere Flächen energieeffizient vor biologischem Bewuchs bewahrt werden.

Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein Verfahren zur Verhinderung von biologischem Bewuchs mit der erfindungsgemäßen Beschichtung, wobei an dem elektrischen Kontakt (6) und der Gegenelektrode eine über ein Steuergerät regelbare Spannung angelegt wird und die Spannung so eingestellt wird, dass der pH-Wert der die Oberfläche unmittelbar umgebenden Flüssigkeitsschicht entweder über oder unter dem pH-Wert der Flüssigkeit liegt. Wechsel in der Polarität bewirken wechselnde pH-Werte, wobei der erzeugte pH-Wert, der über dem Normalwert der Flüssigkeit liegt, zwischen 8 und 11, vorzugsweise zwi- schen 9 und 10, liegt ; und der erzeugte pH-Wert, der unter dem Normalwert der Flüssigkeit liegt, zwischen 2 und 6, vorzugsweise zwischen 3 und 4, liegt.

Die Dauer der pH-Wert-Änderung beträgt jeweils 1-10 Minuten, vorzugsweise 4 Minuten.

Zwischen den pH-Wert-Änderungen werden Pausen eingelegt, in denen kein elektrisches Feld angelegt wird, und die vorzugsweise 1-30 Minuten lang sind, wobei die Pausen zwischen der ersten, dritten, fünften, siebten, usw. Verschie- bung 1-5 Minuten, vorzugsweise 2 Minuten ; und zwischen der zweiten, vierten, sechsten, achten, usw. Verschiebung 5-30 Minuten, vorzugsweise 15 Minuten, betragen.

Der besondere Schichtaufbau der erfindungsgemäßen Beschichtung und das beanspruchte Verfahren ermöglichen im Gegensatz zu den in DE 41 09 197 C2 und DE 41 09 198 C2 beschriebenen Verfahren eine gleichmäßige Verteilung der pH-Wert-Änderungen über die gesamte zu schützende Fläche.

Die erfindungsgemäße Beschichtung und das Verfahren sind somit in der Lage, für Bewuchsorganismen und deren Larven lebensfeindliche Bedingungen zu

schaffen, ohne die Umwelt zu belasten und für den großtechnischen Einsatz, auch für große Flächen, geeignet.

Als mögliche Anwendungsgebiete kommen alle Bereiche der Sportboot-und Berufsschifffahrt, off-shore-Konstruktionen, See-und Hafenanlagen, Kühlsy- steme und Geräte zur kontinuierlichen Erfassung von Messdaten im aquati- schen Bereich in Frage.

Die Erfindung wird im Folgenden an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Auf einer Schiffsaußenhaut werden zum Korrosionsschutz und zur elektrischen Isolation 1 Primer und 3 Schichten 2-K-Epoxidharz mit einer Gesamtschicht- stärke von 300 um aufgetragen. Der weitere Schichtaufbau besteht aus : - einer Klebschicht aus leitfähigem Epoxidharz (50 pm), - einer gelochten Graphitfolie, Lochgröße 2 mm (200 um), - 2 Deckschichten aus leitfähigem Epoxidharz (100 pm).

Die Graphitfolie wird mit einer selbstklebenden Kupferfolie kontaktiert. Als Ge- genelektrode wird eine Graphitelektrode verwendet. Die angelegte Spannung bewegt sich zwischen +/-2 V und +/-10 V.

Der Schaltrhythmus, bezogen auf die zu schützende Oberfläche, setzt sich zu- sammen aus : 4 min kathodisch, 2 min Pause, 4 min anodisch, 15 min Pause 4 min kathodisch usw.. Der auf der Oberfläche mit einer Mikroelektrode regi- strierte pH-Wert bewegt sich, dem Schaltrhythmus folgend in Abhängigkeit von der angelegten Spannung, zwischen 3,5 und 10.

Legende zur Abbildung : 1-zu schützende Oberfläche 2-elektrisch isolierende Schicht 3-elektrisch leitfähige Klebschicht 4-Kohlenstofffolie 5-elektrisch leitfähige Deckschicht 6-elektrischer Kontakt