-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein einkomponentiges Beschichtungsmittel zur rutschhemmenden und/oder verschleißhemmenden Beschichtung von Untergründen mit einem flüssigen Bindemittel und Hartpartikeln. Weitere Gegenstände der Erfindung bilden ein Bodenelement mit einer solchen Beschichtung und ein Verfahren zur Herstellung eines beschichteten Untergrunds, insbesondere eines beschichteten Bodens.
-
Bekannte Beschichtungsmittel zur rutschhemmenden und/oder verschleißhemmenden Beschichtung werden zur Beschichtung von Untergründen in hochfrequentierten Bereichen genutzt, in welchen zumeist auch eine Rutschgefahr besteht. Bei solchen Beschichtungen werden in der Regel Acrylate oder zweikomponentige Polyurethane als Bindemittel genutzt. Zur Beschichtung eines Untergrunds, wie beispielsweise eines verlegbaren Bodenelements oder eines Fußbodens, wird zunächst eine Schicht aus dem Bindemittel auf den Untergrund aufgebracht. Da das Bindemittel als solches keine ausreichenden rutschhemmenden und/oder verschleißhemmenden Eigenschaften aufweist, werden nach dem Aufbringen des Bindemittels Hartpartikel auf die Bindemittelschicht gestreut, welche der Beschichtung eine Oberflächenstruktur verleihen. Durch diese Oberflächenstruktur und die Härte der Hartpartikel werden der Beschichtung rutschhemmende und/oder verschleißhemmende Eigenschaften verliehen.
-
Beim arbeitsaufwendigen Aufstreuen der Hartpartikel entsteht ein sehr ungleichmäßiges Erscheinungsbild und eine Beschichtung mit einer sehr groben und rauen Oberfläche sowie rauen Haptik. Hierdurch sind die entsprechend beschichteten Untergründe sehr schmutzanfällig und nur schwer zu reinigen. Die lediglich aufgestreuten Hartpartikel werden zudem nicht sehr fest in die langsam oder, wie bei Acrylaten, nicht aushärtende Bindemittelschicht eingebunden, so dass sich die Hartpartikel bei längerer Beanspruchung von dieser ablösen können. Ebenso kann sich das gesamte Beschichtungsmittel bei längerer und hochfrequenter Beanspruchung vom Untergrund ablösen, so dass eine regelmäßige Erneuerung der gesamten Beschichtung erforderlich ist.
-
Gerade in hygienisch sensiblen Bereichen, wie Krankenhausfluren oder Böden lebensmittelverarbeitender Produktionsstätten, bei welchen es aufgrund der hohen Beanspruchungen der Böden auf eine lange Haltbarkeit bei gleichzeitig guten Reinigungseigenschaften, insbesondere mit dort typischerweise genutzten, aggressiven chemischen Reinigungsmitteln, ankommt, haben sich die bekannten Beschichtungen als entsprechend nachteilig erwiesen.
-
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt daher darin, ein einfach zu verarbeitendes und zu einer abriebfesten, beständigen Beschichtung führendes Beschichtungsmittel zur Beschichtung von Untergründen sowie ein Bodenelement mit einer solchen Beschichtung und ein Verfahren zur Herstellung eines entsprechend beschichteten Untergrunds anzugeben.
-
Diese Aufgabe wird bei einem einkomponentigen Beschichtungsmittel der eingangs genannten Art dadurch g e l ö s t, dass das Bindemittel silanmodifiziert, insbesondere silankatalysiert, ist.
-
Durch die Silanmodifizierung des Bindemittels wird das Aushärteverhalten des Beschichtungsmittels verbessert. Die Silanmodifizierung bewirkt ein schnelleres und stärkeres Aushärten, d. h. eine schnellere chemische irreversible Vernetzungsreaktion, bei welcher das flüssige Bindemittel in einen festen Endzustand übergeht. Durch die Silanmodifizierung wird ein haftstarkes Beschichtungsmittel bereitgestellt, welches eine feste Verbindung mit saugenden und nicht-saugenden Untergründen eingehen kann. Das silanmodifizierte Bindungsmittel als Matrix des Beschichtungsmittels kann zudem für ein sicheres Einbinden der Hartpartikel nach dem Aushärten sorgen. Es wird ein Beschichtungsmittel erzielt, welches im ausgehärteten Zustand abriebfest ist. Aus dem ausgehärteten Beschichtungsmittel lösen sich auch bei längerer und hochfrequenter Beanspruchung keine Hartpartikel. Das ausgehärtete Beschichtungsmittel selbst löst sich nicht vom Untergrund ab. Auf diese Weise führt das Beschichtungsmittel zu einer beständigen Beschichtung. Das silanmodifizierte Bindemittel kann vorzugsweise als silankatalysiertes Bindemittel ausgebildet sein, welches derart silanmodifiziert ist, dass die Silanmodifikationen als Katalysator dienen.
-
Als einkomponentiges Beschichtungsmittel sind die Hartpartikel bereits mit dem Bindemittel vermischt. Die Hartpartikel müssen daher beim Beschichten eines Untergrunds nicht separat zum Bindemittel als weitere Komponente aufgebracht werden. Das einkomponentige Beschichtungsmittel kann auf diese Weise einfach nach Art einer Farbe auf den Untergrund aufgebracht werden, beispielsweise mittels Farbrollen, Pinseln, Spachteln, Sprühverfahren oder einem Übergießen. Das einkomponentige Beschichtungsmittel kann daher auf besonders einfache und schnelle Art und Weise verarbeitet werden.
-
Das Beschichtungsmittel kann neben als Bodenbelag dienenden Untergründen auch auf anderen Untergründen aufgebracht werden, beispielsweise auf Oberflächen von Wänden, Wandelementen, Türen und/oder Sanitäreinrichtungen, wie Urinalen. Es kann sich um, insbesondere glatte, Untergründe aus Metall handeln, wie beispielsweise Stahloberflächen. Durch das Beschichtungsmittel können die Untergründe einfach zu reinigen sein und so vor zum Verschleiß beitragenden Verunreinigungen, wie beispielsweise vor korrosiven Fingerabdrücken, geschützt werden. Zudem kann das Beschichtungsmittel durch korrosionshemmende Eigenschaften verschleißhemmend wirken.
-
In vorteilhafter Weise ist das Bindemittel ein silanmodifizierter, insbesondere ein einkomponentiger, Polyether. Mit einem silanmodifizierten Polyether kann nach dem Aushärten eine harte, aber trotzdem flexible Beschichtung erzielt werden. Ein silanmodifizierter Polyether als Bindemittel kann zu einer chemikalienbeständigen Beschichtung nach dem Aushärten führen. Die Beständigkeit der erzielbaren Beschichtung durch den silanmodifizierten Polyether, insbesondere hinsichtlich der Beständigkeit gegen einwirkende Chemikalien, wie beispielsweise aggressive chemische Reinigungsmittel, kann verbessert werden. Durch die Verwendung eines einkomponentigen, silanmodifizierten Polyethers kann die Lagerbeständigkeit des Beschichtungsmittels verbessert werden. Denn im Unterschied zu mehrkomponentigen Polyethern, bei welchen nach dem Mischen der einzelnen Komponenten eine chemische Reaktion einsetzt, welche die Verarbeitungszeit des Bindemittels und damit des Beschichtungsmittels zeitlich sehr begrenzt und einer Lagerung nach dem Mischen entgegensteht, tritt bei einem einkomponentigen Polyether keine Reaktion zwischen mehreren Komponenten auf, so dass sowohl die Verarbeitungszeit als auch die Lagerzeit entsprechend gesteigert werden kann.
-
Weiter vorteilhaft ist es, wenn der Polyether ein aminosilanmodifizierter, insbesondere aminosilankatalysierter, Polyether zur Vernetzung des Beschichtungsmittels mit dem Untergrund ist. Aminosilanmodifizierte Polyether haben die überraschende Wirkung, dass durch ein aminofunktionelles Silan hervorragende Haftungseigenschaften auf unterschiedlichen Untergründen erzielt werden können. Insbesondere auf glatten Untergründen kann eine erhebliche Steigerung der Haftungseigenschaften gegenüber nicht-aminosilanmodifizierten Polyethern erzielt werden, was zu einer weiteren Beständigkeit der Beschichtung führt. Insbesondere Stickstoffrestgruppen des aminosilankatalysierten Polyethers können als Katalysatoren bei einer Reaktion des Bindemittels mit der Luftfeuchtigkeit zur besseren Aushärtung des Beschichtungsmittels beitragen.
-
Des Weiteren kann das Beschichtungsmittel mit Silberionen und/oder einem oder mehreren Bioziden angereichert sein. Durch Silberionen und/oder das Biozid kann das Beschichtungsmittel, insbesondere dauerhaft, mit antimikrobiellen Eigenschaften versehen werden. Mehrere Biozide diversifizieren die antimikrobiellen Eigenschaften des Beschichtungsmittels, so dass eine Wirkung gegen unterschiedliche Mikroben erzielt werden kann. Die Silberionen und/oder das Biozid können in dem Bindemittel gelöst sein. Die Hartpartikel können frei von Silberionen und/oder Bioziden sein, d. h. nicht mit diesen angereichert sein, sondern diese allenfalls durch eine Benetzung mit dem Bindemittel auf ihrer Oberfläche aufweisen. Nach dem Aushärten des Beschichtungsmittels kann auch die Beschichtung, insbesondere an ihrer Oberfläche, antimikrobielle Eigenschaften aufweisen.
-
Eine bevorzugte Ausgestaltung des Beschichtungsmittels sieht vor, dass es lösemittelfrei ist. Anders als bei bekannten Beschichtungsmitteln, bei welchen durch Zugabe von Verdünnungen oder Isocyanaten eine Versetzung mit Lösungsmitteln erfolgt, kann durch das lösungsmittelfreie Bindemittel eine Gesundheits- und Umweltgefährdung, insbesondere bei der Verarbeitung des Beschichtungsmittels sowie dem Benutzen und Reinigen entsprechend beschichteter Untergründe, vermieden werden. Gerade in hygienisch sensiblen Bereichen, wie Krankenhausfluren oder Böden lebensmittelverarbeitender Produktionsstätten, bei welchen es aufgrund einer hohen Beanspruchung der Untergründe auf eine lange Haltbarkeit bei gleichzeitig guten Reinigungseigenschaften und einer Vermeidung von Gesundheits- und Umweltgefährdungen ankommt, können diese durch das erfindungsgemäße Beschichtungsmittel erzielt werden. Das Beschichtungsmittel kann zusätzlich oder alternativ haftvermittlerfrei sein. Insbesondere auf eine Zugabe von Lösemitteln, welche zusätzlich haftungsvermittelnde Eigenschaften aufweisen, und/oder Haftvermittlern, wie beispielsweise GLYMO, kann in material-, gesundheits- und/oder umweltschonender Art und Weise verzichtet werden.
-
Eine bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass die Hartpartikel aus Glas, Korund, Siliciumcarbid, Siliciumnitrid und/oder Polymethylmethanacrylat gefertigt sind. Aufgrund der Härte dieser Hartpartikel aus Glas, Korund, Siliciumcarbid, Siliciumnitrid und/oder Polymethylmethanacrylat kann ein Untergrund durch das Beschichtungsmittel auf einfache Art und Weise vor Abnutzung und Verschleiß geschützt werden. Die Hartpartikel weisen zudem eine Härte auf, welche sie selbst und damit auch das Beschichtungsmittel scheuerbeständig macht, d. h. ein Abrieb von der Oberfläche der einzelnen Hartpartikel wird weitgehend vermieden. Optische Abnutzungseindrücke des ausgehärteten Beschichtungsmittels können vermieden werden. Insbesondere kann durch die Verwendung von Hartpartikeln aus Korund eine bereits nach dem Aushärten des Beschichtungsmittels matte Oberfläche erzielt werden, welche keine Nachbearbeitung zur Erzielung einer nichtglänzenden Oberfläche erfordert. Ein Einlaufen des ausgehärteten Beschichtungsmittels, um einen gleichmäßigen Oberflächenabnutzungseindruck zu erzielen, kann vermieden werden.
-
Weiter vorteilhaft ist es, wenn die Hartpartikel Mikropartikel sind, bevorzugt mit Partikelgrößen im Bereich von 5 µm bis 60 µm, insbesondere bevorzugt im Bereich von 20 µm bis 30 µm. Die einzelnen Mikropartikel können eine unregelmäßige Form aufweisen, wobei die Partikelgröße eines jeden Mikropartikels dem mittleren Radius des Mikropartikels entsprechen kann. So können die Mikropartikel im Wesentlichen ellipsoidisch oder sphärisch ausgebildet sein. Durch die Verwendung von Mikropartikeln als Hartpartikel kann ein optisch homogener Eindruck des Beschichtungsmittels, insbesondere im ausgehärteten Zustand, erzielt werden. Des Weiteren kann in dem ausgehärteten Zustand der Beschichtung eine weitgehend gleichbleibende Haptik erzielt werden. Durch die Verwendung der Mikropartikel kann eine Oberfläche des ausgehärteten Beschichtungsmittels erzielt werden, welche sich bei gleichzeitigen rutschhemmenden und/oder verschleißhemmenden Eigenschaften durch eine geringe Rauigkeit auszeichnet. Durch die geringe Rauigkeit können sich Verunreinigungen schlechter festsetzen und die Reinigbarkeit kann verbessert werden.
-
Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass die Hartpartikel silanmodifizierte Hartpartikel sind, insbesondere silanmodifizierte Korundpartikel. Durch die Silanmodifizierung der Hartpartikel kann ein Agglomerieren der Hartpartikel und insbesondere ein Absetzen der Hartpartikel am Boden einer auf einem Untergrund aufgebrachten Beschichtungsmittelschicht vermieden werden. Die silanmodifizierten Hartpartikel können während der Vernetzung des silanmodifizierten Bindemittels in dem Beschichtungsmittel aufschwimmen. Die silanmodifizierten Hartpartikel können sich auf diese Weise gleichmäßig an der Oberfläche des auf den Untergrund aufgebrachten Beschichtungsmittels verteilen und dort eine extrem verschleißfeste Schicht ausbilden. Eine selbstorganisierende Anordnung der silanmodifizierten Hartpartikel an der Oberfläche des auf den Untergrund aufgebrachten Beschichtungsmittels kann auf diese Weise erzielt werden. Durch diese Selbstorganisation der silanmodifizierten Hartpartikel an der Oberfläche kann eine großflächige und gleichmäßige Abdeckung der Oberfläche mit den Hartpartikeln erzielt werden. Ein ungleichmäßiges Agglomerieren der Hartpartikel, wie es beim Aufstreuen der Hartpartikel bei bekannten Beschichtungsmitteln der Fall ist, kann vermieden werden. Ein Freiliegen des ausgehärteten Bindemittels kann vermieden werden. Die Verwendung von silanmodifizierten Korundpartikeln hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen. Mit silanmodifizierten Korundpartikeln kann in Feuchträumen, auch bei Untergrundneigungen mit Neigungswinkeln im Bereich 19° bis 27° (Rutschsicherheitswert R 11 nach DIN 51130), eine Rutschhemmung erzielt werden.
-
Bei einem Bodenelement der eingangs genannten Art wird zur Lösung der vorstehenden Aufgabe vorgeschlagen, dass dieses eine Beschichtung aus dem zuvor beschriebenen Beschichtungsmittel aufweist, wodurch sich die im Zusammenhang mit dem Beschichtungsmittel beschriebenen Vorteile ergeben.
-
In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, wenn die Beschichtung aus silanmodifizierten Bindemitteln und Hartpartikeln eine Gesamtschichtdicke im Bereich von 50 µm bis 60 µm aufweist. Eine Gesamtschichtdicke von 50 µm bis 60 µm des ausgehärteten Beschichtungsmittels wirkt auf materialsparende Weise rutschhemmend und/oder verschleißhemmend. Eine entsprechend dünne Beschichtung mit einer Gesamtschichtdicke im Bereich von 50 µm bis 60 µm kann zudem ausreichend flexibel sein, um sich nicht mindernd auf die mechanische Flexibilität des Bodenelements auszuwirken. Ein beschichtetes Bodenelement kann auf diese Weise beim Verlegen weiterhin flexibel sein.
-
Bei einem Verfahren der eingangs genannten Art wird zur Lösung der vorstehend genannten Aufgabe vorgeschlagen, dass ein flüssiges Beschichtungsmittel der zuvor beschriebenen Art auf den Untergrund aufgebracht wird.
-
Die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen einkomponentigen Beschichtungsmittel beschriebenen Merkmale können einzeln oder in Kombination auch bei dem Verfahren zur Anwendung kommen. Es ergeben sich die gleichen Vorteile, welche bereits beschrieben wurden.
-
Bevorzugt werden zur Beschichtung des Untergrunds keine Zusatzstoffe, wie ein auf den Untergrund aufzubringender Primer, zusätzliche Aushärtemittel oder Versiegelungen verwendet. Das flüssige Beschichtungsmittel kann nach Art einer Farbe unmittelbar auf den, insbesondere zuvor gereinigten, Untergrund aufgebracht werden. Auf ein Zumischen oder Hinzufügen von Zusatzstoffen unmittelbar vor und/oder nach dem Aufbringen des Beschichtungsmittels kann verzichtet werden. Auf dem Untergrund kann das Beschichtungsmittel in der zuvor beschriebenen Art und Weise aushärten und den Untergrund so rutschhemmend und/oder verschleißhemmend beschichten.
-
Weiter vorteilhaft ist es, wenn aminofunktionelle Gruppen des Beschichtungsmittels zur Anhaftung an den Untergrund durch chemische Anbindung an OH-Gruppen der Oberfläche des Untergrunds hydrolysieren. Durch die Hydrolysierung der aminofunktionellen Gruppen des Beschichtungsmittels wird beim Aushärten eine chemische Verbindung zwischen dem Beschichtungsmittel und dem Untergrund hergestellt, so dass die Beschichtung ablösestabil an dem Untergrund anhaftet. Durch die Hydrolysierung der aminofunktionellen Gruppen kann ein zuverlässiges Anhaften an Untergründen diverser Zusammensetzungen, beispielsweise an Vinyl, Linoleum, Gummi, Kautschuk, Holz oder Beton, erzielt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren und das einkomponentige Beschichtungsmittel kann auf diese Weise zur Beschichtung diverser unterschiedlicher Untergründe genutzt werden.
-
Bei Einzelheiten und Vorteile eines erfindungsgemäßen einkomponentigen Beschichtungsmittels, eines erfindungsgemäßen Bodenelements sowie eines erfindungsgemäßen Verfahrens soll nachfolgend anhand des in der einzigen Figur schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels der Erfindung exemplarisch erläutert werden. Darin zeigt:
- 1 ein Bodenelement mit einer Beschichtung aus dem erfindungsgemäßen einkomponentigen Beschichtungsmittel.
-
Die 1 zeigt ein erfindungsgemäßes einkomponentiges Beschichtungsmittel 1, welches zur rutschhemmenden und/oder verschleißhemmenden Beschichtung auf ein Bodenelement 4 als Untergrund aufgebracht ist.
-
Bei dem Bodenelement 4 kann es sich um ein Element zum Auslegen eines Bodens eines Raumes handeln, wie beispielsweise eine Fliese, eine Holzdiele, eine Linoleumplatte oder eine Vinylbahn. Ebenso kann das Beschichtungsmittel 1 auch unmittelbar auf den Boden eines Raumes oder einen anderen Untergrund aufgebracht werden, um diesen unmittelbar zu beschichten.
-
Das Beschichtungsmittel 1 wird nach Art einer Farbe, insbesondere ohne weitere Zusatzstoffe, direkt auf das Bodenelement 4 aufgebracht, um auf diesem auszuhärten. Auf diese Weise ergibt sich die in 1 dargestellte Struktur des beschichteten Bodenelements 10 aus Beschichtungsmittel 1 und Bodenelement 4.
-
Das Beschichtungsmittel 1 weist ein vor dem Aushärten flüssiges Bindemittel 2 sowie Hartpartikel 3 auf. Die Hartpartikel 3 sind zur Bereitstellung eines einkomponentigen Beschichtungsmittels 1 bereits vor dem Aufbringen des Beschichtungsmittels 1 in dem Bindemittel 2 gelöst. Bei dem Vernetzen schwimmen die insbesondere silanmodifizierten Hartpartikel 3 in dem ebenfalls silanmodifizierten Bindemittel 2 auf, so dass sämtliche ursprünglich mit dem noch flüssigen Bindemittel 2 vermischten Hartpartikel 3 selbstorganisierend die Oberfläche der Beschichtung nach dem Aushärten des Beschichtungsmittels 1 bilden.
-
Wie in 1 zu erkennen ist, weisen die Hartpartikel 3 unterschiedliche Formen auf, sind im Wesentlichen jedoch sphärisch und ellipsoidisch. Die Hartpartikel 3 sind als Mikropartikel mit einer Partikelgröße im Bereich von 5 µm bis 60 µm ausgebildet. Die sich selbst organisierenden Hartpartikel 3 bilden auf diese Weise eine Oberfläche der Beschichtung aus dem Beschichtungsmittel 1, welche sich durch eine geringe Rauigkeit und dementsprechend eine geringe Schmutzanfälligkeit auszeichnet. Zudem resultiert aus der sich derartig einstellenden Struktur der Oberfläche der Beschichtung, zusammen mit der Härte der einzelnen Hartpartikel 3, eine besonders rutschhemmende und verschleißhemmende Oberfläche der Beschichtung.
-
Nach dem Aushärten des Beschichtungsmittels 1 ist das Bodenelement 4 mit einer Beschichtung aus dem Beschichtungsmittel 1 versehen, welches eine Gesamtschichtdicke G im Bereich von 50 µm bis 60 µm aufweist. Im Verhältnis zur Dicke des unbeschichteten Bodenelements 4 ist diese Gesamtschichtdicke derart gering, dass sie sich im Wesentlichen nicht negativ auf die mechanische Flexibilität des Bodenelements 4 auswirkt. Somit weist das beschichtete Bodenelement 10 im Wesentlichen weiterhin die gleiche mechanische Flexibilität wie das unbeschichtete Bodenelement 4 vor der Beschichtung mit dem Beschichtungsmittel 1 auf. Trotz der vergleichsweisen geringen Gesamtschichtdicke G weist die Beschichtung aus dem Beschichtungsmittel 1 eine ausreichende Härte und Verbindung mit dem Bodenelement 4 als Untergrund auf, dass die Beschichtung auch bei hohen Beanstandungen des beschichteten Bodenelements 10 eine lange Haltbarkeit aufweist und so über einen langen Benutzungszeitraum rutschhemmend und verschleißhemmend wirkt.
-
Mit Hilfe des vorstehend beschriebenen einkomponentigen Beschichtungsmittels 1, dem beschichteten Bodenelement 10 sowie dem Verfahren zur Herstellung eines beschichteten Untergrunds 4 wird ein einfach zu verarbeitendes und zu einer abriebfesten, beständigen Beschichtung führendes Beschichtungsmittel zur Beschichtung von Untergründen sowie ein Bodenelement mit einer solchen Beschichtung und ein Verfahren zur Herstellung eines entsprechend beschichteten Untergrunds angegeben.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Beschichtungsmittel
- 2
- Bindemittel
- 3
- Hartpartikel
- 4
- Bodenelement
- 10
- beschichtetes Bodenelement
- G
- Gesamtschichtdicke
