DE60133118T2 - Verfahren zur herstellung von oberflächenelementen - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von dekorativen Oberflächenelementen mit einer Oberflächenstruktur, die mit dem Dekor der oberen Oberfläche übereinstimmt.
  • Produkte, die mit simulierten Versionen von Materialien wie etwa Holz und Marmor beschichtet sind, sind heutzutage weit verbreitet. Sie wurden früher dort verwendet, wo ein weniger kostspieliges Material erwünscht wurde, jedoch ebenso dort, wo ein Widerstand gegen Abrasion, Eindrücken und unterschiedlichen Chemikalien und Feuchtigkeit erforderlich war. Als Beispiel derartiger Produkte können Böden, Bodenfalze, Tischoberflächen, Arbeitsoberflächen und Wandpaneele erwähnt werden.
  • Als ein Beispiel derartiger existierender Produkte kann ein thermisch aushärtendes Laminat erwähnt werden, das hauptsächlich aus einer Anzahl von Basisbögen mit einem nahe an der Oberfläche platzierten Dekorbogen besteht. Der Dekorbogen kann mit einem gewünschten Dekor oder Muster versehen sein. Weit verbreitet verwendete Muster repräsentieren üblicherweise das Bild unterschiedlicher Arten von Holz oder Mineralien wie etwa Marmor oder Granit. Die Oberfläche des Laminats kann beim Laminierungs-Prozess mit einer Struktur versehen werden, die das Dekor realistischer erscheinen lässt. Druckplatten mit einer Struktur oder Strukturfolien werden hierbei häufig während des Pressens des Laminats verwendet. Eine negative Reproduktion der Struktur in der Pressplatte oder der Folie wird in die Laminatoberfläche während des Laminier-Prozesses eingedrückt.
  • Die Struktur repräsentiert üblicherweise Merkmale, die für das Muster des Dekors charakteristisch sind. Die Struktur kann grob gestaltet werden, um beispielsweise einen rau geschliffenen Stein zu simulieren, oder eben mit zufällig verteilten Vertiefungen und Mikrorissen, um polierten Marmor zu simulieren. Wenn die Oberfläche aus Holz simuliert wird, ist die Oberfläche mit zufällig verteilten dünnen länglichen Eindrückungen versehen, die Poren imitieren. Es bestand für eine lange Zeit ein großer Wunsch danach in der Lage zu sein, simulierte Materialien herzustellen, bei denen ein Lack als obere Schicht auf einem Dekor verwendet wird. Bisher war der einzige Weg zur Erzielung einer Oberflächenstruktur in Lack das Gießen oder abrasive Modellieren, welche beide zeitaufwändig und teuer sind.
  • Die JP 6-047806 A und die JP 6-047833 A offenbaren ein Verfahren zur Herstellung eines dekorativen Oberflächenelements, wobei das Element einen Basisbogen sowie eine Druck- und eine gehärtete Schicht aus UV- oder Elektronenstrahl-härtendem Lack umfasst.
  • Die WO 97/00172 offenbart einen Lack zum Ausbilden einer abriebresistenten Schicht eines dekorativen Oberflächenelements, wobei der Lack einen härtbaren Harz und harte Partikel mit einer durchschnittlichen Partikelgröße im Bereich von 1 bis 15 μm umfasst.
  • Die JP-A-07205109 offenbart einen Lack zum Ausbilden einer abriebresistenten Oberflächenschicht eines dekorativen Oberflächenelements, wobei der Lack einen UV-härtbaren Harz und harte Partikel mit einer durchschnittlichen Partikelgröße im Bereich von 5 bis 70 μm umfasst.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wurde der oben erwähnte Wunsch erfüllt und ein Oberflächenelement mit einer dekorativen Oberfläche mit einer Oberflächenstruktur wurde erzielt. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines dekorativen Oberflächenelements. Das Element umfasst eine Basisschicht, ein Dekor sowie eine Verschleißschicht aus einem UV- oder Elektronenstrahl-härtenden Lack. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere strukturierte Oberflächen, die Präge-Oberflächen ausbilden, aus einer oder mehreren Walzen oder Formen auf der Oberseite der dekorativen gelackten Oberfläche positioniert werden, nachdem der Lack auf eine gewünschte Viskosität ausgehärtet ist, und kontinuierlich oder diskontinuierlich auf diesen Lack gedrückt werden. Der Lack wird hierbei mit einer Oberflächenstruktur versehen, die den dekorativen Effekt des Dekors erhöht. Die Verschleißschicht wird anschließend vollständig ausgehärtet. Der Lack besteht vorzugsweise aus einem UV-härtenden oder Elektronenstrahlhärtenden Acryl- oder Maleimid-Lack. Die Verschleißschicht wird vorzugsweise in mehreren Schritten mit einer Zwischen-Teilaushärtung aufgebracht. Die Verschleißschicht beinhaltet ebenso harte Partikel mit einer durchschnittlichen Partikelgröße im Bereich von 50 nm–150 μm. Die Basisschicht kann in geeigneter Weise aus einer Spanplatte oder einer Faserplatte bestehen, kann jedoch ebenso aus einem Material gefertigt sein, das hauptsächlich aus einem Polymer wie etwa Polyurethan besteht.
  • Um den Strukturprozess sanfter verlaufen zu lassen, beinhaltet das Oberflächenelement vorzugsweise eine Schicht, die zumindest vor der vollständigen Aushärtung elastisch ist. Die elastische Schicht wird aus der Gruppe ausgewählt, die aus der Basisschicht, einer Grundschicht, der Dekorschicht und der Verschleißschicht besteht.
  • Der Strukturprozess wird sehr häufig zu unerwünscht erhabenen Sektionen in der Oberfläche führen. Diese Sektionen werden vor der vollständigen Aushärtstufe durch Pressen einer oder mehrerer Glättrollen auf die auf der Oberfläche strukturierte Verschleißschicht eingeebnet. Die strukturierten Walzen werden auf eine Oberflächentemperatur oberhalb 40°C, vorzugsweise im Bereich von 50°C bis 150°C erhitzt. Dies wird das Risiko zur Ausbildung von Rissen minimieren. Die Glättwalzen werden aus dem gleichen Grund auf eine Oberflächentemperatur oberhalb von 30°C, vorzugsweise im Bereich von 35°C bis 100°C, erhitzt.
  • Gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung wird die Strukturierung mittels einer Form erreicht. Die strukturierte Oberfläche der Form wird auf eine Oberflächentemperatur von oberhalb von 40°C, vorzugsweise im Bereich von 50°C bis 150°C, erhitzt. Der durch die strukturierte Formoberfläche aufgebrachte Druck beträgt 50–200 Bar, vorzugsweise 65–100 Bar.
  • Der Glättprozess wird zu einer Oberfläche führen, die leichter zu reinigen ist. Es ist ebenso möglich, eine derartige Oberfläche durch Aufbringen einer dünnen oberen Beschichtung auf die strukturierte Verschleißschicht zu erreichen. Eine derartige dünne obere Schicht kann selbstverständlich auch nach der Glättstufe auf die strukturierte Verschleißschicht aufgebracht werden. Eine dünne obere Beschichtung kann vorzugsweise ebenso vor der Glättstufe auf die strukturierte Verschleißschicht aufgebracht werden. Die obere Beschichtung wird dann teilweise vor dem Glätten ausgehärtet. Die obere Beschichtung umfasst in geeigneter Weise Acryl-, Epoxid- oder Maleimid-Lack und weist vorzugsweise ein Additiv in der Form harter Partikel mit einer durchschnittlichen Partikelgröße im Bereich von 50 nm–10 μm auf.
  • Jede strukturierte Walze ist mit einer Gegendruckwalze versehen, zwischen der das Oberflächenelement hindurchtritt. Das Oberflächenelement weist eine Dicke T auf und die Distanz zwischen jeder strukturierten Walze und der korrespondierenden Gegendruckwalze ist vorzugsweise im Bereich von T minus 0,5 mm bis 1,2 mm, vorzugsweise 0,7 mm–0,9 mm, eingestellt. Der Druck zwischen jeder strukturierten Walze und deren korrespondierender Gegendruckwalze beträgt dann 50–200 Bar, vorzugsweise 65–100 Bar.
  • Das Oberflächenelement hat eine Dicke T und die Distanz zwischen jeder Glättwalze und der korrespondierenden Gegendruckwalze wird im Bereich von T minus 0,7 mm–1,2 mm, vorzugsweise 0,7 mm–0,9 mm, eingestellt. Der Druck zwischen jeder Glättwalze und deren korrespondierender Gegendruckwalze ist geeigneter Weise im Bereich von 0,1–10 Bar, vorzugsweise 0,5–5 Bar.
  • Die zum Lack hinzugegebenen harten Partikel bestehen beispielsweise aus Siliziumoxid, α-Aluminiumoxid oder Silizium-Karbid. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung besteht der Hauptteil der harten Partikel beispielsweise aus Siliziumoxid, α-Aluminiumoxid oder Silizium-Karbid, während eine kleinere Menge der harten Partikel aus Diamant besteht. Die harten Partikel, die aus Diamant bestehen, weisen dann eine durchschnitte Partikelgröße im Bereich von 50 nm–2 μm auf und sind nahe der oberen Oberfläche der Verschleißschicht platziert.
  • Die Walzen können dann, wenn mehre als eine strukturierte Walze verwendet wird, mit unterschiedlichen Oberflächenstrukturen versehen sein. Dies wird es ermöglichen, eine Oberflächenstruktur mit einer Variation zu erhalten, die mit dem sichtbaren Dekor korrespondiert.

Claims (18)

  1. Verfahren zur Herstellung eines dekorativen Oberflächenelements, wobei das Element eine Basisschicht, ein Dekor sowie eine Verschleißschicht aus einem unter W-Strahlen oder Elektronen-Strahlen aushärtenden Lack umfasst, wobei die Verschleißschicht Partikel mit einer durchschnittlichen Partikelgröße im Bereich von 50 nm bis 150 μm beinhaltet, wobei eine oder mehrere strukturierte Oberflächen, die Präge-Oberflächen einer oder mehrerer Walzen oder Formen ausbilden und welche auf eine Oberflächentemperatur oberhalb 40°C, vorzugsweise im Bereich von 50°C bis 150°C erhitzt wurden, oben auf der dekorativen lackierten Oberfläche positioniert werden, nachdem der Lack auf eine gewünschte Viskosität ausgehärtet wurde, und kontinuierlich oder diskontinuierlich auf diese Oberfläche mit einem Druck von 50 bis 200 bar, vorzugsweise 65 bis 100 bar gedrückt werden, wodurch der Lack mit einer Oberflächenstruktur versehen wird, die den dekorativen Effekt des Dekors erhöht, woraufhin eine oder mehrere Glättwalzen auf die strukturierte Oberfläche der Verschleißschicht gedrückt werden, und wobei die Glättwalzen auf eine Oberflächentemperatur oberhalb 30°C, vorzugsweise im Bereich von 35°C bis 100°C erhitzt wurden, woraufhin die Verschleißschicht vollständig ausgehärtet wird.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lack aus einem Acryl- oder einem Maleimid-Lack besteht.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschleißschicht in verschiedenen Schritten mit einem teilweise Zwischen-Aushärten aufgebracht wird.
  4. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisschicht aus einer Spanplatte oder einer Faserplatte besteht.
  5. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisschicht hauptsächlich aus einem Polymer wie etwa Polyurethan besteht.
  6. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberflächenelement eine Schicht enthält, die zumindest vor der vollständigen Aushärtung elastisch ist, wobei die elastische Schicht aus der Gruppe der Basisschicht, einer Grundschicht, der Dekorschicht und der Verschleißschicht ausgewählt ist.
  7. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine dünne obere Beschichtung auf die Oberseite der strukturierten Verschleißschicht aufgebracht wird.
  8. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dünne obere Beschichtung oben auf die strukturierte Verschleißschicht nach dem Glättschritt aufgebracht wird.
  9. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dünne obere Beschichtung oben auf die strukturierte Verschleißschicht vor dem Glättschritt aufgebracht wird und dass die obere Beschichtung vor dem Glätten teilweise gehärtet wird.
  10. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Beschichtung aus Acryl-, Epoxid- oder Maleimid-Lack zusammengesetzt ist und möglicherweise ein Additiv in der Form harter Partikel mit einer durchschnittlichen Partikelgröße im Bereich von 50 nm bis 10 μm enthält.
  11. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass jede strukturierte Walze mit einer Gegendruckwalze versehen ist, zwischen denen das Oberflächenelement hindurchgeführt wird.
  12. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 oder 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass jede Glättwalze mit einer Gegendruckwalze versehen ist, zwischen denen das Oberflächenelement hindurchgeführt wird.
  13. Verfahren gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberflächenelement eine Dicke T aufweist und dass die Distanz zwischen jeder strukturierten Walze und der korrespondierenden Gegenwalze im Bereich T minus 0,5 mm bis 1,2 mm, vorzugsweise 0,7 mm bis 0,9 mm eingestellt wird.
  14. Verfahren gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberflächenelement eine Dicke T aufweist und dass die Distanz zwischen jeder Glättwalze und der korrespondierenden Gegenwalze im Bereich T minus 0,7 mm bis 1,2 mm, vorzugsweise 0,7 mm bis 0,9 mm eingestellt wird.
  15. Verfahren gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck zwischen jeder Glättwalze und der korrespondierenden Gegenwalze 0,1 bis 10 bar, vorzugsweise 0,5 bis 5 bar beträgt.
  16. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die harten Partikel aus beispielsweise Siliziumoxid, α-Aluminiumoxid oder Siliziumcarbid bestehen.
  17. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptteil der harten Partikel aus beispielsweise Siliziumoxid, α-Aluminiumoxid oder Siliziumcarbid besteht, während eine kleinere Menge der harten Partikel aus Diamant besteht.
  18. Verfahren gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die aus Diamant bestehenden harten Partikel eine durchschnittliche Partikelgröße im Bereich von 50 nm bis 2 μm aufweisen und nahe der oberen Oberfläche der Verschleißschicht platziert sind.
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