DE102013007429B4 - Verfahren zur Herstellung einer Oberflächenfolie mit Texturierung - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Herstellung einer Oberflächenfolie mit Texturierung, umfassenddas Beschichten einer an mindestens einer Oberfläche angeätzen Polyethylenterephthalat-Folie (PET-Folie) auf einer angeätzten Oberfläche mit einem wässrigen, lösemittelhaltigen oder einem strahlenhärtenden, lösemittel- und wasserfreien Lack und/oder Harz,das Inkontaktbringen der nicht ausgehärteten Beschichtung auf der PET-Folie mit einer Strukturwalze unddas Aushärten der Beschichtung zur Erzeugung der Oberflächenfolie, die als Texturierung in der Beschichtung eine dreidimensionale Oberflächenstruktur mit Erhebungen und/oder Vertiefungen aufweist.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Oberflächenfolie mit Texturierung unter Verwendung einer an mindestens einer Oberfläche angeätzen Polyethylenterephthalat-Folie (PET-Folie).
- Aus dem Stand der Technik sind dekorative Laminate bekannt, die häufig beispielsweise zur Herstellung von Laminatfußböden oder als Oberflächenmaterial für Wände, Decken oder Möbelstücke wie Schränke, Kommoden oder ähnliches verwendet werden können. Derartige dekorative Laminate bestehen üblicherweise aus einem Substrat, einem Dekorpapier/-film, einer darauf aufgebrachten Oberflächenschicht und gegebenenfalls weiteren funktionellen Schichten. Die Oberflächenschicht soll dabei das Laminat, insbesondere den Dekorfilm, vor Abrieb schützen. So wird beim klassischen Laminatboden ein Melaminharz-imprägniertes Overlaypapier als Oberflächenschicht verwendet.
- Auch die Herstellung von naturauthentischen Laminaten ist in den Bereichen Kunststoff- und Laminatfußböden bekannt. Derartige naturauthentische Laminate zeichnen sich dadurch aus, dass das Laminat eine dreidimensionale Oberflächenstruktur/Texturierung aufweist, die insbesondere synchron zum Druckbild des Laminats verläuft, so dass beispielsweise eine zu einer Holz- oder Steinoberfläche authentische Optik und Haptik entsteht. Die Oberflächenstruktur/Texturierung wird dabei durch eine strukturierte oberste Harz- oder Lackschicht erzielt.
- Weiter sind aus dem Stand der Technik Verfahren bekannt, um derartige Oberflächenstrukturen bzw. Texturierungen in der obersten Harz- oder Lackschicht herzustellen. So beschreibt beispielsweise
EP 2 146 805 B1 ein Verfahren, in dem eine nicht-ausgehärtete Harz- oder Lackschicht auf Folien oder Papiere als Träger aufgebracht und anschließend mit einer Strukturwalze in Kontakt gebracht wird. Während des Kontakts mit der Strukturwalze wird dabei der Lack oder das Harz ausgehärtet, so dass sich die dreidimensionale Oberflächenstruktur dauerhaft in die Harz- oder Lackschicht auf dem Träger überträgt. Ein derartig strukturierter Träger, der auf der Rückseite vorzugsweise ebenfalls geätzt ist, kann dann als Oberflächenfolie in einem Laminat oder versehen mit einer, für den Zweck geeigneten Trennschicht, als Prägematrize dienen. - Im vorstehenden Verfahren hat es sich jedoch gezeigt, dass oftmals die Haftung verschiedener Harze und/oder strahlenhärtender Lacke auf dem Träger ungenügend ist, so dass sich ein Teil des Harzes oder Lacks in der strukturierten Walze ablegt und dort aushärtet. Dies hat zur Folge, dass sich ab der darauffolgenden Umdrehung der Strukturwalze ein sich wiederholender Oberflächendefekt auf der Trägeroberfläche abzeichnet. Im Extremfall können die in der Walze abgelegten Verunreinigungen nur durch aufwendiges Entchromen und Neuverchromen der Strukturwalze entfernt werden. Weiterer Stand der Technik ist die nachveröffentlichte Druckschrift
DE 102013002457 A1 . - Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer Oberflächenfolie, umfassend ein Substrat und eine Beschichtung, mit Texturierung bereitzustellen, wobei das Substrat gegenüber den zur Beschichtung verwendeten Harzen und/oder Lacken eine hervorragende Benetzung und Haftung aufweist, so dass im Herstellungsverfahren der Oberflächenfolie keine Ablagerung des Harzes oder Lacks auf eine im Strukturierungsverfahren verwendete Strukturwalze erfolgt.
- Diese Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen gekennzeichneten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gelöst.
- Insbesondere wird erfindungsgemäß ein Verfahren zur Herstellung einer Oberflächenfolie mit Texturierung bereitgestellt, umfassend das Beschichten einer an mindestens einer Oberfläche angeätzen Polyethylenterephthalat-Folie (PET-Folie) auf einer angeätzten Oberfläche mit einem wässrigen, lösemittelhaltigen oder einem strahlenhärtenden, lösemittel- und wasserfreien Lack und/oder Harz, das Inkontaktbringen der nicht ausgehärteten Beschichtung auf der PET-Folie mit einer Strukturwalze und das Aushärten der Beschichtung zur Erzeugung der Oberflächenfolie, die als Texturierung in der Beschichtung eine dreidimensionale Oberflächenstruktur mit Erhebungen und/oder Vertiefungen aufweist. Für die Verwendung als Oberflächenfolie wird bevorzugt die beidseitige Ätzung vorgesehen, da dadurch die Haftung der Folienrückseite zu einem Kleber oder Harz (Melaminharz) möglich ist.
- Erfindungsgemäß wird unter dem Begriff „Oberflächenfolie“ eine Folie verstanden, die als Oberflächenfolie in einem Laminat verwendet werden kann und dabei das Laminat, insbesondere einen Dekorfilm, vor Abrieb schützt. Die Oberflächenfolie umfasst dabei die angeätzte PET-Folie und eine Beschichtung. Bei Herstellung eines Laminats wird die Oberflächenfolie mit einem Substrat, beispielsweise mit einem duroplastischen Substrat bei erhöhter Temperatur und Druck verpresst, wobei das Laminat weitere funktionelle Schichten (z.B. einen Dekorfilm), sowohl zwischen der Oberflächenfolie und dem Substrat als auch an den Außenseiten davon, umfassen kann.
- Erfindungsgemäß wird unter dem Begriff „anätzen“ das teilweise Abtragen von Material in Form von Vertiefungen auf mindestens einer Oberfläche der PET-Folie durch Anwendung eines Ätzreagenzes verstanden, wodurch sich die Oberflächenspannung und die Rauigkeit der PET-Folie erhöht. Unter Ätzung wird hierbei die Oberflächenstrukturierung mit chemischen Ätzmitteln verstanden. Mechanische Verfahren, wie z.B. Lasern, werden hierin nicht darunter verstanden.
- Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Anätzung durch Behandlung mit Trichloressigsäure. Bei dieser Anätzung wird zusätzlich gefällte Kieselsäure (SiOx) verwendet, welche dann in die Oberfläche eingebaut wird, die Oberfläche aufraut und eine poröse Schicht erzeugt. Als Folge dieser Oberflächenbehandlung der PET-Folie wird die Oberflächenspannung vorteilhafterweise auf bis zu 65 dyn/cm erhöht, z.B. messbar mit handelsüblichen Testtinten oder Teststiften. Ein derartiges Anätzen mit Trichloressigsäure ist beispielsweise in
EP 1 270 698 B1 bei der Herstellung doppelseitiger Klebebänder beschrieben. - Die angeätzte PET-Folie wird erfindungsgemäß zur Herstellung einer Oberflächenfolie verwendet, die die PET-Folie und eine Beschichtung aus gehärtetem Lack und/oder Harz, umfasst und texturiert ist. In diesem Zusammenhang bedeutet „texturiert“, dass die Oberflächenfolie in der Beschichtung eine dreidimensionale Oberflächenstruktur mit Erhebungen und/oder Vertiefungen aufweist, die durch Inkontaktbringen der nicht-ausgehärteten Beschichtung auf der PET-Folie mit einer Strukturwalze und Aushärten der Beschichtung gebildet werden, ähnlich wie beispielsweise in
EP 2 146 805 B1 beschrieben. Die Texturierung der Oberflächenfolie kann dabei beispielsweise die Haptik von naturauthentischen Belägen, wie zum Beispiel Holz oder Stein, nachahmen. Die Beschichtung der angeätzten Oberfläche der PET-Folie erfolgt durch wässrige, lösemittelhaltige oder strahlenhärtende, lösemittel- und wasserfreie Lacke und/oder Harze. Die Lacke und/oder Harze können dabei beispielsweise durch Walzen, Gießen, Sprühen oder Drucken aufgebracht werden. - Durch das Anätzen der mindestens einen Oberfläche der PET-Folie, insbesondere bei Verwendung von Trichloressigsäure in Gegenwart von gefällter Kieselsäure (SiOx), haften Lacke und Harze vorteilhafterweise durch Verankerung in der angeätzten Oberfläche hervorragend auf der PET-Folie. Insbesondere wässrige Lackdispersionen und hochvernetzende, strahlenhärtbare Lacke, deren Haftung auf PET-Folien schwierig ist, zeigen eine hervorragende Adhäsion.
- Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Beschichtung ein gehärteter Lack. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der gehärtete Lack mindestens ein strahlengehärteter Lack, besonders bevorzugt gehärtet durch UV-Licht und/oder Elektronenstrahlen. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der strahlengehärtete Lack ein Polyurethanacrylatlack. Durch den Lack wird vorteilhafterweise eine hervorragende Kratzfestigkeit, Scheuerfestigkeit und Chemikalienresistenz der Oberflächenfolie und bei Zugabe von Trennadditiven eine Prägematrize erzielt. Solche Trennadditive sind einem Fachmann bekannt.
- Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst der Lack weiter antibakterielle, antistatische und/oder photokatalytische Additive. Beispielsweise kann durch Zugabe von ca. 1% eines antibakteriellen Additivs eine antibakterielle Eigenschaft der lackierten Oberfläche erzielt werden. Erfindungsgemäß kann auch eine photokatalytische Schicht auf den Lack aufgedruckt sein, wobei die Druckfarbe vorzugsweise von 7 bis 15 Gew.-%, vorzugsweise 10 Gew.-% nanoskalige TiO2-Pigmente enthält. Durch Zugabe von Antistatika (beispielsweise ca. 0,5% eines quartären Ammoniumsalzes) in den Lack wird eine effiziente antistatische Ausrüstung der Produktoberfläche erreicht.
- Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die PET-Folie auf der angeätzten Oberfläche, die nicht mit einer Beschichtung versehen ist, mit einem Konterdruck versehen. Durch einen derartigen dekorativen Konterdruck kann vorteilhafterweise bei der Herstellung eines dekorativen Laminats, welches die erfindungsgemäß hergestellte Oberflächenfolie umfasst, auf einen zusätzlichen Dekorfilm zur dekorativen Gestaltung des Laminats verzichtet werden.
- Die Dicke der Beschichtung der Oberflächenfolie unterliegt erfindungsgemäß keiner besonderen Einschränkung. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Beschichtung eine Schichtdicke von 10 µm bis 200 µm, bevorzugt von 50 µm bis 150 µm, besonders bevorzugt von 70 bis 100 µm, auf. Die Dicke der Beschichtung ist abhängig von der Strukturtiefe und der Anwendungsbereiche. Bei der Anwendung im Fußbodenbereich sind Schichtdicken größer 50 µm bevorzugt. Das spezifische Gewicht der Lacke ist ca. 1g/cm3, d.h. 10 g/m2 entsprechen 10 µm.
- Die Dicke der erfindungsgemäß verwendeten PET-Folie unterliegt keiner besonderen Einschränkung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die PET-Folie eine Dicke von 12 µm bis 120 µm, besonders bevorzugt von 50 bis 100 µm, auf. Die Dicke der Folie ist abhängig vom Einsatz des Produkts. Für die Verwendung zur Herstellung von Oberflächenfolien werden vorteilhaft Folien mit Dicken im Bereich von 30 bis 50 µm, vorzugsweise etwa 35 µm, eingesetzt.
- Die oben beschriebene PET-Folie eignet sich hervorragend zur Herstellung einer Oberflächenfolie mit Texturierung, da die angeätzte PET-Folie eine hervorragende Benetzung und Haftung zu der Beschichtung mit Harz(en) oder Lack(en) aufweist und so keine Ablagerungen auf einer aufgebrachten Strukturwalze zur Strukturprägung des Harzes bzw. Lacks zurückbleiben. Dadurch ist die angeätzte PET-Folie, die zudem sehr reißfest ist, für eine Vielzahl von verschiedensten Harz- und/oder Lacksystemen einsetzbar. Zudem ist die PET-Folie UV-durchlässig, so dass ein beschichtetes Harz oder ein beschichteter Lack durch die PET-Folie in Kontakt zu einer Strukturwalze mittels Strahlung aushärtbar ist, um so die Oberflächenstruktur der Walze zu übernehmen.
- Überraschend weist die durch das erfindungsgemäße Verfahren unter Verwendung einer angeätzten PET-Folie hergestellte Oberflächenfolie in einem Laminatverbund mit einem duroplastischen Substrat vorteilhafterweise eine ausgezeichnete Haftung (Adhäsion) zum duroplastischen Substrat auf. Zudem zeichnet sich die Oberflächenfolie durch eine ausgezeichnete Kratzfestigkeit, hohe Transparenz und Flexibilität aus. Da die erfindungsgemäß hergestellte Oberflächenfolie beim Verpressungsprozess verformbar ist und kein Schmelzen des Oberflächenmaterials bis zu Temperaturen von 220 °C auftritt, findet die Oberflächenfolie eine vielseitige Anwendung und kann problemlos beispielsweise in HPL-, CPL, KT- und CDPL-Prozessen verwendet werden, wie sie dem Fachmann aus dem Stand der Technik bekannt sind.
Claims (8)
- Verfahren zur Herstellung einer Oberflächenfolie mit Texturierung, umfassend das Beschichten einer an mindestens einer Oberfläche angeätzen Polyethylenterephthalat-Folie (PET-Folie) auf einer angeätzten Oberfläche mit einem wässrigen, lösemittelhaltigen oder einem strahlenhärtenden, lösemittel- und wasserfreien Lack und/oder Harz, das Inkontaktbringen der nicht ausgehärteten Beschichtung auf der PET-Folie mit einer Strukturwalze und das Aushärten der Beschichtung zur Erzeugung der Oberflächenfolie, die als Texturierung in der Beschichtung eine dreidimensionale Oberflächenstruktur mit Erhebungen und/oder Vertiefungen aufweist.
- Verfahren nach
Anspruch 1 , wobei die mindestens eine Oberfläche der PET-Folie mit Trichloressigsäure in Gegenwart von gefällter Kieselsäure (SiOx) angeätzt ist. - Verfahren nach
Anspruch 1 oder2 , wobei die Beschichtung mindestens ein strahlengehärteter Lack ist. - Verfahren nach
Anspruch 3 , wobei der mindestens eine strahlengehärtete Lack ein Polyurethanlack ist. - Verfahren nach
Anspruch 3 oder4 , wobei der strahlengehärtete Lack weiter antibakterielle, antistatische und/oder photokatalytische Additive umfasst. - Verfahren nach einem der
Ansprüche 1 bis5 , wobei die PET-Folie auf der Oberfläche, die nicht mit einer Beschichtung versehen ist, mit einem Konterdruck versehen ist. - Verfahren nach einem der
Ansprüche 1 bis6 , wobei die Beschichtung eine Schichtdicke von 10 µm bis 200 µm aufweist. - Verfahren nach einem der
Ansprüche 1 bis7 , wobei die PET-Folie eine Dicke von 12 µm bis 100 µm aufweist.
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