DE2201302B2 - Verfahren zum Beschichten eines Substrats - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten eines Substrats mit einem Beschichtungsmaterial aus
einer dem Substrat unmittelbar zugewandten thermoplastischen Folie und gegebenenfalls einer oder
mehreren Folie(n) auf der dem Substrat abgewandten Seite der thermoplastischen Folie unter Zuhilfenahme
einer kontinuierlich arbeitenden Pressse, die eine von einem Druckband teilweise umschlungene beheizte
Walze aufweist, und bei dem das Substrat und das Beschichtungsmateria· in den Spalt zwischen der
beheizten Walze und dem Druckband eingeleitet werden, wobei die Folie oder die Folien der beheizten
Walze zugewandt ist bzw. sind und die thermoplastische Folie und das Substrat während des Durchlaufs durch
die Presse von der Walze her auf eine den Verbund ermöglichende Verbundtemperatur erwärmt werden.
In der Bundesrepublik Deutschland ist eine Presse zur
Beschichtung von Spanplatten mit thermoplastischen Folien in Benutzung, die zwei Preßplatten aufweist,
zwischen die eine Spanplatte gebracht wird, auf die eine Folie aus thermoplastischem Kunststoff aufgelegt ist.
Die obere Preßplatte wird unter hohem Druck auf die mit der Folie aus thermoplastischem Kunstoff belegte
Spanplatte gepreßt und gleichzeitig auf eine Temperatur aufgeheizt, bei der der Kunststoff plastisch wird.
Nach einer genügenden Preßdauer wird der Kunststoff plastisch und fließt aufgrund des Druckes in die Poren
der Oberfläche der Spanplatte und verbindet sich mit hl>
dieser.
Da die Temperatur, bei der der Kunststoff plastisch wird und auf die entsprechend die obere Preßplatte
erwärmt werden muß, oberhalb des Siedepunktes von Wasser liegt, verdampft die in der Spanplatte
unvermeidbare Restfeuchtigkeit und erzeugt einen Dampfdruck, der beim Entlasten der oberen Preßplatte
gegen die Kunststoffolie drückt und diese von der Spanplatte abreißt, so daß sich insgesamt Blasen bilden.
Aus diesem Grunde wird die obere Preßphitte bei dor bekannten Presse vor dem Öffnen gekühlt, so daß kein
Dampfdruck und damit keine Blasenbildung entsteht. Diese bekannte Presse ist nicht nur wegen ihrer
diskontinuierlichen Arbeitsweise kompliziert und lohnaufwendig, sie erfordert außerdem zum Betrieb einen
beträchtlichen Energieaufwand wegen des bei jeder Pressung neu erforderlichen Aufheizens und Abkühlens.
Durch die DE-PS 92 84 57 ist ein Verfahren zur Oberflächenveredlung von Schichtkörpern aus Holz,
z.B. Holzspanplatten, bekannt. Bei diesem Verfahren wird jeweils auf eine aus der Heißpresse mit einer
Temperatur von 100 bis 165° kommende Holzspanplatte eine mit Härter versetzte Lösung eines härtbaren
Harzes aufgesprüht. Das in der Harzlösung enthaltene Lösungsmittel verdampft rasch, so daß ein klebriger
Harzüberzug entsteht, auf den gefärbte oder bedruckte Faserstoffbahnen aufgebracht und mittels Walzen
angepreßt werden. Man läßt die Klebschicht trocknen und die Platte sich auf ungefähr Raumtemperatur
abkühlen. Danach erfolgt in einem weiteren Verfahrensschritt die Härtung und Verdichtung der aufgebrachten
Schichten in einer üblichen Flachpresse bei der nötigen Härtetemperatur von 120 bis 165°. Bei diesem
bekannten Verfahren handelt es sich also um die zuvor beschriebene übliche Beschichtungstechnik, bei der das
Pressen und Aushärten nicht kontinuierlich und in einer Flachprcsse mit den damit verbundenen Nachteilen der
Blasenbildung und des Energieaufwandes erfolgt.
Durch die DE-OS 16 29 307 ist eine Vorrichtung zum Herstellen bzw. Kaschieren von Kunststoffbahnen
bekannt, bei der die miteinander zu verbindenden, teilweise ungehärteten und noch flüssigen bzw. gelförmigen
K-jnststoffschichten über einen kreisförmig gebogenen Stütztisch geleitet werden, gegen dessen
Oberfläche diese Schichten durch ein Band gedrückt werden. Im Bereich des Stütztisches befindet sich eine
Quanten- und /oder Teilchenstrahlungsquelle, die den zur Herstellung des Kunststoffs nötigen chemischen
Prozeß beschleunigen soll. Solche Kalanderanlagen zur Herstellung, Aushärtung oder Vulkanisierung von
Kunststoffbahnen sind bisher zur Beschichtung von dünnen Holzspanplatten nicht eingesetzt worden, sie
sind dafür auch ungeeignet, da die angewendeten Drücke in keiner Weise den bei der Beschichtung von
Holzplatten nötigen Preßdrücken entsprechen. Es handelt sich praktisch nur um Andrückungen mit
geringen Preßdrücken, um die äußerst nachgiebige Gelmasse oder den bei Hitze weichen Kunststoff in
Form zu halten.
Durch die GB-PS 1049 584 ist ein Verfahren der eingangs genannten Art bekannt. Es dient zum
Beschichten eines Bleches mit einem nichtthermoplastischen Polytetrafluoräthylen unter Zwischenlage einer
Schicht eines thermoplastischen Copolymers, bei dem ein Druck und eine Temperatur angewandt werden, bei
der das thermoplastische Copolymer plastisch oder flüssig ist und sich mit dem Substrat verbindet. Da es um
die Beschichtung von Blech geht, treten Probleme wie bei Spanplatten, z. B. die Möglichkeit, daß Dampf oder
Dampfblasen entstehen, nicht auf. Diese Literaturstelle weist aber einen Weg, wie man für das Aufbringen eines
thermoplastischen Materials auf ein Substrat notwendige Wärme und notwendigen Druck auch kontinuierlich
ausüben kann und Substrate auch kontinuierlich mit einem thermoplastischen Kunststoff beschichten kann.
Durch die Zeitschrift »Kunststoffe«, Bjnd 55, 1965,
Heft 3, Seiten 194—196, ist das Vergüten von HoIzwerkstoffüberflächen
mit Thermoplastoberflachen grundsätzlich bekannt. Das beschriebene Verfahren wird mit den üblichen Flachpressen durchgeführt, in die
die zu beschichtenden Spanplatten und eine aufgelegte Thermoplastfolie unter Zwischenlage von Zulageblechen
eingeführt werden. Unter Druckanwendung erfolgt eine völlige Durchwärmung des gesamten
eingebrachten Materials über eine Zeitdauer von zwei Minuten. Aufgrund der unvermeidbaren Restfeuchte im
Holz der Spanplatte entsteht hierbei ein Dampfdruck, der beim öffnen der Presse in der Lage ist, die
aufgepreßte thermoplastische Folie abzuheben, wodurch Dampfblasen entstehen. Daher wird dieses
bekannte Verfahren nur dann in der Praxis mit Erfolg anwendbar sein, wenn ebenso wie bei der eingangs
beschriebenen Presse eine Kühlung der beschichteten Spanplatte bis unter den Siedepunkt des Wassers
erfolgt, was einen beträchtlichen Zeitaufwand und Energieverlust bedeutet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art so auszugestalten,
daß es für das Beschichten von dünnen Spanplatten geeignet ist, ohne daß die Gefahr einer
Dampfblasenbildung besteht und unnötig Wärme verbraucht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei Einsatz von dünnen Spanplatten als Substrat bei
dem eingangs beschriebenen Verfahren die Durchlaufzeit durch die Presse und/oder die Temperatur der
Walze so gewählt werden, daß die Verbundtemperatur erst kurz vor Ablauf der Durchlaufzeit erreicht und nur
die Oberfläche der Spanplatte entspechend erwärmt wird.
Durch die erfindungsgemäße Lehre wird eine völlige Durchwärmung der Spanplatte vermieden. Die Spanplatte
wird nur in dem der Folie unmittelbar benachbarten Bereich auf die zur Verbindung erforderliche
Temperatur gebracht, während die von der Verbindungsfläche weiter entfernten Teile der Spanplatte
kühler bleiben, wodurch eine Wärmeeinsparung und eine Verringerung der Gefahr einer Dampfblasenbildung
erzielt wird.
Die Erwärmung der thermoplastischen Folie und der angrenzenden Oberfläche der Spanplatte erfolgen wie
bei dem Verfahren, von dem ausgegangen ist, durch Kontakt mit der Oberfläche der beheizten Walze, also
von dieser her. Die Temperatur der thermoplastischen Folie und der angrenzenden Oberfläche der Spanplatte
steigt bei Durchwandern des Umschlingungsbereichs an, dessen Länge nun unter gleichzeitiger Bemessung
der Durchlaufgeschwindigkeit so bemessen ist, daß die nötige Verbundtemperatur erst im Bereich des Endes
der Durchlaufzeit, also auch am Ende des Spaltes zwischen Walze und Druckband, erreicht wird, bei der t>o
das Material der thermoplastischen Folie ausreichend plastisch wird, damit es aufgrund der Pressung durch das
unter Spannung stehende Band in die Poren der Oberfläche der Spanplatte eintritt und sich großflächig
mit der Oberfläche der Spanplatte verbindet. μ
Wegen der Zuführung der Wärme von der Folienseite her und des inneren Wärmewiderstandes der Spanplatte
ergibt sich ein Temperaturgefälle in der Spanplatte, mit dem die unterhalb der Verbundtemperatur und insbesondere
auch unterhalb des Siedepunktes von Wassei
liegenden Temperaturen in der Spanplatte entfernt von dem Verbundbereich verbunden sind. Das Temperaturgefälle
in der Spanplatte ist dann besonders groß, wenn die Temperatur der Walze verhältnismäßig hoch ist.
Erst durch die gemäß der Erfindung getroffenen Maßnahmen ist das bekannte kontinuierliche Verfahren
für das Beschichten von dünnen Spanplatten geeignet, und damit sind die Vorteile dieses Verfahrens —
Vereinfachung und Erhöhung der Arbeitsgeschwindigkeit — für das Beschichten von Spanplatten nutzbar
gemacht worden.
Dickentoleranzen der Spanplatte werden durch das nachgiebige Druckband aufgefangen und ausgeglichen.
Der Vorteil des Ausgleichs von Dickentoleranzen beim erfindungsgemäßen Verfahren macht sich besonders bei
dünnen Spanplatten bemerkbar, deren Nachgiebigkeit wegen ihrer geringen Dicke nur gering ist.
Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß bei mehreren Folien zwischen
zwei Folien aus thermoplastischem Kunststoff ei; e Bahn aus Papier oder Gewebe eingelagert wird. Das
Papier kann bedruckt und als Dekorschicht ausgebildet sein und ist dann durch eine weitere Schicht aus
thermoplastischer Folie abgedeckt.
Eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß der Preßdruck am Ende
der Durchlaufzeit kurzfristig erhöht wird. Durch diese kurzzeitige Erhöhung läßt sich eine Verbesserung des
Verbundes zwischen thermoplastischer Folie und Oberfläche der Spanplatte erzielen.
Anhand der Zeichnung, die eine Presse zeigt, soll das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutert werden.
Eine beheizte Walze 1 dreht sich kontinuierlich in Richtung eines Pfeiles 2 und wird in einem Umsehlingungsbereich
zwischen einer Umlenkwalze 3 und einer Anpreßwalze 4 von einem Druckband 5 umschlungen,
das aus Stahl oder einem Stahlgewebe bestehen kann, das mit einem hitzebeständigen Material beschichtet ist.
In den Zwischenraum zwischen Druckband 5 und der Oberfläche der Anpreßwalze 4 wird kontinuierlich eine
vorzugsweise endlose dünne Spanplatte in Richtung eines Pfeiles 7 eingeleitet. Auf der der Walze 1
zugewandten Oberfläche der Spanplatte 6 werden gleichzeitig thermoplastische Folien 8 und 9 und eine
Papierbahn 10 eingeleitet, die mit einer Holzfurnierimitation bedruckt ist.
In dem Bereich, in dem das Druckband 5 die Walze 1 umschlingt, wird die Spanplatte 6 gegen die Folie 8,
diese gegen die Papierbahn 10, diese wiederum gegen die Folie 9 und diese gegen die Oberfläche der beheizten
Walze 1 gepreßt. Dadurch fließt Wärme aus der beheizten Walze 1 in die Folien 8 und 9, in die
Papierbahn 10 und zum Teil auch in die Oberfläche der Spanplatte 6, die sich jetzt nach ihrer Wärmeleitfähigkeit
im Bereich ihrer der Walze 1 zugewandten Oberfläche stärksten erwärmt, !m Zuge des Durchwanderns
des Umschlingungsbereichb steigt die Temperatur in den Folien 8, 9, der Papierbahn 10 und in der
angrenzenden Oberfläche der Spanplatte 1 an und erreicht gegen Ende des Umschlingungsbereichs, also
gegen Ende der Durchlaufzeit, einen Wert, bei dem das Material der Folien 8 und 9 plastisch ist. Dadurch
verbindet sich die thermoplastische Folie 8 mit der Oberfläche der Spanplatte 6, so daß eine innige
Verbindung erfolgt. Das gleiche gilt für die Kontaktflächen der Folie 8 und der Papierbahn 10 bzw. der Folie 9
22 Ol 302
und der Papierbahn 10. Nach dieser innigen Verbindung
verläßt die dünne Spanplatte, die jetzt mit den Folien 8
und 9 und der Papierbahn 10 verbunden ist, den Umschlingungsbereieh in Richtung eines Pfeiles 11.
Damit das Druckband fortwährend unter Spannung gehalten ist, ist eine Achse 12 der Anpreßwalzc 4 in
Richtung eines Pfeiles 13 vorgespannt. Die Kraftrich-Uing hat dabei eine Komponente, die auf die Oberfläche
der Walze 1 gerichtet ist. Diese Kraftkomponenle bewirkt das Verpressen der Tolic 8 mit der Oberfläcl
der Spanplatte 6. Zu einer Verbesserung der Anpre sung am Ende der Durchlaufzei! kann die Anpreßwab
4 dienen, wodurch u. LJ. die Spannung des Druckband*
5 geringer gehalten werden kann. Die Kraftrichtung a die Achse 12, also die Richtung des Pfeiles 13, kann /ι
Umstellung der Anpressung durch diese Anpreßwab auch änderbar sein.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Verfahren zum Beschichten eines Substrats mit einem Beschichiungsmateriai aus einer dem Substrat
unmittelbar zugewandten thermoplastischen Folie und gegebenenfalls einer oder mehreren Folie(n) auf
der dem Substrat abgewandten Seite der thermoplastischen
Folie unter Zuhillenahme einer kontinuierlich arbeitenden Presse, die ein von einem
Druckband teilweise umschlungene beheizte Walze aufweist, und bei dem das Substrat und das
Beschichiungsmateriai in den Spalt zwischen der beheizten Walze und dem Druckverband eingeleitet
werden, wobei die Folie oder die Folien der ·5
beheizten Walze zugewandt ist bzw. sind und die thermoplastische Folie und das Substrat während
des Durchlaufs durch die Presse von der Walr.e her
auf eine den Verbund ermöglichende Verbundtemperatur erwärmt werden, dadurch gekennzeichnet,
daß bei Einsatz von dünnen Spanplatten (6) als Substrat die Durchlaufzeit durch die
Presse und/oder die Temperatur der Walze (1) so gewählt werden, daß die Verbundtemperatur erst
kurz vor Ablauf der Durchlaufzeit erreicht und nur die Oberfläche der Spanplatte (6) entsprechend
erwärmt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehreren Folien zwischen zwei
Folien (8) aus thermoplastischem Kunststoff eine M
Bahn (10) aus Papier oder Gewebe eingelagert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Preßdruck am Ende der Durchlaufzeit
kurzzeitig erhöht wird.
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