DE4016210A1 - Verfahren zur herstellung einer mindestens einseitig beschichteten vollkunststoffplatte aus recycling-kunststoffen - Google Patents

Verfahren zur herstellung einer mindestens einseitig beschichteten vollkunststoffplatte aus recycling-kunststoffen

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer mindestens einseitig beschichteten Vollkunststoffplatte aus Recycling-Kunststoffen.
Es ist bekannt, Recycling-Kunststoffe, bspw. ein Gemisch aus nicht sortenreinen duroplastischen und thermoplastischen Kunststoffen, ggf. unter Beimischung eines Bindemittels, insbesondere einem Thermoplasten sowie unterschiedlichste Füllstoffe wie Aluminiumspäne und dgl. einem Recyclingverfahren zuzuführen, bei dem das Kunststoffgemisch extrudiert und anschließend die extrudierte Kunststoffmasse zu Platten gepreßt wird. Je nach Produktionsablauf und eingesetzten Rohstoffen ergeben sich Platten mit unterschiedlichen Oberflächenbeschaffenheiten. Durch die ungleichmäßige Oberflächenbeschaffenheit und durch einige ungünstige physikalische Eigenschaften der Kunststoffplatte aufgrund des Recycling-Kunststoffgemisches ist der Einsatz einer so gebildeten Platte bisher eingeschränkt. Problematisch ist vor allen Dingen das Eindringen agressiver Medien in das Platteninnere, wodurch eine Dethereorierung im Gefügeaufbau stattfindet mit nachteiliger Wirkung auf die Festigkeit und die Gebrauchseigenschaften.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, mittels dem eine effektive mindestens einseitige Beschichtung der Vollkunststoffplatte zur Verbesserung ihrer Gebrauchseigenschaften bewirkt werden kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren vorgesehen, bei dem die zu beschichtende Oberfläche der aus zerkleinerten nicht sortenreinen Kunststoffen hergestellten Grundplatte einer Oberflächaktivierungsbehandlung unterzogen wird und nach Auftragen ggf. eines Haftvermittlers und eines Klebstoffs mit einer Deckschicht durch ggf. beheiztes Anpressen versehen wird.
Aufgrund der stark unterschiedlichen Zusammensetzung der Recycling-Kunststoffgranulate war es bisher nicht möglich, in effektiver Art und Weise eine Recycling-Kunststoffplatte mit einer Deckschicht so zu verbinden, daß eine ausreichende Haftfestigkeit gewährleistet wurde. Durch die Oberflächenaktivierungsbehandlung kann in vorteilhafter und wirtschaftlicher Weise eine Recycling-Vollkunststoffplatte mit einer diese "veredelnden" Deckschicht aus unterschiedlichen Materialien versehen werden, wodurch eine Platte entsteht, die abhängig der verwendeten Deckschicht den unterschiedlichsten Ansprüchen standhält und in verschiedenen Anwendungsgebiete eingesetzt werden kann, so bspw. in der Innendekoration, im Innenausbau, im Naßzellenbau und dergleichen. Durch Vorsehen von geeigneten Deckschichten kann eine bessere Resistenz gegen Umwelteinflüsse erzielt werden, insbesondere gegen die Grundplatte zerstörende aggressive Mittel wie bspw. Lösungsmittel, Laugen und dergleichen.
Dadurch, daß vor der Oberflächenaktivierung eine mechanische Oberflächenbehandlung, insbesondere ein Anrauhen der Oberfläche erfolgt, wird die wirksame Verklebungs- bzw. Haftfläche erheblich vergrößert, was die spezifische Scher­ als auch Zugfestigkeit der Klebestelle verbessert.
Die Oberflächenaktivierung kann in vorteilhafterweise durch einen chemischen Prozeß, insbesondere durch Ätzen mittels eines die Kunststoffoberfläche stark oxidierenden Ätzmediums erfolgen. Als Ätzmedium können hierbei Chromschwefelsäure oder dgl. kunststoffangreifende Säuren verwendet werden. Eine weitere Variante sieht vor, daß die Oberflächenaktivierung durch Beflammen mit stark oxidierender Flamme erfolgen kann, bspw. unter Verwendung einer Propan- oder Butan-Gasflamme, jedoch so, daß das Oberflächenmaterial nicht durch zu große Hitzeeinwirkung zerstört wird. Eine weitere Variante sieht vor, daß die Oberflächenaktivierung elektro-chemisch durch Korona-Entladung erfolgen kann, wobei in einer bevorzugten Ausführungsform eine gleichzeitige Oberflächenspülung mit einem stark oxidierenden Gas erfolgt. Durch die drei beschriebenen Altenativen werden in der Oberfläche der Kunststoff-Grundplatte vorhandene molekulare Doppelbindungen im Kunststoff aufgelöst, wodurch teilweise O2 angelagert wird und eine gewisse Polarität der Oberfläche erzeugt wird, wodurch die Bindungswirkung zum Haftvermittler oder dem Klebstoff erheblich verbessert wird.
Zweckmäßigerweise kann vor Auftragen des Klebstoffs oder des Haftvermittlers die Oberfläche mit einer polaren Flüssigkeit, insbesondere Wasser oder einen Glykoläther-Wassergemischen besprüht werden, um eine effektive Kontrolle der Oberflächenaktivierung anhand der Benetzungswirkung festzustellen; wenn ein Abperlen der Flüssigkeit an der Oberfläche erfolgt, ist ein Indiz für eine unwirksame Aktivierung gegeben. Hierdurch ist eine Produktionsüberwachung zur Verminderung der Ausschußrate möglich.
Eine besonders effektive Haftung der Deckschicht auf der Grundplatte wird dadurch sichergestellt, daß als Haftvermittler und/oder Klebstoff ein solcher auf PUR-Basis verwendet wird. In Versuchen hat sich gezeigt, daß besonders abgestimmte Einstellungen, d. h. Zusammensetzungen von PUR-Klebern/Haftvermittlern bei ausreichender Oberflächenaktivierung gute Scherfestigkeitswerte liefern und ein Eindringen von korrosiven Medien zwischen Deckschicht und Grundplatte verhindert wird.
Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, daß als Deckschicht hochschlagfeste Kunststoffolien verwendet werden können, auf die ggf. einseitig ebenfalls der Haftvermittler und/oder der Klebstoff aufgetragen wird, wodurch eine erhöhte Bindungswirkung gewährleistet ist. Solche Kunststoffolien können bspw. witterungsbeständig aus Polyvynilfluorid, extrem zug- und schlagfest aus Polyamid, aus PVC, aus Polyesterol und dgl. mehr sein. Hierdurch ist ein guter Schutz gegen Umwelteinflüsse der teilweise porösen Grundplatte gegeben, wobei je nach Einsatzzweck die Kunststoffolien eingefärbt oder transparent sein können.
Für den Ausbau von Innenräumen ist in einer weiteren Ausführungsvariante vorgesehen, daß als Deckschicht Holzfurniere verwendet werden können, auf die ggf. einseitig der Haftvermittler und/oder der Klebstoff aufgetragen ist. Eine leichte Messeplatte läßt sich dadurch herstellen, daß als Deckschicht eine geschlossenzellige Polyurethan-Hartschaumplatte verwendet werden kann.
Eine vollständig gegen Umwelteinflüsse resistente Vollkunststoffplatte wird in weiterer Ausgestaltung dadurch möglich, daß beide Oberflächen der Grundplatte sowie ggf. die Umfangskanten mit einer Deckschicht versehen werden.
Wesentlich für die Herstellung einer Vollkunststoffplatte ist dabei, daß die Oberflächenaktivierung unmittelbar vor Versehen der Grundplatte mit der/den Deckschicht(en) erfolgt, da die erzeugte Polarität nicht sehr stabil ist.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, wobei weitere Einzelheiten der Erfindung der folgenden Beschreibung zu entnehmen sind, in der die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben und erläutert ist.
Zur Herstellung von Vollkunststoffplatten aus Recycling-Kunststoffen wird ein Gemisch aus nicht sortenreinen duroplastischen und thermoplastischen Kunststoffen unter Beimischung eines thermoplastischen Bindemittels einem Extruder zugeführt, wo diese innig miteinander vermischt und plastifiziert werden. Die extrudierte Kunststoffmasse wird in einer Presse zu plattenförmigen Gebilden unterschiedlicher Querschnittsabmessungen gepreßt. Zur Erzeugung einer gegen Umwelteinflüsse resistenten Vollkunststoff-Recyclingplatte werden die Außenoberflächen mit einer Deckschicht versehen. In einem ersten Verfahrensschritt erfolgt eine mechanische Oberflächenbehandlung mit einer Bandschleifmaschine, wodurch eine Vergrößerung der Haftoberfläche durch Anrauhen erfolgt. Hiernach wird die Grundplatte einer oberflächen- Aktivierungsbehandlung unterzogen, in welcher die Haftfähigkeit der Oberfläche durch Oxidation und Erzeugung einer gewissen Polarität erhöht wird. Dies kann erreicht werden, indem die Grundplatte in einem Chrom-Schwefel-Säurebad chemisch angeätzt wird, die Grundplatte mit einer stark oxidierenden Propan- oder Butangasflamme beflammt wird oder einer elektro-chemischen Oberflächenaktivierung durch Korona-Entladung eines Lichtbogens bei Oberflächenspülung der Grundplatte mit einem stark oxidierenden Gas unterzogen wird, wobei Luft als Medium brauchbare Ergebnisse liefert. Anschließend erfolgt eine Kontrolle der Oberflächen-Aktivierung durch Benetzung mit einer polaren Flüssigkeit (Wasser bzw. Glykoläther- Wassergemisch). Bei ausreichender Vorbehandlung ist eine gute Benetzung gegeben; ein Abperlen der Flüssigkeit bedeutet eine unwirksame Vorbehandlung, so daß die Grundplatte erneut der Oberflächenaktivierung zugeführt wird. Unmittelbar hieran anschließend wird entweder ein Haftvermittler oder direkt ein Klebstoff auf PUR-Basis mit einer Spachtel, Gupfoleimer, Walze oder dgl. aufgetragen. Ein geeigneter Haftvermittler ist z. B. ein solcher des Typs L 459 der Firma Dorus; ein geeigneter PUR-Schmelzklebststoff ist z. B. ein solcher des Typs KS 201/4 der Firma Dorus. Nach einer kurzen Anbindzeit werden auf die zu beschichtenden Oberflächen Deckschichten, welche aus unterschiedlichen Materialien bestehen können und welche ebenfalls einseitig mit dem Haftvermittler und/oder dem Klebstoff bestrichen worden sind, aufgelegt. Ein Anpressen der Deckschichten kann bspw. in einer Etagenpresse, die ggf. zur Beschleunigung des Aushärtprozesses beheizbar sein kann, erfolgen.
Das Auftragen des Haftvermittlers und/oder des Klebstoffes sowie die Anbringung der respektiven Deckschicht kann auch auf einer handelsüblichen Kantenumleimer-Maschine durchgeführt werden.
Als Deckschichten kommen je nach späterem Einsatzzweck der Vollkunststoffplatte verschiedenartige Kunststoffolien unterschiedlicher Dicke zur Anwendung, bspw. hochschlagfeste Polyamidschichten, witterungsbeständige Polyvinylfluoridfolien und dgl. mehr. Es können aber auch Polyurethan-Hartschaumplatten oder Holzfurniere unterschiedlicher Stärken vorgesehen werden.
Nach erfolgtem Aushärten des Klebstoffs kann die somit veredelte Vollkunststoffplatte bspw. in einer Holzbearbeitungsmaschine weiter bearbeitet werden, ohne daß aufgrund der Bearbeitung ein Loslösen der Deckschichten stattfindet.
Die so hergestellte Platte kann abhängig der verwendeten Deckschicht in verschiedene Anwendungsgebiete eingesetzt werden, wobei sie den unterschiedlichen Ansprüchen in bezug auf Festigkeit, Oberflächenqualität, Optik, und dgl. mehr, standhält. Eine solche Vollkunststoffplatte kann zum Auskleiden von rohem Mauerwerk, zur Herstellung von nichttragenden Trennwänden, oder aber insbesondere im Gartenbau bei Beschichtung mit einer witterungsbeständigen Polyvinylfluorid-Deckschicht eingesetzt werden.

Claims (14)

1. Verfahren zur Herstellung einer mindestens einseitigen beschichteten Vollkunststoffplatte aus Recycling-Kunststoffen, bei dem die zu beschichtende Oberfläche der aus zerkleinerten, nicht sortenreinen Kunststoffen hergestellten Grundplatte einer Oberflächenaktivierungsbehandlung unterzogen wird und nach Auftragen ggf. eines Haftvermittlers und/oder eines Klebstoffs mit einer Deckschicht durch ggf. beheiztes Anpressen versehen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Oberflächenaktivierung eine mechanische Oberflächenbehandlung, insbesondere ein Anrauhen erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine chemische Oberflächenaktivierung durch Ätzen mittels eines die Kunststoffoberfläche stark oxidierenden Ätzmediums erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Ätzmedium Chromschwefelsäure verwendet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine thermo-chemische Oberflächenaktivierung durch Beflammen mit stark oxidierender Flamme erfolgt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine elektro-chemische Oberflächenaktivierung durch Korona-Entladung erfolgt.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenaktivierung bei Oberflächenspülung mit einem stark oxidierenden Gas erfolgt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß vor Auftragen des Klebstoffs oder des Haftvermittlers die Oberfläche mit einer polaren Flüssigkeit, insbesondere Wasser oder Glykoläther-Wassergemische besprüht wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Haftvermittler und/oder Klebstoff ein solcher auf PUR-Basis Verwendet wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Deckschicht hochschlagfeste Kunststoffolien verwendet werden, auf die ggf. einseitig ebenfalls der Haftvermittler und/oder der Klebstoff aufgetragen wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Deckschicht Holzfurniere verwendet werden, auf die ggf. einseitig der Haftvermittler und/oder der Klebstoff aufgetragen wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Deckschicht eine geschlossenzellige Polyurethan-Hartschaumplatte verwendet wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß beide Oberflächen der Grundplatte sowie ggf. die Umfangskanten mit einer Deckschicht versehen werden.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenaktivierung unmittelbar vor Versehen der Grundplatte mit der Deckschicht erfolgt.
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