DE102011117168A1

DE102011117168A1 - Verfahren zum Kaschieren einer Substratplatte mit einer Kunststofffolie

Info

Publication number: DE102011117168A1
Application number: DE102011117168A
Authority: DE
Inventors: Mark Niemann; Reinhard Schumacher
Original assignee: Karl W Niemann & Co KG GmbH
Current assignee: Karl W Niemann & Co KG GmbH
Priority date: 2011-10-28
Filing date: 2011-10-28
Publication date: 2013-05-02

Abstract

Verfahren zum Kaschieren einer Substratplatte mit einer Kunststofffolie, bei dem folgende Schritte durchgeführt werden: a) Auftragen eines flüssigen Schmelzklebstoffes auf die zu kaschierende Fläche der Substratplatte in Form einer Klebeschicht, b) Glätten der aufgebrachten Klebeschicht mittels einer Glättwalze, die entgegen der Förderrichtung der Substratplatte umläuft, wobei folgende Folgeschritte durchgeführt werden: c) Auftragen eines Klebers auf die der Substratplatte zugewandte Rückseite der Kunststofffolie, d) Aufkaschieren der Kunststofffolie auf die noch nicht ausgehärtete Klebeschicht der Substratplatte mittels einer Kaschierwalze und einer der Kaschierwalze an der Rückseite der Substratplatte gegenüberliegenden Gegendruckwalze.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kaschieren einer Substratplatte mit einer Kunststofffolie, bei dem folgende Schritte durchgeführt werden:

a) Auftragen eines flüssigen Schmelzklebstoffes auf die zu kaschierende Fläche der Substratplatte in Form einer Klebeschicht,
b) Glätten der aufgebrachten Klebeschicht mittels einer Glättwalze, die entgegen der Förderrichtung der Substratplatte umläuft.

Stand der Technik
Aus der WO 2010/003960 A1 ist ein Verfahren zum Kaschieren einer Kunststofffolie auf eine Substratplatte, insbesondere zur Erzeugung einer Hochglanzoberfläche, bekannt. Dabei werden folgende Schritte durchgeführt:

a) Auftragen eines flüssigen Schmelzklebstoffes auf die zu kaschierende Fläche der Substratplatte in Form einer Klebeschicht,
b) Glätten der aufgebrachten Klebeschicht mittels einer Glättwalze, die entgegen der Förderrichtung der Substratplatte umläuft, und
c) Aufkaschieren der Kunststofffolie auf die noch nicht ausgehärtete Klebeschicht der Substratplatte mittels einer Kaschierwalze. Dabei wird die Substratplatte von einer Fördereinrichtung in eine Förderrichtung gefördert bzw. transportiert.

Nachteilig dabei ist, dass die Oberfläche der Substratplatte zwar egalisiert wird, aber noch nicht die gewünschte ebene, glatte Oberfläche aufweist. Daher ist es bekannt, die Oberfläche auszuhärten, einen Zwischenschliff durchzuführen und erst nach einer weiteren Klebschicht mit gegebenenfalls erneuter Glättung die Kaschierung mit einer Folie durchzuführen.
Aus der DE 10 2006 007 869 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Kaschieren einer Kunststofffolie auf eine Substratplatte, beispielsweise eine Holzwerkstoffplatte, insbesondere zur Erzeugung einer Hochglanzoberfläche bekannt. Die Kunststofffolie, beispielsweise eine PET-Folie, wird dabei auf ihrer der Substratplatte zugewandten Rückseite einer Corona-Behandlung unterzogen. Anschließend wird ein Kleber, beispielsweise durch Düsenauftrag kontaktlos auf die vorbehandelte Folie aufgetragen. In einem Folgeschritt erfolgt dann das Aufkaschieren der Kunststofffolie auf die Substratplatte mittels einer Kaschierwalze und einer der Kaschierwalze an der Rückseite der Substratplatte gegenüberliegenden Gegendruckwalze.
Bei dem bekannten Verfahren hat sich gezeigt, dass sich insbesondere bei der Verwendung von Substratplatten aus Holzwerkstoffen mit einer Kunststoffoberfläche bei der Kaschierung mit hochglänzenden PET-Folien eine relativ hohe Ausschussrate mit Oberflächenfehlern ergibt.
Weiterhin ist aus der DE 10 2005 055 295 A1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Beschichten bzw. Kaschieren eines metallischen Trägermaterials mit einem bahnförmigen Beschichtungsmaterial, beispielsweise orientierter Polypropylen-Folie, bekannt. Das Trägermaterial bzw. die Substratplatte wird mittels einer Zuführeinrichtung einer Beschichtungsstation zugeführt, in der es durch einen zwischen einer Gegendruckwalze und einer Beschichtungs- bzw. Kaschierwalze gebildeten Spalt geführt und unter der Einwirkung der durch die Walzen erzeugten Druckkräfte mittels eines Klebstoffs mit dem bahnförmigen Beschichtungsmaterial geklebt wird. Der Kleber wird dabei kontaktlos mittels einer Schlitzdüse auf die Rückseite der Folie aufgetragen. Unterhalb der Düsenlippe der Schlitzdüse ist dabei ein Walzenpaar angeordnet, durch dessen Spalt das Beschichtungsmaterial gezogen wird, wobei gleichzeitig die Applikation des Klebstoffes erfolgt. Dieses Walzenpaar wirkt auch als Abzugskalander und besteht aus einer ersten, nicht angetriebenen druckeinstellbaren Walze und einer zweiten Releasewalze. Die Releasewalze wird dabei mit einer Voreilung von etwa 3 bis 10% zur Beschichtungswalze betrieben.
Nachteilig dabei ist, dass die klebstoffbeschichtete Seite des bahnförmigen Beschichtungsmaterials die Releasewalze teilweise umschlingt. Dabei soll eine dehnende oder verformende Zugspannung vermieden werden.
Zum Schneiden von Folienüberständen ist ein rotierendes Trennmesser nach dem Kaschiervorgang vorgesehen. Vor dem Kaschiervorgang ist in einer Reinigungsstation eine Reinigung der Metallplatten vorgesehen. Die Reinigung kann dabei mechanisch, thermisch oder durch flüssige Reinigungsmittel erfolgen.
Nachteilig dabei ist, dass mit keiner dieser Reinigungsmethoden eine ausreichende Reinigung, insbesondere von Holzwerkstoffsubstratplatten oder von Holzwerkstoffsubstratplatten mit einer Kunststoffoberfläche erzielt wird, die mit hochglänzenden Folien beschichtet werden sollen.
Aufgabenstellung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die bekannten Verfahren so zu verbessern, dass insbesondere Holzwerkstoffsubstratplatten in ausreichender Qualität mit hochglänzenden PET-Folien beschichtet werden können. Auch sollen Fehler der Oberflächen infolge von Unebenheiten, Fehlstellen oder anderen Mängeln beim Kaschiervorgang vermieden bzw. ausgeglichen werden.
Darstellung der Erfindung
Die Aufgabe wird in Verbindung mit dem Oberbegriff des Anspruches 1 dadurch gelöst, dass folgende Folgeschritte durchgeführt werden:

c) Auftragen eines Klebers auf die der Substratplatte zugewandte Rückseite der Kunststofffolie,
d) Aufkaschieren der Kunststofffolie auf die noch nicht ausgehärtete Klebeschicht der Substratplatte mittels einer Kaschierwalze und einer der Kaschierwalze an der Rückseite der Substratplatte gegenüberliegenden Gegendruckwalze.

Durch die Klebeschicht auf der Substratplatte werden Fehlstellen und Einfallstellen der Substratplatte mit dem flüssigen Schmelzkleber gefüllt und durch das Glätten mit der Glättwalze wird die Oberfläche egalisiert. Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass sich eine besonders hohe verbesserte Oberflächenqualität ergibt, wenn auf die geglättete aber noch nicht ausgehärtete Klebschicht die zu kaschierende Folie mit einem zusätzlichen Kleber auf ihrer der Substratplatte zugewandten Rückseite „klebrig” aufkaschiert wird. Das „nass auf nass” bzw. „klebrig auf klebrig” Aufkaschieren erspart zum einen einen Zwischenschliff und zum anderen ermöglicht es die Verwendung dünnerer Folien ohne Qualitätseinbußen und lässt sich somit kostengünstiger herstellen.
Insbesondere bei Folien einer Dicke bzw. Stärke zwischen 10 μm und 300 μm, bei denen ein Hochglanzeffekt im Vordergrund steht, erfolgt das Auftragen des Klebers auf die Rückseite der Kunststofffolie bevorzugt über eine Düse.
Grundsätzlich und insbesondere bei Folien einer Stärke zwischen 100 μm und 1000 μm, wie sie beispielsweise als durchgefärbte Folien aus PET, PVC, PE, PP, auch bedruckt und veredelt mit scheuerfesten Beschichtungen, verwendet werden, kann das Auftragen des Klebers auf die Rückseite der Kunststofffolie auch über eine Walze erfolgen.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Kunststofffolie auf ihrem Weg in der Vorrichtung bis zum Kaschieren auf Zug gehalten, wobei die Fördergeschwindigkeit der Substratplatten 0,001 bis 0,3 m/min höher ist als die der Kaschierwalze.
Überraschend hat sich auch gezeigt, dass sich eine besonders hohe Oberflächenqualität ergibt, wenn die Kunststofffolie während des Verfahrens in der gesamten Anlage auf Zug gehalten wird. Dies wird besonders unterstützt, wenn die Substratplatte unter Zug, das heißt mit einer höheren Fördergeschwindigkeit gegenüber der Kaschierwalze gefahren wird.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt vor Schritt c) eine Vorbehandlung der Kunststofffolie auf ihrer der Substratplatte zugewandten Rückseite mittels einer Corona-Behandlung in einer Corona-Anlage. Dadurch wird die Haftung des Klebers auf der Kunststofffolie verbessert.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird zwischen der Corona-Behandlung der Folie und dem Kleberauftrag eine Zeitdifferenz von mindestens 10 s eingehalten. Bevorzugt wird dabei eine Zeitdifferenz von etwa 20 s eingehalten. Die Zeitdifferenz von 20 s entspricht dabei einer Folienlänge zwischen dem Ort der Corona-Behandlung und dem Ort des Kleberauftrages. Dabei wird die relative Feuchtigkeit geregelt. Die relative Feuchtigkeit wird kontrolliert, d. h. als Ist-Wert gemessen und an einen vorgegebenen Soll-Wert angepasst.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird zwischen Klebeauftrag eines feuchtigkeitsvernetzenden Schmelzklebers (Hotmelt) und der Kaschierung eine Zeitdifferenz von mindestens 5 s eingehalten. Bevorzugt wird eine Zeitdifferenz von etwa 15 s eingehalten. Die Zeitdifferenz von 15 s entspricht etwa einem Folienabstand zwischen Kleberauftag und Kaschierung von ca. 3.000 mm. In diesem Bereich muss der feuchtigkeitsvernetzende PUR-Schmelzkleber die Feuchtigkeit für die Reaktion aufnehmen. Dadurch wird die Gefahr einer Fehlverklebung verringert.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Temperatur der heizbaren Kaschierwalze auf einen Wert zwischen 20° und 60°Celsius geregelt, weiter bevorzugt auf etwa 40°Celsius.
Durch die relativ niedrige Temperatur der Kaschierwalze wird die aufzukaschierende Kunststofffolie schonend behandelt und eine unerwünschte nachträgliche Schrumpfung wird damit praktisch ausgeschlossen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird vor der Kaschierwalze der Schmelzkleber durch eine Wärmequelle, beispielsweise Heizplatten oder Strahler, reaktiviert bzw. klebrig gehalten. Als Schmelzkleber wird bevorzugt ein feuchtigkeitsvernetzender PUR-Schmelzkleber (Polyurethan-Schmelzkleber) oder ein PO-Schmelzkleber (Polyolefine-Schmelzkleber) verwendet. Der Schmelzkleber der Kunststofffolie ist insbesondere auf den Schmelzklebstoff der Klebeschicht der Substratplatte abgestimmt.
Die seitlichen Folienüberstände der Folie gegenüber der Substratplattenbreite können vor dem Kaschieren geschnitten werden. Dies hat den Vorteil, dass ein Verschmutzen der Kaschierwalze vermieden wird.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Substratplatte vor Schritt a) in einer in Förderrichtung der Glättstation vorgelagerten Reinigungsstation in einem ersten Schritt mit Hilfe von quer zueinander bürstenden Bürsten unter Zuführung von über einen Ionenstab entladener Blasluft und Absaugung von Feinstaub enthaltender Abluft trocken gereinigt, und in einem zweiten Schritt mit organischen Lösungsmitteln und einem silikonfreien Tuch feucht gereinigt.
Die quer zueinander über die ganze Breite der Substratplatte bürstenden Bürsten verbessern bereits das mechanische Reinigungsergebnis. Gerade bei der Verwendung von Holzwerkstoffsubstraten hat sich gezeigt, dass Bürsten in Verbindung mit einer Absaugung, die bläst und saugt, zu guten Reinigungsergebnissen führen. Von besonderer Bedeutung ist dabei, dass die zugeführte Blasluft über einen Ionenstab entladen wird, wodurch sich das Absaugergebnis erheblich verbessert.
Die nachfolgende Feuchtreinigung mit organischen Lösungsmitteln und einem silikonfreien Tuch ermöglicht eine Reinigung von Verschmutzungen wie beispielsweise Saugerabdrücken und Fingerabdrücken.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird in einem dritten Schritt Oberflächenkontamination der Substratplatte mittels einer Übertragungsrolle auf eine Reinigungsrolle mit klebriger Oberfläche übertragen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bürstet in dem ersten Schritt ein quer zur Förderrichtung des Substrats angeordnete Rundbürste unter Zuführung von Blasluft mit gleichzeitiger Absaugung. Zusätzlich zur Rundbürste ist eine Schwerbürste, die mit einem quer zur Förderrichtung des Substrats umlaufenden Bürstenband quer zur Förderrichtung bürstet, vorgesehen. Dadurch, dass mit der Rundbürste in Längsrichtung der Substratplatte und mit der Schwertbürste quer zur Längsrichtung gebürstet wird, besteht ein erheblich verbesserter Reinigungseffekt.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird in dem zweiten Schritt das silikonfreie Tuch mit dem Lösungsmittel besprüht und über eine die Substratoberfläche kontaktierende Walze von einer Vorratsrolle auf eine Verbrauchsrolle gewickelt. Dadurch wird sichergestellt, dass kontinuierlich mit einer sauberen feuchten Tuchfläche gereinigt wird. Zusätzlich oder auch alternativ kann ein mit einem silikonfreien Tuch bespannter Balken quer zur Förderrichtung über die Substratoberfläche gespannt werden, vor den in regelmäßigen Abständen ein organisches Lösungsmittel gesprüht wird. Durch die gleichmäßige Verteilung des organischen Lösungsmittels erreicht man eine homogene und gleichmäßige gereinigte Oberfläche.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind in einem dritten Schritt je zwei Übertragungsrollen mit benachbarter Reinigungsrolle hintereinander angeordnet, die zur kontinuierlichen Reinigung abwechselnd reinigen. Die jeweils gerade nicht benutzte Reinigungsrolle kann dann ausgetauscht werden oder kann zumindest ihr Oberflächenbelag erneuert werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden seitliche Schnittkanten der Substratplatte mit einer Kontaktwalze gereinigt. Lockere Bestandteile der Schnittkanten werden dabei entfernt. Durch die statische Aufladung beim Verkleben würden diese Partikel auf die Folie gesaugt und könnten zu Fehlern führen.
Grundsätzlich kann vor dem Aufbringen der Klebeschicht auf die Substratplatte, deren Oberfläche mittels eines aus mindestens einer Plasmadüse austretenden Plasmas behandelt werden.
Überraschenderweise hat sich herausgestellt, dass auch sonst nur schwer oder nicht kaschierbare Oberflächen aus Melamin bzw. Melaminharz durch eine der Kaschierung vorhergehende Reinigung und/oder Aktivierung mit einem Atmosphärendruckplasma, das über mindestens eine, bevorzugt über eine Mehrzahl über die Breite der Substratplatte nebeneinander angeordneter Düsen, der Oberfläche der Substratplatte zugeführt wird, mit sehr gutem Ergebnis kaschiert werden können. Soweit Rotationsdüsen verwendet werden, können diese jeweils eine größere Fläche abdecken.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, in denen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beispielhaft veranschaulicht sind.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
In den Zeichnungen zeigen:
1: eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Kaschieren einer Substratplatte mit einer Kunststofffolie,
2: eine schematische Darstellung einer der Kaschierwalze entgegen der Förderrichtung vorgelagerten Glättstation
3: eine schematische vergrößerte Darstellung im Schnitt einer Substratplatte mit geglätteter Klebeschicht nach Durchlaufen der Glättstation,
4: eine schematische vergrößerte Darstellung im Schnitt einer Substratplatte mit geglätteter Klebeschicht und aufkaschierter Kunststofffolie,
5: eine schematische Darstellung einer der Glättstation entgegen der Förderrichtung vorgelagerten Reinigungsstation,
6: eine Darstellung der Rundbürste von 5 aus Richtung VI mit geöffneter Gehäuseabdeckung und
7: eine Ansicht der Schwertbürste von 2 aus Richtung VI mit geöffneter Gehäuseabdeckung.
8: eine schematische Darstellung einer der Glättstation entgegen der Förderrichtung vorgelagerten weiteren Reinigungsstation mit einer Plasmaanlage und
9: eine Darstellung der Reinigungsstation von 8 entlang der Linie IX-IX geschnitten mit in zwei Reihen hintereinander versetzt angeordneten Düsen der Plasmaanlage.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Eine Vorrichtung 1 zum Kaschieren einer Substratplatte 2 mit einer Kunststofffolie 3 besteht im Wesentlichen aus einer Reinigungsstation 7, einer Glättstation 50, und einer Kaschieranlage 51 mit Corona-Anlage 4, einer Kleberauftragsvorrichtung 5, und einer Kaschierstation 6.
Als Substratplatten 2 werden insbesondere Substratplatten eingesetzt, die in Form von Holzspanplatten, Pressspanplatten oder MDF-Platten (mitteldichte Holzfaserplatte) auf mindestens einer Seite eine Kunststoffoberfläche aufweisen. Solche Substratplatten werden insbesondere in der Möbelindustrie verwendet.
Insbesondere in Verbindung mit Folien von 100 μm bis 1000 μm Dicke können auch aus Roh-MDF und Roh-Span Trägerplatten bzw. Substratplatten 2 verwendet werden.
Zur Erzielung einer hochglänzenden Oberfläche werden die Substratplatten 2 mit der Kunststofffolie 3 in der Vorrichtung 1 kaschiert.
Zur Erzeugung einer Hochglanzoberfläche werden dabei insbesondere PET-Hochglanzfolien, also Folien aus Polyethylenterephthalat, verwendet. Dabei werden biaxial gereckte PET-Folien in Stärken von 10 bis 300 μm eingesetzt. Bevorzugt werden Folienstärken von 75 μm verwendet. Folgende Folienarten kommen dabei infrage:

a) biaxial gereckte PET-Folien, glasklar oder mit leichter Trübung, ohne Einsatz von Haftvermittlern;
b) veredelte Oberflächen der Folien, scheuerfest und hochglänzend;
c) durchgefärbte Folien aus PET, PVC, PE, PP, usw. Auch bedruckt und veredelt mit scheuerfesten Beschichtungen.
d) bedruckte Folien;
e) bedampfte Folien, wie Spiegel, Chrom oder metallisch;
f) duplierte Folien, d. h. Materialverbunde in verschiedenen Stärken und Arten.

Die Substratplatte 2 wird gegebenenfalls nach Durchlaufen der Reinigungsstation 7 in der Glättstation 50 durch Auftragen eines flüssigen Schmelzklebstoffes auf die zu kaschierende Fläche mit einer Klebeschicht 52 versehen und geglättet.
Dabei weist die Glättstation 50 eine Kleberauftragswalze 53 auf, der zur Reinigungsstation 7 hin eine Dosierwalze 54 vorgelagert ist. Die beiden Walzen 53, 54 bilden einen die Schichtdicke der Klebeschicht 52 bestimmenden Spalt 55 der aus dem oberhalb liegenden mit flüssigem Schmelzkleber (zum Beispiel PUR Hotmelt) aufgefüllten Zwischenraum 56 gespeist wird. Somit kann durch Veränderung des Abstandes der Dosierwalze 54 zur Kleberauftragswalze 53 die Auftragsmenge des Schmelzklebers verändert werden. Die Substratplatte 2 wird in an sich bekannter Weise von einer Fördereinrichtung 22 in Förderrichtung 43 gefördert.
Der Kleberauftragswalze 53 ist in Förderrichtung 43 eine Glättwalze 57, die entgegen der Bewegungs- bzw. Förderrichtung 43 der Substratplatte 2 umläuft, nachgelagert. Während die Kleberauftragswalze 53 aus Kunststoff ausgebildet ist, ist die Glättwalze 57 aus Stahl ausgebildet und weist eine verchromte Oberfläche auf. Die Glättwalze 57 hat einen relativ geringen Abstand 58 zur benachbarten Kleberauftragswalze 53. Mit der Glättwalze 57 wird der Kleber auf der Substratplatte 2, also die Klebeschicht 52, glatt gestrichen.
Die Kunststofffolie 3 wird von einer Folienrolle 8 abgewickelt und über die Corona-Anlage 4 und die Klebeauftragsvorrichtung 5 der Kaschierstation 6 zugeführt.
Soweit die Kunststofffolie 3 an ihrer Außenseite mit einer Schutzfolie 9 versehen ist, wird die Schutzfolie 9 nach dem Kaschiervorgang auf eine Schutzfolienrolle 10 aufgewickelt.
Bei der Corona-Anlage 4 handelt es sich um eine dem Fachmann bekannte Anlage zur Oberflächenmodifikation von Kunststoffen in einem elektrochemischen Verfahren. Bei der Corona-Behandlung wird die Kunststofffolie 3 einer elektrischen Hochspannungs-Entladung ausgesetzt. Diese tritt zwischen einer geerdeten, polierten Walze 11 aus Stahl oder Aluminium und einer eng anliegenden isolierten Elektrode 12 auf. Die Kunststofffolie 3 liegt dabei auf der polierten Walze 11 auf, so dass nur die der Elektrode 12 zugewandte Rückseite 13 der Kunststofffolie 3 behandelt wird. Über verschiedene Laufrollen 14 wird die Kunststofffolie 3 der Kleberauftragsvorrichtung 5 zugeführt.
In der Kleberauftragsvorrichtung 5 wird über eine Düse 15 kontaktlos Kleber 59 auf die Innenseite 13 der Kunststofffolie 3 aufgebracht. Die Düse 15 ist als eine Schlitzdüse mit einem schlitzförmigen Auslass ausgebildet, der sich über die gesamte Breite der Folienbahn erstreckt. Um einen gleichmäßigen Auftrag über die Breite der Folienbahn bzw. der Kunststofffolie 3 zu erzielen, wird dem schlitzförmigen Auslass der Düse 15 der Kleber 59 über eine Mehrzahl von aneinander gereihten (nicht weiter dargestellten) Einzeldüsen bzw. Ventilen zugeführt. Zwischen Düse 15 und der Kunststofffolie 3 bildet sich dabei ein Kleberfilm. Die Düse trägt berührungslos den Kleber nur auf die gespannte Kunststofffolie 3 auf. Als nachteilig hat sich dabei erwiesen, den Kleberauftrag auf einer einen Gegendruck bildenden Rolle vorzunehmen. Das heißt, der Kleber 59 wird in einem Bereich aufgetragen, in dem die Kunststofffolie 3 die der Kleberauftragsvorrichtung 5 benachbarte Rolle 16 noch nicht kontaktiert.
Als Kleber 59 wird ein feuchtigkeitsvernetzender PUR-Schmelzkleber (PUR-Hotmelt, Polyurethan-Schmelzkleber) oder ein PO-Schmelzkleber (PO-Hotmelt auf Basis von Polyolefine) verwendet. Der Kleber soll dabei optisch transparent sein, so dass er bis zu einer Schicht von 100 μm praktisch farblos ist.
Es werden Kleber eingesetzt, die nach ca. 60 s eine Druckhärte von 3,0 N, mit einem Schmissbeständigkeitsprüfer nach Oesterle, Modell 435 von Erichsen gemessen, erreichen. Dies ist durch Kristallisation oder UV-Härtung möglich. Der kristalline Kleber hat dabei den Vorteil, dass kein Einsatz einer zusätzlichen Wärmequelle notwendig ist.
Die Druckhärte muss entsprechend hoch sein, da nach ca. 60 s die Kunststofffolie 3 aufkaschiert wird. Nach ca. 90 s soll die Kleberschicht stapelfest sein. D. h., dass beispielsweise fünfzig Substratplatten 2 mit einer Stärke von 19 mm mit einem spezifischen Gewicht von 800 kg/m³ abgestapelt werden können. Dabei darf sich durch die Druckbelastung keine Abzeichnung zeigen.
Der Abstand zwischen Punkt A, dem Ort der Corona-Behandlung, und dem Punkt B, dem Ort des Kleberauftrages, beträgt etwa 4.000 mm Folienlänge, was etwa einer Zeitdifferenz (Laufzeit der Folie von A nach B) von 20 s entspricht. Während in der Corona-Anlage 4 der Kunststofffolie 3 die Feuchtigkeit entzogen wird, wird auf der Strecke bis zum Kleberauftrag im Punkt B Feuchtigkeit wieder aufgenommen. Für eine kontrollierte Feuchtigkeitsaufnahme wird die relative Luftfeuchtigkeit gemessen und entsprechend geregelt bzw. angepasst.
In der der Kleberauftragsvorrichtung 5 nachgelagerten Kaschierstation 6 wird die Kunststofffolie 3 mit dem Kleber 59 mit ihrer Innenseite 13 auf die Oberfläche 17 der Substratplatte 2 mit der nicht ausgehärteten, noch klebrigen Klebeschicht 52 mittels einer Kaschierwalze 18 und einer der Kaschierwalze 18 an der Rückseite 19 der Substratplatte 2 gegenüberliegenden Gegendruckwalze 20 aufgebracht bzw. aufkaschiert.
Die Kaschierwalze 18 besteht aus Stahl, ist verchromt und beheizbar. Die Gegendruckwalze 20 ist aus einem Kunststoff mit einer Shorehärte von ca. 70 bis 90 Shore. Der Kaschierdruck beträgt 1 bis 7 bar.
Die Temperatur der Kaschierwalze ist auf einen Wert zwischen 20° und 60°Celsius, vorzugsweise auf 40°Celsius, regelbar.
Der Kaschierstation 6 ist eine Wärmequelle 21, im Ausführungsbeispiel der 1 in Form einer Heizplatte (Strahlungsenergie), zur Reaktivierung des auf die Kunststofffolie 3 aufgetragenen Klebers 59 vorgelagert.
Der Abstand zwischen Punkt B, dem Ort des Kleberauftrages, und dem Punkt C, dem Ort der Kaschierung, beträgt etwa 3.000 mm Folienlänge, was etwa einer Zeitdifferenz (Laufzeit der Folie von B nach C) von 15 s entspricht. In diesem Bereich nimmt der PUR-Kleber die Feuchtigkeit für die Reaktion auf.
Vor der Kaschierstation 6 ist eine nicht dargestellte Schneidevorrichtung vorgesehen, in der die Folienüberstände der Kunststofffolie 3 gegenüber der Substratplattenbreite der Substratplatten 2 vor dem Kaschieren geschnitten oder abgetrennt werden.
Über eine Fördereinrichtung 22 werden die Substratplatten 2 in der Vorrichtung 1 gefördert bzw. transportiert. Die Substratplatten 2 werden in der Vorrichtung 1 auf Abstand gefördert. Der Abstand beträgt zwischen 3 und 10 mm. Dadurch entsteht kein Scheuern der Platten aneinander. Der Übertrag kleiner Späne wird damit vermieden. Die Fördereinrichtung 22 weist zum Einzug der Substratplatten 2 Antriebswalzen auf, deren Mantelfläche aus einem Polymerwerkstoff, beispielsweise Silikon, ausgebildet ist.
Die Substratplatten 2 werden auf Zug gefahren. Das heißt, die Fördergeschwindigkeit der Substratplatten 2 ist um ca. 0,001 bis 0,3 m/min höher als die der Kaschierwalze 18.
Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass es für die gewünschte Oberflächenqualität von besonderer Bedeutung ist, die Kunststofffolie 3 in der gesamten Vorrichtung 1 auf Zug zu halten.
Der Glättstation 50 ist die Reinigungsstation 7 zur Reinigung der Oberfläche 17 der Substratplatten 2 vorgelagert. Die Reinigungsstation 7 weist zur mechanischen Reinigung zwei quer zueinander wirkende Bürsten 23, 24 auf.
Eine quer zur Förderrichtung 43 der Substratplatten 2 angeordnete Rundbürste 23 bürstet in Längsrichtung, das heißt in Förderrichtung 43 der Substratplatten 2 und eine der Rundbürste 23 nachgelagerte Schwertbürste 24, bürstet mit einem quer zur Förderrichtung der Substratplatten 2 umlaufenden Bürstenband 25 quer zur Förderrichtung 43 der Substratplatten 2.
Beide Bürsten 23, 24 sind von einem zur Substratplatte 2 hin offenen Gehäuse 26, 27 umgeben, wobei den Bürsten 23, 24 über ihre Gehäuse 26, 27 von einer nicht dargestellten Absaugvorrichtung einerseits Blasluft 28 zugeführt wird, die durch einen im Blasluftstrom angeordneten Ionenstab entladen wurde, und andererseits als verunreinigte Abluft 29 abgesaugt wird.
Weiterhin ist eine Feuchtreinigungsstation 30 vorgesehen, die eine Sprühvorrichtung 31 zum Besprühen mit organischen Lösungsmitteln und eine Vorrichtung 32 zur Reinigung der Oberfläche 17 der Substratplatten 2 mit einem silikonfreien Tuch 33 oder Tuchbahn aufweist. Dabei wird das silikonfreie Tuch 33 von der Sprühvorrichtung 31 mit dem Lösungsmittel besprüht und über eine die Oberfläche 17 der Substratplatten 2 kontaktierende Walze 34 von einer Vorratsrolle 35 auf eine Verbrauchsrolle 36 gewickelt.
Zusätzlich (oder auch alternativ) ist ein mit einem silikonfreien Tuch 37 bespannter Balken 38 quer zur Förderrichtung über die Oberfläche 17 der Substratplatten 2 gespannt, vor den in regelmäßigen Abständen ein organisches Lösungsmittel mit einer Sprühvorrichtung 39 gesprüht wird.
Der Feuchtreinigungsstation 30 sind in Förderrichtung 43 zwei Trockenreinigungsstationen 40 nachgelagert, die zur kontinuierlichen Reinigung abwechselnd arbeiten.
Eine Trockenreinigungsstation 40 weist eine die Oberfläche 17 der Substratplatte 2 kontaktierende Übertragungsrolle 41 zur Übertragung von Oberflächenkontaminationen bzw. Oberflächenverunreinigungen von der Oberfläche 17 auf eine mit der Übertragungsrolle 41 in Kontakt stehende Reinigungsrolle 42 mit klebriger Oberfläche auf. Die Übertragungsrolle 41 besteht zumindest an ihrem Umfang aus einem Polymerkunststoff, beispielsweise aus Silikon. Solche Übertragungs- und Reinigungsrollen 41, 42 sind für die Reinigung von photographischen Folien, aus der EP 214 741 A2 bekannt.
An Stelle der Trockenreinigungsstation 40 oder zusätzlich kann die Reinigungsstation 7 eine Plasmaanlage 44 mit Düsen 45 (siehe 8) aufweisen. In der Düse 45 wird mittels einer Hochspannungsentladung (beispielsweise bei 5–15 kV, 10–100 kHz) ein gepulster Lichtbogen erzeugt. Ein Prozessgas, das an einer Entladungsstrecke vorbeiströmt, wird angeregt und in den Plasmazustand überführt. Das Plasma 46 gelangt durch einen Düsenkopf 47 auf die Oberfläche 17 der Substratplatte 2. Um die Breite der Substratplatte 2 abzudecken, werden im Ausführungsbeispiel der 8 und 9 zwei Reihen versetzt hintereinander angeordneter Düsen 45 der Oberfläche 17 der Substratplatte 2 in einem Abstand benachbart verwendet. Der zur Plasmaanlage 44 gehörende Generator wurde nicht dargestellt.
Nach der Kaschierstation 6 ist noch eine nicht weiter dargestellte Kühlstation vorgesehen, in der in Abhängigkeit von dem verwendeten Kleber die Substratplatte 2 mit der aufkaschierten Kunststofffolie 3 zur schnelleren Aushärtung abgekühlt werden kann.
Bezugszeichenliste

1: Vorrichtung
2: Substratplatte
3: Kunststofffolie
4: Corona-Anlage
5: Kleberauftragvorrichtung
6: Kaschierstation
7: Reinigungsstation
8: Folienrolle
9: Schutzfolie
10: Schutzfolienrolle
11: Walze
12: Elektrode
13: Innenseite von 3
14: Laufrollen
15: Düse
16: Rolle von 5
17: Oberfläche von 2
18: Kaschierwalze von 6
19: Rückseite von 2
20: Gegendruckwalze von 6
21: Wärmequelle
22: Fördereinrichtung
23: Rundbürste
24: Schwertbürste
25: Bürstenband
26: Gehäuse von 23
27: Gehäuse von 24
28: Blasluft
29: Abluft
30: Feuchtreinigungsstation
31: Sprühvorrichtung von 30
32: Vorrichtung von 30
33: Tuch
34: Walze von 32
35: Vorratsrolle von 32
36: Verbrauchsrolle von 32
37: Tuch
38: Balken
39: Sprühvorrichtung
40: Trockenreinigungsstation
41: Übertragungsrolle von 40
42: Reinigungsrolle von 40
43: Förderrichtung
44: Plasmaanlage
45: Düse
46: Plasma
47: Düsenkopf
50: Glättstation
51: Kaschieranlage
52: Klebeschicht
53: Kleberauftragswalze
54: Dosierwalze
55: Spalt 53–54
56: Zwischenraum
57: Glättwalze
58: Abstand 53–57

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2010/003960 A1 [0002]
DE 102006007869 A1 [0004]
DE 102005055295 A1 [0006]
EP 214741 A2 [0076]

Claims

Verfahren zum Kaschieren einer Substratplatte (2) mit einer Kunststofffolie (3), bei dem folgende Schritte durchgeführt werden: a) Auftragen eines flüssigen Schmelzklebstoffes auf die zu kaschierende Fläche der Substratplatte (2) in Form einer Klebeschicht (52), b) Glätten der aufgebrachten Klebeschicht (52) mittels einer Glättwalze (57), die entgegen der Förderrichtung der Substratplatte (2) umläuft, dadurch gekennzeichnet, dass folgende Folgeschritte durchgeführt werden: c) Auftragen eines Klebers (59) auf die der Substratplatte zugewandte Rückseite der Kunststofffolie (3), d) Aufkaschieren der Kunststofffolie (3) auf die noch nicht ausgehärtete Klebeschicht (52) der Substratplatte (2) mittels einer Kaschierwalze (18) und einer der Kaschierwalze (18) an der Rückseite (19) der Substratplatte (2) gegenüberliegenden Gegendruckwalze (20).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststofffolie (3) auf ihrem Weg in der Vorrichtung bis zum Kaschieren auf Zug gehalten wird und dass die Fördergeschwindigkeit der Substratplatten (2) 0,001 bis 0,3 m/min höher ist als die der Kaschierwalze (18).
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass vor Schritt c) eine Vorbehandlung der Kunststofffolie (3) auf ihrer der Substratplatte (2) zugewandten Rückseite (13) mittels einer Corona-Behandlung in einer Corona-Anlage (4) erfolgt
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Corona-Behandlung der Kunststofffolie (3) und dem Kleberauftrag eine Zeitdifferenz von mindestens 10 s, bevorzugt 20 s, eingehalten wird, dass zwischen dem Kleberauftrag eines Schmelzklebers und der Kaschierung eine Zeitdifferenz von mindestens 5 s, bevorzugt 15 s, eingehalten wird, und dass die relative Feuchtigkeit geregelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur der heizbaren Kaschierwalze (18) auf einen Wert zwischen 20° und 60°Celsius geregelt wird.
Verfahren nach Anspruche 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur der heizbaren Kaschierwalze (18) auf einen Wert von etwa 40°Celsius geregelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Kaschierwalze (18) der Kleber der Kunststofffolie (3) durch eine Wärmequelle (21) reaktiviert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Substratplatte (2) vor Schritt a) in einer in Förderrichtung (43) vorgelagerten Reinigungsstation (7) in einem ersten Schritt mit Hilfe von quer zueinander bürstenden Bürsten (23, 24) unter Zuführung von über einen Ionenstab entladener Blasluft (28) und Absaugung von Feinstaub enthaltender Abluft (29) trocken gereinigt wird, und dass in einem zweiten Schritt mit organischen Lösungsmitteln und einem silikonfreien Tuch (33, 37) feucht gereinigt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in einem dritten Schritt Oberflächenkontamination der Substratplatte (2) mittels einer Übertragungsrolle (41) auf eine Reinigungsrolle (42) mit klebriger Oberfläche übertragen wird.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass in dem zweiten Schritt das silikonfreie Tuch (33) mit dem Lösungsmittel besprüht und über eine die Oberfläche (17) der Substratplatte (2) kontaktierende Walze (34) von einer Vorratsrolle (35) auf eine Verbrauchsrolle (36) gewickelt wird und/oder dass ein mit einem Tuch (37) bespannter Balken (38) quer zur Förderrichtung (43) über die Oberfläche (17) der Substratplatte (2) gespannt wird, vor dem in regelmäßigen Abständen ein organisches Lösungsmittel gesprüht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in einem dritten Schritt je zwei Übertragungsrollen (41) mit benachbarter Reinigungsrolle (42) hintereinander angeordnet sind, die zur kontinuierlichen Reinigung abwechselnd reinigen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass seitliche Schnittkanten der Substratplatte (2) mit einer Kontaktwalze gereinigt werden.