DE10240566A1

DE10240566A1 - Beschichtete Platte und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE10240566A1
Application number: DE2002140566
Authority: DE
Inventors: Sen Friedrich Schock
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-08-29
Filing date: 2002-08-29
Publication date: 2003-11-20

Abstract

Eine beschichtete Platte besteht aus einer Trägerplatte, auf die ein mit Harz getränkter Dekorträger aufgebracht ist, wobei als Harz ein schrumpffreies Epoxydharz verwendet wird, über das der Dekorträger fest mit der Oberfläche der Trägerplatte verbunden ist. Das Epoxydharz bildet auf der Außenseite des Dekorträgers die Außenschicht der Platte.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine beschichtete Platte, insbesondere eine Möbelplatte oder eine Bauplatte, sowie auf ein Verfahren zu ihrer Herstellung.
In der Druckschrift DE 39 25 665 C2 wird eine Möbelplatte mit einer Spanplatte als Trägerkörper beschrieben, die mit einer Beschichtung versehen wird, um den optischen Eindruck zu verbessern und um der Platte eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen äußere Einflüsse zu verleihen. Zum Beschichten wird auf die Spanplatte eine mit Melaminharz getränkte Dekorschicht aufgelegt, bei der es sich entweder um Dekorpapier oder um eine textile Schicht handelt, wobei über das Melaminharz eine Verbindung zur Oberfläche der Spanplatte hergestellt wird. Auf die Außenseite der Dekorschicht wird anschließend eine Kleberschicht aufgebracht, auf die eine Silikatglasplatte als Außenfläche der Möbelplatte aufgesetzt wird. Als Kleberschicht wird ein transparentes Reaktionsharz verwendet, welches zwar ein Durchscheinen der Dekorschicht erlaubt, beim Aushärten jedoch einer verhältnismäßig hohen Schrumpfung unterliegt, wodurch Probleme bei der Haftung der aufgesetzten Silikatglasplatte entstehen können. Die Schrumpfung kann auch die Dekorschicht zwischen Silikatglasplatte und Trägerplatte beeinflussen, wodurch der optische Eindruck beeinträchtigt werden kann.
Ein weiterer Nachteil liegt in der schlechten Verarbeitungsfähigkeit der beschichteten Möbelplatte, da für das Schneiden der Silikatglasplatte üblicherweise mit Wasser gekühlte Diamantwerkzeuge verwendet werden müssen, die sich nicht für die Bearbeitung der als Spanplatte ausgeführten Trägerplatte eignen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Mitteln eine beschichtete Platte zu schaffen, welche eine sehr widerstandsfähige Oberfläche aufweist, mit geringem Aufwand herzustellen ist, leicht zu bearbeiten ist und das Aufbringen verschiedenartiger Dekors erlaubt.
Dieses Problem wird bei einer beschichteten Platte mit den Merkmalen des Anspruches 1 und bei einem Verfahren zur Herstellung einer beschichteten Platte mit den Merkmalen des Anspruches 13 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.
Für die erfindungsgemäße Platte wird ein schrumpffreies Epoxydharz verwendet, mit welchem der Dekorträger getränkt wird, so dass sich das Epoxydharz sowohl auf der der Trägerplatte zugewandten Seite als auch auf der Außenseite des Dekorträgers befindet. Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass das Epoxydharz auf der Außenseite des Dekorträgers eine ausreichend harte und zugleich transparente sowie schrumpfmarkenfreie Oberfläche bzw. Außenschicht bildet, so dass die Notwendigkeit entfällt, eine Silikatplatte als Außenplatte aufzubringen. Die Epoxydharz-Außenschicht besitzt neben der ausreichend hohen Härte auch eine sehr glatte Oberfläche, an welcher Schmutzpartikel nur schlecht haften und die gut zu reinigen ist. Auf Grund des Entfallens der zusätzlichen Glasplatte ist die Platte mit den üblichen, in holzverarbeitenden Betrieben vorhandenen Werkzeugmaschinen zu bearbeiten; Sonderwerkzeuge wie zum Beispiel wassergekühlte Diamantwerkzeuge, welche zum Schneiden von Glasplatten erforderlich sind, werden nicht benötigt.
Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass die Beschichtung sehr dünn ist, so dass auch das Problem unterschiedlicher, thermisch bedingter Dehnungen in der Trägerplatte und in der Beschichtung, das auf unterschiedlich hohe Temperaturausdehnungskoeffizienten zurückzuführen ist, vernachlässigbar ist. Dies eröffnet auch die Möglichkeit, Platten sowohl nur einseitig als auch zweiseitig zu beschichten.
Als Dekorträger kann sowohl ein textiler Träger als auch ein Papierträger eingesetzt werden. Das schrumpffrei aushärtende Epoxydharz verändert die Struktur des Dekorträgers nicht, so dass auch aufwendig gestaltete Dekors, beispielsweise Dekors mit dreidimensionaler Struktur, im Dekorträger verwendet werden können und beliebige optische Erscheinungsbilder darstellbar sind. Der Dekorträger in der Mitte zwischen der inneren, zwischen Dekorträger und Trägerplattenoberfläche befindlichen Epoxydharzlage und der äußeren Epoxydharzlage wirkt außerdem als Armierung der Beschichtung, wodurch die Stabilität der Beschichtung erheblich gesteigert wird.
Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, dass auch nicht-plane Oberflächen von Trägerplatten mit geringem Aufwand beschichtet werden können und hierbei sämtliche positiven Eigenschaften der Beschichtung wie Kratzfestigkeit sowie glatte und glänzende Oberfläche erhalten bleiben.
In die Epoxydharz-Außenschicht kann zusätzlich ein transparentes Glasvlies eingebettet werden, welches vollständig in die Epoxydharz-Außenschicht integriert ist und vorteilhaft den gleichen Lichtbrechungsindex besitzt wie das Epoxydharz, so dass keine optischen Änderungen oder Beeinträchtigungen durch den Einsatz des Glasvlieses zu befürchten sind. Das Glasvlies bietet den Vorteil, dass insbesondere bei einem Dekorträger aus einem Naturmaterial dessen nach außen gerichtete Fasern nicht über die Oberfläche der ausgehärteten Epoxydharz-Außenschicht überstehen. Mit Hilfe des Glasvlieses kann eine vollkommen glatte Oberfläche erzielt werden.
Auf die Außenschicht aus Epoxydharz können Nanopartikel aufgebracht werden, die beispielsweise aus Silizium bestehen und die die Kratzfestigkeit der Außenschicht erheblich verbessern können. Die Transparenz der Außenschicht wird durch das Aufbringen der Nanopartikel nicht beeinträchtigt. Die Beschichtung mit Nanopartikeln kann entweder zeitgleich mit dem Aufbringen der Epoxydharzschicht oder nachträglich erfolgen.
Als Trägerplatte können verschiedenartige Materialien verwendet werden. Möglich ist neben der Verwendung von Spanplatten auch der Einsatz von Gipskartonplatten oder von MDF-Platten (middle density fibre board). All diese Materialien zeichnen sich durch eine gute Verarbeitungsfähigkeit aus.
Als Epoxydharz kann beispielsweise ein Laminierharz auf Basis von Bisphenol verwendet werden, dem üblicherweise ein Härter zugesetzt ist, der beispielsweise aus cycloaliphatischem Amin besteht. Diese Harze sind hochtransparent, sehr dünnflüssig und weisen nach dem Aushärten eine klebfreie und glänzende Oberfläche auf. Die Aushärtung verläuft praktisch schwundfrei. Die Viskosität liegt beim Härter zweckmäßig in der Größenordnung von 200 mPa.s und beim Epoxydharz bei 400 mPa.s, jeweils bezogen auf eine Temperatur von 25°C. Die Schlagzähigkeit beträgt vorteilhaft 27 kJ/m².
Zur Verbesserung der Hafteigenschaften können dem Epoxydharz Silane zugefügt werden, wodurch insbesondere die Haftung auf der Trägerplatte verbessert wird.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer beschichteten Platte wird zunächst auf die Trägerplatte der mit Epoxydharz getränkte Dekorträger aufgelegt, anschließend wird auf den getränkten Dekorträger eine Trennplatte aufgesetzt, wobei entweder auf Grund des Eigengewichtes der Trennplatte ein Druck auf die Epoxydharzschicht ausgeübt wird, welcher eine gleichmäßige Verteilung des Harzes und ein Entweichen eventuell vorhandener Lufteinschlüsse bewirkt, oder gegebenenfalls auch von außen zusätzlich ein Druck auf die Trennplatte aufgebracht wird. Das Aufbringen der Trennplatte sorgt für eine glatte, ebene und glänzende Oberfläche.
Die Herstellung der Beschichtung erfolgt in einem einstufigen, geschlossenen Prozess, bei welchem der Härtungsprozess des Epoxydharzes als Polyaddition erfolgt. Die Aushärtung geschieht nahezu geruchlos. Da die Tränkung und Verklebung des Dekorträgers auf die Trägerplatte in einem einzigen Arbeitsgang erfolgt, wird im Vergleich zum Stand der Technik ein Zeitgewinn bei der Herstellung erzielt. Jegliches nachträgliches Schleifen und Polieren entfällt.
Zur Verbesserung der Fließeigenschaften und Herabsetzung der Viskosität kann das Epoxydharz beim Aufbringen auf 30°C-50°C, insbesondere auf 30°C-35°C erwärmt werden.
Gemäß einem vorteilhaften Verfahren zum Aufbringen der Beschichtung wird die Trägerplatte mit dem aufgelegten Dekorträger und einer auf den Dekorträger aufgesetzten Glasplatte zwischen zwei Walzen hindurch gezogen, wodurch ein die Oberfläche wirkender Druck erzeugt wird. Die Glasplatte weist bevorzugt eine lediglich geringe Dicke auf und besitzt ein Mindestmaß an Biegsamkeit, so dass die Glasplatte gebogen zwischen die Walzen eingeführt werden kann und vor den Walzen mit der Plattenoberfläche einen Winkel einschließt, in welchem eine Harzförderdüse zum blasenfreien Aufbringen des Epoxydharzes angeordnet werden kann.
Die Beschichtung der Platte ist trotz der hohen Härte zugfest sowie biegsam und erlaubt dadurch auch die Schaffung und Gestaltung von abgerundeten Kanten, die insbesondere nach dem Aufbringen der Beschichtung durch Biegung der Platte erzeugt werden können.
Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:
Fig. 1 einen Schnitt durch eine beschichtete Platte sowie eine Trennplatte, welche zur Erzielung einer planen und glatten Oberfläche auf die beschichtete Seite der Platte aufgesetzt wird,
Fig. 2 einen Schnitt durch eine beschichtete Platte mit einem in die äußere Epoxydharzschicht integrierten Glasvlies,
Fig. 3 eine Ansicht auf eine Einrichtung zur Herstellung einer beschichteten Platte.
Die in Fig. 1 im Schnitt dargestellte Platte 1 umfasst eine Trägerplatte 2, auf deren Oberfläche eine Beschichtung 3 aufgebracht ist, welche aus einem Dekorträger 4 und beidseitig des Dekorträgers aufgebrachten Epoxydharz-Kleberschichten 5 und 6 besteht. Die Trägerplatte 2 kann aus einem Holzwerkstoff bestehen, bei dem es sich beispielsweise um eine Spanplatte handelt. Alternativ hierzu ist auch der Einsatz einer Gipskarton- oder Gipsfaserplatte oder einer Trägerplatte aus MDF (middle density fibre board) möglich. Bei der Platte 1 handelt es sich insbesondere um eine Möbelplatte oder um eine Bauplatte.
Die Beschichtung 3 kann auf eine Seite oder auch auf beide Seiten der Trägerplatte 2 aufgebracht werden. Die Beschichtung wird in einem einstufigen Prozess durchgeführt, indem der Dekorträger 4 vollständig mit dem Epoxydharz getränkt und auf die Oberfläche der Trägerplatte 2 aufgelegt wird. Anschließend wird eine Trennplatte 7 auf die Beschichtung 3 mit Druck aufgesetzt, wodurch eine gleichmäßige Verteilung des Epoxydharzes in den Schichten 5 und 6 zu beiden Seiten des Dekorträgers 4 erreicht wird und insbesondere eine glatte und plane Oberfläche in der Außenschicht 6 erzielt wird. Nach dem Aushärten erreicht man eine ebene, kratzfeste und widerstandsfähige Oberfläche in der Beschichtung 3. Das Epoxydharz kann auch unter Vakuum luftblasenfrei aufgebracht werden, beispielsweise mittels einer Harzinjektion. Zum Aufbringen wird das Epoxydharz vorteilhaft zur Reduzierung der Viskosität und zur Beschleunigung der Härtung durch Polyaddition auf eine Temperatur von etwa 30°C bis 50°C erwärmt.
In die Trennplatte 7 sind Entlüftungsöffnungen 8 eingebracht, über die Gaseinschlüsse in den Kleberschichten sowie im Dekorträger entweichen können. Die auf die Beschichtung 3 aufzusetzende Seite der Trennplatte 7 kann mit Nanopartikeln beschichtet sein, um eine Verklebung mit dem Epoxydharz zu vermeiden (Release-Effekt). Die Trennplatte 7 besteht beispielsweise aus Glas, kann gegebenenfalls aber auch aus Metall oder Kunststoff gefertigt sein.
Die Kleberschichten 5 und 6 weisen zweckmäßig eine vorgegebene Mindestdicke auf, welche beispielsweise in einer Größenordnung von Millimeterbruchteilen liegt, beispielsweise 0,1 mm bis 0,5 mm. Zum Erreichen der gewünschten Mindestdicke der Kleberschichten 5 und insbesondere auch der außen liegenden Kleberschicht 6 kann gegebenenfalls beim Aufbringen der Beschichtung 3 eine zusätzliche Menge an Epoxydharz beigegeben werden. Die Gesamtstärke der Beschichtung 3 beträgt vorzugsweise nicht mehr als 1 mm und liegt insbesondere im Bereich bis 0,5 mm.
Bei dem Dekorträger 4 kann es sich entweder um eine textile Schicht, die beispielsweise aus Seide, Viskose, Baumwolle oder aus Metallfasern besteht, oder um eine Papierschicht handeln.
Auf die Oberfläche der Außenschicht 6 können - gegebenenfalls nachträglich - ebenfalls Nanopartikel aufgebracht werden, welche insbesondere aus Silizium bestehen, wodurch die Kratzfestigkeit der Außenschicht nochmals erhöht wird.
Das in Fig. 2 gezeigte Ausführungsbeispiel entspricht demjenigen aus Fig. 1, jedoch mit dem Unterschied, dass in die Epoxydharz-Außenschicht 6 ein Glasvlies 9 eingebettet ist, das transparent ist und den gleichen Lichtbrechungsindex wie das Epoxydharz aufweist. Eventuell vom Dekorträger nach außen abstehende Fasern werden von dem Glasvlies 9 aufgenommen bzw. von diesem am Überstehen über die Oberfläche der Platte gehindert. Das Glasvlies 9 ist vollständig in die Außenschicht 6 des Epoxydharzes integriert und bildet einen Teil der Außenschicht. Das Glasvlies weist beispielsweise eine Dicke von 0,1 mm auf.
In Fig. 3 ist eine Einrichtung zur Herstellung einer beschichteten Platte dargestellt. Die Einrichtung umfasst zwei Walzen 10 und 11, die gegensinnig umlaufen und zwischen denen die Platte 1 hindurchgezogen wird. Vor dem Eintritt in den Zwischenraum zwischen den beiden Walzen 10 und 11 wird über eine Harzförderdüse 12 das Epoxydharz auf die Oberseite der Platte 1 bzw. des Dekorträgers 4 aufgebracht. Das Epoxydharz wird in einen Spalt 13 gefördert, der über die Breite der Platte 1 zwischen der Plattenoberfläche und der Trennplatte 7 gebildet ist, welche vor dem Eintritt zwischen die Walzen 10 und 11 nach oben gebogen ist und gegenüber der Plattenebene einen Winkel einschließt. Zu diesem Zweck besteht die Trennplatte 7 aus einem dünnen, biegsamen Glas mit einer Stärke von etwa 1 mm bis 2 mm, welches ohne Bruchgefahr bis zum Erreichen des erforderlichen Winkels von beispielsweise 30° gebogen werden kann. Alternativ kann auch ein biegsames Blech mit der Stärke von 0, 3 mm bis 2 mm eingesetzt werden, bei dem es sich beispielsweise um ein hochglanzpoliertes Nickelblech handeln kann.
Der Spalt 13 zwischen Plattenoberfläche und Trennplatte 7 ist zweckmäßig vollständig sowie blasenfrei von dem aus der Harzförderdüse 12 austretenden Epoxydharz ausgefüllt, das sich nach dem Einziehen zwischen die Walzen 10 und 11 und aufgrund des von den Walzen ausgeübten Druckes senkrecht zur Plattenebene sowie der Beaufschlagung über die Trennplatte 7 gleichmäßig über die Plattenoberfläche verteilt. Der auf der Trägerplatte 2 aufliegende Dekorträger 4 wird gleichmäßig und vollständig mit dem Epoxydharz getränkt, wobei sowohl unterhalb - zwischen Dekorträger 4 und Trägerplatte 2 - als auch oberhalb des Dekorträgers sich eine Epoxydharzschicht ausbildet. Das Aufbringen des Harzes kann unter Normalbedingungen erfolgen; eine Vakuumumgebung ist nicht erforderlich.
Die Platte 1 ist von einer umlaufenden Dichtung 14 eingefasst, wobei eine Dichtlippe 15 der Dichtung 14 über den oberen Plattenrand übersteht und dadurch verhindert, dass dünnflüssiges Epoxydharz über den Plattenrand fließt und nicht mehr für die Bildung der Epoxydharzschicht auf der Plattenoberfläche zur Verfügung steht. Die Dichtung 14 und die Dichtlippe 15 sind sehr dünnwandig und biegsam ausgeführt, was zur Folge hat, dass beim Durchziehen zwischen den beiden Walzen 10 und 11 die nach oben überstehende Dichtlippe 15 aufgrund des Druckes der Walzen und der Trennplatte horizontal abgebogen und gegebenenfalls abgeschert wird.
Nachdem die Platte 1 zwischen den Walzen 10 und 11 hindurchgezogen worden ist, haftet die Trennplatte 7 aufgrund von Adhäsionskräften zum Epoxydharz fest auf der Platte 1. Über die Biegsamkeit der Trennplatte können großflächige Abweichungen der Plattenoberfläche von einer idealen Ebene von der Trennplatte ausgeglichen werden. Nach dem Aushärten des Harzes wird die Trennplatte 7 entfernt, wobei eine gegebenenfalls aufgebrachte Beschichtung der Trennplatte mit Nanopartikeln eine besonders glatte Oberfläche bewirkt und das Lösen von der Platte 1 erleichtert.

Claims

1. Beschichtete Platte, insbesondere Möbelplatte oder Bauplatte, mit einer Trägerplatte (2), auf die ein mit Harz getränkter Dekorträger (4) aufgebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Harz ein schrumpffreies Epoxydharz ist, über das der Dekorträger (4) fest mit der Oberfläche der Trägerplatte (2) verbunden ist und das auf der Außenseite des Dekorträgers die Außenschicht (6) der Platte (1) bildet.

2. Platte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Epoxydharz transparent ist.

3. Platte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Dekorträger (4) ein textiler Träger ist.

4. Platte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Dekorträger (4) aus Papier besteht.

5. Platte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Außenschicht (4) aus Epoxydharz Nanopartikel aufgebracht sind.

6. Platte nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Nanopartikel aus Silizium bestehen.

7. Platte nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte (2) eine Spanplatte oder eine Sperrholzplatte ist.

8. Platte nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte (2) eine Gipskartonplatte ist.

9. Platte nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte (2) eine MDF-Platte (middle density fibre board) ist.

10. Platte nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Epoxydharz ein Laminierharz auf Basis von Bisphenol ist.

11. Platte nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass dem Epoxydharz ein Härter aus cycloaliphatischem Amin beigemischt ist.

12. Platte nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass dem Epoxydharz zur Verbesserung der Hafteigenschaften Silane zugefügt sind.

13. Verfahren zur Herstellung beschichteter Platten nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei dem auf eine Trägerplatte (2) ein mit Epoxydharz getränkter Dekorträger (4) aufgelegt und auf den getränkten Dekorträger mit Druck eine Trennplatte (7) aufgesetzt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Trennplatte (7) mit Entlüftungsöffnungen (8) verwendet wird.

15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Expoxydharz auf 30°C bis 50°C erwärmt wird.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte (2) gemeinsam mit dem getränkten Dekorträger (4) und der aufgesetzten Trennplatte (7) zwischen zwei Walzen (10, 11) hindurchgezogen wird.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass als Trennplatte (7) eine biegsame Glasplatte mit einer Dicke von 1 mm bis 2 mm verwendet wird.

18. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass als Trennplatte (7) eine biegsame Platte aus Blech, insbesondere aus hochglanzpoliertem Nickelblech, mit einer Dicke von 0,3 mm bis 2 mm verwendet wird.

19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennplatte (7) vor dem Eintritt zwischen die beiden Walzen (10, 11) gegenüber der Plattenebene hochgebogen und in den Spalt zwischen Platte (1) und Trennplatte (7) das Epoxydharz eingebracht wird.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Platte (1) von einer umlaufenden Dichtung (14) eingefasst ist, wobei eine Dichtlippe (15) vor dem Eintritt zwischen die beiden Walzen (10, 11) über den oberen Plattenrand übersteht.