EP2314462B1 - Verfahren zur Herstellung einer Zementgebundene Platte mit einer aufgedruckten Dekorschicht - Google Patents

Verfahren zur Herstellung einer Zementgebundene Platte mit einer aufgedruckten Dekorschicht Download PDF

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EP2314462B1 EP09173630A EP09173630A EP2314462B1 EP 2314462 B1 EP2314462 B1 EP 2314462B1 EP 09173630 A EP09173630 A EP 09173630A EP 09173630 A EP09173630 A EP 09173630A EP 2314462 B1 EP2314462 B1 EP 2314462B1
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    • E04F15/203—Separately-laid layers for sound insulation

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a cementitious panel according to claim 1.
  • Coatings of wood-based panels with melamine resins lead due to the poor weather resistance and UV resistance of the melamine resins to color changes (fading) to increased surface brittleness. This is not only an optical problem, but rather goes along with a decreasing strength of the plate, which could be dangerous especially in an application in the facade area. In addition, such panels must withstand a certain strength in terms of the intended assembly and increased wind load.
  • compact disks It is known in the outdoor sector, such as in the facade area or the field of urban furniture to use compact disks. These compact disks have kraft papers impregnated with phenolic resins in their core equipment. The surface of the compact panels consists either of pigmented lacquers or of decorative papers impregnated with melanin resin. It proves to be disadvantageous that these compact disks are relatively expensive and have only a limited weather resistance due to their melamine resin surface. In addition, these compact plates are characterized by a high density of over 1400 kg / m 3 , which makes the transport and assembly of these plates considerably more difficult.
  • cement-bonded wood fiber boards are also known for use outdoors, eg in the façade area.
  • These cementitious panels may typically comprise cellulose, paper, wood or glass fibers held together by an inorganic binder such as cement ( DD 275863 A1 . DE 10060 212 A1 . DE 10 2004 022 227 A1 ).
  • a fire protection plate made of a cement-bonded clamping plate as a support plate, a decorative layer and a surface coating applied to the decorative layer is known.
  • Decorative panel comprising a material plate is provided with a decorative layer and disposed on the decorative layer surface protection layer.
  • the decorative layer has at least one compound having an active hydrogen atom, and the surface protective layer comprises at least one isocyanate compound.
  • the compounds contained in the decorative layer and the surface layer react with each other, whereby a significant adhesion improvement is achieved.
  • a protective layer of a hotmelt composition is applied on one side (the back under conditions of use).
  • On the other side (front) can also be applied another layer. Suitable for this are different colors but also materials that are UV-resistant.
  • the present invention is based on the object, a method for producing a component or a.
  • To provide plate which is suitable for outdoor use and resists the stresses of climatic influences and water.
  • In addition to such a plate should have a decorative surface with high color stability.
  • the decorative layer is applied directly to the top and / or bottom, ie the cement-bonded carrier plate serves as a direct print template.
  • the use of decorative paper can therefore be dispensed with, which contributes to a saving of material.
  • Another significant advantage of the plate according to the invention consists in its compared to compact plates and cement slabs much lower weight, which makes them particularly attractive for use in the facade area.
  • the protective layer ensures the resistance of the cementitious panel to moisture and water.
  • an inkjet printer inkjet printer
  • inkjet printer for the production of decors is known for example from the processing of wood-based panels (eg DE 10 2006 022 774 B3 ). Therefore, there is no need for further modification or conversion of the inkjet printing process, which is used in the case of wood-based panels, which contributes to a time and cost savings.
  • CIJ continuous ink jet printers
  • DOD drop on demand printers
  • the applied decorative layer may include multicolored decors with or without geometric structures, woodgrains, tile patterns, parquet imitations, fantasy patterns, or other imaginable structures.
  • the at least one protective layer comprises at least one UV-resistant lacquer, which may be used in the form of a clear lacquer or may comprise further additives, in particular pigments, abrasion-resistant particles, flame retardants and / or conductive substances.
  • the use of a UV-resistant lacquer guarantees a long color stability and thus a long service life of the coating.
  • the pigments used are in particular pigments of titanium dioxide and / or iron oxide.
  • the concentration of the pigments in the lacquer layer can be up to 5% by weight, preferably between 1 and 4% by weight, particularly preferably between 1.5 and 3.5% by weight.
  • the conductive substances may be selected from the group comprising carbon black, carbon fibers, metal powder and nanoparticles, in particular carbon nanotubes. It is also possible to use combinations of these substances.
  • the additive is selected from the group of flame retardants containing phosphates, borates, in particular ammonium polyphosphate, tris (tri-bromneopentyl) phosphate, zinc borate or boric acid complexes of polyhydric alcohols.
  • the abrasion-resistant particles are preferably selected from the group consisting of aluminum oxides, corundum, boron carbides, silicon dioxides, silicon carbides and glass beads.
  • the abrasion-resistant particles increase the abrasion resistance and stability of the protective layer.
  • a cement-bonded wood fiber board, a cement-bonded chipboard and / or a gypsum fiber board can be used as the cement-bonded board.
  • the intended for use plate is preferably smooth ground.
  • the surface preferably has no coarse chips in the cover layer, and preferably contains no defects such as holes or stains.
  • the cement-bonded plate may have at least one counter-coating and / or at least one sound-insulating and / or heat-insulating layer.
  • the surface of a cement board is first sanded using a 200 "grain and then cleaned by brushing or vacuuming.
  • the thus treated plate is dried between cured or the applied primer using UV lamps.
  • the surface of the cement board is printed with the desired decorative layer in the inkjet process.
  • a first protective varnish or primer is applied in an amount of approx. 10 g / m2, which is cured by means of UV lamps.
  • a second coating application with a quantity of about 80 g / m 2 follows, which is gelled or cured with UV lamps or ESH.
  • the final topcoat application at a rate of about 10 to 15 g / m2 is also cured by means of UV lamps or ESH.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer zementgebundenen Platte nach Anspruch 1.
  • Der Einsatz von Platten auf der Basis von Holzwerkstoffen im Außenbereich ist aufgrund mehrerer Probleme begrenzt. Dies betrifft insbesondere die relativ schlechte Wasser- und Witterungsbeständigkeit von Holzwerkstoffplatten. So kann eine schlechte Wasserbeständigkeit von Holzwerkstoffplatten bei der Nutzung im Außenbereich zu Quellungen bis hinzu Materialzerstörungen führen.
  • Beschichtungen von Holzwerkstoffplatten mit Melaminharzen führen aufgrund der schlechten Witterungsbeständigkeit und UV-Beständigkeit der Melaminharze zu farblichen Veränderungen (Verbleichen) bis hinzu einer erhöhten Sprödigkeit der Oberfläche. Dies ist nicht nur ein optisches Problem, sondern geht vielmehr einher mit einer nachlassenden Festigkeit der Platte, was insbesondere bei einer Anwendung im Fassadenbereich gefährlich werden könnte. Darüber hinaus müssen derartige Platten neben einer bestimmten Festigkeit im Hinblick auf die vorgesehene Montage auch einer erhöhten Windlast widerstehen.
  • Es ist bekannt im Außenbereich, wie zum Beispiel im Fassadenbereich oder dem Bereich der Stadtmöblierung, Kompaktplatten zu verwenden. Diese Kompaktplatten weisen mit Phenolharze imprägnierte Kraftpapiere in ihrer Kernanlage auf. Die Oberfläche der Kompaktplatten bestehen entweder aus pigmentierten Lacken oder aus dekorativen Papieren, die mit Melaninharz imprägniert sind. Als nachteilig erweist sich dabei, dass diese Kompaktplatten relativ teuer sind und aufgrund ihrer Melaminharzoberfläche nur eine eingeschränkte Witterungsbeständigkeit besitzen. Zudem sind diese Kompaktplatten durch eine hohe Dichte von über 1400 kg/m3 gekennzeichnet, was den Transport und die Montage dieser Platten erheblich erschwert.
  • Üblicherweise werden bei diesen Kompaktplatten nur einfarbige bzw. unifarbene Dekore verwendet, da andere Dekore auf Papierbasis nur schwer realisierbar sind. Ein direktes Bedrucken der mit Phenolharze imprägnierten Kompaktplatten-Rohlinge ist aufgrund technischer Probleme wie zum Beispiel der durch die Phenolkomponente hervorgerufenen dunkelbraunen Farbe und der schlechten Haftung bisher nicht möglich.
  • Eine weitere wesentliche Anforderung an für den Außenbereich vorgesehene Platten besteht darin, dass diese ab einer vorgeschriebenen Gebäudehöhe schwer entflammbar sein müssen. Bisher kann dies nur durch den aufwändigen Einsatz von Flammenschutzmittel erreicht werden.
  • Eine Alternative zu den beschriebenen Kompaktplatten stellen Systeme auf rein anorganischer Basis dar, wie zum Beispiel Zementplatten. Aufgrund ihres hohen Gewichtes sind diese Platten für die Fassadenanwendung jedoch nicht geeignet. Zudem ist eine direkte Oberflächenveredelung durch Bedrucken oder Auftragen einer Lackierung aufgrunf der typischen Oberfläche nicht möglich. So sind diese Betonplatten in der Regel nur in Form von einfach gefärbten Platten ohne weiteres Dekor erhältlich. Damit werden jedoch Gestaltungsmöglichkeiten im Fassadenbereich vernachlässigt, die neben dem dekorativen Aspekt auch weitere Aspekte wie zum Beispiel zusätzliche Werbefläche unberücksichtigt lassen.
  • Neben Platten auf der Basis von Holzwerkstoffen oder Zement sind ebenfalls zementgebundene Holzfaserplatten zur Anwendung im Außenbereich, z.B. im Fassadenbereich bekannt. Diese zementgebundene Platten können üblicherweise Fasern aus Zellulose, Papier, Holz oder Glas aufweisen, welche durch ein anorganisches Bindemittel wie zum Beispiel Zement zusammengehalten werden ( DD 275863 A1 , DE 10060 212 A1 , DE 10 2004 022 227 A1 ).
  • Zur Erhöhung der Stabilität von zementgebundene Holzfaserplatten ist das Auftragen von zusätzlichen Schutzschichten, die keine Holzfasern enthalten, auf eine Trägerplatte aus zementgebundenen Holzfasern bekannt ( WO 03/016626 A2 ). Diese zusätzliche Schutzschicht kann durch geeignete Dekormotive oder Texturen modifiziert werden.
  • Es ist allgemein bekannt zur Erhöhung der Stabilität von Faserplatten diese mit einer äußeren Schutzschicht zu versehen.
  • Aus der EP 1 837 449 A2 ist z.B. eine Brandschutzplatte aus einer zementgebundene Spannplatte als Trägerplatte, einer Dekorschicht und eine auf der Dekorschicht aufgetragene Oberflächenversiegelung bekannt.
  • In der EP 0 872 338 A1 wird dekorative Platte umfassend eine Materialplatte mit einer Dekorschicht und einer auf der Dekorschicht angeordneten Oberflächenschutzschicht versehen. Die Dekorschicht weist mindestens eine Verbindung mit einem aktiven Wasserstoffatom auf und die Oberflächenschutzschicht umfasst mindestens eine IsocyanatVerbindung. Die in den der Dekorschicht und der Oberflächenschicht enthaltenen Verbindungen reagieren miteinander, wodurch eine deutliche Haftungsverbesserung erreicht wird.
  • Aus der EP 1 961 718 A1 ist ein Dachsystem basierend auf Wellplatten bekannt. Zur Vermeidung von Beschädigungen während des Transportes dieser Wellplatten ist auf einer Seite (der Rückseite unter Einsatzbedingungen) eine Schutzschicht aus einer Hotmelt-Zusammensetzung aufgetragen. Auf die andere Seite (Vorderseite) kann ebenfalls eine weitere Schicht aufgetragen werden. Dafür geeignet sind verschiedene Farben aber auch Materialien, die UV-beständig sind.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Bauelementes bzw. einer. Platte zur Verfügung zu stellen, die zur Anwendung im Außenbereich geeignet ist und den Belastungen durch klimatische Einflüsse und Wasser widersteht. Zu dem soll eine derartige Platte eine dekorative Oberfläche mit hoher Farbstabilität aufweisen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer zementgebundenen Platte mit mindestens einer Oberseite und mindestens einer Unterseite zur Anwendung im Außenbereich, wobei auf mindestens eine der Seiten eine Dekorschicht aufgedruckt ist, und auf der Dekorschicht mindestens eine Schutzschicht umfassend mindestens einen UV-beständigen Lack angeordnet ist, umfasst dabei die folgenden Schritte:
    1. a) Schleifen der Oberfläche der zementgebundenden Platte unter Verwendung eines 200" er Korns und anschließendes Reinigen mittels Bürsten oder Absaugen,
    2. b) Auftragen eines Primers mit einer Menge von ca. 10 g/m2 mit nachfolgendem Aufbringen einer weißen Grundierung in einer Menge von ca. 20 g/m2,
    3. c) Zwischentrocknen der Platte oder Härten der Grundierung unter Verwendung von UV-Lampen,
    4. d) Bedrucken der Oberfläche der zementgebundenen Platte mit einer Dekorschicht mittels Inkjet-Verfahren,
    5. e) Auftragen eines ersten Lackes in einer Menge von ca. 10 g/m2 und Aushärten des ersten Schutzlackes unter Verwendung von UV-Lampen,
    6. f) Auftragen eines zweiten Lackes in einer Menge von ca. 80 g/m2 und Anhärten des zweiten Schutzlackes unter Verwendung von UV-Lampen oder Elektronenstrahlhärtung (ESH), und
    7. g) Auftragen eines Decklackes in einer Menge von ca. 10 bis 15 g/m2 und Härten des Decklackes unter Verwendung von UV-Lampen oder Elektronenstrahlhärtung (ESH).
  • Die Dekorschicht ist dabei unmittelbar auf die Oberseite und/oder Unterseite aufgebracht, d.h. die zementgebundene Trägerplatte dient als direkte Druckvorlage. Auf die Verwendung von Dekorpapier kann daher verzichtet werden, was zu einer Materialersparnis beiträgt. Ein weiterer wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Platte besteht in ihrem im Vergleich zu Kompaktplatten und Zementplatten wesentlich geringeren Gewicht, was diese für den Einsatz im Fassadenbereich besonders attraktiv macht.
  • Durch die Schutzschicht wird die Beständigkeit der zementgebundenen Platte gegen Feuchtigkeit und Wasser gewährleistet.
  • Erfindungsgemäß wird die Dekorschicht mittels eines Tintenstrahl-Druckers (Inkjet-Druckers) auf die zementgebundene Trägerplatte aufgetragen. Die Verwendung von Tintenstrahl-Druckern zur Erzeugung von Dekoren ist zum Beispiel aus der Bearbeitung von Holzwerkstoffplatten bekannt (z.B. DE 10 2006 022 774 B3 ). Daher bedarf es keiner weitergehenden Modifikation oder Umstellung des Tintenstrahl-Druckprozesses, der im Falle von Holzwerkstoffplatten Anwendung findet, was zu einer Zeit- und Kostenersparnis beiträgt.
  • Als Tintenstrahldrucker können CIJ (Continous Ink Jet)-Drucker und/oder DOD (drop On Demand)-Drucker verwendet werden, die dem Fachmann bekannt sind. Die Verwendung von CIJ-Druckern ist im vorliegenden Fall bevorzugt.
  • Die aufgetragene Dekorschicht kann mehrfarbige Dekore mit oder ohne geometrischen Strukturen, Holzmaserungen, Fliesenmuster, Parkettimitate, Fantasiemuster oder anderer vorstellbaren Strukturen umfassen.
  • Die mindestens eine Schutzschicht umfasst mindestens einen UV-beständigen Lack , wobei dieser in Form eines Klarlackes verwendet werden kann oder weitere Additive, insbesondere Pigmente, abriebfeste Partikel, Flammschutzmittel und/oder leitfähige Substanzen, umfassen kann. Die Verwendung eines UV-beständigen Lackes garantiert eine lange Farbstabilität und damit eine lange Nutzungsdauer der Beschichtung.
  • Als Pigmente werden insbesondere Pigmente aus Titandioxid und/oder Eisenoxid verwendet. Die Konzentration der Pigmente in der Lackschicht kann bis zu 5 Gew%, bevorzugt zwischen 1 bis 4 Gew%, insbesondere bevorzugt zwischen 1,5 bis 3,5 Gew% betragen.
  • Die leitfähigen Substanzen können ausgewählt sein aus der Gruppe enthaltend Russ, Kohlefasern, Metallpulver und Nanopartikel, insbesondere Kohlenstoffnanoröhren. Es können auch Kombinationen dieser Substanzen zum Einsatz kommen.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist das Additiv ausgewählt aus der Gruppe der Flammschutzmittel enthaltend Phosphate, Borate, insbesondere Ammoniumpolyphosphat, Tris(tri-bromneopentyl)phosphat, Zinkborat oder Borsäurekomplexe von mehrwertigen Alkoholen.
  • Die Verwendung von Flammenschutzmittel führt zu einer weiteren Verringerung der Entflammbarkeit und ist daher insbesondere bei Anwendungen der Platten im Fassadenbereich von Bedeutung, die ab einer bestimmten Gebäudehöhe zum Einsatz kommen.
  • Die abriebfesten Partikel sind bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe enthaltend Aluminiumoxide, Korund, Borcarbide, Siliziumdioxide, Siliziumcarbide und Glaskugeln. Die abriebfesten Partikel erhöhen die Abriebfestigkeit und Stabilität der Schutzschicht.
  • Prinzipiell können als zementgebundene Platte eine zementgebundene Holzfaserplatte, eine zementgebundene Holzspanplatte und/oder auch eine Gipsfaserplatte zum Einsatz kommen. Die zum Einsatz vorgesehene Platte ist bevorzugt glatt geschliffen. Darüber hinaus weist die Oberfläche bevorzugt keine groben Späne in der Deckschicht auf, und enthält bevorzugt keine Fehlstellen wie z.B. Löcher oder Flecken.
  • Zusätzlich zu der Dekorschicht und der Schutzschicht kann die zementgebundene Platte mindestens eine Gegenzugsbeschichtung und/oder mindestens eine schalldämmende und/oder wärmedämmende Schicht aufweisen.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
    • Ausführungsbeispiel
  • Die Oberfläche einer Zementplatte wird zunächst unter Verwendung eines 200"er Korns geschliffen und anschließend durch Bürsten oder Absaugen gereinigt.
  • Im nächsten Schritt erfolgt der Auftrag eines Primers mit einer Menge von ca. 10g/m2 mit nachfolgendem Aufbringen einer weißen Grundierung in einer Menge von ca. 20g/m2.
  • Die so behandelte Platte wird zwischen getrocknet bzw. die aufgebrachte Grundierung unter Verwendung von UV-Lampen gehärtet.
  • Nachfolgend wird die Oberfläche der Zementplatte mit der gewünschten Dekorschicht im Inkjet-Verfahren bedruckt.
  • Im Anschluss an das Druckverfahren erfolgt der Auftrag eines ersten Schutzlackes bzw, Primers in einer Menge von ca. 10g/m2, der mittels UV-Lampen ausgehärtet wird.
  • Ein zweiter Lackauftrag mit einer Menge von ca. 80 g/m2 schließt sich an, welcher mit UV-Lampen oder ESH angeliert bzw. angehärtet wird. Der abschließende Decklackauftrag mit einer Menge von ca. 10 bis 15 g/m2 wird ebenfalls mittels UV-Lampen oder ESH gehärtet.

Claims (4)

  1. Verfahren zur Herstellung einer zementgebundenen Platte mit mindestens einer Oberseite und mindestens einer Unterseite zur Anwendung im Außenbereich, wobei auf mindestens eine der Seiten eine Dekorschicht aufgedruckt ist, und auf der Dekorschicht mindestens eine Schutzschicht umfassend mindestens einen UV-beständigen Lack angeordnet ist, umfassend die folgenden Schritte:
    a) Schleifen der Oberfläche der zementgebundenden Platte unter Verwendung eines 200" er Korns und anschließendes Reinigen mittels Bürsten oder Absaugen,
    b) Auftragen eines Primers mit einer Menge von ca. 10 g/m2 mit nachfolgendem Aufbringen einer weißen Grundierung in einer Menge von ca. 20 g/m2,
    c) Zwischentrocknen der Platte oder Härten der Grundierung unter Verwendung von UV-Lampen,
    d) Bedrucken der Oberfläche der zementgebundenen Platte mit einer Dekorschicht mittels Inkjet-Verfahren,
    e) Auftragen eines ersten Lackes in einer Menge von ca. 10 g/m2 und Aushärten des ersten Schutzlackes unter Verwendung von UV-Lampen,
    f) Auftragen eines zweiten Lackes in einer Menge von ca. 80 g/m2 und Anhärten des zweiten Schutzlackes unter Verwendung von UV-Lampen oder Elektronenstrahlhärtung (ESH), und
    g) Auftragen eines Decklackes in einer Menge von ca. 10 bis 15 g/m2 und Härten des Decklackes unter Verwendung von UV-Lampen oder Elektronenstrahlhärtung (ESH).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der UV-beständige Lack weitere Additive , insbesondere Pigmente, abriebfeste Partikel, Flammschutzmittel und/oder leitfähige Substanzen umfasst.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als zementgebundene Platte eine zemnetgebundene Holzfaserplatte und/oder eine zementgebundene Holzspanplatte verwendet werden.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zementgebundene Platte zusätzlich mindestens eine Gegenzugsbeschichtung und/oder mindestens eine schalldämmende und/oder wärmedämmende Schicht umfasst.
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