EP4159470B1

EP4159470B1 - Verfahren zur veredelung einer bauplatte

Info

Publication number: EP4159470B1
Application number: EP22208390.9A
Authority: EP
Inventors: Roger Braun; Frank Oldorff; Norbert Kalwa; Rüdiger KLUPSCH
Original assignee: Flooring Technologies Ltd
Current assignee: Flooring Technologies Ltd
Priority date: 2018-06-08
Filing date: 2018-06-08
Publication date: 2023-12-06
Anticipated expiration: 2038-06-08
Also published as: EP3578383B1; EP3578383A1; ES2973121T3; EP4159470A1; PL3578383T3; EP3578383C0; PL4159470T3; ES2952870T3; EP4159470C0

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Veredlung einer großformatig bereitgestellten Bauplatte, insbesondere MDF oder HDF, mit einer Oberseite und einer Unterseite, wobei mindestens in die Oberseite ein Relief eingeprägt wird, mit folgenden Schritten:

a) auf der Oberseite werden ein Dekorpapier und auf das Dekorpapier als abriebfeste Schicht ein Overlaypapier aufgebracht,
b) die Unterseite wird mit einem Gegenzug versehen,
c) der so vorbereitete Aufbau wird einer Kurztaktpresse zugeführt und unter hohem Druck und hoher Temperatur miteinander verpresst,
d) während des Verpressens wird das Relief als mindestens eine streifenförmig ausgebildete Vertiefung mit zwei gegenüberliegenden Seitenwandungen und einer diese verbindenden Bodenwandung in die Oberseite mit einer Tiefe eingeprägt.

Aus der WO 2016/180643 A1 ein Verfahren zur Veredlung einer großformatig bereitgestellten Bauplatte, insbesondere MDF oder HDF, mit einer Oberseite und einer Unterseite bekannt, wobei mindestens in die Oberseite ein Relief eingeprägt wird, anschließend auf die geprägte Oberseite der Bauplatte ein Dekor aufgebracht und das Dekor anschließend durch Aufbringen einer abriebfesten Schicht versiegelt wird..
Die EP 1 820 640 B1 beschreibt ein Verfahren zur Veredelung einer großformatig bereitgestellten Bauplatte aus MDF, in deren Oberseite eine Struktur oder ein Relief eingeprägt, auf die geprägte Oberseite ein Dekor aufgebracht und das Dekor anschließend mit einer abriebfesten Schicht versiegelt wird.
Die EP 3 023 261 B1 offenbart ein Verfahren zum Veredeln einer Holzwerkstoffplatte mit einer Oberseite und einer Unterseite, indem zumindest auf die Oberseite oder die Unterseite zunächst eine Schicht aus flüssigem Kunstharz aufgetragen wird, dann wenigstens eine mit einem Kunstharz getränkte Papierlage aufgelegt wird und dieser Aufbau anschließend in einer Presse unter hohem Druck und hoher Temperatur verpresst wird, wobei das Harz aufschmilzt und sich mit der Holzwerkstoffplatte verbindet.
Derartige Bauplatten werden nach dem Veredeln in einzelne Paneele aufgeteilt und beispielsweise als Fußboden- oder als Wand- und Deckenpaneele verwendet und sind häufig mit einem Holz-, Stein- oder Fantasiedekor mit überlagerter, dreidimensionaler Oberfläche versehen. Die aufgeteilten Paneele weisen Verbindungsmittel (Nut und Feder) auf und sind meist mit Verriegelungsmitteln zum Verriegeln benachbarter Platten in horizontaler und vertikaler Richtung ausgestattet (sogenannte Klickpaneele). Durch die Überlagerung von Dekor und dreidimensionaler Oberfläche entsteht ein realistischer optischer und haptischer Eindruck des imitierten Werkstoffes.
Insbesondere bei Fußbodenpaneelen ist bekannt, dass diese mindestens auf der Oberseite beschichtet sind und eine an das Dekor angepasste Struktur aufweisen. Eine solche Struktur wird als dekorsynchrone Struktur (embossed register) bezeichnet. Das Dekor liegt dabei entweder als eine auf die Trägerplatte aufkaschierte Papierlage oder als eine direkt auf die Trägerplatte aufgedruckte Farbschicht vor. Das Dekor ist zudem mit einer verschleißhemmenden Schicht versehen. Dazu werden entweder abriebfeste Papierlagen, sogenannte Overlays, oder nach dem Aushärten abriebfeste Lack- bzw. Harzschichten verwendet. Die dekorsynchrone Struktur liegt als eine dreidimensionale Oberflächenstruktur vor und wird mittels eines entsprechend dreidimensional strukturierten Pressblechs in die Plattenoberfläche eingeprägt. Dabei schmelzen und verlaufen die thermischen und unter Druck aktivierbaren Bestandteile der Beschichtung und füllen die dreidimensionale Strukturprägung unter Aushärtung aus. Die Struktur weist üblicherweise eine Höhe von bis zu 500 µm auf. Die Anzahl und die Tiefe der Strukturen sind zum einen durch die verfügbare Menge an aktivierbaren Bestandteilen und zum anderen durch die Presskraft begrenzt.
Bei Laminatfußböden sind die Stoßkanten, an denen benachbarte Fußbodenpaneele aneinanderstoßen problematisch. Je nach Lichteinfall verursachen schon kleinste Höhenunterschiede optisch unschöne Schattenbildungen, die das Gesamtbild eines Fußbodens negativ beeinträchtigen. Durch den Kern aus Holzwerkstoff sind die Paneele außerdem feuchtigkeitsempfindlich. Auf dem Fußboden verschüttete Flüssigkeit muss schnellstmöglich weggewischt werden, um ein Eindringen der Flüssigkeit in die Verbindungsfuge zwischen den Stoßkanten zu vermeiden. Dringt Wasser ein, können sich die Holzfasern in der Trägerplatte ausdehnen und irreversible Quellungen erzeugen, da durch den Quelldruck des Holzes das Gefüge zerstört und/oder der Klebstoff partiell hydrolisiert wird. Aus diesem Grund ist es wichtig, dass schon bei der Herstellung der Paneele den späteren Stoßkanten eine besondere Aufmerksamkeit gewindet wird. Benachbarte Paneele sollen fest aneinander liegen können, es soll sich ein optisch gleichmäßiges Erscheinungsbild zu einem Fußboden verlegter Paneele ergeben und es muss Vorsorge getroffen werden, dass verschüttete Flüssigkeit nicht sofort in die Verbindungsfugen fließen kann.
Die DE 10 2008 008 240 A1 offenbart eine Trägerplatte auf deren Oberseite vor dem Beschichten Wasser aufgebracht wird, das einzieht und beim anschließenden Verpressen einen Dampfstoß bewirkt, wodurch sich die oberste Schicht sehr schnell erwärmt. Die Wärme und die Feuchte bewirken eine bessere plastische Verformbarkeit und ermöglichen dadurch das Einprägen tieferer Pressblechstrukturen. Durch die Feuchtigkeit wird außerdem bewirkt, dass der Wärmeübergang von den Pressblechen der Kurztaktpresse in die Holzwerkstoffplatte besser wird.
In der EP 3 059 020 A1 wird die Behandlung einer Holzwerkstoffplatte mit Wasserdampf beschrieben, der eine Temperatur bis zu 60°C haben kann. Diese Behandlung soll ein möglichst einheitliches feuchtes Niveau der Trägerplatte bewirken, um die Grundierung für die Bedruckung zu verbessern. Hierzu wird die befeuchtete Oberseite zunächst geschliffen und anschließend auf eine Temperatur von ca. 45°C vorgewärmt. Daran schließt sich ein erster Harzauftrag als Walzgrund an. Auf diesen Walzgrund wird eine weiße Grundierung aufgewalzt.
Die EP 2 106 903 A1 offenbart ein Verfahren zum Auftragen verschleißhemmender Partikel auf ein flächiges Substrat, das sich dadurch auszeichnet, dass der Auftrag mittels eines elektrostatischen Feldes mit einer Potentialdifferenz von wenigstens 10 kV erfolgt.
Von dieser Problemstellung ausgehend soll das eingangsbeschriebene Verfahren entsprechend verbessert werden.
Um die vorgenannten Nachteile zu vermeiden, wird bei einem gattungsgemäßen Verfahren erfindungsgemäß vorgesehen, dass vor dem Auftragen des Dekorpapiers auf die Oberseite als ein Vergütungsmittel ein Postforming-Harz oder Standard-Tränkharz, das durch Zugabe von Flexibilisierungsmitteln elastischer eingestellt ist, aufgetragen wird, und zumindest in den Bereichen, in denen das Relief geprägt werden soll, die Oberseite (2) zur Erreichung einer Oberflächentemperatur von 30 bis 50 °C mit Heißdampf behandelt wird.
Als Flexibilisierungsmittel können 1,4 Butandiol, Caprolactan oder Polyglycol eingesetzt werden.
Bevorzugt werden als Heißdampf mindestens 10 g/m² Wasserdampf aufgebracht.
Entlang der geprägten Vertiefungen erfolgt später die Aufteilung der großformatigen Platte in einzelne Paneele. Durch die geprägten Vertiefungen ist dann die Oberseite an den Seitenkanten abgesenkt. Die Stoßkanten aneinander angrenzender Paneele liegen gegenüber der Oberseite also tiefer. Höhenversatz kann in einem solchen Fall keine Schattenbildung verursachen, die optisch auffällt, weil alle Stoßfugen abgesenkt sind. Durch eine entsprechende Kantenprofilierung kann eine feste Verbindung zwischen benachbarten Paneelen erzielt werden, wodurch das zu schnelle Eindringen von Flüssigkeit in die Stoßfuge wirksam vermieden wird.
Um die Seitenkanten der Paneele umlaufend absenken zu können, wird vorzugsweise mindestens eine weitere in einen Winkel quer zu der mindestens einen Vertiefung verlaufende Vertiefung eingeprägt. Bevorzugt werden auch hier eine Mehrzahl quer laufender Vertiefungen eingeprägt, entlang derer die Aufteilung der Paneele dann in Querrichtung erfolgen kann.
Wenn als Bauplatte eine MDF- oder HDF-Platte verwendet wird, ist vorgesehen, dass deren Rohdichteprofil (Verlauf der Dichte über den Querschnitt der Platte) gegenüber einem üblichen Rohdichteprofil, wie es beispielsweise aus der EP 3 023 261 B1 bekannt ist, abgesenkt wird. Beim Verpressen des Faserkuchens zu einer Bauplatte gewünschter Dicke ergibt sich die größte Rohdichte im Bereich der Oberseite und der Unterseite der Platte. Durch den Hitzeeintrag beim Verpressen bildet sich an der Oberseite und der Unterseite eine Presshaut aus, die auch "Verrottungsschicht" genannt wird. Die Platte kann, wenn sie mit einer maximalen Rohdichte in den Deckschichten von 950 - 1000 kg/m³ gepresst wurde, pressblank bereitgestellt werden, das heißt, die Presshaut wird nicht entfernt. Es ist aber auch möglich, zur Reduzierung der Dichte an der Oberseite die Presshaut zumindest teilweise, beispielsweise auf eine Dicke von 0,3 mm, abzuschleifen.
Durch das Vergütungsmittel wird erreicht, dass die zuvor reduzierte Rohdichte an der Oberseite (in der Deckschicht) wieder erhöht wird, um ausreichende Festigkeitseigenschaften an den späteren Paneelen zu erzielen.
Beim Prägen der mindestens einen Vertiefung stellt sich eine Oberflächentemperatur von bis zu 220°C ein.
Sofern gewünscht, können unter das Dekorpapier eine oder mehrere Papierlagen als Underlay aufgebracht werden. Diese Papierlagen sind wie das Dekorpapier mit einem Melaminharz getränkt.
Das auf die Oberseite aufgetragene Vergütungsmittel (Melaminharz) fixiert beim Verpressen und Aushärten den verdichteten Faserkuchen und erhöht die Rohdichte in der Deckschicht.
Die Tiefe der mindestens einen Vertiefung beträgt vorzugsweise bis zu 07 mm und kann insbesondere abgestuft sein, sodass die Bodenwandung stufenförmig ausgebildet ist. In einem solchen Fall werden mehrere erste Pressschritte mit unterschiedlichen Presstiefen durchgeführt. Das Prägen der mindestens einen Vertiefung kann mittels eines tief strukturierten Pressblechs, vorzugsweise mittels leistenförmiger Erhöhungen auf dem Pressblech (31), erfolgen.
Um die Bauplatte während der anschließenden weiteren Bearbeitungsschritte ausrichten zu können, können auf das Dekorpapier dort, wo es in den Bodenwandungen der mindestens einen Vertiefung zur Anlage gelangt Markierungen aufgedruckt sein, die aus Linien, Kreisen, Punkten, Kreuzen oder sonstigen grafischen Zeichen bestehen können. Bevorzugt werden Linien verwendet. Anstelle aufgedruckter Markierungen können während des Verpressens auch Markierungen geprägt werden, die als matte oder glänzende Bereiche bzw. geometrische Figuren mit Hilfe des oberen Pressblechs auf die Bauplatte übertragen werden. Solche Markierungen können auch am Rand des Dekorpapiers vorgesehen sein, sodass sie sich am äußeren Rand der beschichteten Bauplatte befinden. Das Ausrichten kann über ein Kamerasystem erfolgen.
In die Oberseite kann zusätzlich über das obere Pressblech eine Struktur eingeprägt werden, die zumindest teilweise synchron zum Dekor verläuft, was in der Fachsprache "embossed register" genannt wird.
Mit Hilfe einer Zeichnung soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung nachfolgend näher beschrieben werden. Es zeigen:

Figur 1 -: eine perspektivische Teildarstellung einer großformatigen Bauplatte;
Figur 2 -: die Draufsicht auf die Bauplatte nach Figur 1;
Figur 3 -: eine schematische Teildarstellung vor dem zweiten Prägeschritt;
Figur 4 -: eine vergrößerte Teildarstellung während des zweiten Prägeschrittes;
Figur 5 -: eine schematische Darstellung der in der Kurztaktpresse befindlichen Bauplatte;
Figur 6 -: ein übliches Rohdichteprofil einer HDF-Platte;
Figur 7 -: das Rohdichteprofil einer ersten großformatigen Bauplatte;
Figur 8 -: das Rohdichteprofil einer zweiten großformatigen Bauplatte;

Ausgangsbasis ist eine großformatige HDF-Platte mit einer Länge von 2.800 mm oder 1.860 mm, einer Breite von 2.070 mm und einer Dicke von 7 mm bis 14 mm. Die Rohdichte ist gegenüber einer üblichen HDF-Platte abgesenkt wie ein Vergleich der Figur 6 mit den Figuren 7 und 8 zeigt. Zur Ausbildung einer schwachen Deckschicht, die sich plastisch verformen lässt, wurden die Deckschichtspitzen gegenüber dem Standard um mindestens 40 kg/m³ abgesenkt. Gute Ergebnisse wurden mit einer Absenkung um bis zu 60 kg/m³ erreicht. Die Rohdichte liegt dann im Bereich von 950 bis 1000 kg/m³. Ein Beispiel für das Rohdichteprofil einer herkömmlichen HDF-Platte ist in Figur 6 gezeigt. Figuren 7 und 8 zeigen Beispiele von Rohdichtenprofilen von erfindungsgemäß verwendeten Bauplatten.
Die HDF-Platte kann pressblank, also mit der kompletten Presshaut zur Verfügung gestellt werden. Vorzugsweise wird die Presshaut aber bis auf eine Dicke von etwa 0,3 mm abgeschliffen, um die Deckschicht zunächst bewusst "schwach auszubilden". Zunächst werden als ein Vergütungsmittel 10 bis 50 g/m², vorzugsweise 30 g/m² wässriges Melaminharz aufgetragen. Dabei kann es sich um ein Standard-Tränkharz mit einem Feststoffanteil von 50 bis 65 Gew.%, vorzugsweise 60 Gew.% handeln. Neben Wasser als Lösemittel können weitere Zusätze, wie Härter, Netzmittel und ähnliches in der Rezeptur vorhanden sein. Alternativ können als Vergütungsmittel auch UF-Harz oder in Mischungen UF- und Melaminharz verwendet werden. Erfindungsgemäß handelt es sich um ein Postforming-Harz oder ein Standard-Tränkharz, das durch Zugabe von Flexibilisierungsmitteln (z. B. 1,4-Butandiol, Caprolactam, Polyglycol usw.) elastischer eingestellt ist. Eine nachträgliche Zugabe des Elastifizierungsmittels sollte in einer Größenordnung von etwa 3 bis 7 Gew.% erfolgen. Um Vertiefungen 5, 6 in die Oberseite 2 der Bauplatte 1 einprägen zu können, wird diese anschließend auf eine Temperatur von 30°C bis 50°C mittels Auftrags von 10 bis 30 g/m² Wasserdampf erwärmt.
Nach dieser Vorbehandlung werden auf die Oberseite 2 ggf. ein oder mehrere harzgetränkte Papierlagen als Underlay 4.1 (vgl. Figur 5) und darauf dann oder nur allein (vgl. Figur 3) ein Dekorpapier 3 aufgelegt. Das Dekorpapier 3 kann einfarbig oder mehrfarbig sein. Auf dem Dekorpapier 3 können Markierungen 7 vorgesehen sein. Die Markierungen 7 können Kreise 7.1, Kreuze 7.2, Linien 7.3 und Striche 7.4 oder andere geometrische Figuren sein. Über diese Markierungen 7 kann die Bauplatte 2 zur Vornahme weiterer Bearbeitungsschritte über ein Kamerasystem ausgerichtet werden.
Anschließend wird an die Unterseite 9 der Bauplatte 1 ein Gegenzug 8 und auf das Dekorpapier 3 ein Overlaypapier 4 als abriebfeste Schicht aufgelegt. Dieser Aufbau wird dann einer Kurztaktpresse 30 zugeführt, deren oberes Pressblech 31 mit leistenförmigen Erhöhungen 32 versehen ist. Über die Markierungen 7 und ein Kamerasystem wird die Bauplatte 1 ausgerichtet, sodass die Erhöhungen 32 beim Verpressen des Aufbaus die Vertiefungen 5, 6 prägen und dabei parallele und plane Seitenwandungen 5.1, 5.2 und die Bodenwandung 5.3 ausbilden. Zwischen den leistenförmigen Erhöhungen 32 kann das Pressblech 31 mit einer Gravur versehen sein, über die beim Verpressen in die Oberseite des Overlays eine Struktur eingeprägt wird, die zumindest teilweise synchron zu dem Dekor ausgerichtet ist (embossed register).
Die Presszeit in der Kurztaktpresse 30 beträgt zwischen 10 und 30 Sekunden, vorzugsweise 12 bis 15 Sekunden, in denen die Harze aufschmelzen und sich mit der Bauplatte 1 verbinden. Die Temperatur der Pressbleche 31, 33 beträgt bis zu 200°C. Der Druckverlauf erfolgt dabei ausgehend von einer Druckaufbauphase in eine Haltephase und eine Druckabbauphase übergehend. Die Prägetiefe T wird dabei im Sinne einer Wegsteuerung erfolgen.
Für eine sinnvolle Ausgestaltung müssen mindestens zwei in Längsrichtung L und zwei in Querrichtung Q Vertiefungen 5, 6 geprägt werden, damit die Seitenkanten der aufgeteilten Paneele alle abgesenkt sind.

Bezugszeichenliste

1: Bauplatte
2: Oberseite
3: Dekor
4: abriebfeste Schicht / Overlaypapier
4.1: Underlay
5: Vertiefung

5.1: Seitenwandung
5.2: Seitenwandung
5.3: Bodenwandung
6: Vertiefung
7: Markierung

7.1: Kreise
7.2: Kreuz
7.3: Linie
7.4: Strich
8: Gegenzug

9: Unterseite
30: Kurztaktpresse
31: oberes Pressblech
32: leistenförmige Erhöhung
33: unteres Pressblech

α: Winkel
L: Längsrichtung
Q: Querrichtung
T: Tiefe

Claims

Verfahren zur Veredelung einer bereitgestellten Bauplatte (1) aus einem Holzwerkstoff, insbesondere MDF oder HDF, mit einer Unterseite (9) und einer ein Dekor aufweisenden Oberseite (2), wobei mindestens in die Oberseite (2) ein Relief eingeprägt wird, mit folgenden Schritten:
a) auf der Oberseite werden ein Dekorpapier (3) und auf das Dekorpapier (3) als abriebfeste Schicht (4) ein Overlaypapier aufgebracht,

b) die Unterseite (9) wird mit einem Gegenzug (8) versehen,

c) der so vorbereitete Aufbau wird einer Kurztaktpresse (30) zugeführt und unter Druck und Temperatur miteinander verpresst

d) während des Verpressens wird das Relief als mindestens eine streifenförmig ausgebildete Vertiefung (5) mit zwei gegenüberliegenden Seitenwandungen (5.1, 5.2) und einer diese verbindenden Bodenwandung (5.3) in die Oberseite (2) mit einer Tiefe (T) eingeprägt,
dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Auftragen des Dekorpapiers (3):
e) auf die Oberseite (2) als ein Vergütungsmittel ein Postforming-Harz oder Standard-Tränkharz, das durch Zugabe von Flexibilisierungsmitteln elastischer eingestellt ist, aufgetragen wird, und

f) zumindest in den Bereichen, in denen das Relief geprägt werden soll, die Oberseite (2) zur Erreichung einer Oberflächentemperatur von 30 bis 50 °C mit Heißdampf behandelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Vorbehandlung mit den Schritten e) und f) auf die Oberseite (2) mindestens eine harzgetränkte Papierlage als Underlay (4.1) aufgelegt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine weitere in einem Winkel (α) quer zu der mindestens einen Vertiefung (5) verlaufende Vertiefung (6) eingeprägt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass längsverlaufende Vertiefungen und/oder eine Mehrzahl quer verlaufender Vertiefungen (6) eingeprägt werden.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauplatte (1) eine HDF-Platte ist, deren Oberseite (2) noch mit einer Presshaut versehen ist.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Presshaut eine Dicke von 0,3 bis 0,5 mm aufweist.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Harz im Vergütungsmittel ein wässriges Melaminharz ist
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Flexibilisierungsmittel 1,4 Butandiol, Caprolactan oder Polyglycol eingesetzt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens 10 g/m² Wasserdampf aufgebracht werden.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu dem Relief eine Struktur eingeprägt wird, die zumindest teilweise synchron zum Dekor verläuft.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Prägen der mindestens einen Vertiefung (5) mittels eines tief strukturierten Pressblechs (31), vorzugsweise mittels leistenförmiger Erhöhungen (32) auf dem Pressblech (31), erfolgt.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauplatte (1) zur Vornahme weiterer Bearbeitungsschritte über auf dem Dekorpapier (3) vorgesehenen Markierungen (7) über ein Kamerasystem ausgerichtet wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauplatte (1) in einzelne Paneele aufgeteilt wird, indem in und entlang der Vertiefungen (5, 6) jeweils ein Sägeschnitt ausgeführt wird.