Verwendung eines Beschichtungssystems als dauerhafte Antirutschbeschichtung von Oberflächen

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung eines Beschichtungssystems als sehr dauerhafte Antirutschbeschichtung von Oberflächen, insbesondere Böden.

Stand der Technik

Zur Vermeidung des Ausrutschens werden nach den jeweilig geltenden Regelwerken rutschhemmende Oberflächen ausgeführt.

Übliche Ausführungen sind:

• rauh hergestellte Betonoberflächen, wie

° bossierte Natursteine,

° gestrahlte Oberflächen,

° gefräste Oberflächen,

° mit Besenstrich versehene Beton- / Mörteloberflächen

• Fliesen mit rauher Oberflächen mit

° grober Struktur (u.a. pyramidenförmig),

° feiner Struktur

• mit Zuschlag gefüllte bzw. abgestreute Beschichtungssysteme

Diese werden einzeln oder in Kombination untereinander ausgeführt.

Der schnell fortschreitende Abbau der Griffigkeit, d.h. der „Antislip“- Eigenschaft, herkömmlicher Oberflächen liegt hauptsächlich im schnellen Abbau und daraus folgend dem Verlust der Mikrorauhigkeit und zudem auch teilweise der Verlust der Makrorauhigkeit. Dadurch kann es dann zur Ausbildung von nicht gewünschtem „Aquaplaning“ kommen.

Aufgabe der Erfindung

Da die Dauerhaftigkeit der Rutschhemmung bei den vorhandenen Beschichtungssystemen als mangelhaft angesehen werden kann, besteht die Aufgabe darin, eine

• in ihrer Rutschhemmung einstellbare und

• dauerhaft funktionierende Beschichtung bereitzustellen,

• die höchste Anforderungen an die Rutschsicherheit auf trockenen Oberflächen, auf wasserbeaufschlagten Oberflächen und auf ölbeaufschlagten Flächen erfüllt sowie

• farblich nach Belieben gestaltet werden und

• angenehm barfuß begangen werden kann.

Beschreibung der Erfindung

Diese Aufgabe wird durch die Verwendung eines Beschichtungssystems, wie in Patentanspruch 1 definiert, gelöst.

Als Substrat können alle bekannten Substrate verwendet werden. Beispiele für solche Substrate sind unter anderem Gebäudeoberflächen wie Wände/Fassaden, Dächer, Böden oder Möbel. Beispiele für Substratmatenalien sind unter anderem Holz, Metall, Keramik (einschließlich Quarzglas), Beton, Stein (z. B. Naturstein) und Kombinationen aus zwei oder mehreren dieser Materialien.

Auf jeder bekannten Substratoberfläche kann das Imprägniermaterial in einem ersten Schritt „aufgeklebt“ werden, wobei es zumindest nicht vollständig ausgehärtet sein muss. Danach wird partikelförmiges Material auf das Substrat aufgebracht, das mit der Imprägniermaterialschicht bedeckt und darauf verklebt wird. Da das Imprägniermaterial flüssig oder zumindest nicht vollständig ausgehärtet ist, kann das partikelförmige Material zumindest teilweise darin eingebettet und daran befestigt werden.

Als Imprägniermaterial kann jedes Material verwendet werden, das eine Haftwirkung und eine entsprechende Oberflächenspannung aufweist, so dass es auf das Substrat aufgetragen werden kann. Beispiele sind Kleber, Imprägniermittel, Primer und dergleichen. Vorzugsweise wird dieses Material in flüssigem Zustand aufgetragen und dann anreagiert, aber noch nicht vollständig ausreagiert, bevor das partikelförmige Material aufgeklebt wird.

Gemäß einem weiteren Aspekt kann die Beschichtung ferner eine Deckschicht umfassen, die eine obere Fläche der Beschichtung bedeckt.

Nach einem weiteren Aspekt kann die Beschichtung mindestens zwei aufeinanderfolgende Schichten Imprägniermaterial umfassen, an denen das partikelförmige Material haftet.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird die zweite Schicht aufgebracht, nachdem die erste Schicht ausreagiert oder eben noch nicht vollständig ausreagiert ist.

Die auf das Imprägniermaterial aufgebrachten Partikel des partikelförmigen Materials stellen sich so gegeneinander, daß sie eine Makrorauhigkeit erzeugen. Das Bruchverhalten der Kanten der Partikel besitzt grundsätzlich, bzw. behält bei der Abnutzung (Bruchkanten) seine Mikrorauhigkeit. Die Partikel werden somit nicht „rundgeschliffen“, wie es sonst bei „scharfkantigen“ Partikeln unter Benutzung regelmäßig zu beobachten ist.

Dieser Effekt kann insbesondere, aber nicht ausschließlich, durch die Verwendung von gewöhnlicher Acrylfarbe erzielt werden, die nach dem Aushärten zerkleinert wird. Andere Alternativen sind Recycling-Kunststoffe (z.B. PET), gebrochener mikrorauher Granit oder andere härtere Gesteine sowie Korund. Diese zerkleinerten Partikel können an dem Imprägniermaterial haften bleiben. Bei einigen Aspekten handelt es sich bei der zerkleinerten Acrylfarbe um eine recycelte Acrylfarbe. Daher können die verwendeten Partikel sehr umweltfreundlich sein.

Gemäß einem weiteren Aspekt kann das partikelförmige Material an dem Imprägniermaterial haften, nachdem das Imprägniermaterial in flüssigem oder nicht vollständig ausreagiertem Zustand auf das Substrat aufgebracht wurde. Es entsteht eine Kapillaraktivität, da sich das Imprägniermaterial hochsaugt und dabei Hohlräume hinterlässt. Eine solche Beschaffenheit sorgt für einen engen Kontakt, so dass zumindest ein unterer Teil des partikulären Materials in das Imprägniermaterial einsinkt. Es kann sein, dass zumindest einige Partikel des partikelförmigen Materials Oberflächen aufweisen, die aus dem Imprägniermaterial herausragen. Die überstehenden Partikel können dann ggf. von einer dünnen Deckschicht von höchstens 20 pm bedeckt werden, die lediglich die Zwischenräume bzw. Zwickel ausrundet und die Partikel zusätzlich fixiert.

Gemäß einem weiteren Aspekt können zwischen den Partikeln des partikelförmigen Materials Hohlräume vorgesehen werden, wobei das Volumen der nicht mit dem Imprägniermaterial gefüllten Hohlräume zwischen 20 und 80, insbesondere zwischen 30 und 50, Volumenprozent liegt. Das Imprägniermaterial kann in die Hohlräume zwischen den Partikeln des Materials eindringen. Aufgrund der Struktur des Materials sind jedoch einige Hohlräume nicht mit Imprägniermaterial gefüllt und können mit der umgebenden Atmosphäre gefüllt sein. Hohlräume sind insbesondere Freiräume zwischen den partikelförmigen Materialteilchen innerhalb der Schicht aus den partikelförmigen Materialteilchen, die leer sind, d.h. nicht mit Imprägniermaterial und/oder dem Material, das die Deckschicht bildet, gefüllt sind. Weitere mögliche Volumenanteile, der nicht mit dem Imprägniermaterial gefüllten Hohlräume sind 20 Vol.-%, 30 Vol.-%, 35 Vol.%, 40 Vol.-% und 50 Vol.-%. Jeder dieser genannten Werte kann unabhängig davon als Oberoder Untergrenze dienen, je nach den erforderlichen Oberflächeneigenschaften. Gemäß einem weiteren Aspekt kann das partikelförmige Material an das Imprägniermaterial geklebt werden, um eine Imprägniermaterialschicht und eine partikelförmige Materialschicht mit ineinandergreifenden Grenzflächen zu bilden. Da das partikelförmige Material an dem Imprägniermaterial haftet, wenn es sich in einem anreagierten, aber noch nicht ausreagierten Zustand befindet, ergibt sich eine im Wesentlichen zweischichtige Struktur, bei der das Imprägniermaterial an einer Grenzfläche zwischen die Hohlräume der Partikel eindringt. Dies führt zu ineinandergreifenden Oberflächen und einem engen Kontakt, der aus einer Schicht mit zwei Unterschichten aus einem Imprägniermaterial und einem partikulären Material besteht. Diese ineinandergreifenden Oberflächen führen zu einer hohen Verschleißfestigkeit und Haltbarkeit der Beschichtung über mehrere Jahre.

Gemäß einem weiteren Aspekt kann die Beschichtung mindestens zwei aufeinanderfolgende Schichten aus Imprägniermaterial umfassen, an denen das partikelförmige Material anhaftet. Der „Antislip“-Effekt kann verbessert werden, wenn mehr als eine der Schichten aus Imprägniermaterial und partikelförmigem Material in aufeinanderfolgenden Lagen vorhanden sind. Auf diese Schichten wird die Deckschicht aufgeklebt.

Gemäß einem weiteren Aspekt kann die zweite Schicht aufgebracht werden, nachdem die erste Schicht ausreagiert, oder noch nicht vollständig ausreagiert ist. Um den zweischichtigen Aufbau aus zwei Schichten des Imprägniermaterials zu erhalten, an dem partikelförmiges Material haftet, ist es vorteilhaft, zunächst die untere Schicht in der oben genannten Weise vorzubereiten, d.h. zunächst wird das Imprägniermaterial auf das Substrat geklebt und das partikelförmige Material daran angeheftet. Nachdem diese Schicht fertiggestellt ist und das Imprägniermaterial zumindest weitgehend oder vollständig ausreagiert ist, wird eine zweite Schicht auf die gleiche Weise aufgebracht, indem zuerst das Imprägniermaterial und anschließend das Partikelmaterial darauf aufgebracht wird.

Ein weiterer Aspekt ist, dass das partikelförmige Material in der ersten und zweiten Schicht aus demselben partikelförmigen Material bestehen kann. Gemäß einem weiteren Aspekt kann das Imprägniermaterial in der ersten und zweiten Schicht aus demselben Material bestehen. Für einen einfacheren Aufbau kann als Imprägniermaterial für die erste und zweite Schicht dasselbe Material verwendet werden. Als Imprägniermaterial kann jedes Material verwendet werden, das in flüssigem Zustand aufgebracht werden kann und zumindest nach dem Anhaften des partikelförmigen Materials getrocknet, ausgehärtet oder gehärtet wird. Insbesondere können Imprägniermittel für Betonböden verwendet werden, die aus dem Stand der Technik gut bekannt sind.

Ein Beispiel für ein solches Imprägniermaterial ist in der DE 19828714 A1 beschrieben, worauf Bezug genommen wird. Das Imprägniermaterial kann ein beliebiges Grund- oder Klebematerial sein, insbesondere ein Zweikomponentenmaterial mit niedriger Viskosität, z. B. ein Zweikomponentenmaterial auf Epoxidharzbasis, das als Imprägniermaterial verwendet werden kann. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Imprägniermaterial aus einem Zweikompenentenmaterial mit einer (Anfangs)-Viskosität von kleiner als 40 mPa * s (vor der Aushärtung) gemacht. Prinzipiell geeignet sind ein- oder mehrkomponentige Materialien, die niedrigviskos (möglichst <40 mPa • s) und lösemittelfrei sind. Dies sind beispielsweise dünnflüssige Epoxidharze, bestehend aus lösemittelfreien aliphatischen, mehrfunktionellen Reaktivverdünnern und aminischen, aliphatischen Härtern, die kurz vor der Applikation gemischt werden. Beispielsweise ein dünnflüssiges, zwei-komponentiges Epoxidharz wie PORFIL.PLUS X Porenfüllerlack (Porviva GmbH, Aachen, Deutschland). Alternativ können beispielsweise polyethermodifizierte Polyurethanprepolymere mit Isocyanatgehalten zwischen 2 und 30% eingesetzt werden, die durch geeignete Emulgatoren unmittelbar vor der Anwendung mit 50 bis 80 M.-% Wasser dispergiert werden. In der Niedrigviskosität liegt eine grundsätzliche Abgrenzung zu bekannten “Steinteppichen” und “abgestreuten Beschichtungsmaterialien” mit Viskositäten von mehr als 500 mPa s. Der erfindungsgemäße Ansatz beruht im Wesentlichen auf der Verwendung sehr niedrigviskoser Bindemittel, die lediglich die Zwickel/Kontaktpunkte/ Kontaktflächen der eingestreuten Partikel durch kapillares Saugen benetzen und somit eine sehr hohlraumreiche Schicht kreieren.

Gemäß einem weiteren Aspekt kann die Deckschicht eine Zweikomponenten-Polyurethanbeschichtung, vorzugsweise UV-stabil und auf Wasserbasis, sein. Es kann jedoch jede beliebige Beschichtung als Deckschicht verwendet werden, die die hervorstehenden Partikel abdeckt und eine hohe Verschleißfestigkeit bietet.

Gemäß einem weiteren Aspekt kann das partikelförmige Material, vorzugsweise die zerkleinerte Acrylfarbe, ein Bindemittel, vorzugsweise auf Acrylbasis, enthalten, das mit einem (vorzugsweise UV-stabilen) Pigment und mindestens einem Füllstoff gemischt wird. Als Pigment können farbige und/oder reflektierende Pigmente verwendet werden. Insbesondere können UV-beständige Pigmente verwendet werden, entweder künstlich hergestellte oder Naturmaterialien. Als Füllstoff können Glas, Quarz, Natursteinmehl, Calciumcarbonat oder Bariumsulfat verwendet werden. Als Bindemittel für das Material, aus dem die Partikel bestehen, kann alternativ zum Acrylmaterial (Acrylharz) auch Epoxidharz, Polyurethan oder ähnliches verwendet werden. In diesem Fall kann das partikelförmige Material jedes Material sein, das die oben genannten Füllstoffe, Pigmente und Bindemittel enthält. Es kann ein partikelförmiges Material aus jeder bekannten Farbe verwendet werden.

Gemäß einem weiteren Aspekt kann das teilchen- oder partikelförmige Material der Partikelschicht ein plättchenförmiges partikelförmiges Material sein. Die Begriffe „teilchenförmig“ und „partikelförmig“ werden im Sinne der Erfindung austauschbar verwendet. Wenn ein plättchenförmiges Material vorgesehen ist, dient diese Plättchenform als Rauhigkeitsquelle, wenn sie an das Imprägniermaterial geklebt wird. Dadurch werden gestapelte Bereiche gebildet, wobei die Partikelplättchen so gestapelt sind, dass die Vorder- und Rückseiten solcher Plättchen in engem Kontakt zueinanderstehen, wobei die jeweilige Kontaktfläche gegenüber der durch die Beschichtung gebildeten Ebene eine geneigte Konfiguration aufweist. Dies ermöglicht eine gute Mikro- und Makro-Rauhigkeit, wodurch die „Antislip“-Funktionalität der Oberfläche der Beschichtung verbessert wird.

Gemäß einem weiteren Aspekt können die Plättchen des plättchenförmigen partikulären Materials eine eckige oder sehr eckige Form haben. Das plättchenförmige partikuläre Material kann im Hinblick auf Sphärizität und Rundheit nach der Methode von Krumbein und Sloss (Stratigraphy and Sedimentation, W H Freeman & Co; 2. Edition (1. Januar 1963)) bewertet werden. Bei dieser Methode werden die Partikel visuell untersucht und die Winkligkeit bzw. Rundheit wird verschiedenen Werten zwischen 0 und 1 zugeordnet. Eine Rundheit von 1 bedeutet eine sehr geringe Winkligkeit (d. h. die Partikel sind rund), während eine Rundheit von 0 bedeutet, dass die Partikel sehr eckig sind.

Die Winkligkeit kann auch durch ein automatisches Verfahren abgeleitet werden, bei dem der Radius aller Kanten eines jeweiligen Partikels bestimmt und der mittlere Radius aller Kanten durch den größten Radius des inneren Kreislaufs des Partikels dividiert wird. Je mehr Kanten die Partikel haben, desto mehr kann die Wirkung der „Antislip“-Wirkung verbessert werden. Mit zunehmender Oberflächenrauheit wird die Kontaktfläche zwischen der Beschichtung und der Person, die mit der Beschichtung in Berührung kommt, verringert.

Gemäß einem weiteren Aspekt kann das partikuläre Material eine mittlere Korngröße zwischen 0,1 bis 1 mm haben. Weitere mögliche mittlere Korngrößen sind unter anderem 0,2 mm, 0,3 mm, 0,4 mm, 0,5 mm, 0,6 mm, 0,7 mm, 0,8 mm und 0,9 mm. Jeder dieser genannten Werte kann unabhängig als Ober- oder Untergrenze dienen, je nach den erforderlichen Beschichtungseigenschaften.

Nach einem weiteren Aspekt können 10 bis 50 Gew.-%, insbesondere 20 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise 25 bis 30 Gew.-%, des gesamten enthaltenen teilchenförmigen Materials, in eine Siebfraktion zwischen 0,25 bis 0,5 mm fallen und 10 bis 50 Gew.-%, insbesondere 20 bis 40 Gew.-%, des gesamten teilchenförmigen Materials können in eine Siebfraktion zwischen 0,5 und 1 mm fallen. Bei einigen Aspekten können 5 bis 20 Gew.-% des gesamten enthaltenen teilchenförmigen Materials in eine Siebfraktion zwischen 1 ,00 und 1 ,25 mm fallen. Nach einem weiteren Aspekt sollten nicht mehr als 3 Gew.-% des gesamten Materials in eine Siebfraktion von 0,125 mm oder weniger fallen, insbesondere nicht mehr als 1 Gew.-%. Nach einem weiteren Aspekt sollten nicht mehr als 1 Gew.-% des gesamten Materials in eine Siebfraktion von 1 ,25 mm oder mehr fallen, insbesondere nicht mehr als 0,5 Gew.-%.

Das partikelförmige Material muss nicht aus Partikeln gleicher Größe bestehen. Es sind auch die vorgenannten Partikelgrößenverteilungen möglich. Die vorgenannte Größenverteilung lässt sich leicht durch Zerkleinern der Acrylfarbe bzw. Recycling-Kunststoffen oder Brechen und gezieltes Aussieben von gesteinsförmigen Materialen, wie Granit oder Korund, herstellen.

Gemäß einem weiteren Aspekt kann das Imprägniermaterial für die zweite Schicht auf der Oberfläche der ersten Schicht mit einem spezifischen Gewicht zwischen 170 g/m ² und 230 g/m ² aufgebracht werden. Auch das Imprägniermaterial der Basisschicht, die in direktem Kontakt mit dem Substrat steht, kann in der vorgenannten Menge aufgetragen werden. In diesem Fall kann die Substratoberfläche nahezu porenfrei sein. Wird ein poröses Trägermaterial verwendet, kann die Menge etwa 700 g/m ² oder mehr betragen. Wenn ein poröses Substrat beschichtet wird, sollten vorzugsweise die Poren mit dem Imprägniermaterial gefüllt werden, und ein Rest sollte auf der Oberfläche verbleiben, damit das partikelförmige Material darauf haften kann.

Gemäß einem weiteren Aspekt kann die durch die Deckschicht definierte obere Oberfläche einen Rauhigkeitswert zwischen 0,05 mm und 3 mm, insbesondere von 0,1 mm bis 1 ,5 mm. Weitere mögliche Rauhigkeitswerte sind unter anderem 0,5 mm, 1 mm, 2 mm und 2,5 mm. Jeder der genannten Rauhigkeitswerte kann unabhängig davon als Ober- oder Untergrenze dienen, je nach den geforderten Beschichtungseigenschaften. Die Rauhigkeit wird durch Standardverfahren bestimmt. Als objektive Messmethoden zum Messen von Oberflächenrauheit werden vorrangig taktile oder optische Messgeräte eingesetzt. Die Messmethoden ermöglichen, je nach Messsystem eine 2D bzw. eine 3D (Topographie) Auswertung. Die Messdaten können erfasst, gespeichert und analysiert werden. Das genaue Verfahren zum Messen der Oberflächenrauheit mit einem taktilen Oberflächenmessgerät ist in ISO 4288:1996 beschrieben, worauf hier Bezug genommen wird.

Die Erfinder haben unerwarteterweise festgestellt, dass jedes der oben genannten Merkmale allein oder in Kombination eine verbesserte Beschichtung auf einem Substrat ergibt, die die messbare Rutschhemmung (PTV-Werte) dauerhaft auf einem sehr hohen Wert (» 50 PTV, bevorzugt > 65 PTV) hält. Der PTV-Test ist eine anerkannte Prüfmethode zur Rutschsicherheit/Rutschhemmung einer Oberfläche gemäß EN13036-4 (Der Pendeltest - Die europäische Norm EN 13036-4:2011 ). Die europäische Norm EN 13036-4:2011 erlaubt eine Klassifizierung der Rutschsicherheit aller Böden. Dazu werden die Oberflächeneigenschaften eines Bodens unter trockenen, feuchten und/oder verölten Bedingungen anhand eines Pendeltest festgestellt. Gemessen wird die Rutsch- und potenzielle Verletzungsgefahr. Der Pendeltest hat sich bewährt und gilt als zuverlässig. Gemessen wird mithilfe eines Gleitstücks, das am Ende eines Pendelarm angebracht wird. Mit ihm wird der Vorgang des Rutschens nachgestellt und die Gleitreibung auf der Oberfläche gemessen. Die Ergebnisse werden auf einer Messfeld-Skala angezeigt, auf welcher der Pendeltestwert (Pendulum Test Value, PTV) abzulesen ist.

Die rutschhemmende Wirkung hält bei üblichem Gebrauch und Pflege der beschichteten Substrate über mehrere Jahre, insbesondere mindestens 2, mindestens 5 oder mindestens 10 Jahre. Bei späterer Überarbeitung der Oberflächen (z.B. nach ca. 5 Jahren) wird die Deckversiegelung vorzugsweise unter Zugabe von bis zu 5 Massenteilen Wasser verdünnt, um somit Trockenschichtdicken von 5 pm nicht zu überschreiten. Somit wird die Mikro- und Makrorauhigkeit in ausreichendem Maße erhalten.

Somit betrifft die vorliegende Erfindung vorzugsweise die Verwendung einer Beschichtung auf einem Substrat, umfassend ein Imprägniermaterial, das auf dem Substrat haftet; ein teilchenförmiges Material, das auf dem Imprägniermaterial haftet oder teilweise in dieses eingebunden ist; und eine Deckschicht, die eine obere Oberfläche der Beschichtung bedeckt; wobei das teilchenförmige Material ein plättchenförmiges Material ist.

Gemäß einem weiteren Aspekt kann die Beschichtung mindestens zwei aufeinanderfolgende Schichten Imprägniermaterial umfassen, an denen das partikelförmige Material haftet bzw. in dieses teilweise eingebunden ist. Einem weiteren Aspekt zufolge wird die zweite Schicht aufgebracht, nachdem die erste Schicht ausreagiert bzw. ausgehärtet, oder aber noch nicht vollständig ausreagiert ist.

Die vorliegende Erfindung stellt auch die Verwendung einer Beschichtung auf einem Substrat bereit, die Folgendes umfasst: ein Basismaterial, das auf dem Substrat haftet; und ein partikelförmiges Material, das auf dem Basismaterial haftet; wobei das partikelförmige Material eine kantige oder sehr kantige Form aufweist, so dass die obere Oberfläche der Beschichtung eine Makrorauheit zwischen 0,05 mm und 3 mm aufweist. Gemäß diesem Aspekt der Erfindung wird ein Basismaterial verwendet, das auf dem Substrat haftet und auf dem Partikel mit einer kantigen oder sehr kantigen Form haften, so dass die obere Oberfläche der Beschichtung eine Makrorauhigkeit zwischen 0,05 mm und 3 mm aufweist. Durch die Form des partikelförmigen bzw. plättchenförmigen Materials kann die Oberflächenrauhigkeit (Makro- und Mikrorauhigkeit) eingestellt und damit die Kontaktfläche zwischen Nutzer und Beschichtung verringert werden. Zum Beispiel verbessert ein kantiges/sehr kantiges Material die Rauheit der Oberfläche.

Erfindungsgemäß ist die Verwendung zur Beschichtung verschiedener Oberflächen, insbesondere Gebäudeoberflächen wie Wänden/Fassaden, Dächern, Böden oder Möbeln, insbesondere Böden. KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

FIG. 1 ist eine repräsentative Schnittdarstellung einer Beschichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, die auf einem Substrat aufgebracht ist;

FIG. 2 ist eine repräsentative Darstellung der Beziehung zwischen dem Verhältnis der verschiedenen Achsen der Partikel des partikelförmigen Materials und ihrem Aussehen;

FIG. 3 ist eine repräsentative Darstellung der Beziehung zwischen der Rundheit (x-Achse) und der Sphärizität (y-Achse), wobei die Rundheit ein Maß für die Winkelform der Partikel des teilchenförmigen Materials ist; und

FIG. 4 ist eine repräsentative Darstellung eines weiteren Verfahrens zur Messung der Winkligkeit der Partikel des teilchenförmigen Materials.

Ein schematisches Beispiel für die erfindungsgemäße Beschichtung auf einem Substrat ist in FIG. 1 schematisch dargestellt. Ein partikelförmiges Material, das im vorliegenden Fall ein Plättchenmaterial ist, ist in FIG. 1 mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet. Nachdem in einem ersten Schritt ein Imprägniermaterial 3 auf das Substrat 2 (z. B. auf die Oberfläche 6 des Substrats 2) aufgebracht wurde, wird das Plättchenmatenal 1 auf das halbgehärtete Imprägniermaterial 3 aufgebracht. Da das Imprägniermaterial 3 halb ausgehärtet ist, fließt dieses Material zumindest teilweise in die Hohlräume 4 zwischen dem Plättchenmaterial und füllt einige dieser Hohlräume 4 zumindest teilweise aus. Auf diese Beschichtung aus dem Plättchenmaterial 1 und dem Imprägniermaterial wird eine Deckschicht 5 aus einem Dichtungsharz aufgebracht. Diese Deckschicht 5 bedeckt die überstehenden Kanten des Plättchenmaterials 1 und führt zu einer erhöhten Verschleißfestigkeit und Haltbarkeit.

Im Folgenden werden verschiedene mögliche Materialien erörtert, die im Hinblick auf die vorliegende Erfindung nicht als einschränkend angesehen werden sollen.

Als Imprägniermaterial kann jedes Material verwendet werden, das in flüssiger Form aufgetragen werden kann und nach dem Aufträgen aushärtet, ausreagiert oder trocknet. Ein solches Material kann ein Imprägniermaterial sein, das üblicherweise zum Abdecken und Imprägnieren von Beton oder Bodenmaterialien verwendet wird. Ein spezifisches Beispiel ist ein Zweikomponenten-Epoxidharz.

Nachdem die beiden Komponenten zusammengefügt wurden, kann das Imprägniermaterial in einer Menge von 10 bis 200 g/m ² , vorzugsweise 50 g/m ² , 100 g/m ² oder 150 g/m ² , auf das Substrat aufgebracht werden. In diesem Fall sollte die Substratoberfläche nahezu porenfrei sein. Wird ein poröses Substratmaterial verwendet, kann die Menge etwa 700 g/m ² oder mehr betragen. Wenn ein poröses Substrat beschichtet wird, sollten die Poren mit dem Imprägniermaterial gefüllt werden, und ein Rest sollte auf der Oberfläche verbleiben, damit das Partikelmaterial darauf haften kann.

Als partikelförmiges Material kann jedes Material mit plättchenförmigem Aussehen und/oder jedes Material, das eine kantige oder sehr kantige Form hat, so dass die obere Oberfläche der Beschichtung eine Rauheit zwischen 0,05 mm und 3 mm aufweist, verwendet werden. Vorzugsweise ist das partikelförmige Material zerkleinerte Acrylfarbe oder gebrochener mikrorauher Granit oder andere härtere Gesteine. Solange ein plättchenförmiges Material und/oder ein Material mit einer kantigen oder sehr kantigen Form verwendet wird, kann seine Form nach dem folgenden Schema bestimmt werden.

Jedes plättchenförmige Material ist eine idealisierte Form, bei der eine Achse die längste Achse, eine Achse eine mittlere Achse und eine Achse die kürzeste Achse ist. Dies ist in FIG. 2 dargestellt. Jedes Plättchenmaterial kann eine Hüllgeometrie entsprechend den in FIG. 2 dargestellten Beispielen von Partikeln aufweisen. In FIG. 2 bezeichnen die Achsen a, b, c die jeweilige kurze Achse (c), die mittlere Achse (b) und die lange Achse (a) des Partikels. Mit der Beziehung der Achsen und Länge kann die Plättchenform der Partikel charakterisiert werden. Ein Verhältnis zwischen der mittleren Achse b und der kurzen Achse c von 1 (siehe rechter Quadrant D in FIG. 2) bedeutet, dass diese Achsen gleich sind. Ein Verhältnis von etwa 0 bedeutet, dass die kürzeste Achse c sehr kurz ist und die mittlere Achse b größer ist als die kürzeste Achse c (siehe Quadrant C). Auf der horizontalen Achse in FIG. 2 liegt das Verhältnis zwischen der kürzesten und der mittleren Achse daher zwischen 0 und 1 .

Eine weitere Beziehung kann zwischen der Mittelachse b und der längsten Achse a hergestellt werden, die in der vertikalen Achse dargestellt ist. Da das Verhältnis zwischen der längsten zur mittleren Achse c und der mittleren Achse b gleich ist, beträgt dieses Verhältnis etwa 1 (siehe Quadrant A).

Das Plättchenmaterial ist vorzugsweise ein Material, bei dem das Verhältnis zwischen der kürzesten und der mittleren Achse c/b zwischen 0 und 0,65 liegt, und bei dem das Verhältnis zwischen dem Medium und der längsten Achse b/a zwischen 0 und 1 liegt (Quadranten A und C). Es ist besonders bevorzugt, auch das Verhältnis zwischen dem Medium und der längsten Achse b/a zwischen 0 und 0,65 zu wählen. Weitere bevorzugte Bereiche des Verhältnisses zwischen der kürzesten und der mittleren Achse a bis b liegen zwischen 0,3 und 0,5.

Das plättchenförmige Aussehen erhöht das Verhältnis von Oberfläche zu Volumen. Außerdem wurde unerwartet festgestellt, dass je höher das Verhältnis von Oberfläche zu Volumen ist, d. h. je plättchenförmiger die Teilchen sind, desto besser ist die Antirutsch-Funktion. Es werden gestapelte Bereiche gebildet, wobei die Partikelplättchen so gestapelt werden, dass die Vorder- und Rückseiten solcher Plättchen in engem Kontakt zueinanderstehen, wobei die jeweilige Kontaktfläche gegenüber der von der Beschichtung gebildeten Ebene eine geneigte Konfiguration aufweist. Dies ermöglicht eine gute und dauerhafte Oberflächenrauhigkeit.

Ein weiteres Maß für die Morphologie ist die sogenannte Winkligkeit. Diese Winkligkeit kann durch visuelle Methoden bewertet werden, z. B. nach der sogenannten Krumbein- und Sloss-Methode. Ein entsprechendes Beispiel zur Veranschaulichung dieser Methode ist in FIG. 3 dargestellt. Auf der horizontalen Achse ist eine Skala zwischen 0,0 und 1 als Maß für die Rundheit (die ein Maß für die Winkligkeit ist) vorgesehen, während auf der vertikalen Achse eine Skala zwischen 0,0 und 1 ,0 ist für die so genannte Sphärizität angegeben. Die Sphärizität ist ein Maß, das angibt, wie kugelförmig ein Objekt ist.

Die Sphärizität ist ein Maß, das angibt, wie kugelförmig (rund) ein Objekt ist. Als solche ist sie ein spezifisches Beispiel für eine Messung der Kompaktheit einer Form. Die Sphärizität eines Teilchens wird durch die folgende Formel definiert:

In der obigen Formel ist Vp das Volumen des Teilchens, Ap die Oberfläche des Teilchens. Die Sphärizität einer Kugel ist per Definition gleich eins (1 ,00), und nach der isoperimetrischen Ungleichung hat jedes Teilchen, das keine Kugel ist, eine Sphärizität kleiner als 1.

Die Rundheit ist ein Maß für die Winkligkeit der Partikel. Nach der Methode von Krumbein und Sloss wird jedes Partikel visuell geprüft und einem Feld in der Matrix in FIG. 3 zugeordnet. Dabei werden Partikel mit einer Rundheit zwischen 0 und 0,2 (einer Winkligkeit zwischen 1 und 0,8) als sehr eckig, Partikel mit einer Rundheit zwischen 0,2 und 0,4 (einer Winkligkeit zwischen 0,8 und 0,6) als eckig, Partikel mit einer Rundheit zwischen 0,4 und 0,6 (einer Winkligkeit zwischen 0,6 und 0,4) als subangular, Partikel mit einer Rundheit zwischen 0,6 und 0,8 (mit einer Winkligkeit zwischen 0,4 und 0,2) werden als abgerundet bezeichnet, und Partikel mit einer Rundheit zwischen 0,8 und 1 ,0 (mit einer Winkligkeit zwischen 0,2 und 0,0) werden als gut gerundet bezeichnet.

Im vorliegenden Fall ist es bevorzugt, dass das Erscheinungsbild des Plättchenmatenals zumindest kantig ist (Rundheit unter 0,4). Insbesondere ist es bevorzugt, dass die Rundheit sehr kantig ist (Rundheit unter 0,2).

Je höher die Winkligkeit dieses Plättchenmatenals ist, desto rauer ist zum einen die Oberfläche der Beschichtung. Andererseits sorgt die Winkligkeit für einen entsprechenden Abstand zwischen benachbarten Partikeln, so dass entsprechende Hohlräume entstehen. Dadurch wird eine nicht zu kompakte Struktur erreicht. Die nicht zu kompakte offene Struktur verbessert die Makrorauhigkeit der Oberfläche. Je mehr Kanten, Oberflächenrauhigkeit und Hohlräume die Oberfläche hat, desto mehr kann die Wirkung gegen Aquaplaning verbessert werden.

Die Winkligkeit kann auch durch ein automatisches Verfahren, wie in FIG. 4 schematisch dargestellt, abgeleitet werden, wobei der Radius aller Kanten eines jeweiligen Partikels bestimmt und der mittlere Radius aller Kanten durch den größten Radius des inneren Zyklus des Partikels geteilt wird.

Wie in FIG. 4 dargestellt, werden die Radien aller Kanten der Partikel, in einer Ebene betrachtet, bestimmt und der mittlere Radius aller Kanten ermittelt. Dieser mittlere Radius wird durch den Radius des größten Innenkreises innerhalb des Partikels geteilt. Das erhaltene Verhältnis ist ein Maß für die Winkligkeit. Je höher die Winkligkeit ist, desto niedriger ist der Wert (etwa 0), und je niedriger die Winkligkeit ist, desto höher ist der Wert (etwa 1 ). Sehr kantig bedeutet einen Wert von 0,0 bis weniger als 0,2, und kantig bedeutet einen Wert von 0,2 bis 0,4. Die mit den genannten Methoden ermittelten Werte ähneln den Werten, die mit der Methode von Krumbein und Sloss ermittelt wurden. Das kantige/sehr kantige Material verbessert die Rauheit der Oberfläche, die mit der Deckschicht beschichtet werden kann.

Die Plättchenmatenalien haben vorzugsweise eine Dicke von 50pm bis 150 pm, weitere bevorzugte Dicken sind 80, 100, 115, 120, 130 pm. Die jeweiligen Dicken können jeweils eine Ober- oder Untergrenze für eine Dicke darstellen. Die jeweilige Dicke ist im Hinblick auf die Anforderungen an die Wärmeleitung zu wählen.

Die sogenannte scheinbare Dichte des partikelförmigen Materials (d. h. die Masse des Materials im Verhältnis zum Volumen einschließlich der Hohlräume im Material) liegt vorzugsweise im Bereich zwischen 2000 kg/m3 und 2800 kg/m ³ . Weitere bevorzugte Werte für die Schüttdichte sind 2100, 2200 und 2400 kg/m ³ . Die jeweilige Schüttdichte kann jeweils eine Oberoder Untergrenze darstellen. Die so genannte äußere Dichte, die das Verhältnis zwischen der Masse des Materials und dem Volumen nach dem Aufschütten des Materials auf eine Oberfläche darstellt, sollte vorzugsweise im Bereich zwischen 1000 und 2000 kg/m ³ liegen, wobei bevorzugte Werte 1100, 1200, 1300, 1400,1500, 1600, 1700 und 1800 kg/m ³ . Diese angegebenen Werte für die äußere Dichte können jeweils unabhängig voneinander eine Ober- oder Untergrenze darstellen.

Das Porenvolumen des losen Plättchenmaterials kann vorzugsweise zwischen 25 und 50 Volumenprozent, insbesondere zwischen 35 und 45 Volumenprozent oder ca. 40 Volumenprozent betragen.

Zusätzlich oder alternativ zum plättchenförmigen Erscheinungsbild kann das partikelförmige Material vorzugsweise aus einer Acrylfarbe oder Gestein, platten- und/oder flächenförmigen Recycling-Kunstoffen (PET etc.) bestehen, die zerkleinert werden. Es kann jede bekannte Acrylfarbe, zum Beispiel auch recycelte Acrylfarbe, verwendet werden. Vor der Zerkleinerung des Materials, z.B. der Acrylfarbe, sollte das Material, z.B. die Acrylfarbe, ausgehärtet sein und anschließend einem Zerkleinerungsvorgang unterzogen werden. Bevorzugt wird der Zerkleinerungsvorgang auch auf eine Acrylharzschicht oder eine Folie aufgebracht.

Das zerkleinerte Material kann aus einem Bindemittel auf Acrylbasis bestehen, das mit einem UV-stabilen Pigment und mindestens einem Füllstoff gemischt wird. Als Pigment können farbige und/oder reflektierende Pigmente verwendet werden. Insbesondere können UV-beständige Pigmente verwendet werden, entweder künstliche oder solche auf natürlicher Basis. Als Füllstoff können Glas, Quarz, Natursteinmehl, Calciumcarbonat oder Bariumsulfat verwendet werden. Als Bindemittel für das Material, aus dem die Partikel bestehen, können alternativ zum Acrylmaterial (Acrylharz) auch Epoxidharz, Polyurethan oder Ähnliches verwendet werden. In diesem Fall kann das partikelförmige Material jedes Material sein, das die oben genannten Füllstoffe, Pigmente und Bindemittel enthält. Es kann ein teilchenförmiges Material aus jeder bekannten Farbe verwendet werden. Anstelle von Acrylfarbe kann auch ein anderes partikelförmiges Material jeder bekannten Farbe verwendet werden.

Das partikelförmige Material kann insbesondere eine bestimmte Partikelgrößenverteilung aufweisen, wie sie in Tabelle 1 unten angegeben ist.

Tabelle 1

Partikelgröße/Siebfraktion (mm) Menge (Vol%)

0.00 - 0.125 0 - 3,0

0.125 - 0.25 2,0 - 10,0

0.25 - 0.50 25,0 - 40,0

0.50 - 1.00 25,0 - 40,0

1.00 - 1.25 5,0 - 20,0

>1.25 < 1 ,0

Das heißt, etwa 0 bis 3 Vol% fallen in eine Siebfraktion zwischen 0,00 bis 0,125 mm, 2 bis 10 Vol% fallen in eine Siebfraktion von 0,125 bis 0,25 mm, 25 bis 40 Vol% fallen in eine Siebfraktion von 2.25 bis 0,50 mm und etwa 25 bis 40 Vol.-% fallen in eine Siebfraktion zwischen 0,5 und 1 ,0 mm, 5 bis 20 Vol.-% fallen in eine Siebfraktion zwischen 1 ,00 und 1 ,25 mm und unter 1 % fallen in eine Siebfraktion größer als 1 ,25 mm.

Nachdem das partikelförmige Material auf dem Imprägniermaterial haften geblieben ist, kann eine Deckschicht aufgebracht werden. Die Deckschicht bildet eine Versiegelungsschicht und verhindert insbesondere, dass sich die Partikel ablösen. Diese Versiegelungsschicht (d. h. die Deckschicht) kann eine porenfüllende Deckschicht sein, die die Poren des partikelförmigen Materials zumindest teilweise ausfüllt, ein niedrigviskoses (z.B. « 80 mPa*s) Zweikomponentenharz, eine transparente Beschichtung und ein wasserfestes Material. Bei dieser Beschichtung kann es sich um eine Zweikomponenten-Deckbeschichtung auf Polyurethanbasis handeln. Insbesondere ist es bevorzugt, dass die Deckschicht aus einem anderen Material als die Imprägnierschicht besteht. Die Verwendung einer sehr niedrigviskosen Deckversiegelung, z.B. mit einem Wirkstoffgehalt von 2 bis 25 Vol-%, sorgt für eine weitere mechanische Stabilisierung und Ausrundung von Hinterschneidungen zur Erhöhung der Reinigungsfähigkeit. Diese Schicht weist ohne signifikanten Verlust der Mikro- oder Makrorauheit der unterliegenden Schicht(en) eine ausgeprägte Mikro- und Makrorauheit aus und trägt so sehr guten Antirutsch-Eigenschaften bei. Durch die Deckschicht entsteht eine geschlossene Oberfläche, die leicht zu reinigen ist, rutschhemmend wirkt und verschleißfest und langlebig ist.

Die Beschichtung des Substrats mit dem erfindungsgemäßen Material wird wie folgt beschrieben.

Nach dem Aufträgen des Imprägniermaterials auf die Substratoberfläche, z. B. mit einer Farbwalze, wird das partikelförmige Material auf diese aufgebracht. Damit das partikelförmige Material haften kann, kann die Imprägnierschicht halb ausreagiert, halb gehärtet oder halbtrocken sein, oder das partikelförmige Material kann direkt nach dem Aufträgen der Imprägnierschicht, wenn sie noch flüssig ist, aufgebracht werden .

Die Filmdicke des Nassfilms der Imprägnierschicht beträgt z. B. 100 g/m ² +/- 50 g/m ² . Wird poröses Material, wie z. B. Porenbeton, als Untergrund verwendet, beträgt die Filmdicke des Nassfilms der Imprägnierschicht z. B. 700 g/m ² . Diese Imprägnierschicht wird mit einer Farbwalze als durchgehende Schicht aufgetragen.

Die partikelförmigen Materialien können auf die Imprägnierschicht geblasen werden, z. B. mit einer Hochdruckpistole. Wenn die Imprägnierschicht nach dem Aufträgen auf das Substrat noch nicht hart ist, kann das partikelförmige Material in das Imprägniermaterial einsinken, und das Imprägniermaterial kann zwischen den partikelförmigen Materialien, auch durch Kapillarkräfte, aufsteigen. Auf diese Weise können Hohlräume zwischen den Partikeln entstehen, wobei das Volumen der nicht mit dem Imprägniermaterial gefüllten Hohlräume zwischen 35 und 45 Volumenprozent liegt. Während des Aufbringens des partikelförmigen Materials auf das Imprägniermaterial kann das Imprägniermaterial in die Hohlräume zwischen den partikelförmigen Materialteilchen diffundieren. Aufgrund der Struktur des Materials werden jedoch einige Hohlräume nicht mit Imprägniermittel gefüllt. Wenn es Hohlräume gibt, die nicht mit Imprägniermaterial gefüllt sind, so dass z. B. Luft in den Hohlräumen verbleibt, fördert dies die gewünschten Antirutsch- Eigenschaften oder ist zumindest nicht störend. Eine gleichbleibende "Kartenhausstruktur", durchzogen mit Hohlräumen durch die gesamte Oberfläche ermöglicht auch bei Abnutzung der Fläche immer neu exponierte Makrorauhigkeit, also auch neu freigelegte Mikrorauhigkeit an exponierten, zuvor nicht freigelegten, Partikeln.

Nachdem das partikelförmige Material an dem Imprägniermaterial haften geblieben ist, ist die erzeugte Schicht härter. Danach werden die überschüssigen Partikel, die nicht haften, weggeblasen.

Danach kann die Deckschicht mit einer Farbwalze aufgetragen werden. Die jeweiligen Schichtdicken können die gleichen sein wie die oben genannten Schichtdicken für das Imprägniermaterial. Alternativ kann nach dem Aushärten der ersten Schicht in einem weiteren Schritt eine zweite Imprägnierschicht mit einer Farbwalze aufgetragen werden. Danach können in einem weiteren Schritt die partikelförmigen Materialien auf das noch nicht ausgehärtete Imprägniermaterial der zweiten Schicht aufgebracht werden. Danach kann auf eine solche zweischichtige Struktur die entsprechende Deckschicht aufgebracht werden.

Es können auch mehr als diese beiden Schichten vorgesehen werden, die ein Imprägniermaterial in Kombination mit partikelförmigen Materialien enthalten.

Das Trägermaterial kann jedes bekannte Trägermaterial sein, wie z. B. Holz, Metall, Keramik (einschließlich Quarzglas), Beton, Stein (z. B. Naturstein) und Kombinationen aus zwei oder mehr dieser Materialien. Bei dem Substrat kann es sich beispielsweise um einen Terrassenboden, ein Dach und/oder die Wand eines Gebäudes handeln, die jeweils unabhängig voneinander ein oder mehrere Substratmaterialien enthalten können. Die vorliegende Erfindung wird insbesondere in den folgenden Beispielen beschrieben, die nur zur Veranschaulichung dienen, da zahlreiche Modifikationen und Abweichungen für den Fachmann offensichtlich sind.

Beispiel 1

Die erfindungsgemäße Beschichtung auf einer Betonoberfläche bestand aus einer Imprägnier-ZGrundierungsschicht aus PORFIL.PLUS X Porenfüllerlack und einer Deckschicht aus PLEYERS.WB 800 GLOSS Zweikomponenten- Polyurethan-Decklack, beide im Handel erhältlich bei der Porviva GmbH. Die partikelförmigen Plättchen waren aus handelsüblichem Acryllack.

Die Kombination aus den Partikeln aus zerkleinerter Acrylfarbe und/oder dem kantigen Material und/oder dem plättchenförmigen Material, das in die Imprägnierschicht eingebettet ist, erfüllt zwei Funktionen.

Es stellt

• durch die Art der Schichtung eine Makrorauhigkeit her und

• durch das Bruchverhalten der ganz, oder teilweise eingebetteten eingebetteten Partikel eine Mikrorauhigkeit.

Nur der dauerhafte Erhalt der Makro- und Mikrorauhigkeit ist die notwendige Bedingung für einen dauerhaft wirkenden „Antislip“.