CH667685A5

CH667685A5 - PLATE WHOSE CORE CONTAINS MINERAL FIBERS, AND METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING THE SAME.

Info

Publication number: CH667685A5
Application number: CH507685A
Authority: CH
Inventors: Reinhard Kalbskopf
Original assignee: Armstrong World Ind Inc
Priority date: 1985-11-28
Filing date: 1985-11-28
Publication date: 1988-10-31
Also published as: EP0224009A1

Description

BESCHREIBUNG Die vorliegende Erfindung betrifft eine Platte, deren Kern Mineralfasern enthält und deren Oberfläche einen dreidimensionalen Dekor aufweist, ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Platte sowie eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens. DESCRIPTION The present invention relates to a plate whose core contains mineral fibers and whose surface has a three-dimensional decoration, a method for producing such a plate and a device for carrying out this method.

Der Kern einer typischen bekannten Mineralfaserplatte der genannten Art enthält etwa 50-70 Gew.-% Mineralfasern, wie z.B. Stein- oder Schlackenwolle, 10-20% eines mineralischen Füllstoffes, beispielsweise Ton und/oder Perlit, und 5-15% eines Bindemittels, wie z.B. Stärke und/oder PVA- The core of a typical known mineral fiber board of the type mentioned contains about 50-70% by weight of mineral fibers, e.g. Rock or slag wool, 10-20% of a mineral filler, e.g. clay and / or pearlite, and 5-15% of a binder, e.g. Strength and / or PVA

Copolymer. Solche Rohplatten werden oft weiterbearbeitet, um der Oberfläche derselben ein Aussehen zu verleihen, welches die Verwendung der fertigen Platten zur Bildung abgehängter Decken in Wohn-, Arbeits- oder Ausstellungsräumen erlaubt. Die Rohplatten werden in der Regel auch mit einer Farbschicht versehen. Zur Verbesserung der akustischen Dämmung wird die Plattenoberfläche zusätzlich mit einer Perforation oder Fissuration ausgeführt, welche gleichzeitig den Dekor darstellen. Copolymer. Such raw panels are often further processed in order to give the surface thereof an appearance which allows the use of the finished panels to form suspended ceilings in living, working or exhibition rooms. The raw panels are usually also provided with a layer of paint. To improve the acoustic insulation, the panel surface is additionally designed with a perforation or fissuration, which also represent the decor.

Ein Dekor kann der Platte unter anderem durch Prägung der Oberfläche gegeben werden. Hierfür wird der Oberfläche einer noch feuchten oder wieder befeuchteten Rohplatte unter dem Druck eines Prägezylinders eine dreidimensionale Struktur gegeben, welche durch rasches Trocknen der Platte fixiert wird. Hierfür wird der Prägezylinder meist erhitzt, so dass die Oberfläche der Rohplatte bereits vorgetrocknet oder zumindest erwärmt in einen Trockenofen gelangt. Diesem Verfahren haftet der Nachteil an, dass sich damit keine scharf begrenzten, dreidimensionalen Muster bzw. Dekore auf Mineralfaserplatten herstellen lassen. The plate can be given a decor by embossing the surface. For this purpose, a three-dimensional structure is given to the surface of a raw plate that is still moist or re-moistened under the pressure of an embossing cylinder, which structure is fixed by rapid drying of the plate. For this purpose, the embossing cylinder is usually heated so that the surface of the raw plate is already pre-dried or at least heated in a drying oven. The disadvantage of this process is that it cannot be used to produce sharply delimited, three-dimensional patterns or decorations on mineral fiber boards.

Mineralfasern haben ja einen hohen Elastizitätsmodul, und wegen dieses Elastizitätsmoduls lassen sich die Mineralfasern nicht plastisch verformen. An den Übergängen zwischen der Oberfläche der Platte und der Seitenwand einer Vertiefung in dieser befinden sich nicht nur mittlere Partien, sondern auch Endpartien der genannten Fasern. Bei Strukturen, bei welchen der Krümmungsradius des Überganges zwischen der Plattenoberfläche und der Seitenwand einer der Vertiefungen des Musters grösser ist als 2 mm, ist die Länge der Endpartien der Fasern noch so gross, dass der thermoplastische Binder, üblicherweise Stärke, diese Faserenden noch ausreichend festhalten kann, so dass diese die aufgeprägte Form behalten und aus der Oberfläche der Seitenwand nicht austreten. Bei kleineren Krümmungsradien der genannten Übergangsstellen bietet sich für das Bindemittel in der Platte jedoch nicht genügend Angriffsfläche an den Fasern, so dass sich jene Fasern nach Druckentlastung wieder strecken, deren kurze Endpartien in dem einen kleinen Radius aufweisenden Übergangsbereich der jeweiligen Vertiefung liegen. Mineral fibers have a high modulus of elasticity, and because of this modulus of elasticity, the mineral fibers cannot be plastically deformed. At the transitions between the surface of the plate and the side wall of a depression in it there are not only middle parts but also end parts of the fibers mentioned. In structures in which the radius of curvature of the transition between the plate surface and the side wall of one of the depressions in the pattern is greater than 2 mm, the length of the end portions of the fibers is still so great that the thermoplastic binder, usually starch, still holds these fiber ends sufficiently can, so that they keep the embossed shape and do not emerge from the surface of the side wall. With smaller radii of curvature of the transition points mentioned, however, there is not enough contact surface on the fibers for the binder in the plate, so that those fibers stretch again after pressure relief, the short end parts of which lie in the transition region of the respective depression having a small radius.

Wegen der in den Freiraum der Vertiefung hervorstehenden Faserabschnitte erscheint die Oberfläche an solchen Krümmungen, vor allem nach dem Auftragen einer Farbschicht, rauh. Denn diese Farbschicht kann die abstehenden Faserendabschnitte nicht abdecken. Ausserdem werden die Vertiefungen des Dekors wegen der Grösse des genannten Elastizitätsmoduls flacher als dies der Höhe des dreidimensionalen Musters an der Prägewalze entsprechen würde. Because of the fiber sections protruding into the free space of the depression, the surface appears rough at such curvatures, especially after the application of a layer of paint. Because this color layer cannot cover the protruding fiber end sections. In addition, because of the size of the elastic modulus mentioned, the recesses in the decoration become shallower than would correspond to the height of the three-dimensional pattern on the embossing roller.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist eine Deckplatte aus Fasermaterial anzugeben, bei der auch jene Abschnitte ihres Dekors scharf sind, welche einen kleinen Krümmungsradius aufweisen. The object of the present invention is to provide a cover plate made of fiber material, in which those portions of its decoration are sharp which have a small radius of curvature.

Diese Aufgabe wird bei der eingangs genannten Platte erfindungsgemäss so gelöst, wie dies im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 definiert ist. This object is achieved according to the invention in the aforementioned plate as defined in the characterizing part of claim 1.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung der genannten Platte sowie eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, wobei diese in den dem Anspruch 1 untergeordneten Hauptansprüchen definiert sind. The invention further relates to a method for producing said plate and a device for carrying out this method, these being defined in the main claims subordinate to claim 1.

Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt: Exemplary embodiments of the present invention are explained in more detail below with reference to the accompanying drawings. It shows:

Fig. 1 einen Ausschnitt aus einer Mineralfaserplatte, bei der die tiefe Prägung in herkömmlicher Weise erreicht worden ist, 1 shows a section of a mineral fiber board, in which deep embossing has been achieved in a conventional manner,

Fig. 2 einen Ausschnitt aus einer Mineralfaserplatte, bei der die tiefgehende Prägung in erfindungsgemässer Weise mit Hilfe einer Prägewalze gebildet wird, 2 shows a section of a mineral fiber board in which the deep embossing is formed in the manner according to the invention with the aid of an embossing roller,

Fig. 3 einen Ausschnitt aus einer fertigen Platte, die in der Fig. 3 shows a section of a finished plate, which in the

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aus Fig. 2 ersichtlichen Weise hergestellt worden ist und has been produced from FIG. 2 and

Fig. 4 schematisch eine Einrichtung zur Durchführung des vorliegenden Verfahrens. Fig. 4 schematically shows a device for performing the present method.

In Fig. 1 ist ein Ausschnitt aus dem Kern 1 einer Mineralfaserplatte dargestellt, bei dem eine tiefwirkende Prägung in der bisher üblichen Weise erreicht worden ist. Der Plattenkern 1 kann 50-70 Gew.-% Mineralfasern, z.B. Stein- oder Schlackenwolle, 10-20% eines mineralischen Füllstoffes, z.B. Ton und/oder Perlit, und 5-15% eines Bindemittels, z.B. Stärke und/oder PVA-Copolymer, enthalten. Zur Herstellung solcher Plattenkerne 1 bzw. Rohplatten wird aus den genannten Rohstoffen eine schwach konzentrierte, wässrige Aufschlämmung hergestellt, die etwa 2-5% Feststoffgehalt aufweist. Diese Aufschlämmung wird auf einem Langsieb (Four-drinier-Anlage) unter gleichzeitiger Blattbildung stark aufkonzentriert. Der etwa 50 Gew.-% Wasser enthaltende, In Fig. 1 a section of the core 1 of a mineral fiber board is shown, in which a deep-acting embossing has been achieved in the usual way. The plate core 1 can contain 50-70% by weight of mineral fibers, e.g. Rock or slag wool, 10-20% of a mineral filler, e.g. Clay and / or pearlite, and 5-15% of a binder, e.g. Starch and / or PVA copolymer included. To produce such plate cores 1 or raw plates, a weakly concentrated, aqueous slurry is produced from the raw materials mentioned, which has a solids content of about 2-5%. This slurry is concentrated on a Fourdrinier with simultaneous sheet formation. The approximately 50 wt .-% water

feuchte Filz wird in einem Ofen weiter entwässert bzw. getrocknet, und es entsteht ein Gebilde mit eine Dichte von 0,2 bis 0,4 g/cm3, welches den Plattenkern bzw. die im nachstehenden genannte Rohplatte 1 darstellt. Nach Verlassen des Ofens ist die Oberfläche der Rohplatte 1 plan. Mit Hilfe eines Prägemittels, wie z.B. einer Prägewalze, kann man ein dreidimensionales Muster in der Oberfläche einer solchen Platte 1 erreichen, das in Fig. 1 bis 3 dargestellt ist. Falls erforderlich, so wird die Oberflächenschicht der Rohplatte, in die geprägt werden soll, aufgeweicht. Denn die Oberfläche einer tocke-nen Rohplatte ist spröde, und es könnten keine Muster mit zusammenhängenden Kanten gebildet werden. moist felt is further dewatered or dried in an oven, and a structure is formed with a density of 0.2 to 0.4 g / cm 3, which represents the plate core or the raw plate 1 mentioned below. After leaving the furnace, the surface of the raw plate 1 is flat. With the help of an embossing agent, e.g. an embossing roller, a three-dimensional pattern can be achieved in the surface of such a plate 1, which is shown in FIGS. 1 to 3. If necessary, the surface layer of the raw plate into which embossing is to be softened. Because the surface of a dry raw board is brittle and no patterns with contiguous edges could be formed.

Im Ausschnitt gemäss Fig. 1 ist links eine Krümmung an der Übergangsstelle zwischen der Oberfläche 2 des Plattenkernes 1 und der Seitenwand 3 einer der den Dekor bildenden und im Plattenkern 1 ausgebildeten Vertiefungen 4 gezeigt. Der Radius R1 der Krümmung dieser Übergangsstelle ist grösser als 2 mm. Die Seitenwand 3 der Vertiefung 4 ist in solchen Fällen verhältnismässig glatt. Rechts in Fig. 1 ist dagegen eine Übergangsstelle mit einem Krümmungsradius R2 von etwa 0,5 mm dargestellt. Bei dieser Übergangsstelle sind die Endpartien 5 einzelner Fasern schematisch dargestellt, die sich im Bereich des genannten Überganges befinden. Die Endpartien 5 dieser Fasern stehen von der Seitenwand 3 der Vertiefung 4 ab und ragen in den Freiraum der Vertiefung 4 hinein. Wenn auf solche Faserendabschnitte 5 Farbe aufgetragen wird, dann werden diese Fasernteile 5 nur noch deutlicher ersichtlich. 1, a curvature is shown on the left at the transition point between the surface 2 of the plate core 1 and the side wall 3 of one of the depressions 4 forming the decor and formed in the plate core 1. The radius R1 of the curvature of this transition point is greater than 2 mm. The side wall 3 of the recess 4 is relatively smooth in such cases. In contrast, on the right in FIG. 1, a transition point with a radius of curvature R2 of approximately 0.5 mm is shown. At this transition point, the end portions 5 of individual fibers are shown schematically, which are located in the area of the transition mentioned. The end portions 5 of these fibers protrude from the side wall 3 of the recess 4 and protrude into the free space of the recess 4. If color is applied to such fiber end sections 5, then these fiber parts 5 are only more clearly visible.

Um zu verhindern, dass die genannten Faserenden 5 aus den Seitenwänden 3 der Vertiefungen 4 austreten, ist die gesamte Oberfläche des das dreidimensionale Muster aufweisenden Plattenkernes 1 mit einer Deckschicht 6 versehen. Das Material zur Bildung dieser Deckschicht 6 ist frei von Minraifasern, und es enthält unter anderem auch ein Bindemittel. Neben diesem Bindemittel enthält das Material der Deckschicht 6 auch Mineralien, welche als Gleitmittel dienen und welche beim Prägen des Dekors wirksam sind. Diese Mineralien können aus der Gruppe der sogenannten Schichtsilikate ausgewählt werden, zu der Glimmer und Kaolin gehören. In order to prevent the aforementioned fiber ends 5 from emerging from the side walls 3 of the depressions 4, the entire surface of the plate core 1 having the three-dimensional pattern is provided with a cover layer 6. The material for forming this cover layer 6 is free from Minrai fibers, and it also contains, among other things, a binder. In addition to this binder, the material of the cover layer 6 also contains minerals which serve as lubricants and which are effective in embossing the decor. These minerals can be selected from the group of so-called layered silicates, which include mica and kaolin.

In Fig. 3 ist ein Ausschnitt aus der fertigen Platte dargestellt. Hieraus ist vor allem ersichtlich, dass die Dicke D der Deckschicht 6 wesentlich kleiner ist als die Tiefe T der Vertiefungen 4 des Dekors. Ausserdem ist aus Fig. 3 ersichtlich, In Fig. 3 a section of the finished plate is shown. From this it can be seen above all that the thickness D of the cover layer 6 is substantially smaller than the depth T of the depressions 4 of the decoration. 3 it can also be seen that

dass nicht nur die Oberfläche 2 der Rohplatte 1 und der Boden der Vertiefungen 4 in dieser, sondern auch die Seitenwände 3 der Vertiefungen 4 mit der Deckschicht 6 überzogen sind, wobei die Schicht 6 aus der so verformten Oberfläche der Platte zusammenhängend ist. Aus Fig. 3 ist schliesslich ersichtlich, dass auch im Bereich des rechts liegenden Überganges zwischen der Plattenoberfläche 2 und der Seitenwand 3 einer der Vertiefungen 4 keine abstehenden Faserenden vorhanden sind. Dieser Übergang weist ja einen sehr kleinen that not only the surface 2 of the raw plate 1 and the bottom of the depressions 4 therein, but also the side walls 3 of the depressions 4 are covered with the cover layer 6, the layer 6 being coherent from the surface of the plate thus deformed. Finally, it can be seen from FIG. 3 that there are no protruding fiber ends in the area of the transition on the right between the plate surface 2 and the side wall 3 of one of the depressions 4. This transition shows a very small one

Radius R2 auf, wie dies im Zusammenhang mit Fig. 1 erläutert worden ist. Radius R2 on, as has been explained in connection with FIG. 1.

In Fig. 4 ist eine Einrichtung dargestellt, die zur Herstellung der genannten Platte verwendet werden kann. Diese Einrichtung enthält einen Förderer 10, bei welchem die Bewegungsrichtung desselben mit Hilfe von Pfeilen angedeutet ist. Links wird dieser Förderer 10 mit den Kernen 1 für die vorliegende Platte beschickt. Im Bereich der Anfangspartie des Förderers 10 befindet sich eine Vorrichtung 11 zur Zubereitung einer Beschichtungsmasse, welche zur Bildung der Deckschicht 6 verwendet wird. Diese Masse wird von der Vorrichtung 11 zu Auftragrollen 12 und 13 geleitet. Der Abstand dieser Rollen 12 und 13 voneinander bestimmt die Dicke der aufzutragenden Deckschicht 6. Mittels der tiefer liegenden Rolle 13, die auf dem Plattenkern 1 abrollen kann, wird die Beschichtungsmasse auf den Plattenkern 1 übertragen. Die Rohplatte 1 gelangt dann unter eine Prägewalze 14, mit deren Hilfe der Dekor auf der Platte hergestellt wird. In Fig. 4, a device is shown which can be used to produce the plate mentioned. This device contains a conveyor 10, in which the direction of movement thereof is indicated by means of arrows. On the left, this conveyor 10 is loaded with the cores 1 for the present plate. In the area of the starting part of the conveyor 10 there is a device 11 for preparing a coating composition which is used to form the cover layer 6. This mass is passed from the device 11 to application rollers 12 and 13. The distance of these rollers 12 and 13 from one another determines the thickness of the covering layer 6 to be applied. The coating compound is transferred to the plate core 1 by means of the roller 13 lying below it, which can roll on the plate core 1. The raw plate 1 then passes under an embossing roller 14, with the aid of which the decor is produced on the plate.

Als wesentliche Bestandteile enthält die Masse der Beschichtung 6 neben einem Bindemittel Tonmineralien, insbesondere Schichtsilikate, feingemahlenes Kalziumkarbonat und/oder andere Füllstoffe, wie z.B. Perlit, co\v:c Hilfsmittel, wie z.B. Emulgatoren und Plastisiser. Die Beschichtungsmasse enthält keine Fasern. In addition to a binder, the mass of the coating 6 contains clay minerals, in particular layered silicates, finely ground calcium carbonate and / or other fillers, such as e.g. Perlite, co \ v: c tools such as Emulsifiers and plastisizers. The coating composition contains no fibers.

Die Beschichtungsmasse 6 besteht vorteilhaft aus einer feindispersen wässrigen Aufschlämmung mit 40-60 Gew.-% Feststoffanteil. Davon machen hohe Plastizität aufweisendes Kaolin 30-40% und Kalziumkarbonat 0-20%, wobei etwa 50% der Körner von Kalziumkarbonat kleiner als 10 (im sind. Daneben wird 1-5 Gew.-% Bindemittel in Form von Stärkekleister oder PVA-Copolymer beigegeben. Als Hilfsmittel wird ein Emulgator zugesetzt, und zwar etwa 1-5 g Hexame-taphosphat pro Liter Aufschlämmung. The coating composition 6 advantageously consists of a finely dispersed aqueous slurry with a solids content of 40-60% by weight. Of this, high plasticity makes kaolin 30-40% and calcium carbonate 0-20%, whereby about 50% of the grains of calcium carbonate are less than 10 (im. In addition, 1-5 wt .-% binder in the form of starch paste or PVA copolymer An emulsifier is added as an auxiliary, about 1-5 g of hexame taphosphate per liter of slurry.

Besonderes Augenmerk muss der Konzentration der Aufschlämmung an Feststoffen gelten. Denn beim Auftragen der Aufschlämmung muss eine gewisse Menge Wasser aus dieser Aufschlämmung in die Plattenoberfläche eindringen, um die Schicht des Plattenmaterials aufzuweichen und dadurch für eine nachfolgende Prägung verformbar zu machen. Auf der anderen Seite darf die genannte Menge Wasser, die in die Plattenoberfläche eindringt, eine bestimmte Grenze, z.B. von 0,11/m2, nicht überschreiten. Die Kapilarität der porösen Mineralfaser-Rohplatte 1 bewirkt einen Wasserentzug bei der aufgetragenen Aufschlämmung, der um so grösser ist, je trok-kener die Rohplatte 1 ist. Particular attention must be paid to the concentration of the slurry in solids. Because when the slurry is applied, a certain amount of water from this slurry has to penetrate into the plate surface in order to soften the layer of the plate material and thereby make it deformable for subsequent embossing. On the other hand, the stated amount of water that penetrates the plate surface may have a certain limit, e.g. of 0.11 / m2, do not exceed. The capillary nature of the porous mineral fiber raw plate 1 causes water removal from the applied slurry, which is greater the drier the raw plate 1 is, the greater.

Zwischen der Beschichtungsstation 11, 12,13 (Fig. 4) und der drauf folgenden Prägewalze 14, welche sich oberhalb des Förderbandes 10 befindet, ist eine bestimmte Entfernung E vorhanden. Die Grösse dieser Entfernung E ist so gewählt, dass die in der Deckschichtmasse enthaltene Flüssigkeit, z.B. Wasser, in den Oberflächenbereich des Plattenkernes 1 eindringen kann, um das Material in diesem Bereich aufzuweichen. Am Ende der genannten Strecke E wird der Dekor mit Hilfe der Walze 14 in die Platte 1 eingeprägt. Vorteilhaft kann der Prägewalze 14 ein Heizkörper 15 zugeordnet sein, welcher jenen Abschnitt der Prägewalze 14 erwärmt, der mit der Deckschicht 6 in Berührung kommen wird. Auf die Prägewalze 14 folgt dann ein Umluftofen 16, in dem die beschichteten Platten 1 getrocknet weden. Unter Umständen kann der Prägewalze 14 eine Heizquelle 17 zum Vorwärmen der Rohplatten 1 vorgeschaltet sein. There is a certain distance E between the coating station 11, 12, 13 (FIG. 4) and the subsequent embossing roller 14, which is located above the conveyor belt 10. The size of this distance E is chosen so that the liquid contained in the cover layer mass, e.g. Water can penetrate into the surface area of the plate core 1 in order to soften the material in this area. At the end of the distance E mentioned, the decor is embossed into the plate 1 with the aid of the roller 14. A heating element 15 can advantageously be assigned to the embossing roller 14, which heats that section of the embossing roller 14 that will come into contact with the cover layer 6. A convection oven 16 then follows the embossing roller 14, in which the coated plates 1 are dried. Under certain circumstances, the embossing roller 14 can be preceded by a heating source 17 for preheating the raw plates 1.

Die Deckschicht 6 wird durch die vorspringenden Teile der Präge walze 14 samt den darunter liegenden Plattenfasern in die Tiefe der Platte 1 eingedrückt, wie dies in Fig. 2 ausschnittweise gezeigt ist. Hierbei werden nicht nur die mittleren Partien, sondern auch die Endpartien jener Plattenfasern durch die Flanken der Vorsprünge am Prägezylinder 14 in die Tiefe gedrückt, die sich im Bereich der jeweiligen Vertie5 The cover layer 6 is pressed by the projecting parts of the embossing roller 14 together with the underlying plate fibers into the depth of the plate 1, as is shown in detail in FIG. 2. Not only the middle parts, but also the end parts of those plate fibers are pressed into the depth by the flanks of the projections on the embossing cylinder 14, which are in the area of the respective recesses 5

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fungskante befinden. Da der Prägezylinder 14 heiss ist, bindet das Bindemittel im Material der Deckschicht 6 verhältnismässig schnell ab, auf jeden Fall während sich dieses Material noch unter der Prägewalze 14 befindet. Dadurch ist die Form des unter der Prägewalze 14 liegenden Bereiches der Deckschicht 6 fixiert. Dadurch ist jedoch auch die Form jener Abschnitte der Plattenfasern fixiert, die sich unter den Vorsprüngen der Prägewalze 14 befinden. edge. Since the embossing cylinder 14 is hot, the binder binds relatively quickly in the material of the cover layer 6, in any case while this material is still under the embossing roller 14. As a result, the shape of the area of the cover layer 6 lying under the embossing roller 14 is fixed. However, this also fixes the shape of those sections of the plate fibers that are located under the projections of the embossing roller 14.

Man kann sich vorstellen, dass die genannten Faserabschnitte im erhärteten Material der Deckschicht 6 eingebunden oder quasi «eingefroren» sind. Diese Faserabschnitte können, wie gesagt, mittlere Partien der Fasern oder Endpartien derselben sein. Die mittleren Partien von Fasern können nach der Entlastung derselben, d.h. nachdem sie den Bereich der Prägewalze 14 verlassen haben, nicht mehr zurückfedern, so dass nicht nur konvexe, sondern auch konkave Kanten des Dekors scharf sein können. Zugleich gibt es im Bereich der konvexen Kanten des Dekors keine abstehenden Faserenden mehr. Dies deswegen, weil das Bindemittel, das sich im Material der erhärteten Deckschicht 6 befindet, die durch den Prägezylinder 14 verformten Endpartien der Fasern unter der Oberfläche der Deckschicht 6 hält. It can be imagined that the fiber sections mentioned are bound or quasi “frozen” in the hardened material of the cover layer 6. As mentioned, these fiber sections can be middle portions of the fibers or end portions thereof. The middle parts of fibers can be after they have left the area of the embossing roller 14, no longer spring back, so that not only convex but also concave edges of the decor can be sharp. At the same time, there are no longer protruding fiber ends in the area of the convex edges of the decor. This is because the binder, which is in the material of the hardened cover layer 6, holds the end portions of the fibers deformed by the embossing cylinder 14 below the surface of the cover layer 6.

Um diesen Effekt zu erreichen, ist es notwendig, dass auch die Seitenwände 3 der Vertiefungen 4 mit der Deckschicht 6 überzogen sind, unter deren Oberfläche die verformten Endpartien der Fasern gehalten sind. Da die Seitenwände 3 der Vertiefungen 4, besonders bei kleinen Radien R des Dekors, sehr steil sind, erreicht man es nicht ohne weiteres, dass die sich auf der zunächst planen Oberfläche der Rohplatte 1 befindliche mineralische Schicht 6 auch nach dem Prägevorgang eine zusammenhängende Schicht bildet. Damit die zunächst plane Deckschicht 6 im Bereich der konvexen Vertiefungskanten während des Prägevorganges nicht abreisst, enthält das Material der Deckschicht 6 die bereits erwähnten Schichtsilikate, welche sich im Bereich der vorspringenden Kanten der Vertiefungen 4 etwa als ein Gleitbzw. Schmiermittel auswirken. Denn sie bewirken, dass die übrigen Partikeln des Deckschichtmaterials unter der Zwischenlage der Schichtsilikat-Partikeln während des Prägevorganges aufeinander gleiten und sich somit auch über die steilen Seitenwände 3 der Vertiefungen 4 gleichmäsig verteilen lassen, bevor das Bindemittel in der Deckschicht 6 abbindet und die Deckschicht 6 dadurch hart und formstabil wird. In order to achieve this effect, it is necessary that the side walls 3 of the depressions 4 are also covered with the cover layer 6, under the surface of which the deformed end parts of the fibers are held. Since the side walls 3 of the depressions 4 are very steep, particularly with small radii R of the decor, it is not easily achieved that the mineral layer 6 located on the initially flat surface of the raw plate 1 also forms a coherent layer after the embossing process . So that the initially flat cover layer 6 in the area of the convex recess edges does not tear off during the embossing process, the material of the cover layer 6 contains the layer silicates already mentioned, which are in the area of the projecting edges of the recesses 4 approximately as a sliding or. Affect lubricant. This is because they cause the remaining particles of the cover layer material to slide on one another during the embossing process, and thus can be evenly distributed over the steep side walls 3 of the depressions 4 before the binder sets in the cover layer 6 and the cover layer 6 thereby becoming hard and dimensionally stable.

Nach dem Prägevorgang bedeckt die Schicht 6 somit zusammenhängend nicht nur die Oberfläche 2 des Plattenkernes 1, sondern auch die Seitenwände 3 und den Boden 7 der Vertiefungen 4. Das Prägemittel 14 kann in Fig. 2 als praktisch geradlinig dargestellt sein, weil die Breite dieses Ausschnittes aus df"- Drägewalze 14 im Vergleich mit dem Durchmesser derselben sehr klein ist. After the embossing process, the layer 6 thus not only coherently covers the surface 2 of the plate core 1, but also the side walls 3 and the bottom 7 of the depressions 4. The embossing means 14 can be shown in FIG. 2 as practically straight, because the width of this cutout from df "- roller 14 is very small compared to the diameter of the same.

Der geprägte Dekor wird um so präziser - kleinere Radien der konvexen Kanten desselben - je trockener der Deckanstrich 6 ist, bevor dieser unter die Prägewalze 14 gelangt. Dieser Anstrich 6 darf freilich nicht staubtrocken sein. Die Prägung erfolgt somit in eine halbtrockne Schicht 6, welcher die Feuchtigkeit durch kapillare Kräfte in der Oberflächenschicht der Platte 1 entzogen worden ist. Unter dem Druck der Prägewalze 14 verformt sich die Deckschicht 6 dank dem genannten Gleitmittelzusatz plastisch-pastös, so dass keine Risse in dieser Schicht 6 entstehen können. The embossed decor becomes more precise - smaller radii of the convex edges thereof - the drier the top coat 6 is before it gets under the embossing roller 14. This coat of paint 6 must of course not be dust-dry. The embossing thus takes place in a semi-dry layer 6, from which the moisture has been removed by capillary forces in the surface layer of the plate 1. Under the pressure of the embossing roller 14, the cover layer 6 deforms plastically and pasty thanks to the lubricant additive mentioned, so that no cracks can occur in this layer 6.

Die Konzentration des aufgeschlämmten Deckanstriches 6 muss so gross sein, dass im Gradienten der Kräfte - Kapillarkraft der trockenen Platte und Rückhaltevermögen des Anstriches 6 - gerade soviel Wasser in die Platte eingedrungen ist, wie nötig ist, um eine Erweichung im Bereich der Dekor-Tiefe zu erreichen und andererseits sowenig Wasser als möglich im Deckanstrich zurückbleibt. Es handelt sich somit nicht um ein Gleichgewicht im Gefüge Deckschicht 6 The concentration of the slurried top coat 6 must be so great that in the gradient of the forces - capillary force of the dry plate and retention capacity of the coat 6 - just as much water has penetrated into the plate as is necessary to soften it in the area of the decor depth reach and, on the other hand, as little water as possible remains in the top coat. It is therefore not a question of an equilibrium in the top layer 6 structure

und Platte 1, und deswegen ist die Zeitspanne zwischen dem Auftrag der Deckschichtsuspension und dem Kontakt mit der Prägewalze 14 von ausschlaggebender Bedeutung. Hierbei können auch die Veränderung der Temperatur der Prägewalze 14 und die Geschwindigkeit des Förderers 10 zur Steuerung des Herstellungsprozesses ausgenützt werden. Die Temperatur des Prägezylinders 14 soll die Temperatur von 100 Grad C deutlich übersteigen. and plate 1, and therefore the time period between the application of the top layer suspension and the contact with the embossing roller 14 is of crucial importance. The change in the temperature of the embossing roller 14 and the speed of the conveyor 10 can also be used to control the manufacturing process. The temperature of the embossing cylinder 14 should significantly exceed the temperature of 100 degrees C.

Das Verfahren zur Herstellung der beschriebenen Platte zeichnet sich unter anderem dadurch aus, dass auf die Oberfläche des jeweiligen Plattenkernes 1 das Material der Deckschicht 6 in Form einer Aufschlämmung aufgetragen wird und dass die mit dieser Deckschicht 6 versehene Oberfläche 2 der Rohplatte 1 durch Prägung mit gewünschtem Dekor versehen wird. Die Feuchtigkeit der Aufschlämmung wird hierbei so gewählt, dass die meiste Flüssigkeit aus der Aufschlämmung in das Material des Plattenkernes 1 übergeht, wobei der Rest der Flüssigkeit, welchen die Deckschicht 6 bis zur Prägung zurückbehält, 20% nicht übersteigt. The method for producing the plate described is characterized, inter alia, in that the material of the cover layer 6 is applied in the form of a slurry to the surface of the respective plate core 1 and in that the surface 2 of the raw plate 1 provided with this cover layer 6 is embossed with the desired Decor is provided. The moisture of the slurry is chosen so that most of the liquid from the slurry passes into the material of the plate core 1, the rest of the liquid, which the cover layer 6 retains until embossing, does not exceed 20%.

Vor dem Auftragen der Deckschicht 6 können die Unebenheiten der Oberfläche des Plattenkernes 1, beispielsweise durch Schleifen, beseitigt werden, um eine überall gleich dicke Schicht auftragen zu können. Wenn erforderlich, so kann die Oberfläche auch so behandelt werden, dass sie überall die gleiche Saugfähigkeit besitzt. Dies erreicht man beispielsweise durch Abschaben einer Oberschicht der Rohplatte 1. Denn die die Oberfläche der Rohplatte 1 bildende Kruste besitzt einen höheren Feinanteil, und sie ist deshalb verdichtet. Durch punktuelle Dichteunterschiede entstehen Bereiche der Plattenoberfläche mit mehr oder weniger guter Absorptionsfähigkeit. Die geschliffene Rohplatte weist solche Unterschiede in der Saugfähigkeit nicht auf, und sie kann daher gleichmässig beschichtet werden. Before the top layer 6 is applied, the unevenness of the surface of the plate core 1 can be eliminated, for example by grinding, in order to be able to apply a layer of the same thickness everywhere. If necessary, the surface can also be treated so that it has the same absorbency everywhere. This is achieved, for example, by scraping off an upper layer of the raw plate 1. Because the crust forming the surface of the raw plate 1 has a higher fine fraction, and is therefore compacted. Specific density differences create areas of the plate surface with more or less good absorption capacity. The ground raw plate does not have such differences in absorbency and can therefore be coated evenly.

Die der Einrichtung zugeführten Rohplatten können noch feucht oder bereits staubtrocken sein. Bei einer bereits getrockneten Rohplatte, die mit einem Dekor versehen werden soll, muss die Oberfläche derselben befeuchtet werden, aber nur so viel, dass die Flüssigkeit praktisch nur so tief in den Plattenkera 1 eindringt, wie in diesen geprägt werden soll. Erst hernach wird die Oberfläche des Plattenkernes 1 mit der Deckschicht 6 versehen. Das Mass der Befeuchtung einer solchen Platte kann durch die Konzentration der aufzutragenden Aufschlämmung oder/und durch ein Besprühen der Platte mit Wasser gesteuert werden. The raw panels fed to the device can still be damp or already dry from dust. In the case of an already dried raw plate which is to be provided with a decor, the surface of the same has to be moistened, but only so much that the liquid penetrates practically only as deep into the plate kera 1 as is to be embossed therein. Only then is the surface of the plate core 1 provided with the cover layer 6. The degree of moistening of such a plate can be controlled by the concentration of the slurry to be applied or / and by spraying the plate with water.

Die Oberflächentemperatur des Prägezylinders 14 muss so gewählt werden, dass ausreichend thermische Energie zur Verfügung steht, um, wegen dem Abbinden des Bindemittels, sowohl die mineralische Deckschicht 6 als auch die unmittelbar darunter liegende Schicht der Plattenmasse von Restfeuchtigkeit bzw. eingedrungenem Wasser zumindest teilweise zu trocknen. Dieser Vorgang muss ausreichend schnell erfolgen, damit der entweichende Wasserdampf zwischen der Walzenoberfläche 14 und der Mineralschicht 6 ein Dampfkissen ausbilden kann, welches ein Anbacken der Deckschicht 6 an die Walze 14 und dadurch ein Zerstören des Dekors beim Abrollen des Prägezylinders 14 verhindert. The surface temperature of the embossing cylinder 14 must be selected such that sufficient thermal energy is available to at least partially dry both the mineral cover layer 6 and the layer of the plate mass immediately below it from residual moisture or water that has penetrated because of the setting of the binder . This process must be carried out sufficiently quickly so that the escaping water vapor between the roller surface 14 and the mineral layer 6 can form a vapor cushion, which prevents the cover layer 6 from baking on the roller 14 and thereby destroying the decoration when the embossing cylinder 14 rolls off.

Während des Prägevorganges wird die mineralische Schicht 6 sowie eine etwa 2 mm tiefe Zone der Plattenoberfläche getrocknet. Diese Trocknung bewirkt die Erhärtung der Bindemittel in der Deckschicht 6 und somit die Fixierung sowohl der Form des eingeprägten dreidimensionalen Dekors als auch der Form der Faserenden, welche diese Faserenden während des Prägevorganges erhielten. Der Restwassergehalt des Plattenkernes 1 wird im Heisslufttrockenofen 16 entfernt, indem diese Feuchtigkeit durch die Deckschicht 6 aus der Platte entweicht. Die Komponenten der Deckschicht 6 müssen somit stets so gewählt werden, dass auch die erhärtete Deckschicht 6 porös ist. During the embossing process, the mineral layer 6 and an approximately 2 mm deep zone of the plate surface are dried. This drying causes the binding agents to harden in the cover layer 6 and thus fixes both the shape of the embossed three-dimensional decor and the shape of the fiber ends which these fiber ends were given during the embossing process. The residual water content of the plate core 1 is removed in the hot air drying oven 16 by this moisture escaping from the plate through the cover layer 6. The components of the cover layer 6 must therefore always be selected such that the hardened cover layer 6 is also porous.

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

5 5

667 685 667 685

Würde man die Durchlaufgeschwindigkeit der Rohplatten 1 erhöhen, so wäre der Wärmeaustausch zwischen dem Prägezylinder 14 und der noch feuchten Abdeckschicht 6 zu klein, um während der zur Verfügung stehenden Kontaktzeit mit dem Prägezylinder 14 ausreichend Wasser in der Deckschicht 6 bis zum Siedepunkt erhitzen zu können. Wenn eine Erhöhung der Durchlaufgeschwindigkeit nötig wäre, so müsste man die feuchte Schicht 6 durch die bereits genannte Heizquelle 17 vorwärmen, welche als ein Infrarot-Strahler, eine Heissluftquelle oder dergleichen ausgeführt sein kann, bevor die Schicht unter den Prägezylinder 14 gelangt. If the throughput speed of the raw plates 1 were increased, the heat exchange between the embossing cylinder 14 and the still moist cover layer 6 would be too small to be able to heat sufficient water in the cover layer 6 to the boiling point during the available contact time with the embossing cylinder 14. If an increase in the throughput speed were necessary, the moist layer 6 would have to be preheated by the aforementioned heating source 17, which can be designed as an infrared radiator, a hot air source or the like before the layer gets under the embossing cylinder 14.

Die Folgen von zu kurzer Reaktionszeit E sind offensichtlich, nämlich ungenügende Erweichung des Fasermaterials und damit zu harte Plattenoberfläche, in die man den Dekor nicht zufriedenstellend einprägen kann. Eine zu lange Reaktionszeit bewirkt dagegen eine Auflösung des die Fasern bindenden Stärkekleisters, welcher dann unter dem Druck der Prägewalze an die Palttenoberfläche dringt und dort Verfärbungen hervorruft. The consequences of a reaction time E that is too short are obvious, namely insufficient softening of the fiber material and thus too hard plate surface, into which the decor cannot be satisfactorily impressed. A reaction time that is too long, on the other hand, causes the starch paste that binds the fibers to dissolve, which then penetrates under the pressure of the embossing roller to the surface of the gap and causes discoloration there.

Bei herkömmlichen Präge verfahren, bei welchen die Platte nur mit Wasser vorbehandelt wird, stellt sich das Problem der Oberflächenverfärbung nicht, da in jedem Fall ein Grund- und ein Deckanstrich aus einem nicht porösen Material auf die Rohplatte mit eingeprägten Dekor aufgebracht werden. Bei der Einhaltung der vorstehend genannten Verfahrensschritte und -parameter kann man einen besonderen ökonomischen Vorteil erreichen, nämlich, dass der Grundanstrich entfallen kann. Ein weiterer Vorteil wird bei den eingesparten Energiekosten für die Trocknung erreicht. In conventional embossing processes, in which the plate is only pretreated with water, the problem of surface discoloration does not arise, since in each case a base coat and a top coat of a non-porous material are applied to the raw plate with embossed decor. If the process steps and parameters mentioned above are adhered to, a particular economic advantage can be achieved, namely that the base coat can be omitted. Another advantage is achieved with the energy costs saved for drying.

Beispiel example

Eine trockene, stärkegebundene Rohplatte 1 mit einer Dichte von 0,3 g/cm3 wird nach dem bereits beschriebenen Verfahren hergestellt. Diese Rohplatte wird sodann plangeschliffen, wobei eine etwa 1 mm dicke Oberflächenschicht dabei abgetragen wird. A dry, starch-bound raw plate 1 with a density of 0.3 g / cm 3 is produced according to the method already described. This raw plate is then ground flat, an approximately 1 mm thick surface layer being removed in the process.

Die zur Beschichtung der Rohplatte 1 bestimmte Masse 6 besteht aus einer feindispersen wässrigen Aufschlämmung mit 50 Gew.-% Feststoffanteil. Davon machen hohe Plastizität aufweisender Kaolin 35% und Kalziumkarbonat 12%, wobei etwa 50% der Körner von Kalziumkarbonat kleiner als 10 (im sind. Daneben werden 3 Gew.-% Bindemittel in Form von Stärkekleister beigegeben. Als Hilfsmittel wird ein Emulgator 5 zugesetzt, und zwar etwa 3 g Hexametaphosphat pro Liter Aufschlämmung. The mass 6 intended for coating the raw plate 1 consists of a finely dispersed aqueous slurry with a solids content of 50% by weight. Of this, high plasticity makes 35% kaolin and calcium carbonate 12%, whereby about 50% of the grains of calcium carbonate are smaller than 10 (im. In addition, 3% by weight of binder in the form of starch paste is added. As an aid, an emulsifier 5 is added, about 3 g of hexametaphosphate per liter of slurry.

Diese Masse wird mittels der Walzen 12 und 13 während eines einmaligen Durchlaufs unter diesen auf die Rohplatte 1 aufgetragen. Die Menge der auf die Rohplatten 1 aufgetrage-io nen Aufschlämmung ist so gewählt, dass 150-250 g über 1 m2 verteilt wird. Besonders vorteilhaft erwies sich die Menge von 200 g. Die für die gegenseitige Wechselwirkung zwischen dem Material der Rohplatte 1 und dem Material der Aufschlämmung 6 notwendige Reaktionszeit beträgt in der Regel 10 sec. 15 Während dieser Zeitspanne verliert die Aufschlämmung etwa 50 Gew.-% ihres Wassergehaltes, welcher unter dem Einfluss von Gravitation und Kapilarkräften in die Rohplatte eindringt. Dies verursacht erstens eine physikalische Vortrocknung der Deckschicht 6. In der Rohplatte 1 bewirkt das ein-20 gedrungene Wasser die Erweichung des Stärkebinders. This mass is applied to the raw plate 1 by means of the rollers 12 and 13 during a single pass under them. The amount of the slurry applied to the raw plates 1 is selected so that 150-250 g is distributed over 1 m2. The amount of 200 g proved to be particularly advantageous. The reaction time necessary for the mutual interaction between the material of the raw plate 1 and the material of the slurry 6 is generally 10 seconds. 15 During this period the slurry loses about 50% by weight of its water content, which is influenced by gravitation and capillary forces penetrates into the raw plate. First of all, this causes the outer layer 6 to be physically predried. In the raw plate 1, the water which has penetrated causes the starch binder to soften.

Der so vorbehandelte Plattenkern 12 durchläuft die Prägestation 14,15 mit einer Geschwindigkeit, die mindestens 12 m/min beträgt. Im Umluftofen 16 entweicht die Feuchtigkeit, welche sich im Inneren der Platte befindet. Das dreidi-25 mensionale Muster auf der Prägewalze 14 kann auch Abschnitte aufweisen, welche Kanten im Plattendekor mit einem Radius zwischen 0,3 bis 2 mm bilden sollen. Solche Kanten sind mit Hilfe des beschriebenen Verfahrens ohne weiteres zu erreichen. The plate core 12 pretreated in this way passes through the stamping station 14, 15 at a speed which is at least 12 m / min. In the convection oven 16, the moisture that is inside the plate escapes. The three-dimensional pattern on the embossing roller 14 can also have sections which should form edges in the plate decor with a radius between 0.3 to 2 mm. Such edges can be easily reached using the described method.

30 Im Gegensatz zu den herkömmlichen, heissgeprägten Platten besitzen die Platten, welche nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren hergestellt wurden, eine makroskopisch homogene Oberfläche, welche Prägungen von grosser Feinheit erlaubt, insbesondere mit Krümmungsradien unter 35 0,5 mm. 30 In contrast to the conventional, hot-stamped plates, the plates which have been produced by the process described above have a macroscopically homogeneous surface which allows embossing of great fineness, in particular with radii of curvature less than 35 0.5 mm.

Sämtliche Merkmale des vorstehend beschriebenen Gegenstandes können unter Umständen als erfindungswesentlich betrachtet werden. Under certain circumstances, all features of the object described above can be regarded as essential to the invention.

G G

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

667 685

2nd

PATENT CLAIMS

1. plate, the core of which contains mineral fibers and the surface of which has a three-dimensional decor, characterized in that both the walls (3, 7) of the depressions (4) which form the decor and the sections of the surface lying between them 2) of the plate core (1) are provided with a cover layer (6) and that the thickness (D) of this cover layer (6) is smaller than the depth (T) of the depressions (4).

2. Plate according to claim 1, characterized in that the material of the cover layer (6) contains a binder which is such that the cover layer (6) is dimensionally stable and at the same time also permeable to moisture and that the material of this cover layer is free of mineral fibers.

3. Plate according to claim 2, characterized in that the cover layer (6) further comprises at least one of the layered silicates, such as e.g. Contains kaolin and / or mica in finely divided form.

4. Plate according to claim 2, characterized in that the cover layer (6) further fillers, such as. Calcium carbonate and / or pearlite and binders such as e.g. Starch.

5. A process for producing the plate according to claim 1, characterized in that the material of the cover layer (6) is applied in the form of a slurry to the surface of the plate core (1) and that the surface of the raw plate provided with this cover layer (6) 1) is embossed with the desired decor.

6. The method according to claim 5, characterized in that before the application of the cover layer (6), the unevenness of the surface of the plate core (1), for example by grinding, are eliminated.

7. The method according to claim 5, characterized in that the moisture of the slurry is chosen so that most of the liquid from the slurry passes into the material of the plate core (1), the rest of the liquid, which the cover layer (6) to Embossing retained, not exceeding 20%.

8. The method according to claim 5, in which an already dried raw plate is to be provided with a decor, characterized in that the raw plate (1) is moistened, and only so much that the liquid is practically so deep in the plate core (1) penetrates, as is embossed in these, that the surface of the plate core (1) is provided with the cover layer and that the decor is then produced.

9. Device for performing the method according to claim 5, characterized in that it has a device (11; 12, 13) for applying the cover layer (6) to the respective plate core (1), that on this device a device for forming the Decorations in the coated raw plate (1) follow and that this device (14) is followed by a drying device (16).