DE19502389A1 - Verfahren zum Erzeugen von strukturierten Schichten auf flächigen Trägermaterialien - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen von erhabenen Strukturen auf flächigen Trägermaterialien zur Kaschierung von Oberflächen, insbesondere in der Möbelfabrikation.

Span- oder Holzfaserplatten werden seit geraumer Zeit mit Trägermaterialien, die mit einem Holz- oder einem Phantasiedekor bedruckt sind, kaschiert. Mit dieser Verfahrensweise können relativ kostengünstig Möbel­ oberflächen hergestellt werden.

Es ist dabei üblich, auf diese Trägermaterialien Kunststoffolien bzw. Lack aufzubringen, um verschie­ denste Resistenzen und Oberflächenstrukturen aus zu­ bilden. Es kann eine Anpassung der Oberflächenvered­ lung an jeweilige Wünsche erfolgen. Die Trägerbahnen können aus verschiedenen Materialien, wie beispiels­ weise auf Zellulosebasis hergestellte, die mit den üblichen Imprägniermitteln durchtränkt sind bestehen. Es werden aber auch Kunststoffolien verwendet. Die Verwendung solcher Kaschiermittel hat sich durch die Verknappung und Verteuerung echter Furniere wesent­ lich erhöht.

Zur Imprägnierung bzw. zum Tränken werden Kunstharze, wie beispielsweise Aminoplaste, Phenolharze, Polye­ ster- und auch Melaminharze eingesetzt. Bei jeder Im­ prägnierung erfolgt das Benetzen des Imprägniergutes mit dem Imprägniermittel und anschließend erfolgt der Transport des Imprägniermittels in das Innere des Imprägniergutes hinein. Danach durchläuft die imprä­ gnierte beispielsweise eine Papierbahn einen Trocken­ kanal (übliches Trocknungsverfahren), um die Aushär­ tung der eingesetzten Harze zu bewirken. Im Anschluß daran wird ein Kunststoff bzw. ein Lack als Schutz­ schicht aufgebracht. Bei den bekannten Verfahren kann die Erzeugung von sichtbaren Strukturen nur durch mechanisches Prägen mittels Prägekalander, Doppel­ bandpresse oder Strukturgeber bzw. einen aufwendigen Schichtaufbau erreicht werden.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Erzeugung erhabener Strukturen auf flächigen Träger­ materialien zu schaffen und die Schichten neben einer optisch erfaßbaren auch eine haptisch erfaßbare Ober­ flächenstruktur aufweisen, die mit einer kleinen Auf­ tragsmenge des die Struktur bildenden Stoffes erzeug­ bar sind.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Verfah­ rensweise mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich mit der Nutzung der in den untergeordneten Ansprüchen genann­ ten Merkmale.

Mit dem erfindungsgemäßen Auftrag des Stoffes oder eines Stoffgemischs, der/das bei Erwärmung expan­ diert, kann eine strukturierte Oberfläche erzeugt werden, die insbesondere bei der Imitation von Holz­ strukturen zu erstaunlichen Effekten führen kann. So ist optisch und auch bei Berührung der Schichtober­ fläche eine große Ähnlichkeit zu echten Holzoberflä­ chen oder Furnieren erreichbar.

Besonders vorteilhaft ist es, daß bei dem eigentli­ chen Auftrag nur eine kleine Menge des die eigentli­ che Struktur bildenden Stoffes erforderlich ist.

Der/das die spätere Oberflächenstruktur bildende Stoff oder Stoffgemisch wird durch spezielle Druck­ verfahren bevorzugt im Tiefdruck in einer relativ kleinen Menge auf das Trägermaterial aufgetragen. Die Oberfläche der Walzen bestimmt dabei bereits weitest­ gehend die finale Struktur der Beschichtung. Dabei wird bereits mit der Gestaltung der Walzenoberfläche berücksichtigt, inwieweit der/das auf dem Trägermate­ rial aufgebrachte Stoff oder Stoffgemisch im Verlauf der weiteren Bearbeitung expandiert.

Die Walzenoberfläche kann über größere Bereiche ver­ fügen, die den Stoff oder das Stoffgemisch aufnehmen und einen entsprechend großflächigen Auftrag auf dem flächigen Trägermaterial bewirken. Lediglich die Be­ reiche, in denen eine Porenstruktur erreicht werden soll, bleiben von der Beschichtung ausgespart.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann aber auch in inverser Form dazu beschichtet werden, in dem die Oberflächenbereiche auf der Walze so gestaltet sind, daß die Porenstruktur erhaben auf der fertigen Schicht ausgebildet ist.

Nach dem Auftrag des bevorzugt in der gewünschten Farbe eingesetzten Stoffes oder Stoffgemisches wird ein Decklack aufgebracht. Dies kann durch übliche Lackierverfahren (vorzugsweise Rakel- oder Rasterwal­ zenauftrag) erfolgen. Um den Lack auszuhärten wird eine Erwärmung durchgeführt, die neben diesem Effekt gleichzeitig die Expansion des eigentlichen Beschich­ tungsmaterials aus löst und die erhabene Struktur der Beschichtung ausbildet.

Die Erwärmung wird im Bereich von 100°C bis 200°C, bevorzugt zwischen 130°C bis 150°C, durchgeführt. Sie kann in einem Durchlaufofen mit verschiedensten bekannten Heizmöglichkeiten durchgeführt werden. Es besteht aber auch die Möglichkeit, die Beheizung beim Durchführen der beschichteten Trägerbahn durch einen Kalander mit beheizten Walzen vorzunehmen.

Nach dem vollständigen Expandieren verfügt die Be­ schichtung über eine ausreichende Elastizität, die sich günstig auf die weitere Verarbeitung auswirkt.

Nachfolgend soll die Erfindung an einem Beispiel nä­ her beschrieben werden.

Auf eine Papierträgerbahn, die durch ein Walzenpaar geführt wird, wird mit einer Auftragswalze der Stoff, in der gewünschten Farbe eingefärbt, aufgebracht. Die Auftragswalze verfügt über Bereiche, in die der Stoff aufgenommen und bei Berührung mit der Papierbahn auf dieser mit der durch die Walzenoberfläche vorgegebe­ nen Struktur aufgedruckt wird.

Anschließend durchläuft die so beschichtete Papier­ bahn den Lackierbereich, in dem eine transparente Decklackschicht vollflächig aufgebracht und gleichzeitig mit der Trocknung der Decklackschicht ab ca. 100°C das Aufschäumen der Strukturschicht ausge­ löst wird.

Nach dem Trocknungs- und Aufschäumvorgang kann das fertig beschichtete Erzeugnis zur weiteren Verarbei­ tung versandfertig gemacht oder weiter mit einem Kle­ bemittel auf der anderen Seite der Trägerbahn be­ schichtet werden. Im Anschluß daran kann sie mit ei­ ner geeigneten Abdeckung transportsicher gemacht wer­ den.

Beim Endverbraucher ist eine problemlose Verarbeitung der beschichteten Trägerbahn, bevorzugt zur Kaschie­ rung von Oberflächen, insbesondere von Möbelstücken, möglich, die über eine verbesserte Oberflächenstruk­ tur gegenüber bekannten Erzeugnissen verfügt. Die Oberfläche bietet neben den verbesserten dekorativen Eigenschaften auch eine ausreichende Festigkeit und Abriebfestigkeit, so daß ein ausreichender dauerhaf­ ter Schutz des mit der beschichteten Trägerbahn ver­ sehenen Gegenstandes erreicht wird.

Als geeigneter Stoff bzw. ein solches Gemisch haben sich handelsübliche Schaumfarben erwiesen, bei denen es sich um eine Modifikation auf Basis von Kunstharz­ dispersionen (z. B. Vinylacetat-Copolymer-Acrylat) mit Mikroballons handelt. Eine farbliche Abtönung kann mit geeigneten Farbstoffen, bevorzugt mit Pigmentdis­ persionen, erfolgen. Der erhabene Effekt des fertigen Endprodukts ist durch die Formulierung der Schaumfar­ be und durch die insgesamt bzw. lokal aufgetragene Menge bestimmt. Hierbei spielt die Näpfchenstruktur und die Näpfchentiefe des verwendeten Druckzylinders eine wesentliche Rolle.

Der Stoff bzw. das Stoffgemisch kann aber auch aus einem geeigneten Bindemittel (z. B. Acrylatdis­ persion), Pigmentfarbstoff bzw. andere geeignete Farbstoffe, unexpandierte Mikrosphären und einem Ver­ dicker gebildet sein. Als solche Mikrosphären können kleine Polymerkugeln, in denen Gas (z. B. Isobutan) eingeschlossen ist, verwendet werden. Durch Tempera­ turerhöhung erweichen die Polymerschalen und mit der gleichzeitigen Erhöhung des Dampfdruckes des einge­ schlossenen Gases dehnen sich die Mikrokugeln um ein Mehrfaches aus und bewirken die gewünschte Volumen­ vergrößerung.

Der Mikrosphärenanteil kann dabei, je nach gewünsch­ tem haptischen Effekt, im Bereich zwischen 3 und 20% variieren.

Die Viskosität sollte so eingestellt werden, daß sie der herkömmlicher Tiefdruckfarben entspricht.

Nachfolgend soll das erfindungsgemäße Verfahren bei­ spielhaft beschrieben werden.

An das Bedrucken des Trägermaterials mit der ausge­ wählten Schaumfarbe schließt sich die Trocknung bei einer Temperatur, die 80°C nicht überschreiten soll­ te, an. Bei Einhaltung dieser Temperatur wird ein unerwünschtes vorzeitiges Expandieren vermieden.

Im Anschluß an diese Trocknung erfolgt die Lackierung mittels Rakel- bzw. Rasterwalzenauftrag oder einem anderen geeigneten Lackierverfahren.

Ist eine Doppellackierung vorgesehen, muß berücksich­ tigt werden, daß bei der Trocknung der ersten Lack­ schicht, die beispielsweise mit Rakel aufgetragen werden kann, 80°C nicht überschritten werden. Beim Auftrag der zweiten Schicht, beispielsweise mit einer Rasterwalze, sollte die maximale Trocknungstemperatur bei ca. 150°C liegen, um die Volumenvergrößerung auszulösen und gleichzeitig zu vermeiden, daß die Mikrosphären instabil werden und dann die erhabene Struktur wieder zerstört wird.

Die Verweilzeit im Trockner sollte mindestens 30 s betragen, um ein vollständiges Expandieren zu gewähr­ leisten.

Auf eine Papierträgerbahn wird mit dem erfindungsge­ mäßen Verfahren, der in der gewünschten Farbe einge­ färbte Stoff mit einer Auftragswalze aufgetragen, wenn sie durch ein Walzenpaar geführt wird. Die Auf­ tragswalze verfügt über Bereiche, in die der Stoff aufgenommen und bei Berührung mit der Trägerbahn auf dieser entsprechend der auf der Walzenoberfläche vor­ gegebenen Struktur aufgedruckt wird.

Nach diesem Auftrag durchläuft die vorbeschichtete Trägerbahn den Lackierbereich zum Auftragen einer beispielsweise transparenten Decklackschicht. Bei der Trocknung dieser Decklackschicht expandiert die vor­ her aufgetragene Schicht ab etwa 100°C und die erha­ bene Struktur wird ausgebildet.

Nach Trocknung und Aufschäumung kann das fertigbe­ schichtete Erzeugnis zur weiteren Verarbeitung ver­ sandfertig gemacht werden. Vorab kann jedoch ein Kle­ bemittel auf der anderen Seite des flächigen Träger­ materials aufgebracht werden, das anschließend mit einem geeigneten Abdeckmaterial transport- und hand­ habungssicher gemacht wird.

Die Verarbeitung beim Endverbraucher zur Kaschierung von Oberflächen, insbesondere von Möbelstücken, ist problemlos möglich. Das erfindungsgemäß hergestellte Erzeugnis weist gegenüber den bekannten Lösungen eine verbesserte Oberflächenstruktur, mit deutlich erhöh­ tem dekorativem Effekt auf. Festigkeit und Abriebfe­ stigkeit erreichen Werte, die einen ausreichend dau­ erhaften Schutz der beschichteten Trägermaterialien und der mit diesen geschützten Gegenstände gewährlei­ sten.

Claims (6)

1. Verfahren zum Erzeugen von erhabenen Strukturen auf flächigen Trägermaterialien zur Kaschierung von Oberflächen auf Möbelstücken, bei dem

• - mit einem geeigneten Druckverfahren ein die Struktur der Oberfläche bildender Stoff auf das Trägermaterial aufgebracht;
• - anschließend eine Lackdeckschicht aufgetra­ gen und
• - gleichzeitig mit dem Trocknen der Lackdeck­ schicht durch Temperaturerhöhung eine ir­ reversible Volumenvergrößerung des die Struktur bildenden Stoffes ausgelöst wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Trocknung und Volumenvergrößerung im Temperaturbereich zwischen 100°C und 200°C durchgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß für den die Struktur der Oberfläche bildenden Stoff ein bei Erwärmung expandierender Stoff oder ein solches Stoffgemisch verwendet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß der Stoff oder das Stoffgemisch nahezu vollflächig auf das Träger­ material, mit lediglich kleineren Aussparungen, eine eine Porenstruktur nachbildende Ober­ flächenstruktur hervorrufend, mit in großen Be­ reichen zur Aufnahme des Stoffes oder Stoffge­ misches ausgebildeten Druckzylindern aufgetragen wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß der Stoff oder das Stoffgemisch, eine eine Porenstruktur nachbil­ dende Oberflächenstruktur hervorrufend, aufge­ tragen wird, wobei die Poren durch kleine Berei­ che zur Aufnahme einer größeren Menge des Stoffes oder Stoffgemisches in den Druckzylindern vorgegeben werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß farbiger Stoff oder ein solches Stoffgemisch verwendet wird.