-
Die
Erfindung betrifft direkt-dekorierbare bzw. bedruckbare Verbundwerkstoffe,
die sich insbesondere als Werkstoffe im Innenausbau, für
Verkleidungen, Konstruktionen und zur Herstellung von Möbeln
und ähnlichen Produkten eignen.
-
Verbundwerkstoffe
ersetzen zunehmend traditionelle Baustoffe als Konstruktionswerkstoffe
und müssen für mannigfaltige Anwendung angepasst werden.
So ist einerseits eine ausreichende mechanische Stabilität
gefordert und andererseits eine gute Verarbeitbarkeit und geringes
Gewicht erforderlich. Es hat daher nicht an Versuchen gefehlt, bestehende Verbundwerkstoffe
zu verbessern.
-
So
ist es bereits bekannt, Holzwerkstoffe, die aus zerkleinertem Holz
und Einsatz von Binder hergestellt werden, mit weiteren Werkstoffen
zu kombinieren. Hierzu werden die beiden Werkstoffe üblicherweise
laminiert und bilden einen Verbundwerkstoff. Durch Auswahl und Kombination
der Werkstoffe können so die mechanischen Eigenschaften
verbessert werden und zugleich eine Reduktion, beispielsweise des
Gewichtes, erreicht werden.
-
Bei
der Verarbeitung werden die zuvor beschriebenen Verbundwerkstoffe
oftmals weiteren Veredelungsschritten, beispielsweise eine Lackierung
oder Bedruckung, unterworfen. Hierbei werden an die zu bearbeitenden
Oberflächen hohe Anforderungen hinsichtlich Glätte
und Toleranzen gestellt, so dass die zu bearbeitenden Oberflächen
aufwendig und oftmals mehrfach vorgearbeitet werden müssen, damit
eine spätere Veredelung überhaupt möglich
ist.
-
Aus
WO2006/031522 sind Verbundwerkstoffe
auf Basis von Holzwerkstoffen und Vliesen, die mittels eines „B"
stage Binders verfestigt sind, bekannt. Die zugrundeliegenden Vliese
sind beispielsweise aus
US-A-5,837,620 ,
US-A-6,303,207 und
US-A-6,331,339 bekannt.
-
Aus
WO2006/031522 ist zwar
bekannt, dass dem Binder bzw. dem Vlies weitere Additive zugegeben
werden können, nähere Angaben hinsichtlich der späteren
Verwendung bzw. der Verarbeitung sind jedoch nicht gemacht.
-
Es
bestand somit die Aufgabe, Verbundwerkstoffe zu finden, die weiteren
Veredelungsschritten, beispielsweise Lackierung oder Bedruckung,
unterworfen werden können, ohne dass die zu bearbeitenden
Oberflächen aufwendig und oftmals mehrfach vorgearbeitet
werden müssen.
-
Des
Weiteren besteht die Aufgabe, Verbundwerkstoffe mit dem vorstehend
genannten Eigenschaften zu finden, die möglichst mit bekannten
Verarbeitungsprozessen und Anlagen veredelt werden können.
-
Gegenstand
der vorliegenden Erfindung ist ein Verbundwerkstoff umfassend:
- a) einen Träger,
- b) mindestens ein auf mindestens einer der beiden Seiten des
Trägers auflaminiertes textiles Flächengebilde,
welches vor der Laminierung mindestens einen Binder im B-stage aufweist
und welches ggfs. mit mindestens einem Funktionsmaterial versehen
sein kann,
dadurch gekennzeichnet, dass die mit dem textilen Flächengebilde
ausgerüstete(n) Seite(n) des Verbundstoffes eine Oberflächengüte
aufweist, so dass diese direkt bedruckt oder mittels Pulverlackierung lackiert
oder auf elektrostatischem Weg lackiert werden kann.
-
Die
erfindungsgemäßen Verbundstoffe haben auf der
mit dem textilen Flächengebilde ausgertistete(n) Seite(n)
eine sehr gute Oberflächengüte ausgedrückt
als Dickenschwankung. Die Dickenschwankung des erfindungsgemäßen
Verbundstoffes beträgt vorzugsweise weniger als 0,1 mm,
bevorzugt weniger als 0,01 mm.
-
Es
ist zwar bekannt, dass Verbundwerkstoffe bedruckt und/oder lackiert
werden können, jedoch musste die zu bearbeitende Oberfläche
erst durch geeignete Maßnahmen vorbereitet werden. Üblicherweise
wurden hierzu die Oberflächen durch abrasive Maßnahmen,
z. B. Schleifen, geglättet. Hier schafft der erfindungsgemäße
Verbundwerkstoff Abhilfe. Die Oberflächengüte
der mit dem textilen Flächengebilde ausgerüsteten
Seite des Trägers ist bereits so gut, dass eine direkte
Bearbeitbarkeit gegeben ist. Somit kann auf die abrasiven Maßnahmen
verzichtet werden.
-
Eine
weitere vorbereitende Maßnahme bei der Bedruckung bzw.
Lackierung von Verbundwerkstoffen besteht darin, die zu bearbeitende
Oberfläche mit so genannten Primer-Schichten versehen.
Geeignete Primermaterialien sind im Stand der Technik bekannt, üblicherweise
handelt es sich hierbei um wasserlösliche Spachtelmassen.
Insofern die zu bearbeitenden Oberflächen eine geringe
Oberflächengüte haben, sind relativ dicke Primerschichten
bzw. mehrere Primerschichten notwendig.
-
Erst
durch diese Maßnahmen (Abschleifen bzw. Primer-Beschichtung)
war es möglich die Oberfläche zu Bedrucken und/oder
zu Lackieren.
-
Mit
Hilfe der erfindungsgemäßen Verbundstoffe kann
auf diese Maßnahmen (Primerbeschichtung) ganz oder zumindest
teilweise verzichtet werden. Dies stellt eine erhebliche Vereinfachung
bei der Bedruckung/Lackierung von Verbundwerkstoffen, insbesondere
bei Verbundwerkstoffen welche einen Träger aus Holzwerkstoffen
aufweisen, dar.
-
In
Abhängigkeit von der gewählten Lackier bzw. Drucktechnik
werden auf der mit dem textilen Flächengebilde ausgerüstete(n)
Seite(n) des zu bearbeitenden Verbundwerkstoffes noch so genannte Basecoatings
aufgebracht. Diese ein- oder mehrschichtigen Basecoatings bilden
die Druckunterlage und sind im Stand der Technik bekannt. Je nach
Anwendungsgebiet können die Basecoatings auch Pigmente
enthalten.
-
Bei
dem gemäß Schritt a) eingesetzten Träger
handelt es sich vorzugsweise um Holzwerkstoffe, Papiere, Kork, Kartonagen,
mineralische Platten und/oder sogenannte Honeycombs. Honeycombs sind
Bauteile mit drei-dimensionalen Verstärkungsstrukturen,
die aufgrund ihres Aufbaus (Bienenwabenstruktur) eine außerordentliche
Stabilität und Festigkeit bei einem gleichzeitig geringen
Gewicht ermöglichen. Solche Honeycombs werden seit geraumer
Zeit in vielen Anwendungsbereichen eingesetzt, unter anderem auch
als innere Verstärkung von plattenförmigen Elementen
im Baubereich oder bei Möbeln.
-
Bei
den Holzwerkstoffen handelt es sich um platten- oder strangförmige
Holzwerkstoffe, die durch Mischung der verschiedenen Holzpartikelformen
mit natürlichen und/oder synthetischen Bindemittel im Zuge
einer Heißverpressung hergestellt werden. Die erfindungsgemäß eingesetzten
Holzwerkstoffe umfassen vorzugsweise Sperr- bzw. Lagenholz, Holzspanwerkstoff,
insbesondere Spannplatten und OSB (Oriented Strand Boards), Holzfaserwerkstoff,
insbesondere poröse Holzfaserplatten, diffusionsoffene Holzfaserplatten,
harte (hochdichte) Holzfaserplatten (HDF) und mitteldichte Holzfaserplatten
(MDF), und Arboform. Bei Arboform handelt es sich um einen thermoplastisch
verarbeitbaren Werkstoff aus Lignin und anderen Holzbestandteilen.
-
Die
erfindungsgemäßen Träger umfassen außerdem
Werkstoffe aus Holzfaserstoffen, Cellulosefasern, Naturfasern oder
deren Mischungen und einem thermoplastischen Binder, wobei der Anteil des
Binders mehr als 15Gew% beträgt. Die Werkstoffe sind gegebenenfalls
durch Glas-, Basalt- oder synthetischen Fasern verstärkt.
-
Bei
den Papieren handelt es sich vorzugsweise um Papiere auf Basis von
natürlichen, synthetischen, mineralischen oder keramischen
Fasern oder auch von Mischungen dieser Fasertypen.
-
Bei
den Kartonagen handelt es sich vorzugsweise um Kartonagen auf Basis
von natürlichen und/oder synthetischen Fasern, wobei diese
auch mineralische und/oder keramische Fasern umfassen sowie Mischungen
aus diesen Fasertypen.
-
Bei
den mineralischen Platten handelt es sich vorzugsweise um handelsübliche
Mineralkartonplatten mit beidseitigem Kartonagebezug, um Gipsfaserplatten,
Keramikfaserplatten, Zement- oder Kalkplatten. Die Platten können
gegebenenfalls mit natürlichen und/oder synthetischen Fasern
verstärkt sein, wobei diese auch mineralische und/oder
keramische Fasern umfassen können. Die Verstärkungsfasern können
in Form von Filamenten, Monofilen oder als Stapelfasern vorliegen.
-
Neben
den beschriebenen Materialien kann der Träger auch aus
Kork oder anderen pflanzlichen Materialien bestehen.
-
Das
Flächengewicht der im Verbundstoff enthaltenen Träger
ist von der Endanwendung abhängig und unterliegt keiner
besonderen Einschränkung.
-
Bei
den gemäß Schritt b) eingesetzten textilen Flächengebilden
handelt es sich um alle Gebilde, die aus Fasern hergestellt werden
und aus denen Mittels einer flächenbildenden Technik eine
textile Fläche hergestellt worden ist.
-
Bei
den faserbildenden Materialien handelt es sich vorzugsweise um Naturfasern
und/oder Fasern aus synthetisierten oder natürlichen Polymeren, keramische
Fasern, Mineralfasern oder Glasfasern, wobei diese auch in Form
von Gemischen verwendet werden können. Als textile Flächen
werden Gewebe, Gelege, Gestricke, Gewirke und Vliese, vorzugsweise
Vliese, verstanden.
-
Bei
den textilen Flächen aus Mineral- und keramischen Fasern
handelt es sich um Alumosilikat-, Keramik-, Dolomit-Wollastonitfasern
oder aus Fasern von Vulkaniten, vorzugsweise Basalt-, Diabas- und/oder
Melaphyrfasern, insbesondere Basaltfasern. Diabase und Melaphyre
werden zusammengefasst als Paläobasalte bezeichnet und
Diabas wird auch gerne als Grünstein bezeichnet.
-
Das
Mineralfaservlies kann aus Filamenten, d. h. unendlich langen Fasern
oder aus Stapelfasern gebildet werden. Die durchschnittliche Länge
der Stapelfasern im erfindungsgemäß eingesetzten
Vlies aus Mineralfasern beträgt zwischen 5 und 120 mm, vorzugsweise
10 bis 90 mm. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung
enthält das Mineralfaservlies eine Mischung aus Endlosfasern
und Stapelfasern.
-
Der
durchschnittliche Faserdurchmesser der Mineralfasern beträgt
zwischen 5 und 30 μm, vorzugsweise zwischen 8 und 24 μm,
besonders bevorzugt zwischen 8 und 15 μ.
-
Das
Flächengewicht des textilen Flächengebildes aus
Mineralfasern beträgt zwischen 15 und 500 g/m2,
vorzugsweise 40 und 250 g/m2, wobei sich diesen
Angaben auf ein Flächengebilde ohne Binder beziehen.
-
Bei
den textilen Flächen aus Glasfasern sind insbesondere Vliese
bevorzugt. Diese werden aus Filamenten, d. h. unendlich langen Fasern
oder aus Stapelfasern aufgebaut. Die durchschnittliche Länge der
Stapelfasern beträgt zwischen 5 und 120 mm, vorzugsweise
10 bis 90 mm. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung
enthält das Glasfaservlies eine Mischung aus Endlosfasern
und Stapelfasern.
-
Der
durchschnittliche Durchmesser der Glasfasern beträgt zwischen
5 und 30 μm, vorzugsweise zwischen 8 und 24 μm,
besonders bevorzugt zwischen 10 und 21 μm.
-
Neben
den vorstehend genannten Durchmessern können auch so genannte
Glas-Mikrofasern Verwendung finden. Der bevorzugte durchschnittliche
Durchmesser der Glasmikrofasern ist hierbei zwischen 0,1 und 5 μm.
Die die textile Fläche bildenden Mikrofasern können
auch in Mischungen mit anderen Fasern, vorzugsweise Glasfasern vorliegen. Außerdem
ist auch ein schichtförmiger Aufbau aus Mikrofasern und
Glasfasern möglich.
-
Das
Flächengewicht des textilen Flächengebildes aus
Glasfasern beträgt zwischen 15 und 500 g/m2,
vorzugsweise 40 und 250 g/m2, wobei sich
diesen Angaben auf ein Flächengebilde ohne Binder beziehen.
-
Geeignete
Glasfasern umfassen jene, die aus A-Glas, E-Glas, S-Glas, C-Glas,
T-Glas oder R-Glas hergestellt wurden.
-
Die
textile Fläche kann nach jedem bekannten Verfahren hergestellt
werden. Bei Glasvliesen sind dies bevorzugt das Trocken- oder Nasslegeverfahren.
-
Von
den textilen Flächen aus Fasern aus synthetischen Polymeren
sind Vliese, insbesondere sogenannte Spunbonds, d. h. Spinnvliese
die durch eine Wirrablage schmelzgesponnener Filamente erzeugt werden,
bevorzugt. Sie bestehen aus Endlos-Synthesefasern aus schmelzspinnbaren
Polymermaterialien. Geeignete Polymermaterialien sind beispielsweise
Polyamide, wie z. B. Polyhexamethylen-diadipamid, Polycaprolactam,
aromatische oder teilaromatische Polyamide ("Aramide"), aliphatische Polyamide,
wie z. B. Nylon, teilaromatische oder vollaromatische Polyester,
Polyphenylensulfid (PPS), Polymere mit Ether- und Keto-gruppen,
wie z. B. Polyetherketone (PEK) und Polyetheretherketon (PEEK),
Polyolefine, wie z. B. Polyethylen oder Polypropylen, Cellulose
oder Polybenzimidazole. Neben den vorstehend genannten synthetischen
Polymeren sind auch solche Polymere geeignet, die aus Lösung gesponnen
werden.
-
Bevorzugt
bestehen die Spinnvliese aus schmelzspinnbaren Polyester. Als Polyestermaterial kommen
im Prinzip alle zur Faserherstellung geeigneten bekannten Typen
in Betracht. Besonders bevorzugt sind Polyester, die mindestens
95 mol % Polyethylenterephthalat (PET) enthalten, insbesondere solche
aus unmodifiziertem PET.
-
Sollen
die erfindungsgemäßen Verbundstoffe zusätzlich
eine flammhemmende Wirkung haben, so ist es von Vorteil, wenn sie
aus flammhemmend modifizierten Polyester ersponnen wurden. Derartige flammhemmend
modifizierte Polyester sind bekannt.
-
Die
Einzeltiter der Polyesterfilamente im Spinnvlies betragen zwischen
1 und 16 dtex, vorzugsweise 2 bis 10 dtex.
-
In
einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann das Spinnvlies
auch ein schmelzbinderverfestigter Vliesstoff sein, welcher Träger-
und Schmelzklebefasern enthält. Die Träger- und Schmelzklebefasern
können sich von beliebigen thermoplastischen fadenbildenden
Polymeren ableiten. Derartige schmelzbinderverfestigte Spinnvliese sind
beispielsweise in
EP-A-0,446,822 und
EP-A-0,590,629 beschrieben.
-
Neben
Endlosfilamenten (Spunbondverfahren) kann die textile Flächen
auch aus Stapelfasern oder Gemischen aus Stapelfasern und Endlosfilamenten
aufgebaut sein. Die Einzeltiter der Stapelfasern im Vlies betragen
zwischen 1 und 16 dtex, vorzugsweise 2 bis 10 dtex. Die Stapellänge
beträgt 1 bis 100 mm, vorzugsweise 2 bis 50 mm, besonders bevorzugt
2 bis 30 mm. Das textile Flächengebilde kann auch aus Fasern
unterschiedlicher Materialien aufgebaut sein, um besondere Eigenschaften
erzielen zu können.
-
Die
die Vliesstoffe aufbauenden Filamente und/oder Stapelfasern können
einen praktisch runden Querschnitt besitzen oder auch andere Formen aufweisen,
wie hantel-, nierenförmige, dreieckige bzw. tri- oder multilobale
Querschnitte. Es sind auch Hohlfasern und Bi- oder Mehrkomponentenfasern einsetzbar.
Ferner lässt sich die Schmelzklebefaser auch in Form von
Bi- oder Mehrkomponentenfasern einsetzen.
-
Die
das textile Flächengebilde bildenden Fasern können
durch übliche Zusätze modifiziert sein, beispielsweise
durch Antistatika, wie Ruß.
-
Das
Flächengewicht des textilen Flächengebildes aus
Fasern aus synthetischen Polymeren beträgt zwischen 10
und 500 g/m2, vorzugsweise 20 und 250 g/m2
-
Bei
den Naturfasern handelt es sich um Pflanzenfasern, Fasern abgeleitet
von Gräsern, Stroh, Holz, Bambus, Schilf und Bast, oder
Fasern tierischen Ursprungs. Pflanzenfasern ist ein Sammelbegriff
und steht für Samenfasern, wie Baumwolle, Kapok oder Pappelflaum,
Bastfasern, wie Bambusfaser, Hanf, Jute, Leinen oder Ramie, Hartfasern,
wie Sisal oder Manila, oder Fruchtfasern, wie Kokos. Bei Fasern
tierischen Ursprungs handelt es sich um Wollen, Tierhaare, Federn
und Seiden.
-
Das
Flächengewicht des textilen Flächengebildes aus
Naturfasern beträgt zwischen 20 und 500 g/m2,
vorzugsweise 40 und 250 g/m2
-
Bei
den textilen Flächen aus Fasern aus natürlichen
Polymeren handelt es sich um Zellulosische Fasern, wie Viskose,
oder Pflanzen- oder Tiereiweißfasern.
-
Bei
den textilen Flächen aus Cellulosefasern sind insbesondere
Vliese bevorzugt. Diese werden aus Filamenten, d. h. unendlich langen
Fasern und/oder aus Stapelfasern aufgebaut.
-
Die
durchschnittliche Länge der Stapelfasern beträgt
zwischen 1 und 25 mm, vorzugsweise 2 bis 5 mm.
-
Der
durchschnittliche Durchmesser der Cellulosefasern beträgt
zwischen 5 und 50 μm, vorzugsweise zwischen 15 und 30 μm.
-
Insofern
der erfindungsgemäße Verbundwerkstoff mittels
Pulverlackierung oder auf elektrostatischem Weg veredelt werden
soll, sollte der zu bearbeitenden Verbundstoff eine ausreichende
elektrische Leitfähigkeit aufweisen. Hierzu kann es von Vorteil
sein, wenn der gemäß Schritt a) eingesetzten Träger
zur Erhöhung der elektrischen Leitfähigkeit bereits
Pigmente oder Partikel enthält, die eine solche Erhöhung
bewirken.
-
Die
vorstehend beschriebene Leitfähigkeit kann auch als Funktionsmaterial
in dem mit B-stage Binder ausgerüsteten textilen Flächengebilde
vorliegen. Hierzu können diese Funktionsmaterialien mit dem
B-Stage Binder vermischt und aufgetragen werden oder das mit dem
B-stage Binder ausgerüstete textile Flächengebilde
wird mit dem Funktionsmaterial versehen. Bei den vorstehend genannten
Materialen handelt es sich üblicherweise um Metallpartikel, Ruße
oder leitfähige organische Harze, wie Phenolharze, oder
anorganische bzw. organische Salze. Derartige Zusätze sind
bereits aus
DE-A-3639816 bekannt.
Weiterhin können auch die in
DE-A-10232874 und
EP-A-1659146 offenbarten
Salze, insbesondere Alkali- bzw. Erdalkalisalze, wie Lithiumnitrat
und Natriumnitrat, eingesetzt werden. Die vorstehend genannten Materialien
sollten allerdings zu den andern Materialien kompatibel sein.
-
Das
gemäß Schritt b) eingesetzte textile Flächengebilde,
das zumindest auf einer Seite des Trägers aufgebracht ist,
weist mindestens einen Binder im B-Stage Zustand auf. Als B-stage
Binder werden Binder verstanden, die nur teilweise verfestigt bzw. gehärtet
sind und noch eine Endverfestigung, beispielsweise durch thermische
Nachbehandlung, erfahren können. Derartige B-Stage Binder
sind in
US-A-5,837,620 ,
US-A-6,303,207 und
US-A-6,331,339 eingehend
beschrieben. Die dort offenbarten B-Stage Binder sind auch Gegenstand
der vorliegenden Beschreibung. Bei B-Stage Binder handelt es sich vorzugsweise
um Binder auf Basis von Furfurylalkohol-Formaldehyd, Phenol-Formaldehyd, Melamin-Formaldehyd,
Harnstoff-Formaldehyd und deren Gemische. Vorzugsweise handelt es
sich um wässrige Systeme. Weitere bevorzugte Rindersysteme
sind Formaldehyd-freie Binder. B-Stage Binder zeichnen sich dadurch
aus, dass sie einer mehr-stufigen Hartung unterworfen werden können,
d. h. nach der ersten Hartung bzw. den ersten Härtungen
noch eine ausreichende Rinderwirkung aufweisen um diese für
die weitere Verarbeitung nutzen zu können.
-
Üblicherweise
werden derartige Binder nach Zusatz eines Katalysators bei Temperaturen
von ca. 350F in einem Schritt gehärtet.
-
Zur
Bildung des B-Stages werden derartige Binder, ggf. nach Zusatz eines
Katalysators gehärtet. Der Härtungs-Katalysator-Anteil
beträgt bis zu 10 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 10 Gew.-%
(bezogen auf den Gesamtbindergehalt). Als Härtungs-Katalysator
sind beispielsweise Ammoniumnitrat, sowie organische, aromatische
Säuren, z. B. Maleinsäure und p-Toluolsulfonsäure
geeignet, da dieser den B-Stage Zustand schneller erreichen lässt.
Neben Ammoniumnitrat, Maleinsäure und p-Toluolsulfonsäure
sind alle Materialien als Härtungs-Katalysator geeignet,
welche eine vergleichbare saure Funktion aufweisen. Zum Erreichen
des B-Stages wird die mit dem Binder imprägnierte textile
Flächengebilde unter Temperatureinfluß getrocknet,
ohne eine Komplettaushärtung zu erzeugen. Die erforderlichen
Prozessparameter sind vom gewählten Bindersystem abhängig.
-
Die
untere Temperaturgrenze kann durch Wahl der Dauer bzw. durch Zusatz
von größeren oder stärker sauren Härtungs-Katalysator
beeinflusst werden.
-
Neben
den vorstehend genannten Merkmalen kann der erfindungsgemäße
Verbundstoff noch weitere Ausrüstungen mit einem Funktionsmaterial aufweisen.
Hierzu wird ein auf die Oberseite des mit dem B-stage Binder ausgerüsteten
textilen Flächengebildes aufgebrachtes oder in das textile
Flächengebilde eingebrachtes Funktionsmaterial eingesetzt.
-
Bei
dem erfindungsgemäß eingesetzten Funktionsmaterial
handelt es sich vorzugsweise um Flammschutzmittel, Materialien zur
Steuerung von Elektrostatischen Aufladungen, organische oder anorganische
Pigmente, insbesondere farbige Pigmente, elektrisch leitfähige
Pigmente bzw. Partikel.
-
In
einer Variante des Verfahrens wird ein zusätzlicher Binder
zur Fixierung der Funktionsmaterialien auf dem textilen Flächengebilde
zugesetzt. Hierbei wird vorzugsweise der gleiche Binder (B-stage Binder)
wie er im textilen Flächengebilde vorliegt gewählt.
Der Gehalt an Funktionsmaterial wird durch die nachfolgende Verwendung
bestimmt.
-
Bei
den Flammschutzmitteln handelt es sich Anorganische Flammschutzmittel,
Organophosphor-Flammschutzmittel, Stickstoff basierte Flammschutzmittel
oder intumeszenz Flammschutzmittel. Halogenierte (bromierte und
chlorierte) Flammschutzmittel sind ebenfalls einsetzbar, aufgrund
ihrer Risikobewertung jedoch weniger bevorzugt. Beispiele für
derartige halogenierte Flammschutzmittel sind polybromierte Diphenylether,
z. B. DecaBDE, Tetrabrombisphenol A und HBCD (Hexabromocyclododecan).
-
Durch
Verwendung von Mitteln zur Erhöhung bzw. Steuerung der
elektrischen Leitfähigkeit können Antistatikeffekte
erzielt werden bzw. die Eigenschaften für die Pulverlackierung
eingestellt werden. Bei diesen Mitteln handelt es sich üblicherweise
um Partikel, welche elektrisch leitfähig sind. Geeignete
Materialien sind elektrisch leitfähige Kohlenstoffe wie Ruß,
Graphit und Kohlenstoff-Nano-Röhrchen (C-Nanotubes), leitfähige
Kunststoffe oder Fasern bzw. Partikel aus Metall oder Metallbestandteilen. Neben
diesen können auch leitfähige organische Harze,
wie Phenolharze, oder anorganische bzw. organische Salze eingesetzt.
Derartige Zusätze sind bereits aus
DE-A-3639816 bekannt. Weiterhin
können auch die in
DE-A-10232874 und
EP-A-1659146 offenbarten
Salze, insbesondere Alkali- bzw. Erdalkalisalze, wie Lithiumnitrat
und Natriumnitrat, eingesetzt werden. Die vorstehend genannten Materialien sollten
allerdings zu den andern Materialien kompatibel sein.
-
Durch
die Verwendung von Mitteln zur Erhöhung bzw. Steuerung
der elektrischen Leitfähigkeit wird der Oberflächenwiderstand
des erfindungsgemäßen Verbundwerkstoffes reduziert.
Es hat sich gezeigt, dass erfindungsgemäße Verbundwerkstoffe mit
einem Oberflächenwiderstand von bis zu 1010 Ω (Ohm),
vorzugsweise von bis zu 108 Ω (Ohm)
sehr gut für Pulverlackierungen geeignet sind.
-
In
einer weiteren Ausführungsform kann der erfindungsgemäße
Verbundwerkstoff noch weitere Zusatz- und Hilfsschichten aufweisen,
die einen Direktdruck erleichtern oder unterstützen sollen.
Bei diesen Zusatz- und Hilfsschichten handelt es sich beispielsweise
um Basecoatings und/oder Primerschichten. Vorzugsweise werden nur
Basecoating als Druckunterlage in Form von einer oder mehreren Zusatz-
und Hilfsschichten aufgebracht. Diese Schichten sind lediglich hilfsweise
erforderlich. Aufgrund der Oberflächengüte des
erfindungsgemäßen Verbundwerkstoffes kann auf
so genannte Primerschichten, ganz oder zumindest teilweise verzichtet
werden kann. Des weiteren kann die Schichtdicke der Base Coatings
und somit auch der Materialaufwand reduziert werden. Ferner werden
aufwendige mehrschichtige Base Coatings vermieden und der Aufwand
insgesamt reduziert.
-
Weiterer
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung
des erfindungsgemäßen Verbundwerkstoffes umfassend
die Maßnahmen:
- a) Zuführen
eines Trägers
- b) Aufbringen eines textilen Flächengebildes auf mindestens
einer Oberfläche des Trägers, wobei das textile
Flächengebilde mindestens einen Binder im B-Stage Zustand
aufweist und gegebenenfalls mindestens ein Funktionsmaterial eingebracht
ist,
- c) Laminieren des gemäß Schritt c) erhaltenen Aufbaus
unter Einwirkung von Druck und Wärme, so dass der im B-stage
vorliegenden Binder endverfestigt wird,
- d) ggf. Aufbringen mindestens einer, für das Direktbedrucken
bzw. Direktlackierung erforderlichen Zusatz- und/oder Hilfsschicht(en)
auf die mit dem textilen Flächengebilde ausgerüstete(n)
Seite(n) des Verbundstoffes.
-
Die
Laminierung des gemäß Schritt b) erhaltenen Aufbaus
in Schritt c) erfolgt unter Einwirkung von Druck und Wärme,
in einer solchen Weise, dass der im B-Stage vorhandene Binder endverfestigt wird.
Die Laminierung kann mittels dis-kontinuierlichem oder kontinuierlichem
Pressen oder durch Walzen erfolgen. Je nach verwendetem B-stage
Binder werden die Parameter Druck, Temperatur und Verweilzeit gewählt.
Aufgrund der Oberflächengüte sollten die Oberflächen
der Pressen bzw. Walzen so gewählt werden, dass die Toleranzen
eingehalten werden können.
-
In
einer Variante kann das Aufbringen eines textilen Flächengebildes
gemäß Schritt b) auch während der Herstellung
des Trägers erfolgen. Mit anderen Worten, anstelle des
fertigen Trägers in Schritt a) wird in Schritt a) der Träger
erst gebildet. Die Verpressung des gebildeten Trägers erfolgt
zusammen mit dem ausgerüsteten textilen Flächengebilde,
wobei das textile Flächengebilde in die Press- bzw. Trocknungsvorrichtung
für den Träger entsprechend eingebracht wird.
Die Herstellung des Träger-Vlies Verbundes kann kontinuierlich
oder diskontinuierlich erfolgen.
-
In
einer Variante kann das gemäß Schritt b) aufgebrachte
textile Flächengebilde bereits eine Ausrüstung
mit Funktionsmaterial aufweisen.
-
Bei
den gemäß Schritt d) aufgebrachten Schichten handelt
es sich um Zusatz- und Hilfsschichten, die einen Direktdruck erleichtern
oder unterstützen sollen, z. B. Basecoatings und/oder Primerschichten.
Vorzugsweise werden nur Basecoating als Druckunterlage in Form von
einer oder mehreren Zusatz- und Hilfsschichten aufgebracht. Diese Schichten
sind lediglich hilfsweise erforderlich. Aufgrund der Oberflächengüte
des erfindungsgemäßen Verbundwerkstoffes kann
auf so genannte Primerschichten, ganz oder zumindest teilweise verzichtet werden
kann. Des weiteren kann die Schichtdicke der Base Coatings und somit
auch der Materialaufwand reduziert werden. Ferner werden aufwendige mehrschichtige
Base Coatings vermieden und der Aufwand insgesamt reduziert.
-
Das
Aufbringen dieser Zusatz- und/oder Hilfsschicht(en) in Schritt d)
und deren Trocknung erfolgt mittels bekannter Techniken.
-
Bedingt
durch den erfindungsgemäßen Aufbau des Verbundwerkstoffes
können mehrere spezielle Funktionen zur Verfügung
gestellt und genutzt werden:
- • Sperrschicht
zwischen Träger und Außenschicht gegen H2O und anderen Lösungsmitteln
- • Elektrische Leitfähigkeit
- • Haftvermittlung zwischen Träger und Basiscoating
- • Reduktion des Schichtaufbaus bei Verwendung im Direkt-Printing
Prozess,
- • Verbesserung der Schlagzähigkeit (charpy
impact)
- • Vermeidung zusätzlicher Schleifprozesse.
-
Das
Direktbedrucken von Holzwerkstoffen erfordert üblicherweise
einen mehrschichtigen Aufbau der zu bedruckenden Oberfläche.
Neben einer oder mehreren Primerschichten (Grundanstrich) ist außerdem
ein oder mehrere Base Coatings erforderlich, auf denen dann der
Direktdruck erfolgen kann. Ein Direktdruck erfolgt hierbei in einem
oder auch mehreren einzelnen Druckschritten. Eine äußere
Lackierung vervollständigt das System. Der Mehrschichtaufbau
ist erforderlich, um eine entsprechende Oberflächengüte,
Sperrschichteigenschaften zur Verhinderung von Diffusionsprozessen
und eine Verbesserung der Druckqualitäten zu erzielen.
-
Durch
die Verwendung der erfindungsgemäßen B-stage Binder
enthaltenden textilen Flächen wird eine hervorragende Oberflächenqualität
erzeugt. Gleichzeitig ist es möglich, die erforderlichen Sperrschichteigenschaften
zu erzeugen, die damit einen vereinfachten Direktdruck ermöglichen.
Die Verwendung der erfindungsgemäßen textilen
Flächen erlaubt somit die Reduzierung zumindest einer Primerschicht
und / oder zumindest einer Base Coating Schicht oder ermöglicht
den vollständigen Ersatz dieser Schichten. Bevorzugt kann
durch die erfindungsgemäße textile Fläche
auf eine Primerschicht vollständig verzichtet werden. Gegebenfalls
kann auch die Anzahl der erforderlichen Base Coating Schichten reduziert
werden.
-
Bei
Verwendung von leitfähigen Zusätzen kann die erfindungsgemäße
textile Fläche auch mit Hilfe einer Pulverlackierung lackiert
werden. Es ist außerdem möglich, elektrostatische
Lackierungsverfahren zu verwenden, die ohne zusätzliche
Maßnahmen sonst nicht möglich sind.
-
Aufgrund
der mechanischen Eigenschaften der erfindungsgemäßen
textilen Fläche kann die Schlagzähigkeit drastisch
erhöht werden.
-
Aufgrund
der besonderen Beschaffenheit der laminierten textilen Flächen
ist es möglich, notwendige Nacharbeiten der Oberflächen
zu reduzieren oder ganz zu vermeiden. Insbesondere bei der Herstellung
von MDF ist es üblicherweise erforderlich, die äußeren,
aufgrund des Herstellverfahrens geschädigten, weichen Schichten
mittels eines Schleifprozesses abzutragen. Dieser Schritt kann bei Einsatz
der erfindungsgemäßen textilen Flächen
unterbleiben, zumindest jedoch weniger aufwendig gestaltet werden.
-
Weiterer
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung der erfindungsgemäßen Verbundwerkstoffe
umfassend:
- a) einen Träger,
- b) mindestens ein auf mindestens einer der beiden Seiten des
Trägers aufgebrachtes textiles Flächengebilde,
welches mindestens einen Binder im B-stage aufweist,
-
zur
Lackierung, Beschichtung mit bedruckten oder lackierten Folien oder
zum Bedrucken, wobei diese direkt auf der mit dem textilen Flächengebilde
beschichteten Seite des Verbundwerkstoffes erfolgt.
-
Unter
dem Begriff „direkt" ist zu verstehen, dass die Oberfläche
vor dem Bedrucken, Lackieren bzw. Beschichten mit Folie keiner mechanischen Nachbearbeitung,
insbesondere keiner abrasiven Nachbearbeitung unterzogen werden
muss. Eine Ausrüstung mit Primerschichten oder Base Coating Schichten
ist nicht ausgeschlossen, vorzugsweise werden die erfindungsgemäßen
Verbundwerkstoffe verarbeitet, ohne dass eine Primerschicht aufgebracht
wird.
-
Das
Bedrucken erfolgt mittels bekannter Technologien. Als geeignete
Drucktechniken sind insbesondere Ink-Jet, Siebdruck und/oder Digital Printing
geeignet. Die Pulverbeschichtung erfolgt ebenfalls mittels bekannter
Technologien. Die Trocknung der erzeugten Druck- bzw. Pulverschicht
erfolgt in Abhängigkeit von dem gewählten System.
-
Die
erfindungsgemäßen Verbundwerkstoffe werden nach
Veredelung der Oberfläche, beispielsweise nach Bedruckung,
Lackierung oder Beschichtung als Konstruktionsmaterial, insbesondere
bei Möbeln, Wand-, Decken- und Bodenbelägen, eingesetzt.
-
Aufgrund
der hohen Oberflächengüte können die
erfindungsgemäßen Verbundwerkstoffe, ggf. nach
Ausrüstung mit einer Schutzschicht, auch direkt als Konstruktionsmaterial,
insbesondere bei Möbeln, Wand-, Decken- und Bodenbelägen,
eingesetzt werden. Dies ist vorzugsweise der Fall, wenn der Träger bereits
das gewünschte dekorative Erscheinungsbild aufweist.
-
Weiterer
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind somit bedruckte oder
lackierte Verbundwerkstoffe umfassend:
- a) einen
Träger,
- b) mindestens ein auf mindestens einer der beiden Seiten des
Trägers aufgebrachtes textiles Flächengebilde,
welches mindestens einen Binder im B-stage aufweist,
- c) ggf. mindestens ein Funktionsmaterial, welches im Träger
und/oder der textilen Fläche vorliegt,
- d) ggf. ein oder mehrere Basecoatings, die auf der dem Träger
abgewandten Seite des textilen Flächengebildes aufgebracht
sind,
- e) mindestens eine Lack bzw. Druckschicht und/oder eine bedruckte
oder lackierte Folie,
- f) ggf. weitere Schichten zum Schutz der Lack- bzw. Druckschicht,
dadurch
gekennzeichnet, dass die Schicht gemäß e) direkt
auf dem textilen Flächengebilde angebracht ist, ohne dass
Primerschichten zwischen der Schicht gemäß e)
und der textilen Fläche oder gemäß e)
und dem ggf. auf dem textilen Flächegebilde aufgebrachten
Basecoating verwendet werden.
-
Bei
den Schichten zum Schutz der Lack- bzw. Druckschicht handelt es
sich üblicherweise um Lacke, wie Pulverlacke, Klarlacke
oder transparente Lacke, vorzugsweise um kratzfeste Lacke, welche gegen
mechanische Einflüsse oder gegen UV-Alterung schützen.
-
Weiterer
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Bedrucken
oder Lackieren von Verbundwerkstoffe, dadurch gekennzeichnet, dass
ein Verbundwerkstoff umfassend:
- a) einen Träger,
b) mindestens ein auf mindestens einer der beiden Seiten des Trägers
aufgebrachtes textiles Flächengebilde, welches mindestens einen
Binder im B-stage aufweist,
- c) ggf. mindestens ein Funktionsmaterial, welches im Träger
und/oder der textilen Fläche vorliegt,
- d) ggf. ein oder mehrere Basecoatings, die auf der dem Träger
abgewandten Seite des textilen Flächengebildes aufgebracht
sind,
direkt bedruckt oder lackiert wird, ohne dass Primerschichten
auf der textilen Fläche oder zwischen der textilen Fläche
und den ggf. gemäß e) aufgebrachten Basecoating
verwendet werden
-
Die
unter Verwendung der erfindungsgemäßen Verbundwerkstoffe
hergestellten Möbel, Wand-, Decken- und Bodenbeläge
sind ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - WO 2006/031522 [0005, 0006]
- - US 5837620 A [0005, 0053]
- - US 6303207 A [0005, 0053]
- - US 6331339 A [0005, 0053]
- - EP 0446822 A [0040]
- - EP 0590629 A [0040]
- - DE 3639816 A [0052, 0061]
- - DE 10232874 A [0052, 0061]
- - EP 1659146 A [0052, 0061]