DE10047316B4 - Verfahren zur Herstellung einer Hochglanzoberfläche - Google Patents

Abstract

Verfahren zur Herstellung einer Hochglanzoberfläche auf einem Holz- oder MDF-Substrat in einer für hochwertige Lackoberflächen ausreichenden Dicke mit folgenden, nacheinander durchführbaren Verfahrensschritten:
a) Erhöhung der elektrischen Leitfähigkeit der zu beschichtenden Oberfläche,
b) elektrische Kontaktierung des Substrats,
c) gleichzeitiges Aufsprühen eines eine UV-aushärtbare Substanz aufweisenden Kunstharzpulvers mit einer Schmelztemperatur unter 100°C auf die zu behandelnde Oberfläche des Substrats, wobei das Aufsprühen unter einem Druck von etwa 0,8 bar erfolgt und das Kunstharzpulver durch elektrostatische Kräfte auf der zu behandelnden Oberfläche des Substrats anhaftet,
d) Aufschmelzen des Kunstharzpulvers durch Einstrahlung elektromagnetischer Strahlen in IR-Bereich,
e) Aushärten der Lackschicht durch Einstrahlung elektromagnetischer Strahlen im UV-Bereich
f) gegebenenfalls Wiederholung der Verfahrensschritte a)-e),
g) Schleifen der Lackschicht zur Beseitigung von Oberflächenunebenheiten,
h) Polieren der Lackschicht zum Erhalt der Hochglanzoberfläche

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Hochglanzoberfläche auf einem Substrat, insbesondere auf einem Holz- oder MDF-Substrat.
• Bei den bekannten Verfahren dieser Art werden überwiegend flüssige Kunstharzlacke verwendet, die beispielsweise durch Sprühen mit einer Farbpistole in mehreren dünnen Schichten auf die Oberfläche des Substrats aufgetragen werden. Jede einzelne dieser Schichten ist typischerweise 10-15 μm dick. Flüssige Kunstharzlacke enthalten neben Bindemitteln und Pigmenten auch Lösungs- bzw. Verdünnungsmittel, um den Lack zu verflüssigen und somit in eine besser applizierbare Form zu bringen. Die Lösungsmittel verdampfen nach dem Auftragen des Lackes, wodurch der Lack trocknet und sich verfestigt. Insbesondere bei der Herstellung von Hochglanzoberflächen auf Holz- oder MDF-Substraten werden Polyester- oder DD-Lacke^® verwendet, deren Lösungsmittel, wie beispielsweise Isterol, in der Regel giftig sind und die, da sie stark flüchtig sind, leicht über die Atemwege in den Organismus eines Anwenders gelangen können. Solche Lacke sind somit meist umweltschädigend. Das Risiko erhöht sich für den Anwender solcher Lacke dadurch, dass der Verfahrensschritt des Auftragens mehrere Male zu wiederholen ist, um eine ausreichend dicke, homogene und widerstandsfähige Lackschicht zu erzeugen.
• Nach dem Auftragen einer Lackschicht muss gewartet werden, bis die applizierte Lackschicht jeweils getrocknet ist. Danach wir die zuletzt aufgetragene Lackschicht in der Regel angeschliffen, um die Oberfläche zu homogenisieren und die Haftung der darauf zu applizierenden nächsten Lackschicht zu erhöhen. Die bislang bekannten Verfahren zur Herstellung einer Hochglanzoberfläche sind demnach sehr Zeit- und damit kostenaufwendig.
• Die DE 196 32 921 zeigt ein Verfahren zum Beschichten einer Holzwerkstoffplatte, wobei das Holz mittels einer Mikrowelle zunächst erhitzt wird und dann der Pulverlack auf die Substratoberfläche aufgebracht wird. Anschließend erfolgt eine Aushärtung und ein Schleifen. Nähere Details zu dem Aufsprühverfahren sind dieser Druckschrift nicht zu entnehmen.
• Die DE 195 33 858 zeigt ein Verfahren zum elektrostatischen Beschichten von Holzwerkstoffen, bei dem die Pulverschicht mittels Tribo- oder Hochspannungssprühgeräten appliziert wird. Danach erfolgt ein Aufschmelzen und Vernetzen des Pulverlackes mittels IR- und nachfolgendem UV-Strahler. Dadurch soll der Wirkungsgrad bei der elektrostatischen Nasslackierung verbessert werden.
• Die DE 694 17 817 zeigt eine strahlungshärtbare Bindemittelzusammensetzung für Pulverlacke, die mittels elektrostatischem Pulverspritzen aufgetragen werden können. Die Pulverlacke können dabei auf Holz aufgetragen werden, wobei das Aufsprühen nach elektrostatischer Aufladung erfolgen kann. Anschließend wird die Pulverfarbe zwischen 80°C und 140°C geschmolzen um eine glatte Beschichtung zu erhalten. Nach dem Aufschmelzen wird die Beschichtung mittels einer UV-Lichtquelle ausgehärtet. Nähere Details zu dem Auftrag der Beschichtung sind dieser Druckschrift nicht zu entnehmen.
• Die 197 53 602 zeigt ein Verfahren zum Herstellen von lackierten Furnierverbindteilen, bei der der Lackauftrag mittels elektrostatischem Pulverspritzen erfolgt. Dieses Verfahren soll insbesondere für Furnierverbundteile für den Innenbereich von Pkws eingesetzt werden.
• Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein weniger aufwendiges und umweltverträgerlicheres Verfahren zur Herstellung einer Hochglanzoberfläche zu schaffen.
• Die Aufgabe wird erfindungsgemäss durch ein Verfahren nach dem Patentanspruch gelöst.
• Bei einem solchen Verfahren wird die vollständige Lackschicht je nach gewünschter Dicke in einem oder zwei Arbeitszyklen hergestellt, d. h. durch ein- oder zweimalige Wiederholung des Auftragens und Aufschmelzens des Kunstharzpulvers sowie des anschliessenden Aushärtens der durch das Aufschmelzen entstehenden Lackschicht. Die Lackschicht ist danach bereits ausreichend dick und widerstandsfähig, um durch Polieren zu einer Hochglanzoberfläche weiterbearbeitet zu werden. Dabei bewirkt das erfindungsgemässe Verfahren durch die geringere Anzahl notwendiger Lackschichten und die kürzere Aushärtungsdauer des Lackes eine deutliche Zeitersparnis gegenüber den bekannten Herstellungsverfahren von Hochglanzoberflächen. Dadurch dass der Lack in fester Form appliziert wird und somit keine Lösungsmittel verwendet werden, ist das erfindungsgemässe Verfahren ausserdem umweltverträglicher.
• Weitere Vorteile des erfindungsgemässen Verfahrens sind durch die Eigenschaften der durch das Verfahren erzeugten Hochglanzoberfläche gegeben. Eine solche Hochglanzoberfläche ist widerstandsfähiger als Hochglanzoberflächen, die nach den bekannten Verfahren erzeugt werden. Dies betrifft insbesondere deren Resistenz gegen Lösungsmittel, wie z. B. Aceton. Kommt der in flüssiger Form aufgetragen Lack mit solchen Lösungsmittel in Kontakt, wird er an der Oberfläche der entsprechenden Stelle angelöst, wodurch dort der Glanz der Oberfläche verloren geht. Eine Resistenz gegen Lösungsmittel ist insbesondere für die Reinigung der Oberfläche von Vorteil. Während beispielsweise eine Fettschicht von einer Hochglanzoberflächen, die nach bekannten Verfahren hergestellt wurde, auf Grund der leichten Lösbareit des Lacks nur durch behutsames und damit langwieriges manuelles Vorgehen zu entfernen ist, lässt sich eine solche Fettschicht von der erfindungsgemäss hergestellte Hochglanzoberflächen unter Zuhilfenahme handelsüblicher Haushaltsreiniger mühelos entfernen, ohne dabei die Oberfläche in ihren optischen Eigenschaften zu beeinträchtigen. Ferner ist eine nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellte Hochglanzoberfläche zugleich härter und damit kratzfester als die nach bekannten Verfahren hergestellten Hochglanzoberflächen, wodurch auch eine mechanische Beanspruchung, beispielsweise durch Wischen, nicht so leicht zu einer Beeinträchtigung der optischen Eigenschaft der Oberfläche führt.
• Nach dem Aushärten und vor dem Polieren erfolgt ein Schleifen der Schicht, um eine durch das Aufschmelzen des Pulvers üblicherweise verursachte Welligkeit der Oberfläche (sog. Orangenhaut) zunächst zu glätten. Der sich daran anschliessende Verfahrensschritt des Polieren der Schicht wird dadurch erleichtert.
• Von Vorteil erweist es sich, insbesondere bei der Herstellung einer Hochglanzoberfläche auf einem Holz- oder MDF-Substrat, wenn beim Auftragen des Kunstharzpulvers ein Pulver verwendet wird, dessen Schmelztemperatur unter 100 °C beträgt. Das Kunstharzpulver wird durch Einstrahlung elektromagnetischer Strahlung im IR-Bereich aufgeschmolzen. Es wird ein Kunstharzpulver verwendet, welches UV-aushärtbare Substanzen beinhaltet, und die durch das Aufschmelzen des Kunstharzpulvers erzeugte Schicht durch Einstrahlung elektromagnetischer Strahlung im UV-Bereich auszuhärten.
• Das Kunstharzpulver kann in gewöhnter Weise mit Pigmenten versetzt werden, um eine farbig deckende Lackschicht zu erzeugen.
• Nachfolgend wird das erfindungsgemässe Verfahren anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels erläutert.
• Die Oberfläche eines Holz- oder MDF-Substrats wird zur Verbesserung der elektrischen Leitfähigkeit wahlweise mit einer elektrisch leitenden Schicht überzogen oder mit Wasser befeuchtet. Das Substrat wird anschliessend elektrisch kontaktiert.
• Die Oberfläche kann alternativ auch zur einseitig flächenhaften Beschichtung in einem elektrostatischen Feld zwischen zwei Elektroden horizontal angeordnet werden. Die Anforderung an die Oberflächenhaftung sind in diesem Fall nicht so gross wie beispielsweise bei vertikal angeordneten Oberflächen. Eine weitere alternative Präparation kann durch Erwärmen der Substratoberfläche erfolgen. Hierdurch wird bezweckt, dass sich auf der Oberfläche niederschlagendes Kunstharzpulver mit einem Schmelzpunkt unterhalb der Oberflächentemperatur anschmilzt und dort haften bleibt.
• Ein Kunstharzpulver mit einem Schmelzpunkt unterhalb von 100 °C, mit einer UVaushärtenden Substanz und mit den gewünschten Farbpartikeln wird vorbereitet. Das Kunstharzpulver wird anschliessend durch Aufsprühen unter einem Druck von etwa 0,8 bar und gleichzeitiger elektrostatischer Aufladung auf die präparierte Oberfläche des Substrats aufgetragen.
• Das an der Oberfläche haftende Kunstharzpulver wird über einen Zeitraum von ca. 90 Sekunden durch Einstrahlung von elektromagnetischer Strahlung im Infrarot-Wellenlängenbereich auf eine Temperatur von (120 +/– 5) °C aufgewärmt und zu einer Lackschicht aufgeschmolzen. Anschliessend wird die Lackschicht durch Einstrahlung von UV-Licht mittels eines UV-Strahlers, dessen Wellenlänge je nach Pulverzusammensetzung ausgewählt werden kann, bestrahlt und ausgehärtet.
• Die ausgehärtete Lackschicht kann mit einer zweiten, in gleicher Weise aufzutragenden Lackschicht überzogen werden oder unmittelbar einer Weiterbearbeitung unterzogen werden. Bei einer maschinellen Weiterbearbeitung reicht in der Regel die Auftragung einer Lackschicht aus, bei manueller Weiterbearbeitung wird bevorzugt zunächst eine zweite Lackschicht aufgetragen.
• Die Oberfläche des Holz- oder MDF-Substrats bildet nach dem Lackieren eine Orangenhaut. Diese wird zur Erzeugung einer glatten hochglänzenden Oberfläche zunächst auf einer Flächenschleifmaschine oder bei manueller Bearbeitung mit einem Schleifbandgerät entfernt. Anschliessend wird die Oberfläche auf einer Band- oder Walzenpoliermaschine unter Hinzugabe von verschiedenen Polierpasten (z. B. Glanzwachs) und Polierflüssigkeiten poliert. Der Anpressdruck der Poliermittel (Band oder Walze) und die Polierdauer sind je nach Rauhigkeit, Lackhärte sowie gewünschtem Glanzeffekt wählbar. In einem letzten Schritt wird die Oberfläche mithilfe einer Poliermaschine mit Lammfellbestückten Bürsten und mit einer flüssigen Politur endbehandelt.

Claims (1)

1. Verfahren zur Herstellung einer Hochglanzoberfläche auf einem Holz- oder MDF-Substrat in einer für hochwertige Lackoberflächen ausreichenden Dicke mit folgenden, nacheinander durchführbaren Verfahrensschritten: a) Erhöhung der elektrischen Leitfähigkeit der zu beschichtenden Oberfläche, b) elektrische Kontaktierung des Substrats, c) gleichzeitiges Aufsprühen eines eine UV-aushärtbare Substanz aufweisenden Kunstharzpulvers mit einer Schmelztemperatur unter 100°C auf die zu behandelnde Oberfläche des Substrats, wobei das Aufsprühen unter einem Druck von etwa 0,8 bar erfolgt und das Kunstharzpulver durch elektrostatische Kräfte auf der zu behandelnden Oberfläche des Substrats anhaftet, d) Aufschmelzen des Kunstharzpulvers durch Einstrahlung elektromagnetischer Strahlen in IR-Bereich, e) Aushärten der Lackschicht durch Einstrahlung elektromagnetischer Strahlen im UV-Bereich f) gegebenenfalls Wiederholung der Verfahrensschritte a)-e), g) Schleifen der Lackschicht zur Beseitigung von Oberflächenunebenheiten, h) Polieren der Lackschicht zum Erhalt der Hochglanzoberfläche