DE2844661C2

DE2844661C2 - Verfahren zum Beschichten eines Substrates mit filmbildenden Feststoffen, verschäumbare wärmehärtbare Zusammensetzung und Vorrichtung zum Beschichten

Info

Publication number: DE2844661C2
Application number: DE2844661A
Authority: DE
Inventors: Walter H. Amherst Ohio Cobbs jun.; William R. Vermilion Ohio Rehman; Robert C. Houston Tex. Shong
Original assignee: Nordson Corp
Current assignee: Nordson Corp
Priority date: 1977-10-14
Filing date: 1978-10-13
Publication date: 1987-01-15
Also published as: ES486411A1; CA1120340A; NL7810308A; AU518562B2; IT7828764A0; JPS629384B2; BE870693A; ES474182A1; GB2006049B; SE7810666L; FR2405759A1; CH629398A5; DD140427A5; SE8400253D0; DE2844661A1; BR7806740A; MX149479A; AU4073078A; US4247581A; FR2405759B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nebst Vorrichtung zum Beschichten eines Substrates mit filmbildenden Feststoffen, bei dem zunächst ein die Feststoffe enthaltender flüssiger Schaum gebildet, dieser anschließend zerstäubt und darauf in zerstäubter Form zur Bildung eines Films auf das Substrat gefördert wird, sowie eine verschäumbare wärmehärtende Harzzusammensetzung hierfür.
Für die Beschichtung von Substraten werden, wenn man von dem geringen prozentualen Anteil pulverförmiger oder nachzubehandelnder Feststoff- Beschichtungsmittel absieht, im wesentlichen lösungsmittelhaltige Beschichtungen verwendet. Die derzeitigen Beschichtungstechniken erzeugen Gerüche, Smog, Gesundheits- und Sicherheitsprobleme. Die Gesetzgebung will diese Probleme auf allen Ebenen der Herstellung und des Gebrauches von Beschichtungen verringern. Dies hat jedoch nicht zu substantiellen Änderungen der Arten von Beschichtungsmitteln geführt. Hinsichtlich der Rohmaterialien und der Umweltbeeinträchtigungen ist das wahrscheinlich ernsteste Problem der heutigen Industrie die Lösungsmittel- Komponente der Farbe. Hiermit verbunden sind die Besorgnisse über die hohen Kosten von Energie, Arbeitskraft und Kapital, die zum Umwandeln von Farben und anderen flüssigen Beschichtungsmitteln in brauchbare Filme aufgewandt werden müssen.
Die in der jüngeren Vergangenheit eingesetzten elektrostatischen Pulverbeschichtungsverfahren kommen ohne Lösungsmittel aus. Diese Technik erfordert aber die Verwendung von sehr teuren Beschichtungsmaterialien. Zudem verbleiben bei den elektrostatischen Pulverbeschichtungsverfahren technische Materialprobleme, weil es schwierig ist, zufriedenstellend trockene Pulver mit ausreichend langer Lagerfähigkeit herzustellen. Diese Probleme beeinträchtigen den Versuch zum lösungsmittelfreien Arbeiten mit den Pulverbeschichtungsverfahren.
Die Suche nach qualitativ hochwertigen ohne Lösungsmittel verarbeitbaren polymeren Beschichtungsmaterialien, die ohne Luftverunreinigung eingesetzt werden können, war umfangreich. Jedoch sind beispielsweise bei der Spritzbeschichtung mit geschmolzenen Polymeren oder konzentrierten polymeren Lösungen die Techniken nicht zu irgendeinem wesentlichen Punkt vorangeschritten, weil den Chemikern das Verständnis der Zerstäubungsmechanismen und den Spritzgeräteherstellern das Verständnis der Natur hochpolymerer Flüssigkeiten fehlte. Es gibt viele Untersuchungen über die theoretisch erforderlichen Energien und die Beziehungen zwischen Viskositäten, Oberflächenspannungen, Temperaturen u. dgl. von flüssigen Beschichtungen. Für die Anwendung hoch polymerer Materialien und ihrer konzentrierten Lösungen sind Viskositätsmessungen jedoch verhältnismäßig bedeutungslos und häufig irreführend als vergleichende Indikatoren für Leichtigkeit oder Schwierigkeit bei der Zerstäubung zweier verschiedener polymerer Flüssigkeiten. Tatsächlich verhalten sich polymere Flüssigkeiten erheblich anders als übliche, d. h. normale Flüssigkeiten. Sie sind bis zu einem gewissen Grad elastisch, widerstehen Deformationen bei der schnellen Einwirkung äußerer Kräfte und entwickeln unterschiedliche Rückfeder- oder Rückpralleigenschaften. Es gibt derzeit kein Instrumentarium, das diese Eigenschaften polymerer Flüssigkeiten zahlenmäßig festlegen könnte, um Vorhersagen über ihre Zerstäubbarkeit oder die Energien zu machen, die zu ihrem Auftragen auf ein Substrat erforderlich sind. In jeder Verfahrensstufe beim Zerstäuben und Auftragen einer polymeren Flüssigkeit auf eine Oberfläche widersteht diese Flüssigkeit einer Deformation bei hohen Geschwindigkeiten. Aus diesem Grund ist es verständlich, daß wieder Lösungsmittel zugesetzt wurden. Sie haben die Wirkung, die Moleküle der Polymere zu trennen und ihre Relativbewegung zu erleichtern, so daß die Lösung bei hohen Geschwindigkeiten leichter verformt und folglich leichter zerstäubt werden kann. Trotz erheblicher und jahrelanger Anstrengungen bei der Herstellung hochfester Beschichtungsmaterialien mit einem Gehalt von über 50 Volumenprozenten an polymeren und Pigment-Feststoffen sind nur geringe Fortschritte zu verzeichnen, und trotz dieser erheblichen Anstrengungen sind nach wie vor zwischen 15 und 40 Volumenprozent an flüssigen Lösungsmitteln erforderlich.
Für das Versprühen filmbildender niederviskoser Fluide wie Farbe, Brennstoff oder Wasser ist aus dem US-Patent 37 64 069 ein Verfahren nebst Vorrichtung bekannt. Das Fluid wird dabei unter Druck einer Zerstäubungsvorrichtung zugeführt und fließt filmartig durch diese, wobei ein Druckgasstrahl es in Mikroblasen zerteilt und so verschäumt. Der Schaum wird homogenisiert und aus einer Düse abgegeben. Dabei disintegriert der Schaum durch die druckabfallbedingte Gasfreisetzung und das Fluid gelangt in Form von Kleinsttröpfchen auf das Substrat.
Für lösungsmittelarme, höherviskose Fluide eignet sich dieses Verfahren jedoch nicht. Die in diesem Fall gebildeten Schäume disintegrieren nicht von selbst in geeigneter Weise, wie im folgenden noch näher ausgeführt werden wird.
Es zeigt sich somit, daß die Beschichtungs- und Farbindustrie nach wie vor nach Wegen und Mitteln sucht, polymere Beschichtungsmaterialien ohne Emission von verunreinigenden Lösungsmitteln und Dämpfen bei einem Minimum von Energieaufwand einsetzen zu können. Es besteht also ein erheblicher Bedarf für wirkungsvolle und ökonomische Verfahren, die frei oder doch weitgehend frei von den Problemen sind, die bei den bisherigen Beschichtungstechniken auftreten.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren nebst Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, das für lösungsmittelarme bzw. -freie Beschichtungen eingesetzt werden kann, ohne übermäßigen Aufwand auszulösen. Auch sollen geeignete Harzzusammensetzungen für dieses Verfahren geschaffen werden.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist das Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß mit den in Anspruch 1 definierten Merkmalen versehen; die Vorrichtung weist dazu die im Anspruch 29 aufgeführten Merkmale auf und die Harzzusammensetzung entspricht erfindungsgemäß den Merkmalen des Anspruches 21.
Die Unteransprüche beschreiben vorteilhafte Ausgestaltungen.
Viele der vorstehend erläuterten Nachteile vom Standpunkt der Umweltverschmutzung, der Ausrüstung, der Materialien, der Energie, des Arbeitseinsatzes und der Kosten werden von der Erfindung beseitigt.
Einer der Aspekte der Erfindung besteht darin, daß die Notwendigkeit zum Einsatz von Lösungsmitteln bei Farben und Beschichtungsmittel beseitigt oder auf ein minimales Maß zurückgeführt wird, das bisher als undenkbar galt. Die Erfindung ermöglicht die Verwendung polymerer Mischungen von hohem Molekulargewicht als Beschichtungsmaterialien, die bislang für diese Zwecke nicht verwendbar gewesen sind. Darüberhinaus ist die Erfindung auf alle Beschichtungsprozesse anwendbar, bei denen filmbildende Feststoffe in unbehandeltem Zustand zu Schutz- oder Dekorationszwecken auf ein Substrat aufgetragen werden. Ein besonderer Vorteil besteht darin, daß die Spritz-Beschichtungs- Techniken, die ganz erheblich durch Umwelt- und Rohmaterialprobleme behindert waren, durch die Erfindung erheblich vorangebracht werden.
Die Erfindung beschäftigt sich zunächst mit einem Verfahren zum Zerstäuben und Auftragen von losen Feststoffen auf eine Oberfläche zu Beschichtungszwecken. Erfindungsgemäß werden die filmbildenden Feststoffe zunächst in einen verhältnismäßig stabilen und energiehaltigen Zustand verschäumt und anschließend einer Zerstäubungskraft ausgesetzt. Die zerstäubten Partikel werden dann auf ein Substrat aufgebracht, um dort einen Film zu bilden. Es hat sich nämlich gezeigt, daß polymere Flüssigkeiten oder Schmelzen, die anderenfalls zu einem gewissen Grad elastisch und deformations-resistent sind, nach Umwandlung in einem geschäumten Zustand zerstäubt und aufgesprüht werden können. Bislang wurden flüssige Farben durch Einwirkung von Luftstrahlen in einem Zerstäubungskopf zerstäubt, wie sich beispielsweise aus der genannten US-PS 37 64 069 ergibt; in diesem Fall wird Zerstäubungsluft in einen flüssigen Film injiziert, wodurch dieser Schaumform annimmt. Die expandierenden Blasen dieses Schaums expandieren dann, wodurch der Flüssigkeitsfilm zerstäubt wird. Dieser Stand der Technik verwendet die Energie der Zerstäubungskraft sowohl zum Bilden als auch zum Zerstören des Schaumes. Diese und andere Zerstäubungstechniken bleiben jedoch erfolglos bei dem Versuch, hochpolymere oder lösungsmittelfreie Beschichtungsmaterialien zu zerstäuben und aufzutragen. Bei Anwendung der erfindungsgemäßen Lehre können auch Flüssigkeiten mit Viskositäten oberhalb 300 cp zerstäubt und auf eine Oberfläche als fertige Beschichtung aufgetragen werden, und es ist sogar möglich, eine Spritzbeschichtung mit polymeren Flüssigkeiten auszuführen.
Die Erfindung kommt ohne ein Instrumentarium aus, das eine zahlenmäßige Festlegung bestimmter Eigenschaften polymerer Flüssigkeiten ermöglicht, um ihre Zerstäubbarkeit vorhersagen zu können. Hochpolymere Materialien werden durch vorangehende Umwandlung in einen geschäumten Zustand in einen für die Bildung kleiner Partikel geeigneten Energiezustand gebracht. Diese Verwendung eines energiereichen und verhältnismäßig stabilen Schaumes zur Oberflächenbeschichtung wird als einzigartig angesehen. Die Anwendung relativ stabiler Schäume in der hier beschriebenen Weise ermöglicht die Elimination von Lösungsmitteln.
Das Verfahren ist hervorragend für die Praxis geeignet, weil es mit nicht-flüchtigen filmbildenden Feststoffen oder im wesentlichen nicht flüchtigen Feststoffen auskommt, so daß eine Kostensenkung durch den völligen oder nahezu völligen Verzicht auf Lösungsmitteln eintritt. Zusätzlich zur Einsparung der Lösungsmittel-Kosten wird auch die Energie eingespart, die bisher für die Beseitigung der Lösungsmittel während der Verarbeitung, Zerstäubung, des Auftragens und Trocknens des Beschichtungsmaterials aufgebracht werden mußte; auch geht der Bedarf an Erdöl als Ausgangsprodukt für die Lösungsmittel-Herstellung zurück. Signifikant ist schließlich, daß die Gesundheits- und Sicherheitsprobleme überwunden werden, die bislang durch die Verwendung von Lösungsmitteln beim Stand der Technik vorhanden waren.
Des weiteren ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren die Beschichtung mit hochpolymeren Materialien durch Verschäumen von flüssigen, filmbildende Feststoffe enthaltenden Mischungen. Soweit bislang Versuche unternommen wurden, hohe Feststoffbeschichtungsmischungen aus Polymeren zu bilden, mußten Materialien mit relativ niedrigem Molekulargewicht eingesetzt werden, die zum Laufen und zur Nasenbildung neigten, wodurch sie für die praktische Anwendung nicht brauchbar waren. Probleme durch die Bildung von Farbnasen werden durch die Erfindung vermieden, die den Einsatz polymerer Mischungen mit Viskositäten ermöglicht, welche über 300 mPa s, im Bereich zwischen 300 und 30 000 mPa s bei üblichen Auftragstemperaturen liegen. Mit den bisher bekannten Techniken mußte die Viskosität unter etwa 300 mPa s gehalten werden, um eine Zerstäubung oder Beschichtung zu ermöglichen.
Der gemäß dieser Erfindung verwendbare Schaum kann zwei morphologischen Typen entsprechen, d. h. ein sphärischer oder polyedrischer Schaum sein. In der Literatur werden diese Schaumtypen auch als Kugelschaum und Polyeder- bzw. Wabenschaum bezeichnet; vgl. den Aufsatz "Bubbles and Foam" von Sidney Ross in "Chemistry and Physics of Interfaces", Band II, 1971, Seiten 15 bis 25, ISBN 8412-0110-2. Nachstehend werden die beiden Formtypen der Einfachheit halber als K-Schaum und P-Schaum bezeichnet. K-Schaum besteht aus sphärischen Bläschen, die aus einer Flüssigkeit unterhalb von deren Oberfläche mit einem verhältnismäßig großen Abstand voneinander gehalten sind, während P-Schaum aus Bläschen besteht, die eine polyedrische, vielflächige Form haben und durch dünne gerade oder gekrümmte Flüssigkeitsfilme voneinander abgeteilt sind. In ihrer am stärksten bevorzugten Form ist die Erfindung auf die Verwendung von P-Schaum gerichtet. Bei dem P-Schaum besitzen die dünnen Film-Trennschichten eine erhebliche Oberflächenenergie und können deshalb durch die Kraft eines Strömungsmittels, beispielsweise also durch ein Zerstäubungsfluid aufgelöst bzw. abgeschert werden. Die Erfindung macht demgemäß von der vorhandenen Oberflächenenergie Gebrauch, so daß die filmbildenden Feststoffe in einem dünnen Film vorhanden und durch die Scherkraft eines unter Druck stehenden Zerstäubungsfluids disintegriert bzw. zerstäubt werden können. Zur Zerstäubung dient beispielsweise ein externes Fluid, wie z. B. Luft oder Luftströme, die den Schaum auflösen. Andererseits kann die Zerstäubungskraft auch beispielsweise durch ein internes hydraulisches Fluid aufgebracht werden.
Von wesentlicher Bedeutung für die Erfindung ist, daß Energie in den filmbildenden Feststoffen innerhalb des Schaumes gespeichert wird, bevor die Zerstäubung stattfindet, so daß Materialien mit sogar hoher Viskosität die Form eines sehr dünnen Filmes annehmen, der eine Gas- oder Dampfblase umgibt, um so die Fläche zu erzeugen, die für das Versprühen viskoser polymerer Materialien gefordert wird. Aus diesem Grund wird P-Schaum besonders bevorzugt, weil er die Entstehung besonders großer Oberflächen fördert. Es versteht sich natürlich, daß der Erfindungsgedanke auch mit K-Schaum zu verwirklichen ist, wenngleich dort die Größe von Oberfläche und vorhandener Energie innerhalb des Schaumes nicht so optimal sind wie bei P-Schaum. Es sei weiter darauf hingewiesen, daß K-Schaum eine Übergangsform zu P-Schaum sein kann, indem das polymere Material bis an die Grenze des Möglichen ausgedünnt und anschließend disintegriert und für die Förderung auf ein Substrat zerstäubt wird. Im Gegensatz zu dem bevorzugten P-Schaum sind alle langlebigen und für industrielle Anwendungen interessante Schäume K-Schäume; ihre Zusammensetzungen sind so entwickelt worden, daß sie die Kugelform bilden und aufrechterhalten, wie z. B. bei geschäumten Polymeren, Gummi, Rasiercreme, Schlagsahne u. dgl.
Bei bekannten harten oder elastischen Schäumen beträgt das Volumenverhältnis (Volumen nach) zu (Volumen vor der Verschäumung) bis etwa 100 : 1 als Obergrenze. Wenn man als Vergleich hierzu die oben erwähnte US-PS 37 64 069 heranzieht, gemäß welcher ein Gas in eine niedrigviskose Farbflüssigkeit injiziert wird, um diese zu zerstäuben, so ist dort das Verhältnis von Luft zu Flüssigkeitsmenge im Schaum etwa 100 : 1 bis 1600 : 1 vom Standpunkt des Verhältnisses (Volumen nach) zu (Volumen vor Verschäumung). Im Gegensatz hierzu liegt bei der Praktizierung der Erfindung das Verhältnis (Volumen nach Verschäumung) zu (Volumen vor Verschäumung) bis hinauf zu 50 : 1, vorzugsweise zwischen 2 : 1 bis 10 : 1. Trotz der großen Unterschiede in den Verhältnissen bei der Anwendung der Erfindung mit Bezug auf die Verhältnisse beim Stand der Technik wird die flüssige polymere Phase in kleine Zellen unterteilt, wodurch man eine ausreichende Energie erhält, um die gewünschte Zerstäubung zu erzeugen und sicherzustellen. Ungeachtet der Eigenschaften des viskosen Beschichtungsmaterials wird demgegenüber mit den bekannten Volumenverhältnissen keine ausreichende Zeitstabilität erreicht, um eine Zerstäubung zu ermöglichen.
In einer anderen bevorzugten Form der Erfindung wird ein hochviskoses Beschichtungsmaterial in eine spezielle Form für die Behandlung, Förderung und Dünnfilm-Beschichtung dadurch gebracht, daß ein Glas oder dampfförmiges Material als Verdünner in Schaumform eingebracht wird, um die Viskosität des Materials zu verringern und um es gemäß der Erfindung verarbeiten zu können. Im Vergleich zu den bekannten Techniken benutzt die Erfindung also das Konzept der Verstärkung der gesteuerten Fließfähigkeit hochviskoser Materialien durch Schaumbildung, um die geschilderten bedeutsamen Ergebnisse zu erzielen und die Probleme zu überwinden, die auf diesem Gebiet seit langem von Bedeutung waren.
Es leuchtet ein, daß die flüssigen geschäumten Zusammensetzungen für die Oberflächenbeschichtung gemäß der Erfindung aus flüssigen Filmbildnern oder polymeren Bestandteilen bestehen. Die polymeren Bestandteile können folglich unter Normalbedingungen in flüssiger, semi-flüssiger bzw. pastenförmiger oder in fester Form vorliegen. Solange sich die Schäume in ihrem flüssigen Zustand befinden, können sie also entweder feste oder flüssige filmbildende Bestandteile enthalten.
Der flüssige Zustand des Schaumes oder der filmbildenden Feststoffe kann durch Zuführung von Wärme verstärkt werden und, als solche, können auch heißschmelzende Schaumzusammensetzungen gemäß der Erfindung zum Beschichten eingesetzt werden. Schaum aus heißschmelzendem bzw. bei erhöhten Temperaturen flüssigen Bestandteilen kann entweder thermoplastische oder warmhärtende Harze enthalten. Derzeit werden warmhärtende Harzzusammensetzungen für die Beschichtung bei Anwendung der Erfindung besonders bevorzugt, weil solche zur Zeit verfügbar sind und weil sich bei der Beschichtung von Flächen mit solchen Zusammensetzungen bestimmte Eigenschaften erreichen lassen. Warmhärtende Zusammensetzungen sind bislang kaum benutzt worden, weil kein zufriedenstellender Weg bekannt war, die in Schüttgutform vorliegenden Polymere von hohem Molekulargewicht auf die zu beschichtende Oberfläche zu fördern.
Warmhärtende Zusammensetzungen bieten eine Oberflächenhärte, die in vielen Beschichtungsfällen gewünscht wird, und sie werden lösungsmittelfest u. dgl., wenn sie durch Nachbehandlung in ihren vernetzten Zustand des hohen Molekulargewichtes gebracht sind. So wird beispielsweise ein Schaum durch Einwirkung von Wärme erzeugt, durch Spritzen, Sprühen oder auf andere Weise auf ein Substrat gefördert und dann - falls notwendig - durch Erwärmung nachbehandelt. Bei diesem Verfahren hat sich gezeigt, daß warmhärtende Bestandteile zur Bildung des Schaumes verwendet werden können; obwohl während der Perioden der Verschäumung, der Förderung und des Auftragens auf das Substrat eine Polymerisation stattfindet, erlaubt der schaumartige Zustand dennoch die geschilderte Behandlung und Verarbeitung bis hin zur fertigen Beschichtung des Substrates.
Es sei darauf hingewiesen, daß bei der Förderung durch Zerstäuben und Sprühen, die flüssigen polymeren filmbildenden Stoffe entweder zu klebrigen oder pulverförmigen Partikeln werden können, nach oder während sie aus ihrem schüttgutartigen Zustand abgefördert und behandelt werden. Diese Partikel können anschließend auf das Substrat durch elektrostatische Kräfte oder auf eine andere Weise aufgebracht und dann sogar aufgeheizt werden, um auf dem Substrat den gewünschten durchgehenden Film zu bilden.
Diese zuletzt erwähnte Ausführungsform verdeutlicht die Nützlichkeit des erfindungsgemäßen Prinzips des Einsatzes polymerer Materialien für viele andere Verarbeitungsfälle, bei denen beispielsweise aus pulverförmigen Polymeren als solchen pulverförmige Beschichtungsmaterialien hergestellt werden. Derzeit sind nur einige Materialien bekannt, die ohne größere Schwierigkeiten in Pulverform umgewandelt und für die elektrostatische Pulver-Farbgebung bzw. Beschichtung eingesetzt werden können. Die wesentlichen Materialien ergeben sich aus der üblichen Kunststoffpraxis; es handelt sich um Feststoffe, die unter Einsatz erheblicher Kosten zunächst in geschmolzener Form extrudiert, dann verfestigt und schließlich in bestimmter Weise zu feinen Pulvern vermahlen werden. Sehr viele gut bekannte Beschichtungsharze können entweder überhaupt nicht in Pulverform gebracht werden oder aber nur unter Aufwand prohebitiver Kosten. Andererseits ist es erwünscht und notwendig, eine breitere Palette von Beschichtungsharzen in Pulverform zur Verfügung zu haben, um die vielfältigen Anwendungsbereiche besser abdecken zu können. Derzeit sind nur Epoxy-, Polyester-, Acryl- und andere thermoplastische Pulver verfügbar. Aufgrund der Erfindung ist es möglich, jedes derzeit bekannte, in flüssigem Zustand verschäumbare Beschichtungsharz zum Auftragen in Pulverform umzuwandeln. Bei solchen Harzen handelt es sich um Phenol-, Polyamid-, Polyolefin-, Zellulose-, Amino-, Styrol- Butadienharze und verwandte Copolymere, um Polyester- Epoxyd, Polyuretan, Vinyl, Acryl- und Alkydharze sowie andere thermoplastische und duroplastische Harze.
Um eine flüssige Schaumzusammensetzung zu erzeugen, geht man, wie erwähnt, von einem filmbildenden Polymer in flüssiger- semi-flüssiger oder fester Form bei Norm- Bedingungen aus. Polymere Zusammensetzungen können ohne Zusatz von Lösungsmitteln oder anderen Flüssigkeiten beispielsweise durch Schmelzen gewonnen werden. Demgemäß wird die Schaumzusammensetzung unter Verwendung bekannter fester, flüssiger oder gasförmiger Blähmittel in Form einer Schmelze gebildet. Übliche Harze aus dem Bereich der industriellen Beschichtung können folglich ohne Lösungsmittel eingesetzt werden, wie z. B. Methacrylat, Acrylat nebst Copolymeren in dickflüssiger Form, Alkydharze, Polyesterharze, Polyurethane, Epoxyde, Polyäthylen für Beschichtungszwecke, Äthylen-Vinylacetat, Copolymere, Polyvinylchloride, verschieden Gummimischungen o. dgl. Die Beschichtungs- und Anstrichharze, die derzeit hauptsächlich in Gebrauch sind, sind Alkyd-Polyesterharze oder Polyester. In diesem Zusammenhang soll der Ausdruck "Alkydpolyester"-harz auch modifizierte Polyesterharze, üblicherweise ölmodifizierte Harze umfassen. Bei den "polyesterharzen" handelt es sich um synthetische Harze, die aus mehrfunktionellen Alkoholen und Säuren abgeleitet sind.
Das derzeit nächst wichtige Harz für die industrielle Beschichtung besteht im wesentlichen aus Acrylpolymeren und Copolymeren unter Zusatz von Vinyl, Epoxyden, Polyurethanaminen, Zellulose und ähnlichen Harzen. Es versteht sich deshalb, daß die filmbildende Komponente der flüssigen Zusammensetzung gemäß der Erfindung eine breite Palette polymerer Komponenten der gerade erwähnten Art einschließt, wie die Fachleute der Farb- und Beschichtungsindustrie ohne weiteres erkennen werden. Die grundsätzliche polymere Zusammensetzung, die in irgendeiner der obengenannten Verfahren angewendet wird, hängt vom abschließenden Verwendungszweck der Beschichtung, von der eingesetzten Beschichtungsart etc ab., wie es ein Fachmann ohne weiteres einsehen wird.
Als Quellen der vorhandenen Literatur betreffend die Beschichtung und zur Illustration spezieller Arten von Beschichtungen für bestimmte häusliche oder industrielle Anwendungsfälle seien genannt das Handbuch "Surface Coatings", herausgegeben von der Oil and Color Chemists' Association, Australien, in Verbindung mit der Australian Paint Manufacturers' Federation, the New South Wales University Press, 1974; Band 4 von "Treatise on Coatings" in zwei Teilen, betitelt "Formulations, Part I", herausgegeben von R. R. Myers und J. S. Long, Marcel Dekker, Inc., 1975; und "Paint Finishing in Industry" von A. A. B. Harvey, zweite Ausgabe, Robert Draper, Großbritannien, 1967. Auf diese Quellen wird aus Offenbarungsgründen bezüglich Zusammensetzungen und Beschichtungstechniken ausdrücklich Bezug genommen.
Demgemäß können die polymeren Zusammensetzungen, die in Verbindung mit der Erfindung angewandt werden sollen, aus einer breiten Paletten ausgewählt werden, und die Viskosität dieser Zusammensetzungen - sei es mit oder ohne Lösungsmittel o. dgl. - ist über einen weiten Bereich variierbar. Typischerweise liegt die Viskosität in einem Bereich bis hinauf zu beispielsweise 30 000 mPa s, gemessen gemäß ASTMD 3236 (Thermosel Viscosity) am filmbildenden Material durch entweder der Variation der Temperatur, der Molekulargewichte oder durch beides. Es wurde bereits erwähnt, daß bekannte Beschichtungszusammensetzungen, um mit den Mitteln des Standes der Technik zerstäubt werden zu können, Lösungen von Polymeren mit Viskositäten enthalten oder aus diesen bestehen, deren Viskositäten im allgemeinen nicht über 300 mPa s bei Auftragstemperatur liegt, um Ergebnisse von zufriedenstellender Qualität zu erzielen. Wenn demgegenüber die erfindungsgemäße Lehre benutzt wird, können polymere Zusammensetzungen mit sehr hohen Viskositäten verwendet werden. Derartige polymere Zusammensetzungen können folglich aus im wesentlichen nicht flüchtigen Feststoffen oder sogar aus 100% Feststoffen bestehen, so daß keine oder fast keine Luftverunreinigung bei der Handhabung oder beim Fördern oder beim Beschichten derartiger Materialien stattfindet.
In einer anderen Ausführungsform der Erfindung werden verhältnismäßig stabile Schäume erzeugt, um polymere Beschichtungsflüssigkeiten zu bekommen, wobei jedoch die Möglichkeit des Auftretens von Blasen unterhalb der Beschichtung vermieden wird, die anderenfalls das Aussehen, die Lebensdauer und auch die Spritzwirkung der Beschichtung ungünstig beeinflussen würden. In diesem Zusammenhang kommt es also darauf an zu verhindern, daß permanente Blasen innerhalb der polymeren Beschichtung auf dem Substrat sogar unter solchen Bedingungen verbleiben, die die Bildung relativ stabiler Schäume fördern. Hierfür wird eine polymere Zusammensetzung in flüssiger Form gewonnen, ohne daß Lösungsmittel hinzugesetzt werden müssen. Eine andere Flüssigkeit oder eine Kombination von Flüssigkeiten wird dann so gewählt, daß (a) der Siedepunkt dieser Flüssigkeit bei Atmosphärendruck in der Nähe des mit der Ring-Kugel-Methode festgestellten Erweichungspunktes des Harzes liegt und (b) die Sättigungslöslichkeit der Flüssigkeit bei ihrem Siedepunkt im Harz nicht mehr als 5 Gew./% des Harzes beträgt. Isopropanol und Buthanol sind beispielsweise brauchbare Flüssigkeiten für Beschichtungs-Polyäthylen. Die Menge der gewählten Flüssigkeit als Blähmittel wird aus dem Bereich zwischen etwa 0,05 bis 5%, vorzugsweise zwischen 0,1 und 1 Gew./% des Harzes gewählt. Wenn die Flüssigkeit zu löslich ist, dann findet keine zufriedenstellende Schaumbildung statt, weil Blähmittel durch Diffusion verlorengeht. Wenn dagegen eine übermäßige Flüssigkeitsmenge benutzt wird, kann es vorkommen, daß keine Schaumbildung eintritt. Der Bereich Flüssigkeits- zu Harzgewicht wird also durch diese Faktoren bestimmt, wenn man die gewünschten Resultate erreichen will; die Schaumbildung mittels flüssiger Blähmittel ist nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 3 der Zeichnung erläutert.
Aus dem Phasendiagramm der Fig. 3 ist die allgemeine Situation der Schaumbildung zu erkennen; die gleichmäßige Mischung von Harz und flüssigem Blähmittel wird auf eine Temperatur erheblich über dem Siedepunkt der Flüssigkeit aufgeheizt und gleichzeitig mit einem Druck in einer Höhe beaufschlagt, die mindestens groß genug ist, um den Dampfdruck der Flüssigkeit bei dieser Temperatur zu übersteigen. Die Mischung der Komponenten wird durch Druckabfall auf Atmosphärendruck oder darunter verschäumt, während die Temperatur unter dem Siedepunkt der Flüssigkeit gehalten wird.
Bei Verwendung von warmhärtenden Beschichtungszusammensetzungen bringt die Erfindung verschiedene einzigartige Vorteile. Es wurde beispielsweise darauf hingewiesen, daß Polyesterharz-Beschichtungszusammensetzungen in großem Umfang in der Industrie eingesetzt werden. Wenn ein Polyesterharz mit Hexamethoxamethylmelamin oder einem ähnlichen Netzmittel vernetzt wird, wie z. B. Tetramethoxymethylharnstoff, ist Methanol das Nebenprodukt dieser Reaktion. In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird Methanol in sehr geringer Menge als Verschäumungsmittel zugesetzt. Methanol hat einen sehr günstigen Dampfdruck zum Verschäumen von Polyesterharzen, und es ist zufriedenstellend löslich, um einen Schaum hoher Qualität zu erzeugen. Unter diesem breiteren Gesichtspunkt wird von der Erfindung deshalb ein flüssiges Blähmittel benutzt, welches ein Nebenprodukt der Reaktion des Harzes beim Härten ist. Aus diesem Grund und auch durch Unterdrückung dieser Reaktion ist eine Kontrolle der Aushärtezeiten während des Förderns des Beschichtungsschaums zum Substrat und während des Fertigstellens der Beschichtung möglich. Hierin liegt ein Vorteil, weil Zwischenzeiten, Zwischenspeicherung und Verarbeitungszeiten der warmhärtenden Beschichtungszusammensetzungen zusätzlich gewonnen werden können.
In Ergänzung zu der oben bereits erwähnten Fülle verschiedener polymerer Stoffe, die für Beschichtungszwecke geeignet sind, kann eine Anzahl unterschiedlicher Arten von Verschäumungsmitteln bei Anwendung der Erfindung eingesetzt werden. Als Beispiele für solche zusätzlichen Mittel sei auf Isopropanol, Methanol, Buthanol und Oktanol hingewiesen. Das Blähmittel kann jedoch auch ein Feststoff oder ein Gas sein. Verschiedene Mischungen oder Verbindungen können als gaserzeugende Stoffe zum Verschäumen flüssiger Beschichtungsmittel gemäß der Erfindung eingesetzt werden. Zu diesen gasförmigen oder gasbildenden Stoffen gehören Azodicarbonamide, Luft, Stickstoff, Sauerstoff, Kohlendioxid, Methan, Äthan, Buthan, Propan, Helium, Argon, Neon, Fluorkohlenwasserstoffe, wie z. B. Dichlorodofluoromethan, Monochlorotrofluoromethan oder andere Gase oder Mischungen zwischen irgendwelchen dieser Gase. Es versteht sich, daß auch andere Zusatzstoffe in die Zusammensetzung des Beschichtungsmittels gegeben werden können. Hierzu gehören Pigmente, Trägerstoffe, Trockenmittel, Katalysatoren, Fließfähigkeits- Additive o. dgl., von denen viele, wie z. B. Pigmente, ein sauberes Aufbrechen und die Desintegration des Schaumes wesentlich erleichtern. In diesem Zusammenhang wird auf die anhänge US-Patentanmeldung USSN 7 19 338 vom 27. April 1977 Bezug genommen, in der oberflächenaktive Stoffe erläutert sind, die verwendet werden können, um stabile geschmolzene Schaumzusammensetzungen zu erzeugen. Zu diesem Zweck wird ein oberflächenaktives Mittel in einer ausreichend stabilisierenden Menge zugeführt. Es sei betont, daß die Verwendung von oberflächenaktiven Mitteln zur Bildung oder Unterstützung der Bildung eines stabilen P- oder K-Schaums im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegt.
Die Grundzüge dieser Erfindung sind nachstehend unter Bezugnahme auf einige detaillierte Beispiele und die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Ausführen des Schaumbeschichtungsverfahrens gemäß der Erfindung mittels einer Heißschmelze und unter Anwendung einer Blastechnik;
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer anderen Vorrichtung zum Ausführen der Schaumbeschichtung gemäß der Erfindung unter Verwendung einer Gasblastechnik; und
Fig. 3 die Schaumbildung durch flüssige Blähmittel.
Fig. 1 veranschaulicht schematisch eine Vorrichtung zum Beschichten nach den erläuterten Prinzipien. Zur Vorrichtung gehört ein Tank 10 bzw. ein Aufnahmetrichter für eine Farbzusammensetzung, der an eine Pumpe 11 angeschlossen ist. Bei der dargestellten Pumpe handelt es sich um eine luftbetriebene Zahnradpumpe. Jede andere Pumpe, die einen ausreichenden Druck von bis zu beispielsweise 70 bar liefern kann, ist in gleicher Weise geeignet. Die Pumpe fördert Farbe o. dgl. durch einen Wärmetauscher 12 zu einer Sprüheinheit 13. Im nachstehenden Beispiel 1 diente die Apparatur gemäß Fig. 1 zur Methanolverschäumung einer Polyesterharz-Farbzusammensetzung. Beispiel 1 °=c:100&udf54;°=b:1&udf54;@j&udf50;@0(1)@1Polyesterharz@3Æ415,5¤g&udf50;@0(2)@1TiOÊ@3Æ475,0¤g&udf50;@0(3)@1Hexamethoxymethylmelamin@3Æ178,1¤g&udf50;@0(4)@1Oberfl¿chenaktives Silikon@3¸Æ1,8¤g&udf50;@0(5)@1Katalysator@3¸Æ3,0¤g&udf50;@0(6)@1Methanol (5% der Harzfeststoffe)@3°=U¸20,8¤g°=u&udf50;@31094,2¤g@0&udf53;zl&udf54;&udf53;vu10&udf54;
Das eingesetzte Polyesterharz bestand zu 100% aus Feststoffen, die sich im wesentlichen aus Adipin- und Phthalsäure zusammensetzen, die mit Propylenglykol und Trimethylolpropan polymerisiert waren. Die Viskosität dieser Polyesterharz-Rezeptur ohne Methanol und Katalysator wurde im Bereich zwischen etwa 52°C und 107°C mit etwa 45 000 bis 4000 mPa · s festgestellt.
Die Farbzusammensetzung wurde mit etwa 25°C in den Tank gegeben. Darauf wurden die Heizelemente 14 eingeschaltet, um die Temperatur soweit anzuheben (auf etwa 54°C), daß die hochviskose Farbzusammensetzung in den Einlaß der Pumpe 11 fließen konnte. Von dieser Pumpe gelangte die Farbzusammensetzung unter Druck durch einen in der Leitung liegenden Wärmetauscher 12, wo ihre Temperatur auf etwa 104°C angehoben wurde, zu einer Blende o. dgl. 15 mit einer Öffnung zwischen 0,3 und 0,6 mm, wo die Zusammensetzung zu einem Schaum mit einem Volumenverhältnis von 2 : 1 bis 8 : 1 expandierte. Der Schaum wurde dann über eine Leitung 16 zur Einlaßöffnung einer Sprüheinheit 13 geführt, bei der es sich um eine Binks Luft-Sprüheinheit, Modell 61, handelte. Aus einer Düse 17 der Sprüheinheit 13 mit einem Durchmesser von 1,32 mm wurde der Schaum bei einer Temperatur von 104°C mit einer Menge 57 g/min abgegeben. An den Lufteinlaß 18 der Einheit 13 lag ein Luftdruck von 28 bis 35 bar, aufgrunddessen die verschäumte Farbzusammensetzung zerstäubt und auf eine Testfläche 19 gefördert wurde, die von einer Stahlplatte gebildet wurde.
Nach einer Wärmebehandlung der Testfläche 19 in einem Ofen bei 177°C über einen Zeitraum von 25 Minuten wurde die Dicke der Beschichtung mit einem magnetischen Meßgerät zu 0,02 bis 0,03 mm festgestellt. Fotografische Blitzlichtaufnahmen zeigten die erreichte Zerstäubung in Intervallen von etwa 5 cm von der Düse nach außen bis zu etwa 20 cm Abstand von der Düse. Auf schwarzem Papier wurden Schnitte durch den Sprühstrahl in einem Abstand von 20 cm von der Düse gemacht, die eine gleichförmige Verteilung der feinen Farbpartikel zeigten. Außerdem wurde ein Schaumstrom mit Hilfe eines gering vergrößernden Mikroskopes fotografiert; dabei zeigte sich, daß der Schaum unmittelbar nach dem Austritt aus der Düse 17 eine dem P-Schaum entsprechende Zellenstruktur mit begleitenden K-Strukturen hatte. Beispiel 2 72,3 % Handelsübliches Epoxidharz 1
4,5 % Handelsübliches Epoxidharz 2
18,9 % Hexamethylmethoxymelamin
3,4 % Methanol
0,9 % Katalysator
Die vorstehende Rezeptur (in Gewichtsprozent) wurde durch Schmelzen des Epoxidharzes 1 bei etwa 93°C hergestellt, das mit Epoxidharz 2 vermischt war. Das Hexamethylmethoxymelamin wurde unter Rühren bei 66 bis 93°C dem Harz zugesetzt. Die Mischung wurde dann auf etwa 60°C abgekühlt, bevor Methanol zugegeben wurde. Die Methanolzugabe geschah langsam unter fortlaufendem Rühren. Als letztes wurde der Katalysator in die vorbereitete Harzzusammensetzung eingemischt. Die Viskosität dieser klaren Emaillerezeptur betrug vor dem Hinzufügen des Katalysators und des Methanols 2090 mPa s nach der Methode ASTMD 3236 bei 93°C. Diese Rezeptur wurde mit Hilfe der Vorrichtung gemäß Fig. 1 bei einer Düsentemperatur von 104°C mit einer Menge von etwa 85 g/min versprüht. Die Zerstäubung war hervorragend; Testplatten wurden hergestellt und über 30 Minuten bei 177°C eingebrannt.

Beispiel 3

Ein Beschichtungspolyäthylen wurde bei 177°C in einem Tank der Vorrichtung gemäß Fig. 1 geschmolzen. Die mittels ASTMD 3236 bestimmte Viskosität lag bei 2800 mPa s bei 177°C. In den Pumpeneinlaß wurde etwa 1 Gew/% Isopropanol dem geschmolzenen Polyäthylen zugefügt. Die Pumpe erzeugte einen Auslaßdruck im Bereich zwischen 350 und 1035 bar. Das geschmolzene und Isopropanol enthaltende Polyäthylen verließ den Pumpenauslaß und schäumte reichlich beim Auffangen auf einem Pappstreifen. Ein isoliertes und beheizbares Metallrohr wurde benutzt, um den Pumpenauslaß mit dem Einlaß der Luftsprüheinheit zu verbinden, und innerhalb dieser Leitung wurde eine Blende mit einem Durchmesser von entweder 0,3 oder 0,5 mm vorgesehen. In der Sprüheinheit wurde eine Düse mit einer Auslaßöffnung von 1,3 mm verwendet, die einen aufgeklemmten elektrischer Rohrheizer trug und auf 177°C aufgeheizt war. Die Temperatur des aus der Düse austretenden geschmolzenen Polyäthylenschaums wurde mit 177°C festgestellt. An die Sprüheinheit wurde ein Druck von 55 bar gelegt, mit dem der Polyäthylenschaum sprühzerstäubt und auf Testplatten und Testpapiere aufgebracht wurde. Die Zersprühung war gut und die Testplatten waren nach einer über wenige Minuten bei 177°C dauernden Wärmebehandlung in einem Ofen gleichmäßig beschichtet.
Das Beispiel wurde dann wiederholt mit Verwendung von Luft als Blähmittel anstelle des Isopropanol; die Ergebnisse waren nach der Zerstäubung und Wärmebehandlung vergleichbar. Bei Anwendung dieser Technik kann pulverförmiges Polyäthylen gewonnen werden, wodurch die Praktikabilität der Erfindung bei der Herstellung von pulverförmigen Materialien nachgewiesen ist.

Beispiel 4

Die folgende Rezeptur wurde gemischt und in derselben Vorrichtung geschmolzen, die oben im Zusammenhang mit dem Polyäthylen des Beispiels 3 erläutert wurde:

Äthylen/Vinylacetat-Copolymer (70/30) 1400 g
Parrafinwachs 600 g
Aerosol-Treibgas 20,2 g
Quarzgut Standard Grad M5 2,02 g

Die geschmolzene Rezeptur wurde mit Isopropanol verschäumt, wobei entsprechend dem Beispiel 3 für Polyäthylen vorgegangen wurde. Die unter diesen Bedingungen sprühbeschichteten Testplatten demonstrierten eine excellente Zerstäubung und hervorragend beschichtete Oberflächen. Die gemäß ASTM D3236 bestimmte Viskosität der geschmolzenen Rezeptur bei 177°C lag bei etwa 3050 mPa s.
Eine Wiederholung dieses Beispiels mit Luft anstelle von Isopropanol als Verschäumungsmittel führte zu sehr ähnlichen Resultaten.

Beispiel 5

Folgende Stoffe in Gewichtsprozenten wurden benutzt: &udf53;sb37,6&udf54;&udf53;el1,6&udf54;&udf53;vu10&udf54;@¿&udf50;@0Æ12,7%@2Vinylharz, ein Propolymer von°eVinylchlorid und Vinylacetat in einem Verh¿ltnis°e88¤:¤12&udf50;@0Æ12,7%@2Hexamethylmethoxymelamin&udf50;@0Æ47,2%@2Dioctyl-Phthalat, Weichmacher&udf50;@0ÆÆ0,3%@2Stabilisator 1&udf50;@0ÆÆ0,4%@2Stabilisator 2&udf50;@0Æ25,4%@2TiOÊ&udf50;@0°=UÆÆ1,3%°=u@2Methanol&udf50;@0100%&udf50;@0&udf53;vu10&udf54;
Das Vinylharz wurde mit dem Hexamethylmethoxymelamin und dem TiO&sub2; in einem Behälter gemischt und mit hoher Geschwindigkeit verrührt. Während des Rührens wurden die Stabilisatoren nicht lange nach Rührbeginn zugegeben, um eine Zerlegung aufgrund von Wärme zu verhindern. Nach etwa 30 Minuten wurde die Mischung mit dem Weichmacher und Methanol reduziert. Darauf wurde das Rühren wieder aufgenommen, bis eine völlige Durchmischung erreicht war. Die Viskosität (ohne Methanol) gemäß ASTM D 3236 betrug 2090 mPa s bei 93°C. Diese Beschichtungszusammensetzung wurde dann mit der Vorrichtung gemäß Fig. 1 verarbeitet und zunächst bei etwa 52°C in den Tank gegeben. Die Mischung gelangte dann durch den Wärmetauscher mit etwa 121°C und das Sprühen fand statt mit einer Düsentemperatur von etwa 107°C und einem Luftdruck von etwa 31 bar. Das Zerstäubungsbild wurde ermittelt und als gut befunden. Nach dem Sprühen wurde die aufgesprühte (nasse) Filmdicke mit etwa 51 bis 64 µm gemessen und der Film dann einer Wärmebehandlung zugeführt.

Beispiel 6

Für dieses Beispiel wurde die Apparatur gemäß Fig. 2 eingesetzt. Zum Aufheizen und Unterdrucksetzen des Beschichtungsmittels wurde ein Druckgefäß verwendet. Dieses besitzt ein Rührwerk, eine Druckanzeige und einen Einlaß für ein Kühlmittel sowie einen Heizer. Ein durch Polyesterharz gestreckter Acryllack wurde aus folgenden Stoffen zusammengesetzt: °=c:90&udf54;&udf53;vu10&udf54;@j&udf50;@0Acrylharz@3Æ261,9¤g&udf50;@0Acryl-Polyester-Harz@31900,7¤g&udf50;@0Hexamethylmethoxymelamin@3Æ930,1¤g&udf50;@0Titandioxid@32479,2¤g&udf50;@0Oberfl¿chenaktives Silikon@3¸Æ8,6¤g&udf50;@0Methanol@3Æ108,4¤g&udf50;@0Katalysator@3°=U¸11,3¤g°=u&udf50;@35700,2¤g&udf53;zl&udf54;@0&udf53;vu10&udf54;
Die Viskosität dieser Rezeptur wurde gemäß ASTM D 3236 zu 1100 mPa s bei 93°C bestimmt. Das Material wurde in ein Druckgefäß mit einer Kapazität von 7,5 l gegeben und etwa 500 g Kühlmittel (CF&sub2;Cl&sub2;) unter Entlüftung zugesetzt, um die Luft aus dem Gefäß zu entfernen. Dann wurde das Rührwerk angestellt, um das flüssige Kühlmittel mit der Lackrezeptur zu mischen. Das Saugheber-Rohr des Druckgefäßes wurde mit dem Einlaß eines Wärmetauschers und dessen Auslaß mit einer Sprüheinheit verbunden. Beim Öffnen des Saugheber-Rohres trat eine reichlich schäumende Flüssigkeit mit einer Menge von 57 bis 85 g pro Minute und einer Temperatur von 93°C aus der Düse der Luftsprüheinheit aus. Der der Einheit zugeführte Luftdruck betrug 34 bar. Der geschäumte Lack wurde zerstäubt und versprüht. In einem Abstand von 20 cm von der Düse wurden schwarze Papierstreifen rechtwinklig zur Sprühachse aufgespannt und zeigten eine gute Qualität der Versprühung. Testplatten wurden angefertigt und luftgetrocknet.

Claims

1. Verfahren zum Beschichten eines Substrates mit filmbildenden Feststoffen, bei dem zunächst ein die Feststoffe enthaltender flüssiger Schaum gebildet, dieser anschließend zerstäubt und darauf in zerstäubter Form zur Bildung eines Films auf das Substrat gefördert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der gebildete Schaum nach dem Verlassen der Düse vor dem Auftreffen auf dem Substrat mittels einer von außen auf den Schaum einwirkenden Kraft zerstört wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Schaum zerstörende Kraft mittels eines Druckgases aufgebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der flüssigen Zusammensetzung polymere filmbildende Feststoffe eingesetzt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Polymer eine wärmehärtende Harzzusammensetzung verwendet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als wärmehärtendes Harz ein Polyesterharz verwendet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem Polyesterharz ein flüssiges Schaummittel zugesetzt wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein flüssiges Schaummittel verwendet wird, welches aus einer beim Aushärten des Harzes entstehenden Verbindung besteht.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als flüssiges Schaummittel Methanol eingesetzt wird.

9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß flüssige Schaummittel eingesetzt werden, deren Siedepunkt bei Atmosphärendruck in der Nähe des Erweichungspunktes des Harzes liegt und die eine Sättigungslöslichkeit in dem Harz haben, die einen für die Schaumbildung notwendigen Gewichtsanteil am Harz nicht überschreitet.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß Schaummittel mit einer Sättigungslöslichkeit von nicht über 5 Gew.% des Harzes eingesetzt werden.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die flüssige Zusammensetzung auf eine Temperatur über dem Siedepunkt des Schaummittels aufgeheizt und gleichzeitig mit einem Druck beaufschlagt wird, der mindestens den Dampfdruck des Schaummittels bei der Temperatur überschreitet.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschäumung durch Druckentlastung bei einer Temperatur vorgenommen wird, die oberhalb des Siedepunktes der flüssigen Zusammensetzung liegt.

13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Schaum-Zusammensetzung ein Polymer mit einer Viskosität von mehr als 300 mPa s während seiner Verarbeitung eingesetzt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Viskositäten im Bereich von 300 bis 30 000 mPa s liegen.

15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Beschichtungszusammensetzung zu 100% Feststoffe eingesetzt werden.

16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Volumenverhältnis der flüssigen Zusammensetzung: Volumen nach Verschäumung zu Volumen vor Verschäumung von bis zu 50 : 1 eingestellt wird.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß ein Volumenverhältnis zwischen 2 : 1 bis zu 10 : 1 eingestellt wird.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaum durch Aufheizen der das Schaummittel enthaltenden polymeren Zusammensetzung gebildet wird.

19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung nach der Zerstörung des Schaums in Partikelform auf der Oberfläche des Substrats aushärtet und anschließend zur Filmbildung aufgeheizt wird.

20. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als filmbildender Feststoff in der flüssigen Zusammensetzung ein Duroplast zusammen mit einem flüssigen Schaummittel verwendet wird.

21. Verschäumbare wärmehärtende Harzzusammensetzung für das Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 20, gekennzeichnet durch ein vernetzbares wärmehärtendes Harz, ein Härtemittel und ein Schaummittel.

22. Zusammensetzung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Harz aus derjenigen Gruppe ausgewählt ist, die Acrylharz, Epoxyharz, Polyesterharz, Aminoharz und Vinylharz enthält.

23. Zusammensetzung nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Harz ein flüssiges Schaummittel enthält.

24. Zusammensetzung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaummittel ein Nebenprodukt der wärmehärtenden Reaktion des Harzes ist.

25. Zusammensetzung nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaummittel Methanol ist.

26. Zusammensetzung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Harz ein Polyester- Kondensationsprodukt eines Polyalkohols und einer mehrfunktionellen Carbonsäure ist.

27. Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 21 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß das Härtemittel aus der Gruppe ausgewählt ist, die Melamin, Harnstoff und Derivate hiervon enthält.

28. Zusammensetzung nach einem oder mehreren der Ansprüche 21 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß das Härtemittel aus der Gruppe ausgewählt ist, die Hexamethylmethoxy-Melamin und Tetramethylmethoxy-Harnstoff enthält.

29. Vorrichtung zum Beschichten eines Substrates, insbesondere zur Ausführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 28, mit einer Einrichtung zur Zuführung einer Beschichtungs-Zusammensetzung, einer Druckerhöhungseinrichtung für diese, einer Einrichtung zum Verschäumen der Zusammensetzung und einer Einrichtung zur gesteuerten Abgabe der verschäumten Zusammensetzung in Richtung auf das Substrat, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (10) zum Bilden einer ein Blähmittel enthaltenden Beschichtungs-Zusammensetzung, eine Einrichtung (12) zum Aufheizen der Zusammensetzung, und Mittel (13, 17, 18) für die Zuführung einer Zerstäubungskraft auf die verschäumte Zusammensetzung zur Zerstörung des Schaums.

30. Vorrichtung nach Anspruch 29, gekennzeichnet durch Mittel (11) zum Einführen des Blähmittels in die Zusammensetzung.

31. Vorrichtung nach Anspruch 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführungsmittel der Zerstäubungskraft eine mit Fluid arbeitende Zerstäuberdüse (13) umfassen.

32. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 29 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (13, 17, 18) für die Zuführung der Zerstäubungskraft Teil einer Auftragspistole mit Auslaßdüse und Steuerventil für die Abgabemenge sind.

33. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 29 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (13, 17, 18) zur Ausübung einer abscherenden Zerstäubungskraft auf den Schaum nach dessen Passieren einer am Auslaß einer Expansionskammer angeschlossenen Düse angeordnet sind.