DE2238815A1 - Verfahren zur beschichtung von flaechigen werkstoffen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Beschichtung von flächigen Werkstoffen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Beschichtung flächiger Werkstoffe wie Holzwerkstoffe z. B.
• Span-, Sperr-, Tischler-, Hartfaser- und Hartholzplatten, Vollholz oder Asbestzement-, Metall- oder Kunststoffplatten oder -tafeln mit festem und mit gegebenen- oder gewünschtenfalls fertigem Oberflächeneffekt versehenen Oberflächenmaterialien.
• Ein derartiges Verfahren ist von großem Interesse, weil es Beschichtungen von flächigen, auch druckempfindlichen flächigen Werkstoffen mit hohen Fertigungsgeschwindigketten in industriellem Maßstab ohne die biF er erforderlichen Maßnahmen wie z.B. konditionierte Räume, Werkstoffe, exakt gesteuerte Arbeitsbedingungen, besonders auch für außereuropäische extrem klimatische Zonen, wo bisher der artige Oberflächenbeschichtungsmethoden nur durch technisch hohen Aufwand gewährleistet waren, ermöglicht, wobei gewünschtenfalls gebrauchsfertige Montageteile oder Fertigprodukte entstehen.
• Es sind einerseits bereits Verfahren zur Beschichtung von flächigen Werkstoffen bekannt. So ist bekannt, daß man "endlose" Oberflächenmaterialien mit D ispe rsionsl einien auf sogenannten Rollenpreßanlagen kontinuierlich mit maximalen Geschwindigkeiten von 20 m/Mtnute auf oben erwähnte Werkstoffe aufbringen kann. Die bisherigen Verfahren zur kontinuierlichen Beschichtung von flächigen Werkstoffen haben jedoch erhebliche Nachteile, die vorwiegend in der Art der verwendeten Leime und Oberflächenmaterialien liegen, denen sich die Maschinentechnik anpassen mußte.
• So waren einerseits Maschinenstörungen durch häufiges Abreißen der sehr brüchigen aminoplastischen Oberflächenfolien -beim Anfahren der Beschichtungsanlagen oder auch während des Laufs solcher Anlagen Ursache von Maschinenstillständen und damit von erheblichen Betriebsverlusten und andererseits nicht ausreichende Qualitätsmerkmale des fertigen Montagestücks oder Fertigprodukts durch notwendigerweise erfolgte Beschichtung mit dimensionsinstabilen Oberflächenfolien aus z. B. Polyvirylchlorid oder anderen Kunststoffen Anlaß zu teilweise sehr kostenaufwendigen Beanstandungen.
• Weiter läßt die Abbindegeschwindigkeit von Dispersionsleimen und die relativ langsam entstehende und dementsprechend niedrige Anfangshaftung von mit Dispersionsleimen verbundenen Werkstücken hohe Fertigungsgeschwindigkeiten bei der Beschichtung von flächigen Werkstoffen nicht zu und / oder bedingt eine Zwischenlagerung von mehreren Stunden im Stapel und / oder in Spindelpressen vor der weiteren Bearbeitung der Werkstücke. Weitere Nachteile sind in der Möglichkeit zu sehen, bei Verwendung flüssiger Leime durch zu hohen oder zu niedrigen Leimauftrag Fehlverleimungen zu erzeugen oder durch Leimflecken die Oberflächen der Werkstücke zu verunreinigen oder zu beschädigen.
• Die Nachteile von Dispersionsleimen können allgemein eliminiert werden durch Verwendung von heißsiegelfähigen Klebern.
• Die großflächige Verarbeitung von Holzwerkstoffen mit heißsiegelfähigen Folien oder anderen flächigen Gebilden zeigt allerdings Nachteile auf, da die Aktivierung des heißsiegelfähigen Klebers bekannterweise durch Wärme erfolgt, die in Sekundenschnelle über die gesamte Fläche entweder dem Trägermaterial oder der Folie zugeführt werden muß.
• Da erfahrungsgemäß heterogene Werkstoffe wie z. B. Holzwerkstoffe schlechte Wärmeleiter sind und deren Wärmeleitfähigkeit zusätzlich von der Rohdichte und der Feuchtigkeit abhängig ist, kann eine gleichmäßige Oberflächenaufheitzung - wie sie für die Verarbeitung von heißsiegelfähigen Klebern erforderlich ist - nicht mit Sicherheit garantiert werden. Die dadurch zwangsläufig entstehende partielle Aufheizung führt zu Unter- und / oder Überhitzung des heißsiegelfähigen Klebers, so daß in jedem Falle Fehlverleimungen auftreten. Bei Unterhitzung ist die erforderliche Temperatur für die.Versiegelung nicht erreicht, bei Überhitzung wandert der heißsiegelfähige Kleber in das Trägermaterial ab oder erleidet die Siegelfähigkeit beeinträchtigende Veränderungen.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die maschinen- und die verfa renstechnischen Nachteile in der Gesamtheit durch die Verwendung und Anwendung von flexiblen, alterungsbeständigen, rei ßfesten, dehnbaren und klebfreien Oberflächenmaterialien in Kombination mit Schmelzklebern, Schmelzleimen oder Thermoplasten zu vermeiden.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein einseitig oder beidseitig mit Schmelzklebern, Schmelzleimen oder Thermoplasten beschichteter, flächiger Werkstoff oder eine mit Schmelkleber, Schmelzleim oder Thermoplasten rückseitig beschichtete Oberflächenfolie mit Hilfe einer Rollenpreßanlage verarbeitet wird, die durch gezielte Energieführung die mit Schmelzklebern, Schmelzleimen oder Thermoplasten beschichteten Oberflächen in gleichmäßiger Weise über die gesamte Bahnbreite auf eine über dem Schmelzbereich des Schmelzklebers, Schmelzleims oder Thermoplasten liegende Temperatur erhitzt und gesteuert kurzzeitig darauf die Oberflächenfolie mit geeigneten mechanischen Mitteln auf den zu verarbeitenden Werkstoff aufpreßt und sofort abkühlt.
• Erfindungsgemäß geschieht die Energiezufuhr durch eine in der Drehzahl gesteuerte Luftleitwalze, durch welche die auf mehrere Hundert Grad Celsius erhitzte Luft gezielt in einem Zeitraum von 111000 bis 5 Sekunden unmittelbar auf die gesamte Breite geführt wird. Nur durch die variable Drehzahl der Luftleitwalze ist es möglich, kurzzeitig die hohen, für die Aktivierung des Klebers notwendigen Temperaturen unmittelbar zu erreichen. Nur durch die Luftleitwalze ist es weiterhin möglich, bei gesteuerter, konstanter Vorl ufttemperatu r variable Oberflächentemperaturen zu erreichen.
• Die Energiezufuhr durch einfache stationäre Schlitzdüsen und/ oder direkt beheizte Register über Gasflamme, Sillitheizstäbe, Kontaktbeheizung, Mikrowellen- oder Hochfrequenzeinrichtungen usw. können gleichermaßen zur Anwendung kommen, wobei jedoch die erforderliche kurzzeitig #konstante Temperatur nur durch hohen Aufwand an Material und Regel armaturen erreicht wird.
• Erfindungsgemäß ist die Luftleitwalze, welche die direkt oder indirekt erhitzte Luf#4n ihrer Führung so angeordnet und in der Austrittsgeschwindigkeit und Richtung so reguliert, daß keinerlei Luft zwischen Folie und Werkstoff eingeschlossen wird, so daß Fehlverleimungen durch Blasenbildung vermieden werden.
• Eine Andruckwalze oder ein Andruckband drückt entweder die mit Schmelzkleberbeschichtung versehene Oberflächenfolie auf den nicht beschichteten Werkstoff oder aber die nicht beschichtete Oberflächenfolie auf den mit Schmelzkleberbeschichtungen versehenen flächigen Werkstoff. Die Andruckmechanik kann eine glatte oder auch strukturierte Oberfläche haben. Die verleimte Oberflächenfolie nimmt in jedem Fall die Oberflächenstruktur der Andruckmechanik an, so daß sowohl glatte als auch strukturierte Oberflächen kontinuierlich erzeugt werden können. Dië Andruckwalze oder das Andruckband sind so ausgebildet, daß die seitlich (ber die Fläche überstehende Folie im Winkel Fläche/Kante umgeschlagen wird, dadurch ist es möglich, in einem Arbeitsgang Fläche und Kante gleichzeitig zu beschichten. Schmelzkleber, Schmelzbahnen und Thermoplaste sind, wenn sie als klebendes Prinzip eingesetzt werden, dadurch ausgezeichnet, daß sie bei schneller Abkühlung unter die Temperatur ihres Schmelzbereichs maximale Anfangshaftungen ergeben. Um dies bei der erfindungsgemäßen Anlage zu gewährleisten, ist unmittelbar hinter der Andruckmechanik eine Anordnung von einer oder mehrerer unter Druckstehender Kühlwalzen vorgesehen. Die Kühlung dieser Walzen wird jeweils dem erforderlichen Temperaturgefälle angepaßt, im Extrem bis zum " Abschrecken" des heißsiegelnden Substrats.
• Die Kühlung der Walzen erfolgt indirekt durch Kaltwasser oder separat angeschlossenes Kühlaggregat in Kompressorbauweise.
• In den nachfolgenden Figuren ist die erfindungsgemäße Rollenpreßanlage in den wichtigsten Teilen dargestellt.
• Figur A zeigt die Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung für eine doppelseitige Beschichtung. Das Trägermaterial (i) läuft endlos oder in den jeweiligen Abschnitten in die Anlage ein. Von den Folienhaspeln 2) wird die Folie, welche einseitig mit heißsiegelfähigem Kleber beschichtet ist, über die Regulierwalzen (3)den Luftleitwalzen (4) zugeführt. Die Luftleitwalzen sind unabhängig von der Arbeitsgeschwindigkeit drehzahl gesteuert und laufen gegen die Arbeitsrichtung. Die auf mehrere 100 Grad Celsius erhitzte Luft wird der Luftleitwalze zugeführt. Eine über den Luftleitwalzen stark abisolierte und drehbare Haube dient dazu, den Luftstrahl in die gewünschte Richtung zu lenken.
• Der durch die Temperatur geschmolzene heißsiegelfähige Kleber wird durch die hydraulisch und/oder mechanisch gesteuerten Andruckwalzen (5) gemeinsam mit der Folie auf die Trägerplatte aufgedrückt. Die hydraulisch oder mechanisch gesteuerten Druck-Kühlwalzen haben (0 die Aufgabe, den heißen Schmelzkleber sofort abzukühlen und gleichermaßen mechanisch anzudrücken.
• Die auf diesem Wege beidseitig beschichtete Platte (7)kann dann unmittelbar auf einer nicht dargestellten fliegenden Schere auf die entsprechende Länge abgeschnitten werden.
• Kommen von vornherein Platten einzelner Abmessungen zur Beschichtung, so erfolgt die Einführung in die Vorrichtung so, daß ein Abstand von Platte zu Platte von 5 - 50 mm erreicht wird. Ein ebenfalls nicht dargestelltes Klappmesser trennt dann die endlose Folienbahn nach erfolgter Beschichtung zwischen den Abständen der einzelnen Trägerplatten auf.
• Figur B stellt das Detail der erfindungsgemäßen Luftleitwalze dar. Die Luftleitwalze kommt in einem Abstand zwischen 1 - 150 mm von der aufzuheizenden Folie (1) zur Aufstellung. Die Luftleitwalze besteht aus einem Stahlzylinder, in dessen Hohlraum (2) die auf mehrere 100 Grad Celsius vorgeheizte Luft seitlich eingeführt wird. Die Länge der Walze entspricht der effektiven Bahnbreite der Folie.
• Die Walze ist mit mindestens einem Luftaustrittsschlitz (3) versehen, welcher die Aufgabe hat, die eingeströmte Heißluft in den Turbulenzraum (4) abzugeben. Der Turbulenzraum (4) liegt zwischen der Walzenoberfläche und einer die Luftleitwalze umgebenden Haube (5), deren Öffnung mindestens 1/10 des jeweiligen Umfanges beträgt und um die Luftleitwalze schwenkbar ist. Durch die Schwenkbarkeit der Haube (5) kann die Luftaustrittsöffnung (6) jeweils variiert werden, um die gezielte und gesteuerte Aufwärmzone über die gesamte Bahnbreite zu gewährleisten. Je nach Prehzahl der Luftleitwalze ist es möglich, unabhängig von der Vorlufttemperatur die kurzzeitig gewünschten Oberflächentemperaturen auf die Oberseite der unten vorbeilaufenden Folie aufzutragen.
• Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß Beschichtungen flächiger Werkstoffe wie Holzwerkstoffe, Metall-, Kunststoff- oder Asbestzementplatten oder -tafeln mit hohen Fertigungsgeschwindigkeiten hergestellt werden können. Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es erstmals möglich, auf technisch einfachem Wege Oberflächenveredlungen durchzuführen, die bei den üblichen und bekannten Verfahren einen hohen technischen Aufwand an Maschinen und Einrichtungen, wie z. B. kontrollierte Lagerhaltung der Rohmaterialien und Fertigung in konditionierten Räumen und geschultes Personal, erfordern. Beispielsweise sind die bisher bekannten Oberflächenvergütungstechniken und -verfahren, weil sie mit den oben beschriebenen Nachteilen belastet sind, nicht in einem gewünschten Umfang in Ländern mit Extremklimaten (hohe Lufifeuchten und Temperaturen) praktizierbar.
• Von allen beschriebenen Nachteilen ist das erfindungsgemäße Verfahren frei. Es sind auch Beschichtungen empfindlicher kompressibler, wasserempfindl icher, flächiger Werkstoffe möglich. Die Beschichtungen ergeben je nach der Zusammensetzung und der Ausbildung der eingesetzten Oberflächenmaterialten qualitativ hochwertige Montageteile oder Fertigprodukte.
• Besonders interessant ist die hohe Wasserunempfindlichkei t der Klebefuge, wodurch man in die Lage versetzt wird, mit sonst nicht üblichen Werkstoffen konstruktive Aufgaben zu lösen.
• Damit kann der Rationalisierungsbestrebung der Kulturwarenindustrie weitgehend entgegengekommen werden.

Claims (5)

1. Schutzansprüche

   Verfahren zur Beschichtung von flächigen Werkstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß ein einseitig oder beidseitig mit Schmelzklebern, Schmelzleimen oder Thermoplasten beschichteter, flächiger Werkstoff oder eine mit Schmelzkleber, Schmelzleim oder Thermoplasten rückseitig beschichtete Oberflächenfolie mit Hilfe einer Rollenpreßanlage verarbeitet wird, die durch gezielte Energiezuführung die mit Schmelzklebern, Schmelzleimen oder Thermoplasten beschichteten Oberflächen in gleichmäßiger Weise über die gesamte Bahnbreite auf eine über dem Schmelzbereich des Schmelzklebers Schmelzl eimes oder Thermoplasten liegende Temperatur erhitzt und gesteuert kurzzeitig darauf die Oberflächenfolie mit geeigneten mechanischen Mitteln auf den zu verarbeitenden Werkstoff aufpreßt und sofort abkühlt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Aufschmelzen des Schmelzklebers, Schmelzleims oder Thermoplasten durch eine drehzahlgesteuerte Luftleitwalze erfolgt.
3. 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß der Andruck der Oberflächenfolie auf den flächigen Werkstoff durch eine Andruckmechanik erfolgt, die eine glatte oder strukturierte Ober.

   fläche besitzt.
4. 4. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß zur gleichzeitig zur Flächenbeschichtung erforderlichenfalls durchzuführenden Kantenbeschichtung eine Bördeleinrichtung eingebaut ist.
5. 5. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar nach der Andruckwalze mindestens eine unter variablem Druck stehende Kühlwalze eingebaut ist.