DE10296507B4

DE10296507B4 - Laminatproduktion unter Verwendung einer verbesserten Pressplatte

Info

Publication number: DE10296507B4
Application number: DE10296507T
Authority: DE
Inventors: David Elwyn Williamstown Price
Original assignee: Depco TRH Pty Ltd
Current assignee: Depco TRH Pty Ltd
Priority date: 2001-11-20
Filing date: 2002-11-20
Publication date: 2007-08-16
Anticipated expiration: 2022-11-21
Also published as: AUPR898601A0; US20050077009A1; WO2003043821A1; DE10296507T5; CA2467784A1

Abstract

Einetagenkurzzeitpresse (20) zur Herstellung eines laminierten abriebfesten Produkts (10) durch Verpressung einer harzgetränkten Schicht (14), die mit abriebfesten Partikeln und einem Substrat (24) imprägniert wird, einschließlich
– einer oder mehrerer heizbarer Platten (34) zur Aktivierung des Harzes oder eines Klebers zwischen der Schicht (14) und dem Substrat (24) und
– einer oder zweier Pressplatten (42, 44), die bei Betrieb der Presse (20) eine entsprechende Oberfläche der genannten Schicht (14) mit einer ersten strukturierten Seite (46, 48) verpressen, um der eingebrachten Oberfläche eine korrespondierende Oberflächenveredlung zu verleihen,
dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest eine der Pressplatten (42, 44) eine zweite strukturierte Fläche (30) auf der anderen Seite der Platte (42, 44) mit der ersten strukturierten Fläche (30) besitzt, die Presse (20) ferner eine Schutzschicht (50) aufweist, die an der zweiten strukturierten Fläche dieser Schicht (50) anliegt, um die zweite strukturierte Fläche (30) gegen Beschädigung zu schützen und wenn die...

Description

Die Erfindung betrifft eine Einetagenkurzzeitpresse zur Herstellung eines laminierten abriebfesten Produkts durch Verpressung einer harzgetränkten Schicht, die mit abriebfesten Partikeln und einem Substrat imprägniert wird, einschließlich eine oder mehrere heizbare Platten zur Aktivierung des Harzes oder eines Klebers zwischen der Schicht und dem Substrat und eine oder mehrere Pressplatten, die bei Betrieb der Presse eine entsprechende Oberfläche der genannten Schicht mit einer ersten strukturierten Seite verpressen, um der eingebrachten Oberfläche eine korrespondierende Oberflächenveredlung zu verleihen.

Stand der Technik

Synthetische Laminatprodukte werden im Allgemeinen durch Verkleben einer oder mehrerer Harz imprägnierter Papierlagen auf eine oder beide Seiten eines Substrates in einer Heißpresse hergestellt oder durch Verkleben eines vorgefertigten mehrlagigen Hochdrucklaminats mit einer Seite eines Substrates oder durch Verkleben einer imprägnierten Fertigfolie, die mit einer Oberflächenbeschichtung überzogen ist, auf einer oder beide Seiten eines Substrates. Je nach Anwendung kann das Substrat beispielsweise Sperrholz, Hartplatte, PB-Platte, OSB-Platte oder Faserplatte sein, obwohl auch andere nicht holzbasierte Substrate genutzt werden können. Der Laminierungs-, Klebe- oder Beschichtungsprozess wird mittels verschiedener Anlagen durchgeführt, beispielsweise Kurzzeitpressen, Endlospressen, Hochdruckpressen oder anderen Beschichtungs- oder Lackierungsanlagen. Die hergestellten Hochdrucklaminate (HPL) werden üblicherweise auf das Substrat geklebt.

Das gebräuchlichste Imprägnierharz ist Melaminformaldehyd (MF). Andere verwendete synthetische Harze, auch in Kombination miteinander, beinhalten auf Harnstoff basierende Harze, Phenol- oder Polyesterharze oder Acryllacke, sind jedoch nicht auf diese beschränkt.

Ein synthetisches Laminat kann eine unifarbene oder bedruckte Oberfläche oder ein natürliches Furnier zu dekorativen Zwecken aufweisen. Zum Schutz der dekorativen Oberfläche über- und oberhalb der Widerstandsfähigkeit des ausgehärteten Melaminpolymers werden bekanntlich und notwendigerweise für eine Vielzahl von Anwendungen, einschließlich Arbeitstischplatten, Tischplatten, Schreibtischplatten und speziell Bodenlaminate, harte Partikel, wie beispielsweise Elektrokorund, in die Laminatstruktur eingebunden. Eine Vorgehensweise ist es, einen Papierüberzug vorzusehen, der harte Partikel auf bzw. in dem Überzug enthält, wobei der Überzug ein variierendes Basisgewicht haben kann und wobei der Überzug nachträglich mit einem sättigenden Harz wie Melaminformaldehyd imprägniert ist. Nach Imprägnierung mit dem synthetischen Harz und Auftragen als oberste Schicht in dem oben genannten Laminat, verleiht das Laminat der Oberfläche die gewünschte Abriebfestigkeit, zum Beispiel die verschiedenen Standards gemäß EN 13329, welcher üblicherweise mit einem Instrument, dem Taber Abraser, gemessen wird. Das Taber Abraser-Ergebnis wird beeinflusst vom Basisgewicht des Überzugpapiers, der Menge des Harzes und falls Elektrokorund im Überzug enthalten ist von der Menge, Größe und Form der Elektrokorund-Partikel. Einige Firmen erreichen einen Schutz der dekorativen Oberfläche, indem sie auf eine oder mehrere Laminat-Komponenten Elektrokorundpartikel auftragen, die in einem flüssigen Imprägnierharz, welches auch hilfreiche Additive, wie α-Zellulose enthalten kann, dispergiert sind. Andere wiederum bringen eine Vorbeschichtung, die harte Partikel, wie beispielsweise durchkondensierte Melaminharz-Stückchen und/oder Elektrokorundpartikel mit α-Zellulose, enthalten kann, auf die Laminat-Komponenten auf, vorwiegend vor der Imprägnierung und unmittelbar auf die dekorative Schicht.

Eine Folge der Verwendung von harten Partikeln, wie das geschmolzene Elektrokorund oberhalb von dekorativen Oberflächen, ist der Verlust an Glanz und letztendlich der Präzisionsverlust der Chromoberfläche und darunter liegender strukturierter Oberflächen der Pressplatte, die als Mittel zum Aufbringen einer Struktur auf die Oberfläche des dekorativen Laminats verwendet wird. Die Anzahl der Pressungen, die innerhalb eines erforderlichen Standards erreichbar ist, ist erheblich geringer als bei Einsatz der gleichen Pressplatte und dem Pressen imprägnierter Folien, die keine harten Partikel, wie Elektrokorund, enthalten.

Die Erfindung basiert auf der Feststellung, dass in der Praxis harte Partikel wie Elektrokorund in der Oberfläche der imprägnierten Schicht zur Folge haben, dass die Pressplatten während ihrer Lebensdauer mehrfach aufpoliert und ausgebessert werden können und müssen. Die gewohnte Annahme, dass Pressplatten für Niederdruck-Direktlaminierung nur auf einer Seite strukturiert sind, ist darauf zurückzuführen, dass Kurzzeitdirektlaminatpressen ohne Rückkühlung in den meisten, wenn nicht in allen Fällen, Einetagenpressen sind, die eine obere und untere Pressplatte benötigen und dass bei korrekter Pflege und Wartung die Anzahl der Pressungen 100.000 übersteigt. Die Lebensdauer einer einzigen Pressplatte kann sogar mehrere hunderttausend Pressungen betragen und größere Reparaturen werden üblicherweise notwendig, wenn ein Fremdkörper verpresst wurde, welcher gegen die Pressplatte gedrückt wird und so mechanische Schäden an der strukturierten Oberfläche und der Metallplatte selbst verursacht. Es ist bekannt, dass, wenn gegen ein Laminat mit Einschlüssen von harten Partikeln, wie Elektrokorund, gepresst wird, die Anzahl der erreichbaren Pressungen, bevor eine inakzeptable Veränderung des Pressplattenglanzes eintritt, lediglich einige Tausend betragen kann, aber im Wesentlichen im Bereich von 10.000 bis 20.000 liegt. Von neuen Überzug-Entwicklungen wurde bekannt, dass mit einer einfachen Pressplattenoberfläche mehr als 20.000 Pressungen möglich sind.

Wenn Pressplatten für imprägnierte Folien mit harten Partikeln, wie Elektrokorund, benutzt werden, muss darauf geachtet werden, dass die Platten rechtzeitig ausgebaut und zur Aufpolierung zum Hersteller gesendet werden, bevor eine sichtbare Schädigung der strukturierten Oberfläche eintritt. Wenn mechanische Schäden der strukturierten Oberfläche eintreten, dann muss die Pressplatte komplett überholt anstatt nur aufpoliert werden.

Aufpolieren wird als Entchromen definiert, d. h. Überarbeiten durch Polieren und Mattieren der Struktur bis zum erforderlichen Glanzgrad und Wiederverchromen. Überholen wird als Entchromen definiert, d. h. Abschleifen der strukturierten Oberfläche, Neuätzen der erforderlichen Struktur, danach Aufarbeiten durch Polieren und Mattieren der Struktur zum erforderlichen Glanzgrad und Wiederverchromen.

In der DE 197 17 637 A1 wird eine Mehretagenpresse offenbart, die eine beidseitig strukturierte Pressplatte aufweist. Im Gegensatz zu einer Mehretagenpresse ist die Funktion einer Einetagenpresse eine vollkommen andere, wobei in Einetagenpressen die Pressplatten direkt an den Stempeln anliegen. Folglich haben die Pressplatten in einer Einetagenpresse nur eine strukturierte Seite, die mit dem zu pressenden Produkt in Verbindung steht. Wenn eine derartige Pressplatte die ersten Abnutzungserscheinungen aufweist, ist es notwendig, die Pressplatte einer Überholung zu unterziehen. In dieser Zeit steht die Einetagenpresse still.

Aufgabe der Erfindung ist es somit die Haltbarkeitsdauer einer Pressplatte in einer Einetagenpresse zumindest teilweise zu verlängern.

Zusammenfassung der Erfindung

Zur Erreichung des Erfindungsziels wird die Strukturierung und vorzugsweise Verchromung beider Seiten der Pressplatte vorgeschlagen, die zur Verwendung in einer Presse, beispielsweise Einetagenkurzzeitpresse, vorgesehen ist, wobei die nicht eingesetzte Seite der Pressplatte mit einer Schutzschicht bedeckt wird, beispielsweise einem hitzestabilen und widerstandsfähigem Überzug oder einer Schicht, welche an der Pressplatte angebracht sein kann, während die Pressplatte in der Presse in Betrieb ist. Somit werden nach Auffassung des Erfinders die unerwünschten wirtschaftlichen Konsequenzen der Verwendung von harten Partikeln wie Elektrokorund in der Oberfläche eines dekorativen Laminats, die folglich die Chromschicht und die strukturierte Schicht einer Pressplatte beeinträchtigen, aus wirtschaftlicher Sicht erheblich vermindert, weil mit einer Pressplatte zwei Zyklen erreicht werden können, bevor die Pressplatte einer Aufpolierung oder Überholung bedarf.

Der Erfindung liegt eine Presse zur Herstellung eines laminierten abriebfesten Produkts zugrunde, indem eine harzgetränkte Schicht verpresst wird, welche mit abriebfesten Partikeln und einem Substrat imprägniert ist. Die Presse beinhaltet eine oder mehrere heizbare Druckplatten, die das Harz oder den Kleber zwischen der Schicht und dem Substrat aktivieren, sowie eine oder zwei Pressplatten, die bei Betrieb der Presse eine entsprechende Oberfläche der Schicht mit einer ersten strukturierten Seite verpressen, um der Oberfläche der Schicht eine entsprechende Veredlung zu verleihen. Mindestens eine der Pressplatten besitzt eine zweite strukturierte Fläche auf der anderen Seite der Platte mit der ersten strukturierten Fläche, wobei die Presse ferner eine Schutzschicht aufweist, die an der zweiten strukturierten Fläche getrennt von der Schicht anliegt, um die zweite strukturierte Fläche gegen Beschädigung zu schützen, wobei die Pressplatte für weitere Pressvorgänge unter Verwendung der zweiten strukturierten Oberfläche umgedreht werden kann, wenn die erste strukturierte Oberfläche, die für viele Pressvorgänge in Gebrauch war eine Aufpolierung und Überholung erfordert.

Vorzugsweise werden die erste und zweite strukturierte Fläche der Pressplatte verchromt.

Die Presse kann eine Einetagenkurzzeitpresse sein.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Heizplatte eine von zwei Heizplatten, wobei das Produkt eine rückwärtige Fläche und die Presse eine weitere Pressplatte aufweist, um eine entsprechende Oberflächenbehandlung auf die rückwärtige Fläche aufzutragen. Die weitere Pressplatte kann auf den jeweiligen Seiten strukturierte Flächen aufweisen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung wird im Folgenden lediglich beispielhaft anhand der beiliegenden Zeichnungen beschrieben, danach ist

1 eine schematische Querschnittsexplosionsansicht einer beispielhaften erfindungsgemäßen Kurzzeitlaminierungspressenanordnung und

2 ein Querschnitt der doppelseitigen strukturierten Pressplatte der Anordnung in 1.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
Die Erfindung ist für alle Laminierungsanwendungen dieser Art anwendbar, die generell als Niederdruck- oder Kurzzeitlaminierungspressverfahren bekannt sind, die typischerweise nicht-rückkühlend sein können und eine strukturierte Pressplatte einsetzen. Eine Anwendung in Niederdruckdirektlaminat-Fußbodenpaneelen (LPM Fußboden) wird im Folgenden in einem nicht einschränkenden Beispiel beschrieben.
Ein abriebfestes laminiertes Produkt 10, beispielsweise LPM Fußboden, weist typischerweise eine oder mehrere Schichten einer dekorativen Seite 12 mit mindestens einer harzgetränkten Schicht 14, beispielsweise Melamin-Formaldehyd (MF) Harz auf, welches harte Partikel wie Elektrokorund beinhaltet. Die harzgetränkte Schicht 14 kann ein bedrucktes dekoratives Papier 16 oder ein klares Überzugspapier 18 sein. Das Überzugspapier selbst kann ebenso mit Melamin-Formaldehyd imprägniert sein und harte Partikel beinhalten, wobei beide imprägnierte Folien anschließend in einer Presse 20 verpresst werden. Das Überzugspapier 18 ist Träger des hitzeabbindenden MF-Harzes und dient als zusätzlicher Abnutzungswiderstand für das bedruckte oder das unifarbene Papier und als Schutz für die Kontaktoberfläche der Presse 20. Alternativ kann das dekorative Papier 16 keine harten Partikel, die mit dem Imprägnierharz aufgetragen wurden, aufweisen und das Überzugspapier 18 die abnutzungsresistenten harten Partikel auf und/oder im Überzug enthalten. Es ist möglich, dass das dekorative Papier 16 und das Überzugspapier 18, mit harten Partikeln behandelt sind oder diese beinhalten. Die harten Partikel weisen typischerweise Partikel mit einer Mohs-Härte von größer als 6 auf, beispielsweise Elektrokorund-Partikel.
Die harzgetränkten Schichten 14 werden unter Verwendung eines Zusammenspiels von Hitze und Druck mit dem Substrat 24 verklebt, um ein Produkt zu erzeugen, das Niederdruckdirektlaminierungs-Fußbodenlaminat (LPM-Fußboden), in einer Presse 20, wo die halbabgebundenen harzgetränkten Schichten 14 aktiviert werden, um unter Druck und Temperatur auszupolymerisieren und thermisch abzubinden.
Das Substrat 24 kann unter anderem eine mitteldichte Faserplatte (MDF) oder eine PB-Platte oder Sperrholz oder ein beliebiges Unterlagenmaterial sein. Üblicherweise wird das Ausgleichspapier 28 auf der Gegenseite des Substrates 24 im selben Presszyklus aufgebracht.
Die Kurzzeitpresse 20, skizziert in 1, beinhaltet eine obere drehbare und heizbare Platte 34, die durch viele Stempel 35 aktiviert wird und eine untere befestigte heizbare Platte 36, Pressmatten 38, 40 sowie eine obere Pressplatte 42 und eine untere Pressplatte 44. Die Pressmatten 38, 40 sind zwischen den Platten 34, 36 und den Pressplatten 42, 44 angeordnet. Die Pressplatten 42, 44 besitzen eine verchromte Oberfläche 30. Die strukturierten Flächen der Pressplatten 42, 44 verleihen den entsprechend bearbeiteten Oberflächen des Laminats eine korrespondierende Oberflächenveredlung, wie beispielsweise einen hohen Glanzgrad und eine Struktur. In einem Kurzzeitpressverfahren wird typischerweise für eine Dauer von 5 Sekunden bis 1 Minute, beispielswei se 10-20 Sekunden, Druck aufgebracht und damit die Pressplatten bearbeitet, wobei die Temperatur typischerweise bei 180°C liegt.
Die harten Partikel, die benötigt werden, um standardisierte Taber-Abriebsgrade der Laminatoberflächen zu erreichen, wirken sich nachteilig auf die verchromte Oberfläche 30 der Pressplatten 42, 44 aus und, wenn sie für zu viele Pressungen benutzt wurden, letztendlich auch auf die strukturierte Oberfläche selbst.
Wenn die Pressplatten 42, 44 aus der Verarbeitung genommen werden, um die Chromschicht der verchromten Oberfläche 30 entfernen zu lassen und den Glanzgrad wieder auf den gewünschten Grad einstellen zu lassen, hat das Entchromen, Polieren und Mattieren einen abstumpfenden und abnutzenden Effekt auf die Struktur, so dass letztendlich die einzig mögliche Überarbeitung eine komplette Überholung der Pressplattenoberfläche ist.
Die vorliegende Erfindung umfasst das Ätzen einer Struktur und das Aufbringen einer Verchromung auf beide Seiten der Pressplatte, wie in 2 skizziert, im Gegensatz zu konventionellen Vorgehensweisen, bei denen Pressplatten, die zur Niederdruckdirektpressung einer imprägnierten Folie auf die Oberfläche eines Substrates verwendet werden und auf denen die Struktur nur auf einer Seite eingeätzt ist. Die in 1 abgebildete Presse 20, zeigt die untere Pressplatte 44 als eine konventionelle einseitige Platte und die obere Pressplatte 42 als eine zweiseitige Platte. Die Pressplatte 42 hat während des Prozesses eine ständig arbeitende Seite 46 und eine inaktive Seite 48. Zum Schutz der in der Presse 20 strukturierten und verchromten, aber inaktiven Seite 48 der Pressplatte 42, welche den direkten Kontakt mit der Pressmatte 38 aufweist oder, wenn keine Matte benutzt wird, in direktem Kontakt mit der Heizplatte 34 steht, ist eine hitzestabile und widerstandsfähige Schutzschicht 50 vorgesehen, während die Pressplatte 42 in der Presse 20 verwendet wird. Die Schutzschicht 50 kann direkt auf eine Seite der Pressplatte 42 aufgebracht oder an der Pressplatte 42 befestigt werden, oder eine nicht befestigte Schutzschicht 50 sein und liegt in jedem Fall zwischen der Pressplatte 42 und der kompensierenden Pressmatte 38 oder der heizbaren Platte 34.
Wenn die erste benutzte Seite der Pressplatte 42 aufgrund einer inakzeptablen Veränderung des Glanzes oder geringfügiger Beschädigungen der strukturierten Oberfläche eine Aufpolierung oder Überholung benötigt, wird die Pressplatte aus der Presse 20 ausgebaut und die sogenannte Rück- oder Hinterseite wird durch Entfernung der Schutzschicht 50 und Reinigung von jeglicher fremder Materie aufbereitet. Eine Reinigung, die die Chromschicht oder die strukturierte Oberfläche nicht beschädigt, kann in jeglicher Art erfolgen. Ein Beispiel einer solchen Reinigungsmethode ist die Anwendung von Trockeneis auf die Schutzschicht und deren anschließende Entfernung. Beim Umdrehen der Pressplatte sollte die in Betrieb befindliche ursprüngliche Seite 46 mit einer Schutzschicht 50 geschützt werden, um weitere Beschädigungen der strukturierten Oberfläche durch Kontakt mit der Pressmatte 38 zu vermeiden. Die Pressplatte 42 mit der unbenutzten zweiten oder rückseitigen strukturierten und verchromten Seite 48 kann daraufhin in der Kurzzeitpresse in umgedrehter Form in Betrieb genommen werden.
Erst wenn beide Oberflächen Glanz- und Strukturveränderungen aufweisen, die ein Aufpolieren oder Überholen bedürfen, muss die Pressplatte 42 zur Aufarbeitung zum Hersteller zurück gesandt werden.

10: Produkt
12: Seite
14: Schicht
16: Papier
18: Überzugspapier
20: Presse
24: Substanz
28: Ausgleichspapier
30: Oberfläche
34: Platte
35: Stempel
36: Platte
38: Pressmatte
40: Pressmatte
42: Pressplatte
44: Pressplatte
46: Seite
48: Seite
50: Schutzschicht

Claims

Einetagenkurzzeitpresse (20) zur Herstellung eines laminierten abriebfesten Produkts (10) durch Verpressung einer harzgetränkten Schicht (14), die mit abriebfesten Partikeln und einem Substrat (24) imprägniert wird, einschließlich – einer oder mehrerer heizbarer Platten (34) zur Aktivierung des Harzes oder eines Klebers zwischen der Schicht (14) und dem Substrat (24) und – einer oder zweier Pressplatten (42, 44), die bei Betrieb der Presse (20) eine entsprechende Oberfläche der genannten Schicht (14) mit einer ersten strukturierten Seite (46, 48) verpressen, um der eingebrachten Oberfläche eine korrespondierende Oberflächenveredlung zu verleihen, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Pressplatten (42, 44) eine zweite strukturierte Fläche (30) auf der anderen Seite der Platte (42, 44) mit der ersten strukturierten Fläche (30) besitzt, die Presse (20) ferner eine Schutzschicht (50) aufweist, die an der zweiten strukturierten Fläche dieser Schicht (50) anliegt, um die zweite strukturierte Fläche (30) gegen Beschädigung zu schützen und wenn die erste strukturierte Fläche wegen zahlreicher Pressvorgänge eine Überholung oder Aufpolierung erfordert, die Pressplatte (42, 44) für weitere Pressvorgänge umgedreht wird, um dann die zweite strukturierte Fläche zu verwenden.
Eine Einetagenkurzzeitpresse gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite strukturierte Seite (46, 48) auf die entsprechenden Oberflächenschichten der Pressplatte (42, 44) aufgebracht sind.
Eine Einetagenkurzzeitpresse gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenschichten (30) verchromt sind.
Eine Einetagenkurzzeitpresse gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Heizplatte (34) eine von zwei Heizplatten (34) ist, das Produkt (10) eine rückwärtige Fläche aufweist und die Presse (20) eine weitere Pressplatte (42, 44) zur Aufbringung einer korrespondierenden Oberflächenveredlung auf die genannte rückwärtige Fläche aufweist.
Eine Einetagenkurzzeitpresse gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Pressplatte (42, 44) strukturierte Flächen auf ihren jeweiligen Seiten (46, 48) aufweist.