DE202005000556U1

DE202005000556U1 - Bahnförmige Beschichtungsfolie

Info

Publication number: DE202005000556U1
Application number: DE200520000556
Authority: DE
Original assignee: Kunz Holding GmbH and Co KG
Current assignee: Wkp Wuerttembergische Kunststoffplatten-Werke De
Priority date: 2005-01-13
Filing date: 2005-01-13
Publication date: 2005-05-04
Anticipated expiration: 2015-01-14
Also published as: EP1836351A1; US20100040841A1; WO2006074754A1; CA2594376A1

Abstract

Bahnförmige, zum Aufbringen auf einen Träger, insbesondere Fußboden-, Tür- oder Möbelaußenfläche, ausgebildete, dekorative und in einem aufgerollten oder aufrollbaren Zustand vorliegende Beschichtungsfolie mit
– einer dekorativ bedruckten Trägerschicht (10) aus Papier und/oder Kunststoff und
– einer auf der Trägerschicht aus einem wässrigen Auftrag gebildeten, ein strahlenhärtendes, jedoch bevorzugt kein thermisch härtendes Harz in unvernetztem Zustand sowie einen abrasiven, bevorzugt anorganischen Füllstoff aufweisenden, getrockneten Basisschicht (12).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine bahnförmige, zum Aufbringen auf einen Träger, etwa eine Fußboden-, Tür- oder Möbelaußenfläche, ausgebildete Beschichtungsfolie, die zum Überlackieren mit einem strahlenhärtenden Lack zum Herstellen einer kratzfesten Oberflächenbeschichtung geeignet ist.
Aus dem Stand der Technik sind dekorative Beschichtungsfolien, etwa in Form von sogenannten Finish-Folien, allgemein bekannt; sie werden da beispielsweise zum Herstellen von Möbeln verwendet und ausnahmsweise zur Herstellung von Laminatfußböden.
Insbesondere in diesem Einsatzgebiet bzw. für die Beschichtung von anderen, stark beanspruchten Flächen wie etwa im Küchen- oder industriellen Produktionsbereich kommt es besonders auf die Abriebfestigkeit einer mit einer Beschichtungsfolie erzeugten Beschichtung an. Aus dem Stand der Technik sind dabei Vorgehensweisen bekannt, bei welchen für Laminatfußböden korundhaltige, duroplastische Harze verwendet werden; der Korund ist entweder in einem (ansonsten füllstofffreien) Papierträger enthalten, der dann mit Melamin-Formaldehyd-Harz getränkt wird, oder geeignete Papiere werden mit korundhaltigen Harzen imprägniert (siehe hierzu etwa die DE 195 08 797 C1 ). Nach dem Aufpressen der Harzfilme mit einem darunter liegenden, ebenfalls mit Harz imprägnierten (und typischerweise bedruckten) Papier auf eine Trägerplatte erhält man einen dekorativen Werkstoff mit abriebfester, duroplastischer Beschichtung.
Eine alternative Vorgehensweise zum Herstellen von abriebfesten Beschichtungen ist in der DE 42 19 446 offenbart: In strahlenhärtende Bindemittel werden Füllstoffe (meist Korund) eingebracht, wobei die Bindemittel dann flüssig auf einen Träger aufgebracht werden. Nach einer Vernetzung durch Bestrahlung mittels UV- bzw. Elektronenstrahlen wer den die Korundpartikel fest in das vernetzte Bindemittel eingebunden, so dass die gewünschte Beschichtung mit hoher Abriebfestigkeit entsteht.
Allerdings eignen sich die beiden vorbeschriebenen Vorgehensweisen aus dem Stand der Technik nur bedingt und unter bestimmten Voraussetzungen für die Herstellung von beliebig kaschierfähigen und ummantelungsfähigen (d.h. hoch flexiblen) folienartigen Beschichtungen. Beschichtungen mit duroplastischen und strahlenvernetzten Bindemitteln sind nämlich insbesondere bei größeren Schichtdicken und hoher Vernetzungsdichte sehr spröde. Zudem sind die auf die vorstehend beschriebene Weise hergestellten Beschichtungen, sofern sie in Folienform vorliegen, nicht plan, sondern neigen unerwünscht zu starkem Einrollen (Schüsseln), so dass eine spätere Weiterverarbeitung deutlich erschwert ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine dekorative Beschichtungsfolie als Ausgangsmaterial (Halbzeug) für einen nachfolgenden Lackier- bzw. Beschichtungsprozess mit einer Deckschicht (Topcoat) zu schaffen, wobei eine so erzeugte Beschichtung herausragende Eigenschaften im Hinblick auf Abriebfestigkeit aufweisen soll.
Die Aufgabe wird durch die Beschichtungsfolie mit dem Merkmal des Hauptanspruchs gelöst; vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
In erfindungsgemäß vorteilhafter Weise wird Gebrauch gemacht von einer für die Basisschicht verwendeten, wässrig aufgetragenen Masse, welche Harze aufweist, die strahlenhärtend (strahlenhärtbar) sind (im Rahmen der vorliegenden Erfindung soll als „strahlenhärtend" solches Harz verstanden werden, welches mit Hilfe von Elektronenstrahlen vernetz- und härtbar ist -- ESH -- oder durch Bestrahlung mit UV-Licht, wobei hier ggf. Photoinitiatoren zuzugeben sind), physikalisch trocknen, jedoch nicht thermisch aushärten.
Ein derartiges Bindemittelsystem als Basisschicht im Rahmen der vorliegenden Erfindung sorgt vorteilhaft zum einen dafür, dass die die Abriebfestigkeit bewirkenden Füllstoffe (z.B. Korund) mit hoher Bindewirkung gehalten werden können, gleichzeitig eignet sich eine solche Beschichtung jedoch zusätzlich zum äußerst haftfähigen Auftragen einer Deckschicht (Decklack), wobei eine dadurch ermöglichte Strahlenvernetzung durch zwei Schichten (Basisschicht und zusätzliche Deckschicht) für eine gute Haftung sorgt. Ferner ermöglicht der vorteilhaft zusätzlich einzusetzende Decklack, dass die Korundschicht vollständig abgedeckt ist.
Schließlich zeichnet sich die erfindungsgemäß eingesetzte Basisschicht durch hohe Transparenz aus, so dass die auf der unterliegenden Trägerschicht aus Papier oder Kunststoff gebildete dekorative Bemusterung (z. B. ein Aufdruck) in hoher Bildqualität nach Fertigstellung der Beschichtung sichtbar bleibt.
Im Rahmen einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung werden (mittlere bis grobe) anorganische Füllstoffe, insbesondere Korundpartikel einer Körnigkeit von 5 bis 70 μm eingesetzt, um die Voraussetzung für eine spätere, hochgradig abriebfeste Schichtanordnung in Verbindung mit einer geeigneten Deckschicht zu schaffen.
Durch die vorliegende Erfindung wird in vorteilhafter Weise das Basismaterial (Halbzeug) für eine Beschichtung erreicht, welche sich günstig für weitere Herstellungsschritte eignet: Nicht nur weist diese (gerade gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Produkten) deutlich erhöhte Flexibilitätseigenschaften auf (so dass auch problematische Kaschieraufgaben, wie etwa die Ummantelung von Profilleisten oder Möbelteilen, problemlos und ohne Brüche bzw. Risse realisiert werden können), auch ist das erfindungsgemäße Verfahrensprodukt außerordentlich plan und neigt nicht zum nachteiligen Ein- bzw. Aufrollen. Nicht zuletzt aus diesem Grunde bietet es sich weiterbildungsgemäß auch an, die erfindungsgemäße Beschichtungsfolie (vor einem weiterbildungsgemäßen Auftragen einer Deckschicht) rückseitig mit einer geeigneten Siegel- bzw. Heißklebeschicht zu versehen, so dass diese dann, etwa durch Bügeln oder dergleichen, problemlos auf einem gewünschten Kaschierungsträger (z.B. einer zu beschichtenden Holzplatte) aufgebracht werden kann.
Da zudem, im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten abriebfesten Oberflächen, durch eine Beschichtung auf der Basis der vorliegenden Erfindung entweder die Abriebeigenschaften deutlich verbessert sind, oder aber Produkte mit vergleichbaren Abriebeigenschaften eine deutlich größere Schichtdicke (mit den damit verbundenen Nachteilen der Sprödigkeit und fehlenden Eignung für Flexibilität erfordernde Beschichtungen) aufweisen würde, steht zu erwarten, dass durch die vorliegende Erfindung der abriebfesten Beschichtung völlig neue Einsatz- und Anwendungsgebiete erschlossen werden. In diesem Zusammenhang ist dann festzustellen, dass, nicht zuletzt aufgrund der durch die relativ dünnen Schichten realisierten Materialersparnisse, Kostenreduzierungen in den Herstellungskosten möglich sind, welche die Größenordnung von 20% erreichen.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der einzigen Zeichnung; diese zeigt in
1 den schematischen Schichtaufbau der dekorativen Beschichtungsfolie gemäß einer ersten, bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit zusätzlich nach einem nicht gezeigten Kaschieren aufgebrachter Deckschicht.
Der in der 1 gezeigte bahnförmige Träger weist eine typischerweise 35 bis 90 Mikrometer dicke Lage aus bedrucktem Papier als Trägerschicht 10 auf. Die Bedruckung ist unmittelbar auf der Papierschicht 10 aufgebracht. Darauf ist eine Basisschicht 12 gebildet. Während die Basisschicht 12 zum Erreichen einer maximalen Abriebfestigkeit formuliert ist und abrasive, anorganische Füllstoffe (insbesondere Al₂O₃ sowie SiO2) aufweist, dient eine später (insbesondere nach einem Auf kaschieren der Anordnung aus Träger- und Basisschicht auf eine geeignete Oberfläche) aufzubringende Deckschicht unter anderem der Versiegelung der Basisschicht und bestimmt die weiteren Oberflächeneigenschaften, insbesondere Glanzgrad, Haptik und Oberflächenstruktur.
Die Basisschicht, mit ansonsten bekannten Beschichtungsaggregaten als Walzenauftrag, mittels Schlitzdüse oder Koma-Rakel mit einer typischen Schichtdicke zwischen etwa 10 und 100 Mikrometern aufgetragen, weist wässrige strahlenhärtende Harze zwischen 22% und 95% (im Beispiel: 40%) sowie anorganische Füllstoffe in Form der oben angegebenen abrasiven Stoffe sowie zusätzlich Farbpigmente (z.B. TiO₂) im möglichen Bereich zwischen 10% und 70%, im Ausführungsbeispiel ca. 60%.
Eine typische Rezeptur zur Herstellung des Beschichtungsmaterials für die Basisschicht 12 könnte etwa wie folgt realisiert werden:

– 60 Teile wässriges strahlenhärtendes Harz (IRR 395, 40%ig)
– 40 Teile Füllstoff (Plakor 30).

Zur Realisierung der Erfindung als Halbzeug würde nunmehr die getrocknete Anordnung (allerdings ohne Deckschicht wie in 1 gezeigt) und in unvernetztem Zustand der Basisschicht 12 geeignet aufgerollt werden und so zur Weiterbearbeitung bereitstehen, etwa durch Auf kaschieren und späteres Aufbringen einer Deckschicht.
In der Weiterverarbeitung des erfindungsgemäß hergestellten Produktes kann dann die Deckschicht aus einem strahlenhärtenden Bindemittel, das entweder vollständig lösungsmittelfrei sein kann, oder aus einer strahlenhärtenden, wässrigen Dispersion bestehen. Geeignete Harze für die Deckschicht sind Polyesteracrylate, Epoxyacrylate oder Urethanacrylate, wobei diese zur Verbesserung der Kratzfestigkeit in ihrer molekularen Struktur durch sogenannte Nanopartikel modifiziert sein können.
Ein typisches strahlenhärtbares Harzprodukt zur Realisierung der Deckschicht ist z.B. Ebecryl 1016. Der Auftrag erfolgt wiederum durch bekannte Beschichtungsmöglichkeiten, etwa Walzen-, Schlitzdüsen- oder Rakelauftrag, wobei das Auftragen nach einem Auf kaschieren, in einem gesonderten Schritt, offline und insbesondere in einer separaten Beschichtungsanlage erfolgt. Das darauffolgende Härten der Deckschicht durch Bestrahlung (UV- bzw. Elektronenstrahlen) bewirkt zusätzlich das Aushärten der strahlenhärtbaren Komponenten der Basisschicht, wobei im Fall der Härtung mit UV-Strahlung geeignete Photoinitiatoren den strahlenhärtbaren Komponenten zugesetzt sind.
Die so erzeugte Folienanordnung auf der Basis der erfindungsgemäßen Beschichtungsfolie als Halbzeug zeichnet sich durch sehr hohe Abriebfestigkeit, jenseits von 1.500 Umdrehungen, üblicherweise jenseits von 2.500 U (Methode S42 entsprechend Norm EN 13329) aus.

Claims

Bahnförmige, zum Aufbringen auf einen Träger, insbesondere Fußboden-, Tür- oder Möbelaußenfläche, ausgebildete, dekorative und in einem aufgerollten oder aufrollbaren Zustand vorliegende Beschichtungsfolie mit – einer dekorativ bedruckten Trägerschicht (10) aus Papier und/oder Kunststoff und – einer auf der Trägerschicht aus einem wässrigen Auftrag gebildeten, ein strahlenhärtendes, jedoch bevorzugt kein thermisch härtendes Harz in unvernetztem Zustand sowie einen abrasiven, bevorzugt anorganischen Füllstoff aufweisenden, getrockneten Basisschicht (12).
Beschichtungsfolie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die flüssig oder pastös aufgetragene Basisschicht (12) in einer Schichtdicke zwischen 10 und 100 μm wässrig aufgetragen wurde und/oder in einer solchen Schichtdicke aufgetragen wurde, dass die Basisschicht im getrockneten Zustand eine Dicke zwischen 20 und 70 μm aufweist.
Beschichtungsfolie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die strahlenhärtenden Harze der Basisschicht ein wässriges Gemisch aus großmolekularen und kleinmolekularen Präpolymeren sind, wobei bevorzugt die Partikelgröße der abrasiven Füllstoffe an eine Schichtdicke der Basisschicht (12) angepasst ist.
Beschichtungsfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerschicht eine trockene Bahn ist, die aus der Gruppe bestehend aus vorimprägniertem Papier mit thermischem oder strahlenvernetzbarem Bindemittel, Kunststofffolie, Holz furnier, Faserstoffbahn und/oder flexiblem Paneelensubstrat, ausgewählt wurde.
Beschichtungsfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisschicht so getrocknet ist, dass die mit der Trägerschicht verbundene Basisschicht eine Restfeuchte von unter 1 % aufweist und/oder die mit der Basisschicht beschichtete Trägerschicht klebfrei und wickelfähig vorliegt.
Beschichtungsfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch einen thermisch reaktiven Kleber auf der der Basisschicht entgegengesetzten Seite der Trägerschicht, wobei der Kleber ein Auftragsgewicht im Bereich zwischen 10 und 20 gr./m², bevorzugt 15 bis 20 gr./m², aufweist und/oder der Kleber eine Reaktionstemperatur < 160°C, bevorzugt < 100°C, aufweist.
Beschichtungsfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisschicht zum Überlackieren mit einem mittels ionisierender Strahlen zusammen mit der Basisschicht vernetzbaren strahlenhärtenden Lack, insbesondere UV- oder ESH-Lack, ausgebildet ist.
Beschichtungsfolie nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Basisschicht Photoinitiatoren zugesetzt sind.
Beschichtungsfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der abrasive Füllstoff Korund und/oder Quarzmehl aufweist, insbesondere eine Körnung im Bereich zwischen 5 μm und 70 μm mittlere Korngröße.
Beschichtungsfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtungsfolie zum Auf kaschieren auf plattenförmige Holz- und/oder Kunststoffwerkstoffe ausgebildet ist.
Beschichtungsfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtungsfolie zum Herstellen von Fußböden, insbesondere flexiblen Fußbodenelementen, Arbeitsplatten, Türen, Fensterbänken, Möbeln, Oberflächen von Küchen oder von industriellen oder Labor-Umgebungen ausgebildet ist.