EP4094848B1 - Verfahren zur herstellung eines abriebfesten laminats - Google Patents

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EP4094848B1
EP4094848B1 EP21175734.9A EP21175734A EP4094848B1 EP 4094848 B1 EP4094848 B1 EP 4094848B1 EP 21175734 A EP21175734 A EP 21175734A EP 4094848 B1 EP4094848 B1 EP 4094848B1
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EP
European Patent Office
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resin
abrasion
wood
layer
resin layer
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English (en)
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EP4094848A1 (de
EP4094848C0 (de
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Patrick Ortlieb
Norbert Kalwa
Björn BURGMANN
Rüdiger KLUPSCH
Georg Seidack
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Flooring Technologies Ltd
Original Assignee
Flooring Technologies Ltd
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    • B44—DECORATIVE ARTS
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    • B44C5/00—Processes for producing special ornamental bodies
    • B44C5/04—Ornamental plaques, e.g. decorative panels, decorative veneers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D5/00—Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures
    • B05D5/02—Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures to obtain a matt or rough surface
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B44C5/00—Processes for producing special ornamental bodies
    • B44C5/04—Ornamental plaques, e.g. decorative panels, decorative veneers
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D2203/00—Other substrates
    • B05D2203/20—Wood or similar material
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D2601/00—Inorganic fillers
    • B05D2601/20—Inorganic fillers used for non-pigmentation effect

Definitions

  • the present invention relates to a method of making an abrasion resistant laminate.
  • a large number of products or product surfaces that are subject to wear due to mechanical stress must be protected from premature damage or destruction by wear by applying wear-inhibiting layers. These products can be z. B. to furniture, countertops, counters, floors, etc. act. Depending on the frequency and intensity of the stress, different protective measures must be applied so that the user can be guaranteed the longest possible service life.
  • a large number of the products mentioned above have decorative surfaces that quickly become unsightly and/or can no longer be cleaned when they wear out due to intensive use. These decorative surfaces very often consist of paper impregnated with duroplastic resins, which are pressed onto the wood-based material used in so-called short-cycle presses. Melamine-formaldehyde resin is very often used as a duroplastic resin.
  • overlay papers which are thin, ⁇ -cellulose-containing papers, have long been used to protect the decorative surfaces. After impregnation with melamine-formaldehyde resins and co-compression on the decorative paper, these have a high degree of transparency, so that the brilliance of the decor is not or only slightly impaired.
  • overlays with a high proportion of corundum can lead to transparency problems in high service classes in combination with dark decors.
  • the so-called liquid technology is often used today, among other things for reasons of transparency.
  • it does not use impregnated paper, but applies all the layers of a laminate floor to wooden materials in a direct application process using rollers.
  • these are: primer, color primer, print, wear layer.
  • the respective layer can be applied with a single roller or with a plurality of rollers. Multiple jobs are usually used for color priming (for reasons of opacity) and printing (one color) per roller chosen. Of course, the print can also be applied without contact using a digital printer.
  • the wear layer which is intended to minimize the effects of mechanical stress when walking on, essentially consists of melamine resin and corundum particles.
  • a mixture of resin, corundum and auxiliaries (slurry) is either applied to the already printed board with rollers, such as .B. in the EP 1 339 545 B1 described, or the corundum sprinkled into a layer of resin and then covered after intermediate drying of several layers of melamine resin, such as, for example, in the WO2017/198474 A1 described.
  • the structure which also includes a resin backing, is pressed onto the wood-based panel in a short-cycle press at high pressure and high temperature.
  • a chrome-plated, structured steel sheet is used for structuring on the upper side of the press. Since the chrome layer is worn away by contact with the corundum particles, glass beads are added to one or more melamine resin layers after the corundum has been applied.
  • the glass spheres which have a diameter approx. 20 to 30 ⁇ m larger and are less hard than the corundum particles, are intended to act as spacers for the corundum from the metal sheet.
  • the application which is in the order of magnitude of 10 to 15 g/m 2 , is again preferably carried out using a roller system.
  • the order can be made once or several times. This only depends on the number of roller applicators that are behind the corundum application.
  • the invention is therefore based on the technical task of increasing sheet metal service life. This should be done without an increase in costs and also without a general change in production technology.
  • the present process thus enables the provision of a laminate in various formats (i.e. piece goods and not in the form of a continuous web) with high wear resistance in a batch process in a cost-effective manner.
  • a first resin layer in particular in the form of a first duroplastic resin layer, such as a melamine-formaldehyde resin layer, is applied to the decorative layer (pretreated or not pretreated) of the wood-based panel.
  • the first resin layer does not dry or begin to dry, but instead the mixture of abrasion-resistant particles (such as corundum particles and glass beads) is evenly scattered onto the wet or still liquid first resin layer on the upper side of the wood-based panel using a suitable scattering device. Since the first resin layer is still liquid when it is sprinkled on, the abrasion-resistant particles can sink into the resin layer.
  • the abrasion-resistant particles are also well embedded in the resin layer.
  • the procedure described allows scattering of corundum and glass without having to use a second scattering device. Surprisingly, this was possible despite the different size and geometry of the particles. For this purpose, the particles only had to be mixed in a simple mixing device. There was no demixing during further processing (spreading).
  • Flash-off means that a solvent (such as water) in a liquid surface coating slowly evaporates from the surface due to the vapor pressure that the solvent possesses at a certain temperature. Flashing off can be accelerated by a stream of air passed over the surface. This can be done either by the movement of the element on which the surface coating is placed or by an air flow that is passed over the surface coating.
  • the resin layer with the sprinkled mixture of abrasion-resistant particles is not actually dried. It has lost some solvent but still has a high level of stickiness.
  • the abrasion-resistant particles of the mixture are thus fixed in the at least one first resin layer.
  • the abrasion-resistant particles are thus located in a first resin layer which is provided on the decorative layer and which is covered by at least one further, preferably several further resin layers.
  • the mixture of abrasion resistant particles is thus not provided in the outer covering layers (and thus does not protrude from the resin structure), but rather is provided in a lower resin layer.
  • the wear of the press plates can be reduced by covering the abrasion-resistant particles with additional layers of resin.
  • the wood-based panel provided with the decorative layer is not heated in a dryer, such as an IR dryer, before the application of the first resin layer.
  • a dryer such as an IR dryer
  • the first resin layer is applied to a decorative layer provided with a protective layer.
  • This protective layer can be a layer of paper impregnated with a thermosetting resin or a layer of a thermosetting resin, in particular a melamine-formaldehyde resin, urea-formaldehyde resin or melamine-urea-formaldehyde resin and can be glass beads (size 50-150 ⁇ m) included as spacers for intermediate storage of the panels.
  • This protective layer serves as a temporary protection for the decorative layer for storage prior to further processing.
  • the protective layer on the decorative layer is not yet complete cured, but with a certain residual moisture content of about 10%, preferably about 6%, provided and further crosslinkable.
  • Such protective layers are, for example, in the WO 2010/112125 A1 or EP 2 774 770 B1 described.
  • the typically used step of heating decorative layers provided with such a (thermosetting) protective layer serves to heat the protective layer and adjust the degree of residual moisture and the adhesion of subsequent resin layers.
  • the step of heating the protective layer has a negative effect on the scattering pattern of the abrasion-resistant particles. Omitting the heating of the printed wood-based panel provided with a protective layer results in a homogenization of the scatter pattern and thus an even distribution of the abrasion-resistant particles and glass beads on the panel surface.
  • the resin layers to be applied can be in liquid and/or powder form. It is particularly preferred if the first resin layer is applied in liquid form.
  • the further resin layers, which are applied after the mixture of abrasion-resistant particles, can be liquid, powdery or a combination of alternating liquid and powdery resin layers.
  • the resin layers used in the present method are preferably based on thermosetting resins, in particular melamine-formaldehyde resin, urea-formaldehyde resin or melamine-urea-formaldehyde resin.
  • the resins used preferably each contain additives such as hardeners, wetting agents (surfactants or mixtures thereof), defoamers, release agents and/or other components.
  • the wetting agent is used in each of the resin layers in an amount of 0.1-1% by weight.
  • a latent hardener is preferably used as the hardener, such as alkanolamine salts of acids, for example an alkanolamine salt of a sulfonic acid (see DeuroCure from the manufacturer Deurowood).
  • alkanolamine salts of acids for example an alkanolamine salt of a sulfonic acid (see DeuroCure from the manufacturer Deurowood).
  • the proportion of hardener in the individual resin layers varies and can be between 0.5 to 1.5% by weight, preferably 0.7 to 1.3% by weight. It is particularly preferred that the proportion of hardener per application of resin decreases in the production direction; i.e. the proportion of hardener in the lower resin layers is greater than in the upper resin layers. By reducing the amount of hardener from the lower to the upper resin layers, the individual resin layers can be hardened evenly in the KT press.
  • the amount of the first resin layer applied to the upper side of the wood-based panel can be between 50-100 g/m 2 , preferably 60-80 g/m 2 , particularly preferably between 65 and 75 g liquid/m 2 , such as 70 g liquid/m 2 amount to 2 .
  • At least one first resin layer is applied parallel to the upper side and also to the underside of the wood-based panel as a counteract.
  • the amount of the first resin layer applied to the underside of the wood-based panel can be between 50-100 g/m 2 , preferably 60-80 g/m 2 , particularly preferably 70 g/m 2 .
  • the first lower resin layer is preferably colored (eg brownish) in order to simulate a balancing act.
  • the solids content of the resin used for the first resin layer is 60-80% by weight, preferably 65-70% by weight, particularly preferably between 65 and 67% by weight, for both the upper side and the lower side.
  • the first resin layer is preferably applied in parallel or simultaneously to the top and bottom of the wood-based panel in at least one dual application device (roller application unit).
  • the mixture of corundum particles and glass beads is scattered on in a total amount of between 20 and 40 g/m 2 , preferably between 25 and 35 g/m 2 , particularly preferably 30 g/m 2 .
  • corundum particles used are preferably fine corundum (white) with a high level of transparency, so that the optical effect of the underlying decoration is adversely affected as little as possible. Corundum has an uneven three-dimensional shape.
  • the amount of corundum particles in the mixture of abrasion-resistant particles is 5 to 35 g/m 2 , preferably 8 to 30 g/m 2 , particularly preferably 8 to 15 g/m 2 , for example 12 or 18 g/m 2 2 with a mixture quantity of 30 g/m 2 .
  • Corundum particles with a Mohs hardness of at least 9, preferably with cutting edges, and a grain size between 50 and 90 ⁇ m are preferably used.
  • Corundum particles with grain sizes in the classes F180 to F240, preferably F200 can be used.
  • the grain size of class F180 covers a range from 53 - 90 ⁇ m, F220 from 45-75 ⁇ m, F230 34-82 ⁇ m, F240 28-70 ⁇ m (FEPA standard).
  • white aluminum oxide F180 to F240 preferably in a main particle size range of 53-90 ⁇ m, is used as the abrasion-resistant particles.
  • corundum particles of class F200 are used, with F200 being a mixture between F180 and F220 and having a diameter between 53 and 75 ⁇ m.
  • the corundum particles must not be too fine-grained (danger of dust formation, insufficient abrasion resistance), but also not too coarse-grained (protruding from the resin layer). The size of the corundum particles therefore represents a compromise.
  • silanized corundum particles can be used.
  • Typical silanizing agents are aminosilanes.
  • the glass beads used have a Mohs hardness of at least 7 and a diameter of 50 to 150 ⁇ m, preferably 80 to 120 ⁇ m, particularly preferably 90 to 110 ⁇ m.
  • the glass spheres are preferably free of cutting edges and spherical.
  • the amount of scattered glass beads in the mixture of abrasion-resistant particles is between 5 to 35 g/m 2 , preferably 10 to 30 g/m 2 , particularly preferably 15 to 25 g/m 2 , for example 12 or 18 g/m 2 with a mixture quantity of 30 g/m 2 .
  • the glass spheres can (but do not have to) be in silanized form.
  • the embedding of the glass beads in the resin matrix is improved by the silanization of the glass beads.
  • the amount of the additional, second resin layer applied to the upper side and optionally to the underside as a counteract of the wood-based panel can be between 10 and 50 g liquid/m 2 , preferably between 15 and 40 g liquid/m 2 , particularly preferably between 20 and 30 g liquid / m 2 , such as 20 g liquid / m 2 amount.
  • the solids content of the resin used for the second resin layer is 60 and 80% by weight, preferably 65 and 70% by weight, particularly preferably between 65 and 67% by weight for both the upper side and the lower side.
  • further resin layers are applied one after the other to the top and bottom of the wood-based material board in a double application device and dried after each application (e.g. by means of hot air drying).
  • the preferably liquid resin layers applied to the underside of the wood-based material board act as a counteract. Applying the layers of resin to the top and bottom of the wood-based panel in approximately the same amounts ensures that the tensile forces on the wood-based panel caused by the applied layers during pressing cancel each other out.
  • the balancing layer applied to the underside roughly corresponds in terms of layer structure and the respective layer thickness to the layer sequence applied to the top side, but without the addition of abrasion-resistant particles.
  • At least one resin-impregnated paper layer to be applied to the underside of the wood-based panel as a balancing act.
  • the (liquid) resin layers are dried at dryer temperatures of between 150 and 220° C., preferably between 180 and 210° C., in particular in a convection dryer.
  • the temperature is adjusted to the respective resin layers and can vary in the individual convection dryers; for example, the temperature in the second, third and fourth convection dryers may be 205°C and in the fifth and sixth convection dryers 198°C, respectively.
  • convection dryers instead of convection dryers, however, other dryers can also be used.
  • Replacing resin powder with liquid resin eliminates the time-consuming drying process required for liquid overlays, which reduces system costs, exhaust air problems and space requirements. Overall, the present method enables a more flexible technology.
  • the pulverulent resin is applied in an amount of 10 to 50 g/m 2 , preferably 15 to 40 g/m 2 , particularly preferably 20 to 30 g/m 2 .
  • This application quantity of resin powder essentially applies to all resin powder layers to be applied, although these can be adjusted in each case.
  • the scattering density is selected in such a way that covering layers are generated in any case.
  • the particle size of the powdery resin is between 20 and 100 ⁇ m, preferably between 40 and 89 ⁇ m.
  • the powdered resin to be applied (as in the case of the liquid resin) is a duroplastic resin, preferably a urea resin, a melamine resin or a phenolic resin, particularly preferably a melamine-formaldehyde resin. It is preferable if a melamine resin or a urea resin is used for the first resin layer. Only melamine resin is preferably used in the upper layers.
  • “melting” or “gelling” means that the resin layer is not yet fully polymerized, but rather the polymerization is stopped at an intermediate stage in which further crosslinking or polymerization is still possible at a later processing time.
  • the meaning of “gelling” is therefore usually based on the fact that further functional layers are to be applied to the protective layer that has already been applied at a later point in time, or that the product is only to be finished in further processing steps.
  • melamine resin powder can also be added to the melamine resin powder. It is particularly advantageous that because z. B. salting, thickening, settling, hardening influencing effects, etc. poorly compatible with liquid melamine resin substances can be used. These can be salts to increase conductivity, organic or inorganic flame retardants, cellulose derivatives, radical scavengers, pigments, UV absorbers, etc. Accordingly, the powdered resin used can contain additives such as pigments, conductive substances and cellulose.
  • the overall layer thickness of the resin layers applied to the wood-based material board can be between 60 and 200 ⁇ m, preferably between 90 and 150 ⁇ m, particularly preferably between 100 and 120 ⁇ m.
  • the layer structure is pressed under the influence of pressure and temperature in a short-cycle press at temperatures between 150 and 250° C., preferably between 180 and 230° C., particularly preferably at 200° C. and a pressure between 30 and 60 kg/cm 2 , more preferably between 40 and 50 kg/cm 2 .
  • the pressing time is between 5 and 15 seconds, preferably between 7 and 10 seconds.
  • the coated wood-based panel is preferably aligned in the short-cycle press to a structured press plate located in the short-cycle press using markings on the wood-based panel, so that congruence between the decor on the wood-based panel and the structure to be embossed on the press plate is produced. This enables the production of a decor-synchronous structure.
  • the melamine resin layers melt and a laminate is formed by a condensation reaction including the corundum/glass components.
  • the at least one wood-based material panel is a medium-density fiber (MDF), high-density fiber (HDF) or chipboard or coarse particle board (OSB) or plywood panel and/or a wood-plastic panel.
  • MDF medium-density fiber
  • HDF high-density fiber
  • OSB coarse particle board
  • an unpolished wood fiber board in particular MDF or HDF, is used, which is also provided with a pressed skin (rotting layer) on the upper side.
  • Aqueous melamine resin is applied on top to fill the press skin. The melamine resin is later melted in the short-cycle press and thus has a tempering effect in the area of this layer; i.e. it counteracts delamination.
  • the decorative layer already mentioned above can be applied by means of direct printing.
  • direct printing a water-based, pigmented printing ink is applied in gravure or digital printing processes, with the water-based pigmented printing ink being able to be applied in more than one layer, for example in the form of two to ten layers, preferably three to eight layers.
  • the at least one decorative layer is applied, as mentioned, by means of an analog gravure printing and/or a digital printing process.
  • Intaglio printing is a printing technique in which the elements to be imaged are indented in a printing form that is inked before printing.
  • the printing ink is mainly in the indentations and is transferred to the object to be printed, such as a wood fiber board, due to the contact pressure of the printing form and adhesive forces.
  • digital printing on the other hand, the printed image is transferred directly from a computer to a printing machine, such as a laser printer or inkjet printer. This eliminates the use of a static printing form. In both processes, the use of water-based paints and inks or UV-based coloring agents is possible. It is also conceivable to combine the mentioned printing techniques from gravure and digital printing. A suitable combination of printing techniques can be done directly on the carrier plate or the layer to be printed, or before printing by adapting the electronic data records used.
  • the markings required for alignment in the press are also printed together with the decor.
  • At least one primer layer is arranged between the wood material panel or carrier panel and the at least one decorative layer.
  • the primer layer is applied before printing.
  • the primer layer preferably used here comprises a composition of casein or soybean protein as a binder and inorganic pigments, in particular inorganic color pigments.
  • White pigments such as titanium dioxide can be used as color pigments in the primer layer, or other color pigments such as calcium carbonate, barium sulfate or barium carbonate.
  • the primer can also contain water as a solvent. It is also preferred if the pigmented base coat applied consists of at least one, preferably at least two, particularly preferably at least four layers or coats applied in succession, it being possible for the amount applied between the layers or coats to be the same or different.
  • the present method thus makes it possible to produce a laminate from an abrasion-resistant wood material panel provided with a decorative layer and having a resin structure with abrasion-resistant particles, in particular corundum particles and glass beads.
  • the laminate includes at least one wood-based panel, at least one decorative layer on the upper side of the wood-based panel, at least a first resin layer on the upper side and optionally the lower side, at least one layer containing a mixture of abrasion-resistant particles, in particular a mixture of corundum particles and glass beads on and/or in the first resin layer the top of the engineered wood board, and at least a second resin layer on top and optionally on the underside of the engineered wood board.
  • the laminate comprises a wood-based material board provided with a decorative layer with a resin structure consisting of a first resin layer containing abrasion-resistant particles on the upper side, a corresponding resin layer (but without abrasion-resistant particles) on the underside, at least one second resin layer on the upper side and one corresponding resin layer on the underside of the wood-based panel, at least a third resin layer on the upper side and a corresponding resin layer on the underside of the wood-based panel, at least a fourth, fifth and sixth resin layer on the upper side and corresponding resin layers on the underside of the wood-based panel.
  • the present method enables the production of an abrasion-resistant wood-based material board with the following layer structure (seen from bottom to top): Balancing layer made of six resin layers - wood-based material board - primer layer - printed decorative layer - protective layer, in particular a protective layer made of a resin that has not yet fully cured - first resin layer - Layer of abrasion-resistant particles, in particular corundum particles and glass beads (which are preferably partially embedded in the first resin layer) - second resin layer - third resin layer fourth resin layer - fifth resin layer - sixth resin layer.
  • Balancing layer made of six resin layers - wood-based material board - primer layer - printed decorative layer - protective layer, in particular a protective layer made of a resin that has not yet fully cured - first resin layer - Layer of abrasion-resistant particles, in particular corundum particles and glass beads (which are preferably partially embedded in the first resin layer) - second resin layer - third resin layer fourth resin layer - fifth resin layer
  • the protective layer serves to cover the decor and to protect the decor during interim storage (stacking, storage, transport).
  • the other layers of resin on the top form an overlay that protects the finished laminate against abrasion and enables structuring that is synchronized with the decor.
  • no drying device is provided before the first application device, or in the event that a drying device is installed as part of the production line, this drying device is not in operation, i.e. not active.
  • the present production line comprises a total of a simple, one-sided application unit for applying the first resin layer to the top of the printed wood-based panel and five double application units for applying five further resin layers to the top and bottom of the wood-based panel, with at least one drying device for drying behind each double application unit the upper and/or lower resin layer is provided.
  • the scattering device provided in the present production line for the mixture of abrasion-resistant particles, in particular the mixture of corundum particles and glass beads is suitable for spreading powder, granules and includes an oscillating brush system.
  • the spreading device essentially consists of a storage hopper, a rotating, structured roller and a scraper. The amount of abrasion-resistant material applied is determined by the rotational speed of the roller.
  • the spreading device preferably comprises a spiked roller.
  • the at least one scattering device is surrounded or arranged in at least one cabin, which is provided with at least one means for removing dust occurring in the cabin.
  • the means for removing the dust can be designed in the form of a suction device or as a device for blowing in air. Air injection can be achieved via nozzles installed at the plate inlet and outlet, blowing air into the booth. In addition, they can prevent an inhomogeneous scatter curtain of abrasion-resistant material from being created by air movements.
  • the removal of the dust from abrasion-resistant material from the vicinity of the scattering device is advantageous because, in addition to the obvious health hazards for the workers working on the production line, the fine dust from abrasion-resistant particles is also deposited on other parts of the production line and leads to increased wear of the same.
  • the arrangement of the spreading device in a cabin therefore not only serves to reduce the health pollution of dust in the vicinity of the production line, but also prevents premature wear.
  • the scattering device is preferably controlled by a light barrier, the light barrier being arranged in the processing direction in front of the roller (scattering roller) provided below the scattering device. Controlling the scattering device using a light barrier makes sense, since there are more or less large gaps between the individual wood-based panels. This starts the spreading process as soon as a plate is in front of the spreading roller.
  • At least one funnel is provided in front of the scattering roller to collect excess abrasion-resistant particles (i.e. abrasion-resistant particles that are not scattered on the at least one wood-based material board, but rather before the wood-based board is driven in with the help of the transport device under the scattering roller in front of the latter falling down). .
  • the hopper is coupled to at least one conveyor device and a screening device, with the excess material mixture collected in the hopper being transported to the screening device via the conveyor device.
  • the screen mesh of the screening device corresponds to the largest grain of the abrasion-resistant particulate material used (i.e. approx. 80-120 ⁇ m).
  • debris and clumped material such as clumped resin or clumped abrasion resistant material
  • the screened abrasion resistant material can be returned (recycled) to the spreader.
  • the one in the figure 1 The production line shown schematically includes a one-sided application unit 1 (grooved roller) for applying the first layer of resin.
  • a scattering device 20 is provided for evenly scattering the mixture of abrasion-resistant material such as corundum and glass beads onto the first resin layer on the upper side of the HDF panel.
  • Corundum F200 is used as the abrasion-resistant material, which measures around 50-90 ⁇ m in diameter according to the FEPA standard.
  • the glass beads used have a diameter or grain size of 90-110 ⁇ m.
  • the spreading device 20 essentially consists of a storage funnel, a rotating, structured spiked roller and a scraper.
  • the application quantity of the material is determined by the rotational speed of the spreader roller.
  • the mixture falls from the spiked roller at a distance of 5 cm onto the board treated with melamine resin. Since the first resin layer is still liquid when it is sprinkled on, the corundum particles and glass beads can sink into the resin layer.
  • the first layer of resin sprinkled with the mixture of abrasion-resistant particles is flashed off, with the solvent (e.g. water) from the liquid surface coating slowly evaporating out of the surface due to the vapor pressure. Flashing takes place by means of a stream of air that is passed over the surface.
  • solvent e.g. water
  • the board coated with melamine-formaldehyde resin and corundum/glass beads is coated with further melamine-formaldehyde resin (about 20 g/m 2 ).
  • the corundum grains and glass beads are covered with liquid resin or incorporated into the overlay layer. This prevents the removal of the corundum and the glass balls in the convection dryer due to the high level of air turbulence.
  • the assembly of the first and second resin layers is dried in the convection dryer 2a. If a powdered resin is applied instead of a liquid resin, the drying step is omitted.
  • the layer structure is cured in a short-cycle press 7 at a press temperature of 180-220° C. and a press time of 8 to 10 seconds under a specific pressure of 40 kg/cm 2 .
  • the pressed panels are cooled and stored.
  • the one in the figure 2 The production line shown schematically includes the in figure 1 elements shown. Other elements are also planned.
  • the production line includes the figure 2 an IR dryer 1a which is switched off.
  • the IR dryer 1a By switching off the IR dryer 1a from the production line, the electrostatic charging of the panel surface that otherwise takes place in the IR dryer is avoided, which enables the formation of a homogeneous scattering curtain of the corundum.
  • the production line also includes a one-sided application unit 1 (grooved roller) and five double application units 2, 3, 4, 5, 6 for the simultaneous application of the respective resin layer on the top and bottom of the isolated printed material panels, e.g. of printed HDF panels and respectively four convection dryers 2a, 3a, 4a, 5a, 6a arranged behind the application units in the processing direction.
  • a one-sided application unit 1 grooved roller
  • five double application units 2, 3, 4, 5, 6 for the simultaneous application of the respective resin layer on the top and bottom of the isolated printed material panels, e.g. of printed HDF panels and respectively four convection dryers 2a, 3a, 4a, 5a, 6a arranged behind the application units in the processing direction.
  • the scattering device 20 is provided for evenly scattering the mixture of abrasion-resistant material such as corundum and glass beads onto the first resin layer on the upper side of the HDF panel.
  • the first layer of resin sprinkled with the mixture of abrasion-resistant particles is flashed off, with the solvent (e.g. water) from the liquid surface coating slowly evaporating from the surface due to the vapor pressure. Flashing takes place by means of a stream of air that is passed over the surface.
  • solvent e.g. water
  • the assembly of the first and second resin layers is dried in the convection dryer 2a.
  • a third convection dryer 3a for drying the third resin layer is arranged downstream of the third double application unit 3 for applying the third resin layer.
  • the layer structure is pressed in a short-cycle press 7 at a pressing temperature of 180-220 °C and a pressing time of 8 to 10 seconds under a specific pressure of 40 kg/cm 2 .
  • the pressed panels are cooled and stored.
  • liquid melamine resin/m 2 solids content about 65% by weight
  • a melamine resin in the same amount was also applied to the back.
  • Hot air drying followed each application.
  • the structure was then pressed in a short-cycle press at a pressing temperature of 200° C., a pressing pressure of 40 kg/cm 2 and a pressing time of nine seconds.
  • a sample from this production was tested for its behavior under abrasion stress using a Taber abrader in accordance with DIN EN 13329. For comparison, a sample was tested with which 18 g corundum/m 2 had been scattered and 12 g glass beads/m 2 had been applied via slurries in application units two to five. A value of 4500 ⁇ m resulted for the first sample. For the second sample, a value of 4100 ⁇ m.
  • the first variant showed better transparency compared to the second variant. Both variants were pressed on the production line with a new press plate of identical structure until damage to the press plate was observed. These became apparent in the first variant after 12,200 pressings and in variant 2 after 11,000 pressings.
  • an overlay (grammage: 25 g/m 2 ) was impregnated with a melamine resin (solids content: approx. 65% by weight) in a first step in a trough.
  • the melamine resin contained the usual auxiliaries such as hardeners, wetting agents, etc. After passing through the breathing section and squeezing rollers to adjust the resin application (400% based on the paper weight).

Landscapes

  • Laminated Bodies (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines abriebfesten Laminats.
  • Eine Vielzahl von Produkten bzw. Produktoberflächen, die durch mechanische Beanspruchung einer Abnutzung ausgesetzt sind, müssen durch das Aufbringen von verschleißhemmenden Schichten, vor einer vorzeitigen Beschädigung oder Zerstörung durch Verschleiß geschützt werden. Bei diesen Produkten kann es sich z. B. um Möbel, Arbeitsplatten, Zahltheken, Fußböden usw. handeln. Je nach Beanspruchungsfrequenz und - stärke müssen dabei unterschiedliche Schutzmaßnahmen angewendet werden, damit dem Nutzer eine möglichst lange Nutzungsdauer garantiert werden kann.
  • Eine Vielzahl der oben genannten Produkte besitzen dekorative Oberflächen, die bei Verschleiß aufgrund intensiver Nutzung schnell unansehnlich erscheinen und/oder sich nicht mehr reinigen lassen. Diese dekorativen Oberflächen bestehen sehr häufig aus mit duroplastischen Harzen imprägnierten Papieren, die in sogenannten Kurztaktpressen auf die verwendeten Holzwerkstoffträger aufgepresst werden. Als duroplastisches Harz kommt sehr häufig Melamin-Formaldehyd-Harz zum Einsatz.
  • Als Schutz für die dekorativen Oberflächen wurden schon seit langem sogenannte Overlaypapiere eingesetzt, bei denen es sich um dünne, α-Zellulosehaltige Papiere handelt. Diese besitzen nach Imprägnierung mit Melamin-Formaldehyd-Harzen und Mitverpressung auf den dekorativen Papieren eine hohe Transparenz, sodass die Brillanz des Dekors nicht oder nur wenig beeinträchtigt wird. Allerdings können Overlays mit einem hohen Korundanteil bei hohen Nutzungsklassen in Kombination mit dunklen Dekoren zu Transparenzproblemen führen.
  • Bei der Herstellung von Laminatböden wird heute u. A. aus Transparenzgründen häufig die sogenannte Flüssigtechnologie angewendet. Sie verwendet im Gegensatz zu den älteren Herstellungsverfahren keine imprägnierten Papiere, sondern bringt in Direktauftragsverfahren über Walzen alle Schichten eines Laminatfu ßbodens auf Holzwerkstoffe auf. Im Einzelnen sind dies: Primer, Farbgrundierung, Druck, Verschleißschicht. Es kann dabei die jeweilige Schicht mit einer einzigen oder mit mehreren Walzen aufgebracht werden. Mehrere Aufträge werden meist bei der Farbgrundierung (aus Deckkraftgründen) und beim Druck (eine Farbe) pro Walze gewählt. Wobei der Druck natürlich auch berührungslos durch einen Digitaldrucker aufgebracht werden kann.
  • Die Verschleißschicht, die in der Nutzung die Einflüsse durch mechanische Beanspruchung beim Begehen minimieren soll, besteht dabei im Wesentlichen aus Melaminharz und Korundpartikeln. Ein Gemisch aus Harz, Korund und Hilfsstoffen (Slurry) wird entweder mit Walzen auf die bereits bedruckte Platte aufgebracht, wie .B. in der EP 1 339 545 B1 beschrieben, oder das Korund in eine Harzschicht eingestreut und danach nach Zwischentrocknungen von mehreren Melaminharzschichten abgedeckt, wie z.B, in der WO2017/198474 A1 beschrieben. Der Aufbau, der auch einen Harzgegenzug beinhaltet wird in einer Kurztaktpresse bei hohem Druck und hoher Temperatur auf die Holzwerkstoffplatte aufgepresst.
  • Dabei wird zur Strukturierung auf der Oberseite der Presse ein verchromtes, strukturiertes Stahlblech eingesetzt. Da die Chromschicht durch den Kontakt mit den Korundpartikeln verschlissen wird, werden einer oder mehrerer Melaminharzschichten nach dem Korundauftrag Glaskugeln zugegeben. Die Glaskugeln, die einen ca. 20 bis 30 µm größeren Durchmesser und eine geringere Härte als die Korundpartikel besitzen, sollen dabei als Abstandshalter für das Korund gegenüber dem Blech dienen.
  • Dabei erfolgt der Auftrag, der in der Größenordnung von 10 bis 15 g/m2 liegt, wiederum bevorzugt über ein Walzensystem. Der Auftrag kann dabei einmalig oder mehrmalig erfolgen. Dies ist nur von der Anzahl der Walzenauftragswerke abhängig, die sich hinter dem Korundauftrag befinden.
  • Wie sich gezeigt hat, liefert diese Technologie aber bezüglich des Blechverschleißes nur eingeschränkt positive Ergebnisse. Während ein Blech, das bei der Verarbeitung eines Imprägnataufbaus (mit einem mit Korund beladenem Overlay) zum Einsatz kommt, üblicherweise über 50 000 Pressungen vor einer Überarbeitung durchlaufen kann, sind dies bei einem Flüssigaufbau häufig weniger als 10 000 Pressungen. Dies führt nicht nur zu höheren Blechkosten pro Quadratmeter Laminatboden, sondern auch zu einem höheren Bestand an Pressblechen in den verschiedenen Strukturen, da die Aufarbeitung der Pressbleche nicht im Werk , sondern bei externen Firmen erfolgt. Diese Überarbeitung nimmt incl. des Transportes ca. vier Wochen in Anspruch. Die ca. 10 000 Pressungen sind bei einer Kurztaktpresse neuerer Bauart innerhalb von ca. drei Tagen ausgeführt, sodass dann bereits ein neues Pressblech eingebaut werden muss.
  • Versuche die Blechstandzeiten durch die Erhöhung der Menge der Glaskugeln in den Walzenaufträgen zu erhöhen, hat keinen positiven Effekt bezüglich der Blechstandzeiten gezeigt. Zudem wurde auch bei der Erhöhung auf über 20 g Glaskugeln/m2 eine Verschlechterung der Transparenz auf Grund von inhomogener Verteilung der Glaskugeln festgestellt. Diese Inhomogenität der Verteilung war tendenziell allerdings schon bei Auftragsmengen der Glaskugeln von unter 20 g/m2 beobachtbar. Dabei war es unerheblich, ob der Auftrag der Glaskugeln direkt nach dem Korundauftrag erfolgt oder, ob der Auftrag der Glaskugeln erst nach einer oder mehrerer Schichten Harz ohne Glaskugeln erfolgte. Auch die Variation der Grösse der Glaskugeln brachte keine Erhöhung der Blechstandzeiten. Zudem war bei Vergrösserung der Durchmesser der Glaskugeln eine Verschlechterung der Verteilung zu beobachten. Dies resultierte aus der erhöhten Tendenz der Glaskugeln in der Slurry zur Sedimentation, welche auch bei den Glaskugeln mit "normalem" Durchmesser schon zu beobachten war. Dies führte zu erhöhtem Reinigungsaufwand in Leitungen, Vorrats- und Ansatzbehältern.
  • Es ergeben sich somit verschiedene Nachteile: ungleichmäßiger Auftrag, erhöhter Blechverschleiß, Transparenzstörungen, erhöhter Reinigungsaufwand und Sedimentation.
  • Der Erfindung liegt daher die technische Aufgabe zu Grunde die Blechstandzeiten zu erhöhen. Dies sollte ohne eine Kostensteigerung und auch ohne eine generelle Änderung der Produktionstechnologie erfolgen.
  • Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
  • Demnach wird ein Verfahren zur Herstellung einer abriebfesten Laminats bereitgestellt. Das vorliegende Verfahren umfasst dabei die folgenden Schritte:
    • Bereitstellen einer Holzwerkstoffplatte, die auf der Oberseite mindestens eine Dekorschicht, insbesondere als Druckdekor, aufweist,
    • Auftragen von mindestens einer ersten Harzschicht auf die mindestens eine Dekorschicht auf der Oberseite der Holzwerkstoffplatte,
    • Aufstreuen, insbesondere gleichmäßiges Aufstreuen eines Gemisches aus abriebfesten Partikeln umfassend Korundpartikel und Glaskugeln , insbesondere eines Gemisches aus Korundpartikeln und Glaskugeln, auf die erste Harzschicht auf der Oberseite der Holzwerkstoffplatte, wobei der Anteil der Menge an aufgestreuten Glaskugeln in dem Gemisch aus abriebfesten Partikeln 5 bis 35 g/m2 beträgt,
    • Ablüften der mit dem Gemisch aus abriebfesten Partikeln versehenen ersten Harzschicht auf der Oberseite der Holzwerkstoffplatte;
    • Auftragen von mindestens einer weiteren, insbesondere zweiten Harzschicht auf die mit dem Gemisch aus abriebfesten Partikeln versehene erste Harzschicht auf der abgelüfteten Oberseite der Holzwerkstoffplatte; und
    • Verpressen des Schichtaufbaus unter Ausbildung eines Laminats.
  • Das vorliegende Verfahren ermöglicht demnach die Bereitstellung eines Laminats in verschiedenen Formaten (d.h. als Stückware und nicht in Form einer Endlosbahn) mit hoher Verschleißfestigkeit in einem diskontinuierlichen Verfahren in einer kostengünstigen Weise.
  • Gemäß dem vorliegenden Verfahren wird eine erste Harzschicht, insbesondere in Form einer ersten duroplastischen Harzschicht, wie einer Melamin-Formaldehyd-Harzschicht, auf die Dekorschicht (vorbehandelt oder nicht-vorbehandelt) der Holzwerkstoffplatte aufgebracht. Es erfolgt zunächst kein Trocknen oder Antrocknen der ersten Harzschicht, sondern vielmehr wird das Gemisch aus abriebfesten Partikeln (wie Korundpartikel und Glaskugeln) auf die nasse bzw. noch flüssige erste Harzschicht auf der Oberseite der Holzwerkstoffplatte gleichmäßig unter Verwendung einer geeigneten Streuvorrichtung aufgestreut. Da die erste Harzschicht zum Zeitpunkt des Aufstreuens noch flüssig vorliegt, können die abriebfesten Partikel in die Harzschicht einsinken. Aufgrund des hohen Feststoffgehaltes des Harzes und einer dadurch bedingten erhöhten Viskosität werden die abriebfesten Partikel zudem gut in der Harzschicht eingebettet. Die beschriebene Vorgehensweise ermöglicht ein Streuen von Korund und Glas, ohne das eine zweite Streuvorrichtung verwendet werden muss. Dies war überraschender Weise trotz unterschiedlicher Grösse und Geometrie der Partikel möglich. Zu diesem Zweck mussten die Partikel lediglich in einer einfachen Mischvorrichtung gemischt werden. Dabei zeigte sich bei der Weiterverarbeitung (Streuen) keine Entmischung.
  • Nach dem Aufstreuen des Gemisches aus abriebfesten Partikeln auf die erste Harzschicht erfolgt keine Trocknung, sondern ein Ablüften. Ablüften bedeutet, dass ein Lösemittel (wie z.B. Wasser) in einer flüssigen Oberflächenbeschichtung durch den Dampfdruck, den das Lösemittel bei einer bestimmten Temperatur besitzt, langsam aus der Oberfläche ausdunstet. Das Ablüften kann durch einen Luftstrom, der über die Oberfläche geführt wird, beschleunigt werden. Dies kann entweder durch die Bewegung des Elements, auf dem sich die Oberflächenbeschichtung befindet, oder durch einen Luftstrom, der über die Oberflächenbeschichtung geführt wird, erfolgen. Die Harzschicht mit dem aufgestreuten Gemisch aus abriebfesten Partikeln ist im eigentlichen Sinn nicht getrocknet. Sie hat etwas Lösemittel verloren, besitzt aber noch eine hohe Klebrigkeit.
  • Die abriebfesten Partikel des Gemisches werden dadurch in der mindestens einen ersten Harzschicht fixiert. Die abriebfesten Partikel befinden sich somit in einer ersten Harzschicht, die auf der Dekorschicht vorgesehen ist, und die von mindestens einer weiteren, bevorzugt mehreren weiteren Harzschichten bedeckt wird. Das Gemisch aus abriebfesten Partikeln ist demnach nicht in den äußeren Abdeckschichten vorgesehen (und ragen demnach auch nicht aus dem Harzaufbau heraus), sondern ist vielmehr in einer unteren Harzschicht vorgesehen. Gerade durch die Abdeckung der abriebfesten Partikel mit weiteren Harzschichten kann der Verschleiß der Pressbleche reduziert werden. Dies sind Ergebnisse, die denjenigen entgegenstehen, die bei der Verwendung einer Slurry mit Glaskugeln erhalten wurden. Dort zeigte sich, dass der Verschleiss des Pressbleches geringer wurde, wenn der Auftrag der Glaskugeln möglichst weiter hinter dem Korundauftrag erfolgte.
  • Auch ist es möglich durch Aufstreuen eines Gemisches aus Korundpartikeln und Glaskugeln die Auftragsmenge an Glaskugeln (z.B. im Vergleich zum Auftragen der Glaskugeln in einer Slurry) zu erhöhen, ohne dass die sonst beobachteten Transparenzstörungen auftraten.
  • Zudem war überraschenderweise zu beobachten, dass bei der Erhöhung der Auftragsmenge der Glaskugeln bei gleichzeitiger Reduzierung der Auftragsmengen von Korund (z.B. bis zu 30%), die Verschleissfestigkeit (Tabertest) anstieg. Auch dies war beim Walzenauftrag von Glaskugeln nicht zu beobachten. Dies ist insbesondere im Hinblick auf Kosten von Interesse, denn dadurch kann teureres Korund durch billigere Glaskugeln ausgetauscht werden. Wie sich zeigte konnten die Blechstandzeiten beim Auftrag der identischen Menge von Glaskugeln mit Hilfe eines Streuers gegenüber dem Walzenauftrag im Durchschnitt um ca. 10 % gesteigert werden.
  • Dieser Effekt zeigte sich auch bei Verwendung eines Overlay, bei dem die Streumenge Korund von z.B. 18 g/m2 durch ein Gemisch aus 12 g Korund/m2 und 6 g Glaskugeln/m2 ersetzt wurde. Auch hier zeigte sich, dass bei der Prüfung des Verhaltens gegenüber Abriebbeanspruchung an einem Laminatbodenmuster für dessen Herstellung das Overlay verwendet wurde, ähnliche Ergebnisse erreicht wurden wie bei der Nullprobe. Es zeigte sich weiterhin, dass es keinen Unterschied zwischen silanisierten und nicht silanisierten Glaskugeln gab.
  • Zudem zeigte sich bei der Aufteilung der Großformate zu Einzelelementen eine Reduzierung der Werkzeugkosten.
  • Mit dem vorliegenden Verfahren wird eine Erhöhung der Blechstandzeiten, eine Kostenreduzierung bei Hilfsstoffen und Verbesserung Transparenz erreicht.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform des vorliegenden Verfahrens wird die mit der Dekorschicht versehene Holzwerkstoffplatte vor dem Auftrag der ersten Harzschicht nicht in einem Trockner, wie z.B. einem IR-Trockner, erwärmt. Dies kann durch Ausschalten eines in der Produktionslinie vorgesehenen IR-Trockners erfolgen oder es ist kein IR-Trockner in der Produktionslinie vorgesehen. Durch das Vermeiden der Erwärmung der mit einer Dekorschicht versehenen Holzwerkstoffplatte erfolgt keine elektrostatische Aufladung der Plattenoberfläche und der Streuvorhang bei Streuen des Korundes wird homogen. Auch wird der thermische Auftrieb verringert, der sich aus der abgegebenen Wärme der Plattenoberfläche der Platte ergibt.
  • Der Verzicht des Erwärmens der bedruckten Holzwerkstoffplatte in einem IR-Trockner ist für einen Fachmann nicht naheliegend, da typischerweise auf den mittels Direktdruck aufgetragenen Dekorschichten eine Schutzschicht aus einem noch nicht vollständig ausgehärtetem Harz angeordnet ist.
  • In einer Ausführungsform des vorliegenden Verfahrens ist daher vorgesehen, dass die erste Harzschicht auf eine mit einer Schutzschicht versehene Dekorschicht aufgetragen wird. Diese Schutzschicht kann eine mit einem duroplastischen Harz imprägnierte Papierlage oder eines Schicht aus einem duroplastisches Harz, insbesondere ein Melamin-Formaldehyd-Harz, Harnstoff-Formaldehyd-Harz oder Melamin-Harnstoff-Formaldehyd-Harz sein und kann Glaskugeln (Größe 50-150 µm) als Abstandshalter für die Zwischenlagerung der Platten enthalten. Diese Schutzschicht dient einem vorläufigen Schutz der Dekorschicht zur Lagerung vor der weiteren Veredelung. Die Schutzschicht auf der Dekorschicht ist noch nicht vollständig ausgehärtet, sondern mit einer gewissen Restfeuchte von ca. 10%, bevorzugt von ca. 6%, versehen und noch weiter vernetzbar. Derartige Schutzschichten sind z.B. in der WO 2010/112125 A1 oder EP 2 774 770 B1 beschrieben.
  • Der typischerweise zur Anwendung kommende Schritt des Erwärmens, von mit einer derartigen (duroplastischen) Schutzschicht versehenen Dekorschichten, dient einem Erwärmen der Schutzschicht und der Einstellung des Restfeuchtegrades und der Haftung von darauffolgenden Harzschichten.
  • Es hat sich aber gezeigt, dass der Schritt des Erwärmens der Schutzschicht einen negativen Effekt auf das Streubild der abriebfesten Partikel hat. Ein Weglassen des Erwärmens der mit einer Schutzschicht versehenen bedruckten Holzwerkstoffplatte bewirkt eine Homogenisierung des Streubildes und somit eine gleichmäßige Verteilung der abriebfesten Partikel und Glaskugeln auf der Plattenoberfläche.
  • In einer Ausführungsform des vorliegenden Verfahrens können die aufzutragenden Harzschichten flüssig und/oder pulverförmig sein. Es ist insbesondere bevorzugt, wenn die erste Harzschicht in flüssiger Form aufgetragen wird. Die weiteren Harzschichten, die im Anschluss an das Gemisch aus abriebfesten Partikeln aufgetragen werden, können flüssig, pulverförmig oder eine Kombination aus abwechselnd flüssiger und pulverförmiger Harzschicht sein.
  • Die im vorliegenden Verfahren verwendeten Harzschichten basieren bevorzugt auf duroplastischen Harzen, insbesondere Melamin-Formaldehyd-Harz, Harnstoff-Formaldehyd-Harz oder Melamin-Harnstoff-Formaldehyd-Harz.
  • Die verwendeten Harze enthalten bevorzugt jeweils Additive, wie Härter, Netzmittel (Tenside oder Mischungen davon), Entschäumer, Trennmittel und/oder weitere Komponenten. Das Netzmittel wird in den Harzschichten jeweils in einer Menge von 0,1-1 Gew% eingesetzt.
  • Als Härter wird bevorzugt ein latenter Härter verwendet, wie Alkanolaminsalze von Säuren, z.B. ein Alkanolaminsalz einer Sulfonsäure (siehe DeuroCure des Herstellers Deurowood). Für jedes Auftragswerk gibt es dabei eine Mischstation, in der die Komponenten vorgemischt werden. Diese Vormischungen werden sie in einen Vorlagebehälter gepumpt aus dem in die Auftragswerke dosiert wird.
  • Der Anteil des Härters in den einzelnen Harzschichten variiert und kann zwischen 0,5 bis 1,5 Gew%, bevorzugt 0,7 bis 1,3 Gew% betragen. Besonders bevorzugt ist, dass der Anteil an Härter je Harzauftrag in Fertigungsrichtung abnimmt; d.h. in den unteren Harzschichten ist der Härteranteil größer als in den oberen Harzschichten. Durch die Verringerung der Härtermenge von den unteren zu den oberen Harzschichten lässt sich ein gleichmäßiges Aushärten der einzelnen Harzschichten in der KT-Presse realisieren.
  • Die Menge, der auf die Oberseite der Holzwerkstoffplatte aufgetragenen ersten Harzschicht kann zwischen 50-100 g/m2, bevorzugt 60-80 g/m2, insbesondere bevorzugt zwischen 65 und 75 g flüssig/m2, wie z.B. 70 g flüssig/m2 betragen.
  • In einer Ausführungsform des vorliegenden Verfahrens kann auch vorgesehen sein, dass parallel zur Oberseite, auch auf die Unterseite der Holzwerkstoffplatte mindestens eine erste Harzschicht als Gegenzug aufgebracht wird. Die Menge, der auf die Unterseite der Holzwerkstoffplatte aufgetragenen ersten Harzschicht kann zwischen 50-100 g/m2, bevorzugt 60-80 g/m2, insbesondere bevorzugt 70 g/m2 betragen. Bevorzugt ist die erste untere Harzschicht (z.B. bräunlich) eingefärbt, um einen Gegenzug zu simulieren.
  • Der Feststoffgehalt, des für die erste Harzschicht verwendeten Harzes, liegt sowohl für die Oberseite als auch die Unterseite bei 60-80 Gew%, bevorzugt 65-70 Gew%, insbesondere bevorzugt zwischen 65 und 67 Gew%.
  • Die erste Harzschicht wird bevorzugt parallel bzw. gleichzeitig auf die Oberseite und Unterseite der Holzwerkstoffplatte in mindestens einer Doppelauftragsvorrichtung (Walzenauftragsaggregat) aufgetragen.
  • In einer Ausführungsform des vorliegenden Verfahrens wird das Gemisch aus Korundpartikeln und Glaskugeln in einer Gesamtmenge zwischen 20 und 40 g/m2, bevorzugt zwischen 25 und 35 g/m2, besonders bevorzugt von 30 g/m2 aufgestreut.
  • Bei den verwendeten Korundpartikeln handelt es sich in bevorzugter Weise um Edelkorund (weiß) mit einer hohen Transparenz, damit die optische Wirkung des darunterliegenden Dekors so wenig wie möglich nachteilig beeinflusst wird. Korund weist eine ungleichmäßige Raumform auf.
  • In einer Ausführungsform beträgt der Anteil der Menge an Korundpartikeln in dem Gemisch aus abriebfesten Partikeln 5 bis 35 g/m2, bevorzugt 8 bis 30 g/m2, insbesondere bevorzugt 8 bis 15 g/m2, z.B. 12 oder 18 g/m2 bei einer Gemischmenge von 30 g/m2.
  • Es werden bevorzugt Korundpartikel mit eine Mohshärte von mindestens 9, bevorzugt schneidkantenbehaftet, und einer Korngröße zwischen 50 und 90 µm verwendet. So können Korundpartikel mit Körnungen in den Klassen F180 bis F240, bevorzugt F200 verwendet werden. Die Korngröße der Klasse F180 umfasst einen Bereich von 53 - 90 µm, F220 von 45-75 µm, F230 34-82 µm, F240 28-70 µm (FEPA Norm). In einer Variante werden als abriebfeste Partikel Edelkorund weiß F180 bis F240, bevorzugt in einem Hauptkornbereich von 53-90 µm verwendet. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform werden Korundpartikel der Klasse F200 verwendet, wobei F200 eine Mischung zwischen F180 und F220 ist und einen Durchmesser zwischen 53 und 75 µm aufweist. Die Korundpartikel dürfen nicht zu feinkörnig sein (Gefahr der Staubbildung, keine ausreichende Abriebfestigkeit), aber auch nicht zu grobkörnig (Herausragen aus Harzschicht) sein. Die Größe der Korundpartikel stellt somit ein Kompromiss dar.
  • In einer weitergehenden Ausführungsform können silanisierte Korundpartikel verwendet werden. Typische Silanisierungsmittel sind Aminosilane.
  • Es ist bevorzugt, wenn die verwendeten Glaskugeln eine Mohshärte von mindestens 7 und einen Durchmesser von 50 bis 150 µm, bevorzugt von 80 bis 120 µm, insbesondere bevorzugt von 90 bis 110 µm aufweisen. Die Glaskugeln sind bevorzugt schneidkantenfrei und kugelförmig.
  • Der Anteil der Menge an aufgestreuten Glaskugeln in dem Gemisch aus abriebfesten Partikeln beträgt zwischen 5 bis 35 g/m2, bevorzugt 10 bis 30 g/m2, insbesondere bevorzugt 15 bis 25 g/m2, z.B. 12 oder 18 g/m2 bei einer Gemischmenge von 30 g/m2.
  • Die Glaskugeln können (müssen aber nicht) in silanisierter Form vorliegen. Durch die Silanisierung der Glasperlen wird die Einbettung der Glasperlen in die Harzmatrix verbessert.
  • Die Menge der auf die Oberseite und optional auf die Unterseite als Gegenzug der Holzwerkstoffplatte aufgetragenen weiteren, zweiten Harzschicht kann zwischen 10 und 50 g flüssig/m2, bevorzugt zwischen 15 und 40 g flüssig/m2, insbesondere bevorzugt zwischen 20 und 30 g flüssig/m2, wie z.B. 20 g flüssig/m2 betragen.
  • Der Feststoffgehalt des für die zweiten Harzschicht verwendeten Harzes liegt sowohl für die Oberseite als auch die Unterseite 60 und 80 Gew%, bevorzugt 65 und 70 Gew%, insbesondere bevorzugt zwischen 65 und 67 Gew%.
  • In einer weiteren Ausführungsform des vorliegenden Verfahrens werden im Anschluss an die zweite Harzschicht nach einander weitere Harzschichten jeweils auf die Oberseite und die Unterseite der Holzwerkstoffplatte in einer Doppelauftragsvorrichtung aufgetragen und jeweils nach jedem Auftrag getrocknet (z.B. mittels Heißlufttrocknung).
  • Wie bereits angedeutet, wirken die auf die Unterseite der Holzwerkstoffplatte aufgetragenen, bevorzugt flüssigen Harzschichten als Gegenzug. Durch das Aufbringen der Harzschichten auf die Oberseite und Unterseite der Holzwerkstoffplatten in ungefähr den gleichen Mengen wird gewährleistet, dass die durch die aufgebrachten Schichten beim Verpressen entstehenden Zugkräfte auf die Holzwerkstoffplatte sich gegenseitig aufheben. Der auf die Unterseite aufgebrachte Gegenzug entspricht im Schichtaufbau und der jeweiligen Schichtdicke ungefähr der auf der Oberseite aufgebrachten Schichtfolge jedoch ohne die Zugabe von abriebfesten Partikel.
  • Es ist aber auch möglich, dass mindestens eine harzgetränkte Papierlage auf die Unterseite der Holzwerkstoffplatte als Gegenzug aufgetragen wird.
  • Die Trocknung der (flüssigen) Harzschichten erfolgt bei Trockner-Temperaturen zwischen 150 und 220°C, bevorzugt zwischen 180 und 210°C, insbesondere in einem Konvektionstrockner. Die Temperatur wird an die jeweiligen Harzschichten angepasst und kann in den einzelnen Konvektionstrocknern variieren; z.B. kann die Temperatur im zweiten, dritten und vierten Konvektionstrockner bei 205°C und im fünften und sechsten Konvektionstrockner jeweils bei 198°C liegen. Anstatt von Konvektionstrocknern können aber auch andere Trockner zum Einsatz kommen.
  • Wie oben bereits angedeutet, ist es aber auch möglich anstatt flüssiger Harzschichten mindestens eine pulverförmige Harzschicht auf das Gemisch aus abriebfesten Partikeln aufzutragen. Diese pulverförmige Harzschicht wird nach dem Auftrag bevorzugt angeschmolzen, so dass es zur Ausbildung einer kontinuierlichen Harzschicht kommt.
  • Durch den Austausch von Harzpulver gegen Flüssigharz entfällt die für Flüssigoverlays notwendige aufwändige Trocknung, wodurch sich die Anlagenkosten, Abluftproblematik und der Platzbedarf reduzieren. Insgesamt ermöglicht das vorliegende Verfahren eine flexiblere Technologie.
  • In einer Ausführungsform des vorliegenden Verfahrens wird das pulverförmige Harz in einer Menge von 10 bis 50 g/m2, bevorzugt 15 bis 40 g/m2, insbesondere bevorzugt 20 bis 30 g/m2 aufgetragen wird. Diese Auftragsmenge an Harzpulver gilt im Wesentlichen für alle aufzutragenden Harzpulverschichten, wobei diese jeweils angepasst werden können. Die Streudichte ist dabei so gewählt, dass in jedem Fall deckende Schichten erzeugt werden. Die Teilchengröße des pulverförmigen Harzes liegt zwischen 20 bis 100 µm, bevorzugt zwischen 40 und 89 µm.
  • In einer weiteren Ausführungsform des vorliegenden Verfahrens ist das aufzutragende pulverförmige Harz (wie im Falle des flüssigen Harzes) ein duroplastisches Harz, bevorzugt ein Harnstoffharz, ein Melaminharz oder ein Phenolharz, insbesondere bevorzugt ein Melamin-Formaldehyd-Harz. Es ist bevorzugt, wenn für die erste Harzschicht ein Melaminharz oder eine Harnstoffharz verwendet wird. In den oberen Schichten wird bevorzugt nur Melaminharz eingesetzt.
  • "Anschmelzen" oder "Angelieren" im Sinne der vorliegenden Anmeldung bedeutet, dass die Harzschicht noch nicht vollständig polymerisiert ist, sondern vielmehr wird die Polymerisation auf einer Zwischenstufe gestoppt, in welcher eine weitergehende Vernetzung bzw. Polymerisation zu einem späteren Verarbeitungszeitpunkt noch möglich ist. Der Sinn eines "Angelierens" liegt somit üblicherweise darin begründet, dass man zu einem späteren Zeitpunkt weitere Funktionsschichten auf die bereits aufgetragene Schutzschicht aufbringen oder das Produkt erst in weiteren Verarbeitungsschritten fertigstellen möchte.
  • Dem Melaminharz-Pulver können auch weitere Substanzen zugegeben werden. Besonders vorteilhaft ist dabei, dass auch wegen z. B. Aussalz-, Andick-, Absetz-, aushärtungsbeeinflussende Effekten usw. schlecht mit flüssigem Melaminharz verträgliche Substanzen verwendet werden können. Dabei kann es sich um Salze zur Erhöhung der Leitfähigkeit, organische oder anorganische Flammschutzmittel, Cellulosederivate, Radikalfänger, Pigmente, UV-Absorber usw. Entsprechend kann das verwendete pulverförmige Harz Zuschlagstoffe, wie Pigmente, leitfähige Substanzen und Zellulose enthalten.
  • Die Gesamtschichtdicke der aufgetragenen Harzschichten auf der Holzwerkstoffplatte kann zwischen 60 und 200 µm, bevorzugt zwischen 90 und 150 µm, insbesondere bevorzugt zwischen 100 und 120 µm betragen.
  • In dem sich an den letzten Trocknungsschritt anschließenden Pressschritt erfolgt ein Verpressen des Schichtaufbaus unter Druck- und Temperatureinfluss in einer Kurztaktpresse bei Temperaturen zwischen 150 und 250°C, bevorzugt zwischen 180 und 230°C, insbesondere bevorzugt bei 200°C und einem Druck zwischen 30 und 60 kg/cm2, insbesondere bevorzugt zwischen 40 und 50 kg/cm2. Die Presszeit liegt zwischen 5 bis 15 sec, bevorzugt zwischen 7 bis 10 sec.
  • Bevorzugt wird die beschichtete Holzwerkstoffplatte in der Kurztaktpresse zu einem in der Kurztaktpresse befindlichen strukturierten Pressblech anhand von Markierungen auf der Holzwerkstoffplatte ausgerichtet, so dass eine Deckungsgleichheit zwischen dem Dekor auf der Holzwerkstoffplatte und der einzuprägenden Struktur des Pressbleches hergestellt wird. Dies ermöglicht die Herstellung einer dekorsynchronen Struktur. Während des Verpressens kommt es zu einer Aufschmelzung der Melaminharzschichten und Ausbildung eines Laminats durch Kondensationsreaktion unter Einschluss der Bestandteile Korund/Glas.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist die mindestens eine Holzwerkstoffplatte eine mitteldichte Faser (MDF)-, hochdichte Faser (HDF)- oder Span- oder Grobspan (OSB)- oder Sperrholzplatte und/oder eine Holz-Kunststoff-Platte.
  • In einer Ausführungsform wird eine ungeschliffene Holzfaserplatte, insbesondere MDF oder HDF, verwendet, die auf der Oberseite noch mit einer Presshaut (Verrottungsschicht) versehen ist. Es wird wässriges Melaminharz auf die Oberseite aufgebracht, um die Presshaut zu füllen. Das Melaminharz wird später in der Kurztaktpresse aufgeschmolzen und wirkt damit vergütend im Bereich dieser Schicht; d.h. es wirkt einer Delaminierung entgegen.
  • Die bereits oben erwähnte Dekorschicht kann mittels Direktdruck aufgetragen werden. Im Falle eines Direktdruckes erfolgt der Auftrag einer wasserbasierten, pigmentierten Druckfarbe im Tiefdruck- oder im Digitaldruckverfahren, wobei die wasserbasierte pigmentierte Druckfarbe in mehr als einer Schicht auftragbar ist, z.B. in Form von zwei bis zehn Schichten, bevorzugt drei bis acht Schichten.
  • Im Falle des Direktdrucks erfolgt der Auftrag der mindestens einen Dekorschicht wie erwähnt mittels eines analogen Tiefdruck- und/oder eines Digitaldruckverfahrens. Das Tiefdruckverfahren ist eine Drucktechnik, bei der die abzubildenden Elemente als Vertiefungen einer Druckform vorliegen, die vor dem Druck eingefärbt wird. Die Druckfarbe befindet sich vornehmlich in den Vertiefungen und wird aufgrund des Anpressdruckes der Druckform und von Adhäsionskräften auf den zu bedruckenden Gegenstand, wie z.B. eine Holzfaserträgerplatte, übertragen. Hingegen wird beim Digitaldruck das Druckbild direkt von einem Computer in eine Druckmaschine, wie z.B. einen Laserdrucker oder Tintenstrahldrucker übertragen. Dabei entfällt die Verwendung einer statischen Druckform. In beiden Verfahren ist die Verwendung von wässrigen Farben und Tinten oder farbgebender Mittel auf UV-Basis möglich. Ebenfalls ist es vorstellbar, die genannten Drucktechniken aus Tief- und Digitaldruck zu kombinieren. Eine geeignete Kombination der Drucktechniken kann zum einen unmittelbar auf der Trägerplatte bzw. der zu bedruckenden Schicht erfolgen oder auch vor dem Drucken durch Anpassung der verwendeten elektronischen Datensätze.
  • Zusammen mit dem Dekor werden ebenfalls die für die Ausrichtung in der Presse erforderlichen Markierungen aufgedruckt.
  • Es ist ebenfalls möglich, dass zwischen der Holzwerkstoffplatte bzw. Trägerplatte und der mindestens eine Dekorschicht mindestens eine Grundierungsschicht angeordnet ist. Die Grundierungsschicht wird vor dem Bedrucken aufgebracht.
  • Die dabei bevorzugt verwendete Grundierungsschicht umfasst eine Zusammensetzung aus Kasein oder Sojaprotein als Bindemittel und anorganische Pigmente, insbesondere anorganische Farbpigmente. Als Farbpigmente können in der Grundierungsschicht weiße Pigmente wie Titandioxid verwendet werden oder aber auch weitere Farbpigmente, wie Calciumcarbonat, Bariumsulfat oder Bariumcarbonat. Die Grundierung kann neben den Farbpigmenten und dem Kasein oder Sojaprotein noch Wasser als Lösemittel enthalten. Es ist ebenfalls bevorzugt, wenn die aufgetragene pigmentierte Grundschicht aus mindestens einer, bevorzugt aus mindestens zwei, insbesondere bevorzugt aus mindestens vier nacheinander aufgetragenen Lagen bzw. Aufträgen besteht, wobei die Auftragsmenge zwischen den Lagen bzw. Aufträgen gleich oder verschieden sein kann.
  • Das vorliegende Verfahren ermöglicht somit die Herstellung eines Laminats aus einer abriebfesten mit einer Dekorschicht versehenen Holzwerkstoffplatte mit einem Harzaufbau mit abriebfesten Partikeln, insbesondere Korundpartikel und Glaskugeln. Das Laminat umfasst mindestens eine Holzwerkstoffplatte, mindestens eine Dekorschicht auf der Oberseite der Holzwerkstoffplatte, mindestens eine erste Harzschicht auf der Oberseite und optional Unterseite, mindestens eine Schicht enthaltend ein Gemisch aus abriebfesten Partikeln, insbesondere eines Gemisches aus Korundpartikeln und Glaskugeln auf und / oder in der ersten Harzschicht auf der Oberseite der Holzwerkstoffplatte, und mindestens eine zweite Harzschicht auf der Oberseite und optional auf der Unterseite der Holzwerkstoffplatte.
  • In einer weitergehenden Ausführungsform umfasst das Laminat eine mit einer Dekorschicht versehene Holzwerkstoffplatte mit einem Harzaufbau aus erster, abriebfeste Partikel enthaltenden Harzschicht auf der Oberseite, einer dazu korrespondierenden Harzschicht (jedoch ohne abriebfeste Partikel) auf der Unterseite, mindestens einer zweiten Harzschicht auf der Oberseite und einer dazu korrespondierenden Harzschicht auf Unterseite der Holzwerkstoffplatte, mindestens einer dritten Harzschicht auf der Oberseite und einer dazu korrespondierenden Harzschicht auf Unterseite der Holzwerkstoffplatte, mindestens einer vierten, fünften und sechsten Harzschicht auf der Oberseite und jeweils dazu korrespondierenden Harzschichten auf der Unterseite der Holzwerkstoffplatte.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ermöglicht das vorliegende Verfahren die Herstellung einer abriebfesten Holzwerkstoffplatte mit folgendem Schichtaufbau (von unten nach oben gesehen): Gegenzug aus sechs Harzschichten - Holzwerkstoffplatte - Grundierungsschicht - Druckdekorschicht - Schutzschicht, insbesondere eine Schutzschicht aus einem noch nicht vollständig ausgehärtetem Harz - erste Harzschicht - Schicht aus abriebfesten Partikeln, insbesondere Korundpartikel und Glaskugeln (die bevorzugt teilweise in der ersten Harzschicht eingebettet sind) - zweite Harzschicht - dritte Harzschicht- vierte Harzschicht - fünfte Harzschicht - sechste Harzschicht.
  • Die Schutzschicht dient der Abdeckung des Dekors und des Schutzes des Dekors während der Zwischenlagerung (Stapelung, Lagerung, Transport). Die weiteren Harzschichten auf der Oberseite bilden in Summe ein Overlay, das das fertige Laminat gegen Abrieb schützt und eine dekorsynchrone Strukturierung ermöglicht.
  • Die Produktionslinie zur Durchführung des vorliegenden Verfahrens kann folgende Elemente umfassen:
    • mindestens eine erste Auftragsvorrichtung zum Auftragen einer ersten Harzschicht auf die Oberseite der Holzwerkstoffplatte;
    • mindestens eine in Verarbeitungsrichtung hinter der ersten Auftragsvorrichtung angeordnete Vorrichtung zum Aufstreuen einer vorbestimmten Menge eines Gemisches aus abriebfesten Partikeln, insbesondere eines Gemisches aus Korundpartikeln und Glaskugeln;
    • mindestens eine in Verarbeitungsrichtung hinter der ersten Auftragsvorrichtung und Streuvorrichtung angeordnete weitere, zweite Auftragsvorrichtung zum Auftragen einer weiteren Harzschicht auf die Oberseite und ggfs. auf die Unterseite der Holzwerkstoffplatte,
    • optional mindestens eine in Verarbeitungsrichtung hinter der weiteren, zweiten Auftragsvorrichtung angeordnete Trocknungsvorrichtung zum Trocknen des Schichtaufbaus aus erster und zweiter Harzschicht; und
    • mindestens eine in Verarbeitungsrichtung hinter der letzten Trocknungsvorrichtung angeordnete Kurztaktpresse.
  • In einer weitergehenden Ausführungsform umfasst die vorliegende Produktionslinie folgende Elemente:
    • mindestens eine erste Auftragsvorrichtung zum Auftragen einer ersten Harzschicht auf die Oberseite der Holzwerkstoffplatte;
    • mindestens eine in Verarbeitungsrichtung hinter der ersten Auftragsvorrichtung angeordnete Vorrichtung zum Aufstreuen einer vorbestimmten Menge eines Gemisches an abriebfesten Partikeln, insbesondere eines Gemisches aus Korundpartikeln und Glaskugeln;
    • mindestens eine in Verarbeitungsrichtung hinter der ersten Auftragsvorrichtung und Streuvorrichtung angeordnete zweite Auftragsvorrichtung zum Auftragen einer zweiten Harzschicht auf die Oberseite der Holzwerkstoffplatte,
    • mindestens eine in Verarbeitungsrichtung hinter der zweiten Auftragsvorrichtung angeordnete Trocknungsvorrichtung zum Trocknen des Schichtaufbaus aus erster und zweiter Harzschicht;
    • mindestens eine in Verarbeitungsrichtung hinter der Trocknungsvorrichtung angeordnete dritte Auftragsvorrichtung zum Auftragen einer dritten Harzschicht auf die Oberseite und/oder einer Harzschicht parallel auf die Unterseite der Trägerplatte,
    • mindestens eine in Verarbeitungsrichtung hinter der dritten Auftragsvorrichtung angeordnete weitere Trocknungsvorrichtung zum Trocknen der dritten oberen und/oder korrespondierenden unteren Harzschicht;
    • mindestens eine in Verarbeitungsrichtung hinter der weiteren Trocknungsvorrichtung angeordnete vierte Auftragsvorrichtung zum Auftragen einer vierten Harzschicht auf die Oberseite, und/oder einer Harzschicht parallel auf die Unterseite der Trägerplatte,
    • mindestens eine in Verarbeitungsrichtung hinter der vierten Auftragsvorrichtung angeordnete Trocknungsvorrichtung zum Trocknen der vierten oberen und/oder korrespondierenden unteren Harzschicht;
      • mindestens eine in Verarbeitungsrichtung hinter der Trocknungsvorrichtung angeordnete fünfte Auftragsvorrichtung zum Auftragen einer fünften Harzschicht auf die Oberseite und/oder einer Harzschicht parallel auf die Unterseite der Trägerplatte;
    • mindestens eine in Verarbeitungsrichtung hinter der fünften Auftragsvorrichtung angeordnete Trocknungsvorrichtung zum Trocknen der fünften oberen und/ oder korrespondierenden unteren Harzschicht;
    • mindestens eine in Verarbeitungsrichtung hinter der Trocknungsvorrichtung angeordnete sechste Auftragsvorrichtung zum Auftragen einer sechsten Harzschicht auf die Oberseite und/oder einer Harzschicht parallel auf die Unterseite der Trägerplatte;
    • mindestens eine in Verarbeitungsrichtung hinter der sechsten Auftragsvorrichtung angeordnete Trocknungsvorrichtung zum Trocknen der sechsten oberen und/ oder korrespondierenden unteren Harzschicht; und
    • mindestens eine in Verarbeitungsrichtung hinter der letzten Trocknungsvorrichtung angeordnete Kurztaktpresse.
  • In einer bevorzugten Variante der vorliegenden Produktionslinie ist vor der ersten Auftragsvorrichtung keine Trocknungsvorrichtung vorgesehen ist oder für den Fall, dass eine Trocknungsvorrichtung als Teil der Produktionslinie installiert ist, ist diese Trocknungsvorrichtung nicht in Betrieb, d.h. nicht aktiv.
  • Auch ist zwischen der Streuvorrichtung und der zweiten Auftragsvorrichtung keine Trocknungsvorrichtung vorgesehen. Vielmehr wird die noch feuchte Platte nach Verlassen der Streuvorrichtung unmittelbar in die zweite Auftragsvorrichtung eingeführt.
  • In einer Ausführungsform umfasst die vorliegende Produktionslinie insgesamt ein einfaches, einseitiges Auftragswerk zum Auftragen der ersten Harzschicht auf die Oberseite der bedruckten Holzwerkstoffplatte und fünf Doppelauftragswerke zum Auftragen von fünf weiteren Harzschichten auf die Oberseite und Unterseite der Holzwerkstoffplatte, wobei hinter jedem Doppelauftragswerk mindestens eine Trocknungsvorrichtung zum Trocknen der oberen und/oder unteren Harzschicht vorgesehen ist.
  • Die in der vorliegenden Produktionslinie vorgesehene Streuvorrichtung für das Gemisch aus den abriebfesten Partikeln, insbesondere des Gemisches aus Korundpartikeln und Glaskugeln ist geeignet zum Streuen von Pulver, Granula und umfasst ein oszillierendes Bürstensystem. Die Streuvorrichtung besteht im Wesentlichen aus einem Vorratstrichter, einer sich drehenden, strukturierten Walze und einem Abstreifer. Dabei wird über die Drehgeschwindigkeit der Walze die Auftragsmenge an abriebfestem Material bestimmt. Die Streuvorrichtung umfasst bevorzugt eine Stachelwalze.
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Produktionslinie ist zudem vorgesehen, dass die mindestens eine Streuvorrichtung von mindestens einer Kabine, die mit mindestens einem Mittel zum Entfernen von in der Kabine auftretenden Stäuben versehen ist, umgeben ist bzw. in dieser angeordnet ist. Das Mittel zum Entfernen der Stäube kann in Form einer Absaugvorrichtung oder auch als Vorrichtung zum Einblasen von Luft ausgebildet sein. Das Einblasen von Luft kann über Düsen erreicht werden, die am Plattenein- und auslauf installiert sind und Luft in die Kabine einblasen. Zusätzlich können diese verhindern, dass durch Luftbewegungen ein inhomogener Streuvorhang an abriebfestem Material entsteht.
  • Die Entfernung des Staubes aus abriebfestem Material aus der Umgebung der Streuvorrichtung ist vorteilhaft, da neben der offensichtlich gesundheitlichen Belastung für die an der Produktionslinie tätigen Arbeiter der Feinstaub aus abriebfesten Partikeln sich auch auf anderen Anlagenteilen der Produktionslinie ablegt und zu erhöhten Verschleiß derselbigen führt. Die Anordnung der Streuvorrichtung in einer Kabine dient daher nicht nur der Reduzierung der gesundheitlichen Staubbelastung der Umgebung der Produktionslinie, sondern beugt auch einem vorzeitigen Verschleiß vor.
  • Die Streuvorrichtung wird bevorzugter Weise durch eine Lichtschranke gesteuert, wobei die Lichtschranke in Verarbeitungsrichtung vor der unterhalb der Streuvorrichtung vorgesehenen Walze (Streuwalze) angeordnet ist. Die Steuerung der Streuvorrichtung durch eine Lichtschranke ist sinnvoll, da sich zwischen den einzelnen Holzwerkstoffplatten mehr oder weniger große Lücken befinden. Diese startet den Streuprozess sobald sich eine Platte vor der Streuwalze befindet.
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Streuvorrichtung ist vor der Streuwalze mindestens ein Trichter zum Auffangen von überschüssigen abriebfesten Partikeln (d.h. nicht auf der mindestens einen Holzwerkstoffplatte aufgestreuten, sondern vielmehr vor dem Einfahren der Holzwerkstoffplatte mit Hilfe der Transportvorrichtung unter die Streuwalze vor derselbigen herunterfallende abriebfesten Partikeln) vorgesehen.
  • In einer weitergehenden Variante ist der Trichter mit mindestens einer Fördereinrichtung und einer Siebvorrichtung gekoppelt, wobei das in dem Trichter aufgefangene überschüssige Materialgemisch über die Fördereinrichtung zu der Siebvorrichtung transportiert wird. Die Siebmaschen der Siebvorrichtung entsprechen dem größten verwendeten Korn des abriebfesten Partikelmaterials (d.h. ca. 80-120 µm). In der Siebvorrichtung werden Schmutzpartikel und verklumptes Material (wie verklumptes Harz oder verklumptes abriebfestes Material) von dem aufgefangenen abriebfesten Material abgetrennt und das gesiebte abriebfeste Material kann in die Streuvorrichtung zurückgeführt (recycelt) werden.
  • Wie oben bereits erläutert, ist auch vorgesehen, den Härter gezielt an den korrespondierenden Auftragswerken bzw. Auftragsvorrichtungen für die verschiedenen Harzschichten dem flüssigen Harz zuzumischen.
  • Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:
    • Figur 1
    eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer Produktionslinie zur Herstellung eines Laminats unter Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens, und
    Figur 2
    eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer Produktionslinie zur Herstellung eines Laminats unter Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens
  • Die in der Figur 1 schematisch dargestellte Produktionslinie umfasst ein einseitiges Auftragswerk 1 (rillierte Walze) zum Auftrag der ersten Harzschicht.
  • Nach der ersten Auftragswalze 1 ist eine Streuvorrichtung 20 zum gleichmäßigen Aufstreuen des Gemisches aus abriebfesten Materials wie z.B. Korund und Glaskugeln auf die erste Harzschicht auf der Oberseite der HDF-Platte vorgesehen. Als abriebfestes Material wird der Korund F200 eingesetzt, welches nach FEPA-Norm etwa 50-90 µm im Durchmesser misst. Die verwendeten Glaskugeln haben eine Durchmesser bzw. Korngrösse von 90-110 µm.
  • Die Streuvorrichtung 20 besteht im Wesentlichen aus einem Vorratstrichter, einer sich drehenden, strukturierten Stachelwalze und einem Abstreifer. Dabei wird über die Drehgeschwindigkeit der Streuwalze, die Auftragsmenge des Materials bestimmt. Auf die beharzte Platte wird je nach geforderter Abriebklasse des Produktes zwischen z.B. 30 g/m2 des Gemisches aus Korundpartikeln (12 - 18 g/m2) und Glaskugeln (12-18 g/m2) aufgestreut.
  • Von der Stachelwalze aus fällt das Gemisch in einem Abstand von 5 cm auf die mit Melaminharz behandelte Platte. Da die erste Harzschicht zum Zeitpunkt des Aufstreuens noch flüssig vorliegt, können die Korundpartikel und Glaskugeln in die Harzschicht einsinken. Unter der vorliegenden Streuvorrichtung ist vor der Streuwalze mindestens ein Trichter (nicht gezeigt) zum Auffangen von überschüssigen Korundpartikeln und Glaskugeln (d.h. nicht auf der mindestens einen Holzwerkstoffplatte aufgestreuten, sondern vielmehr vor dem Einfahren der Holzwerkstoffplatte mit Hilfe der Transportvorrichtung unter die Streuwalze vor derselbigen herunterfallende Korundpartikel und Glaskugeln) vorgesehen.
  • In einem nächsten Schritt wird die mit dem Gemisch aus abriebfesten Partikeln bestreute erste Harzschicht abgelüftet, wobei das Lösemittel (wie z.B. Wasser) aus der flüssigen Oberflächenbeschichtung durch den Dampfdruck langsam aus der Oberfläche ausdunstet. Das Ablüften erfolgt durch einen Luftstrom, der über die Oberfläche geführt wird.
  • Im doppelseitigen Auftragswerk 2 wird die mit Melamin-Formaldehyd-Harz und Korund / Glaskugeln beschichtete Platte mit weiterem Melamin-Formaldehyd-Harz (etwa 20 g/m2) beschichtet. Durch den zweiten Auftrag werden die Korundkörner und Glaskugeln mit flüssigem Harz abgedeckt bzw. in die Overlay-Schicht eingearbeitet. Dies verhindert den Abtrag des Korundes und der Glaskugeln im Konvektionstrockner durch die hohe Luftverwirbelung.
  • Der Aufbau aus erster und zweiter Harzschicht wird im Konvektionstrockner 2a getrocknet. Wird anstelle eines flüssigen Harzes ein pulverförmiges Harz aufgetragen, entfällt der Trocknungsschritt.
  • Abschließend wird der Schichtaufbau in einer Kurztaktpresse 7 bei einer Presstemperatur von 180-220 °C und einer Presszeit von 8 bis 10 Sekunden unter einem spezifischen Druck von 40 kg/cm2 ausgehärtet. Die verpressten Platten werden gekühlt und gelagert.
  • Die in der Figur 2 schematisch dargestellte Produktionslinie umfasst die in Figur 1 dargestelletn Elemente. Darüber hinaus sind weitere Elemente vorgesehen.
  • So umfasst die Produktionslinie der Figur 2 einen IR-Trockner 1a, der ausgeschaltet ist. Durch die Abschaltung des IR-Trockners 1a aus der Produktionslinie wird die sonst im IR-Trockner stattfindende elektrostatische Aufladung der Plattenoberfläche vermieden, was die Ausbildung eines homogenen Streuvorhanges des Korunds ermöglicht.
  • Die Produktionslinie umfasst des Weiteren ein einseitiges Auftragswerk 1 (rillierte Walze), und fünf Doppelauftragsaggregate 2, 3, 4, 5, 6 zum gleichzeitigen Auftrag der jeweiligen Harzschicht auf die Oberseite und die Unterseite der vereinzelten bedruckten Werkstoffplatten z.B. von bedruckten HDF-Platten sowie jeweils vier in Verarbeitungsrichtung hinter den Auftragsaggregaten angeordnete Konvektionstrockner 2a, 3a, 4a, 5a, 6a.
  • Nach der ersten Auftragswalze 1 ist die Streuvorrichtung 20 zum gleichmäßigen Aufstreuen des Gemisches aus abriebfesten Materials wie z.B. Korund und Glaskugeln auf die erste Harzschicht auf der Oberseite der HDF-Platte vorgesehen.
  • Im nächsten Schritt wird die mit dem Gemisch aus abriebfesten Partikeln bestreute erste Harzschicht abgelüftet, wobei das Lösemittel (wie z.B. Wasser) aus der flüssigen Oberflächenbeschichtung durch den Dampfdruck langsam aus der Oberfläche ausdunstet. Das Ablüften erfolgt durch einen Luftstrom, der über die Oberfläche geführt wird.
  • Der Aufbau aus erster und zweiter Harzschicht wird im Konvektionstrockner 2a getrocknet.
  • Dem dritten Doppelauftragswerk 3 zum Auftrag der dritten Harzschicht ist ein dritter Konvektionstrockner 3a zum Trocknen der dritten Harzschicht nachgeordnet.
  • Nach Auftragen der vierten bis sechsten Harzschichten in einem vierten bis sechsten Doppelauftragswerk 4, 5, 6 und Trocknen in jeweils einem Konvektionstrockner 4a, 5a, 6a wird der Schichtaufbau in einer Kurztaktpresse 7 bei einer Presstemperatur von 180-220 °C und einer Presszeit von 8 bis 10 Sekunden unter einem spezifischen Druck von 40 kg/cm2 ausgehärtet. Die verpressten Platten werden gekühlt und gelagert.
    • Ausführungsbeispiel 1:
  • An einer Produktionslinie, die mit 22 m/min betrieben wurde, wurden bedruckte HDF (8 mm) zunächst mit einem Melaminharz per Walzenauftrag beschichtet (Auftragsmenge ca. 70 g flüssig/m2. Der Feststoffgehalt des Melaminharzes betrug ca. 65 Gew% und enthielt die üblichen Hilfsstoffe wie Härter, Netzmittel usw. In das Melaminharz wurden mit Hilfe eines Streuers ein Gemisch aus 12 g Korund/m2 und 18 g Glaskugeln/m2 gestreut (Korngrössenrange: 80 - 110 µm). Die Korngrösse des Korundes gemäss FEPA-Standard betrug F200. Das Harz wurde über eine Strecke von ca. zehn Metern abgelüftet.
  • Danach wurden mit weiteren fünf weiteren Walzenauftragswerken jeweils 20 g Melaminharz flüssig/m2 (Feststoffgehalt ca. 65 Gew%) aufgetragen. Ein Melaminharz in gleicher Menge erfolgte auch auf der Rückseite. Nach jedem Auftrag erfolgte eine Heisslufttrocknung. Danach wurde der Aufbau in einer Kurztaktpresse bei 200°C Presstemperatur, 40 kg/cm2 Pressdruck und neun Sekunden Presszeit verpresst.
  • An einer Probe aus dieser Produktion wurde das Verhalten gegenüber Abriebbeanspruchung mit Hilfe eines Taber-Abrasers gemäss DIN EN 13329 geprüft. Zum Vergleich wurde eine Probe mit geprüft bei der 18 g Korund /m2 aufgestreut und 12 g Glaskugeln/m2 über Slurries in den Auftragswerken zwei bis fünf aufgetragen worden waren. Für die erste Probe ergab sich ein Wert von 4500 Um. Für die zweite Probe ein Wert von 4100 Um.
  • Die erste Variante zeigte im Vergleich zur zweiten Variante eine bessere Transparenz. Beide Varianten wurden an der Produktionslinie mit einem neuen Pressblech identischer Struktur verpresst, solange bis Beschädigungen am Pressblech zu beobachten waren. Diese zeigten sich bei der ersten Variante nach 12200 Pressungen und bei der Variante 2 nach 11000 Pressungen.
    • Ausführungsbeispiel 2:
  • In einem Imprägnierkanal der mit einem Vorschub von 50 m/min betrieben wurde, wurde ein Overlay (Grammatur: 25 g/m2) in einem ersten Schritt in einer Wanne mit einem Melaminharz imprägniert (Feststoffgehalt: ca. 65 Gew%). Das Melaminharz enthielt die üblichen Hilfsstoffe wie Härter, Netzmittel usw. Nach dem Durchlaufen der Atemstrecke und von Quetschwalzen zum Einstellen des Harzauftrags (400% bezogen auf das Papiergewicht).
  • An einer Produktionslinie, die mit 22 m/min betrieben wurde, wurden bedruckte HDF ( 8 mm ) zunächst mit einem Melaminharz per Walzenauftrag beschichtet (Auftragsmenge ca. 70 g flüssig/m2. Der Feststoffgehalt des Melaminharz betrug ca. 65 Gew% und enthielt die üblichen Hilfsstoffe wie Härter, Netzmittel usw. In das Melaminharz wurden mit Hilfe eines Streuers ein Gemisch aus 12 g Korund/m2 und 18 g Glaskugeln /m2 gestreut (Korngrössenrange: 80 - 110 µm). Die Korngrösse des Korundes gemäss FEPA-Standard betrug F200. Das Harz wurde über eine Strecke von ca. zehn Metern abgelüftet.
  • Danach wurden mit weiteren fünf weiteren Walzenauftragswerken jeweils 20 g Melaminharz flüssig/m2 (Feststoffgehalt ca. 65 Gew%) aufgetragen. Ein Melaminharz in gleicher Menge erfolgte auch auf der Rückseite. Nach jedem Auftrag erfolgte eine Heisslufttrocknung. Danach wurde der Aufbau in einer Kurztaktpresse bei 200°C Presstemperatur, 40 kg/cm2 Pressdruck und neun Sekunden Presszeit verpresst. An einer Probe aus dieser Produktion wurde das Verhalten gegenüber Abriebbeanspruchung mit Hilfe eines Taber-Abrasers gemäss DIN EN 13329 geprüft. Zum Vergleich wurde eine Probe mit geprüft bei der 18 g Korund /m2 aufgestreut und 12 g Glaskugeln/m2 über Slurries in den Auftragswerken zwei bis fünf aufgetragen worden waren. Für die erste Probe ergab sich ein Wert von 4700 Um. Für die zweite Probe ein Wert von 4150 Um.

Claims (12)

  1. Verfahren zur Herstellung eines abriebfesten Laminats umfassend die Schritte:
    - Bereitstellen einer Holzwerkstoffplatte, die auf der Oberseite mindestens eine Dekorschicht, insbesondere als Druckdekor, aufweist,
    - Auftragen von mindestens einer ersten Harzschicht auf die mindestens eine Dekorschicht auf der Oberseite der Holzwerkstoffplatte,
    - Aufstreuen eines Gemisches aus abriebfesten Partikeln umfassend Korundpartikel und Glaskugeln auf die erste Harzschicht auf der Oberseite der Holzwerkstoffplatte;
    Wobei der Anteil der Menge an aufgestreuten Glaskugeln in dem Gemisch aus abriebfesten Partikeln 5 bis 35 g/m2 beträgt,
    - Ablüften der mit dem Gemisch aus abriebfesten Partikeln versehenen ersten Harzschicht auf der Oberseite der Holzwerkstoffplatte ;
    - Auftragen von mindestens einer weiteren Harzschicht auf die mit dem Gemisch aus abriebfesten Partikeln versehene erste Harzschicht auf der abgelüfteten Oberseite der Holzwerkstoffplatte;
    - Verpressen des Schichtaufbaus unter Ausbildung eines Laminats..
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Harzschicht auf eine mit einer Schutzschicht versehene Dekorschicht aufgetragen wird.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die aufzutragenden Harzschichten flüssig und/oder pulverförmig sind.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Harzschichten auf Melamin-Formaldehyd-Harz, Harnstoff-Formaldehyd-Harz oder Melamin-Harnstoff-Formaldehyd-Harz basieren.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemisch aus Korundpartikeln und Glaskugeln in einer Gesamtmenge zwischen 20 und 40 g/m2, bevorzugt zwischen 25 und 35 g/m2, besonders bevorzugt von 30 g/m2 aufgestreut wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Korundpartikel eine Mohshärte von mindestens 9 und eine Korngröße zwischen 50 und 90 µm aufweisen.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der Menge an Korundpartikeln in dem Gemisch aus abriebfesten Partikeln 5 bis 35 g/m2, bevorzugt 10 bis 30 g/m2, insbesondere bevorzugt 8 bis 15 g/m2 beträgt.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Glaskugeln eine Mohshärte von mindestens 7 und einen Durchmesser von 90 bis 150 µm, von 90 bis 110 µm aufweisen.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der Menge an aufgestreuten Glaskugeln in dem Gemisch aus abriebfesten Partikeln 10 bis 30 g/m2, insbesondere bevorzugt 15 bis 25 g/m2 beträgt.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Harzschicht auf die Unterseite der Holzwerkstoffplatte als Gegenzug aufgetragen wird und nach dem Auftrag getrocknet wird.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine harzgetränkte Papierlage auf die Unterseite der Holzwerkstoffplatte als Gegenzug aufgetragen wird.
  12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verpressen des Schichtaufbaus unter Druck- und Temperatureinfluss in der Kurztaktpresse bei Temperaturen zwischen 150 und 250°C, bevorzugt zwischen 180 und 230°C, insbesondere bevorzugt bei 200°C und einem Druck zwischen 30 und 60 kg/cm2, insbesondere bevorzugt zwischen 40 und 50 kg/cm2.
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