DE10329727A1 - Verbundplatte und Verfahren zur Herstellung einer Verbundplatte - Google Patents

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Abstract

Verbundplatte aus einer Konstruktionsplatte für den Möbel- und Baubereich mit grober, offenporiger und/oder poröser Oberflächenstruktur und mindestens einer zweiten Schicht auf mindestens einer Seite der Konstruktionsplatte für den Möbel- und Baubereich, die ein Verbundstoff ist, bestehend aus einem bahnartigen Trägermaterial, das mit härtbarem nicht vollständig gehärtetem Harz imprägniert ist und expandierbare thermoplastische Teilchen und ein Lösungsmittel mit einem Anteil von nicht mehr als 40 Gew.-% enthält, wobei die zweite Schicht und die Konstruktionsplatte für den Möbel- und Baubereich unter Einwirkung von Wärme und ggf. Druck miteinander verbunden sind und Unebenheiten und Fehlstellen der Konstruktionsplatte ausgeglichen werden.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Verbundplatte nach dem Patentanspruch 1.
  • Konstruktionsplatten für die Möbel- und Baustoffindustrie mit cellusoehaltigen Bestandteilen sind vor allem Holzwerkstoffplatten aber auch Vollholzplatten, Gipsfaser und Gipskartonplatten sowie Kaliciumsilicatplatten und dergleichen. Diese Platten werden für die verschiedensten Zwecke eingesetzt, etwa im Möbel- und Innenausbau, bei Innentüren, für Verpackungszwecke, im Bauwesen usw.. Poröse Holzwerkstoffplatten werden für Wärme- und Schalldämmzwecke eingesetzt.
  • Bei Holzwerkstoffplatten unterscheidet man unter anderem zwischen Holzspan- und Holzfaserplatten sowie OSB und Sperrholzplatten. Bei Holzfaserplatten wird zerfasertes Holz, beispielsweise durch Herstellung in einer hydrothermischen Vorbehandlung in einem Scheibenrefiner, nach Zugabe von synthetischem Bindemittel heiß verpreßt. Im Naßverfahren können Holzfaserplatten die inhärenten Verquerungseigenschaften des Faserstoffes verwenden, wobei die Faserverfilzung von Bedeutung ist. Bei Holzspanplatten werden Holzspäne mit Kondensationsharzen als Bindemittel, beispielsweise Harnstoff-Formaldehyd oder Melamin-Formaldehyd oder Phenol-Formaldehyd (Formaldehyd-Harze) oder Polyadditionsharze wie PMDI-Klebstoffe oder Abmischungen aus diesen Harzen, warm verpreßt. Größe, Form und Anordnung der Späne und die Menge des Kunstharzanteils können die Eigenschaften der Holzspanplatten variieren. Hochwertige Spanplatten werden mehrschichtig mit besonders feinen Deckspänen hergestellt.
  • Es ist auch allgemein bekannt, Holzwerkstoffplatten mit ein- oder mehrschichtigen Beschichtungen zu versehen, z.B. Melamin-Beschichtungen, Dekorfilmen, Funieren usw..
  • An Holzwerkstoffplatten werden je nach Anwendung die verschiedensten Anforderungen gestellt. So ist z.B. ihre Oberflächenqualität wesentlich für eine Oberflächenbeschichtung. Mechanische Eigenschaften wie Druckfestigkeit und Biegesteifigkeit sind für bestimmte Anwendungsfälle von Bedeutung. Ferner müssen die Holzwerkstoffplatten in bestimmten Anwendungsgebieten einer Bewitterung standhalten oder auf den Einsatz abgestimmte Feuchte-, Brand- oder Schallschutzeigenschaften aufweisen. Eine Beschichtung von Holzwerkstoffplatten erfolgt auch aus optischen Gründen, aber insbesondere, um mechanischen Beanspruchungen zu begegnen bzw. eine Schutzschicht vor Witterung- und Strahlungseinflüssen zu bilden sowie beispielsweise für Gerüstbauplatten mit Anti-Slip Beschichtungen sowie spezielle Betonschalungsplatten mit Releaseeigenschaften.
  • Insbesondere bei Holzwerkstoffplatten geringerer Dichte oder aus groben Partikeln, z.B. OSB, kommt es zu Fehlstellen an der Oberfläche. Oberflächen mit Fehlstellen können auch bei Sperrholzplatten entstehen, wenn minderwertige Furniere verwendet werden. Bei Holzwerkstoffplatten mit offenen Oberflächen reicht zumeist ein einziger Schleifprozeß nicht aus, um eine beschichtungsfähige Oberfläche zu erzielen. Zusätzlich zum Schleifprozeß müssen die Fehlstellen in der Oberfläche gefüllt werden, damit sich die Fehlstellen bei der nachfolgenden Beschichtung nicht durch den Beschichtungswerkstoff hindurch auf dem Oberflächenfinish abzeichnen, bzw. den Werkstoff auf eine Beschichtung vorzubereiten. Das Füllen derartiger Fehlstellen erfolgt z.B. durch Rakelanlagen, in denen die rohe Plattenoberfläche mit Spachtelmasse gefüllt wird. Nach dem Abtrocknen der Spachtelmasse erfolgt der Kalibrierschliff.
  • Damit Holzwerkstoffplatten beschichtungsfähig werden, erhalten diese in einer speziellen Schleifeinrichtung einen in der Regel beidseitigen Oberflächenschliff (Kalibrierschliff). Dieser Schleifvorgang hat das Ziel, Unebenheiten der Werkstoffplatte zu beseitigen, eine einheitliche Dicke sicherzustellen sowie die Oberflächenhaftung für den Beschichtungswerkstoff zu verbessern und die damit einhergehende ausreichende Qualität der fertig beschichteten Oberfläche zu gewährleisten.
  • Dem Prozeß des Kalibrierschliffs schließt sich eine Obenflächenveredelung in Form der Beschichtung mit den verschiedensten Materialien an. Man unterscheidet zwischen natürlichen und künstlichen Beschichtungswerkstoffen, die unter Zugabe von Druck und Temperatur in einer Preßeinreichtung mit der Holzwerkstoffplatte verpreßt werden.
  • Neben den erwähnten Nachteilen bei der Herstellung beschichteter Holzwerkstoffplatten treten weitere hinzu. So kann es durch thermische- und hygrische Formänderungen an der mit einer Finishbeschichtung belegten Oberfläche der Holzwerkstoffplatte mangels ausreichender Steifigkeit zu Rissen kommen, die zu einer Entwertung der Platte fuhren. Werden über den Beschichtungen Holzwerkstoffplatten mit einer strukturierten Oberfläche versehen, beispielsweise durch eine Prägeform, so ist die Prägetiefe auf die Dicke der Finishschicht begrenzt ansonsten wird die darunterliegende Oberfläche zerstört. Ferner kann es bei der spanenden Bearbeitung der beschichteten Holzwerkstoffplatte zu Materialausbrüchen in den Schnittkanten kommen.
    •
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde auf der Basis einer Konstruktionsplatte für den Möbel- und den Baubereich, insbesondere einer Holzwerkstoffplatte, eine Verbundplatte zu schaffen, welche die oben genannten Nachteile nicht aufweist und ohne aufwendige Maßnahmen mit einer gewünschten Oberfläche versehen und erforderlichenfalls hervorragend beschichtungsfähig ist.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
  • Die erfindungsgemäße Verbundplatte besteht aus mindestens zwei Schichten, z.B. einer Holzwerkstoffplatte mit grober, offenporiger und/oder poröser Oberflächenstruktur und mindestens einer zweiten Schicht. Die zweite Schicht ist auf mindestens auf einer Seite der Konstruktionsplatte aufgebracht. Sie besteht aus einem Verbundstoff, der seinerseits aus einem bahnartigen Trägermaterial besteht, das mit einem härtbaren nicht vollständig gehärteten Harz imprägniert ist und expandierbare thermoplastische Teilchen und ein Lösungsmittel mit nicht mehr als 40 Gew.-% enthält. Eine derartige zweite Schicht wird durch Hitze und ggf. durch Druck mit der Holzwerkstoffplatte verbunden.
  • Ein Verbundstoff, wie er in Patentanspruch 1 angegeben ist, ist allgemein aus der EP 0 647 182 B1 bekannt geworden. Er ist dafür gedacht, mit einem oder mehreren anderen Laminatmaterialien verbunden zu werden, beispielsweise einem geschäumten Kunststoff, einem gewebten oder nicht gewebten organischen oder anorganischen Fasermaterial, einem Streckmetall oder dergleichen. Dabei bildet der Verbundstoff die Kernschicht, während das andere Laminatmaterial auf die Kernschicht einseitig oder beidseitig aufgebracht wird. Das Aufbringen geschieht durch Warmpreßen, wobei der Halbfertigverbundstoff reagiert und die thermoplastischen Teilchen, beispielsweise Mikrokügelchen, expandieren und das Harz aushärtet. Die Erfindung sieht die Anwendung eines derartigen Verbundstoffes auf Konstruktionsplatten, insbesondere Holzwerkstoffplatten für den Möbel- und Baubereich vor, deren Eigenschaften und/oder deren Oberflächen dadurch signifikant verbessert werden.
  • Aufgrund seiner Eigenschaften ist der Verbundstoff auf der Oberfläche der Konstruktionsplatte selbstklebend, wobei während des Warmpressprozess der Verbundstoff wegen der eingelagerten thermoplastischen Teilchen aufschäumt. Mithin wird die zweite Schicht von einer bei Hitze aufschäumenden selbstklebenden und mit einem Trägermaterial bewehrten Bahn unter Einwirkung von Wärme und ggf. von Druck zu einer Beschichtung auf der Oberfläche der Konstruktionsplatte verpreßt. Die zweite Schicht nach der Erfindung kann als zusätzliche Lage auf die geschliffene oder ungeschliffene Oberfläche der Konstruktionsplatte aufgelegt werden. In der Presse erfolgt mithin unter Zugabe von Druck und Hitze das Verkleben und Aufschäumen des Verbundwerkstoffes, so daß nach Beendigung des Vorgangs eine geschlossene, kalibrierte und beschichtungsfertige Oberfläche in einem Arbeitsgang entsteht. Die Verbindung von Konstruktionsplatte, z.B. Holzwerkstoffplatte, und Verbundstoff kann in herkömmlichen druckgesteuerten Presseinrichtungen oder auch in weggesteuerten Presseinrichtungen erfolgen.
  • Auf die erfindungsgemäße Verbundplatte kann zusätzlich ein handelsüblicher Beschichtungswerkstoff (selbstklebend oder nicht selbstklebend) auf die zweite Schicht gelegt werden, so daß mit einem Preßvorgang eine geschlossene, kalibrierte und fertig beschichtete Oberfläche entsteht.
  • Bei der erfindungsgemäßen Verbundplatte bzw. bei dem Verfahren zu ihrer Herstellung ergeben sich weitere Vorteile:
    • – Auch sehr grobe Oberflächenstrukturen, z.B. bei Holzwerkstoffplatten, können ggf. ohne Vorhandlung eine Beschichtung erhalten, wobei die Oberfläche nach dem Aufschäumvorgang gute haptische Eigenschaften aufweist.
    • – Durch das Aufbingen der zweiten Schicht nach der Erfindung erhält die Verbundplatte eine verbesserte Zug- und Biegesteifigkeit. Ferner wird das Entstehen von Oberflächenrissen aufgrund thermischer oder hygrisch bedingter Formänderungen unterbunden.
    • – Die Bearbeitbarkeit der Verbundplatte wird vereinfacht. Kantenbruch bei spanender Bearbeitung, z.B. Formatierungsschnitten, wird verhindert.
    • – Durch das Aufbringen der Schicht nach der Erfindung wird eine Oberfläche erhalten, die mit einem beliebigen Material beschichtet werden kann, z.B. auch mit Metall oder Kunststoffen.
    • – Durch zusätzliches Einlegen weiterer Vliese, Gewebe oder dergleichen können die mechanischen Eigenschaften der Verbundplatte signifikant verbessert werden.
  • Durch das Aufbingen der erfindungsgemäßen zweiten Schicht läßt sich in großem Umfang eine gewünschte Oberflächenstruktur etwa durch Verpressen mit Prägewalzen oder Prägeblechen oder Negativformen herstellen, wobei die Prägetiefe die Dicke des Finishwerkstoffes übersteigen kann. Dies ist durch den Aufschäumprozeß der zweiten Schicht ermöglicht.
  • Lose kristalline Materialien, wie z.B. Quarzsand, können mit der zweiten Schicht auf die Holzwerkstoffplatte aufgebracht werden.
  • Direktes Beschichten mit handelsüblichen Flüssigbeschichtungen, z.B. Lacksystemen, ist möglich zur Herstellung fertiger Oberflächen. Es sind keine vorbehandelnden Schritte, z.B. Schleifen oder Grundieren, notwendig. Der Verbundstoff fungiert als Grundierfilm.
  • Bei der erfindungsgemäßen Verbundplatte dient die zweite Schicht als wasserabweisende Schicht.
    •
  • Nachstehend werden einige Beispiele für die erfindungsgemäße Verbundplatte angeführt:
  • Beispiel 1: Verbundstoff auf ungeschliffener OSB-Platte
  • Ausgangsstoffe:
    • Verbundstoff: Rohdichte 210 kg/m3, davon 55 kg/m3 Glasfaservlies, Feuchtegehalt ca. 12 %, Aufschäumkapazität 1 mm
    • OSB Holzwerkstoffplatte: ungeschliffen, Rohdichte ca. 650 kg/m3, Dicke 15 mm, Feuchtegehalt 6 – 12 % (in Abhängigkeit von Lagerdauer und -klima)
  • Pressparameter:
    • Druck: 1,0 N/mm2, Presszeit 90 sec, Temperatur 140 °C
  • Beispiel 2: Verbundstoff auf geschliffener OSB-Platte
  • Ausgangsstoffe:
    • Verbundstoff: Rohdichte 210 kg/m3, davon 55 kg/m3 Glasfaservlies, Feuchtegehalt ca. 12 %, Aufschäumkapazität 1 mm
    • OSB Holzwerkstoffplatte: geschliffen, Rohdichte ca. 650 kg/m3, Dicke 15 mm, Feuchtegehalt 6 – 12 % (in Abhängigkeit von Lagerdauer und -klima)
  • Anhand eines in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher erläutert werden.
  • Die einzige Figur zeigt im Schnitt einen Teil einer Verbundplatte nach der Erfindung.
  • Bei 10 ist in der Figur eine Holzwerkstoffplatte angedeutet, die eine Holzfaser- oder Holzspanplatte, eine OSB-Platte, eine Sperrholzplatte sein kann mit poröser bzw. unebener Oberfläche, wie bei 12 angedeutet. Auf die unebene und ggf. poröse Oberfläche 12 ist eine zweite Schicht 16 aufgebracht. Die zweite Schicht setzt sich zusammen aus einem bahnartigen Trägermaterial, hier ein Vlies, Gewirk oder Gewebe, wie bei 16 angedeutet, das mit einem härtbaren Harz imprägniert ist und in dem Mikrokügelchen 18 angeordnet sind, die bei Wärme expandieren. Ferner ist Lösungsmittel enthalten in einem Anteil von nicht mehr als 40 Gew.-%. Ein derartiger Verbundstoff ist in EP 0 647 182 B1 offenbart. Auf der zweiten Schicht 14 ist eine dritte Schicht 20 aufgebracht, beispielsweise zu Dekorzwecken, aus optischen Gründen oder dergleichen. Alle drei Schichten 10, 14 und 20 werden in einem Arbeitsgang durch Einwirkung von Wärme und ggf. durch Druck miteinander verbunden. Dabei härtet das teilweise ausgehärtete Harz aus und die Mikrokügelchen 18 expandieren. Auf diese Weise wird eine Verbundplatte mit gewünschter Oberfläche vorgegebener Dicke erhalten. Wie erkennbar, kann die Dicke in Grenzen variiert werden und naturgemäß nicht kleiner sein als die maximale Dicke der Holzwerkstoffplatte 10. Nach oben hin ist die Dicke begrenzt durch die mechanische Eigenschaft der zweiten Schicht 14. Die dritte Schicht 20 ist keine Notwendigkeit, vielmehr kann die Verbundplatte auch mit erster und zweiter Schicht eingesetzt werden. Es ist auch möglich, die zweite Schicht 14 auf beiden Seiten der Holzwerkstoffplatte 10 aufzubringen.
  • Die zweite Schicht 16 hat im fertigen Zustand eine maximale Dicke von 6 mm.

Claims (16)

  1. Verbundplatte aus einer Konstruktionsplatte für den Möbel- und Baubereich (10) mit grober, offenporiger und/oder poröser Oberflächenstruktur und mindestens einer zweiten Schicht (14) auf mindestens einer Seite der Konstruktionsplatte für den Möbel- und Baubereich (10), die ein Verbundstoff ist, bestehend aus einem bahnartigen Trägermaterial (16), das mit härtbarem nicht vollständig gehärtetem Harz imprägniert ist und expandierbare thermoplastische Teilchen (18) und ein Lösungsmittel in einem Anteil von nicht mehr als 40 Gew.-% enthält, wobei die zweite Schicht (14) und die Konstruktionsplatte für den Möbel- und Baubereich (10) unter Einwirkung von Wärme und ggf. Druck miteinander verbunden sind und Unebenheiten und Fehlstellen der Konstruktionsplatte ausgeglichen werden.
  2. Verbundplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Außenseite der zweiten Schicht (14) eine weitere Beschichtung (20) aufgebracht ist.
  3. Verbundplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der zweiten Schicht (14) mit einer vorgegebenen Oberflächenstruktur oder -Topographie versehen ist.
  4. Verbundplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schicht (14) Farbpigmente enthält.
  5. Verbundplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf die zweite Schicht eine Lackbeschichtung oder eine vergleichbare flüssige Beschichtung aufgebracht ist.
  6. Verbundplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schicht (14) Füllstoffe enthält.
  7. Verbundplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schicht (14) ein hydrophobierendes Material enthält.
  8. Verbundplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerbahn (16) ein Vlies, Gewirk, Gewebe oder ein anderer imprägnierbarer Stoff ist.
  9. Verbundplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die thermisch expandierenden Teilchen Mikrokügelchen (18) sind.
  10. Verfahren zur Herstellung einer Verbundplatte mit verbesserten Oberflächeneigenschaften mit den folgenden Schritten: einer Konstruktionsplatte für den Möbel- und Baubereich mit grober, offenporiger, unebener und/oder poröser Oberflächenstruktur und mindestens einer Verbundschicht, bestehend aus einem bahnartigen Trägermaterial mit härtbarem nicht vollständig gehärtetem Harz und expandierbaren thermoplastischen Teilchen und einem Lösungsmittel in einem Anteil von weniger als 40 Gew.-% werden unter Einwirkung von Wärme und ggf. Druck in einem Arbeitsgang verbunden wobei der Druck weg- oder druckgesteuert erzeugt werden kann und das Kalibrieren der Oberfläche ermöglicht.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß im gleichen Arbeitsgang eine weitere Beschichtung (20) auf die Verbundschicht aufgebracht wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Beschichtung nachträglich aufgebracht wird mittels eines herkömmlichen Klebstoffs.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Preßvorgang diskontinuierlich oder kontinuierlich erfolgt.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Konstruktionsplatte vor dem Preßvorgang erhitzt wird.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Konstruktionsplattevor dem Preßvorgang mechanisch behandelt, vorzugsweise geschliffen wird.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Lagen der Verbundschicht gleichzeitig oder nacheinander aufgebracht werden.
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