DE102005035860A1

DE102005035860A1 - Verfahren zum Beschichten von Werkstücken mit rutschfestem Belag

Info

Publication number: DE102005035860A1
Application number: DE102005035860A
Authority: DE
Inventors: Reinhard Schumacher
Original assignee: Karl W Niemann & Co KG GmbH; Karl W Niemann & Cokg GmbH
Current assignee: Karl W Niemann & Co KG GmbH; Karl W Niemann & Cokg GmbH
Priority date: 2005-02-17
Filing date: 2005-07-30
Publication date: 2006-08-24
Also published as: WO2006087085A3; WO2006087085A2

Abstract

Das Verfahren dient zum Beschichten der Flächen von plattenförmigen Werkstücken mit dem rutschfesten Belag. Hierfür wird eine zusätzliche Materialbahn nicht benötigt. Statt dessen wird auf die Werkstück-Flächen ein den Belag bildender Klebstoff auf der Basis eines Polymers und/oder einer Polymer-/Harzmischung vollflächig in zähflüssiger Form im maschinellen Durchlauf der Werkstücke aufgetragen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.
Platten mit einem rutschsicheren oder rutschfesten Belag werden für unterschiedliche Zwecke eingesetzt. Solche Platten können im Möbelbau und in der Inneneinrichtung Verwendung finden, um darauf Gegenstände verrutschungssicher abstellen oder ablegen zu können. Bislang hat man den rutschsicheren Belag auf die plattenförmigen Werkstücke aufgeklebt, also einen Sandwichaufbau der rutschsicheren Platten vorgesehen. Beim Verkleben solcher Beläge ist im Umgang mit bestimmten Klebern eine Eigenschaft dieser Kleber festgestellt worden, die zu neuen Erkenntnissen hinsichtlich der Erzeugung eines rutschsicheren oder rutschfesten Belages auf plattenförmigen Werkstücken geführt hat. Damit bietet sich eine neue Verwendungsmöglichkeit solcher Kleber an, die von den Herstellern der Kleber überraschenderweise noch nicht erkannt worden zu sein scheint, denn bei den angegebenen Verwendungszwecken der Kleber wird darauf nicht hingewiesen. Für die Herstellung von plattenförmigen Werkstücken mit einer rutschsicheren oder rutschfesten Ausrüstung wird die Ausnutzung der Klebereigenschaften von erheblicher wirtschaftlicher Bedeutung sein.

Es ist grundsätzlich bekannt, Werkstücke, auch plattenförmige Werkstücke, mittels Klebstoff an einer ihrer Oberseiten im maschinellen Durchlauf zu beschichten, vergleiche DE 199 17 130 A1 . Der Klebstoff dient hierbei zur Fixierung einer Folie auf den Werkstückoberseiten, insoweit kommt es bei dem Klebstoff auf seine Haftfunktion für die Werkstückpaarung an. Bei dieser Art der Klebstoffbeschichtung gilt es, unerwünschte Oberflächenrauhigkeiten zu vermeiden, um die Klebverbindung zu verbessern.

Es ist auch bekannt, flüssige oder pastöse Medien, wie Lacke, auf plane Werkstückoberflächen im maschinellen Durchlauf aufzutragen, vergleiche DT 20 09 454 B2 . Wichtig hierbei ist, in dem aufgetragenen Medium Oberflächenfehler zu verhindern, um eine glatte Oberfläche, also eine hohe Oberflächengüte zu erzielen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Erzeugung eines rutschfesten Belags auf Flächen plattenförmiger Werkstücke zu schaffen, mit dem solche Platten kostengünstig, insbesondere mit einem geringeren Materialaufwand hergestellt werden können.

Diese Aufgabe wird bei dem genannten Verfahren dadurch gelöst, daß auf die Werkstück-Flächen ein den Belag bildender Klebstoff auf der Basis eines Polymers und/oder einer Polymer-/Harzmischung vollflächig in zähflüssiger Form aufgetragen wird.

Für die Erfindung ist wesentlich, daß auf die Verwendung einer zusätzlichen, den rutschfesten Belag bildenden Materialbahn verzichtet werden kann und der rutschsichere Belag vielmehr nur durch den Kleber selbst gebildet wird. Hierfür ist ein Kleber der genannten Art zu verwenden. Es erscheint zwar gegenüber dem bekannten Verfahren als trivial, die mit den rutschhemmenden Eigenschaften versehene, zusätzliche Materialbahn wegzulassen und nur den Kleber auf die betreffenden Werkstück-Flächen aufzutragen. Der ureigene Verwendungszweck der Klebstoffe liegt aber darin, eine Werkstoffpaarung zu ermöglichen, also Werkstücke miteinander zu verbinden, wofür die Hafteigenschaften und nicht die Oberflächenbeschaffenheit der Klebstoffe maßgeblich sind.

Für das erfindungsgemäße Verfahren kann ein Kleber verwendet werden, bei dem es sich um in organischen Lösemitteln gelöste Polymere bzw. gelöste Polymer-/Harzmischungen handelt. Derartige Kleber sind als TPU-, Acrylat-, SBR-/SBS-Systeme bekannt.

Ebenfalls geeignet sind Kleber von in wässriger Form dispergierten Polymeren bzw. dispergierten Polymer-/Harzmischungen. Es handelt sich hierbei um Kleber, wie sie in der Fachwelt als Einkomponenten- oder Zweikomponenten-Polyurethansysteme, als Acrylat- und als EVA-Systeme bekannt sind.

Weiter sind Kleber verwendbar, bei denen es sich um bei Raumtemperatur flüssige bis pastöse Polymere bzw. Polymer-/Harzmischungen handelt, wie man sie als Einkomponenten-PUR-Prepolymere, als Zweikomponenten-PU-Systeme und als Epoxi-Systeme kennt.

Bevorzugt werden Kleber sein, die aus aus einer Schmelze zu verarbeitenden Polymeren bzw. Polymer-/Harzmischungen bestehen. Dafür kommen EVA-Systeme, polyolefinische Systeme, Polyamide, Polyester oder auch Acrylate in Betracht. Besonders geeignet hiervon sind einkomponentige, reaktive Hotmelts, sogenannte PUR- oder POR-Hotmelts.

Wichtig bei all diesen Klebern ist, daß sie für einen maschinellen Auftrag auf die Werkstückflächen geeignet sind, wobei die Werkstücke im Durchlauf, also bei kontinuierlicher Bewegung be schichtet werden. Hierfür bietet sich die Aufbringung des Klebers auf die im Durchlauf oben liegenden Flächen der Werkstücke mittels einer Walze oder einer Düse an, was im folgenden anhand der Zeichnung erläutert wird.
Die Zeichnung zeigt in
1 eine maschinelle Beschichtungsvorrichtung im schematischen, vertikalen Längsschnitt in erster Ausführung und
2 eine solche Beschichtungsvorrichtung in zweiter Ausführung mit einer zusätzlichen Auftragseinrichtung.
Wie 1 veranschaulicht, werden die zu beschichtenden, plattenförmigen Werkstücke 1 auf einem Förderband 2 transportiert, dessen Förderrichtung durch den Pfeil A angegeben ist. Im kontinuierlichen Vorschub laufen die Werkstücke 1 unter einer Beschichtungsvorrichtung 3 hindurch und stehen an ihren oben liegenden Seiten in Kontakt mit einer Auftragswalze 4. Die Auftragswalze 4 dreht sich in Richtung des Pfeiles B, ihre Tangentialgeschwindigkeit ist die gleiche wie die Vorschubgeschwindigkeit des Förderbandes 2.
Neben der Auftragswalze 4 befindet sich eine Dosierwalze 5, die achsparallel mit der Auftragswalze 4 angeordnet ist, jedoch mit den zu beschichtenden Flächen der Werkstücke 1 keine Berührung hat. Die Dosierwalze 5 dreht sich in der Richtung des Pfeils C entgegen der Drehrichtung der Auftragswalze 4. Zwischen der Dosierwalze 5 und der Auftragswalze 4 ist durch einen entsprechenden Walzenabstand ein Dosierspalt gebildet, oberhalb dem sich im Zwickel zwischen der Auftragswalze 4 und der Dosierwalze 5 ein Schmelzkleberbad 6 befindet. Entsprechend der Menge des Klebers, die ständig dem Kleberbad 6 für den Auftragsvorgang entnommen wird, wird in das Kleberbad 6 aufgeschmolzener Kleber nachgefüllt, dazu ist ein in der Zeichnung nicht dargestellter Vorschmelzer vorgesehen, in welchem ein Einkomponentenpolyurethan-Klebstoff bei einer Temperatur von etwa 140°C aufgeschmolzen wird. Im Kleberbad 6 hat der Kleber noch eine Temperatur in der Größenordnung von 140°C, bei der der Kleber eine zähflüssige Viskosität aufweist. Mit dieser Konsistenz wird der Kleber auf die obenliegende Seite der durchlaufenden Werkstücke 1 aufgetragen, wobei er noch im wesentlichen eine Temperatur von 140° C hat.
Durch den Dosierspalt zwischen der Dosierwalze 5 und der Auftragswalze 4 hindurch wird der für die Beschichtung vorgesehene Anteil des geschmolzenen Klebers von der Auftragswalze 4 mitgenommen und auf die oben liegende Fläche des jeweiligen Werkstücks 1 übertragen. Die Auftragswalze 4 gibt den von ihr mitgenommenen Kleber nicht vollständig an die Werkstückfläche ab, sondern nimmt an ihrer nach oben weglaufenden Seite einen Film dieses Klebers mit. Die Vorschubgeschwindigkeit der Werkstücke 1 ist in Abhängigkeit von der Viskosität des Klebers so eingestellt, daß infolge der Trennung der Auftragsschicht auf den Werkstücken 1 von dem auf der Auftragswalze 4 im aufsteigenden Teil verbleibenden Film eine Strukturierung der auf die Werkstücke 1 aufgetragenen Kleberschicht an der Oberfläche erzeugt wird. Beim Auslauf aus der Beschichtungsvorrichtung 3 hat die Kleberschicht auf den Werkstücken 1 noch eine Temperatur von etwa 30–40°C, und hierbei ist der Kleber so zäh, daß sich die Berge und Täler der erzeugten Strukturierung nicht glätten, vielmehr erstarrt der Kleber bei weiterer Abkühlung oder chemischer Reaktion in dieser Strukturierung an seiner Oberfläche.
Dadurch ist an den fertigen Werkstücken 1 ein ausschließlich aus dem Kleber bestehender rutschfester bzw. rutschsicherer Belag gebildet.
Grundsätzlich können plattenförmige Werkstücke aus beliebigen Materialien in der vorbeschriebenen Weise mit einer rutschsicheren Ausrüstung versehen werden. Bei Werkstücken mit glatten Oberflächen kommt man mit einer geringen Schichtdicke des aufgetragenen Klebers aus, nämlich mit einer Schichtdicke von 1/10 mm im Mittel. Sofern die Werkstücke rauhe und/oder saugende Oberflächen aufweisen, ist eine größere Schichtdicke vorzusehen, die Ausbildung einer feinstrukturierten Oberfläche des erstarrten Klebers wird dadurch nicht beeinträchtigt.
2 zeigt eine andere Möglichkeit, um die auf dem Transportband 2 beförderten Werkstücke 1 mit einem Kleber zu beschichten. Der Kleber wird hier in gleicher Weise in einem Kleberbad 6 aufbereitet, wie es anhand des Ausführungsbeispiels nach 1 beschrieben worden ist. Aus dem Kleberbad wird der Kleber über eine Kleberleitung 7 einer Beschichtungsvorrichtung 3 mit einer Düse 8 zugeführt. Es handelt sich bei der Düse 8 um eine Spaltdüse, deren Spaltlänge gleich der Breite der Werkstücke 1 ist. Aus der Düse 8 tritt der Kleber in zähflüssiger Form aus und bildet einen Film, der sich auf die obenliegende Seite der unter der Düse 8 durchlaufenden Werkstücke 1 auflegt.
So erzeugt die Düse 8 auf dem unter ihr durchlaufenden Werkstück 1 eine Kleberschicht 9, die eine glatte Oberfläche aufweist. Darauf wird eine Strukturfolie 10 aufgebracht, dies geschieht in der Durchlaufrichtung des Förderbandes 2 in einem solchen Abstand von der Düse 8, daß in der Kleberschicht 9 bereits der Erstarrungsprozeß begonnen hat. Die Strukturfolie 10 hat eine strukturierte Seite, die mit der Kleberschicht 9 eine Haftverbindung nicht eingeht. Für die Strukturfolie 10 kommen Kunststoffe in Betracht, die sich mit der Kleberschicht 9 nicht verbinden, auch kann die strukturierte Seite der Folie mit einem Trennmittel beschichtet sein. Mit der strukturierten Seite wird die Strukturfolie 10 auf die Kleberschicht 9 aufgebracht.
Die Strukturfolie 10 wird von einem Folienvorrat, wie einem Folienwickel 11 abgezogen. Mittels einer Walze 12 erfolgt das Aufbringen der Strukturfolie 10 mit ihrer strukturierten Seite derart, daß sich die Struktur der Strukturfolie in die Kleberschicht 9 einprägt. Hierbei befindet sich die polymere Kleberschicht noch im Erstarrungszustand, in welchem sie sich von ihrer Auftragstemperatur abkühlt. Daran anschließend erfolgt die Aushärtung des sich vernetzenden Polymers, was eine längere Zeitspanne in Anspruch nimmt. Grundsätzlich kann die Strukturfolie 10 bis zur Aushärtung der Kleberschicht 9 auf den Werkstücken 1 verbleiben, um dann erst bei Verwendung der Werkstücke 1 abgenommen zu werden. Bis dahin fungiert die Strukturfolie 10 als Schutzfolie. Zum anderen kann die Strukturfolie 10 von der Kleberschicht 9 schon dann abgenommen werden, wenn die Aushärtung erst noch erfolgt und sichergestellt ist, daß durch die Aushärtung die eingeprägte Struktur nicht oder nur unwesentlich verändert wird.
Die mittels der Strukturfolie 10 in die Kleberschicht 9 eingeprägten Strukturen zeichnen sich durch hohe Regelmäßigkeit aus, demgemäß ist die Rutschfestigkeit der Werkstücke 1 an jeder Stelle der beschichteten Oberseite gleich. Je nach Wunsch und Bedarf können die eingeprägten Oberflächenstrukturen unterschiedlich sein. Insbesondere kann im Bereich der Vielzahl der Berge und Täler der Struktur eine geschlossene Kunststoffober fläche erzielt werden, wobei die Abstände der Strukturerhebungen und -vertiefungen so gewählt werden können, daß trotz der erzielten Rutschfestigkeit eine leichte Reinigung der strukturierten, aus der Kleberschicht 9 bestehenden Werkstückoberflächen möglich ist.
Anstelle der Düse 8, mit der gemäß dem Ausführungsbeispiel nach 2 die Kleberschicht 9 auf den obenliegenden Seiten der durchlaufenden Werkstücke 1 aufgrtrsgen wird, kann auch eine Beschichtungsvorrichtung 3 verwendet werden, wie sie anhand des Ausführungsbeispiels von 1 beschrieben ist. Die sich hierbei einstellende natürliche Rauhigkeit der Oberfläche der Kleberschicht 9 kann im Bedarfsfall durch Einstellung einer anderen Viskosität des zähflüssigen Klebers vermieden werden. Andererseits spielt die sich natürlich einstellende Rauhigkeit der Kleberschicht 9 wegen des Aufbringens der Srukturfolie 10 keine Rolle, weil die Strukturfolie 10 ihre Struktur in die Oberfläche der Kleberschicht 9 einprägt und so die Oberfläche der Kleberschicht 9 die Negativabbildung der Struktur der Strukturfolie 10 aufweist.
Statt der Strukturfolie 10 kann auch ein anderes Hilfsmittel vorgesehen werden, um die Strukturierung an der Oberfläche der Kleberschicht 9 zu erzeugen. Hinter der jeweiligen Beschichtungsvorrichtung 3 wird eine strukturierte Walze angeordnet, welche sich auf der Oberfläche der Kleberschicht 9 der Werkstücke 1 abwälzt und entlang ihrem Umfang eine Strukturierung aufweist, die sich in der Oberfläche der Kleberschicht 9 negativ abbildet. Ebenso wie die Strukturfolie 10 ist eine solche strukturierte Walze an ihrer Umfangsseite so ausgebildet, daß eine Haftung an der Kleberschicht 9 nicht auftritt. Gegebenenfalls wird ein geeignetes Trennmittel auf die strukturierte Umfangsfläche der Walze aufgebracht.

Claims

Verfahren zum Beschichten von Flächen plattenförmiger Werkstücke mit einem rutschfesten Belag, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Werkstück-Flächen ein den Belag bildender Klebstoff auf der Basis eines Polymers und/oder einer Polymer-/Harzmischung vollflächig in zähflüssiger Form im maschinellen Durchlauf der Werkstücke aufgetragen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Kleber um in organischen Lösemitteln gelöste Polymere und/oder gelöste Polymer-/Harzmischungen handelt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Kleber um in wässriger Form dispergierte Polymere und/oder dispergierte Polymer-/Harzmischungen handelt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Kleber um bei Raumtemperatur flüssige bis pastöse Polymere und/oder Polymer-/Harzmischungen handelt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Kleber aus der Schmelze zu verarbeitende Polymere und/oder Polymer-/Harzmischungen verwendet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–5, dadurch gekennzeichnet, daß der aufgeschmolzene Kleber mit einer Temperatur in der Größenordnung von 140° C auf die Werkstückflächen aufgetragen und auf die Werkstück-Flächen übertragen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kleber mittels einer Düse (8) auf die Werkstückflächen aufgetragen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kleber mittels einer Walze (4) auf die Werkstück-Flächen aufgetragen wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kleber in der Weise auf die Walze (4) aufgebracht wird, daß sich beim Übertrag des Klebers von der Walze (4) auf die Werkstück-Flächen ein auf der Ablaufseite der Walze (4) verbleibender Kleber-Film bildet.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorschubgeschwindigkeit der Werkstücke und die Wälzgeschwindigkeit der Walze (4) auf den Werkstück-Flächen so eingestellt wird, daß der Kleber zwischen der auf den Werk stück-Flächen aufgetragenen Schicht und dem auf der Ablaufseite der Walze (4) verbleibenden Film abreißende Fäden zieht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6–9, dadurch gekennzeichnet, daß auf die noch zähflüssige Kleberschicht (9) eine Strukturfolie (10) mit einer strukturierten, nicht haftenden Seite auf die Kleberschicht (9) aufgebracht und nach dem Einprägen der Struktur wieder entfernt wird.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Strukturfolie (10) nach dem Erstarren der Kleberschicht (9) jedoch noch vor dem Aushärten der Kleberschicht (9) wieder entfernt wird.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Strukturfolie (10) im weiteren maschinellen Durchlauf auf die mit der Kleberschicht (9) versehenen Werkstückseiten aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Strukturfolie (10) mittels einer Walze (12) von einem Folienvorrat (11) abgezogen und auf die mit der Kleberschicht versehenen Werkstückseiten aufgewalzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6–9, dadurch gekennzeichnet, daß in die noch zähflüssige oder pastöse Kleberschicht (9) eine Struktur mittels einer entlang ihrem Umfang strukturierten Walze eingeprägt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–14, dadurch gekennzeichnet, daß die verwendeten plattenförmigen Werkstücke glatte, nicht saugende Oberflächen haben und der Kleber mit einer Schichtdicke in der Größenordnung von 1/10 mm auftragen wird.