DE102005006599B4

DE102005006599B4 - Holzwerkstoffplatte mit einer mindestens abschnittweise aufgetragenen Oberflächenbeschichtung

Info

Publication number: DE102005006599B4
Application number: DE200510006599
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Kronotec AG
Current assignee: Swiss Krono Tec AG
Priority date: 2005-02-11
Filing date: 2005-02-11
Publication date: 2011-11-24
Anticipated expiration: 2025-02-12
Also published as: US7771837B2; ATE440676T1; EP1690603B1; DE502006004624D1; DE102005006599A1; ES2332188T3; US20060183853A1; PL1690603T3; EP1690603A1

Abstract

Holzwerkstoffplatte mit einer mindestens abschnittsweise aufgetragenen Oberflächenbeschichtung mit mindestens einer Schicht eines flüssig aufgetragenen Kunstharzes, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Schicht eines flüssig aufgetragenen Kunstharzes mit Partikeln aus Cellulose, Cellulosefasern, Viskosefasern, synthetischen Fasern oder einer Mischung von mindestens zwei der vorgenannten Fasern und/oder Partikel versetzt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Holzwerkstoffplatte mit einer mindestens abschnittsweise aufgetragenen Oberflächenbeschichtung.
Holzwerkstoffplatten mit einer Oberflächenbeschichtung, die üblicherweise auf die Oberseite, ggf. auch die Unterseite und die Seitenflächen aufgetragen ist, sind für viele Einsatzzwecke bekannt. Zunehmend Bedeutung haben Fußbodenpaneele aus Holzwerkstoffen, aber auch Decken- und Wandpaneele, Holzwerkstoffplatten für Raumteiler und dergleichen. Um eine widerstandsfähige, bei Fußböden zudem abriebfeste Oberflächenbeschichtung zu erhalten, ist der Einsatz von Imprägnaten üblich.
Imprägnate sind Spezialpapiere, die mit Kunstharz getränkt sind. Die in das Papier eingebrachten Kunstharze werden so weit gehärtet, dass die Papiere trocken und lagerfähig sind. Nach dem Aufbringen auf die Holzwerkstoffplatten werden die Imprägnate unter Einwirkung von Druck und Temperatur ausgehärtet. Druck und Temperatur werden in der Regel in Pressen aufgebracht. Das vor dem endgültigen Aushärten erweichende Kunstharz verfließt dabei durch das Papiergerüst hindurch zu einer Schicht, die dort, wo das Imprägnat aufgetragen ist, die Oberfläche der Holzwerkstoffplatte beschichtet.
Das Imprägnat kann, je nach Anforderung, ein mit einem Dekor bedrucktes Papier umfassen. Es kann Korund als Mittel gegen den Abrieb in das Imprägnat eingearbeitet sein.
Die Herstellung von Imprägnaten ist aufwändig und kostenintensiv, insbesondere wegen der teuren Spezialpapiere, die als Trägermaterial für Kunstharz, Dekor und ggf. Korund dienen.
Es wurden daher Techniken entwickelt, Dekore ohne Trägerpapier unmittelbar auf die Oberfläche von Holzwerkstoffe aufzubringen und auch Kunstharze sowie ggf. Korund. Im Detail treten beim Auftragen der meist duroplastischen Kunstharze, insbesondere bei der Verarbeitung der gut geeigneten und kostengünstigen Aminoplaste, Schwierigkeiten auf. Bisher wurde das Kunstharz, z. B. ein Melaminharz, auf das Spezialpapier aufgetragen und vorkondensiert. Das Trocknen des Imprägnats führte zum Schwinden, bedingt durch eine Reaktion des Kunstharzes. Das Spezialpapier hat diese Formänderung mitgemacht. Beim Aufpressen des Imprägnats auf die Holzwerkstoffplatte waren keine signifikanten Formänderungen mehr zu beobachten.
Beim direkten Auftragen des Kunstharzes auf eine Holzwerkstoff-Oberfläche – so wie in der DE 16 21 820 B oder der DE 27 18 705 A1 offenbart – kann das Kunstharz an sich sparsam je nach der gewünschten Schichtdicke aufgetragen werden. Bei einem verhältnismäßig dünnen, direkten Auftrag ergibt sich jedoch nachteilig, dass die Kunstharze nicht stets die gewünschte, gleichmäßige Schicht auf der Oberfläche der Holzwerkstoffplatte ausbilden. Die Oberflächenbeschichtung weist eine ungleichmäßige Schichtdicke auf.
Außerdem erweist sich das Schwinden der Kunstharze beim Aushärten als problematisch. Die aushärtenden Kunstharze üben durch die beim Austreten entstehende, große Schrumpfspannung eine starke Zugkraft in der Ebene der beschichteten Oberfläche der Holzwerkstoffplatte aus, die zum Teil zu Verformungen führen, die eine weitere Verarbeitung der beschichteten Platte unmöglich machen. Die große Schrumpfspannung führt in Verbindung mit der verhältnismäßig geringen Haftkraft der duroplastischen Kunstharze an der Platte zudem dazu, dass Abplatzungen auftreten. Die mangelnde Filmbildung, die insbesondere bei Melaminharzen beobachtet wird, führt beim unmittelbaren Auftrag auf die Oberfläche einer Holzwerkstoffplatte dazu, dass sich beim Aushärten Teile des Kunstharzes von der Holzwerkstoffplatte lösen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine direkt aufzutragende Oberflächenbeschichtung für eine Holzwerkstoffplatte vorzuschlagen, die die vorstehend beschriebenen Nachteile vermeidet.
Die Aufgabe wird gelöst mit einer Holzwerkstoffplatte, die eine mindestens abschnittsweise aufgetragene Oberflächenbeschichtung aufweist, wobei als Oberflächenbeschichtung mindestens eine Schicht eines mit Cellulosefasern, Viskosefasern, synthetischen Fasern oder einer Mischung von mindestens zwei der vorgenannten Fasern versetzten Kunstharzes aufgetragen ist.
Der Zusatz von Cellulosefasern, Viskosefasern, synthetischen Fasern oder einer Mischung von mindestens zwei der vorgenannten Fasern beim unmittelbaren Auftragen des Kunstharzes auf eine Holzwerkstoffoberfläche hat sich unerwartet als sehr geeignet erwiesen, um ein gleichmäßige Schichtstärke des Kunstharzes auf der Oberfläche der Holzwerkstoffplatte zu gewährleisten.
Weiter bewirkt der Zusatz von Cellulosefasern, Viskosefasern, synthetischen Fasern oder einer Mischung von mindestens zwei der vorgenannten Fasern, dass das Schwinden des Kunstharzes beim Aushärten die in der Oberfläche des beschichteten Holzwerkstoffs auftretenden Spannungen und vor allem die dadurch hervorgerufenen Verformungen stark verringert. Um zu gewährleisten, dass keine unerwünschten Verformungen der Holzwerkstoffplatte auftreten, kann auf der gegenüberliegenden Oberfläche der Holzwerkstoffplatte, in der Gebrauchslage meist der Unterseite, ein sogenannter Ausgleichsstrich desselben Kunstharzes oder eines Materials mit vergleichbaren Eigenschaften aufgetragen werden, um die auftretenden Spannungen zu vergleichmäßigen.
Eine solche mit Cellulosefasern, Viskosefasern, synthetischen Fasern oder einer Mischung von mindestens zwei der vorgenannten Fasern versetzte Kunstharz-Schicht kommt ohne ein Papier als Trägermaterial aus und ist damit weitaus preisgünstiger und mit weniger Energieaufwand herzustellen als bekannte Beschichtungen.
Der Zusatz solcher Fasern verbessert den Zusammenhalt und insbesondere auch die Haftung von Schichten aus Kunstharz, die auf Holzwerkstoff-Oberflächen aufgetragen sind, insbesondere duroplastische Kunstharze. Als besonders geeignet hat sich der Zusatz von Fasern bei Aminoplasten, vor allem bei Melaminharzen erwiesen.
Die Erfindung umfasst sowohl typische Fasern, deren Durchmesser gering ist im Verhältnis zur Länge, als auch Partikel, die quader- oder kugelförmig sind, also annähernd gleiche Abmessungen in Länge, Höhe und Breite aufweisen, beispielsweise kristalline Cellulosepartikel. Auch hinsichtlich des Materials sind alle bekannten Fasern geeignet, erfindungsgemäß eingesetzt zu werden. Insbesondere sind Cellulosefasern geeignet, sei es in Form natürlicher Baumwollfasern wie z. B. Linters, als Partikel kristalliner Cellulose oder in Form synthetisch hergestellter Fasern Viskose, Tencel oder dergl.. Aber auch synthetische Fasern sind geeignet, sofern sie mit dem jeweils ausgewählten Kunstharz kompatibel sind. Als besonders vorteilhaft haben sich Mischungen aus mindestens zwei der vorgenannten Fasern erwiesen, die einem Kunstharz zur Beschichtung der Oberfläche einer Holzwerkstoffplatte zugesetzt werden.
Der Durchmesser der Fasern kann typischerweise zwischen 10 μm und 150 μm betragen, vorzugsweise zwischen 15 μm und 40 μm. Die Länge der Fasern kann 10 μm bis 100 μm betragen, vorzugsweise 10 μm bis 80 μm. Die erfindungsgemäß eingesetzten Fasern müssen keinen großen Schlankheitsgrad aufweisen, sie können auch als kubische Fasern mit annähernd gleicher Kantenlänge oder als rundliche Partikel eingesetzt werden.
Schon geringe Mengen an Fasern genügen, um den erfindungsgemäß gewünschten Zweck zu erreichen. Bereits 5 Gewichtsprozent (Gewichts-%) Fasern bezogen auf das Gewicht des eingesetzten Kunstharzes reichen aus, um die Schichtbildung z. B. eines Melaminharzes auf einer Holzwerkstoff-Oberfläche signifikant zu verbessern, insbesondere zu vergleichmäßigen und gleichzeitig die Haftung des Kunstharzes auf der Holzwerkstoffplatte zu verbessern. Nach einer bevorzugten Ausführung der Erfindung werden 1 bis 40 Gewichts-% Fasern bezogen auf das Gewicht des eingesetzten Kunstharzes eingesetzt, besonders bevorzugt 5 bis 20 Gewichts-%.
Die Zugabe von Fasern zu dem aufzutragenden Kunstharz ist technisch ohne weitere Schwierigkeiten möglich. Mit steigendem Anteil der Fasern an dem aufzutragenden Kunstharz und/oder steigender Länge bzw. Größe der Fasern kann es zu einem Anstieg der Viskosität des aufzutragenden Kunstharzes kommen. Dies ist jedoch in weiten Bereichen akzeptabel.
Nach einer weiter bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Fasern nach dem Aushärten der Kunstharz-Schicht auf der Holzwerkstoffplatte transparent. Dadurch bleibt die Sichtbarkeit eines auf der Oberfläche des Holzwerkstoffs bereits aufgetragenen Dekors unbeeinträchtigt.
Die Zugabe von Korund zu der erfindungsgemäß faserverstärkten Kunstharz-Schicht auf der Oberfläche des Holzwerkstoffs ist ohne weiteres möglich. Wird der Korund homogen mit dem faserverstärkten Kunstharz aufgetragen, so ist er durch die Fasern nicht wirksam abgeschirmt, was zu erhöhtem Verschleiß der Pressbleche führen kann. Um diesem Problem abzuhelfen, kann es sich als sinnvoll erweisen, über der vorhandenen, erfindungsgemäß faserverstärkten Kunstharz-Schicht mindestens eine weitere Schicht aus einem Kunstharz oder einer Kunstharz-Mischung, z. B. einer weiteren Schicht aus Kunstharz, die ggf. auch mit Fasern versetzt ist, aufzutragen.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform ist die mit Fasern versetzte Schicht aus Kunstharz, die mindestens abschnittsweise auf die Oberfläche einer Holzwerkstoffplatte aufgetragen ist, Bestandteil einer mehrschichtigen Oberflächenbeschichtung. So können z. B. dekorgebende Farbschichten, Verschleißschichten mit Korund-Anteilen, elastisch verformbare, weiche Schichten oder Decklackschichten aufeinander folgen, um die Oberfläche einer Holzwerkstoffplatte, die begangen werden soll, verschleißfest zu beschichten. Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden diese Schichten sämtlich direkt auf die Oberfläche aufgetragen, beispielsweise durch Sprühen, Walzen oder Rakeln. Wird Korund eingesetzt, so kann es durch eine Streu-Einrichtung aufgetragen werden. Es kann unmittelbar in die faserverstärkte Kunstharz-Schicht eingestreut werden.
Soweit es sich um Schichten handelt, deren Material trocknen oder aushärten muss, ist es nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung möglich, die soeben aufgetragene Schicht soweit anzutrocknen oder anzuhärten, dass der Auftrag der nächsten Schicht möglich ist. Erst wenn sämtliche Schichten aufgetragen sind, erfolgt das gleichzeitige und vollständige Aushärten sämtlicher Schichten.
Details der Erfindung werden an Hand der nachfolgenden Ausführungsbeispiele näher erläutert:
Beispiel 1
Auf die Oberseite und die Unterseite einer mitteldichten Faserplatte werden 65 g/m² eines Melaminharzes aufgetragen, das einen Festkörper von ca. 58% aufweist. In das Melaminharz sind 20 Gewichts-% kristalline Cellulosepartikel eingemischt. Die Cellulosepartikel weisen einen Durchmesser von 100 μm auf. Der Auftrag erfolgt mittels Walzen.
Die so aufgetragene Melaminharz-Schicht wird in einem Warmluftofen vorkondensiert bis auf eine Restfeuchte des Melaminharzes von 6 Gew.-%. Das abschließende Aushärten des Melaminharzes erfolgt in einer Kurztakt-Presse bei 165°C für 20 Sekunden. Die beidseits gleich beschichtete Holzwerkstoffplatte ist nach dem Aushärten der Melaminharz-Beschichtung gleichmäßig ohne Fehlstellen beschichtet und unverändert eben.
Beispiel 2
Auf die Oberseite einer zuvor mit Dekor bedruckten mitteldichten Faserplatte (MDF) werden 80 g/m² einer Abmischung von Melaminharz, das einen Festkörpergehalt von ca. 58% aufweist aufgetragen. Das Melaminharz ist abgemischt mit 20 g/m² Cellulosepartikeln mit einem Durchmesser von 80 bis 100 μm. Weiter sind in das Melaminharz 20 g/m² Korund in Form kubischer Partikel mit 40 bis 60 μm Kantenlänge eingemischt. Die Angabe „g/m²” bezieht sich jeweils auf die Menge, die auf einen Quadratmeter Oberfläche der Holzwerkstoffplatte aufgebracht wird.
Nach der Zwischentrocknung der korundhaltigen Schicht wird eine weitere Schicht aus Melaminharz und Cellulose aufgebracht. Das Melaminharz wird in einer Menge von 30 g/m² aufgetragen, die in das Melaminharz eingemischte Cellulose in einer Menge von 10 g/m². Die Cellulosepartikel in dieser Schicht haben einen Durchmesser von 10 μm bis 20 μm.
Auf der Unterseite der MDF-Platte wird ein Balance-Strich aus 50 g/m² Melaminharz und 10 g/m² Cellulosepartikeln aufgetragen.
Diese faserverstärkten Melaminharz-Schichten werden im Warmluftstrom auf eine Restfeuchte von 6% Wassergehalt in der Kunstharzschicht vorgetrocknet.
Die abschließende Verarbeitung der mit faserverstärktem Melaminharz beschichteten MDF-Platten erfolgt in Kurztakt-Pressen bei 165°C für 20 sec zu Platten, welche auf der dekor-bedruckten Oberseite hoch abrasive Eigenschaften aufweisen, und die als Fußboden-Laminatplatten Verwendung finden.

Claims

Holzwerkstoffplatte mit einer mindestens abschnittsweise aufgetragenen Oberflächenbeschichtung mit mindestens einer Schicht eines flüssig aufgetragenen Kunstharzes, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Schicht eines flüssig aufgetragenen Kunstharzes mit Partikeln aus Cellulose, Cellulosefasern, Viskosefasern, synthetischen Fasern oder einer Mischung von mindestens zwei der vorgenannten Fasern und/oder Partikel versetzt ist.
Holzwerkstoffplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mit Fasern und/oder Partikeln versetzte Kunstharz-Schicht ein duroplastisches Kunstharz, insbesondere ein Aminoplast, speziell ein Melaminharz umfasst.
Holzwerkstoffplatte nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil an Fasern und/oder Partikeln mindestens 5 Gewichts-%, vorzugsweise 5 bis 40 Gewichts-%, besonders bevorzugt 5 bis 20 Gewichts-% bezogen auf das Gewicht des eingesetzten Kunstharzes beträgt.
Holzwerkstoffplatte nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Kunstharz zugesetzten Fasern und/oder Partikel nach dem Aushärten des Kunstharzes transparent sind.
Holzwerkstoffplatte nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mit Fasern und/oder Partikeln versetzte Kunstharz-Schicht Korund enthält.
Holzwerkstoffplatte nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mit Fasern und/oder Partikeln versetzte Kunstharz-Schicht Bestandteil einer mehrschichtigen Oberflächenbeschichtung ist.