DE102008022403B3

DE102008022403B3 - Holzwerkstoffplatte mit einer hochglänzenden Laminatbeschichtung und Verfahren zur Herstellung einer solchen Holzwerkstoffplatte

Info

Publication number: DE102008022403B3
Application number: DE102008022403A
Authority: DE
Inventors: Andreas Arthold
Original assignee: Fritz Egger GmbH and Co OG
Current assignee: Fritz Egger GmbH and Co OG
Priority date: 2008-05-06
Filing date: 2008-05-06
Publication date: 2009-11-19
Anticipated expiration: 2028-05-07
Also published as: WO2009135883A1; EP2274176A1; PL2274176T3; RU2444443C1; EP2274176B1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer eine hochglänzende Laminatbeschichtung aufweisenden Holzwerkstoffplatte, insbesondere Spanplatte, bei dem zumindest eine ebene Breitoberfläche einer Holzwerkstoffplatte vor dem Aufbringen der Laminatbeschichtung geschliffen wird, sowie eine Holzwerkstoffplatte, vorzugsweise Spanplatte, die mit einer hochglänzenden Laminatbeschichtung versehen ist. Das Verfahren ist gekennzeichnet durch die Arbeitsschritte: spanloses Glätten der geschliffenen, ebenen Breitoberfläche durch Verdichten derselben mittels eines walzen- oder plattenförmigen Glättkörpers, dessen Glättfläche auf mindestens 100°C temperiert ist, und Beschichten der geglätteten Breitoberfläche durch Aufpressen einer hochglänzenden Laminatbeschichtung in Form einer Direktbeschichtung. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Holzwerkstoffplatte, vorzugsweise Spanplatte, die mit einer glänzenden Laminatbeschichtung versehen ist, wobei die Laminatbeschichtung als Direktbeschichtung auf eine spanlos geglättete Breitoberfläche der Holzwerkstoffplatte aufgebracht ist, und wobei die Laminatbeschichtung einen Glanzgrad von mindestens 105, insbesondere von mindestens 110 und vorzugsweise von mindestens 115 Glanzeinheiten gemessen nach ISO 2813 mit einer 60°-Messgeometrie aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer eine hochglänzende Laminatbeschichtung aufweisenden Holzwerkstoffplatte, bei dem zumindest eine ebene Breitoberfläche einer Holzwerkstoffplatte vor dem Aufbringen der Laminatbeschichtung geschliffen wird, sowie eine Holzwerkstoffplatte, vorzugsweise Spanplatte, die mit einer hochglänzenden Laminatbeschichtung versehen ist.
Für die Beschichtung von Holzwerkstoffen stehen unterschiedlichste Verfahren zur Verfügung. Im Bereich des Möbel- und Innenausbaues ist neben der Flüssigbeschichtung mit Farben und Lacken, der Folienkaschierung und der Pulverbeschichtung die Beschichtung mit Laminaten üblich.
Bezüglich der Laminatbeschichtung sind wiederum unterschiedliche Verfahren bekannt. Diese Verfahren verwenden in der Regel mehrere mit Kunstharz, üblicherweise mit Melaminharz, Melamin-Harnstoffharz oder Phenolharz imprägnierte Papierlagen. Die Papierlagen können dabei in ihrer Farbe frei gestaltet und mit beliebigen Dekoren wie Holzdekoren oder Fantasiedekoren bedruckt sein. Bei erhöhtem Druck und Temperatur werden diese Papierlagen dann entweder direkt (Direct Pressure Laminate (DPL)) oder erst nach deren Verarbeitung zu einem so genannten Schichtstoff mit der Holzwerkstoffplatte verpresst (High Pressure Laminate (HPL) oder Continous Pressure Laminate (CPL)).
Zur Verbesserung der Verschleißfestigkeit der Laminatbeschichtung kann gegebenenfalls ein Overlaypapier, das zusätzlich mit Hartpartikeln, beispielsweise mit Korundpartikeln ausgerüstet sein kann, vorgesehen werden. Durch den Einsatz von Schichtstoffen lassen sich Holzwerkstoffplatten mit sehr widerstandsfähigen Oberflächen erzielen. Diese Art der Laminatbeschichtung ist jedoch aufgrund der beiden notwendigen Pressschritte aufwendiger als die Direktbeschichtung (DPL-Technologie) und verursacht dementsprechend höhere Kosten. Für die meisten Anwendungsbereiche von Holzwerkstoffen, die im Möbel und Innenausbau verwendet werden, sind Platten die nach dem Verfahren der Direktbeschichtung veredelt sind, ausreichend verschleißfest. Es werden dafür in der Regel mit Melaminharz imprägnierte Papiere herangezogen.
Schichtstoffe und Beschichtungen nach der DPL-Technologie werden üblicherweise taktweise mit Ein- und Mehretagenpressen oder kontinuierlich mit Doppelbandpressen hergestellt.
Hochglanzoberflächen erfreuen sich in letzter Zeit im Bereich des Möbel- und Innenausbaues zunehmender Beliebtheit.
Um besonders hoch glänzende Laminatbeschichtungen zu erzielen, ist es bislang erforderlich, nach dem Pressen Rückzukühlen. Das bedeutet, dass nach dem eigentlichen Pressschritt bei hohem Druck und hoher Temperatur ein rasches Absenken der Temperatur – unter Beibehaltung des Pressdruckes – erforderlich ist. Ferner sind dafür hochglänzende Pressbleche oder entsprechende Zulagen erforderlich. Dies setzt verständlicher Weise speziell dafür ausgelegte Pressvorrichtungen voraus und ist zudem nur unter hohem Energieaufwand möglich. Um die besonders hochwertigen Oberflächen der Pressbleche bzw. Zulagen nicht zu verschmutzen, sind Reinraumbedingungen zu erfüllen. Dementsprechend muss auch die Handhabung der verschiedenen Presswerkzeuge bei größter Reinlichkeit erfolgen. Fingerabdrücke oder Staubkörner auf den Oberflächen der Pressbleche bzw. Zulagen können in kürzester Zeit zu Laminatbeschichtungen führen, die nicht die an eine 1. Wahl gestellten Anforderungen erfüllen oder gar als Ausschuss unverkäuflich sind.
Glanz ist eine optische Eigenschaft von Licht reflektierenden Oberflächen. Physikalisch ist Glanz definiert als der Quotient aus dem gerichtet und dem diffus reflektierten Anteil der auf eine Oberfläche fallenden Lichtmenge. Er kann quantitativ mit Glanzmessgeräten bestimmt werden; Einzelheiten hierzu sind in den Normen DIN 67530 bzw. ISO 2813 angegeben. Für direkt beschichtete Platten ist die Ermittlung des Glanzgrades in der EN 14323 (aktuelle Ausgabe 2004-06-01) festgelegt. Danach ist der Glanzgrad mit einem so genannten Reflektometer gemäß ISO 2813 zu ermitteln. Das Prinzip des Reflektometers beruht auf der Messung der gerichteten Reflexion. Dazu wird die Intensität des reflektierten Lichtes in einem schmalen Band des Reflexionswinkels gemessen. Die Messergebnisse werden dabei nicht auf die eingestrahlte Lichtmenge bezogen, sondern auf einen schwarzen, polierten Glasstandard mit definiertem Brechungsindex (1,567). Für diesen Standard wird der Messwert = 100 Glanzeinheiten (GE oder Glanzgradpunkte) gesetzt. Es gibt Materialoberflächen, die einen höheren Brechungsindex als der zum Kalibrieren verwendete Schwarzglasstandard haben. Daher ergeben sich bei bestimmten Materialoberflächen durchaus Glanzgradwerte von über 100 GE, zum Beispiel bei polierten Metallen. Zur besseren Differenzierung der Messwerte misst man je nach Glanz mit unterschiedlichen Messwinkeln. Nach der Norm ISO 2813 müssen bei hochglänzenden Oberflächen (≥ 70 GE) zusätzlich zu den herkömmlichen Messungen mit einer 60°-Messgeometrie auch Messungen mit einer 20°-Messgeometrie durchgeführt werden. Die hier nachfolgend angegebenen Werte beziehen sich jedoch ausschließlich auf Messergebnisse, die mit einer 60°-Meßgeometrie ermittelt wurden.
Aus der DE 10 2004 032 058 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung einer Holzwerkstoffplatte mit einer ein Dekor, insbesondere Holzdekor aufweisenden Oberfläche bekannt, bei dem die mit dem Dekor zu versehene Oberfläche grundiert und die aufgebrachte Grundierungsschicht mittels einer Glättvorrichtung geglättet wird. Das Aufbringen des Dekors erfolgt dabei durch ein Direktdruckverfahren. Um eventuell vorhandene Unregelmäßigkeiten in der Oberfläche zu egalisieren und eine optimal ebene Fläche zu erzeugen, wird nach der Grundierung eine Glättung der Oberfläche durchgeführt. Die grundierte Oberfläche eignet sich dadurch sehr gut zur Erzielung einer hochwertigen Druckqualität, was sich besonders in einer guten Schärfe und Brillanz des Druckbildes und damit des Dekors auswirkt. Zur Glättung werden in diesem Verfahren Vorrichtungen verwendet, die nach dem Bügelprinzip arbeiten und die eine Kontaktfläche aufweisen. Mithilfe einer Walze, mit der die zu beschichtende Oberfläche unmittelbar vor dem Bedrucken in Kontakt kommt, wird neben einem mechanischen Kontakt auch eine definierte Temperatur an die Oberfläche angelegt. Der Anpressdruck der Walze liegt dabei im Bereich von etwa 50 bis 100 N/m bzw. bei 180 N/m, bezogen auf die Breite der Platte.
Des Weiteren ist aus der DE 101 02 382 A1 ein Verfahren zum Vorbehandeln von Oberflächen von Holz- und/oder Holzfaserverbundrohlingen zum anschließenden Pulver- oder Folienbeschichten bekannt. Dabei wird ein Holzwerkstück zunächst einer Schleifstation zugeführt, die zwei hintereinander angeordnete Schleifaggregate aufweist, die jeweils mit einer Rotationsschleifwalze ausgestattet sind. Danach gelangt das Holzwerkstück in eine Auftragsstation, in der z. B. im Sprühverfahren ein Porenverschließflüssigkeitsfilm aufgesprüht wird, der eine Art Oberflächenverdichtung durch Auffüllen der Poren bewirkt. Nach dem darauffolgenden Härten bzw. Aushärten des Porenverschließflüssigkeitsfilms in einer Trocknungsstation mittels UV-Licht, durchläuft das Holzwerkstück eine zweite Schleifstation, in der ein Schleifen des ausgehärteten Porenverschließflüssigkeitsfilms erfolgt. Daraufhin wird das Holzwerkstück einer aus Infrarotlampen bestehenden Vorwärmstation zugeführt, um es für die abschließende Pulverbeschichtung in einer Pulverbeschichtungsstation auf die gewünschte Temperatur zu erwärmen. Durch die temperierte Pulverbeschichtung verschmilzt die Oberfläche des Holzwerkstückes zu einer geschlossenen Lackschicht.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Beschichtung von Holzwerkstoffplatten, insbesondere Spanplatten anzugeben, mit dem hochglänzende Laminatoberflächen aufweisende Holzwerkstoffplatten kostengünstig bereitgestellt werden können. Insbesondere liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine mit einer hochglänzenden Laminatbeschichtung versehene Holzwerkstoffplatte bereitzustellen, die sich kostengünstig herstellen lässt.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. durch eine Holzwerkstoffplatte mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst. Bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Das erfindungsgemäße Verfahren, bei dem eine Holzwerkstoffplatte, die zumindest eine ebene Breitoberfläche aufweist, an dieser Breitoberfläche geschliffen wird, ist gekennzeichnet durch die Arbeitsschritte: spanloses Glätten der geschliffenen, ebenen Breitoberfläche durch Verdichten derselben mittels eines walzen- oder plattenförmigen Glättkörpers, dessen Glättfläche auf mindestens 100°C temperiert ist, und Beschichten der geglätteten Breitoberfläche durch Aufpressen einer hochglänzenden Laminatbeschichtung in Form einer Direktbeschichtung.
Seitens der Anmelderin wurde erkannt, dass sich Holzwerkstoffplatten mit hochglänzenden Laminatbeschichtungen kostengünstig herstellen lassen, wenn die betreffende Breitoberfläche der Holzwerkstoffplatte nach dem Schleifen und vor dem Beschichten (Aufpressen melaminharzimprägnierter Papierlagen) geglättet wird. Im Unterschied zum herkömmlichen Schleifen erfolgt das Glätten ohne eine Spanabnahme. Es wird dabei durch Kontakt mit einer glatten, temperierten Oberfläche bewirkt, dass die nach dem Schleifen noch aus der Oberfläche vorstehenden Holzfasern bzw. -späne plastifiziert und flachgedrückt werden. Damit wird einerseits erreicht, dass kleine Erhebungen, welche die Holzfasern bzw. Holzspäne zuvor an der Plattenoberfläche gebildet haben, weitestgehend beseitigt sind, so dass keine solchen Erhebungen mehr in der aufzubringenden Harzschicht eingebettet werden, andererseits ergibt sich durch das Glätten eine regelmäßige Verdichtung der Oberfläche, was dazu führt, dass das Beschichtungsharz über die Oberfläche hinweg einen gleichmäßigen Film ausbildet. Beide Umstände bewirken eine wesentliche Verbesserung des Glanzgrades der fertig beschichteten Platte.
Das spanlose Glätten der geschliffenen, ebenen Breitoberfläche der Holzwerkstoffplatte mittels eines temperierten Glättkörpers kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren sowohl taktweise als auch kontinuierlich erfolgen. Zum Glätten unterschiedlich langer Holzwerkstoffplatten sowie zur Minimierung des für das Glätten erforderlichen Energiebedarfs erfolgt das Glätten der geschliffenen Breitoberfläche der Holzwerkstoffplatte jedoch vorzugsweise kontinuierlich, beispielsweise mit einer glatten, temperierten Walze.
Eine als Glättkörper verwendete Walze sollte bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer Kraft im Bereich von 200 bis 450 N/cm Plattenbreite, vorzugsweise im Bereich von 300 bis 400 N/cm Plattenbreite auf die zu glättende Breitoberfläche gepresst werden.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Glättfläche des Glättkörpers auf eine Temperatur im Bereich von 150°C bis 240°C, vorzugsweise im Bereich von 180°C bis 230°C temperiert wird.
Versuche mit auf 200°C temperierten Walzen, die mit einer Kraft von etwa 350 N/cm Plattenbreite von oben und unten auf die Platte gepresst wurden, ergaben deutlich glattere und geschlossenere Oberflächen als die lediglich geschliffenen Platten. Zum Vergleich wurden bei Versuchen an nicht geglätteten Platten 88 Glanzpunkte erzielt während bei den solcherart geglätteten und gleichartig beschichteten Platten insbesondere 106 Glanzgradpunkte erreicht wurden.
Die Umfangsgeschwindigkeit der temperierten Walze kann dabei der Vorschubgeschwindigkeit der zu glättenden Holzwerkstoffplatte entsprechen. Die temperierte Walze kann dabei insbesondere gleichzeitig als Transportwalze zum Vorschub der Holzwerkstoffplatte verwendet werden. In vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann zum Glätten der geschliffenen Holzwerkstoffplatte auch eine Relativbewegung zwischen dem platten- oder walzenförmige Glättwerkzeug und der zu glättenden Breitoberfläche der Holzwerkstoffplatte durchgeführt werden. Hierdurch lässt sich die Wirkung des Glättwerkzeuges erhöhen. Bei Verwendung einer temperierten Glättwalze wird diese bei dieser Verfahrensvariante mit einer Umfangsgeschwindigkeit gedreht, welche größer oder kleiner als die Vorschubgeschwindigkeit der zu glättenden Holzwerkstoffplatte ist, so dass sich zwischen der glatten temperierten Kontaktfläche (Umfangsfläche) der Walze und der damit in Kontakt befindlichen, zu glättenden Oberfläche der Holzwerkstoffplatte ein Schlupf ergibt.
Die erfindungsgemäße Anwendung der DPL-Technologie (Direktbeschichtung) zum Aufbringen einer hochglänzenden Laminatbeschichtung auf eine spanlos geglättete Breitoberfläche der Holzwerkstoffplatte bietet im Vergleich zu einer Anwendung der HPL-Technologie die oben erwähnten verfahrenstechnischen sowie ökonomischen Vorteile.
Das bei herkömmlichen Verfahren zur Herstellung von hochglänzende Laminatbeschichtungen aufweisenden Holzwerkstoffplatten erforderliche rasche Rückkühlen unter Beibehaltung des Pressdruckes ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht erforderlich. Das erfindungsgemäße Verfahren bietet somit auch insoweit Kostenvorteile. Denn die Konstruktion und Steuerung einer für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erforderlichen Beschichtungspresse ist einfacher und ihre Durchsatzleistung höher als die Durchsatzleistung einer Beschichtungspresse, deren Presswerkzeuge mit einer Kühlvorrichtung versehen sind. Nach einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die auf die Holzwerkstoffplatte aufgepresste hochglänzende Laminatbeschichtung daher keiner Zwangkühlung in der Presse unterworfen.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist für mitteldichte Faserplatten (MDF-Platten) und Spanplatten gleichermaßen geeignet. Besonders vorteilhaft ist das Verfahren jedoch bei der Verwendung von Spanplatten, da diese in der Herstellung wesentlich kostengünstiger sind als MDF-Platten, die andererseits für die Direktbeschichtung mit einem hochglänzenden Laminatmaterial grundsätzlich besser geeignet sind als Spanplatten. Genau genommen schafft das erfindungsgemäße Verfahren erst die Voraussetzung dafür, kostengünstige Spanplatten mit einer im Direktbeschichtungsverfahren aufgepressten hochglänzenden Laminatbeschichtung erzeugen zu können.
Ein weiterer Vorteil der Verwendung von Spanplatten im Vergleich zur Verwendung von MDF-Platten ist, dass ein Schleifen der Spannplatten unmittelbar nach dem Pressen und einem kurzen Abkühlen (etwa 10 bis 20 Minuten) möglich ist. MDF-Platten werden dagegen nach dem Heißpressen 2 bis 5 Tage in einem Reifelager zwischengelagert, bevor sie geschliffen und anschließend weiterverarbeitet werden können. Dieser Umstand wirkt sich sowohl nachteilig für die Fertigungslogistik aus als auch auf die Herstellkosten durch die Notwendigkeit entsprechender Lagerkapazitäten und durch die längere Kapitalbindung im Reifelager.
Bezüglich der Beschichtung von Spanplatten zur Herstellung von hochglänzenden laminatbeschichteten Holzwerkstoffplatten sieht eine weitere bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens vor, dass eine mehrschichtige Spanplatte verwendet bzw. erzeugt wird, die sich aus einer Mittelschicht aus gröberen Spänen und aus Deckschichten mit relativ feinen Spänen zusammensetzt.
In Versuchen wurden mehrschichtige Spanplatten mit einem erhöhten Anteil von relativ feinen Deckschichtspänen hergestellt. Durch die Zugabe von beispielsweise 5 bis 7% mehr Deckschichtspänen gegenüber Spanplatten, die im Querschnitt betrachtet ca. 60% gröbere Mittelschichtspäne und ca. 2 × 20% feinere Deckschichtspäne aufweisen, bei sonst gleicher Bindemitteldosierung und gleicher Plattenstärke, wurde erreicht, dass weniger große Späne an der Oberfläche zu liegen kamen. Die Oberflächen dieser einen erhöhten Anteil von Deckschichtspänen aufweisenden Spanplatten waren nach dem Glätten besonders glatt und geschlossen. Bei den fertig beschichteten Platten wurde eine weitere Steigerung des Glanzgrades von zumindest 3 Glanzgradpunkten erreicht.
Bevorzugt ist bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, dass als Holzwerkstoffplatte eine Spanplatte erzeugt bzw. verwendet wird, die Schichten unterschiedlicher Spanlängenverteilung aufweist, mit einer Mittelschicht, in der das Maximum der Spanlängenverteilung zwischen 8 mm und 15 mm liegt, und Deckschichten, in denen das Maximum der Spanlängenverteilung bei einer Spanlänge zwischen 3 mm und 8 mm liegt, wobei der Anteil der Späne mit einer Länge von weniger als 6 mm im Spanmaterial der Deckschichten mindestens 75 Gew.-%, insbesondere mindestens 80 Gew.-% und vorzugsweise mindestens 90 Gew.-% beträgt.
Des Weiteren wird bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bevorzugt als Holzwerkstoffplatte eine Spanplatte verwendet, die Schichten unterschiedlicher Spandickenverteilung aufweist, mit einer Mittelschicht, in der das Maximum der Spandickenverteilung im Bereich von 1,0 mm bis 4,0 mm liegt, und Deckschichten, in denen das Maximum der Spandickenverteilung bei einer Spanndicke im Bereich von 0,1 mm bis 0,8 mm liegt, wobei der Anteil der Späne mit einer Dicke von weniger als 0,6 mm im Spanmaterial der Deckschichten mindestens 75 Gew.-%, insbesondere mindestens 80 Gew.-% und vorzugsweise mindestens 90 Gew.-% beträgt.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist aber auch vorteilhaft bei Verwendung von einschichtigen Spanplatten. In Versuchen hat sich gezeigt, dass es für die Erzielung einer möglichst glatten Oberfläche sowie eines hohen Glanzgrades der Laminatbeschichtung sowohl bei der Verwendung von einschichtigen Spanplatten als auch bei der Verwendung von mehrschichtigen, insbesondere dreischichtigen Spanplatten günstig ist, wenn gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Spanplatte verwendet wird, in deren Spanmaterial der Anteil von Spänen mit einer Dicke von weniger als 0,6 mm mindestens 50 Gew.-%, insbesondere mindestens 65 Gew.-% und vorzugsweise mindestens 80 Gew.-% beträgt. Insbesondere ist es auch günstig, wenn zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Spanplatte erzeugt bzw. verwendet wird, in deren Spanmaterial der Anteil von Spänen mit einer Länge von weniger als 8 mm mindestens 50 Gew.-%, insbesondere mindestens 65 Gew.-% und vorzugsweise mindestens 85 Gew.-% beträgt.
Besonders gute Ergebnisse wurden auch in Versuchen erzielt, bei denen als Deckschichtspäne ausschließlich Sägespäne verwendet wurden, die verglichen mit herkömmlich aufbereiteten Holzspänen, die mitunter geringfügige Verschmutzungen und Rindenanteile aufweisen können, weitestgehend frei von Fremdstoffen bereitgestellt werden können.
Die Oberflächen dieser ausschließlich Sägespäne enthaltenen Deckschichten waren besonders glatt und gleichmäßig ausgebildet. Bei den so hergestellten fertig beschichteten Spanplatten konnte eine weitere Steigerung des Glanzgrades festgestellt werden.
Der Bindemittelanteil wurde in den Versuchen nicht variiert, jedoch liegt dieser mit zunehmenden Anteil an relativ feinen Deckschichtspänen zwangsläufig höher, da die Deckschichtspäne einen höheren Bindemittelanteil aufweisen als die gröberen Mittelschichtspäne. Trotzdem kann erwartet werden, dass eine Erhöhung des Bindemittelanteils in der Deckschicht um beispielsweise 3% bezogen auf die absolut trockene Masse der Späne (sprich atro Span) eine Erhöhung des Glanzgrades um zumindest 3 Punkte (Glanzeinheiten) bewirkt.
Bevorzugt ist bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, dass der Bindemittelanteil in den Deckschichten der Holzwerkstoffplatte bezogen auf die absolut trockene Masse der Deckschichtspäne mindestens 10 Gew.-%, insbesondere mindestens 12 Gew.-% beträgt und vorzugsweise im Bereich von 15 bis 25 Gew.-% liegt.
Das Schleifen der Holzwerkstoffplatten, vorzugsweise Spanplatten erfolgt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren üblicherweise in zumindest drei Stufen. Die Körnungen in den verschiedenen Stufen sind aufeinander abgestimmt. Es wurde erkannt, dass ein äußerst feiner letzter Schliff, beispielsweise mit einer Körnung von 180 keine zusätzliche Verbesserung bringt. Das Glätten bietet hier also den Vorteil, dass auf den Einsatz besonders hochwertig geschliffener Platten verzichtet werden kann. Nach einer bevorzugten Ausgestaltung ist daher vorgesehen, dass die zu glättende Breitoberfläche der Holzwerkstoffplatte vor dem spanlosen Glätten in mehreren Stufen geschliffen wird, wobei der letzte Schliff mit einer Körnung von maximal 180, vorzugsweise von maximal 120 durchgeführt wird.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass die Holzwerkstoffplatte entlang eines Schleifwerkzeuges bewegt wird, wobei die zu glättende Breitoberfläche vor dem spanlosen Glätten zusätzlich durch mindestens einen Querschliff bezogen auf die Bewegungsrichtung der Holzwerkstoffplatte entlang des Schleifwerkzeuges geschliffen wird. Hierdurch lässt sich eine weitere Verbesserung des Glanzgrades der fertigen laminatbeschichteten Holzwerkstoffplatte erzielen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Beispielen näher erläutert.
Durch Zerkleinerung von Massivholz in Form von Holzstämmen und Ästen werden zunächst Hackschnitzel hergestellt. Aus den so hergestellten Hackschnitzel und/oder anderen zerkleinerten Holzreststoffen werden Holzspäne hergestellt. Die Zerspannung erfolgt im Zustand der jeweiligen Feuchte des Holzes, welche in Abhängigkeit von der Herkunft des Holzes und der Jahreszeit zwischen 60 und 150% bezogen auf die Holztrockenmasse betragen kann. Nachfolgend werden die Holzspäne auf eine Feuchtigkeit im Bereich von ca. 1,5 bis 3% getrocknet und durch Siebung oder ein anderes geeignetes Klassierverfahren, zum Beispiel durch Windsichtung, nach Deckschicht- und Mittelschichtmaterial fraktioniert.
Bei den verwendeten Mittelschichtspänen liegt das Maximum der Spandickenverteilung im Bereich von 1,0 mm bis 4,0 mm. Bei den verwendeten Deckschichtspänen liegt das Maximum der Spandickenverteilung dagegen bei einer Spanndicke im Bereich von 0,1 mm bis 0,8 mm. Ferner beträgt der Anteil der Späne mit einer Dicke von weniger als 0,6 mm im Spanmaterial der Deckschichten mindestens 75 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 80 Gew.-%.
Vor oder nach der Siebung (Klassierung) werden die Holzspäne von Fremdstoffen wie Metallteilchen und/oder Steinpartikeln gereinigt. Hierzu werden die Holzspäne entlang von Elektromagneten bewegt bzw. geleitet. Das Abtrennen von Steinpartikeln erfolgt mittels einer Dichtesortiervorrichtung, beispielsweise mittels eines Windsichters oder in einem Fallrohr, in welchem die herabfallenden Holzspäne mittels eines Gebläses seitlich abgelenkt werden, während die relativ schweren Steinpartikel nicht oder weniger stark abgelenkt und somit von den Holzspänen getrennt werden.
Die Holzspäne werden nachfolgend nach Deckschichtspänen und Mittelschichtspänen getrennt mit Bindemittel beleimt. Als Bindemittel kommen vorzugsweise Harnstoffharz und/oder Phenolharz zum Einsatz. Dem Bindemittel werden Härter, Hydrophobierungsmittel (Paraffin) und gegebenenfalls Additive (z. B. Fungizide und Flammschutzmittel) beigegeben. Die Beleimung der Holzspäne erfolgt mittels eines Mischers oder einer Sprühvorrichtung. Die Holzspäne erhalten dabei einen sehr feinen Bindemittelüberzug.
Die beleimten Deckschichtspäne weisen einen Bindemittelanteil im Bereich von 15 bis 25 Gew.-% auf, bezogen auf die absolut trockene Spanmasse.
Nach der Beleimung werden die Holzspäne mittels einer Streumaschine zu einem mehrschichtigen, um die Plattenmitte im Wesentlichen spiegelsymmetrischen Spänekuchen gestreut. Vorzugsweise wird ein dreischichtiger Spänekuchen bestehend aus einer unteren Deckschicht aus feinen Spänen, einer Mittelschicht aus gröberen Spänen und einer oberen Deckschicht aus feinen Spänen erzeugt. Ein mehrschichtiger Aufbau kann aber auch zur Gänze fehlen, dann spricht man bezüglich der fertig gepressten Spanplatten von einschichtigen Spanplatten.
Durch Heißpressen des Spänekuchens wird unter Einwirkung von Druck und Temperatur, durch Härtung des Bindemittels, eine stabile Spanplatte gepresst, die die Anforderungen nach der europäischen Norm 312-3 erfüllen kann.
Das Heißpressen des Spänekuchens kann in einer Ein-Etagen- oder Mehretagenpresse (Taktpresse) erfolgen. Hierzu wird der kontinuierlich gestreute Spänekuchen mittels Schneidwerkzeugen in passende Längenabschnitte abgelängt. Vorzugsweise erfolgt das Heißpressen des Spänekuchens aber in einer kontinuierlich arbeitenden Doppelbandpresse (sog. „Conti-Roll-Presse”). Die Längenaufteilung des Spänekuchens erfolgt in diesem Fall erst nach dem Pressvorgang.
Vorzugsweise wird der anfänglich noch relativ lockere Spänekuchen vor dem eigentlichen Pressvorgang in einer Presse mit geringem Druck vorverdichtet (vorgepresst). Ein Vorteil der Vorverdichtung liegt darin, dass die Hitze in der Hauptpresse bzw. dem Endabschnitt der Presse schneller an die in der Mitte liegenden Späne gelangt, so dass eine gleichmäßigere Erhitzung sämtlicher Späne und damit eine optimale Abbindung des Bindemittels erzielt wird. Die Vorverdichtung erfolgt gegebenenfalls unter Wärmeeinwirkung, wobei die Kontaktflächen der Presse beispielsweise auf eine Temperatur von ca. 50°C erwärmt werden.
In der Hauptpresse bzw. im Endabschnitt der Doppelbandpresse wird der Spänekuchen mit einer Temperatur von über 200°C und einem Druck von beispielsweise ca. 25 kg/cm² beaufschlagt. Durch die hohe Wärme in der Presse wird das Bindemittel aktiviert und bindet ab.
Hinter der Doppelbandpresse wird die endlos hergestellte Spanplatte in Einzelplatten vorgegebener Länge abgelängt. In Kombination mit dem Ablängen erfolgt vorzugsweise ein Besäumen der Spanplatte, so dass diese gerade, rechtwinklig zueinander verlaufende Kanten erhält. Das Besäumen erfolgt beispielsweise mittels parallel zueinander angeordneter Kreissägen. Anschließend ist eine Abkühlung der einzelnen Spanplatten vorgesehen. Das Abkühlen der Spanplatten erfolgt vorzugsweise in einem so genannten Sternwender, in dem die Spanplatten beabstandet zueinander um eine Drehachse des Sternwenders bewegt werden, wobei die Spanplatten durch radial von einem Drehkörper des Sternwenders vorstehende Haltestangen mitgenommen bzw. getragen werden. Die für das Abkühlen der Spanplatten vorgesehene Zeitdauer liegt im Bereich von ca. 10 bis 30 Minuten, vorzugsweise im Bereich von ca. 10 bis 20 Minuten.
Anschließend werden die Spanplatten geschliffen, wobei zumindest eine Breitseite der jeweiligen Spanplatte geschliffen wird. Vorzugweise werden jedoch beide Breitseiten der jeweiligen Spanplatte geschliffen. Das Schleifen der Spanplatten erfolgt mittels mindestens einer Zylinderschleifmaschine und/oder mittels mindestens einer Breitbandschleifmaschine. Die Zylinderschleifmaschine weist einen um seine Längsmittelachse rotierenden Zylinder auf, auf dessen Mantelfläche Schleifpapier angebracht ist. Die Breitbandschleifmaschine weist dagegen ein endloses Schleifband auf, das über mehrere Rollen läuft, wobei zwischen mindestens zwei der Rollen eine Druckplatte angeordnet ist, die das endlose Schleifband gegen die zu schleifende Breitoberfläche der Spanplatte drückt.
Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist bevorzugt, dass das Schleifen der Holzwerkstoffplatte bzw. Spanplatte mittels mindestens einer Breitbandschleifmaschine erfolgt.
Das Schleifen der jeweiligen Breitseite der Holzwerkstoffplatte bzw. Spanplatte erfolgt in mehreren Stufen, wobei mit einer relativ groben Körnung, beispielsweise einer 40er Körnung begonnen wird. Für die nachfolgenden Schleifvorgänge werden Schleifpapiere bzw. Schleifbänder mit einer feineren Körnung verwendet. Der letzte Schliff wird mit einer Körnung von maximal 180, vorzugsweise von maximal 120 durchgeführt.
Zusätzlich zu dem Schleifvorgang, der in der Bewegungsrichtung (Transportrichtung) der Holzwerkstoffplatte entlang der Breitbandschleifmaschine bzw. Zylinderschleifmaschine erfolgt, ist vorzugsweise mindestens ein quer zur Lauf richtung des endlosen Schleifbandes bzw. quer zur Bewegungsrichtung der Holzwerkstoffplatte wirkender Schleifvorgang (Querschliff) vorgesehen. Durch den Querschliff kann das Schleifergebnis wesentlich verbessert werden. Insbesondere lässt sich durch den Querschliff die anfallende Schleifstaubmenge bei vorgegebener Anzahl von Schleifvorgängen reduzieren.
Im Anschluss an das Schleifen der Holzwerkstoffplatte wird diese zum Reifen zwischengelagert. Während dieser Zwischenlagerung passt sich die Holzwerkstoffplatte an die Luftfeuchtigkeit der Umgebung an. Die dem Reifen der Holzwerkstoffplatte dienende Zwischenlagerung dauert 2 bis 4 Tage.
Die geschliffenen, ebenen Breitseiten der Spanplatten bzw. Holzwerkstoffplatten werden anschließend durch Verdichten mittels mindestens einer Glättvorrichtung spanlos geglättet. Die Glättvorrichtung umfasst mindestens einen walzen- oder plattenförmigen Glättkörper, dessen Glättfläche temperiert ist. Der Glättkörper wird hierzu gegen die zu glättende Breitseite der Spanplatte bzw. Holzwerkstoffplatte gepresst.
Vorzugsweise werden für das Glätten Walzen aus Metall verwendet, deren polierte Mantelflächen auf mindestens 150°C, zum Beispiel auf ca. 200°C temperiert sind und mit einer Kraft im Bereich von 300 bis 400 N/cm Plattenbreite von oben und unten gegen die Holzwerkstoffplatte gepresst werden. Bei entsprechenden Versuchen ergaben sich deutlich glattere und geschlossenere Plattenoberflächen als die von lediglich geschliffenen Platten.
Die so geglätteten Breitoberflächen der Holzwerkstoffplatten werden anschließend mit einer hochglänzenden Laminatbeschichtung versehen, die als Direktbeschichtung auf die jeweilige geglättete Breitoberfläche aufgepresst wird. Die Direktbeschichtung der Holzwerkstoffplatten erfolgt dabei taktweise. Die hochglänzende Laminatbeschichtung kann ein Holzdekor, Steindekor, Fantasiedekor oder ein musterloses, einfarbiges Dekor (Unidekor) aufweisen.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in Versuchen hergestellte, mit einer hochglänzenden Laminatbeschichtung nach der DPL-Technologie versehene Holzwerkstoffplatten, insbesondere Spanplatten, hatten einen Glanzgrad von mindestens 105 Glanzeinheiten (Glanzgradpunkten), jeweils gemessen nach ISO 2813 mit einer 60°-Meßgeometrie. Es wurden dabei insbesondere auch hochglänzende laminatbeschichtete Spanplatten erhalten, die einen Glanzgrad von über 110, insbesondere von über 115 Glanzeinheiten hatten.

Claims

Verfahren zur Herstellung einer eine hochglänzende Laminatbeschichtung aufweisenden Holzwerkstoffplatte, bei dem eine Holzwerkstoffplatte, die zumindest eine ebene Breitoberfläche aufweist, an dieser Breitoberfläche geschliffen wird, gekennzeichnet durch die nachfolgenden Arbeitsschritte: spanloses Glätten der geschliffenen, ebenen Breitoberfläche durch Verdichten derselben mittels eines walzen- oder plattenförmigen Glättkörpers, dessen Glättfläche auf mindestens 10q0°C temperiert ist, und Beschichten der geglätteten Breitoberfläche durch Aufpressen einer hochglänzenden Laminatbeschichtung in Form einer Direktbeschichtung.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die auf die Holzwerkstoffplatte aufgepresste hochglänzende Laminatbeschichtung keiner Zwangskühlung unterworfen wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als zu beschichtende Holzwerkstoffplatte eine Spanplatte verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Holzwerkstoffplatte eine Spanplatte verwendet wird, die Schichten unterschiedlicher Spanlängenverteilung aufweist, mit einer Mittelschicht, in der das Maximum der Spanlängenverteilung zwischen 8 mm und 15 mm liegt, und Deckschichten, in denen das Maximum der Spanlängenverteilung bei einer Spanlänge zwischen 3 mm und 8 mm liegt, wobei der Anteil der Späne mit einer Länge von weniger als 6 mm im Spanmaterial der Deckschichten mindestens 75 Gew.-%, insbesondere mindestens 80 Gew.-% und vorzugsweise mindestens 90 Gew.-% beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Holzwerkstoffplatte eine Spanplatte verwendet wird, die Schichten unterschiedlicher Spandickenverteilung aufweist, mit einer Mittelschicht, in der das Maximum der Spandickenverteilung im Bereich von 1,0 mm bis 4,0 mm liegt, und Deckschichten, in denen das Maximum der Spandickenverteilung bei einer Spanndicke im Bereich von 0,1 mm bis 0,8 mm liegt, wobei der Anteil der Späne mit einer Dicke von weniger als 0,6 mm im Spanmaterial der Deckschichten mindestens 75 Gew.-%, insbesondere mindestens 80 Gew.-% und vorzugsweise mindestens 90 Gew.-% beträgt.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Bindemittelanteil in den Deckschichten der Holzwerkstoffplatte bezogen auf die absolut trockene Masse der Deckschichtspäne mindestens 10 Gew.-%, insbesondere mindestens 12 Gew.-% beträgt und vorzugsweise im Bereich von 15 bis 25 Gew.-% liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Holzwerkstoffplatte eine Spanplatte verwendet wird, in deren Spanmaterial der Anteil von Spänen mit einer Dicke von weniger als 0,6 mm mindestens 50 Gew.-%, insbesondere mindestens 65 Gew.-% und vorzugsweise mindestens 80 Gew.-% beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Holzwerkstoffplatte eine Spanplatte verwendet wird, in deren Spanmaterial der Anteil von Spänen mit einer Länge von weniger als 8 mm mindestens 50 Gew.-%, insbesondere mindestens 65 Gew.-% und vorzugsweise mindestens 85 Gew.-% beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Glättfläche des Glättkörpers auf eine Temperatur im Bereich von 150°C bis 240°C, vorzugsweise im Bereich von 180°C bis 230°C temperiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Glättkörper eine Walze mit einer Kraft im Bereich von 200 bis 450 N/cm Plattenbreite, vorzugsweise im Bereich von 300 bis 400 N/cm Plattenbreite auf die zu glättende Breitoberfläche gepresst wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zu glättende Breitoberfläche der Holzwerkstoffplatte vor dem spanlosen Glätten in mehreren Stufen geschliffen wird, wobei der letzte Schliff mit einer Körnung von maximal 180, vorzugsweise von maximal 120 durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Holzwerkstoffplatte entlang eines Schleifwerkzeuges bewegt wird, wobei die zu glättende Breitoberfläche vor dem spanlosen Glätten zusätzlich durch mindestens einen Querschliff bezogen auf die Bewegungsrichtung der Holzwerkstoffplatte entlang des Schleifwerkzeuges geschliffen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das spanlose Glätten der geschliffenen, ebenen Breitoberfläche durch Verdichten derselben mittels auf mindestens 150°C, vorzugsweise auf mindestens 180°C temperierter Walzen durchgeführt wird, wobei die Walzen von oben und unten gegen die Holzwerkstoffplatte gepresst werden.
Holzwerkstoffplatte, vorzugsweise Spanplatte, die mit einer glänzenden Laminatbeschichtung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Laminatbeschichtung als Direktbeschichtung auf eine spanlos geglättete Breitoberfläche der Holzwerkstoffplatte aufgebracht ist, wobei die Laminatbeschichtung einen Glanzgrad von mindestens 105, insbesondere von mindestens 110 und vorzugsweise von mindestens 115 Glanzeinheiten gemessen nach ISO 2813 mit einer 60°-Meßgeometrie aufweist.
Holzwerkstoffplatte nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einer Spanplatte gebildet ist.
Holzwerkstoffplatte nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einer Spanplatte gebildet ist, die Schichten unterschiedlicher Spanlängenverteilung aufweist, mit einer Mittelschicht, in der das Maximum der Spanlängenverteilung zwischen 8 mm und 15 mm liegt, und Deckschichten, in denen das Maximum der Spanlängenverteilung bei einer Spanlänge zwischen 3 mm und 8 mm liegt, wobei der Anteil der Späne mit einer Länge von weniger als 6 mm im Spanmaterial der Deckschichten mindestens 75 Gew.-%, insbesondere mindestens 80 Gew.-% und vorzugsweise mindestens 90 Gew.-% beträgt.
Holzwerkstoffplatte nach Anspruch 14 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einer Spanplatte gebildet ist, die Schichten unterschiedlicher Spandickenverteilung aufweist, mit einer Mittelschicht, in der das Maximum der Spandickenverteilung im Bereich von 1,0 mm bis 4,0 mm liegt, und Deckschichten, in denen das Maximum der Spandickenverteilung bei einer Spanndicke im Bereich von 0,1 mm bis 0,8 mm liegt, wobei der Anteil der Späne mit einer Dicke von weniger als 0,6 mm im Spanmaterial der Deckschichten mindestens 75 Gew.-%, insbesondere mindestens 80 Gew.-% und vorzugsweise mindestens 90 Gew.-% beträgt.
Holzwerkstoffplatte nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Bindemittelanteil in den Deckschichten der Holzwerkstoffplatte bezogen auf die absolut trockene Masse der Deckschichtspäne mindestens 10 Gew.-%, insbesondere mindestens 12 Gew.-% beträgt und vorzugsweise im Bereich von 15 bis 25 Gew.-% liegt.
Holzwerkstoffplatte nach einem der Ansprüche 14 oder 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einer Spanplatte gebildet ist, in deren Spanmaterial der Anteil von Spänen mit einer Dicke von weniger als 0,6 mm mindestens 50 Gew.-%, insbesondere mindestens 65 Gew.-% und vorzugsweise mindestens 80 Gew.-% beträgt.
Holzwerkstoffplatte nach einem der Ansprüche 14 oder 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einer Spanplatte gebildet ist, in deren Spanmaterial der Anteil von Spänen mit einer Länge von weniger als 8 mm mindestens 50 Gew.-%, insbesondere mindestens 65 Gew.-% und vorzugsweise mindestens 85 Gew.-% beträgt.