DE4313361A1 - Oberflächenvergütetes Formteil und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein oberflächenvergütetes Formteil geringer Dicke, das aus mit wenigstens einem wärmehärtbaren Bindemittel versetzten lignozellulose- und/oder zellulose­ haltigen Teilchen wie Holzspänen und/oder Holzfasern besteht und zumindest bereichsweise und über seine Dicke dreidimen­ sional verformt ist. Ferner ist die Erfindung auf ein Verfah­ ren zum Herstellen eines solchen Formteiles gerichtet.

Aus der DE-OS 40 33 849 ist ein Verfahren zum Herstellen von Formteilen bekannt, nach dem ein Vlies oder das aus einem Vlies unter Druck und Wärme erhaltene Produkt in eine fertig preßverformte Endform gebracht wird und dabei ein- oder beid­ seitig mit wenigstens einer Beschichtungsbahn versehen ist.

Durch diese Vorgehensweise können in Abhängigkeit von der je­ weils verwendeten Art von Beschichtungsbahnen alle gegebenen Anforderungen und auch höchste Anforderungen erfüllt werden, da auf diese Weise hochdekorative, glatte und geschlossene Oberflächen in den verschiedensten Farben und Designs erhal­ ten werden und speziellen Anforderungen an die Produktquali­ tät, zum Beispiel Unempfindlichkeit gegen Feuchtigkeit, in vollem Umfange Rechnung getragen werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Formteil der eingangs ge­ nannten Art zu schaffen, das hierzu alternativ oberflächen­ vergütet und besonders wirtschaftlich herstellbar ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß eine der beiden Breitseitenflächen eines beidseitig ungeschliffe­ nen Formteiles eine überlackierbare Haftgrundierschicht mit einer ausreichenden Dicke eines thermogehärteten, höher- bis hochviskosen und wasserlöslichen Lackbindemittels aufweist.

Die Oberflächenmikroporosität des ungeschliffenen Formteiles hat den Vorteil, daß sie infolge minimaler Kapillaraktivität einem Diffundieren des ohnehin wenig Wasser enthaltenen Lack­ bindemittels von der Oberfläche des Formteiles nach unten entgegenwirkt.

Daher gerät eine ausgeprägte Verankerungsschicht zwischen dem Formteil und der überlackierbaren Haftgrundierschicht in Fortfall, so daß sich eine wesentliche Ersparnis an Lackbin­ demittel ergibt.

Als thermohärtendes und wasserverdünntes Lackbindemittel wird vorzugsweise ein Acrylharz (Acrylatharz) verwendet, das der überlackierbaren Haftgrundierschicht eine hohe Riß-, Schlag-, Wetter- und Chemikalienbeständigkeit verleiht.

Der Feststoffgehalt der wäßrigen Acrylharzdispersion liegt im Bereich von 60 bis 85%.

Es kann sich hierbei um eine wäßrige selbstvernetzende Acrylharzdispersion oder um eine wäßrige Acrylharzdisper­ sion in Form von bis zu einer wasserhaltigen Paste handeln, die Zusätze wie z. B. Polyisocyanat, Beschleuniger, Weichma­ cher und sonstige an sich bekannte Zusätze, wie Trennmittel (Silicon- oder Paraffinemulsion), Füllstoffe (z. B. Kreide) und Pigmente enthält, welch letztere den Glanz- und Farbgrad der überlackierbaren Haftgrundierschicht entsprechend beein­ flussen.

Die maximale Auftragsmenge des erfindungsgemäß verwendeten Lackbindemittels, das sehr umweltfreundlich ist und eine minimale Trocknungsenergie erfordert, beträgt je Grundier­ schicht bis zu 160-180 g/m² und die Rohdichte des grundier­ ten, dreidimensional verformten Formteils einer Dicke von ca. 2 bis ca. 5 mm liegt zwischen 1000 und 1200 kg/m³.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Herstellen des vorstehend gekennzeichneten Formteiles aus mit wenigstens einem wärmehärtbaren Bindemittel versetzten lignozellulose- und/oder zellulosehaltigen Teilchen wie Holzspänen und/oder Holzfasern und dergleichen, bei dem zunächst auf einer Unter­ lage ein Vlies gebildet, dieses Vlies durch Druck und Wärme in eine ebene, mechanisch stabile Plattenform gebracht (erster Preßvorgang) und dann die so erhaltene preßgeformte Platte in einem weiteren beheizten Preßvorgang (zweiter Preß­ vorgang) unter Anwendung eines vergleichsweise wesentlich höheren Druckes zu einem zumindest bereichsweise und über seine Dicke dreidimensional verformten Formteil verpreßt wird.

Dieses Verfahren zeichnet sich dadurch aus,

• a) daß auf eine der beiden Breitseitenflächen einer nach dem ersten Preßvorgang erhaltenen preßgeformten und beidsei­ tig ungeschliffenen Platte eine überlackierbare Haftgrun­ dierschicht mit einer ausreichenden Dicke eines thermo­ härtenden, höher- bis hochviskosen und wasserlöslichen Lackbindemittels aufgebracht wird, und
• b) daß hierauf unter Wärmezufuhr ein Trocknen des Lackbinde­ mittels erfolgt.

Bevorzugt wird dabei beim Trocknen des Lackbindemittels zu­ nächst ein Antrocknen unter im wesentlichen gleichmäßiger Wärmezufuhr vorgenommen und dieses Antrocknen des Lackbinde­ mittels dann durch drucklose Preßflächenkontaktwärmeübertra­ gung vor Beginn des zweiten Preßvorganges intensiv fortge­ setzt.

Werden zur drucklosen Preßflächenkontaktwärmeübertragung die Preßflächen des zweiten Preßvorgangs herangezogen, so er­ folgt aufgrund der vorhandenen Preßflächenkonturen eine dif­ ferenzierte Wärmebeeinflussung des noch plattenförmigen Aus­ gangsmaterials vor dem zweiten Preßschritt. Dabei werden die einer besonders ausgeprägten Verformung zu unterziehenden Bereiche des Ausgangsmaterials stärker erwärmt als die weni­ ger oder nicht zu verformenden Bereiche, und dies hat zur Folge, daß in den stark zu verformenden Bereichen die Visko­ sität der bereits vorhandenen Lackschicht erniedrigt und die Verformbarkeit des Ausgangsmaterials verbessert wird. Als Folge davon ergibt sich eine Verkürzung der Taktzeit und gleichzeitig eine hohe Sicherheit gegen ein äußerst uner­ wünschtes Reißen der Lackschicht in den kritischen Verfor­ mungsbereichen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Merkmale der Erfin­ dung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung weiter beschrieben; die einzige Figur zeigt einen schematischen Teilquerschnitt durch ein erfindungsgemäßes Formteil für eine Türfront.

Bei der Herstellung des insgesamt mit der Bezugsziffer 1 be­ zeichneten Formteiles wird von Holzhackschnitzeln ausgegan­ gen, die in einem Refiner zu Faserstoffteilchen aufgeschlos­ sen, danach auf einen Feuchtgehalt von 8 bis 12% getrocknet und während des Trocknungsvorganges mit etwa 9% an mit Pa­ raffin versetzten Harnstoffharz - bezogen auf absolut trocke­ ne Faserstoffteilchen - vermischt werden.

Es versteht sich, daß anstelle von Harnstoffharz Phenol- oder ein anderes geeignetes Harz verwendbar ist und der je­ weilige Festharzanteil im Bereich von beispielsweise ca. 8 bis 10 Gew. -% der Ausgangsmaterialien gewählt werden kann.

Anschließend bildet man ein Vlies einer entsprechenden Dicke bzw. Höhe, das nacheinanderfolgend in einen Vorverdichter, eine HF-Erwärmungsstation und in den Preßspalt einer nach dem mehrhundertfach bewährten Kalanderprinzip arbeitenden Presse - erster Preßvorgang - belangt. Bezüglich der Maschi­ nentechnik ist dabei zu verweisen auf die Zeitschrift "Holz als Roh- und Werkstoff", Januar 1977, Heft 1, Rückseite des Titelblattes.

Nach einer bestimmten Zeit verläßt das Vlies den Preßspalt dieser Presse als mechanisch stabiler und ausgehärteter Plat­ tenstrang mit einem Feuchtegehalt von 6 bis 8% und wird ohne thermische Nachbehandlung in Plattenformate beliebiger Länge aufgeteilt. Eine dabei verwendbare Technologie ist beispielsweise in der DD-PS 2 50 290 beschrieben.

Die Rohdichte der erhaltenen Platten von z. B. einer Dicke von 4 mm beträgt dabei 620 kg/m³.

Auf eine der beiden Breitseiten einer jeden nach dem ersten Preßvorgang erhaltenen preßgeformten, ebenen und beidseitig ungeschliffenen Platte wird nun eine überlackierbare Haft­ grundierschicht, die aus einem thermogehärteten, höher- bis hochviskosen und wasserlöslichen Lackbindemittel besteht, aufgebracht. Dies geschieht je nach dem Feststoffgehalt der wäßrigen Lackbindemittel-Dispersion im Gieß-, Walzenauf­ trags- oder Rakelauftragsverfahren.

Es ist sinnvoll, danach während einer kurzen Liegezeit dafür zu sorgen, daß die wäßrige Lackbindemittel-Dispersion an der Plattenoberfläche zwecks besserer späterer Verformbar­ keit der Platte zu einem zumindest bereichsweise dreidimen­ sional verformten Formteil einwirken kann.

Gemäß einem weiteren Verfahrens schritt findet ein Antrocknen der zuvor auf die Platte aufgebrachten Lackbindemittel- Schicht statt. Hierzu dient Heißluft, Infrarotstrahlung oder dergleichen.

Im Anschluß daran wird eine zusätzliche und besonders wirk­ same Antrocknung erreichte wenn die mit einer Lackbindemit­ telschicht versehene Platte vor Beginn des zweiten Preßvor­ ganges eine vorgebbare Zeitspanne einer inbesondere bereichs­ weisen drucklosen Preßflächenkontaktwärmeübertragung unter­ zogen wird, bei der Temperaturen im Bereich von 170°C bis 190°C herrschen und diese Preßflächen unmittelbar zum zwei­ ten Preßvorgang gehören. Da vor Beginn des zweiten Preßvor­ gangs die zur Preßflächenkontaktwärmeübertragung verwendeten Preßflächen aufgrund ihrer Konturierung denjenigen Bereichen des noch plattenförmigen Ausgangsmaterials jeweils am näch­ sten liegen, die am stärksten verformt werden müssen, werden diese kritischen Bereiche stärker erwärmt, was beim nachfol­ genden Preßvorgang dazu führt, daß diese kritischen Bereiche stets mit einer gleichförmigen, rißfreien Grundlackschicht überzogen sind, was im Falle eines nachträglichen Aufbrin­ gens einer überlackierbaren Haftgrundierschicht auf das fer­ tige Formteil zumindest auf wirtschaftliche Weise nicht er­ reicht werden kann.

Wird während des zur Endverformung dienenden zweiten Preßvor­ gangs der Preßdruck zunächst kurzfristig auf einen Maximal­ wert erhöht - der kurzzeitig angelegte hohe spezifische Preß­ druck erreicht hier bevorzugt etwa 100 bar - und dann auf einen spezifischen Preßdruck in der Größenordnung von etwa 60 bis 70 bar abgesenkt, so erhält man ohne irgendwelche An­ klebeprobleme ein zumindest bereichsweise und über seine Dicke dreidimensional verformtes Formteil 1, das eine Roh­ dichte von ca. 1100 kg/m³, eine Dicke von ca. 2,3 mm und eine einwandfrei gebrauchsfertige, rißfreie sowie über­ lackierbare Haftgrundierschicht 2 besitzt.

Claims (17)

1. Oberflächenvergütetes Formteil geringer Dicke, das aus mit wenigstens einem wärmehärtbaren Bindemittel versetz­ ten lignozellulose- und/oder zellulosehaltigen Teilchen wie Holzspänen und/oder Holzfasern besteht und zumindest bereichsweise und über seine Dicke dreidimensional ver­ formt ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine der beiden Breitseitenflächen eines beidseitig ungeschliffenen Formteiles (1) eine überlackierbare Haft­ grundierschicht (2) mit einer ausreichenden Dicke eines thermogehärteten, höher- bis hochviskosen und wasserlös­ lichen Lackbindemittels aufweist.

2. Oberflächenvergütetes Formteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des plattenförmigen Ausgangsmaterials des Formteils etwa 2 bis 5 mm beträgt und daß das Ausmaß der Verformung in Dickenrichtung zumindest bereichsweise größer ist als die Dicke des Ausgangsmaterials.

3. Oberflächenvergütetes Formteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß als thermohärtendes und wasserverdünntes Lackbinde­ mittel bevorzugt eine wäßrige, selbstvernetzende Acryl­ harzdispersion oder eine wäßrige Acrylharzdispersion in Form bis zu einer wasserhaltigen Paste verwendet ist, die Zusätze wie beispielsweise Polyisocyanat, Beschleu­ niger, Füllstoffe und Pigmente enthält.

4. Oberflächenvergütetes Formteil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Zusätze gegen Rißbildungen wirkende Weichmacher und/oder Trennmittel zur Verhinderung von Klebeeffekten verwendet sind.

5. Oberflächenveredeltes Formteil nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Feststoffgehalt des Lackbindemittels im Bereich von 60 bis 85% liegt.

6. Oberflächenveredeltes Formteil nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale Auftragsmenge je Grundierschicht bis zu 160-180 g/m² beträgt.

7. Oberflächenveredeltes Formteil nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Rohdichte zwischen 1000 und 1250 kg/m³ hat.

8. Verfahren zum Herstellen eines oberflächenveredelten Formteiles nach wenigstens einen der vorgenannten Ansprü­ che, bei dem aus mit wenigstens einen wärmehärtbaren Bin­ demittel versetzten lignozellulose- und/oder zellulose­ haltigen Teilchen wie Holzspänen und/oder Holzfasern und dergleichen zunächst auf einer Unterlage ein Vlies gebil­ det, dieses Vlies durch Druck und Wärme in eine ebene, mechanisch stabile Plattenform gebracht (erster Preßvor­ gang) und dann die so erhaltene preßgeformte Platte in einem weiteren beheizten Preßvorgang (zweiter Preßvor­ gang) unter Anwendung eines vergleichsweise wesentlich höheren Druckes zu einen zumindest bereichsweise und über seine Dicke dreidimensional verformten Formteil ver­ preßt wird, dadurch gekennzeichnet,

• a) daß auf eine der beiden Breitseitenflächen einer nach dem ersten Preßvorgang erhaltenen preßgeformten und beidseitig ungeschliffenen Platte eine überlackierba­ re Haftgrundierschicht mit einer ausreichenden Dicke eines thermohärtenden, höher- bis hochviskosen und wasserlöslichen Lackbindemittels aufgebracht wird, und
• b) daß hierauf unter Wärmezufuhr ein Trocknen des Lack­ bindemittels erfolgt.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß beim Trocknen des Lackbindemittels zunächst ein An­ trocknen unter gleichmäßiger Wärmezufuhr erfolgt und dieses Antrocknen des Lackbindemittels durch drucklose Preßflächenkontaktwärmeübertragung vor Beginn des zwei­ ten Preßvorgangs intensiv fortgesetzt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet daß das Aufbringen des Lackbindemittels entsprechend dem Lösungsmerkmal a) im Gieß-, Walzenauftrags- oder Rakel­ auftragsverfahren vorgenommen wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet daß für die mit einem bestimmten Lackbindemittel versehe­ ne Platte eine vorgebbare kurze Liegezeit vorgesehen ist.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Platte aufgebrachte Lackbindemittel- Schicht mittels Heißluft, Infrarotstrahlung oder derglei­ chen angetrocknet wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Lackbindemittel-Schicht aufweisende Platte vor Beginn des zweiten Preßvorganges eine vorgebbare Zeitspanne einer drucklosen Preßflächenkontaktwärmeüber­ tragung ausgesetzt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß zur drucklosen Preßflächenkontaktwärmeübertragung die Preßflächen beim zweiten Preßvorgang herangezogen und dabei die einer ausgeprägten Verformung zu unterzie­ henden Bereiche stärker erwärmt werden.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß während des zur Endverformung dienenden Preßvorgangs der Preßdruck zunächst kurzfristig auf einen Maximalwert erhöht und dann auf einen deutlich niedrigeren Druck ab­ gesenkt wird.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der kurzzeitig angelegte hohe spezifische Preßdruck etwa 100 bar und der dann verringerte spezifische Preß­ druck etwa 60 bis 70 bar beträgt.

17. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß als Bindemittel im Inneren des oberflächenvergüteten Formteils ein Harnstoff-, Phenol- oder dergleichen Harz verwendet wird und der jeweilige Festharzanteil im Be­ reich von beispielsweise ca. 8 bis ca. 10 Gew. -% der Ausgangsmaterialien gewählt wird.