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Title:
SYSTEM AND METHOD FOR COMPRESSED-AIR-CONTROLLED APPLICATION OF A POROUS COATING MATERIAL TO A SUBSTRATE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2013/153006
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to a system and a method for compressed-air-controlled application of a porous coating material to a substrate, in which at least one pressurised container is loaded with porous coating material via an inlet, the coating material is conveyed through an outlet of the at least one pressurised container into a line to which a spraying apparatus is connected, wherein the coating material is conducted through a valve unit, which is arranged downstream of the at least one pressurised container and upstream of the spraying apparatus and in which the coating material is mixed with compressed air and optionally water or water-containing additives, the coating material treated in this manner is conducted into an inlet of the spraying apparatus, the spraying apparatus is supplied with compressed air via a further inlet, and the coating material is atomised in a compressed-air-assisted manner and applied to a substrate. The invention also relates to the valve unit of the system. The invention also relates to the use of a porous coating material for spray application and to a method for insulating an object.

Inventors:
PETRY MICHAEL (DE)
ADEBAHR THORSTEN (DE)
MUELLER JOACHIM (DE)
Application Number:
PCT/EP2013/057254
Publication Date:
October 17, 2013
Filing Date:
April 05, 2013
Export Citation:
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Assignee:
WORLEE CHEMIE GMBH (DE)
International Classes:
B05D1/02; B05D7/02; B05D7/24; E04F21/00
Domestic Patent References:
WO2005047746A22005-05-26
WO2003097227A12003-11-27
Foreign References:
DE202007017944U12008-05-21
DE10211331A12003-10-02
DE3916319A11990-11-29
US4117551A1978-09-26
DE202007017944U12008-05-21
DE10211331A12003-10-02
DE3916319A11990-11-29
US4117551A1978-09-26
EP1697671A22006-09-06
Attorney, Agent or Firm:
UEXKÜLL & STOLBERG (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren zum druckluftgesteuerten Aufbringen eines porösen Beschichtungsmaterials auf ein Substrat, bei dem a) mindestens ein Druckbehälter über einen Einlass mit porösem Beschichtungsmaterial beschickt wird, b) das Beschichtungsmaterial durch einen Auslass des min¬ destens einen Druckbehälters in eine Leitung befördert wird, an die eine Spritzapparatur angeschlossen ist, c) wobei das Beschichtungsmaterial durch eine Ventilein¬ heit geleitet wird, die stromabwärts des mindestens einen Druckbehälters und stromaufwärts der Spritzappa¬ ratur angeordnet ist und in der das Beschichtungsmate¬ rial mit Druckluft und gegebenenfalls Wasser oder was¬ serhaltigen Zusätzen vermischt wird, d) das so behandelte Beschichtungsmaterial in einen Ein¬ lass der Spritzapparatur geleitet wird, e) der Spritzapparatur über einen weiteren Einlass Druckluft zugeführt wird und f) das Beschichtungsmaterial druckluftunterstützt zer¬ stäubt und auf ein Substrat aufgebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Beschichtungsmaterial eine Porosität aufweist, so dass es zur Verwen¬ dung als Isoliermaterial geeignet ist und die Porosität des Beschichtungsmaterials während der Verfahrensschritte (a) bis (f) im Wesentlichen erhalten bleibt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei dem das Beschichtungsmaterial poröse Festkörperteilchen enthält, die eine Porosität von > 80 %, insbesondere eine Porosität von > 90% aufweisen, wobei das Beschichtungsmaterial insbeson¬ dere ein Aerogel oder Xerogel enthält, vorzugsweise ein Aerogel auf Basis von Siliciumdioxid, wobei das Gel insbe¬ sondere eine Dichte von 30 bis 100 kg/m3 und mehr als 90% Porenvolumen aufweist.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Beschichtungsmaterial eine Viskosität von 10.000 bis 120.000 mPas aufweist, gemessen mit einem Viskosimeter Haake VT 500, Messeinrichtung E 100, Schubspannung ca. 91 S 1.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der Druck im Druckbehälter und der Spritzapparatur von 2 bis 5 bar und in der Ventileinheit 2 bis 3 bar beträgt.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Substrat ein Material umfasst oder daraus besteht, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Glas, Holz und Holzwerkstoffe, Metallen, insbesondere Eisen, Stahl und Aluminium, mineralische Baustoffe wie Beton, Zementwerkstoffe, Fliesen, Steine, Keramik, sowie Kunststoff und Kombinationen davon, wobei das Beschichtungsmaterial ins¬ besondere in einer Menge von etwa 10 g/m2 bis 10 kg/m2, vorzugsweise etwa 50 g/m2 bis etwa 5 kg/m2, insbesondere etwa 200 g/m2 bis 1 kg/m2 auf das Substrat aufgebracht wird . Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Beschichtungsmaterial mit einer Dicke von etwa 50 μιη bis 30 mm, vorzugsweise mit einer Dicke von 100 μιη bis 10 mm, insbesondere 500 μιη bis 5 mm auf das Substrat aufge¬ bracht wird und so eine Isolierschicht erzeugt wird.

Anlage zum druckluftgesteuerten Aufbringen von porösem Beschichtungsmaterial auf ein Substrat, die mindestens einen Druckbehälter zur Beschickung mit Beschichtungsmaterial, wobei der Druckbehälter einen Einlass und einen Auslass für das Beschichtungsmaterial aufweist, eine Spritzapparatur zum Aufbringen des porösen Beschich- tungsmaterials auf ein Substrat, wobei die Spritzapparatur einen Einlass für das Beschichtungsmaterial, einen weite¬ ren Einlass für die Zufuhr von Druckluft und eine Düsenan¬ ordnung aufweist, eine Leitung, die den Beschichtungsmaterialauslass des Druckbehälters mit dem Beschichtungsmaterialeinlass der Spritzapparatur verbindet, eine Ventileinheit, die mit der Leitung verbunden ist und die stromabwärts des Auslasses des Druckbehälters und stromaufwärts des Einlasses der Spritzapparatur angeordnet ist, wobei die Ventileinheit mindestens eine in Längsrichtung durch die Ventileinheit verlaufende Bohrung aufweist, die einen Durch¬ lasskanal zum Transport des Beschichtungsmaterials bildet , mindestens eine seitliche Bohrung aufweist, die einen Einlass für die Zufuhr von Druckluft bildet, die ge- gebenenfalls mit Wasser oder wasserhaltigen Zusätzen versetzt ist, wobei die mindestens eine seitliche Bohrung mit der in Längsrichtung verlaufenden Bohrung so verbunden ist, dass das Beschichtungsmaterial im Durchlasskanal mit der Druckluft vermischt werden kann, und gegebenenfalls mindestens eine weitere seitliche Boh¬ rung aufweist, die einen Einlass für Wasser zu Reinigungszwecken bildet und ebenfalls mit der in Längs¬ richtung verlaufenden Bohrung verbunden ist, wobei die seitlichen Bohrungen jeweils mit Rückschlagventilen versehen sind, aufweist .

9. Anlage nach Anspruch 8, bei der die Leitung, die den Druckbehälter mit der Spritzapparatur verbindet, stromaufwärts und/oder stromabwärts der Ventileinheit in Form ei¬ nes flexiblen Schlauchs ausgebildet ist.

10. Anlage nach Anspruch 9, bei der der Schlauch aus Polyvinylchlorid enthaltendem Material besteht.

11. Ventileinheit zur Steuerung der Förderung eines porösen Beschichtungsmaterials in einer Anlage gemäß einem der An¬ sprüche 8 bis 10, die mindestens eine in Längsrichtung durch die Ventileinheit verlaufende Bohrung aufweist, die einen Durchlasskanal zum Transport des Beschichtungsmaterials bildet, mindestens eine seitliche Bohrung aufweist, die einen Ein¬ lass für die Zufuhr von Druckluft bildet, die gegebenen- falls mit Wasser oder wasserhaltigen Zusätzen versetzt ist, wobei die mindestens eine seitliche Bohrung mit der in Längsrichtung verlaufenden Bohrung so verbunden ist, dass das Beschichtungsmaterial im Durchlasskanal mit der Druckluft vermischt werden kann, und gegebenenfalls mindestens eine weitere seitliche Bohrung aufweist, die einen Einlass für Wasser zu Reinigungszwe¬ cken bildet und die ebenfalls mit der in Längsrichtung verlaufenden Bohrung verbunden ist, wobei die seitlichen Bohrungen jeweils mit Rückschlagventilen versehen sind.

12. Ventileinheit nach Anspruch 11 oder Anlage nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die Ventileinheit zwei seitliche Bohrungen aufweist, die jeweils Einlässe für die Zufuhr von Druckluft bilden, wobei die Druckluft gegebenenfalls mit Wasser oder wasserhaltigen Zusätzen versetzt ist, und die mit der in Längsrichtung verlaufenden Bohrung in Fluidkommunikation stehen, wobei die beiden seitlichen Bohrungen rechtseitig und linkseitig gegenüberliegend angeordnet sind, eine dritte seitliche Bohrung aufweist, die einen Einlass für Wasser zu Reinigungszwecken bildet und die mit der in Längsrichtung verlaufenden Bohrung ebenfalls in Fluidkom- munikation steht, wobei die dritte seitliche Bohrung ober¬ seitig oder unterseitig angeordnet ist.

13. Ventileinheit nach Anspruch 11 oder Anspruch 12, bei der die mindestens eine bzw. die beiden seitlichen Bohrungen, die jeweils Einlässe für die Zufuhr von Druckluft bilden, wobei die Druckluft gegebenenfalls mit Wasser oder wasser- haltigen Zusätzen versetzt ist, bezogen auf den stromaufwärts gelegenen Teil der in Längsrichtung verlaufenden Bohrung, die den Durchlasskanal für das Beschichtungsmate- rial bildet, in einem spitzen Winkel angeordnet sind, vor¬ zugsweise in einem Winkel im Bereich von 20 bis 60°, ins¬ besondere 30 bis 40 °.

14. Verwendung eines Beschichtungsmaterials wie in einem der Ansprüche 1 bis 4 definiert zur spritztechnischen Aufbringung auf ein Substrat gemäß einem der Ansprüche 6 bis 7 mittels eines Verfahrens wie in einem der Ansprüche 1, 2 und 5 definiert.

15. Verfahren zur Isolierung eines Gegenstandes, bei dem als Substrat eine oder mehrere zu isolierende Flächen des Ge¬ genstandes nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 beschichtet werden.

Description:
Anlage und Verfahren zum druckluftgesteuerten Aufbringen eines porösen Beschichtungsmaterials auf ein Substrat

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anlage und ein Verfah ¬ ren zum Aufbringen eines flüssig bis pastösen und porösen Beschichtungsmaterials auf ein Substrat, insbesondere mittels druckluftgesteuertem Spritzen des Beschichtungsmaterials, so ¬ wie einen Teil der Anlage, der zur Steuerung der Förderung des Beschichtungsmaterials dient, so dass seine die Porosität aus ¬ machenden Eigenschaften erhalten bleiben. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung eines porösen Beschichtungsmaterials zur spritztechnischen Aufbringung auf ein Substrat .

Im Stand der Technik sind flüssige bis pastöse Beschichtungs ¬ materialien bekannt, die hochporöse Festkörperteilchen enthalten, die beispielsweise auf Aerogelen oder Xerogelen auf Basis von Siliciumdioxid (Silica) beruhen. Zudem können derartige Beschichtungsmaterialien noch zusätzlich Gasblasen enthalten, die eine schaumartige Struktur erzeugen. Derartige Festkörper ¬ teilchen können nach an sich bekannten Sol-Gel-Verfahren und speziellen Trocknungsverfahren erhalten werden und sind kommerziell und großtechnisch erhältlich. Auf Grund ihrer großen Porenvolumina von bis zu mehr als 90% sind sie als Isolierma ¬ terialien interessant, insbesondere zur Wärme-, Kälte oder Schallisolierung. Flüssige bis pastöse Beschichtungsmateria ¬ lien der vorgenannten Art werden nachstehend auch kurz als poröse Beschichtungsmaterialien bezeichnet.

Für diesen Zweck werden die die zu isolierenden Flächen mit den Materialien beschichtet, so dass die gewünschte Isolier ¬ wirkung erzielt wird, z. B. für Dächer, Außen- und Innenwände von Gebäuden oder Behältern wie Container, Tanks, Rohrleitun- gen, Fahrzeugteilen, Schiffsbauteilen, Anlagenbauteilen der chemischen Industrie und anderer Industrien.

Die Aufbringung von Beschichtungsmaterialien erfolgt im Allgemeinen durch Rollen, Spachteln oder Spritzen. Bei letzterem Verfahren wird das Beschichtungsmaterial im Allgemeinen aus einem Vorratsbehälter über eine geeignete Leitung einer Spritzapparatur wie beispielsweise einer Spritzpistole zuge ¬ führt werden, mittels derer es dann auf eine oder mehrere Flä ¬ chen (Substrat) eines Gegenstands aufgebracht wird.

Beim Einsatz von porösen Beschichtungsmaterialien hat es sich als nachteilig erwiesen, dass die bei der Förderung des Mate ¬ rials in Anlagen, die nach dem Stand der Technik zur spritztechnischen Aufbringung von flüssigen bis pastösen Materialien auf Substrate geeignet sind, auftretenden Drücke derart hoch sind, dass die poröse und/oder schaumartige Struktur beein ¬ trächtigt bzw. sogar vollständig zerstört wird. Dies geht mit einem entsprechenden Verlust der Isolierleistung einher. Zudem lassen sich in Anlagen, die nach dem Stand der Technik zur spritztechnischen Aufbringung von flüssigen bis pastösen Materialien auf Substrate geeignet sind, poröse Beschichtungsmate ¬ rialien nicht sachgerecht verspritzen. Die Förderleistung ist minimal und es kommt nach kurzer Betriebszeit zu Verstopfun ¬ gen .

So können bei Verwendung von gängigen Pumpenaggregaten zur Förderung eines Beschichtungsmaterials aus einem Vorratsbehäl ¬ ter zum Einlass einer Spritzpistole Drücke im Bereich von 10 bis etwa 180 bar auftreten, und zwar unabhängig vom verwendeten Pumpentyp wie Kolben, Membran, Kreisel-, Schnecken-, Zahnrad- oder Perestaltikpumpen .

Ferner sind Druckbehälter (Druckkessel) als Vorratsbehälter und zur Förderung von Beschichtungsmaterial für eine spritz- technische Applikation bekannt. Bei dieser Form der Material ¬ förderung wird das Beschichtungsmaterial in einen Behälter ge ¬ füllt und dieser nach Verschließen mit Druckluft beaufschlagt, wodurch das Material über einen Auslass aus dem Behälter in eine damit verbundene Leitung und daran angeschlossene Vor ¬ richtungen zur Verarbeitung und Aufbringung des Materials auf Substrate befördert wird. Dabei erweist es sich als nachtei ¬ lig, dass sich in dem Druckbehälter nach Druckbeaufschlagung ein Trichter bzw. V-förmiger Raum ausbildet, wodurch das Beschichtungsmaterial an die Behälterwände gedrückt wird, was mit einer unerwünschten Komprimierung und Beschädigung der porösen Struktur verbunden ist. Zudem verhindert die Ausbildung des Trichters bzw. V-förmigen Raumes die Förderung des Be- schichtungsmaterials .

Zur Vermeidung dieses Nachteils kann der Druckbehälter mit einer sogenannten Druckplatte, auch Folgeplatte genannt, verse ¬ hen werden, die den Behälter in einen Druckmittelraum und einen Materialraum unterteilt. Um das Beschichtungsmaterial aus dem Materialraum zu befördern, wird der Druckmittelraum mit Druck beaufschlagt und die Druckplatte drückt das Beschich ¬ tungsmaterial dann gleichmäßig in die Richtung des Auslasses. Allerdings treten auch bei dieser Variante noch so hohe Drücke auf, dass die poröse Struktur komprimiert, beeinträchtigt bzw. zerstört wird.

Bislang war daher der Einsatz von Isoliermaterialien des vorstehend genannten Typs vergleichsweise begrenzt bzw. mit den weniger effizienten Aufbringungsarten des Spachteins oder Rollens verbunden.

So beschreibt die DE 20 2007 017 944 Ul eine Verputzmaschine mit einer Rohrleitung zum Befördern des Verputzmaterials mittels einer Pumpe. Daneben weist die Anlage einen Druckluft- kreis auf. Dieser dient dazu, Ventile an einer Spritzlanze so ¬ wie in der Förderleitung für das Verputzmaterial zu steuern.

Die DE 102 11 331 AI beschreibt eine maschinell applizierbare Schall- bzw. Wärmedämmung und ein Verfahren zum Applizieren derselben. Im Rahmen der Schilderung der Aufgabe, die der Erfindung dieser Patentanmeldung zu Grunde liegt, wird die Schaffung einer spritzbaren Wärmedämmung erwähnt. Dabei kann als dämmender Füllstoff Aerogel eingesetzt werden. Das Aerogel kann in trockener Form mittels Treibluft von einer Fördereinrichtung aus über einen Transportschlauch in Form eines sogenannten Dünnstroms zu einer Spritzvorrichtung gefördert werden, die sich unmittelbar vor einer zu beschichtenden Fläche (Auftragsfläche) befindet. Unmittelbar vor der Spritzdüse der Spritzvorrichtung befindet sich ein Mischer, in dem das trockene Aerogel mit Bindemittel gemischt und in einem sogenann ¬ ten Dichtstrom weiter zur Spritzdüse bewegt und die Mischung dann unter Druck von unmittelbar an der Spritzdüse zugeführter Druckluft auf die Auftragsfläche aufgebracht wird. Ferner wird erwähnt, dass auch ein fertig verarbeitetes, Aerogel-haltiges Dämmmaterial in Gebinden bereitgestellt und aus dem Gebinde maschinell oder händisch verarbeitet werden kann, ohne dass dazu jedoch Einzelheiten bzgl. eines Verfahrens oder einer Vorrichtung dafür offenbart werden.

Die DE 39 16 319 AI betrifft einen Spritzkopf an einer Putz ¬ maschine zur Verarbeitung von Mörteln. Der Mörtel wird mittels einer Mörtelpumpe gefördert. Der Spritzkopf verfügt über eine Luftzufuhr, über die Druckluft im Mündungsbereich des Spritzkopfes vor Austritt des Mörtels zugeführt wird.

US 4,117,551 betrifft eine Spritzpistole zum Aufbringen von Urethanschaum. Die einzelnen Komponenten des Schaums werden aus Vorratsbehältern der Spritzpistole separat zugeführt und innerhalb der Spritzpistole gemischt und von dort aus auf ein Substrat als Schaum aufgebracht. Der Aufbau der Spritzpistole ist insbesondere in den Figuren 2 bis 6 gezeigt.

Vor dem obigen Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Anlage und ein Verfahren bereitzu ¬ stellen, mit denen Materialien, die poröse Festkörper wie insbesondere Aerogele und Xerogele auf Basis von Siliciumdioxid enthalten, effizient auf eine Vielzahl von verschiedenen Substraten aufgebracht werden können, ohne dass die für die iso ¬ lierende Wirkung entscheidende Porosität der Beschichtungsma- terialien verlorengeht.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch eine Anlage und ein Verfahren zum druckluftgesteuerten Aufbringen eines porösen Beschichtungsmaterials auf ein Substrat gelöst, bei dem a) mindestens ein Druckbehälter über einen Einlass mit po ¬ rösem Beschichtungsmaterial beschickt wird, b) das Beschichtungsmaterial durch einen Auslass des min ¬ destens einen Druckbehälters in eine Leitung befördert wird, an die eine Spritzapparatur angeschlossen ist, c) wobei das Beschichtungsmaterial durch eine Ventilein ¬ heit geleitet wird, die stromabwärts des mindestens ei ¬ nen Druckbehälters und stromaufwärts der Spritzappara ¬ tur angeordnet ist und in der das Beschichtungsmaterial mit Druckluft und gegebenenfalls Wasser oder wasserhal ¬ tigen Zusätzen vermischt wird, d) das so behandelte Beschichtungsmaterial in einen Ein ¬ lass der Spritzapparatur geleitet wird, e) der Spritzapparatur über einen weiteren Einlass Druckluft zugeführt wird und f) das Beschichtungsmaterial druckluftunterstützt zer ¬ stäubt und auf ein Substrat aufgebracht wird.

Die erfindungsgemäße Anlage zum druckluftgesteuerten Aufbringen von porösem Beschichtungsmaterial auf ein Substrat umfasst mindestens einen Druckbehälter zur Beschickung mit Beschichtungsmaterial, wobei der Druckbehälter einen Einlass und einen Auslass für das Beschichtungsmaterial aufweist, eine Spritzapparatur zum Aufbringen des porösen Beschichtungsmaterials auf ein Substrat, wobei die Spritzapparatur einen Einlass für das Beschichtungsmaterial, einen weiteren Einlass für die Zufuhr von Druckluft und eine Düsenanordnung aufweist, eine Leitung, die den Beschichtungsmaterialauslass des Druck ¬ behälters mit dem Beschichtungsmaterialeinlass der Spritzappa ¬ ratur verbindet, eine Ventileinheit, die mit der Leitung verbunden ist und die stromabwärts des Auslasses des Druckbehälters und stromauf ¬ wärts des Einlasses der Spritzapparatur angeordnet ist, wobei die Ventileinheit mindestens eine in Längsrichtung durch die Ventileinheit verlaufende Bohrung aufweist, die einen Durchlasskanal zum Transport des Beschichtungsmaterials bildet, mindestens eine seitliche Bohrung aufweist, die einen Ein ¬ lass für die Zufuhr von Druckluft bildet, die gegebenen ¬ falls mit Wasser oder wasserhaltigen Zusätzen versetzt ist, wobei die mindestens eine seitliche Bohrung mit der in Längsrichtung verlaufenden Bohrung so verbunden ist, dass das Beschichtungsmaterial im Durchlasskanal mit der Druckluft vermischt werden kann, und gegebenenfalls mindestens eine weitere seitliche Bohrung aufweist, die einen Einlass für Wasser zu Reinigungszwe ¬ cken bildet und ebenfalls mit der in Längsrichtung verlau ¬ fenden Bohrung verbunden ist, wobei die seitlichen Bohrungen jeweils mit Rückschlagventilen versehen sind.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Ventileinheit zur Steuerung der Förderung eines porösen Beschichtungsmaterials in einer erfindungsgemäßen Anlage, wobei die Ventileinheit mindestens eine in Längsrichtung durch die Ventileinheit ver ¬ laufende Bohrung aufweist, die einen Durchlasskanal zum Trans ¬ port des Beschichtungsmaterials bildet, mindestens eine seitliche Bohrung aufweist, die einen Einlass für die Zufuhr von Druckluft bildet, die gegebenenfalls mit Wasser oder wasserhaltigen Zusätzen versetzt ist, wobei die mindestens eine seitliche Bohrung mit der in Längsrichtung verlaufenden Bohrung so verbunden ist, dass das Beschichtungsmaterial im Durchlasskanal mit der Druckluft vermischt werden kann, und gegebenenfalls mindestens eine weitere seitliche Bohrung auf ¬ weist, die einen Einlass für Wasser zu Reinigungszwecken bildet und die ebenfalls mit der in Längsrichtung verlaufenden Bohrung verbunden ist, wobei die seitlichen Bohrungen jeweils mit Rückschlagventilen versehen sind.

Ferner betrifft die Erfindung die Verwendung eines Beschichtungsmaterials wie hierin definiert zur spritztechnischen Auf ¬ bringung auf ein Substrat wie hierin definiert. Schließlich betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Isolierung eines Gegenstandes, bei dem als Substrat eine oder mehre ¬ re zu isolierende Flächen des Gegenstandes nach dem erfin ¬ dungsgemäßen Verfahren wie hierin definiert beschichtet werden .

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in der nachstehenden Beschreibung, den Figuren sowie den abhängigen Patentansprüchen offenbart.

In bestimmten Ausführungsformen umfassen das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Anlage zusätzlich zu den in den Patentansprüchen genannten Merkmalen weitere Merkmale. In weiteren Ausführungsformen bestehen das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Anlage aus den in den Patent ¬ ansprüchen und der vorliegenden Beschreibung offenbarten Merkmalen. Sinngemäß das Gleiche gilt für den erfindungsgemäßen Teil der Anlage, der zur Steuerung der Förderung des Beschichtungsmaterials dient.

Insbesondere umfasst die erfindungsgemäße Anlage keine Pumpen zur Förderung des Beschichtungsmaterials. Stattdessen wird, wie vorstehend und auch nachstehend offenbart, das poröse Be- schichtungsmaterial mittels Druckluft befördert. Dabei wird es in der erfindungsgemäßen Ventileinheit, die auch als Mischeinheit bezeichnet werden kann, mit Druckluft und ggfs. Wasser oder wasserhaltigen Zusätzen vermischt. So kann die poröse Struktur des Beschichtungsmaterials erhalten werden.

Gegenüber dem vorgenannten Stand der Technik zeichnet sich die vorliegende Erfindung also insbesondere durch den Vorteil aus, dass keine Pumpen zur Förderung des Beschichtungsmaterials verwendet werden. Stattdessen wird das Beschichtungsmaterial mit Druckluft befördert und insbesondere in der erfindungs ¬ gemäßen Ventil- bzw. Mischeinheit mit Druckluft und ggfs. Was- ser/wasserhaltigen Zusätzen vermischt, bevor dann das Be- schichtungsmaterial druckluftunterstützt mittels einer Spritz ¬ apparatur auf eine zu beschichtende Fläche aufgebracht wird.

Kurze Beschreibung der Figuren

Figur 1 zeigt eine Gesamtansicht der erfindungsgemäßen Anlage.

Figur 2 zeigt einen erfindungsgemäßen Druckbehälter mit Druckplatte, Auslass und Auslassventil.

Figur 3 zeigt eine erfindungsgemäße Ventileinheit mit Durch ¬ lasskanal für das Beschichtungsmaterial und seitlichen Zufüh ¬ rungen für Druckluft.

Figur 4 zeigt eine Seitenansicht einer Spritzapparatur in Form einer Handspritzpistole.

Figur 5 zeigt eine Schnittansicht der Handspritzpistole.

Figur 6 zeigt eine Vorderansicht, eine Seitenansicht und eine Aufsicht einer erfindungsgemäßen Anlage, die auf einem Rollwagen angeordnet ist, sowie eine Abbildung eines Bedieners mit der Anlage zur Veranschaulichung einer möglichen Dimensionierung .

Figur 7 zeigt eine dreidimensionale Ansicht einer erfindungs ¬ gemäßen Anlage mit zwei Druckbehältern, die auf einem Rollwagen angeordnet ist.

Die Erfindung ist jedoch nicht auf die in den vorstehend ange ¬ gebenen Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Figur 1 zeigt eine Gesamtansicht der erfindungsgemäßen Anlage, die einen Druckbehälter 1, eine Spritzapparatur 2, eine erfindungsgemäße Ventileinheit 3, eine Druckregelventil- und Druck- messeinrichtungsanordnung (Manometer) 5 für die Regulierung der Druckluftzufuhr sowie die entsprechenden Leitungen 4a, 4b, 6, 7, 8 für Druckluft- und Beschichtungsmaterialförderung um- fasst. Nicht gezeigt in Figur 1 ist ein weiterer Behälter zur Aufnahme von Flüssigkeit, insbesondere Wasser oder wasserhal ¬ tigen Flüssigkeiten, sowie eine Leitung, mit der der Behälter an die Druckluftleitung 7 angeschlossen wird, so dass die in der Ventileinheit 3 zugeführte Druckluft wie erforderlich be ¬ feuchtet werden kann.

In Schritt (a) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Druckbehälter 1 über einen Einlass mit porösem Beschichtungs- material beschickt. Der Einlass kann beispielsweise durch ei ¬ nen abnehmbaren Deckel des Behälters gebildet werden, der nach Beschickung des Behälters wieder mit diesem druckfest verschlossen wird. Alternativ kann der Einlass in Form einer Öffnung an einer geeigneten Stelle des Behälters ausgebildet sein, die mit einem geeigneten Ventil versehen ist, das mit einer Leitung verbunden ist, über die Beschichtungsmaterial zugeführt wird.

Nach Beschickung des Druckbehälters 1 wird das Beschichtungs ¬ material gemäß Schritt (b) des erfindungsgemäßen Verfahrens durch Druckbeaufschlagung über den Auslass ld (siehe Figur 2 ) , der mit einem Ventil zum Öffnen und Verschließen des Auslasses versehen ist, aus dem Behälter in die Leitung (4a, 4b) befördert, an die eine Spritzapparatur 2 angeschlossen ist.

Wird bei dem Druckbehälter eine Ausführungsform verwendet, die eine Druckplatte 9 (siehe Figur 2 ) verwendet, so ist der Druckbehälter in einen Beschichtungsmaterialraum le und einem Druckmittelraum lf unterteilt. Durch Beaufschlagung des Druck- mittelraums mit über Leitung 6 zugeführter Druckluft wird die ¬ se in Bewegung gesetzt, so dass das Beschichtungsmaterial aus dem Beschichtungsmaterialraum le in Leitung 4a, 4b befördert wird. Alternativ kann die Druckplatte mechanisch oder hydraulisch bewegt werden.

Erfindungsgemäß kann mehr als ein Druckbehälter verwendet werden und aus diesem gleichzeitig bzw. nacheinander Beschichtungsmaterial entnommen werden. Es sind dann weitere Leitungen und Ventile vorhanden, die die gleichzeitige bzw. nacheinander erfolgende Beförderung des Beschichtungsmaterials aus diesen Behältern regeln.

Nach Austritt aus dem Druckbehälter und Eintritt in Leitung 4a wird das Beschichtungsmaterial gemäß Schritt (c) des erfin ¬ dungsgemäßen Verfahrens durch eine erfindungsgemäße Ventilein ¬ heit 3 geleitet. Die Ventileinheit weist eine in Längsrichtung verlaufende Bohrung auf, die einen Durchlasskanal 3a für das Beschichtungsmaterial bildet. Diese ist mit seitlichen Bohrun ¬ gen 3b und 3c verbunden, die Einlässe für Druckluft bilden, so dass das Beschichtungsmaterial im Durchlasskanal mit der Druckluft vermischt und durch diese verwirbelt wird. Die Ein ¬ lasse sind mit Rückschlagventilen 3e, 3f versehen.

Der Druckluft wird gegebenenfalls eine Flüssigkeit, insbeson ¬ dere Wasser bzw. wasserhaltige Materialien, zugesetzt sowie gegebenenfalls weitere Zusätze, die dem Beschichtungsmaterial zugesetzt werden sollen und die Druckluft befördert werden können. Dazu wird kann ein geeigneter Vernebier (nicht in Figur 1 gezeigt) verwendet werden.

Durch die in der Ventileinheit 3 erfolgende Druckluftzufuhr wird das Beschichtungsmaterial bei der weiteren Förderung durch Leitung 4b zur Spritzapparatur derart aufgelockert, dass eine Beschädigung bzw. Zerstörung der porösen Struktur bzw. der die poröse Struktur des Beschichtungsmaterials ausmachen ¬ den Bestandteile vermieden bzw. ausreichend vermindert wird, so dass das Material nach Aufbringung auf ein Substrat als Isoliermaterial geeignet ist.

Im Lichte dieser Offenbarung erkennt der Fachmann in Bezug auf die Länge der Leitungen 4a und 4b, dass diese so auszulegen sind, dass der obige Effekt erzielt wird. Die genauen Längen hängen natürlich von der gesamten Dimensionierung der erfindungsgemäßen Anlage ab. Wie auch in Figur 1 veranschaulicht, kann sich die erfindungsgemäße Ventileinheit 3 über ein kurzes Leitungsstück 4a oder unmittelbar an den Druckbehälter anschließen .

Nach Durchmischung und gegebenenfalls Befeuchtung bzw. Zusatz weiterer mittels Druckluft förderbarer Materialien in der Ventileinheit 3 wird das Beschichtungsmaterial druckluftgestützt weiter durch Leitung 4b zur Spritzapparatur befördert. Die Leitung 4a, 4b kann ganz oder teilweise aus starrem oder flexiblem druckfestem Material ausgebildet sein.

Zum Beispiel kann die Leitung 4a aus Edelstahl bestehen und die Leitung 4b aus einem druckfesten flexiblem Schlauch auf Basis von beispielsweise Polyvinylchlorid. Ferner sind Schläu ¬ che auf Basis von Gemischen aus PVC und Silikon geeignet, die insbesondere doppelwandig ausgeführt sind. Die Schlauchmateri ¬ alien zeichnen sich dadurch aus, dass sie glattwandig sind und keine Feuchtigkeit aufnehmen.

Beispielsweise wird für die stromabwärts der Ventileinheit an ¬ geordnete Leitung 4b, ein von der Firma Petzetakis Deuschland GmbH erhältlicher flexibler Schlauch auf Basis von PVC mit der Handelsbezeichnung Helivyl Buna Super Soft verwendet, der über einen Temperaturbereich von -30°C bis +80°C einsetzbar ist und erforderliche Beständigkeit gegen Witterungseinflüsse (Ozon und UV, Wasser, Säuren, Laugen, Alterungsbeständigkeit) auf ¬ weist. Beispielhafte Schlauchlängen betragen 1 bis 50 m, vorzugsweise 10 bis 40 m, z. B. 12 oder 15 bis 20 m.

Die Innendurchmesser der Leitungen der erfindungsgemäßen Anlage kann im Bereich von einigen mm bis cm liegen, je nach der gesamten Dimensionierung der Anlage. Für die Leitung 4a, 4b zur Beförderung des Beschichtungsmaterials beträgt der Innen ¬ durchmesser beispielsweise 10 bis 20 mm. Insbesondere kann ein Schlauch der obigen Art verwendet werden, bei dem der Innendurchmesser 13 mm beträgt.

Für die Druckluftzufuhr verwendete Leitungen weisen Durchmesser innerhalb der gleichen Größenordnung auf wie vorstehend beschrieben. Insbesondere kann eine Leitung 8 zur Zufuhr von Druckluft zur Spritzapparatur aus einer Leitung wie einem Schlauch mit einem Innendurchmesser im Bereich von 5 bis 20 mm, insbesondere 5 bis 15 mm wie beispielsweise 9 mm bestehen.

In Schritt (d) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Be- schichtungsmaterial in einen Einlass einer Spritzapparatur 2 geleitet, die beispielsweise als Hand- oder Automatikspritz ¬ pistole mit einer Düsenanordnung 2a, einem Betätigungshebel 2b und einem Pistolengriff 2c ausgebildet sein kann. Die Spritzapparatur weist einen weiteren Einlass 2d für die Zufuhr von Druckluft auf.

In der Spritzapparatur wird die Druckluft dann so mit dem Be- schichtungsmaterial in Kontakt gebracht, dass es über die Dü ¬ senanordnung 2a zerstäubt und in einem geeigneten Strahl wie einem Flachstrahl oder einem Rundstrahl auf das zu beschichtende Substrat aufgebracht werden kann.

Durch die Druckregelventil- und Manometeranordnung 5 sind die Drücke im Druckbehälter 1, in Beschichtungsmaterialleitung 4a, 4b sowie in den Druckluftleitungen 7 zur Ventileinheit und 8 zur Spritzapparatur getrennt voneinander steuerbar, so dass jeweils die gewünschten Betriebsbedingungen eingestellt werden können .

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren liegen die Arbeitsdrücke im Druckbehälter im Allgemeinen im Bereich zwischen 2 und 5 bar, insbesondere 2 bis 4,5 bar, in der erfindungsgemäßen Ventileinheit im Bereich zwischen 2 und 4 bar, insbesondere 2 bis 3 bar, und in der Spritzapparatur im Bereich von 2 bis 5 bar.

Je nach Viskosität des Beschichtungsmaterials betragen nach einer Ausführungsform der Erfindung der Arbeitsdruck im Druckbehälter und der Druck für die zusätzliche Druckluftzufuhr in der erfindungsgemäßen Ventileinheit zwischen 1,5 und 3,0 bar, wobei der Druck für die zusätzliche Druckluftzufuhr gleich oder niedriger als der Arbeitsdruck im Druckbehälter ist.

Die Durchflussrate des Beschichtungsmaterials beträgt im All ¬ gemeinen 0,25 bis 10 kg/min., wobei dieser Wert von den in den einzelnen Anlagenbereichen verwendeten Drücken und der Dimensionierung der Düsenanordnung in der Spritzapparatur abhängig ist .

Bei Zusatz von Flüssigkeit zur Befeuchtung der Druckluft, ins ¬ besondere Wasser bzw. wasserhaltiger Flüssigkeit, in der über eine Leitung 7 der Ventileinheit 3 zugeführten Druckluft be ¬ trägt der Flüssigkeitsverbrauch bei den obigen Bedingungen etwa 0,05 bis 1 kg/Stunde, wobei dieser Wert ebenfalls von der Dimensionierung der Anlage sowie den in den einzelnen Anlagenbereichen verwendeten Drücken und der Düsenanordnung abhängt.

Die beiden folgenden Tabellen geben typische Verbrauchsmengen für Druckluft (in 1/min.) in Spritzapparaturen vom Typ Spritz- pistole in Abhängigkeit von der in der Spritzapparatur

deten Düsengröße und dem eingestellten Druck an.

Obige Werte sind jedoch auch von der Umgebungstemperatur und den Eigenschaften des Beschichtungsmaterials abhängig und kön ¬ nen in Abhängigkeit davon variieren.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird im Allgemeinen bei Raumtemperatur, d. h. in einem Temperaturbereich zwischen 15 und 25°C durchgeführt. Es kann jedoch auch bei niedrigeren oder höheren Temperaturen durchgeführt werden, solange die Förder- barkeit des Beschichtungsmaterials gegeben ist, z.B. in einem Temperaturbereich von 5 bis 15°C.

Figur 2 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Druckbehälters mit Druckplatte 9 und Auslass ld, der in eine Beschichtungsmaterialleitung 4b führt, die an ein Ventil lb zur Steuerung des Ausflusses aus dem Druckbehälter 1 angeschlossen ist. Durch die Verwendung der Druckplatte 9 wird der Druckbehälter in einen Beschichtungsmaterialraum le und einen Druckmittelraum lf unterteilt. Durch Druckbeaufschlagung des Druckmittelraums lf wird die Druckplatte Richtung Auslass be ¬ wegt und so das Beschichtungsmaterial in Leitung 4b befördert.

Figur 3 zeigt eine vergrößerte Ansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ventileinheit, die stromaufwärts über das Ventil lb an eine Leitung 4a angeschlossen ist, in die das Beschichtungsmaterial aus dem Auslass des Druckbehälters ein ¬ tritt. Auf der stromabwärts gelegenen Seite ist die Ventilein ¬ heit mit einer Leitung 4b verbunden, die zur Spritzapparatur führt. Die Ventileinheit weist einen Durchlasskanal 3a auf, der seitlich mit Bohrungen 3b und 3c verbunden ist, die auf ihrer äußeren Seite jeweils mit Rückschlagventilen 3e und 3f versehen sind, an die Leitungen 7a und 7b angeschlossen sind, über die Druckluftzufuhr erfolgt. Dabei kann die Druckluft mit Flüssigkeit, insbesondere Wasser, wasserhaltigen Materialien oder sonstigen Zusätzen, die mittels Druckluft förderbar sind, versetzt werden.

Die seitlichen Bohrungen 3b und 3c sind so angeordnet, dass die Druckluftzufuhr, die Förderung des Materials stromabwärts zur Spritzapparatur unterstützt. Dazu sind die Bohrungen ins ¬ besondere in einem Winkel < 90° angeordnet, vorzugsweise in einem Winkel im Bereich von 20 bis 60°, insbesondere 30 bis 50°, wie 35 bis 45°. Bevorzugt sind die seitlichen Bohrungen gegenüberliegend angeordnet. Dadurch wird eine besonders güns ¬ tige Durchmischung und Auflockerung des Materials erzielt.

Nicht gezeigt in Figur 3 ist ein weiterer Anschluss, der auf der Oberseite der Ventileinheit angebracht sein kann und der die Zufuhr von Reinigungsmittel und/oder Wasser nach Ende des Betriebs der erfindungsgemäßen Anlage dient, so dass diese ge ¬ reinigt und von Beschichtungsmaterialrückständen befreit werden kann. Diese weitere Zuleitung ist ebenfalls mit einem ge ¬ eigneten Ventil wie einem Rückschlagventil versehen. Figur 4 zeigt eine Seitenansicht einer Spritzapparatur in Form einer Handspritzpistole, die mit einer Düsenanordnung 2a, ei ¬ nem Betätigungshebel 2b, einem Einlass für das Beschichtungs- material 2c und einem weiteren Einlass für Druckluft 2d aus ¬ gestattet ist. Die Handspritzpistole verfügt ferner über einen Aufhängehaken 2f.

Figur 5 zeigt eine seitliche Schnittansicht durch die Hand ¬ sprit zpistole nach Figur 4. Erfindungsgemäß erfolgt die Zer ¬ stäubung z.B. mittels dem Fachmann bekannter handelsüblicher Spritzpistolen, die geeignete Düsenanordnungen mit Innen- und Außenzerstäubung aufweisen.

Figur 6 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage, bei der diese auf einem Rollwagen angeordnet ist. Eine ge ¬ eignete Ausführungsform des Rollwagens weist eine Breite 10 von 70 bis 100 cm, eine Höhe 11 von 70 bis 100 cm und eine Länge 12 von 80 bis 100 cm auf. Auf der Bodenplatte des Roll ¬ wagens ist ein Gehäuse aufgebracht, innerhalb dessen die er ¬ findungsgemäße Ventileinheit 3 untergebracht ist. Auf der Oberseite des Gehäuses sind zwei Druckbehälter angeordnet, die jeweils einen Auslass mit sich daran anschließender Materialleitung aufweisen, die zu einer Leitung zusammengeführt werden, die mit der Ventileinheit verbunden ist (nicht gezeigt in Figur 6 ) .

In der Vorderansicht von Figur 6a ist ein Anschluss 14 zu se ¬ hen, an den eine Leitung 4 zur Beförderung des Beschichtungs- materials zu einer Spritzapparatur angeschlossen werden kann. Leitung 4 ist in der in Figur 6 gezeigten Ausführungsform als flexibler Schlauch ausgeführt, der in seiner Aufbewahrungspo- sition gezeigt ist. Ferner ist auf dem Rollwagen ein Behälter 15 angeordnet, in dem eine Flüssigkeit wie Wasser zur Befeuch ¬ tung der Druckluft aufbewahrt wird und der an eine Druckluft- leitung 7 (nicht gezeigt in Figur 6) angeschlossen werden kann, die zur erfindungsgemäßen Ventileinheit führt.

Neben einer mobilen Ausführungsform wie beispielsweise in Figur 6 gezeigt kann die erfindungsgemäße Anlage auch stationär, d.h. dauerhaft an einem bestimmten Ort, ausgeführt sein.

In Figur 7 ist eine dreidimensionale Ansicht des Rollwagens gemäß Figur 6 gezeigt, in der insbesondere Einlassventile für die Druckluftzufuhr zu den Druckbehältern 1 gezeigt sind. Die Druckbehälter 1 verfügen auf ihrer Oberseite ferner über Manometer, die den Druck im Druckmittelraum anzeigen. Ansonsten kann auf die Erläuterungen zu Figur 7 verwiesen werden.

Die erfindungsgemäße Anlage wurde vorstehend in Bezug auf ihre Verwendung zur Aufbringung eines porösen Beschichtungsmateri- als beschrieben. Die Anlage und insbesondere die Anordnung der erfindungsgemäßen Ventileinheit kann jedoch auch zu anderen Zwecken verwendet werden, bei denen eine Materialförderung und Druckluftzufuhr von Vorteil sind, wie sie die erfindungsgemäße Anlage ermöglicht. So kann die Anlage falls gewünscht auch zur Aufbringung nichtporöser Materialien auf Substrate oder zum Behandeln von Flächen mit Materialien genutzt werden, die mit der erfindungsgemäßen Anlage gefördert und appliziert werden können, auch wenn mit der Applikation keine dauerhafte Verbindung zwischen Material und behandeltem Substrat verbunden ist, z. B. weil dort nur eine Reinigungs- oder Polierwirkung erzielt werden soll.

Erfindungsgemäß können neben herkömmlicher Druckluft auch andere Gase und Gasgemische (Druckgase) zur Druckbeaufschlagung und druckunterstützen Beförderung und Aufbringung eingesetzt werden . Poröse Beschichtungsmaterialien, die mit der erfindungsgemäßen Anlage gefördert und auf Substrate aufgebracht werden können, sowie deren Herstellung sind beispielsweise in der EP 1 697 671 AI und der WO 2003/097227 AI beschrieben. Andere geeignete Materialien sind kommerziell erhältlich, z. B. von der Worlee-Chemie GmbH, Hamburg, Deutschland.

Die porösen, flüssig bis pastösen Beschichtungsmaterialien liegen im Allgemeinen als wässrige Dispersionen von porösen, d.h. Poren aufweisenden Festkörperteilchen vor. Mit anderen Worten, ein erfindungsgemäßes Beschichtungsmaterial umfasst eine flüssige Phase, in der poröse Festkörperteilchen disper- giert sind. Die Konsistenz dieser Dispersion kann als flüssig bis pastös beschrieben werden, in Abhängigkeit von den Antei ¬ len der festen und flüssigen Bestandteile der jeweiligen Dispersion. Zudem können diese Beschichtungsmaterialien noch zusätzlich Gasblasen (z.B. luftgefüllte oder lufthaltige Gasbla ¬ sen) enthalten, die eine schaumartige Struktur erzeugen. Die vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Materialien werden hier auch kurz als poröse Beschichtungsmaterialien bezeichnet.

Insbesondere weist das erfindungsgemäße Beschichtungsmaterial eine Viskosität von 10.000 bis 100.000 mPas auf, insbesondere 30.000 bis 100.000 mPas, vorzugsweise 50.000 bis 90.000 mPas, gemessen mit einem Viskosimeter Haake VT 500, Messeinrichtung E 100, Schubspannung ca. 91 S _1 .

Je nach gewünschter Anwendung können den Beschichtungsmaterialien neben den Bestandteilen, die die Porosität ausmachen, weitere feste oder flüssige Bestandteile zugefügt werden, die gewünschte Eigenschaften verleihen wie z. B. Flammschutzmittel zur flammhemmenden Ausrüstung einer aus dem Beschichtungsmaterial hergestellten Isolierschicht oder Korrosionsschutzmittel zur korrosionsschüt zenden Ausrüstung bei Aufbringung auf Metallsubstrate . Die zu beschichtenden Substrate können Teil von Gegenständen wie Dächern, Außen- und Innenwänden von Gebäuden oder Behältern wie Containern, Tanks, Rohrleitungen, Fahrzeugteilen, Schiffsbauteilen, Anlagenbauteilen der chemischen Industrie und anderer Industrien sein oder diese bilden. Sie können vor Aufbringung der erfindungsgemäßen Beschichtung bereits mit anderen Materialen beschichtet worden sein, z.B. mit Lacken.

Das Substrat umfasst insbesondere ein Material, oder besteht daraus, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Glas, Holz und Holzwerkstoffe, Metallen, insbesondere Eisen, Stahl und Aluminium, insbesondere eloxiertem Aluminium, mineralische Baustoffe wie Beton, Zementwerkstoffe, Fliesen, Steine, wie z.B. Kalksandstein, Ytong-Stein, Keramik, sowie Kunststoffen, insbesondere Polyethylen sowie Copolymere davon und zur Ver ¬ wendung als Lacke geeignete Polymere wie Alkydharze, und Kom ¬ binationen davon.

Die porösen Festkörperteilchen des Beschichtungsmaterials können aus Aerogel- oder Xerogelteilchen aus organischen oder anorganischen Materialien gebildet sein, z.B. Resorzinol- Formaldehyd- oder Melamin-Formaldehyd-Aerogel-Teilchen bzw. Metalloxid-Aerogel-Teilchen (z.B. Kieselsäure-, Titandioxid- und Aluminiumoxid-Aerogele ) . Ferner können auch andere poröse Festkörperteilchen organischer oder anorganischer Natur, z. B. auf Zeolithbasis verwendet werden.

Das erfindungsgemäß verarbeitbare poröse Beschichtungsmaterial enthält vorzugsweise poröse Festkörperteilchen auf Basis von Siliciumdioxid-Aerogelen oder -Xerogelen, die gegebenenfalls chemisch modifiziert sein können. Ebenfalls geeignet sind auch andere anorganische oder organische poröse Feststoffe. Insbe ¬ sondere ist die Oberfläche der Aero- bzw. Xerogele hydrophob modifiziert, insbesondere durch Silanisierung . Insbesondere sind Aerogele auf Siliciumdioxidbasis , nachstehend auch kurz Silica-Aerogele, erfindungsgemäß geeignet. Diese Materialien weisen eine Dichte im Bereich von 100 bis 140 kg/m 3 und eine Porosität von > 80 %, insbesondere von > 90% auf. Mit der Po ¬ rosität einher geht eine hohe innere Oberfläche von ca. 600 bis 800 g/m 2 , gemessen als BET Oberfläche, sowie ein hohe Öl- aufnahme von ca. 500 bis 700 g DBP (Dibutylphthalat ) per 100g Festkörperteilchen .

Wie dem Fachmann bekannt ist, ist mit Porosität bzw. Porosi ¬ tätsgrad der prozentuale Anteil des Porenvolumens am Gesamtvo ¬ lumen des porösen Materials gemeint. Ein erfindungsgemäß ver ¬ arbeitbares poröses Beschichtungsmaterial auf Basis von Sili- ca-Aerogelen bzw. -Xerogelen weist vorzugsweise die folgenden Parameter auf, die sich auf das Material als Ausgangsmaterial beziehen, d. h. vor Aufbringung auf Substrate mittels dem hierin beschriebenen Verfahren und anschließender Trocknung zur Ausbildung einer Isolierschicht.

Die Dichte des Materials liegt im Allgemeinen bei 0,3 bis 0,8 g/cm 3 , insbesondere 0,4 bis 0,6 g/cm 3 , wie insbesondere 0,5 g/cm 3 .

Der pH-Wert liegt im Allgemeinen im Bereich von 7 bis 10, vorzugsweise 8 bis 10, insbesondere 8,3 bis 8,5. Die Shore- Härte (gemessen mit einem Härteprüfgerät nach DIN 53505) liegt im Allgemeinen im Bereich von A = 20 bis 70, vorzugsweise 30 bis 60, insbesondere 45.

Der Festkörpergesamtgehalt, d.h. der Gehalt der Dispersionen an porösen und nicht-porösen Feststoffen, liegt im Allgemeinen im Bereich von ca. 50 bis 90 Gew.-%, vorzugsweise 60 bis 80 Gew.-%, insbesondere 65 bis 75 Gew.-% wie etwa 67 Gew.-%. Der Gehalt an porösen Festkörperteilchen liegt im Allgemeinen im Bereich von ca. 8 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise 10 bis 20 Gew.-%, insbesondere 10 bis 15 Gew.-%.

Der Gasblasengehalt liegt im allgemeinen im Bereich von 0 Vol.-% bis 50 Vol.-%, vorzugsweise 10 Vol.-% bis 40 Vol-%, insbesondere 20 Vol.-% bis 30 Vol.-%. Der Gasblasengehalt er ¬ rechnet sich, in dem vom Volumen der Gesamtformulierung (errechnet aus Masse * Dichte) der Volumenanteil der Formulie ¬ rungsbestandteile abgezogen wird und ins Verhältnis zum Ge ¬ samtvolumen gesetzt wird.

Der Wasseranteil der Formulierung des Beschichtungsmaterials liegt im Allgemeinen im Bereich von 20 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 25 bis 40 Gew.-%, insbesondere 30 bis 35 Gew.-% wie etwa 32 Gew.-%.

Neben dem porösen Festkörperbestandteil und einem Dispersions ¬ mittel, insbesondere Wasser, enthält das Beschichtungsmaterial im Allgemeinen als weitere Bestandteile mindestens ein Polymer oder Copolymer, insbesondere auf Acrylatbasis , sowie gegebe ¬ nenfalls weitere Bestandteile wie Emulgatoren, Stabilisatoren, Tenside, Pigmente, flammhemmende Additive, Korrosionsschutz ¬ mittel etc.

Das poröse Beschichtungsmaterial wird mittels des erfindungs ¬ gemäßen Verfahrens im Allgemeinen in Schichtdicken von bis zu 30 mm auf ein Substrat aufgebracht. Vorzugsweise liegt die Schichtdicke im Bereich von 10 mm bis 100 pm, insbesondere 5 mm bis 500 pm, bezogen auf den getrockneten Zustand, der im Allgemeinen bei Trocknung bei Raumtemperatur innerhalb von 24 Stunden nach Aufbringung erreicht wird. Es kann auch bei erhöhten Temperaturen getrocknet werden, z.B. bei Temperaturen bis zu 120°C Im noch nicht getrockneten, d. h. nassen Zustand sind die Schichtdicken in der Regel etwa 10 bis 20% größer. Ausführungsbeispiel

Es wurde ein Beschichtungsmaterial gemäß der nachstehenden zeptur hergestellt.

4 ist von STW - Schwarzwälder Textilwerke erhältlich, die übrigen Bestandteile sind von Worlee Chemie GmbH, Hamburg er ¬ hältlich .

Zur Herstellung des Beschichtungsmaterials wurden Bestandteil 1 und Bestandteil 2 vorgelegt und unter Rühren homogenisiert. Dann wurden Bestandteil 3 und Bestandteil 4 portionsweise un ¬ ter Rühren langsam eingestreut und anschließend mit dem Dis- solver unter starker Scherung dispergiert. Danach wurde Bestandteil 5 portionsweise unter langsamen Rühren langsam eingestreut und unter Anwendung niedriger Schwerkräfte homogenisiert. Anschließend wurde Bestandteil 6 portionsweise unter langsamen Rühren langsam eingestreut und unter Anwendung niedriger Schwerkräfte homogenisiert. Schließlich wurde Bestand ¬ teil 7 und Bestandteil 8 unter langsamen Rühren einfließen gelassen und unter Anwendung niedriger Schwerkräfte homogenisiert . Anschließend wurde eine Menge von etwa 5kg des Beschichtungs- materials in einen Druckbehälter einer Anlage wie in Figur 6 gezeigt eingebracht und mittels dieser Anlage auf ein Stahl ¬ blech als Substrat aufgebracht.

Bevor das poröse Beschichtungsmaterial in die Anlage gefüllt wurde, wurde diese mit Wasser befüllt und gespült. Neben der Vorbefeuchtung des Druckbehälters 1 und der Schläuche 4a, 4b kann hierbei die Funktion der einzelnen Bauteile überprüft werden .

Der bzw. die Behälter 1 waren so ausgelegt, dass sie mit je 2 Liter Wasser befüllt werden konnten und sodann verschlossen wurden. Auf die Behälter wurde mit 0.5 Bar Druck beaufschlagt. Das Auslassventil lb der Druckbehälter und die erfindungsgemä ¬ ße Ventileinheit 3 wurden geöffnet und der Hebel 2b der Spritzpistole 2 betätigt. Das Wasser wurde durch die Anlage gedrückt und trat an der Pistolendüse aus.

Zusätzlich wurde die Druckluftzufuhr über Leitung 7 geöffnet, ebenfalls mit 0,5 Bar. Das Wasser trat mit Luft angereichert aus der Düse. Die Zerstäuberdruckluft zufuhr 8 wurde geöffnet und ebenfalls mit 0,5 Bar eingestellt. Das mit Luft angerei ¬ cherte Wasser trat zerstäubt aus der Düse an der Pistole 2 aus. Dieser Vorgang kann sowohl der Vorbefeuchtung aller relevanten Teile als auch der Funktionsüberprüfung dienen. Nachdem der bzw. die Behälter entleert waren, wurde der Druck abgelassen .

Sodann wurde Beschichtungsmaterial in den bzw. die Druckbehäl ¬ ter 2 gefüllt. Danach wurde die Druckplatte 9 auf das Material gelegt und der/die Behälter 2 verschlossen. Der Materialdruck und die Druckluftzufuhr 7 wurden auf 2,5 Bar eingestellt. Da ¬ nach wurde das Auslassventil lb geöffnet und der Pistolenhebel 2b betätigt. Bei Austritt des Materials an der Düse der Pisto- le 2 wurde die Zerstäuberluft mit 3,0 Bar eingestellt und das Material so auf ein Substrat aufgebracht.

Nach Beendigung der Arbeiten wurd die Anlage wie beschrieben mit Wasser gespült und gereinigt.

Ferner wurden geeignete Probenkörper aus dem Beschichtungsma- terial hergestellt und der Wärmedurchgangskoeffizient sowie die Wärmeleitfähigkeit gemessen. Zur Herstellung der Probenkörper wurde das Beschichtungsmaterial auf eine nicht haftende Oberfläche (z. B. aus Teflon) appliziert (nass ca. 12 mm Schichtdicke, trocken ca. 10 mm Schichtdicke) . Nach Trocknung wurde die Beschichtung vom Substrat entfernt und es wurden quadratische Prüfkörper mit 29 cm Kantenlänge zugeschnitten.

Der Wärmedurchgangskoeffizient gibt die Wärmemenge an, welche durch 1 m 2 eines Stoffes mit einer bestimmten Schichtdicke hindurchgeht, wenn der Temperaturunterschied 1 K beträgt. Die ¬ ser Wert ist somit schichtdickenabhängig . Er wurde nach dem in DIN EN 12664 beschriebenen Verfahren gemessen. Danach betrug der Wärmedurchgangskoeffizient bei einer mit einer 10 mm di ¬ cken Schicht aus obigem Isoliermaterial beschichteten Probe 4,7 W/ (m 2 x K) .

Die Wärmeleitfähigkeit ist das Vermögen eines Stoffes, thermi ¬ sche Energie mittels Wärmeleitung in Form von Wärme zu trans ¬ portieren. Als Stoffkonstante ist dieser Wert von der Schicht ¬ dicke unabhängig. Die Wärmeleitfähigkeit der vorstehend ge ¬ nannten Probenschicht betrug 0, 046 W/ (m 2 x K) , gemessen nach dem in DIN EN 12664 beschriebenen Verfahren. Bezugszeichenliste

1 Druckbehälter

la, lb Einlassventil bzw. Auslassventil Druckbehälter

lc Oberseitiger Verschluss des Druckbehälters

le Beschichtungsmaterialraum

ld Auslass Druckbehälter

lf Druckmittelraum

2 Spritzapparatur

2a Zerstäuberdüse

2b Betätigungshebel

2c Spritzapparaturgriff

2d Einlass Druckluft Spritzapparatur

2e Beschichtungsmaterialzufuhr Spritzapparatur

2f Haltegriff Spritzapparatur

3 Ventileinheit

3a Durchlasskanal Ventileinheit

3b, 3c seitlichen Bohrungen Ventileinheit

3d, 3e Rückschlagventile

4 Leitung zwischen Druckbehälter und Spritzapparatur 4a, 4b Stromabwärts bzw. stromaufwärts gelegene Leitungen

5 Druckregelventil und Manometeranordnung für Druckluft ¬ zufuhr

5a Druckregelventil und Manometer für Druckluftzufuhr

Druckbehälter

5b Druckregelventil und Manometer für Druckluftzufuhr Ventileinheit

5c Druckregelventil und Manometer für Druckluftzufuhr

Spritzapparatur

6 Druckluftleitung Druckbehälter

7 Druckluftleitung Ventileinheit

7a, 7b Druckluft Zuleitungen Ventileinheit

8 Druckluftleitung Spritzapparatur

9 Druckplatte Druckbehälter

10 Breite Rollwagen

11 Höhe Rollwagen Länge Rollwagen

Bedienperson

Anschluss für Leitung 4 Flüssigkeitsbehälter