压纹薄膜及其制造方法与流程

  2.压纹结构是现存技术中已知的。相应的压纹结构是表面的微结构，以减少流体沿表面流动的摩擦阻力(所谓的壁面摩擦)。相应的结构对于一些应用来说原则上是有必要注意一下的，在这些应用中，壁摩擦形成与流动相关的总阻力的不可忽视的部分。压纹结构能够例如在飞行器的外表面上找到，但也能够在风力发电设施的转子叶片上、船舶的外皮处或高速列车的外表面上找到。这种结构也用于例如管道的内表面。

  3.相应的压纹结构能够减少壁面摩擦，由此减少飞行中飞行器的总空气阻力，这使得燃料成本更低。这同样适用于压纹结构的其他应用。

  4.在现存技术中，关于如何能够将压纹结构施加在已经存在的结构、例如飞行器的涂漆外皮上，已知各种可行性。

  5.在第一个变体方案中，将压纹结构作为附加的漆层施加到已经现有的飞行器漆层上，其中，作为漆使用所谓的压纹漆，在该压纹漆中，在固化之前或固化期间压印微结构化的表面以形成所需的压纹(riblet)。

  6.该现存技术的缺点是压纹层(例如，在被诸如沙粒、冰雹等的冲击颗粒损坏时)不能定期地以无破坏的方式从飞行器漆层被去除，使得新生产的压纹结构基本上要求对飞行器在该区域进行重新喷漆。

  7.替代地已知的是，将压纹漆施加到中间膜上，并且在由此产生的压纹薄膜例如粘合到飞行器的外皮上之前在中间膜上进行结构化和固化。

  8.即使该薄膜定期能够再次从飞行器漆上去除而不会损坏飞行器漆，但由于中间膜的存在而导致相比来说较高的重量，以这种方式产生的压纹结构是不利的。中间膜与压纹漆层之间的连接也常常会出现问题，因为一方面虽然压纹漆应该牢固地与中间膜连接，但同时原则上不允许附着在同样与压纹漆相互作用的压印工具上，从而能确保最佳的微结构化。

  9.为了减少压纹漆与中间膜之间的连接的问题，已知在压纹漆与中间膜之间设有附加层，例如粘合层，粘合层一方面牢固地与中间膜连接，并且另一方面压纹漆良好地附着在中间膜上。然而，这种压纹薄膜也具有相比来说较高的重量。

  10.本发明的目的是提供一种压纹薄膜及其制造的方法，其中，避免或至少减少了现存技术中已知的缺点。

  11.该目的通过根据独立权利要求的压纹薄膜和依据权利要求7的制造方法实现。有利的改进方案是从属权利要求的主题。

  12.因此，本发明涉及一种压纹薄膜，其具有在薄膜的第一侧上的压纹结构和在薄膜的第二侧上的固定面，其中，压纹薄膜由固化的压纹漆形成，在该压纹漆中嵌入片状的织

  [0018]“压纹结构”表示微结构化的表面，与没有压纹结构的对应表面相比，该微结构化表面被构造用于在沿表面流动的情况下减少壁摩擦。在此，压纹结构包括布置在基础面上的凸起，凸起的相互间距和/或高度分别不超过1mm，通常甚至小于200μm，如果甚至不低于60μm。在此，凸起的形状和布置匹配于预期的流动，并且尤其根据主流动方向设计，其中，凸起通常在主流动方向上延伸。在飞行器的情况下(在飞行器的整个外壁上局部变化的)主流动方向在外壁上例如由在巡航期间的飞行器的环流产生。

  术语“压纹漆”表示一种组合物，其能够借助于合适的装置平面地施加并固化成微结构化表面，特别是压纹结构的表面。相应的压纹漆在现存技术中是已知的。

  压纹漆的固化优选借助于uv辐射实现。然而，也可使用本领域技术人员已知的所有其他固化机制。若需要，也能够加入附加的热固化，特别是在所谓的双固化体系的情况下。

  压纹漆上所期望的微结构化的表面在其固化之前或期间通过合适的压印元件产生，该压纹元件具有期望的表面结构的负形状。压印元件具有压印表面，压纹漆不附着或仅以可忽略的程度附着在压印表面处。

  本发明基于这样的认识，即已知的压纹漆基本上适合用于加工成膜状元件，然后，与现存技术中已知的在表面上具有中间膜的压纹薄膜相比较，能够例如施加，尤其粘合在表面、如特别是飞行器的涂漆外皮上。在此，为了获得足够的压纹薄膜强度，根据本发明提出，在由压纹漆形成的压纹薄膜中嵌入片状织物。通过位于内侧的片状织物，一方面增加了压纹薄膜的强度和刚度，与内部没有片状织物的理论压纹薄膜相比，这使得在施加薄膜时的处理更容易。同时，通过位于内部的片状织物能够使得在需要时(例如因为压纹结构损坏了)通常也能将压纹薄膜良好地并且尤其大面积地从其用粘合剂固定的表面上分离。如果没有相应的位于内部的片状织物，由压纹漆制成的压纹薄膜将会非常难和费力地被去除，因为由于压纹漆的材料特性，在试图将其分离时，压纹薄膜几乎不可避免地会撕裂成小块。

  通过使用根据本发明的被集成到由压纹漆制成的压纹薄膜中的片状织物，与将压纹漆施加到连续中间膜上的已知的实施方式相比，通常可以在一定程度上完成重量优势，这当然也取决于材料和片状纺织品的设计。在此，本领域的技术人员基本上可以自由设计织物，然而，其中，一定要选择材料以使得其与由压纹漆构成的基层很好地连接。

  如果将粘合层施加到压纹薄膜的固定面，则是优选的。然后，能够以与任何其他粘合薄膜可比的方式来处理压纹薄膜，并且尤其将压纹薄膜施加到表面上。粘合层优选允许对于原则上压纹薄膜上的预期载荷可靠的牢固的材料配合，但是若需要，通过利用垂直于在其上施加有压纹薄膜的表面的力分量撕下该薄膜，也能够再次将粘合层分离。通过根据本发明设置的嵌入的片状织物，能够实际上实现压纹薄膜的后来的脱离。

  片状织物优选地是由线形成的纺织品或针织物，其中，交叉的线优选地彼此近似成直角地延伸和/或两条相邻的平行延伸的线之间的间距至少是线的直径的五倍。即使当然其他的线布置是可行的，交叉的线的优选直角布置也可以在一定程度上完成织物的简单且低成本的制造。不管单个线相对于彼此的最终布置如何，与线直径相比，各个平行延伸的线之间的较大间距提供了重量优势。通过选择织物的合适的材料，还能够毫无问题地实期望的压纹薄膜的强度。

  如果薄膜的第二侧与嵌入的片状织物之间的间距为至少5μm和/或在薄膜的第一侧上的压纹结构的基础面与嵌入的片状织物之间的间距至少为15μm，则这是优选的。通过相应的间距，一方面确保片状织物完全嵌入压纹漆中。另一方面，保证嵌入的片状织物不会损害相应侧上的压纹薄膜表面的造形。

  当压纹薄膜的总厚度在30μm与120μm之间，优选地在50μm与80μm之间时，则是优选的。已经表明，相应薄的根据本发明的压纹薄膜能够容易地生产，能够很好地处理以安置到表面处，并且还能够容易地从表面上脱离。

  1.0m之间的、优选方形的补丁。例如，当装备飞行器的外表面时，能够轻松处理相应的补丁。

  为了生产根据本发明的压纹薄膜，片状织物在固化之前被置入到压纹漆中。通过压纹漆之后的完全固化(这尤其对于固定压纹结构也是必要的)，然后产生片状织物和压纹漆的复合物。

  为了能保证片状织物在压纹薄膜中的期望的位置，优选的是，在将片状织物最终引入压纹漆(即在由压纹漆包围织物的步骤)之前，首先产生由压纹漆构成的基层，然后在借助于待施加在片状织物上的另外的压纹漆将纺织品完全由压纹漆包围之前，在基层上安置片状织物。通过设有基层，能保证片状织物与最终压纹薄膜的由基层形成的侧面之间的期望的间距。基层能够优选地在将片状织物放置在其上之前至少部分固化。然而，在此必须确保，即使在这种情况下，基层仍然与随后施加的并且固化的压纹漆足够好地连接。

  优选地，为了生产压纹薄膜，首先将压纹漆施加基材上，压纹漆至少在固化状态下不附着或仅足够少地粘附到基材处，使得固化的压纹薄膜能够以未破坏性的方式从基材上分离。压纹漆在未固化状态下通常是可流动的，因此其在这种状态下通常不能成形为自支撑薄膜。通过在制造时使用基材，可以在一定程度上完成简单地制造根据本发明的压纹薄膜，其中，压纹薄膜在压纹漆固化后能够无损伤地从基材脱离。原则上能够考虑相同的材料作为基础材料的材料，该材料被用于将表面微结构化以用于产生压纹结构的工具。本领域技术人员熟悉现存技术中用于不同压纹漆的合适材料。

  所讨论的基材也能够作为薄膜存在，从而原则上也可以依据辊到辊(rolle

  rolle)原理制造根据本发明的压纹薄膜，其中，在该薄膜型的基材上施加压纹漆层，或具有已经集成的片状织物。如果具有压纹漆的薄膜状基材被第一辊展开，(尚未嵌入的)或者片状的织物能够被引入尚未固化的压纹漆中，并且然后在具有形成压纹薄膜的固化的压纹漆的薄膜状基材被卷绕在第二辊上之前，能够以已知方式将表面结构化并且将压纹漆固化。

  压纹漆中的压纹结构的压纹和压纹漆的固化能够同时实现。例如，对于紫外线(uv)固化压纹漆，已知纳米压印光刻紫外线辐射(nil

  如上所述，优选地，在完成压纹薄膜之后，在背离压纹结构的一侧上施加粘合层，由此产生粘合薄膜。

  图1a、图1b、图1c、图1d、图1e示出用于根据本发明的压纹薄膜的根据本发明的制造方法的实施例；

  图3a、图3b、图3c、图3d示出在根据图1的方法中使用的片状织物的可行的设计的具体方案的示意图。

  图1a、图1b、图1c、图1d、图1e中示出了根据本发明的用来制造根据本发明的压纹薄膜1(参见图1e)的方法。图1a、图1b、图1c、图1d、图1e在此分别示出了截面图。

  在该方法开始时，在基材20上形成由压纹漆3制成的5μm厚的基层2(图1a)。在该方法阶段还没有固化的、至少还没有完全固化的压纹漆3至少在室温的情况下是高粘性的并且附着在基材20处，使得基材20基本上可以与基层2一起卷起。

  在图1b所示的步骤中，将片状织物4放置在基层2上。片状织物4是由彼此近似成直角布置的线制成的网状织物，其中，两条相邻的平行延伸的线之间的间距大约是线的俯视图通过示例的方式在图3a中绘出。

  然后施加附加的压纹漆3，使得先前放置在基层2上的片状织物4完全被压纹漆3包围，并因此嵌入压纹漆中(图1)。压纹漆3在这样的解决方法阶段也还没有固化。

  压纹漆3的固化(通过改变的阴影线d)。现存技术中已知的方法可用于压印和固化。特别地，压印和固化能够同时实现。用于此的合适方法也是从现存技术已知的。通过固化压纹漆3，产生了根据本发明的压纹薄膜1。

  在图1c中绘制的方法步骤中施加的压纹漆3的量被选择为，使得由压纹漆3构成的层的总厚度t在压纹和固化之后在30μm与120μm之间，优选在50μm与80μm之间。压纹结构6的基础面与片状织物4之间的间距a至少为15μm，而片状织物4与至基材20的接触面之间的间距b(可以通过该选择基层2的厚度调节该间距)(参见图1a)为5μm或更多。

  选择基材20的材料，使得至少在压纹漆3完全固化之后，压纹薄膜1能够从压纹漆3分离而不会被破坏。压纹薄膜1的然后可接近的一侧用作为固定面并设有粘合层7，由此，压纹薄膜1变成自粘合薄膜。

  根据图1a、图1b、图1c、图1d、图1e描述的压纹薄膜1能够切割成尺寸为0.3

  在图2中，图1中的压纹薄膜1借助于粘合层7被粘合到飞行器的涂漆外壁10上，其中，根据现存技术选择压纹薄膜1的布置和定向以减少巡航时的空气摩擦。

  图3a、图3b、图3c、图3d中描绘了片状织物4的各种可行的设计方案。

  在图3a中，织物4的各个线彼此成直角布置。在根据图3b和3c的实施例中，各个线具有三个或四个主要方向。根据图3b的片状织物4是针织的。

  在根据图3的所有实施例中，相邻的平行延伸的线之间的间距至少是线的直径的五倍。