DE102013007429A1

DE102013007429A1 - Verwendung einer angeätzten PET-Folie zur Herstellung einer Oberflächenfolie oder Prägematrize mit Texturierung

Info

Publication number: DE102013007429A1
Application number: DE102013007429.0A
Authority: DE
Inventors: Heinz Haller
Original assignee: Sueddekor GmbH
Current assignee: Surteco GmbH
Priority date: 2013-04-29
Filing date: 2013-04-29
Publication date: 2014-10-30
Anticipated expiration: 2033-04-30
Also published as: DE102013007429B4

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung einer an mindestens einer Oberfläche angeätzen Polyethylenterephthalat-Folie (PET-Folie) zur Herstellung einer Oberflächenfolie mit Texturierung oder einer Prägematrize mit Texturierung.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung einer an mindestens einer Oberfläche angeätzen Polyethylenterephthalat-Folie (PET-Folie) zur Herstellung einer Oberflächenfolie mit Texturierung oder einer Prägematrize mit Texturierung.
Aus dem Stand der Technik sind dekorative Laminate bekannt, die häufig beispielsweise zur Herstellung von Laminatfußböden oder als Oberflächenmaterial für Wände, Decken oder Möbelstücke wie Schränke, Kommoden oder ähnliches verwendet werden können. Derartige dekorative Laminate bestehen üblicherweise aus einem Substrat, einem Dekorpapier/-film, einer darauf aufgebrachten Oberflächenschicht und gegebenenfalls weiteren funktionellen Schichten. Die Oberflächenschicht soll dabei das Laminat, insbesondere den Dekorfilm, vor Abrieb schützen. So wird beim klassischen Laminatboden ein Melaminharz-imprägniertes Overlaypapier als Oberflächenschicht verwendet.
Auch die Herstellung von naturauthentischen Laminaten ist in den Bereichen Kunststoff- und Laminatfußböden bekannt. Derartige naturauthentische Laminate zeichnen sich dadurch aus, dass das Laminat eine dreidimensionale Oberflächenstruktur/Texturierung aufweist, die insbesondere synchron zum Druckbild des Laminats verläuft, so dass beispielsweise eine zu einer Holz- oder Steinoberfläche authentische Optik und Haptik entsteht. Die Oberflächenstruktur/Texturierung wird dabei durch eine strukturierte oberste Harz- oder Lackschicht erzielt.
Weiter sind aus dem Stand der Technik Verfahren bekannt, um derartige Oberflächenstrukturen bzw. Texturierungen in der obersten Harz- oder Lackschicht herzustellen. So beschreibt beispielsweise EP 2 146 805 B1 ein Verfahren, in dem eine nicht-ausgehärtete Harz- oder Lackschicht auf Folien oder Papiere als Träger aufgebracht und anschließend mit einer Strukturwalze in Kontakt gebracht wird. Während des Kontakts mit der Strukturwalze wird dabei der Lack oder das Harz ausgehärtet, so dass sich die dreidimensionale Oberflächenstruktur dauerhaft in die Harz- oder Lackschicht auf dem Träger überträgt. Ein derartig strukturierter Träger, der auf der Rückseite vorzugsweise ebenfalls geätzt ist, kann dann als Oberflächenfolie in einem Laminat oder versehen mit einer, für den Zweck geeigneten Trennschicht, als Prägematrize dienen.
Im vorstehenden Verfahren hat es sich jedoch gezeigt, dass oftmals die Haftung verschiedener Harze und/oder strahlenhärtender Lacke auf dem Träger ungenügend ist, so dass sich ein Teil des Harzes oder Lacks in der strukturierten Walze ablegt und dort aushärtet. Dies hat zur Folge, dass sich ab der darauffolgenden Umdrehung der Strukturwalze ein sich wiederholender Oberflächendefekt auf der Trägeroberfläche abzeichnet. Im Extremfall können die in der Walze abgelegten Verunreinigungen nur durch aufwendiges Entchromen und Neuverchromen der Strukturwalze entfernt werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Substrat zur Verwendung in der Herstellung einer Oberflächenfolie, umfassend das Substrat und eine Beschichtung, mit Texturierung oder zur Verwendung in der Herstellung einer Prägematrize, umfassend das Substrat und eine Trennbeschichtung, mit Texturierung bereitzustellen, das gegenüber den zur Beschichtung verwendeten Harzen und/oder Lacken eine hervorragende Benetzung und Haftung aufweist, so dass im Herstellungsverfahren der Oberflächenfolie bzw. der Prägematrize keine Ablagerung des Harzes oder Lacks auf eine im Strukturierungsverfahren verwendete Strukturwalze erfolgt.
Diese Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen gekennzeichneten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gelöst.
Insbesondere wird erfindungsgemäß die Verwendung einer an mindestens einer Oberfläche angeätzen Polyethylenterephthalat-Folie (PET-Folie) zur Herstellung einer Oberflächenfolie mit Texturierung, wobei die Oberflächenfolie die PET-Folie und eine Beschichtung umfasst, oder zur Herstellung einer Prägematrize mit Texturierung, wobei die Prägematrize die PET-Folie und eine Trennbeschichtung umfasst, bereitgestellt. Für die Verwendung als Oberflächenfolie wird bevorzugt die beidseitige Ätzung vorgesehen, da dadurch die Haftung der Folienrückseite zu einem Kleber oder Harz (Melaminharz) möglich ist. Während für Oberflächenfolien die beidseitige Anätzung bevorzugt ist, genügt für Prägematrizen die einseitige Anätzung.
Erfindungsgemäß wird unter dem Begriff ”Oberflächenfolie” eine Folie verstanden, die als Oberflächenfolie in einem Laminat verwendet werden kann und dabei das Laminat, insbesondere einen Dekorfilm, vor Abrieb schützt. Die Oberflächenfolie umfasst dabei die angeätzte PET-Folie und eine Beschichtung. Bei Herstellung eines Laminats wird die Oberflächenfolie mit einem Substrat, beispielsweise mit einem duroplastischen Substrat bei erhöhter Temperatur und Druck verpresst, wobei das Laminat weitere funktionelle Schichten (z. B. einen Dekorfilm), sowohl zwischen der Oberflächenfolie und dem Substrat als auch an den Außenseiten davon, umfassen kann.
Des Weiteren wird erfindungsgemäß unter dem Begriff ”Prägematrize mit Texturierung” eine texturierte/oberflächenstrukturierte Folie verstanden, wobei die Prägematrize die angeätzte PET-Folie und eine Beschichtung umfasst. Die Prägematrize kann dazu verwendet werden, die Texturierung/Oberflächenstruktur der Prägematrize auf ein anderes Substrat mit aushärtbarer Beschichtung zu übertragen. Dazu wird beispielsweise ein nicht-ausgehärtetes Harz oder Lack auf ein Substrat aufgetragen und darauf anschließend die Prägematrize aufgebracht, so dass sich das nicht-ausgehärtete Harz oder Lack mit der texturierten Oberfläche der Prägematrize in Kontakt befindet. Nach Aushärtung des Harzes bzw. Lacks durch beispielsweise Strahlung oder Wärme wird die Prägematrize von dem Substrat abgezogen, so dass der ausgehärtete Lack bzw. das ausgehärtete Harz auf dem Substrat verbleibt und ein Negativbild der Oberflächenstruktur der Prägematrize aufweist.
Erfindungsgemäß wird unter dem Begriff ”anätzen” das teilweise Abtragen von Material in Form von Vertiefungen auf mindestens einer Oberfläche der PET-Folie durch Anwendung eines Ätzreagenzes verstanden, wodurch sich die Oberflächenspannung und die Rauigkeit der PET-Folie erhöht. Unter Ätzung wird hierbei die Oberflächenstrukturierung mit chemischen Ätzmitteln verstanden. Mechanische Verfahren, wie z. B. Lasern, werden hierin nicht darunter verstanden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Anätzung durch Behandlung mit Trichloressigsäure. Bei dieser Anätzung wird zusätzlich gefällte Kieselsäure (SiO_x) verwendet, welche dann in die Oberfläche eingebaut wird, die Oberfläche aufraut und eine poröse Schicht erzeugt. Als Folge dieser Oberflächenbehandlung der PET-Folie wird die Oberflächenspannung vorteilhafterweise auf bis zu 65 dyn/cm erhöht, z. B. messbar mit handelsüblichen Testtinten oder Teststiften. Ein derartiges Anätzen mit Trichloressigsäure ist beispielsweise in EP 1 270 698 B1 bei der Herstellung doppelseitiger Klebebänder beschrieben.
Die angeätzte PET-Folie wird erfindungsgemäß zur Herstellung einer Oberflächenfolie bzw. Prägematrize verwendet, die jeweils die PET-Folie und eine Beschichtung, insbesondere einer Beschichtung aus gehärtetem Lack und/oder Harz, umfassen und texturiert sind. In diesem Zusammenhang bedeutet ”texturiert”, dass die Oberflächenfolie bzw. Prägematrize in der Beschichtung eine dreidimensionale Oberflächenstruktur mit Erhebungen und/oder Vertiefungen aufweisen, die beispielsweise durch Inkontaktbringen der nicht-ausgehärteten Beschichtung auf der PET-Folie mit einer Strukturwalze und Aushärten der Beschichtung gebildet werden können, ähnlich wie beispielsweise in EP 2 146 805 B1 beschrieben. Die Texturierung der Oberflächenfolie bzw. Prägematrize kann dabei beispielsweise die Haptik von naturauthentischen Belägen, wie zum Beispiel Holz oder Stein, nachahmen. Die Beschichtung der angeätzten Oberfläche der PET-Folie kann beispielsweise durch wässrige, lösemittelhaltige oder strahlenhärtende, lösemittel- und wasserfreie Lacke und/oder Harze geschehen. Die Lacke und/oder Harze können dabei beispielsweise durch Walzen, Gießen, Sprühen oder Drucken aufgebracht werden.
Durch das Anätzen der mindestens einen Oberfläche der PET-Folie, insbesondere bei Verwendung von Trichloressigsäure in Gegenwart von gefällter Kieselsäure (SiO_x), haften Lacke und Harze vorteilhafterweise durch Verankerung in der angeätzten Oberfläche hervorragend auf der PET-Folie. Insbesondere wässrige Lackdispersionen und hochvernetzende, strahlenhärtbare Lacke, deren Haftung auf PET-Folien schwierig ist, zeigen eine hervorragende Adhäsion.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Beschichtung ein gehärteter Lack. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der gehärtete Lack mindestens ein strahlengehärteter Lack, besonders bevorzugt gehärtet durch UV-Licht und/oder Elektronenstrahlen. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der strahlengehärtete Lack ein Polyurethanacrylatlack. Durch den Lack wird vorteilhafterweise eine hervorragende Kratzfestigkeit, Scheuerfestigkeit und Chemikalienresistenz der Oberflächenfolie und bei Zugabe von Trennadditiven eine Prägematrize erzielt. Solche Trennadditive sind einem Fachmann bekannt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst der Lack weiter antibakterielle, antistatische und/oder photokatalytische Additive. Beispielsweise kann durch Zugabe von ca. 1% eines antibakteriellen Additivs eine antibakterielle Eigenschaft der lackierten Oberfläche erzielt werden. Erfindungsgemäß kann auch eine photokatalytische Schicht auf den Lack aufgedruckt sein, wobei die Druckfarbe vorzugsweise von 7 bis 15 Gew.-%, vorzugsweise 10 Gew.-% nanoskalige TiO₂-Pigmente enthält. Durch Zugabe von Antistatika (beispielsweise ca. 0,5% eines quartären Ammoniumsalzes) in den Lack wird eine effiziente antistatische Ausrüstung der Produktoberfläche erreicht.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die PET-Folie auf der angeätzten Oberfläche, die nicht mit einer Beschichtung versehen ist, mit einem Konterdruck versehen. Durch einen derartigen dekorativen Konterdruck kann vorteilhafterweise bei der Herstellung eines dekorativen Laminats, welches die erfindungsgemäße Oberflächenfolie umfasst, auf einen zusätzlichen Dekorfilm zur dekorativen Gestaltung des Laminats verzichtet werden.
Die Dicke der Beschichtung der Oberflächenfolie bzw. der Prägematrize unterliegt erfindungsgemäß keiner besonderen Einschränkung. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Beschichtung eine Schichtdicke von 10 μm bis 200 μm, bevorzugt von 50 μm bis 150 μm, besonders bevorzugt von 70 bis 100 μm, auf. Die Dicke der Beschichtung ist abhängig von der Strukturtiefe und der Anwendungsbereiche. Bei der Anwendung im Fußbodenbereich sind Schichtdicken größer 50 μm bevorzugt. Das spezifische Gewicht der Lacke ist ca. 1 g/cm³, d. h. 10 g/m² entsprechen 10 μm.
Die Dicke der erfindungsgemäß verwendeten PET-Folie unterliegt keiner besonderen Einschränkung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die PET-Folie eine Dicke von 12 μm bis 120 μm, besonders bevorzugt von 50 bis 100 μm, auf. Die Dicke der Folie ist abhängig vom Einsatz des Produkts. Prägematrizen sollen teilweise bis zu 100 Mal eingesetzt werden, was eine besondere mechanische und thermische Stabilität der Folie erforderlich macht. Für die Verwendung zur Herstellung von Oberflächenfolien werden vorteilhaft Folien mit Dicken im Bereich von 30 bis 50 μm, vorzugsweise etwa 35 μm, eingesetzt, während für die Verwendung zur Herstellung von Prägematrizen Folien mit Dicken vom 60 bis 100 μm, vorzugsweise 70 bis 80 μm, eingesetzt werden.
Die oben beschriebene PET-Folie eignet sich hervorragend zur Herstellung einer Oberflächenfolie bzw. Prägematrize mit Texturierung, da die angeätzte PET-Folie eine hervorragende Benetzung und Haftung zu der Beschichtung mit Harz(en) oder Lack(en) aufweist und so keine Ablagerungen auf einer aufgebrachten Strukturwalze zur Strukturprägung des Harzes bzw. Lacks zurückbleiben. Dadurch ist die angeätzte PET-Folie, die zudem sehr reißfest ist, für eine Vielzahl von verschiedensten Harz- und/oder Lacksystemen einsetzbar. Zudem ist die PET-Folie UV-durchlässig, so dass ein beschichtetes Harz oder ein beschichteter Lack durch die PET-Folie in Kontakt zu einer Strukturwalze mittels Strahlung aushärtbar ist, um so die Oberflächenstruktur der Walze zu übernehmen.
Überraschend weist die durch die erfindungsgemäße Verwendung einer angeätzten PET-Folie hergestellte Oberflächenfolie in einem Laminatverbund mit einem duroplastischen Substrat vorteilhafterweise eine ausgezeichnete Haftung (Adhäsion) zum duroplastischen Substrat auf. Zudem zeichnet sich die Oberflächenfolie durch eine ausgezeichnete Kratzfestigkeit, hohe Transparenz und Flexibilität aus. Da die erfindungsgemäße Oberflächenfolie beim Verpressungsprozess verformbar ist und kein Schmelzen des Oberflächenmaterials bis zu Temperaturen von 220°C auftritt, findet die Oberflächenfolie eine vielseitige Anwendung und kann problemlos beispielsweise in HPL-, CPL, KT- und CDPL-Prozessen verwendet werden, wie sie dem Fachmann aus dem Stand der Technik bekannt sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2146805 B1 [0004, 0013]
EP 1270698 B1 [0012]

Claims

Verwendung einer an mindestens einer Oberfläche angeätzen Polyethylenterephthalat-Folie (PET-Folie) zur Herstellung einer Oberflächenfolie mit Texturierung, wobei die Oberflächenfolie die PET-Folie und eine Beschichtung umfasst.
Verwendung einer an mindestens einer Oberfläche angeätzen Polyethylenterephthalat-Folie (PET-Folie) zur Herstellung einer Prägematrize mit Texturierung, wobei die Prägematrize die PET-Folie und eine Trennbeschichtung umfasst.
Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die mindestens eine Oberfläche der PET-Folie mit Trichloressigsäure in Gegenwart von gefällter Kieselsäure (SiO_x) angeätzt ist.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Beschichtung mindestens ein strahlengehärteter Lack ist.
Verwendung nach Anspruch 4, wobei der mindestens eine strahlengehärtete Lack ein Polyurethanlack ist.
Verwendung nach Anspruch 4 oder 5, wobei der strahlengehärtete Lack weiter antibakterielle, antistatische und/oder photokatalytische Additive umfasst.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die PET-Folie auf der Oberfläche, die nicht mit einer Beschichtung versehen ist, mit einem Konterdruck versehen ist.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Beschichtung eine Schichtdicke von 10 μm bis 200 μm aufweist.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die PET-Folie eine Dicke von 12 μm bis 100 μm aufweist.