VERFAHREN ZUM SPRÜHBESCHICHTEN

Beschreibung

[0001] Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Sprühbeschichten von Substratoberflächen, das es ermöglicht, unterschiedliche thermoplastisch verarbeitbare Werkstoffe auf verschiedenste Oberflächen mittels Sprühtechnologie aufzutragen.

[0002] Zur Herstellung dünnwandiger, flächiger Bauteile oder beispielsweise Isolationen auf Textilien sind die unterschiedlichsten Verfahren bekannt. Diese Verfahren unterscheiden sich je nach Anwendung in der Formqualität, dem Material, einer Dickenverteilung über das Substrat (Bauteil) und der Technologie selbst.

[0003] Bekannt sind die Verfahren des Tiefziehens, Vakuumtiefziehens und Pressens zur Verarbeitung von Folien zu Formteilen bzw. Einzelschichten.

[0004] Bei der Herstellung von flächigen Bauteilen mittels dieser Verfahren ist eine lokale Massenverteilung durch die Deformation der Folie bestimmt und kann nicht definiert eingestellt werden. Aus diesem Grund sind dann zum Beispiel so hergestellte Isolationen schwerer als sie aus akustischer, funktionaler Sicht benötigt werden. Dies behindert speziell in Fahrzeugen einen angestrebten Leichtbau.

[0005] Zur stofflichen Abdichtung werden Folien auf die unterschiedlichsten Substrate durch Aufkleben oder Aufschmelzen aufgebracht.

[0006] Zur partiellen Schallisolation werden aus akustischer Sicht sogenannte Schwerschichtfolien auf Teppich- oder Stirnwandbereiche aufgelegt, wo sie ankleben oder einschmelzen.

[0007] Bekannt sind weitere Verfahren zur Erzeugung von dünnen, flächigen Bauteilen für Kraftfahrzeuge, wie Schwerschichtbauteile für akustische Isolationsbauteile, unter anderem Stirnwände, die durch Spritzguss von thermo- und duroplastischen Materialien hergestellt werden.

[0008] Das Spritzgießen (Thermoplast-Spritzgießen, oder Duroplast-Spritzgießen (Reaction Injection Moulding, RIM)) gestattet die Herstellung von Bauteilen mit unterschiedlichen, definierten Flächengewichten. Der hohe Invest der Anlagen wie auch der Werkzeuge begrenzt diese Verfahren auf hohe Stückzahlen.

[0009] Für das RIM-Verfahren besteht zusätzlich das Problem, dass das einzusetzende Material, beispielsweise Polyurethan, teuer ist und nicht rezykliert werden kann. Speziell für Isolationsbauteile in Fahrzeugen ist durch die Werkzeuggeometrie die Masseverteilung für alle Aufbauten festgelegt. Dies verhindert auch die gezielte akustische Optimierung einzelner Fahrzeugtypen (Motorvarianten) innerhalb einer Baureihe, die aus akustischer Sicht wünschenswert wäre.

[0010] Bekannt sind weiter Verfahren zur Herstellung solcher flächiger Bauteile mittels Sintern von Pulver. Das Pulver wird auf ein warmes Abformwerkzeug aufgebracht, wo es durch Sintern eine Kunststoffschicht bildet, anschließend abgekühlt und das Bauteil entnommen wird. Diese Technologie ist zeit-, werkzeug- und energieintensiv. Damit bleibt dieses Verfahren auf die Herstellung hochwertiger Bauteile, wie Slushhäute beschränkt.

[0011] Bekannt sind Verfahren zur Beschichtung wie auch die Herstellung flächiger Bauteile mittels Sprühen. Das Sprühen thermoplastischer Kunststoffe geschieht entweder aus der Schmelze mittels einer oder mehrerer Düsen oder über "kaltes" Kunststoffpulver mittels Erwärmung über eine Flamme während der Flugphase und einem Trägergas oder direkt durch eine heiße Umgebung während der Flugphase. Diese Verfahren haben jedoch sehr geringe Durchsätze und sind bedingt zur Beschichtung von temperaturbeständigen Substraten geeignet. Bei einer Beschichtung von Textilien würden die hohen Temperaturen das Textilmaterial zerstören, bevor etwas aufgetragen ist.

[0012] Das Sprühverfahren findet auch Anwendung bei der Pulverregenerierung. In der DE 10 2005 050 890 A1 wird ein Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Nanokomposites beschrieben, bei dem die Trennung von Extraktions- und gegebenenfalls Dispersionsmittel von einer Polymerschmelze durch das Hochdrucksprühverfahren erfolgt. Hierbei erstarren die Polymertröpfchen schlagartig infolge der bei der Entspannung des hohen Druckniveaus auf Umgebungsdruck stattfindenden starken Abkühlung. Dabei entstehen die Nanokomposite.

[0013] Als Schwerschicht zum Sprühen sind vernetzende Systeme auf PUR-Basis im Einsatz. Ausführungen finden sich hierzu in der DE 101 61 600 A1 und der DE 10 2005 058 292 A1. Diese Materialien sind sehr preisintensiv und nicht rezyklierbar.

[0014] Weiterhin sind Verfahren und Vorrichtungen bekannt, bei denen ein Kunststoffstrang auf einer -meist vorbehandelten Substratoberflächeabgelegt wird. In EP 0 524 092 B2 wird ein Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Artikels mit einem ausgeformten Profilstrang beschrieben. Hierbei wird der Profilstrang durch einen Extrusionskopf, der mit dem Extruder über einen beheizten flexiblen Druckschlauch verbunden ist, erzeugt und abgelegt.

[0015] DE 30 47 727 C2 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von dünnen Schutzfilmen durch Aufsprühen von verflüssigtem thermoplastischem Material. Das hier beschriebene Verfahren soll den Einsatz herkömmlicher Heißspritzgeräte, in der Spritzwerkstoff geschmolzen und somit verflüssigt wird, ermöglichen, der dann unmittelbar auf die schützende Oberfläche aufgetragen werden kann. Es wird weiterhin beschrieben, dass die Tendenz dieser Materialien, nach Auftreffen auf die Oberfläche Kügelchen zu bilden, bisher keinen genügend homogenen Film ergab, jedoch soll gemäß dieser Beschreibung in einfachster Weise durch einen gleichzeitigen oder anschließenden Sintervorgang begegnet werden. Für das Sintern des thermoplastischen Materials hat es sich demgemäß als vorteilhaft gezeigt, wenn das Sintern durch Erwärmen des aufgesprühten thermoplastischen Materials durchgeführt wird, um so zu einem gleichmäßigen glatten und porenfreien Auftrag zu gelangen. Die für das Sintern erforderliche Wärme kann dem thermoplastischen Material von außen durch Wärmestrahlung, Warmluftzufuhr oder dergleichen zugeführt werden. Zweckmäßig kann es sein, das thermoplastische Material auf eine zuvor erhitzte Oberfläche zu sprühen, so dass der Sintervorgang gleichzeitig mit einem Aufsprühen erfolgen und somit ein zeitlicher optimaler Verfahrensablauf erhalten wird. Der nach dem Auftreffen des Materials auf der Oberfläche vorgenommene Sintervorgang ist jedoch sehr aufwendig und belastet das Substratmaterial thermisch erneut.

[0016] DT 16 46 051 B2 beschreibt ein Verfahren zum Aufbringen polymerer Überzüge auf feste Oberflächen durch Aufsprühen eines geschmolzenen thermoplastischen Polymerisats. Danach wird das Schmelzen des Polymerisats und die Zuführung der Schmelze in einem Pressgasstrom nach dem Spritzdruckverfahren durchgeführt und der versprühte Gas/Polymerisat-Strahl während seines Weges zu der zu beschichtenden Oberfläche einer Wärmestrahlbehandlung unterzogen. Es wird beschrieben, das thermoplastische Polymerisat beliebiger Korngröße in Extrudern oder Kolbenzylindern-Einrichtungen in den geschmolzenen Zustand zu überführen und mittels Pressgas mit Hilfe einer Drucklufteinspritzdüse in Form eines durch einen Wärmestrahlstrom beheizten Gas/Polymerisat-Strahls auf die zu beschichtende Oberfläche aufzusprühen, die zuvor erwärmt wird.

[0017] DE 32 25 844 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Auftragen von Schichten aus thermoplastischen Kunststoffen oder Heißschmelzklebstoffen. Beschrieben wird ein Verfahren zum Auftragen von Schichten aus thermoplastischem Kunststoffen oder Heißschmelzklebstoffen, bei dem der eingesetzte Kunststoff bzw. Heißschmelzklebstoff aufgeschmolzen, dann zerstäubt und versprüht wird. Vorzugsweise wird hier die Temperatur des geschmolzenen Kunststoffs bzw. Heißschmelzklebstoffs bis zum Moment seines Versprühens konstant gehalten. Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens enthält eine beheizbare Schmelzeinrichtung für einen Kunststoff- oder Heißschmelzklebstoff, eine eine Düse aufweisende beheizbare Sprühvorrichtung, eine beheizbare Zuführvorrichtung des geschmolzenen Materials in die Sprühvorrichtung, ein Temperaturmess- und Temperaturregelsystem sowie Regelsysteme für die Zufuhr und Abgabe eines geschmolzenen Materials und ggf. des erhitzten Sprühgases. Dadurch lassen sich zwei- oder dreidimensionale Gegenstände beliebiger Art und Gestalt von außen und/oder innen mit einer beliebig starken gleichmäßigen oder musterförmigen Schicht versehen.

[0018] DE 42 31 074 A1 beschreibt die Verwendung von Kunststoffpulvern als Füllstoff in sprüh- und spritzfähigen Beschichtungsmassen, Lacken und Dichtmassen. Beschrieben wird die Verwendung von Pulvern des Dichtebereichs 0,1 bis 2,0 g/cm³ einer mittleren Korngröße von maximal 0,2 mm, die durch mechanische Zerkleinerung von gegebenenfalls mineralische Füllstoffe enthaltenden, festen Kunststoffen erhalten worden sind, als Füllstoff, gegebenenfalls neben weiteren Füllstoffen in sprüh- und spritzfähigen Lacken, Beschichtungs- und Dichtemassen auf Basis von Ein- oder Zweikomponenten-Polyurethan-Bindemitteln.

[0019] DE 101 61 600 A1 beschreibt ein Verfahren zum Aufsprühen von Kunststoffschichten. Beschrieben wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufbringen einer füllstoffhaltigen Kunststoffschicht auf eine geformte Oberfläche, wobei eine Mischung, enthaltend Bindergemisch, Feststoffförderer und Füllstoff, auf die geformte Oberfläche aufgesprüht wird, in dem man zunächst aus einer Mischung, enthaltend Bindergemisch und Feststoffförderer, eine Freistrahl zum Sprühauftrag erzeugt und den Füllstoff anschließend in den Freistrahl der noch nicht aus polymerisierten Bindermischung zudosiert. Das Verfahren eignet sich besonders zum Sprühauftrag von Schwerschichten, wie sin in herkömmlichen Masse-Feder-Systemen eingesetzt werden.

[0020] DE 10 2005 058 292 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von beschichteten Formteilen. Hier wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Formteilen, enthaltend eine Schicht aus Polyurethan im Schussbetrieb, bei dem die Reaktivkomponenten mit einer zylindrischen Mischkammer vermischt werden und das erzeugte Reaktivgemisch anschließend durch einen Strömungskanal fließt und auf die Oberflächen eines Substrats aufgesprüht wird und darauf aushärtet und anschließend der Strömungskanal durch einen Gasstrom gereinigt wird.

[0021] US 5,605,720 A beschreibt ein kontinuierliches Inline-Verfahren zur Herstellung und Anwendung von Heiß-Schmelzklebern auf ein Substrat durch Dosierung eines Polymerklebers und eines Klebrigmachers in einem bestimmten Gewichtsverhältnis in einem Extruder, in dem diese Rohmaterialien eine homogene Schmelze bilden. Die Schmelze wird kontinuierlich direkt in einen Heiß-Schmelz-Applikator gegeben und auf ein Substrat aufgebracht.

[0022] CH 497 291 A bezieht sich auf Verfahren zum Aufbringen von Überzügen aus polymeren Materialien auf die Oberfläche von Erzeugnissen durch Aufsprühen, in dem das Polymere auf eine Temperatur, welche höher als dessen Schmelzpunkt liegt, erhitzt und die erhaltene Schmelze mit Hilfe von Pressgas auf die zu überziehende Erzeugnisoberfläche aufgesprüht wird, wobei man den aus der Düse ausfließenden Strahl des aufzusprühenden Polymeren zusätzlich erwärmt.

[0023] Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem die unterschiedlichsten thermoplastisch verarbeitbaren Werkstoffe in gewünschter, definierter Weise auf verschiedenartige Substratoberflächen in Form eines Films aufgebracht werden können.

[0024] Erfindungsgemäß wird die vorgenannte Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Sprühbeschichten von Substratoberflächen.

[0025] Der Kern der Erfindung besteht im Wesentlichen darin, dass ein thermoplastisch verarbeitbarer Werkstoff alleine oder als Compound in einer Mischung mit anderen thermoplastisch verarbeitbaren Werkstoffen, mit oder ohne Füllstoffe in einem Extruder aufgeschmolzen wird, mit einem anorganischen Trägergas oder -dampf unter definierten Druck gesetzt, durch eine oder mehrere Lochdüsen als Gemisch gepresst, auf Atmosphärendruck entspannt und erst auf der Substratoberfläche abgekühlt wird.

[0026] In einer speziellen Ausführung wird ein Compound in einem Doppelschneckenextruder direkt gemischt. In einer weiteren Ausführung schließt sich beispielsweise an diesen Doppelschneckenextruder ein Einschneckenextruder oder eine Schmelzepumpe an.

[0027] Als Materialen zum Versprühen sind praktisch alle thermoplastisch verarbeitbaren Werkstoffe einsetzbar, unabhängig davon, ob sie als Homopolymer oder als Compound, ungefüllt oder mit nichtschmelzenden Stoffen gefüllt, vorliegen. Besonders bevorzugt im Sinne der vorliegenden Erfindung sind thermoplastisch verarbeitbare Werkstoffe, wie Einstoff-Polymere, Co- und Terpolymere als auch thermoplastisch verarbeitbare Elastomere, insbesondere ausgewählt aus, Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Polyamid (PA), Polylactat (PLA), Polymethylmethacrylat (PMMA), Polycarbonat (PC), Polyethylenterephthalat (PET), Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polystyrol (PS), Polyetheretherketon (PEEK) und Polyvinylchlorid (PVC) einschließlich deren Copolymere und Compounds, die gegebenenfalls weitere Bestandteile, insbesondere Füllstoffe enthalten. In einer speziellen Ausführungsform auch können mit hohem Anteil an Gas und einer damit verbundenen Viskositätsverringerung Hochleistungswerkstoffe wie beispielsweise PEEK versprüht werden. Die Menge der Füllstoffe kann in weiten Bereichen frei variiert werden, wobei die Menge der Füllstoffe vorzugsweise 80 Gew. %, bezogen auf den Werkstoff nicht überschreiten sollte, da der Zusammenhalt der Beschichtung sonst nicht gewährleistet werden kann.

[0028] Die Füllstoffe können anorganischer Natur oder Polymere selbst, die bei Verarbeitungstemperatur nicht schmelzen, wie z B. Gummi sein, wobei die Füllstoffe keine Vorzugsrichtung besitzen. Des Weiteren können als Füllstoffe anorganische Kurzfasern, polymere Fasern mit einer höheren Schmelztemperatur als die Verarbeitungstemperatur des Werkstoffs oder des Compounds sowie natürliche Fasern eingesetzt werden.

[0029] Durch die Änderung der Mischung über den Sprühvorgang, des thermoplastisch verarbeitbaren Werkstoffes und/oder des Füllstoffes selbst, sowie des Verhältnisses von thermoplastisch verarbeitbarem Werkstoff zu Füllstoff, kann ein schichtweise unterschiedlicher Materialaufbau erzeugt werden.

[0030] Als Trägergas bieten sich inerte, insbesondere anorganische Gase oder Gasgemische als auch Dampf an. Besonders bevorzugt im Sinne der Erfindung wird beispielsweise Stickstoff, Kohlenstoffdioxid, Luft oder Wasser, bei dieser Temperatur gasförmig, eingesetzt.

[0031] Das Trägergas oder -dampf wird bevorzugt in einem Gewichtsverhältnis von thermoplastisch verarbeitbarem Werkstoff zu Trägergas oder - dampf im Bereich von 100 zu 0,1 Gewichtsteilen bis 100 zu 30 Gewichtsteilen, insbesondere 100 zu 0,3 bis 100 zu 15 Gewichtsteilen eingesetzt. Vorzugsweise wird ein Sprühstrahl mit einem Druck von 10 bis 500 bar, insbesondere 20 bis 400 bar versprüht.

[0032] Mit steigendem Druck verringert sich die Tröpfchengröße; der Materialauftrag wird dadurch homogener. Mit steigendem Druck kühlt das jedoch das Material beim Expandieren und Entspannen stärker ab. Dies führt materialabhängig dazu, dass kein Verbund mit der Substratoberfläche mehr erzielt wird. In diesem Fall muss dann ein unter Druck stehendes erwärmtes Gas (Sprühgas), bevorzugt Luft zugeführt werden, welches im günstigen Fall zu einer zusätzlichen Versprühung sorgt.

[0033] Die Düsen befinden sich beispielsweise an einem flexiblen Druckrohr und können mittels Roboter so über die Substratoberfläche bewegt werden, dass ein vollständiger Auftrag mit Material möglich ist. Die Düse(n) selbst ist (sind) beispielsweise als Lochdüse(n) ausgebildet mit 1 bis 50 Öffnungen, bevorzugt 5 bis 20 Öffnungen, mit einem Durchmesser von 0,1 mm - 10 mm, bevorzugt jedoch 0,5 mm - 2 mm oder Öffnungen mit einer äquivalenten Querschnittsfläche definierter Lochgeometrie der genannten Öffnungsdurchmesser. Zum zusätzlichen Erwärmen kann heiße Luft (Sprühgas) eingebracht werden.

[0034] Auch können Schlitzdüsen zum Einsatz kommen, mit den Abmessungen 0,1 - 3,0 x 3 - 30 mm, bevorzugt 0,5 - 2,0 x 5 - 10 mm; auch hierbei können mehrere Schlitzdüsen im Sprühkopf angeordnet sein.

[0035] Der Begriff des Trägergases im Sinne der vorliegenden Erfindung umfasst neben den oben genannten Stoffen und Elementen, die bei Raumtemperatur (Normaldruck) oder der Verarbeitungstemperatur gasförmig sind auch solche Stoffe, die durch eine chemische oder thermische Reaktion gasförmige Stoffe bilden oder in den gasförmigen Zustand überführt werden. Besonders bevorzugt in diesem Sinne ist heiße Luft.

[0036] Die chemische Zusammensetzung des Sprühgases, das vorzugsweise in Form einer Ringdüse um die Austrittsöffnung des Thermoplasten herumgeführt wird, kann gleich dem Trägergas oder davon verschieden sein. Besonders bevorzugt ist heiße Luft als Sprühgas, das ein weiteres Expandieren des Trägergases im Thermoplasten und eine Oberflächenerwärmung der Partikel bewirkt.

[0037] Nachfolgend wird die Erfindung anhand von zwei Beispielen erläutert.

Ausführungsbeispiele:

Beispiel 1:

[0038] Anwendung fanden handelsübliche Extruder KraussMaffei Bernstorff ZE40 Ax29D und KE90x30D in Reihe geschaltet; jeweils ausgerüstet mit speziell ausgelegten Schnecken. Das Werkzeug war ein Einfachrohrkopf mit 24 Lochdüsen von jeweils 1,1 mm Lochdurchmesser, zweireihig angeordnet.

[0039] Als thermoplastisch verarbeitbaren Werkstoff wurde ein Compound von 75 Gew. % anorganischem Füllstoff (Schwerspat) und 25 Gew. % eines handelsüblichen Kunststoffgemischs aus PE/EVA, Weißöl, Fließadditiv und Temperaturstabilisierer in Granulatform angewendet.

[0040] Die Ausstoßleistung betrug 90 kg/h und die Gasmenge (Trägergas) lag bei 1,1 kg/h CO₂. Als Substratoberfläche diente ein handelsübliches verpresstes Mischfaservlies.

[0041] Mit diesen Einstellungen wurde ein gutes Sprühverhalten erzielt und eine biegeweiche Kunststoffschicht auf der textilen Oberfläche hergestellt.

Beispiel 2:

[0042] Prinzipiell wurde in diesem Beispiel in einer zweiten Anwendung im Wesentlichen der gleiche Aufbau wie im Beispiel 1 verwendet. Geändert wurde die Düse. Hier wurde eine Rundstrahldüse der Fa. BETE verwendet, bei der erwärmte Luft als Sprühgas in einem äußeren Ring um die Austrittsdüse herum das Gemisch aus Trägergas und Compound erwärmte. Die Menge des Trägergases wurde auf 400g/h reduziert. Beim eingesetzten Material wurde der Füllstoff auf 25 Gew.-% reduziert und die Menge an Compound entsprechend erhöht.

[0043] Die Ausstoßleistung betrug 60 kg/h. Die eingesetzte Luftmenge (Sprühgas) betrug 30 Nm³/h und war auf 300°C erwärmt. Das Sprühergebnis war gegenüber Beispiel 1 verbessert.

Ansprüche

1. Verfahren zum Sprühbeschichten von Substratoberflächen, wobei man

(a) einen füllstoffenthaltenden thermoplastisch verarbeitbaren Werkstoff, wobei die Menge an Füllstoff 80 Gew.-% nicht überschreitet, in einem ersten Schritt in einem Extruder aufschmilzt und damit verflüssigt,

(b) den schmelzflüssigen Werkstoff mit einem Trägergas unter Druck setzt,

(c) ein aus dem schmelzflüssigen Werkstoff, Füllstoff und dem Trägergas entstehendes Gemisch durch eine oder mehrere Düsen presst, wobei im Bereich der Austrittsöffnung der Düse dem Sprühstrahl ein Sprühgas mit einer Temperatur, die mindestens so hoch wie die Schmelze Temperatur ist, zuführt und

(d) den entstehenden Sprühstrahl mit dem schmelzflüssigen thermoplastisch verarbeitbaren Werkstoff, und den Füllstoff auf die Substratoberfläche richtet, wobei der Werkstoff tropfenförmig im fließfähigen Zustand auf die Substratoberfläche auftrifft, eine kontinuierliche Beschichtung auf der Substratoberfläche ausbildet und anschließend erstarrt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der thermoplastisch verarbeitbare Werkstoff, ausgewählt ist aus Einstoff-Polymeren, Co- und Terpolymeren oder thermoplastisch verarbeitbaren Elastomeren insbesondere Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Polyamid (PA), Polylactat (PLA), Polymethylmethacrylat (PMMA), Polycarbonat (PC), Polyethylenterephthalat (PET), Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polystyrol (PS), Polyetheretherketon (PEEK) und Polyvinylchlorid (PVC) einschließlich deren Copolymere und Compounds, der gegebenenfalls weitere Bestandteile, insbesondere Füllstoffe enthält.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstoff anorganischer Natur ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstoff als anorganische Kurzfaser vorliegt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstoff polymere Fasern mit höherer Schmelztemperatur als die Verarbeitungstemperatur des Compounds aufweist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstoff natürliche Fasern umfasst.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass man im Verlauf des Sprühvorgangs die Mischung, den thermoplastisch verarbeitbaren Werkstoff und / oder den Füllstoff selbst, sowie das Gewichtsverhältnis von thermoplastisch verarbeitbarem Werkstoff zu Füllstoff variiert.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass man als Trägergas und/oder Sprühgas Stickstoff, Kohlenstoffdioxid oder Luft einsetzt.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass man einen Sprühstrahl mit einem Gewichtsverhältnis von thermoplastisch verarbeitbarem Werkstoff zu Trägergas im Bereich von 100 zu 0,1 Gewichtsteilen bis 100 zu 30 Gewichtsteilen, insbesondere 100 zu 0,3 bis 100 zu 15 Gewichtsteilen einsetzt.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass man einen Sprühstrahl mit einem Druck von 10 bis 500 bar, insbesondere 20 bis 400 bar einsetzt.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass man 1 bis 50, insbesondere 5 bis 20 Düsen mit unterschiedlichen Austrittsquerschnittsflächen einsetzt.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass man das Gemisch durch Loch- und/oder Schlitzdüsen presst.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass man Lochdüsen mit gleichem der verschiedenen Durchmesser im Bereich von 0,1 bis 10 mm, insbesondere 0,5 bis 2 mm oder Austrittsöffnungen mit vergleichbarer Querschnittsfläche einsetzt.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass man Schlitzdüsen mit gleichem der verschiedenen Querschnitten von 0,1 bis 3 mm x 3 bis 30 mm, insbesondere 0,5 bis 2 mm x 5 bis 10 mm einsetzt.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet dass man eine kontinuierliche Beschichtung herstellt, die porös oder in sich geschlossen ist.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass man ein Substrat einsetzt, das ausgewählt ist aus Textilien oder einer Werkzeugkavität mit oder ohne Oberflächenstruktur.

Claims

1. A method for spray-coating substrate surfaces, in which

(a) a thermoplastically processable material containing a filler, wherein the amount of said filler does not exceed 80% by weight, is molten and thus liquefied in an extruder in a first step;

(b) the molten material is pressurized by means of a carrier gas;

(c) a mixture formed from the molten material, the filler and the carrier gas is pressed through one or more nozzles, wherein a spraying gas having a temperature that is at least as high as the melt temperature is supplied to the spray jet in the region of the outlet aperture of the nozzle; and

(d) the obtained spray jet with the molten thermoplastically processable material and the filler is directed onto the substrate surface, wherein the material impinges in drops in a flowable state onto the substrate surface, forms a continuous coating on the substrate surface, and subsequently solidifies.

2. The process according to claim 1, characterized in that said thermoplastically processable material is selected from homopolymers, co- and terpolymers or thermoplastically processable elastomers, especially acrylonitrile-butadienestyrene (ABS), polyamide (PA), polylactate (PLA), polymethyl methacrylate (PMMA), polycarbonate (PC), polyethylene terephthalate (PET), polyethylene (PE), polypropylene (PP), polystyrene (PS), polyether ether ketone (PEEK) and polyvinyl chloride (PVC) including copolymers and compounds thereof, which may optionally contain further components, especially fillers.

3. The process according to claim 1 or 2, characterized in that said filler is inorganic in nature.

4. The process according to any of claims 1 to 3, characterized in that said filler is in the form of an inorganic short fiber.

5. The process according to any of claims 1 to 4, characterized in that said filler has polymeric fibers having a melting temperature higher than the processing temperature of the compound.

6. The process according to any of claims 1 to 5, characterized in that said filler comprises natural fibers.

7. The process according to any of claims 1 to 6, characterized in that the mixture, the thermoplastically processable material and/or the filler itself as well as the weight ratio of thermoplastically processable material to filler are varied in the course of the spraying process.

8. The process according to any of claims 1 to 7, characterized in that nitrogen, carbon dioxide or air is employed as the carrier gas and/or spraying gas.

9. The process according to any of claims 1 to 8, characterized in that a spraying jet with a weight ratio of thermoplastically processable material to carrier gas within a range of from 100:0.1 weight parts to 100:30 weight parts, especially from 100:0.3 to 100:15 weight parts, is employed.

10. The process according to any of claims 1 to 9, characterized in that a spray jet with a pressure of from 10 to 500 bar, especially from 20 to 400 bar, is employed.

11. The process according to any of claims 1 to 10, characterized in that from 1 to 50, especially from 5 to 20, nozzles with different output cross-sectional areas are employed.

12. The process according to any of claims 1 to 11, characterized in that said mixture is pressed through orifice and/or slotted nozzles.

13. The process according to any of claims 1 to 12, characterized in that orifice nozzles with the same or different diameters within a range of from 0.1 mm to 10 mm, preferably from 0.5 mm to 2 mm, or discharge openings with comparable cross-sectional areas are employed.

14. The process according to any of claims 1 to 13, characterized in that slotted nozzles with the same or different cross-sectional areas of 0.1-3 mm x 3-30 mm, especially 0.5-2 mm x 5-10 mm, are employed.

15. The process according to any of claims 1 to 14, characterized in that a continuous coating that is porous or coherent in itself is prepared.

16. The process according to any of claims 1 to 15, characterized in that a substrate selected from textiles or a mold cavity with or without a surface structure is employed.

Revendications

1. Procédé de revêtement de surfaces de substrat par pulvérisation, dans lequel

(a) un matériau transformable par voie thermoplastique et contenant une charge, la quantité de ladite charge n'excédant pas 80% en poids, est fondu et ainsi liquéfié dans une extrudeuse dans une première étape,

(b) le matériau en fusion est mis sous pression en utilisant un gaz porteur,

(c) un mélange formé à partir dudit matériau en fusion, de ladite charge et dudit gaz porteur est pressé à travers une ou plusieurs buses, dans lequel un gaz de pulvérisation ayant une température qui est au moins aussi élevée que la température de la fonte est alimenté au jet de pulvérisation dans la zone de l'aperture de sortie de la buse, et

(d) le jet de pulvérisation formé avec le matériau transformable par voie thermoplastique en fusion et la charge sont dirigés vers la surface du substrat, dans lequel le matériau frappe sur la surface du substrat sous forme de gouttes dans un état fluide, forme un revêtement continu sur la surface du substrat, et ensuite se solidifie.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit matériau transformable par voie thermoplastique est choisi parmi les homopolymères, les copolymères et les terpolymères ou des élastomères transformables par voie thermoplastique, notamment acrylonitrile-butadiène-styrène (ABS), polyamide (PA), polylactate (PLA), polyméthacrylate de méthyle (PMMA), polycarbonate (PC), polytéréphtalate d'éthylène (PET), polyéthylène (PE), polypropylène (PP), polystyrène (PS), polyétheréthercétone (PEEK), et chlorure de polyvinyle (PVC), incluant leurs copolymères et mélanges, qui peut éventuellement contenir d'autres composants, notamment des charges.

3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite charge est de nature inorganique.

4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite charge est sous la forme de fibres courtes inorganiques.

5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ladite charge contient des fibres polymères ayant une température de fusion plus élevée que la température de transformation dudit mélange.

6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ladite charge comprend des fibres naturelles.

7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le mélange, le matériau transformable par voie thermoplastique et/ou la charge elle-même ainsi que le rapport pondéral du matériau transformable par voie thermoplastique à la charge sont variés au cours du processus de pulvérisation.

8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que de l'azote, du dioxyde de carbone ou de l'air est utilisé comme gaz porteur et/ou gaz de pulvérisation.

9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'on utilise un jet de pulvérisation présentant un rapport pondéral de matériau transformable par voie thermoplastique au gaz porteur compris entre 100 : 0,1 parties en poids jusqu'à 100 : 30 parties en poids, notamment entre 100 : 0,3 parties en poids jusqu'à 100 : 15 parties en poids.

10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'on utilise un jet de pulvérisation avec une pression de 10 à 500 bar, notamment 20 à 400 bar.

11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que l'on utilise 1 à 50, notamment 5 à 20, buses avec des sections transversales de sortie différentes.

12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que l'on presse le mélange à travers des buses perforées et/ou des buses à fonte.

13. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que l'on utilise des buses perforées ayant des diamètres identiques ou différents compris entre 0,1 et 10 mm, notamment 0,5 à 2 mm, ou des apertures de sortie ayant une section transversale comparable.

14. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que l'on utilise des buses à fonte ayant des sections transversales identiques ou différentes de 0,1 à 3 mm x 3 à 30 mm, notamment 0,5 à 2 mm x 5 à 10 mm.

15. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que l'on prépare un revêtement continu, qui est poreux ou continu sans pores.

16. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que l'on utilise un substrat choisi parmi des textiles ou une cavité de moule avec ou sans structure de surface.