Verfahren zur Behandlung einer Holzwerkstoffplatte und Bauplatte mit einem Kern aus Holzwerkstoff

Abstract

 Ein Verfahren zur Behandlung einer Holzwerkstoffplatte zur Erzielung einer klebfreien Oberfläche nachdem auf mindestens eine Oberseite der Holzwerkstoffplatte ein Dekor (2) aufgedruckt wurde, zeichnet sich dadurch aus, dass auf das Dekor (2) eine zellulosefreie Deckschicht (3) aus Melaminharz aufgetragen wird, in das Glaskugeln (5) eingemischt sind, und diese Deckschicht (8) getrocknet wird, bevor auf die Deckschicht (8) eine Verschleißschutzschicht (6) aufgetragen wird.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung einer Holzwerkstoffplatte zur Erzielung einer klebfreien Oberfläche nachdem auf mindestens einer Oberseite der Holzwerkstoffplatte ein Dekor aufgedruckt wurde, und eine Bauplatte mit einem Kern aus Holzwerkstoff (Holzwerkstoffplatte), deren Oberfläche nach dem Verfahren behandelt wurde.

[0002] Derartige Holzwerkstoffplatten sind weit verbreitet und werden auf vielen verschiedenen Gebieten eingesetzt. Ein besonders großes Einsatzgebiet ist die Verwendung als Fußbodenpaneel. Insbesondere bei dieser Verwendung sind die mit dem Dekor versehenen Holzwerkstoffplatten einer hohen Belastung ausgesetzt. Damit sie diesen Belastungen standhalten, muss die Dekorschicht mit einer Schutzschicht abgedeckt werden. Diese besteht meist aus einem Kunstharz, beispielsweise Melaminharz, dem verschiedene Zusatzstoffe beigemischt wurden. Durch die verschiedenen auf die Holzwerkstoffplatte aufgebrachten Schichten kommt es zu Zugspannungen, die zu einer Schüsselung der Holzwerkstoffplatte führen können. Deshalb müssen sowohl Ober- als auch Unterseite der Holzwerkstoffplatte beschichtet werden, um diese Kräfte an beiden Seiten gleichmäßig auftreten zu lassen und so eine Schüsselung zu vermeiden.

[0003] Aus der EP 2 338 693 B1 ist es bekannt, auf die Oberseite und/oder Unterseite der Holzwerkstoffplatte, die das Dekor aufweist, eine erste obere Harzschicht aufzubringen, die Korundpartikel enthält, diese obere Harzschicht zu trocknen und anschließend eine zweite Harzschicht aufzubringen, die Zellulose enthält. Die zweite Harzschicht wird dann getrocknet und auf diese zweite Harzschicht wird eine dritte Harzschicht aufgebracht, die Glaspartikel enthält und getrocknet.

[0004] Die EP 1 339 545 B1 offenbart eine Verschleißschutzschicht auf Basis von Kunstharz, mit der die aus einem Dekorpapier und evtl. weiteren übereinanderliegenden Papieren bestehen Oberflächen von Möbeln oder Fußböden gegen Verschleiß geschützt werden können. Diese Verschleißschutzschicht enthält Harzstoffpartikel mit einer Härte nach Mohs von mindestens 6 und weitere kompakte und im Wesentlichen schneidkantenfreie, runde Feststoffpartikel in Form von Kugeln mit einer Härte nach Mohs von mindestens 5. Die letztgenannten Kugeln können Glaskugeln sein.

[0005] Die EP 1 512 468 B1 beschreibt ein Verfahren zum Versiegeln einer Bauplatte aus Holz oder einem Holzwerkstoff. Hier wird zunächst auf die Oberseite flüssiges Harz aufgetragen und dieses dann getrocknet. Anschließend wird die Bauplatte unter Temperatureinfluss verpresst, wobei das Harz zumindest teilweise aufschmilzt. Gemäß der EP 2 098 304 A2 kann zusätzlich in das aufschmelzende Harz auch noch ein Relief eingeprägt werden, das zu dem Dekor der Oberseite der Holzwerkstoffplatte korrespondiert.

[0006] Bei allen bekannten Verfahren wird auf die direkt mit einem Dekor beschichtete großformatige Holzwerkstoffplatte eine geschäumte Schicht aus Melaminharz und Zellulosefasern aufgebracht, die nach dem Auftrag aktiv getrocknet wird, um das Dekor zu schützen und die Platte damit stapel- und lagerbar zu machen. Unter einer direkt mit einem Dekor beschichteten Platte ist eine Platte zu verstehen, auf deren Oberseite ein Dekor ein- oder mehrlagig aufgedruckt wird, also kein Dekorpapier verwendet wird. Das Dekor kann unmittelbar auf die Oberseite der Holzwerkstoffplatte aufgedruckt werden, oder zwischen der Oberseite und der Dekorschicht kann eine Grundierungsschicht vorgesehen sein.

[0007] Ein üblicher Schichtaufbau auf der Oberseite einer Holzwerkstoffplatte besteht aus 15 bis 40 g/m² Primer, der aus einem wässrigen Melaminharz besteht. Auf diese Primerschicht wird als Weißgrund ein wässriger Weißlack in einer Menge von 20 bis 30 g/m² aufgetragen. Das Dekor besteht üblicherweise aus zwei, drei oder vier auf den Weißgrund aufgebrachten Dekordrucken. Dieses Dekor wird dann mit einem Abdecklack abgedeckt, der aus einem wässrigen Melaminharz-Zellulosefasergemisch besteht, das direkt vor dem Auftrag aufgeschäumt wird. Der Abdecklack wird in einer Menge von 10 bis 15 g/m² aufgetragen.

[0008] Der Abdecklack ist notwendig, um das Dekor bei der weiteren Bearbeitung und Beschichtung der Holzwerkstoffplatte im nachfolgenden Fertigungsprozess zu schützen. Die Platten werden nicht notwendigerweise im Durchlauf fertig bearbeitet, sondern durchaus auch zwischengelagert und hierzu aufeinander abgestapelt. Der Abdecklack ist folglich notwendig, sein Auftrag gestaltet sich jedoch besonders kritisch, insbesondere mit Auswirkungen in nachgelagerten Prozessen, die zu produktkritischen Fehlerbildern bis hin zu Ausschuss führen. Dabei besteht das Spannungsfeld zwischen einem zu wenig aufgeschäumten Melaminharz-Zellulosefaser-Gemisch, was zu Verklebungen zwischen dekorierten Holzwerkstoffplatten innerhalb eines Stapels führen kann, und einem zu stark aufgeschäumten Melaminharz-Zellulosefaser-Gemisch, was zum Vergrauen des Dekors führen kann, was jedoch erst nach der Laminierung in einer Kurztaktpresse erkennbar wird.

[0009] Diverse Versuche, die Schaumbildung einzustellen und konstant zu halten sind gescheitert, weil der Verarbeitungsprozess zeitlich und räumlich auseinanderfällt, wodurch ein regelnder Eingriff unmöglich ist oder nur mit einem unvertretbar hohen Aufwand möglich wird.

[0010] Da das Interesse an einem sicheren Prozess zur Herstellung von mit Laminaten natürlich hoch ist, liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, das eingangs beschriebene Verfahren dahingehend zu verbessern, dass einerseits eine klebfreie Oberfläche der Holzwerkstoffplatte erzielt wird, um im weiteren Verarbeitungsprozess das Halbzeug abstapeln zu können, und andererseits auch eine Oberfläche zu erzielen, deren farbabweichungsfreie Weiterverarbeitung sicher möglich ist.

[0011] Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, dass auf das Dekor eine zellulosefreie Deckschicht aus Melaminharz aufgetragen wird, in das Glaskugeln eingemischt sind, und diese Deckschicht getrocknet wird, bevor auf sie eine Verschleißschutzschicht aufgetragen wird.

[0012] Die Verwendung von Glaskugeln anstelle von Zellulose in dem Melaminharz bringt bedeutende Vorteile hinsichtlich der Verarbeitbarkeit und technologischen Werten am Produkt mit sich. Bei dem Melaminharz handelt es sich vorzugsweise um ein Melamin-Formaldehydharz (M/F-Harz) in dem die aus dem Stand der Technik bekannter weise beigemischten Zellulosefasern in kürzere Faserketten aufgespalten werden, also aufquellen. Durch das Aufquellen der Zellulosefasern wird die Viskosität des Melaminharzes drastisch erhöht, was dessen Verwendung auf Dauer problematisch macht. Bei den Glaskugeln, insbesondere, wenn sie vorzugsweise in silanisierter Form verwendet werden, werden keine störenden Nebenreaktionen beobachtet, die die Fließeigenschaften des Melaminharzes negativ beeinflussen. Während die Zellulose zum größten Teil physikalisch in das Melamin-Formaldehydharz-Netzwerk gebunden wird, gehen die Silangruppen der Glaskugeln mit den Hydroxygruppen des Harzes eine starke kovalente Bindung ein. So wird das Glas chemisch in das dreidimensionale Polymernetzwerk und damit fester eingebunden, was zu einer besseren Abrieb- und Kratzfestigkeit im Vergleich zu Zellulosefasern führt. Außerdem hat das Glas selbst eine höhere Härte als Zellulosefasern. Mit den in das Melaminharz eingemischten Glaskugeln wird eine gleichmäßige, raue Oberfläche erzeugt, die für die weitere Verarbeitung von großer Bedeutung ist, aber nicht klebt.

[0013] Grundsätzlich lässt sich auch mit Zellulose eine raue Oberfläche erzeugen, die entsprechend beschichteten Holzwerkstoffplatten neigen aber innerhalb eines Stapels beim Lagern zum Verkleben und sind daher für die Weiterverarbeitung nicht mehr geeignet. Das Verkleben der Holzwerkstoffplatten erfolgt durch eine wärmekatalytische Kondensation zwischen den Zellulosefasern im Harz und den Holzfasern der oberen Platte. Bei Verwendung silanisierter Glaskugeln kann kein Verkleben auftreten. Außerdem sind die Glaskugeln wesentlich temperaturstabiler, sodass im weiteren Laminierprozess beim Verpressen der Holzwerkstoffplatte die Deckschicht nicht trüb wird.

[0014] Das Trocknen der Deckschicht erfolgt vorzugsweise aktiv, um die Produktionszeit zu verkürzen.

[0015] Vorzugsweise wird das Melaminharz-Glaskugel-Gemisch in einer Menge von 10 bis 30 g/m², vorzugsweise 12 bis 20 g/m² aufgetragen. Der Anteil an Glaskugeln in dem Gemisch beträgt 12 bis 16 Gew%.

[0016] Der Durchmesser der eingemischten Glaskugeln liegt im Bereich von 60 bis 110 µm, insbesondere vorzugsweise im Bereich von 60 bis 90 µm oder von 70 bis 110 µm.

[0017] Eine Bauplatte, insbesondere ein Fußbodenpaneel, das aus einer nach dem beschriebenen Verfahren hergestellten Holzwerkstoffplatte beschichtet wurde, zeichnet sich durch einen Kern aus Holzwerkstoff, einem mindestens auf eine Oberseite des Kerns aufgedruckten Dekor und einer das Dekor abdeckenden, auf Basis von Melaminharz bestehenden Deckschicht sowie einer auf die Deckschicht aufgebrachten Verschleißschutzschicht mit abrasiven Partikel aus, bei der die Deckschicht zellulosefrei ist und Glaskugeln aufweist.

[0018] Die abrasiven Partikel in der Verschleißschutzschicht sind vorzugsweise Korund. Es können aber auch Glaskugeln verwendet werden, wie dies grundsätzlich aus dem zuvor beschriebenen Stand der Technik bereits bekannt ist.

[0019] Mit Hilfe einer Zeichnung soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung nachfolgend näher beschrieben werden.

[0020] Es zeigen:

Figur 1 - einen schematischen Querschnitt durch eine Holzwerkstoffplatte;

Figur 2 - die Einzelheit II nach Figur 1.

[0021] Die Beschichtung der Holzwerkstoffplatte soll nachfolgend anhand der Figur 1 beschrieben werden.

[0022] Auf den aus Holzfasern, -spänen oder einem aus Holzwerkstoff-Kunststoff-Gemisch bestehenden Kern 1 wird auf die Oberseite zunächst einen Primerschicht 2 aus 15 bis 40 g/m² eines wässrigen Melaminharzes aufgebracht. Auf diese Primerschicht 2 wird dann als weitere Druckgrundlage ein Weißgrund 3 aufgebracht, in dem 20 bis 30 g/m² eines wässrigen Weißlackes aufgetragen werden. Das Dekor 7 besteht aus mehreren, vorzugsweise zwei, drei oder vier nacheinander aufgebrachten Dekordrucken, die beispielsweise im Offsetdruck oder mittels eines digitalen Druckers (Tintenstrahldrucker) aufgebracht werden. Die Deckschicht 8 besteht aus einem wässrigen Melaminharz-Glaskugel-Gemisch, mit einer Auftragsmenge von 10 bis 30 g/m². Das Melaminharz ist vorzugsweise ein Melamin-Formaldehydharz und die Glaskugeln 5, die in das Harz eingemischt werden, haben einen Durchmesser von 60 bis 90 µm oder 70 bis 110 µm. Der Durchmesserbereich kann natürlich auch von 60 bis 110 µm liegen. Nachdem die Deckschicht 8 aktiv getrocknet wurde, wird in einem nachfolgenden Beschichtungsschritt eine Verschleißschutzschicht 4 aus einem Melaminharz-Korund-Zellulosefaser-Gemisch in einer Menge von 30 bis 50 g/m² aufgetragen. Nach Trocknen dieser letzten Beschichtung wird die Holzwerkstoffplatte in einer Kurztaktpresse unter Einwirkung eines hohen Druckes und einer hohen Temperatur verpresst. Diese Holzwerkstoffplatte kann dann in weiteren Verarbeitungsschritten in Paneele aufgeteilt werden, an deren Seitenkanten dann eine Feder-/Nut-Profilierung angearbeitet werden kann. Feder und Nut können mit integrierten Verriegelungs- und Verrastmitteln versehen sein, um die Paneele anschließend leimlos verlegen zu können.

[0023] In Versuchen hat sich gezeigt, dass mit einem Melaminharz-Glaskugelgemisch eine deutlich höhere Menge, nämlich 10 bis 30 g/m², vorzugsweise 12 bis 20 g/m² als mit einem herkömmlichen Melaminharz-Zellulosegemisch aufgetragen werden kann. Nach DIN EN 13329 werden verschiedene Abriebklassen AC unterschieden. Bei AC3 werden mindestens 2000 Umdrehungen und bei AC4 mindestens 4000 Umdrehungen gefordert. Die nachstehenden Versuchsdurchführungen brachten folgende Ergebnisse:

Versuchsdurchführung 1 "AC3"

• Harzgemisch Auftrag von 12 g/m² enthaltend 12 Gew% Glas der Spezifikation 60 bis 90 µm, führt zu einem Abrieb von 2400 Umdrehungen
• Harzgemisch Auftrag von 16 g/m² enthaltend 12 Gew% Glas der Spezifikation 60 bis 90 µm, führt zu einem Abrieb von 2600 Umdrehungen
• Harzgemisch Auftrag von 20 g/m² enthaltend 12 Gew% Glas der Spezifikation 60 bis 90 µm, führt zu einem Abrieb von 2800 Umdrehungen

Versuchsdurchführung 2 "AC4"

• Harzgemisch Auftrag von 12 g/m² enthaltend 12 Gew% Glas der Spezifikation 70 bis 110 µm, führt zu einem Abrieb von 4200 Umdrehungen
• Harzgemisch Auftrag von 16 g/m² enthaltend 14 Gew% Glas der Spezifikation 70 bis 110 µm, führt zu einem Abrieb von 4400 Umdrehungen
• Harzgemisch Auftrag von 20 g/m² enthaltend 16 Gew% Glas der Spezifikation 70 bis 110 µm, führt zu einem Abrieb von 4600 Umdrehungen

[0024] Beim Auftrag der Deckschicht 8 herrschten die nachfolgenden Bedingungen:

• Anlagegeschwindigkeit 60 bis 100 m/min.
• Um den Prozess konstant zu halten, war die Fertigungshalle klimatisiert und die Lackführung temperiert. Außerdem erfolgte die Dosierung und Überwachung automatisch.

[0025] Wie die vorbeschriebenen Versuche ergeben haben, stellte sich gegenüber herkömmlich beschichteten Platten eine höhere Abriebsfestigkeit ein, die Mikrokratzfestigkeit war verbessert und durch die chemische Einbindung des Glases in das Melaminharz ergab sich eine gleichmäßige Flächenverteilung, wodurch sich auch eine verbesserte Oberflächendichte gegen stoßende Belastung eingestellt hat. Insgesamt führt die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens damit zu einer einfachen und sicheren Fahrweise des Fertigungsprozesses sowie am Endprodukt zu einer Verbesserung der Beanspruchbarkeit der Oberfläche und damit verbesserter Gebrauchseigenschaften der Bauplatte.

[0026] Innerhalb des Beschichtungsprozesses ist nicht nur das Dekor 7 versiegelt, sondern es können auch bis zum 1000 Platten übereinander gestapelt werden, ohne dass diese miteinander verkleben. Es hat sich gezeigt, dass derartige Stapel bis zu 180 Tagen lagerbar sind und bereits bei 35°C eine Abstapelung möglich wird. Der Kondensationsgrad ist nicht messbar. Vorzugsweise erfolgt die Lagerung des Stapels bei 25°C und einer Luftfeuchtigkeit von 40 bis 60 %. Die bessere Transparenz als mit Zellulose, ein schärferer Dekor-Druck und bessere Farben des Dekors kommen durch das Melamin-Glaskugel-Gemisch voll zur Geltung, insbesondere auch weil sich eine gleichmäßig geschlossene Oberfläche einstellt.

Bezugszeichenliste

[0027] 

1

Kern

2

Primerschicht

3

Weißgrund

4

Verschleißschutzschicht

5

Glaskugeln

6

Abrasive Partikel

7

Dekor

8

Deckschicht

Ansprüche

1. Verfahren zur Behandlung einer Holzwerkstoffplatte zur Erzielung einer klebfreien Oberfläche nachdem auf mindestens eine Oberseite der Holzwerkstoffplatte ein Dekor (7) aufgedruckt wurde, dadurch gekennzeichnet, dass auf das Dekor (7) eine zellulosefreie Deckschicht (8) aus Melaminharz aufgetragen wird, in das Glaskugeln (5) eingemischt sind, und diese Deckschicht (8) getrocknet wird, bevor auf die Deckschicht (8) eine Verschleißschutzschicht (4) aufgetragen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Trocknen der Deckschicht (8) aktiv erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Glaskugeln (5) silanisiert verwendet werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Melaminharz-Glaskugel-Gemisch in einer Menge von 10 bis 30 g/m², vorzugsweise 12 bis 20 g/m² aufgetragen wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil an Glaskugeln (5) in dem Gemisch 12 bis 16 Gew% beträgt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Glaskugeln (5) im Bereich von 60 bis 90 µm liegt.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Glaskugeln (5) im Bereich von 70 bis 110 µm liegt.

8. Bauplatte, insbesondere Fußbodenpaneel, mit einem Kern (1) aus Holzwerkstoff oder Holzwerkstoff-Kunststoff-Gemisch, einem auf eine Oberseite des Kerns aufgedruckten Dekor (7), einer das Dekor (7) abdeckenden, auf Basis von Melaminharz bestehenden Deckschicht (8) und einer auf die Deckschicht (8) aufgebrachten Verschleißschutzschicht (4), die abrasive Partikel (6) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschicht (8) zellulosefrei ist und Glaskugeln (5) aufweist.

9. Bauplatte nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Glaskugeln (5) silanisiert sind.

10. Bauplatte nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Glaskugeln (5) im Bereich von 60 bis 100 µm liegt.

Zeichnung