DE10065550A1 - Process for adhesive-free preparation of a laminate useful for covering walls or ceilings, for a variety of uses comprises pressing a decorative layer onto a polymeric support and has at least one film like layer in between - Google Patents
Process for adhesive-free preparation of a laminate useful for covering walls or ceilings, for a variety of uses comprises pressing a decorative layer onto a polymeric support and has at least one film like layer in betweenInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundkörpers mit einem Träger aus wenigstens einem ther moplastischen oder thermoelastischen Polymer und wenigstens einer Dekorschicht mit offenporiger Struktur, insbesondere einem Holzfurnier, wobei die Dekorschicht bei erhöhtem Druck und erhöhter Temperatur mit dem Träger verpreßt oder mit dem Polymer hinterspritzt wird. Sie ist ferner auf ei nen Verbundkörper mit einem Träger aus wenigstens einem thermoplastischen oder thermoelastischen Polymer und wenig stens einer Dekorschicht mit offenporiger Struktur, insbe sondere in Form eines Holzfurniers, sowie auf die Verwen dung eines solchen Verbundkörpers gerichtet.The invention relates to a method for producing a Composite body with a carrier made of at least one ther plastic or thermoelastic polymer and at least a decorative layer with an open-pore structure, in particular a wood veneer, the decorative layer with increased Pressure and increased temperature pressed with the carrier or is injected with the polymer. It is also on egg NEN composite body with a carrier of at least one thermoplastic or thermoelastic polymer and little at least one decorative layer with an open-pore structure, especially special in the form of a wood veneer, as well as on the use direction of such a composite body.
Derartige Verbundkörper sind bekannt und finden insbesonde re als Ersatz für zur Gänze aus Holz oder Holzwerkstoffen bestehende Formteile vielfältige Verwendung. Während die Dekorschicht in vielen Fällen von einem Holzfurnier gebil det ist, sind für andere Anwendungszwecke häufig auch sichtseitige Schichten aus Leder, Lederimitaten, Holzimita ten oder dergleichen erwünscht. Von Vorteil ist einerseits das im Vergleich zu Holz erheblich preiswertere Trägermate rial, andererseits ermöglicht das Trägermaterial eine ko stengünstige und insbesondere klebstofffreie Herstellung mittels bekannter Verfahren auf dem Gebiet der Polymertech nik.Composite bodies of this type are known and are found in particular re as a replacement for entirely made of wood or wood-based materials existing molded parts for various uses. While the Decorative layer in many cases made from a wood veneer det, are often also for other applications visible layers of leather, imitation leather, imitation wood ten or the like is desired. On the one hand is an advantage the carrier material, which is considerably cheaper than wood rial, on the other hand, the carrier material enables ko Cost-effective and especially adhesive-free production using known methods in the field of polymer technology technology.
Besteht der Träger aus einem duroplastischen Polymer, so erfolgt die Herstellung des Verbundkörpers in der Regel durch Niederdruck-Gießverfahren, indem die Dekorschicht in einem Formwerkzeug angeordnet, unter statischem oder gerin gem Druck mit reaktiven Kunstharzkomponenten in Kontakt ge bracht und das Kunstharz ausgehärtet wird. Nachteilig ist einerseits die im Vergleich zu thermoplastischen Polymeren schlechte Rezyklierbarkeit, andererseits weisen insbesonde re natürliche Dekorschichten aus Holz, Leder oder derglei chen eine geringe Affinität zu synthetischen Harzen auf, so daß es zu einer unzeitigen Trennung der Dekorschicht von dem Träger kommen kann.If the carrier consists of a thermosetting polymer, so the composite body is usually produced by low pressure casting process by putting the decorative layer in a mold arranged under static or small in contact with reactive synthetic resin components brought and the resin is cured. The disadvantage is on the one hand compared to thermoplastic polymers poor recyclability, on the other hand, in particular re natural decorative layers made of wood, leather or the like have a low affinity for synthetic resins that there is an untimely separation of the decorative layer from can come to the wearer.
Die EP 0 943 410 A1 beschreibt ein gattungsgemäßes Verfah ren zur Herstellung eines Dekorformteils, indem die Dekor schicht aus Holz, Holzimitat, Leder oder Papier mit einem thermoplastischen natürlichen Polymer hinterspritzt wird. Beim Hinterspritzen dringt die Polymerschmelze in die of fenporige Struktur der Dekorschicht ein und bildet so eine dauerhafte und feste formschlüssige Verbindung. Zusätzlich kann die Dekorschicht vor dem Hinterspritzen mit einer Leimschicht versehen werden, die nach dem Hinterspritzen unter Bildung eines vornehmlich duroplastischen Verbundes ausgehärtet wird. Von Nachteil ist einerseits ein häufiges Durchschlagen der Polymerschmelze an die Sichtseite der De korschicht beim Spritzvorgang, andererseits besteht insbe sondere bei dünnen Dekorschichten aus Holz oder ähnlichem die Gefahr eines Zerbrechens beim Hinterspritzen.EP 0 943 410 A1 describes a generic method ren to produce a decorative molding by the decor layer of wood, imitation wood, leather or paper with one thermoplastic natural polymer is injected. When injecting, the polymer melt penetrates into the oven fenporige structure of the decorative layer and thus forms one permanent and firm positive connection. additionally can the decorative layer with a Glue layer to be provided after the back injection to form a predominantly thermosetting composite is cured. On the one hand, a disadvantage is a common one Penetration of the polymer melt to the visible side of the De Coating layer during the spraying process, on the other hand especially with thin decorative layers made of wood or the like the risk of breaking when injecting.
Der DE 198 52 035 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung ei nes Verbundkörpers mit einem thermoplastischen oder thermo elastischen Träger und einer Dekorschicht aus einem natür lichen Werkstoff, z. B. einem Holzfurnier entnehmbar, indem die offenporige Dekorschicht in den Träger bei erhöhtem Druck und erhöhter Temperatur eingepreßt wird. Um ein Druckschlagen der Polymerschmelze beim Preßvorgang zu ver hindern, ist die Anordnung einer Faserschicht, wie eines Geflechtes, Gewebes, Gewirkes, Gestrickes, Geleges, Vlieses oder dergleichen, zwischen dem Träger und dem Holzfurnier vorgesehen, wobei die Faserschicht zusätzlich als Haftver mittler zwischen dem Träger und dem Holzfurnier dient. Auf diese Weise läßt sich eine optische Beeinträchtigung der Dekorschicht infolge eingedrungener Polymerschmelze zwar weitgehend verhindern, gleichwohl besteht auch hier eine Bruchgefahr des Holzfurniers während des Preßvorgangs. Dies gilt insbesondere für verhältnismäßig dünne Furniere mit einer Dicke kleiner etwa 0,8 cm.DE 198 52 035 A1 is a method for producing egg Composite body with a thermoplastic or thermo elastic straps and a decorative layer from a natural union material, e.g. B. a wooden veneer can be removed by the open-pore decorative layer in the carrier with increased Pressure and elevated temperature is injected. To a Pressure hammering of the polymer melt during the pressing process is the arrangement of a fiber layer, such as one Braid, woven, knitted, knitted, laid, fleece or the like, between the support and the wood veneer provided, the fiber layer additionally as a bonding agent serves between the carrier and the wood veneer. On in this way there can be an optical impairment of the Decorative layer due to penetration of polymer melt prevent as much as possible, but there is also one here Risk of breakage of the wood veneer during the pressing process. This applies in particular to relatively thin veneers a thickness less than about 0.8 cm.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß jeg liche Beeinträchtigung der Dekorschicht während der Her stellung des Verbundkörpers sicher und zuverlässig vermie den wird. Sie ist ferner auf einen solchermaßen hergestell ten Verbundkörper und auf dessen Verwendung gerichtet.The invention has for its object a method of type mentioned to the extent that each impairment of the decorative layer during the manufacturing process position of the composite body safely and reliably that will. It is also made in such a way th composite body and directed to its use.
Der verfahrenstechnische Teil dieser Aufgabe wird erfin dungsgemäß bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß zwischen dem Träger und der Dekor schicht wenigstens eine folienartige Schicht angeordnet wird. The procedural part of this task is invented in accordance with a method of the type mentioned solved in that between the carrier and the decor layer at least one film-like layer arranged becomes.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird einerseits ein Durchschlagen der Polymerschmelze an die Sichtseite der De korschicht auch bei sehr dünnen Dekorschichten auf einfache und kostengünstige Weise zuverlässig verhindert. Während die Verbindung zwischen der folienartigen Schicht und dem Träger insbesondere durch Anschmelzen des zumindest ober flächig plastifizierten Polymers des Trägers sichergestellt wird, kommt die Verbindung zwischen der folienartigen Schicht und der Dekorschicht hierbei vornehmlich durch Formschluß zustande, indem die folienartige Schicht unter dem Druck des zumindest oberflächig plastifizierten Poly mers des Trägers in die offenporige Struktur der Dekor schicht eingreift und sich dort beispielsweise verhakt. Auf diese Weise ist eine dauerhafte, feste und klebstofffreie Verbindung gewährleistet. Andererseits wurde gefunden, daß die folienartige Schicht ein Zerbrechen der Dekorschicht, wie eines Holzfurniers oder dergleichen, während der Her stellung des Verbundes sicher verhindert, indem der Druck des Polymers des Trägers gleichmäßig auf der Fläche der De korschicht verteilt wird. Die folienartige Schicht erhöht somit die Drapierfähigkeit der Dekorschicht derart, daß die Herstellung von Verbundkörpern mit sehr dünnen Dekorschich ten unter jeglicher Vermeidung von Ausschuß möglich wird, was mit einer erheblichen Kostenersparnis einhergeht.On the one hand, by the method according to the invention Penetration of the polymer melt to the visible side of the De cork layer even with very thin decorative layers on simple reliably and inexpensively prevented. While the connection between the film-like layer and the Carrier in particular by melting the at least upper surface plasticized polymer of the carrier ensured the connection between the film-like Layer and the decorative layer mainly through Form fit is achieved by the film-like layer under the pressure of the at least superficially plasticized poly mers of the carrier in the open-pore structure of the decor layer intervenes and gets caught there, for example. On this way is permanent, firm and adhesive-free Connection guaranteed. On the other hand, it was found that the film-like layer breaks the decorative layer, like a wood veneer or the like, during the fro position of the composite is reliably prevented by the pressure of the polymer of the carrier evenly on the surface of the De cork layer is distributed. The film-like layer increases thus the drapability of the decorative layer such that the Production of composite bodies with very thin decorative layers possible with any avoidance of committee, which is accompanied by considerable cost savings.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die klebstoff freie Herstellung von Verbundkörpern mit verschiedenartigen Dekormaterialien, wie Holzfurnier, Kork, Leder oder anderen vom Betrachter als ästhetisch empfundenen Materialien, wo bei die Dekorschicht, falls gewünscht, erheblich dünner als 0,8 cm, z. B. zwischen etwa 0,2 und 0,8 cm gewählt werden kann. Der Träger kann beispielsweise auch mit einem oder mehreren, insbesondere verschiedenfarbigen Holzfurnieren zur Erzielung ornamentaler oder figürlicher Muster be schichtet werden, wobei die Furniere eine ebene oder profi lierte Oberfläche bilden können, oder die Furniere werden unter Bildung einer dreidimensionalen Oberfläche in ver schiedenen, zum Träger parallelen Ebenen angeordnet. Der Träger kann im wesentlichen plattenförmig sein, aber auch jede andere Form haben, z. B. quaderförmig, zylindrisch etc. ausgebildet sein.The method according to the invention enables the adhesive free production of composite bodies with different types Decorative materials such as wood veneer, cork, leather or others by the viewer as aesthetically perceived materials, where in the decorative layer, if desired, considerably thinner than 0.8 cm, e.g. B. can be chosen between about 0.2 and 0.8 cm can. The carrier can for example also with or several, in particular different colored wood veneers to achieve ornamental or figurative patterns be layered, the veneers being flat or professional can form a lined surface, or the veneers forming a three-dimensional surface in ver different levels arranged parallel to the beam. The Carrier can be essentially plate-shaped, but also have any other shape, e.g. B. cuboid, cylindrical etc. be trained.
Während die folienartige Schicht grundsätzlich aus beliebi gen Materialien, z. B. Polymeren, Metallen etc., bestehen kann, wird gemäß einer bevorzugten Ausführung des erfin dungsgemäßen Verfahrens als folienartige Schicht eine Folie aus wenigstens einem Polymer, insbesondere eine thermopla stische oder thermoelastische Polymerfolie, eingesetzt. Auf diese Weise ist es möglich, die Folie bei den während der Herstellung des Verbundes herrschenden Temperatur- und Druckbedingungen zumindest oberflächig in den plastischen Zustand zu überführen, so daß zwischen dem Träger und der Folie eine beidseitige Schmelzverbindung und zwischen der Folie und der Dekorschicht zusätzlich zu der formschlüssi gen Verbindung unter Eingriff der Folie in die offenporige Struktur der Dekorschicht eine Schmelzverbindung zustande kommt. Auf diese Weise wird die Festigkeit der Verbindung noch erhöht, ohne daß das zumindest oberflächig plastifi zierte Polymer des Trägers und/oder der Folie die Dekor schicht durchdringt.While the film-like layer basically from any conditions materials, e.g. B. polymers, metals, etc. exist can, according to a preferred embodiment of the inventions method according to the invention as a film-like layer a film from at least one polymer, in particular a thermopla static or thermoelastic polymer film, used. On this way it is possible to use the film during the Production of the prevailing temperature and Printing conditions at least superficially in the plastic Condition to transfer so that between the carrier and the Foil a double-sided fusion connection and between the Foil and the decorative layer in addition to the positive gene connection by engaging the film in the open-pore Structure of the decorative layer creates a fusion comes. This way the strength of the connection still increased, without that at least superficially plastifi graced polymer of the carrier and / or the film the decor layer penetrates.
Aus Gründen der Umweltverträglichkeit wird bevorzugt eine natürliche Polymere enthaltende oder aus solchen bestehende Folie eingesetzt.For reasons of environmental compatibility, one is preferred containing or consisting of natural polymers Foil inserted.
Um eine größtmögliche Dauerhaftigkeit für höchste Ge brauchsanforderungen des Verbundkörpers zu erreichen, ist vorgesehen, daß eine vernetzbare funktionelle Gruppen auf weisende Polymere enthaltende oder aus solchen bestehende Folie eingesetzt wird, wobei bevorzugt Polymere mit Sauer stoff und/oder Stickstoff enthaltenden funktionellen Grup pen, z. B. aus der Gruppe Hydroxy-, Carboxy-, Aldehyd-, Acetat-, Carbonat-, Keton-, Ester-, Ether-, Amin- und Amid gruppen, eingesetzt werden. Derartige Folien haben sich als hervorragende Haftvermittler zwischen dem Träger und einer Dekorschicht aus Holz erwiesen, indem die Folie mit dem Holz und - bei Verwendung eines ebenfalls solche Gruppen aufweisenden Trägerpolymer - auch mit diesem chemische Bin dungen eingeht, die ein unzeitiges Lösen des Verbundes praktisch unmöglich machen. Mit Vorzug wird z. B. eine Pro teine enthaltende oder gänzlich aus solchen bestehende Fo lie eingesetzt.For the greatest possible durability for the highest Ge to meet the requirements of the composite body provided that a cross-linkable functional group containing pointing polymers or consisting of such Foil is used, preferably polymers with acid functional and / or nitrogen-containing functional group pen, e.g. B. from the group hydroxy, carboxy, aldehyde, Acetate, carbonate, ketone, ester, ether, amine and amide groups. Such films have proven to be excellent bonding agent between the carrier and one Decorative layer of wood proved by the film with the Wood and - when using such groups carrier polymer - also with this chemical bin the untimely loosening of the bond make practically impossible. With preference z. B. a pro Fo containing or consisting entirely of such fo lie used.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführung des erfindungs gemäßen Verfahrens ist vorgesehen, daß als folienartige Schicht eine Papierlage eingesetzt wird. Mit Vorteil wird eine mit wenigstens einem Polymer beschichtete und/oder im prägnierte Papierlage eingesetzt, wobei im Falle einer mit einem thermoplastischen oder thermoelastischen Polymer be schichteten Papierlage wiederum zusätzlich zu der form schlüssigen Verbindung unter Eingriff der Papierlage in die offenporige Struktur der Dekorschicht eine Schmelzverbin dung der beschichteten Papierlage mit der Dekorschicht mög lich ist. Es kann z. B. eine mit natürlichen bzw. vernetz bare funktionelle Gruppen enthaltenden Polymeren beschich tete oder imprägnierte Papierlage eingesetzt werden, woraus sich die vorstehend genannten Vorteile ergeben. Als vor teilhaft hat sich insbesondere auch ein mit wenigstens ei nem Harz, z. B. Japanlack, beschichtete und/oder imprä gnierte Papierlage erwiesen.According to another preferred embodiment of the Invention According to the method it is provided that as a film Layer of paper is used. With advantage one coated with at least one polymer and / or in embossed paper layer used, in the case of a with a thermoplastic or thermoelastic polymer layers of paper in turn in addition to the form conclusive connection by engaging the paper layer in the open-pore structure of the decorative layer is a fusion bond the coated paper layer with the decorative layer is possible is. It can e.g. B. one with natural or cross-linked bare functional group-containing polymers tete or impregnated paper layer are used, from which the advantages mentioned above result. As before one with at least one egg has also participated resin, e.g. B. Japanese paint, coated and / or imprä gnier paper layer proved.
In Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann eine Fasern enthaltende folienartige Schicht eingesetzt werden, so daß insbesondere im Falle des Einsatzes einer thermopla stischen oder thermoelastischen Polymerfolie beim oberflä chigen Anschmelzen derselben die Fasern teilweise freige legt werden und so die Festigkeit der Verbindung sowohl mit dem Träger als auch mit der offenporigen Dekorschicht durch Brückenbildung rein mechanisch erhöhen. Während als Fasern grundsätzlich auch synthetische oder mineralische Fasern, wie Glas-, Polyamid-, Carbon-, Aramidfasern oder derglei chen in Frage kommen, sind aus Umweltschutzgründen bevor zugt Naturfasern vorgesehen.In a development of the method according to the invention, a Film-like layer containing fibers are used, so that especially when using a thermopla static or thermoelastic polymer film on the surface melting the same partially free the fibers be laid and so the strength of the connection with both the carrier as well as with the open-pore decorative layer Increase bridging mechanically. While as fibers basically also synthetic or mineral fibers, such as glass, polyamide, carbon, aramid fibers or the like for environmental reasons attracts natural fibers.
Auf die Deckschicht kann insbesondere bei Verwendung von Holzfurnieren auch zugleich eine Oberflächenstruktur aufge prägt werden, indem z. B. ein Profil auf der dem Furnier zugeordneten Innenfläche eines Formwerkzeugs beim Schließen desselben in das Furnier eindringt. Somit können z. B. durch Modifikation der dem Furnier zugeordneten Innenfläche des Formwerkzeugs rauhe oder lederartige Oberflächen der Dekorschicht erzielt werden, ohne daß ein zusätzlicher Ver fahrensschritt erforderlich ist.In particular, when using Wood veneers also have a surface structure be shaped by z. B. a profile on the veneer assigned inner surface of a mold when closing penetrates into the veneer. Thus, e.g. B. by modifying the inner surface assigned to the veneer of the mold rough or leathery surfaces of the Decorative layer can be achieved without an additional Ver driving step is required.
Für den Träger kommen prinzipiell beliebige bekannte syn thetische thermoplastische oder thermoelastische Polymere, wie Polyolefine, Polyamide, Polyester, Polyacetate, Poly carbonate, Polyurethane, Vinylpolymere oder Copolymere hiervon in Frage. Wie bereits angedeutet, ergibt sich je doch aus der Forderung nach Schonung der Mineralölressour cen, aus denen die Grundstoffe der Kunststoffsynthese ge wonnen werden, die Notwendigkeit einer Substitution synthe tischer durch natürliche Polymere. Diese Notwendigkeit be steht umso mehr, als bei der häufig einzigen Möglichkeit der Abfallbeseitigung, nämlich der Verbrennung, syntheti sche Kunststoffe erhebliche CO2-Emissionen, häufig beglei tet von toxischen Emissionen, erzeugen. Aus diesem Grund ist in bevorzugter Ausführung vorgesehen, daß für den Trä ger natürliche Polymere eingesetzt werden. Polymere aus nachwachsenden natürlichen Rohstoffen zeichnen sich durch eine ökologisch neutrale CO2-Bilanz aus, da bei Verbrennung der natürlichen Polymere der Atmosphäre nicht mehr CO2 zu geführt wird, als ihr beim Wachstum der Rohstoffe entzogen wurde. Des weiteren sind insbesondere biologisch abbaubare bzw. kompostierbare natürliche Polymere von vorrangigem In teresse, da diese im Vergleich mit den meisten syntheti schen Polymeren in einem wesentlich kürzeren Zeitraum und in der Regel rückstandslos abgebaut werden.In principle, any known synthetic thermoplastic or thermoelastic polymers such as polyolefins, polyamides, polyesters, polyacetates, polycarbonates, polyurethanes, vinyl polymers or copolymers thereof are suitable for the carrier. As already indicated, however, the need to conserve mineral oil resources, from which the basic materials of plastic synthesis are obtained, results in the need for synthetic polymers to be substituted by natural polymers. This need is all the more so since the often only option for waste disposal, namely incineration, synthetic plastics produce significant CO 2 emissions, often accompanied by toxic emissions. For this reason, it is provided in a preferred embodiment that natural polymers are used for the carrier. Polymers made from renewable natural raw materials are characterized by an ecologically neutral CO 2 balance, since when the natural polymers are burned, no more CO 2 is fed into the atmosphere than was withdrawn during the growth of the raw materials. Furthermore, biodegradable or compostable natural polymers are of primary interest, since they are degraded in a much shorter period of time and generally without residues in comparison with most synthetic polymers.
In bevorzugter Ausführung ist vorgesehen, daß für den Trä ger natürliche Polymere auf der Basis von Lignin oder Li gnin enthaltende Polymer-Blends eingesetzt werden. Während viele Kunststoffe auf der Grundlage natürlicher Polymere bzw. durch Oxidation, Enzymbehandlung oder dergleichen mo difizierter natürlicher Polymere schlechtere Werkstoffei genschaften als synthetische Kunststoffe aufweisen, zeich net sich Lignin durch eine hohe Festigkeit, Steifigkeit, Schlagzähigkeit sowie durch eine hohe Beständigkeit gegen über UV-Strahlung aus. Weiterhin ist Lignin ein geeignetes Dämmmittel zur Wärme- und Schallisolierung. Lignin ist ein hochmolekulares polyphenolisches Makromolekül, das in ver holzenden Pflanzen die Räume zwischen den Zellmembranen ausfüllt und zu Holz werden läßt, wobei ein Mischkörper aus druckfestem Lignin und zugfester Cellulose entsteht. Lignin fällt in großen Mengen als Nebenprodukt bei der Zellstoff gewinnung an und ist somit in großen Mengen verfügbar. Hierbei entstehen beim Aufschluß des Holzes Ligninsulfon säuren als Bestandteil der Sulfitablaugen, in denen die Li gninsulfonsäuren als Phenolate ("Alkali-Lignin") gelöst sind, durch Behandlung mit Schwefelsäure und Kohlendioxid kann die Ligninsäure ausgefällt werden. Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Verbundkörpers kann aufgrund seiner hohen Verfügbarkeit beispielsweise Alkali-Lignin als Pulver, wie es bei der Aufarbeitung von Abwässern aus der Cellulosever arbeitung durch Verdampfen erhalten und bisher überwiegend verbrannt wird, oder z. B. in Alkoholen, wie Glykol, gelö ster Form eingesetzt werden.In a preferred embodiment it is provided that for the Trä ger natural polymers based on lignin or Li Polymer blends containing gnin can be used. While many plastics based on natural polymers or by oxidation, enzyme treatment or the like mo differentiated natural polymers poorer materialsi exhibit properties as synthetic plastics, lignin is characterized by high strength, rigidity, Impact resistance and high resistance to over UV radiation. Lignin is also a suitable one Insulating material for heat and sound insulation. Lignin is a high molecular polyphenolic macromolecule, which ver woody plants the spaces between the cell membranes fills out and turns into wood, with a mixing body pressure-resistant lignin and tensile cellulose. lignin falls in large quantities as a by-product of the pulp extraction and is therefore available in large quantities. This creates lignin sulfone when the wood is digested acids as part of the liquor in which the Li Gninsulfonic acids dissolved as phenates ("alkali lignin") through treatment with sulfuric acid and carbon dioxide the lignic acid can be precipitated. To make the Composite body according to the invention can because of its high Availability, for example, alkali lignin as a powder, such as it in the treatment of waste water from the cellulose ver work received by evaporation and so far predominantly is burned, or z. B. dissolved in alcohols such as glycol ster form are used.
Es kann auch ein ligninhaltiges Naturstoffgranulat gemäß der EP 0 720 634 B1 eingesetzt werden, das aus Alkali- Lignin und Proteinen bzw. Proteinderivaten hergestellt und aus einer stereochemischen Modifikation durch Behandlung mit organischen Säuren, insbesondere Essigsäure, hervorgeht und thermoplastisch zu Formteilen verarbeitbar ist. Dieses Material ist verrott- und kompostierbar.It can also be a lignin-containing natural product granulate of EP 0 720 634 B1 can be used, which consists of alkali Lignin and proteins or protein derivatives produced and from a stereochemical modification by treatment with organic acids, especially acetic acid and can be processed thermoplastically into molded parts. This Material is rot and compostable.
Als Trägermaterial des erfindungsgemäßen Verbundkörpers kann auch ein Polymer-Blend aus wenigstens einem syntheti schen und wenigstens einem natürlichen Polymer, insbesonde re Lignin, gewählt werden. Durch die Kombination unter schiedlicher Polymere ist es insbesondere möglich, die für die bestimmungsgemäße Verwendung des Verbundkörpers jeweils günstigen Eigenschaften der beiden Polymerkomponenten kom binatorisch zu nutzen oder die erwünschten Werkstoffeigen schaften einer Polymerkomponente hervorzuheben, während die unerwünschten Werkstoffeigenschaften dieser Komponente je nach Mischungsverhältnis bis zu einem gewissen Grad von der anderen Komponente überdeckt werden. Hierdurch lassen sich Verbundkörper bereitstellen, deren Eigenschaften gezielt auf den jeweiligen technischen Verwendungszweck eingestellt werden können.As the carrier material of the composite body according to the invention can also be a polymer blend of at least one synthetic and at least one natural polymer, in particular re lignin. By combining under different polymers, it is in particular possible for the intended use of the composite body in each case favorable properties of the two polymer components to use binatorial or the desired material highlight a polymer component, while the undesirable material properties of this component ever according to the mixing ratio to a certain extent from the other components are covered. This allows Provide composite bodies whose properties are targeted adjusted to the respective technical purpose can be.
Um eine erhöhte Formstabilität zu erzielen, kann der Träger mit Verstärkungsfasern versetzt werden, wobei aus den ge nannten Gründen die Verwendung von natürlichen Verstär kungsfasern, wie Hanf-, Cellulose-, Flachs-, Sisal-, Mis canthus-, Kokos-, Ramie- und Holzfasern oder dergleichen, bevorzugt ist. In vielen Fällen ist die Verwendung von Hanffasern vorteilhaft, da diese im Vergleich mit anderen Naturfasern hochwertige Werkstoffeigenschaften, wie eine hohe Zugfestigkeit, aufweisen. Selbstverständlich kommen die genannten Faserarten auch im Falle einer mit Naturfa sern versetzten folienartigen Schicht in Betracht.The carrier can be used to achieve increased dimensional stability with reinforcing fibers are added, from the ge mentioned reasons the use of natural reinforcements tion fibers such as hemp, cellulose, flax, sisal, mis canthus, coconut, ramie and wood fibers or the like, is preferred. In many cases, the use of Hemp fibers are beneficial as they compare to others Natural fibers have high-quality material properties, such as have high tensile strength. Of course come the fiber types mentioned also in the case of a with Naturfa layered film-like layer.
Der Druck beim Hinterspritzen der Dekorschicht oder beim Verpressen derselben mit dem Träger beträgt je nach verwen detem Polymer bzw. je nach verwendeter Polymermischung des Trägers vorzugsweise zwischen 5 bar und 2000 bar, insbeson dere zwischen 15 bar und 1500 bar. Die Temperatur beträgt vorzugsweise zwischen 100°C und 200°C, insbesondere zwi schen 120°C und 180°C, und entspricht zweckmäßig wenigstens der Temperatur des Schmelzübergangsbereichs des für den Träger verwendeten Polymers.The pressure when injecting the decorative layer or when Pressing the same with the carrier depends on the use detem polymer or depending on the polymer mixture used Carrier preferably between 5 bar and 2000 bar, in particular between 15 bar and 1500 bar. The temperature is preferably between 100 ° C and 200 ° C, especially between rule 120 ° C and 180 ° C, and suitably corresponds at least the temperature of the melt transition range for the Carrier used polymer.
Die Erfindung betrifft auch einen Verbundkörper mit einem Träger aus wenigstens einem thermoelastischen oder thermo elastischen Polymer und wenigstens einer Dekorschicht mit offenporiger Struktur, insbesondere in Form eines Holzfur niers, welcher eine zwischen dem Träger und der Dekor schicht angeordnete folienartige Schicht aufweist. Die fo lienartige Schicht ermöglicht eine gegenüber dem Stand der Technik sehr dünne Dekorschicht, z. B. mit einer Dicke bis zu etwa 0,2 cm, wobei eine sichtseitige Beeinträchtigung der Dekorschicht durch eingedrungene Polymerschmelze sowie insbesondere im Falle einer Dekorschicht in Form eines Holz-, Korkfurniers oder ähnlicher Materialien ein Zerbre chen der Dekorschicht bei der Herstellung des Verbundes zu verlässig vermieden wird.The invention also relates to a composite body with a Carrier made from at least one thermoelastic or thermo elastic polymer and at least one decorative layer with open-pore structure, especially in the form of a wooden door niers, which is one between the carrier and the decor has layer-like film-like layer. The fo lien-like layer enables a compared to the state of the Technology very thin decorative layer, e.g. B. with a thickness up to about 0.2 cm, with a visual impairment the decorative layer through penetrated polymer melt as well especially in the case of a decorative layer in the form of a Wood, cork veneer or similar materials are broken Chen the decorative layer during the manufacture of the composite is reliably avoided.
Die folienartige Schicht weist gemäß einer bevorzugten Aus führung eine Folie aus wenigstens einem Polymer, insbesonde re aus wenigstens einem thermoplastischen oder thermoela stischen Polymer auf, so daß zwischen der Folie und dem Träger bzw. der Dekorschicht sowohl eine formschlüssige als auch eine zumindest oberflächige Schmelzverbindung sicher gestellt ist. Die Folie enthält vorzugsweise natürliche Po lymere oder besteht gänzlich aus solchen Polymeren, wobei die Folie beispielsweise mit der Dekorschicht und/oder dem Träger vernetzte funktionelle Gruppen aufweisende Polymere enthält oder aus solchen besteht, um eine größtmögliche Dauerhaftigkeit des erfindungsgemäßen Verbundkörpers für hohe Gebrauchsanforderungen sicherzustellen. Die funktio nellen Gruppen enthalten mit Vorzug Sauerstoff und/oder Stickstoff und sind beispielsweise aus der Gruppe Hydroxy-, Carboxy-, Aldehyd-, Acetat-, Carbonat-, Keton-, Ester-, Ether-, Amin- und Amidgruppen gewählt. So kann die Folie vorteilhafterweise Proteine enthalten oder gänzlich aus Proteinen gebildet sein.According to a preferred embodiment, the film-like layer has guide a film from at least one polymer, in particular re from at least one thermoplastic or thermoela tical polymer, so that between the film and the Carrier or the decorative layer both a form-fitting also an at least superficial fusion connection is posed. The film preferably contains natural buttocks polymers or consists entirely of such polymers, wherein the film, for example, with the decorative layer and / or the Polymers having carrier-crosslinked functional groups contains or consists of the largest possible Durability of the composite body according to the invention for ensure high usage requirements. The functio nelle groups preferably contain oxygen and / or Nitrogen and are, for example, from the group of hydroxy, Carboxy, aldehyde, acetate, carbonate, ketone, ester, Ether, amine and amide groups selected. So can the slide advantageously contain or consist entirely of proteins Proteins are formed.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführung weist die foli enartige Schicht eine Papierlage auf, wobei die Papierlage vorzugsweise mit wenigstens einem Polymer beschichtet und/oder imprägniert ist. Die Papierlage kann z. B. mit thermoplastischen oder thermoelastischen Polymeren oder insbesondere auch mit wenigstens einem Harz, z. B. Japan lack, oder einer Harzmischung beschichtet und/oder imprä gniert sein.According to another preferred embodiment, the foil enlike layer on a paper layer, the paper layer preferably coated with at least one polymer and / or is impregnated. The paper layer can e.g. B. with thermoplastic or thermoelastic polymers or especially with at least one resin, e.g. B. Japan lacquer, or a resin mixture coated and / or imprä be decorated.
Zur rein mechanischen Erhöhung der Festigkeit des Verbund körpers enthält die folienartige Schicht in Weiterbildung Fasern, vorzugsweise Naturfasern.For a purely mechanical increase in the strength of the composite body contains the film-like layer in training Fibers, preferably natural fibers.
Die Dekorschicht kann, falls gewünscht, sichtseitig eine insbesondere aufgeprägte Oberflächenstruktur aufweisen.If desired, the decorative layer can have a visible side in particular have embossed surface structure.
Aus den genannten Gründen besteht der Träger mit Vorzug aus natürlichen Polymeren oder einem solche enthaltenden Poly mer-Blend, wobei er vorteilhafterweise aus natürlichen Po lymeren auf der Basis von Lignin oder einem solche enthal tenden Polymer-Blend besteht, welche ihm aufgrund des holz artigen Charakters des Lignins ein holzartiges Aussehen so wie eine holzartige Haptik verleihen. Der Träger kann z. B. aus einem natürliche Polymer-Blend auf der Basis von Lignin und weiteren Naturpolymeren, wie Schellack, Polylactid, Po lyhydroxybutyrat bzw. -valerat, Celluloseacetat bzw. -ace topropionat, Stärke, Chitin oder dergleichen, bestehen.For the reasons mentioned, the carrier preferably consists of natural polymers or a poly containing such mer blend, advantageously consisting of natural buttocks lymeren based on lignin or such tendency polymer blend, which is due to the wood like character of the lignin a woody look like that like a woody feel. The carrier can e.g. B. from a natural polymer blend based on lignin and other natural polymers, such as shellac, polylactide, Po lyhydroxybutyrate or valerate, cellulose acetate or ace topropionate, starch, chitin or the like.
Zur Erhöhung der Festigkeit des Trägers kann dieser Ver stärkungsfasern, vorzugsweise natürliche Verstärkungsfa sern, wie Hanf-, Cellulose-, Flachs-, Sisal-, Miscanthus-, Kokos-, Ramie und Holzfasern oder dergleichen, aufweisen. Ebenfalls sind partikuläre Füllstoffe denkbar, wobei wie derum vorzugsweise Naturstoffe, z. B. partikuläres Chitin, in Frage kommen.To increase the strength of the carrier, this Ver strengthening fibers, preferably natural reinforcement fa serums, such as hemp, cellulose, flax, sisal, miscanthus, Coconut, ramie and wood fibers or the like. Particulate fillers are also conceivable, whereby how therefore preferably natural substances, e.g. B. particulate chitin, come into question.
Der erfindungsgemäße Verbundkörper ist für viele Verwen dungszwecke geeignet. Er bietet sich insbesondere im Falle eines Holzfurniers und eines Trägers auf der Basis von Li gnin aufgrund seines Eigenschaftsspektrums, seiner Farbe und seiner Konsistenz als Ersatz für zur Gänze aus Holz oder Holzwerkstoffen bestehende Verbundkörper an. So ist der Verbundkörper beispielsweise für Fußbodenbeläge, wie Parkett, für Wand- und Deckenverkleidungen oder dergleichen geeignet, wobei im Falle eines Trägers auf der Basis von Lignin zusätzlich dessen gute wärme- und schalldämmenden Eigenschaften von Vorteil sind.The composite body according to the invention is for many uses suitable for use. It is particularly useful in the case a wood veneer and a carrier based on Li Gnin due to its range of properties, its color and its consistency as a substitute for entirely made of wood or wood-based materials to existing composite bodies. So is the composite body, for example for floor coverings, such as Parquet, for wall and ceiling coverings or the like suitable, in the case of a carrier based on Lignin additionally its good heat and sound insulation Properties are beneficial.
Der erfindungsgemäße Verbundkörper eignet sich des weiteren für Innenverkleidungs- und Innenausstattungsteile für Kraftfahrzeuge, wie Mittelkonsolen, Armaturenbretter, Tür innenverkleidungsteile, Sonnen- und Dekorblenden, Lenkräder etc., und Gehäuse, insbesondere für elektrische und/oder elektronische Geräte, wie Fernseh- und Radiogehäuse, Laut sprecherboxen oder dergleichen. Er eignet sich ferner für Möbel und Musikinstrumente, insbesondere für deren Sicht seite. Schließlich bietet sich der erfindungsgemäße Ver bundkörper auch für Gebrauchsgegenstände jeglicher Art, wie Spielfelder für Gesellschaftsspiele, z. B. Schachbretter, Untersetzer für Gläser etc. an.The composite body according to the invention is also suitable for interior trim and interior parts for Motor vehicles, such as center consoles, dashboards, doors interior trim parts, sun and decorative covers, steering wheels etc., and housing, especially for electrical and / or electronic devices, such as television and radio housings, according to speaker boxes or the like. It is also suitable for Furniture and musical instruments, especially for their view page. Finally, the Ver according to the invention bundle body also for everyday objects of any kind, such as Playing fields for board games, e.g. B. chess boards, Coasters for glasses etc.
Nachstehend ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbei spiels näher erläutert.The invention is based on one embodiment explained in more detail.
Es wird eine offenporige Dekorschicht in Form eines Holz furniers in eine Heißpresse eingelegt und als folienartige Schicht eine thermoplastische Polymerfolie, z. B. aus Pro teinen, aufgelegt. Alternativ können die Dekorschicht und die Folie auch vorverbunden werden, was z. B. durch Aufka schieren der Folie auf die Dekorschicht geschehen kann. An schließend wird ein thermoplastischer Träger auf der Basis von mit Naturfasern versetztem Lignin sowie gegebenenfalls Füllstoffen und weiteren Polymeren und/oder Additiven, wie Weichmachern, Farbstoffen, Pigmenten, Antioxidantien oder dergleichen, aufgelegt, welcher mittels beliebiger thermo plastischer Verarbeitungsverfahren vorgefertigt worden ist. Die Heißpresse wird geschlossen, wobei ein Druck von etwa 200 bar und eine Temperatur von etwa 160°C eingestellt wird und die Folie die Dekorschicht sowohl vor einem Durchschla gen des plastifizierten Trägerpolymers als auch insbesonde re vor Bruch bewahrt. Nach Öffnen der Heißpresse und Abküh len derselben wird ein inniger und dauerhafter Verbund er halten. Die Dicke der Dekorschicht kann auf diese Weise sehr gering, z. B. im Bereich von etwa 0,2 cm, gewählt wer den.It becomes an open-pore decorative layer in the form of a wood veneer placed in a hot press and as a foil Layer a thermoplastic polymer film, e.g. B. from Pro complexion. Alternatively, the decorative layer and the film can also be pre-connected, what z. B. by Aufka sheer film can happen on the decorative layer. to finally a thermoplastic base is made of lignin mixed with natural fibers and, if appropriate Fillers and other polymers and / or additives, such as Plasticizers, dyes, pigments, antioxidants or the like, applied, which by means of any thermo plastic processing has been prefabricated. The hot press is closed, with a pressure of about 200 bar and a temperature of about 160 ° C is set and the film both the decorative layer before a break through gene of the plasticized carrier polymer and in particular re protected from breakage. After opening the hot press and cooling The same becomes an intimate and lasting bond hold. The thickness of the decorative layer can be done in this way very low, e.g. B. in the range of about 0.2 cm, who selected the.
Sofern eine Oberflächenstruktur der Dekorschicht erwünscht ist, wird auf diese während der Herstellung des Verbundes zugleich die gewünschte Struktur aufgeprägt, was durch ent sprechende Ausbildung einer der Dekorschicht zugewandten Innenfläche der Heißpresse erreicht wird.If a surface structure of the decorative layer is desired is on this during the manufacture of the composite at the same time imprinted the desired structure, which is achieved through ent speaking training of one facing the decorative layer Inner surface of the hot press is reached.
Alternativ kann die Dekorschicht nach Anordnung der Folie selbstverständlich auch mit einem den Träger bildenden pla stifizierten Polymer oder einer Polymermischung hinter spritzt werden, was insbesondere im Falle eines Einsatzes natürlicher Polymere häufig von Vorteil ist, da das Polymer dann nur einmalig plastifiziert werden muß und thermische Beeinträchtigungen desselben verhindert werden.Alternatively, the decorative layer can be arranged according to the arrangement of the film of course also with a pla certified polymer or a polymer mixture behind be injected, which is particularly true in the case of use Natural polymers are often beneficial because of the polymer then only needs to be plasticized once and thermal Impairment of the same can be prevented.
Nachstehend ist eine Ausführungsform eines solchermaßen hergestellten Verbundkörpers unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:Below is an embodiment of one such manufactured composite body with reference to the Drawing explained in more detail. Show it:
Fig. 1 einen Querschnitt eines Verbundkörpers und Fig. 1 shows a cross section of a composite body and
Fig. 2 eine Detailansicht II des Querschnitts gemäß Fig. 1. FIG. 2 shows a detailed view II of the cross section according to FIG. 1.
Der in Fig. 1 dargestellte Verbundkörper 1 weist beispiels weise einen thermoplastischen Träger 2 aus einem vornehm lich Lignin und Schellack enthaltenden Polymer-Blend auf, welcher mit natürlichen Verstärkungsfasern und gegebenen falls Füllstoffen versetzt ist. Der Verbundkörper 1 ist sichtseitig mit einer dünnen offenporigen Dekorschicht 3 in Form eines Holzfurniers versehen. Zwischen dem Träger 2 und der Dekorschicht 3 ist eine folienartige Schicht 4, z. B. eine Naturfasern enthaltende Proteinfolie angeordnet, die eine Beeinträchtigung der Dekorschicht 3 während der Her stellung des Verbundkörpers 1 verhindert und zusätzlich als Haftvermittler zwischen dem Träger 2 und der Dekorschicht 3 dient. The composite body 1 shown in Fig. 1, example, a thermoplastic substrate 2 made of a noble Lich lignin and shellac-containing polymer blend to that of natural reinforcing fibers and, if appropriate fillers added. The composite body 1 is provided on the visible side with a thin open-pore decorative layer 3 in the form of a wood veneer. Between the carrier 2 and the decorative layer 3 is a film-like layer 4 , for. B. a natural fiber-containing protein film is arranged, which prevents the decorative layer 3 from being impaired during the manufacture of the composite body 1 and additionally serves as an adhesion promoter between the carrier 2 and the decorative layer 3 .
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, kommt die Verbindung zwischen der Dekorschicht 3 und der folienartigen Schicht 4 einer seits durch Formschluß zustande, indem die folienartige Schicht 4 in die offenporige Struktur der Dekorschicht 3 eingreift. Andererseits kann durch zumindest oberflächiges Anschmelzen der thermoplastischen Proteinfolie während der Herstellung des Verbundkörpers eine Schmelzverbindung zwi schen der Dekorschicht 3 und der folienartigen Schicht 4 sowie eine beidseitige Schmelz- bzw. Schweißverbindung zwi schen dem Träger 2 und der folienartigen Schicht 4 gewähr leistet sein. Im Falle einer mit Fasern versetzten Folie wird dann die mechanische Festigkeit des Verbundes durch Brückenbildung infolge eines Freilegens der Fasern an der Oberfläche der während der Herstellung zumindest oberflä chig plastifizierten Folie noch erhöht. Das Folienmaterial auf der Basis von Proteinen sorgt darüber hinaus bei den während der Herstellung des Verbundes auftretenden Druck- und Temperaturbedingungen für die Ausbildung chemischer Bindungen sowohl mit dem Holzfurnier als auch mit dem Poly mer-Blend des Trägers 2, so daß der Verbundkörper eine größtmögliche Festigkeit und Dauerhaftigkeit aufweist.As can be seen from FIG. 2, the connection between the decorative layer 3 and the film-like layer 4 is achieved on the one hand by positive locking, in that the film-like layer 4 engages in the open-pore structure of the decorative layer 3 . On the other hand, by at least superficial melting of the thermoplastic protein film during the production of the composite body, a melt connection between the decorative layer 3 and the film-like layer 4 and a bilateral melt or weld connection between the carrier 2 and the film-like layer 4 can be ensured. In the case of a film mixed with fibers, the mechanical strength of the composite is then increased further by bridging as a result of the fibers being exposed on the surface of the film which is at least superficially plasticized during manufacture. The film material based on proteins also ensures the formation of chemical bonds with both the wood veneer and the poly mer blend of the carrier 2 , so that the composite body has the greatest possible strength under the pressure and temperature conditions that occur during the production of the composite and has durability.
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R003 | Refusal decision now final |
Effective date: 20140819 |