DE4310685C2 - Verfahren zur kontinuierlichen Direktbeschichtung von Spanplatten und Vorrichtung zur Vorbereitung der Spanplattenoberfläche - Google Patents

Description

Seit Ende der Siebziger Jahre werden Spanplatten auf Doppelbandpressen kontinuierlich hergestellt. Dies hat wesentliche Vorteile in Qualität und Wirtschaftlichkeit erzielt. Aller­ dings hat es bisher noch keine gleichwertigen Fortschritte in der Weiterverarbeitung gegeben.

So werden z. B. zum Aufrauhen der Spanplattenoberflächen weiterhin Breitbandschleif­ maschinen eingesetzt. Bei diskontinuierlich arbeitenden Etagenpressen entsteht eine sogenannte Sandschicht, eine Schicht, in der das bindende Harz zu früh aushärtet und die deshalb bröckelig ist. Sie muß vor der Weiterverarbeitung der Spanplatte entfernt werden, damit die dekorativen Beschichtungen sicher haften können.

Die verbesserte Prozeßführung in Doppelbandpressen verhindert die Entstehung der Sandschicht. Statt dessen bildet sich eine sogenannte Preßhaut aus. Dabei handelt es sich um eine dünne Oberflächenschicht, die fast ausschließlich aus Harz besteht. Diese Oberfläche ist sehr glatt und deshalb ein schlechter Untergrund für aufgeklebte oder direkt aufgetragene Beschichtungen. Sie muß idealerweise minimal aufgerauht werden, um einen exzellenten Haftuntergrund zu bieten.

Bandschleifmaschinen können das minimale Aufrauhen der Preßhaut nicht leisten. Sie tragen als Mindestabschliff oft mehrere Zehntel Millimeter Material ab, wenn zunehmend abstumpfendes Schleifkorn im Eingriff ist, das dann als Schleifstaub verloren ist und Probleme bei Arbeitssicherheit und Umweltschutz bereitet. Da diese Vorrichtungen eine eigene geometrische Form haben, zwingen sie diese der Spanplatte auf. Die Form der Anpreßflächen von Bandschleifmaschinen ist aber in der Regel ungenauer als die der Doppelbandpresse, so daß Dickenfehler in die Platte geschliffen werden.

Außerdem erzeugen die Breitbandschleifmaschinen, je nach Anordnung, längs- oder querlaufende Rillen in der Platte, die sich bei ungünstigen Verhältnissen durch die später aufgebrachte Beschichtung abzeichnen ("telegrafieren") können.

Die Vorrichtung nach den Ansprüchen 4-8 löst diese Probleme, da das Aufrauhen der Preßhaut mit einem Werkzeug ausgeführt wird, das nach dem Prinzip der Gleitschleif­ werkzeuge der Metallbearbeitung konzipiert ist. Eine schwingende Bewegung quer zur Vorschubrichtung der Platte erzeugt eine fein strukturierte, gut haftfähige Oberfläche, deren sich kreuzende Bearbeitungsspuren gut einebnend wirken.

Abb. 1 zeigt schematisch und nicht maßstabsgetreu eine Ausführungsmöglichkeit der Erfindung. Die Preßhaut 2a der Spanplatte 1 wird mit Diamantkristallen 3, die mit galva­ nisch und/oder chemisch abgeschiedenem Nickel 4 auf den Edelstahlträger 5 gebunden sind, aufgerauht. Der Träger wird von einem Druckkissen aus Preßluft 6 gegen die Span­ platte gedrückt, wobei durch Bohrungen 7 Druckluft entweichen kann. Diese Druckluft reißt Schleifstaub- und Schmutzteilchen 10 mit sich, wenn sie unter der Haube 12 abge­ saugt wird 9. Bürsten 11 unterstützen die Reinigungswirkung der Preßluft, indem sie fest­ backende Teilchen von der Oberfläche lösen.

Weil die dünne Trägerfolie von Preßluft an die Platte gedrückt wird, paßt sie sich deren Oberfläche vollständig an. Einzelne, hochragende Späne werden aber trotzdem erfaßt und, da sie viel weicher sind als das Werkzeug, eingeebnet.

Die dünne Beschichtung der Nickelschicht und des Schleifkorns mit dem extrem harten Diamant oder Titannitrid 13 sorgt dafür, daß das Schleifkorn durch die Belastung nicht aus der Nickelschicht gebrochen wird.

Die genaue Anpassung des Finishwerkzeugs an die Plattenform durch die Preßluft auf seiner Rückseite macht es möglich, nicht abtragend zu arbeiten, sondern nur die Ober­ fläche gleichmäßig aufzurauhen. Dadurch fallen nur geringe Mengen an Schleifstaub an, der leicht abgesaugt werden kann und nicht Gefahr läuft, unter die Dekorfolien oder -papiere zu geraten und sich auf der Oberfläche abzuzeichnen oder die Haftung der Beschichtung zu beeinträchtigen.

Der wirtschaftliche Vorteil, den die kontinuierliche Herstellung von Spanplatten bietet, mußte bisher schnell aufgegeben werden, da die Weiterverarbeitung in diskontinuierli­ chen Prozessen erfolgte. Um die kontinuierlich hergestellten Spanplatten direkt zu be­ schichten, werden Kurztaktpressen verwendet, die eine Zykluszeit von 45-90 Sekunden haben. Die Spanplatten werden vorher auf das gewünschte Format gesägt und zum Reifen gelagert. Die Dekorfolien bzw. das Dekorpapier wird im Regelfall als Bogen einge­ setzt.

Die Dekorfolien bzw. -papiere werden zu Bogen geschnitten, die dann paßgenau auf die Platten gelegt werden. Das Arbeiten von der Rolle - d. h. das Abziehen der jeweils benö­ tigten Länge pro Takt der Kurztaktpresse - ist wegen der Brüchigkeit insbesondere der Melaminharz-Dekorpapiere schwierig und unseres Wissens bisher nicht realisiert.

Um mit einer Kurztaktpresse von der Rolle zu arbeiten, müßten die Rollen im Takt be­ schleunigt und abgebremst werden, da Bewegung allein durch Zug gegen einen Wider­ stand wegen der Brüchigkeit des Materials nicht realisierbar ist.

Das Problem der Kurztaktpresse selbst liegt in der Ausbringung, die wesentlich geringer ist als die der Doppelbandpresse zur Spanplattenherstellung: Doppelbandpressen zur Spanplattenherstellung arbeiten mit einer Geschwindigkeit von 8-10 m/min, so daß bei Kurztaktpressen mit 60 sec Taktzeit 8-10 Meter Reaktionszone vorhanden sein müs­ sen, um alle von der Doppelbandpresse laufenden Rohspanplatten verarbeiten zu können.

Es sind also mehrere Kurztaktpressen pro Doppelbandpresse notwendig, dazu Vorrich­ tungen zum Konfektionieren der Beschichtungsbögen und zum Transport aller eingesetz­ ten Materialien. All dies braucht viel Gebäudefläche und -volumen.

Das in den Ansprüchen 1-3 beschriebene Verfahren dagegen ermöglicht es, alle Prozesse bis zum Zuschnitt der fertigen Spanplatte kontinuierlich zu führen.

Wenn zur Direktbeschichtung der auf einer Doppelbandpresse hergestellten Spanplatten ebenfalls eine Doppelbandpresse benutzt wird, können die beiden Pressen miteinander synchronisiert werden, sie haben dann die gleiche Ausbringung.

Die Abb. 2 zeigt schematisch eine dem Patent entsprechende Anlage. Die Spanplatten werden auf einer isochoren Doppelbandpresse 20 hergestellt. Mit den erfin­ dungsgemäßen Werkzeugen 21 wird die Oberfläche aufgerauht und vorbereitet. Von einer Abwickelstation 22, die auch mit einer Vorrichtung zum Wechsel des zugeführten Beschichtungsmaterials versehen sein kann, werden die Dekorfolien oder -papiere zu­ geführt. Eine zweite, isobare Doppelbandpresse 23 verpreßt die Beschichtungsbahnen mit der Spanplatte.

Diese Anordnung wurde bisher aus mehreren Gründen noch nicht realisiert:

Zum einen existierte kein Werkzeug, das die Oberfläche von noch heißen Spanplatten so vorbereiten konnte, daß man sie sofort beschichten konnte. Eine Wartezeit zum Abküh­ len der Oberfläche war also notwendig. Die unter den Ansprüchen 4-8 genannte Vor­ richtung löst dieses Problem.

Zum anderen sind in der holzverarbeitenden Industrie vor allem isochore Doppelbandpressen bekannt, wie sie auch zur Herstellung der Spanplatten selbst ver­ wendet werden. Aufgrund ihrer Konstruktion haben diese Pressen eine definierte geome­ trische Form der Reaktionszone, die bei der Herstellung von Spanplatten problemlos innerhalb der Fertigungstoleranzen liegt.

Bei der Direktbeschichtung stört diese Form allerdings, da sie sich mit der Form der Spanplatten überlagert und so der Druck auf das Preßpaket aus Spanplatte und Be­ schichtungsbahnen nicht gleichmäßig ist. Es können Streifen entstehen, bei denen der Druck nicht ausreicht, um Beschichtung und Platte zuverlässig zu verbinden.

Isobare Doppelbandpressen, bei denen der Reaktionszonendruck durch ein hinter dem Preßband anstehendes, fluides Druckkissen erzeugt wird, passen sich der Form des Preßpakets ideal an. Es kann daher nicht zur Streifenbildung kommen.

Da eine Doppelbandpresse kontinuierlich arbeitet, gibt es keine Probleme bei der Ver­ arbeitung der Beschichtungsmaterialien von der Rolle. Das Handling der Dekorfolien und -papiere am Einlauf einer Doppelbandpresse ist aus der Herstellung von dekorativen Laminaten bekannt.

Die Kombination von erfindungsgemäßem Schleifwerkzeug, Abwickelstation und isobarer Doppelbandpresse ermöglicht es, die wirtschaftlichen Vorteile der kontinuierlichen Ferti­ gung bis zum endgültigen Zuschnitt der Spanplatte zu nutzen.

Claims (8)

1. Verfahren zur kontinuierlichen Direktbeschichtung mit Dekorfolien oder Dekorpapieren, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der mittels einer isochor oder isobar wirkenden Doppelbandpresse hergestellten Spanplatte heiß, sofort nach dem Verlassen der Presse aufgerauht und eingeebnet und anschließend mit Dekorfolien oder Dekorpapier beschichtet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dekorfolien oder -papiere mit Hilfe einer Abwickelstation direkt von der Rolle verarbeitet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spanplatten und Dekorfolien bzw. -papiere mittels einer isobaren Doppelbandpresse durch Druck und Wärmeeinwirkung miteinander verbunden werden.

4. Vorrichtung zur Vorbereitung der Oberfläche einer Spanplatte zur Direktbeschichtung mit Dekorfolie oder -papier oder zur Entfernung der Preßhaut der Oberfläche, gekennzeichnet durch ein Werkzeug aus einem dünnen Edelstahl- oder Bronzeträger, der mit galvanisch oder chemisch, z. B. in einer Nickelschicht, gebundenen, feinen Diamantkorn oder kubischen Bornitrid belegt ist und mit Preßluft an die Spanplattenoberfläche gedrückt wird, wobei das Werkzeug quer zur Vorschubrichtung der Spanplatte schwingend bewegt wird, so daß diese von den Kornspitzen aufgerauht und eingeebnet wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Belegung mit Diamantkorn oder Bornitrid unbezahnte Gassen angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß kleine Bohrungen in der Mitte der bezahnten Felder liegen, durch die die hinter dem Träge anstehende Preßluft durch die Bezahnung und die unbezahnten Gassen entweichen kann.

7. Vorrichtung nach den Ansprücheen 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Nickelschicht und die Einbettung des Diamant- oder Bornitridkorns durch einen Schutzüberzug aus mittels Chemischer Abscheidung aus der Gasphase (Chemical Vapour Deposition, CVD), Physikalischer Abscheidung aus der Gasphase (Physical Vapour Deposition, PVD) oder Plasmaunterstützter Chemischer Abscheidung aus der Gasphase (Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition, PECVD) abgeschiedenem Titannitrid oder amorphem Diamant gegen mechanische Schäden wie Abrieb und Ausbrechen geschützt werden.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug von einer Haube abgedeckt wird und die Schleifstaub tragende Luft zwischen Haube, Werkzeug und Spanplatte abgesaugt wird.